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 20  专注高分子材料

抗紫外线、抗黄变

光稳定剂与有机涂层的光稳定化



       涂层光老化过程的发生需要存在几个关键因素,首先要求涂层中存在能够吸收太阳光紫外线的组分或结构。其次是光老化过程常伴随着光氧化反应的进行,其中单线态氧、臭氧以及基态氧的存在是该过程发生的关键;烷基过氧化氢、自由基(包括过氧自由基)是光氧化、光降解得以持续进行的重要环节。针对这些老化因素,通过添加不同功能助剂来抑制或阻断这些步骤,可大大缓解高分子涂层的光老化进程。这种有助于提高涂层抗光老化性能的助剂称为光稳定剂。

      能做为光稳定剂应当满足下列基本要求:

      1、光稳定剂应具有足够的效能来抑制或延缓聚合物材料的光老化进程;

      2、光稳定剂与涂料配方和固化交联后的体系有良好的相容性,防止相分离或在固化膜中渗透迁移;

      3、光稳定剂应具有较低的挥发性,否则当以很少的浓度存在于涂层中时,容易发生挥发性损失;

      4、在光固化涂料中,由于涂料的成膜过程涉及吸光、激发跃迁和活性自由基的产生等环节,光稳定剂不应严重干扰、阻碍这些环节的作用,否则,光固化速率将受到影响,固化交联性能下降;

      5、光稳定剂是作为一种添加成分存在于涂层体系中,通常不希望它与涂料配方组分发生改变功能性质的化学反应,以免影响光稳定化效能和光固化膜性能;

      6、光稳定剂应具有长效性且无毒、安全、成本低。

      除了添加光稳定剂助剂外,比较常用的方法还有是在涂料配方中添加有色颜料。有些颜料本身具有强烈的吸光作用,可有效屏蔽紫外光,如炭黑、酥蔷蓝等。颜料的抗光老化作用机理不仅限于光屏蔽,还有更深层次的复杂作用。有些颜料在光固化涂料中将妨碍光引发剂的吸光效能,严重干扰光固化效率和成膜性能。此外,颜料着色还将使涂层吸收更多的光能,使涂层温度升高,发生热老化降解的可能性增加。因此,利用颜料着色来提高涂层光稳定性在传统热固性涂料中有一定应用,但在光固化涂料中应用受到限制。

      在塑料、橡胶、涂料上普遍采用的抗光老化方法是添加紫外线吸收剂、自由基捕获剂、激发态碎灭剂及过氧化氢分解剂,这四大类光稳定剂通过各自不同的功能在聚合物光老化的不同阶段发挥作用,抑制聚合物光老化过程,在高分子材料抗光老化领域有着举足轻重的作用。


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