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详解巴斯夫抗氧剂和光稳定剂

聚烯烃人2018-11-08 21:54:17

巴斯夫塑料添加剂部门的产品众多,其中抗氧剂和光稳定剂占有重要地位。





关键词  |  巴斯夫  抗氧剂  光稳定剂

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巴斯夫2009年通过并购汽巴CIBA成为塑料添加剂市场的第一供应商。


巴斯夫塑料添加剂部门的产品众多,其中抗氧剂和光稳定剂占有重要地位。




抗氧剂

 


高分子材料,无论是天然的还是合成的,在成型、贮存、使用过程中都会因为各种原因发生结构变化,逐步氧化降解失去使用价值。为了延长高分子材料的寿命,抑制或延缓聚合物的氧化降解,最为有效的措施是添加抗氧剂。抗氧剂是聚合物稳定剂的重要分支,广泛应用于橡胶、塑料、化纤高分子材料及是有化工和食品加工中。


抗氧剂是指对高聚物受氧化并出现老化现象能起到延缓作用的一类化学物质。当其在聚合物体系中仅少量存在时,就可延缓或抑制聚合物氧化过程的进行,从而阻止聚合物的老化并延长其使用寿命,又被称为“防老剂”。




抗氧剂的作用机理



1
自由基抑制剂


自由基抑制剂又称主抗氧剂,包括胺类和酚类两大系列(如Irganox 1010、Irganox 1076等)。胺类抗氧化剂几乎是芳香族仲胺的衍生物,主要有二芳基仲胺、对苯二胺和酮胺、醛胺等类。它们大多具有较好的抗氧效能,但污染性较重,主要用于橡胶工业。酚类抗氧剂主要是受阻酚类,抗氧效能一般较胺类抗氧剂弱,但没有污染性,主要用于塑料和浅色橡胶制品。


2
氢过氧化物分解剂


氢过氧化物分解剂又称辅助抗氧剂,主要是硫代二丙酸酯等硫代酯和亚磷酸酯(如Irgafos PS802、Irgafos168等)两大类。它们主要用于聚烯烃中,与酚类抗氧剂并用,以产生协同作用。


3
重金属离子钝化剂


聚合物与重金属接触受重金属离子的催化作用会产生降解反应,如电缆料的芯线是铜,常引起铜害,因而需添加铜离子钝化剂。酰肼类、肟类、醛胺缩合物等都是重金属离子钝化剂。



抗氧剂的分类及牌号



1
受阻胺类抗氧剂


受阻酚类抗氧剂作为主抗氧剂是防止聚合物氧化降解最重要的一类抗氧剂,以其不变色、不污染的特点,成为塑料制品中应用最为广泛、用量最大的抗氧剂。


常用牌号如下:


抗氧剂--1010

BASF对应牌号:Irganox 1010

化学名称:四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯



应用范围:

聚烯烃:PP Film、PP Molding、HEPE Pipe、PP/HDPE Tape/ PE Wire&Cable、PE Molding、LDPE/EVA Film、LLDPE Film

弹性体:EPDM

聚氨乙烯:PVC

聚氨酯:RIM、TPU

工程塑料:POM、PA、PBT/PET


抗氧剂1076

BASF对应牌号:Irganox 1076

化学名称:中文β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯



应用范围:

聚烯烃:PP Molding\PE Wire&Cable、LDPE/EVA Film、LLDPE Film

苯乙烯:ABS、PC/ABS、IPS、GPPS

弹性体: S-SBR、BR、EPDM、SBS/SRS、TPE

聚氨乙烯:PVC

聚氨酯:Flexible Foam 、RIM、TPU

工程塑料:PC、PMMA、UP、PVB


2
亚磷酸酯类抗氧剂



辅助抗氧剂为预防性抗氧剂,分解氢过氧化物,可以阻止或延缓高分子材料氧化降解过程中自由基的产生。主要是亚磷酸酯类、硫代酯类。168属于亚磷酸酯类辅抗,主要提供热加工稳定性;主抗+辅抗共同使用可以产生协同效应(简单的比方为:1+1>2)


抗氧剂168

BASF对应牌号:Irgafos 168

化学名称:三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯

应用范围:

聚烯烃:PP Fibers、PP Films、PP Molding、PE Wire&Cable、LDPE/EVA Film、LLDPE Film、PP Pipe

苯乙烯:ABS、PC/ABS、IPS、GPPS

弹性体:S-SBR、BR、EPDM、SBS/SRS

工程塑料:PA、PC、PBT/PET、PMMA


3
复合抗氧剂



复合抗氧剂是由主、辅2种或2种以上抗氧剂复配而成,两种为二元复合抗氧剂,三种为三元复合抗氧剂,相互间会产生协同效应而发挥出优越性能。


目前,受阻酚/亚磷酸酯配合体系产品居复合抗氧剂的主导地位,其开发并不局限于两类抗氧剂组分的简单混合,而是通过添加捕获碳中心自由基的稳定组分,以减少酚类抗氧剂的压力来提高其稳定效果的。


其中常用的如B215(1010::168=1:2)、B225(1010:168=1:1)、B900(1076:168=1:4)等等,其中215和225生产消费量占国内复合抗氧剂生产消费总量的80%以上。


光稳定剂

 

由于高分子材料长期暴露在日光或置于强荧光下,吸收了紫外线能量,引起自动氧化反应,导致聚合物的降解,使得制品变色、发脆、性能下降,以致无法使用。凡是能抑制或减缓这一过程进行的措施,称为光稳定技术,所加入的物质称为光稳定剂。




按照作机理的不同,光稳定剂分为以下四类:


1
光屏蔽剂


光屏蔽剂又称屏蔽剂,是一种能够反射或吸收紫外光的物质。它们具有高度的分散性和遮盖力,能将吸收的光能转为热能散发、将有害的光波反射,从而发挥防护聚合物的作用,延缓材料的老化。


通常作为光屏蔽剂的多是一些无机颜料和填料,常见的光屏蔽剂主要有炭黑、氧化锌、二氧化钛和锌钡等。


2
紫外线吸收剂


紫外线吸收剂是光稳定剂中使用最早、用量最大的一类。它们的稳定机理是能够有效地吸收紫外线,并且将所吸收的紫外光能量转变为热能散发掉。分子结构中的苯环上均有邻位羟基,很容易通过氢键的作用以及发生分子重排的可逆变化将激发能消耗掉,从而保护聚合物分子。


在工业上应用最多的是二苯甲酮类、水杨酸类和苯并三唑类等。


紫外线吸收剂(UVA)按化学结构分主要有5类:


二苯甲酮类,如Chimassorb 81等;



苯并三唑类,如Tinuvin 234、Tinuvin 326、Tinuvin 328、Tinuvin P、Tinuvin 571等;



水杨酸酯类,如BAD、TBS、OPS等;


三嗪类,如Tinuvin 1577 FF、Tinuvin 1600等;



取代丙烯腈类,如UV Absorber317等。


应用范围:

①聚烯烃: PP Film、PP Molding、HEPE Pipe、PE Wire&Cable、LDPE/EVA Film、LLDPE Film、PP Pipe

②苯乙烯ABS Compounding、PC/ABS、IPS、GPPS

③弹性体:SBS/SRS、TPE

④聚氨乙烯:Rigid PVC、Flexible Foam

⑤聚氨酯:Flexible Foam 、RIM、TPU

⑥工程塑料:POM、PA、PC、PBT/PET、PMMA、UP、PVB


3
淬灭剂


猝灭剂的作用机理是能使聚合物吸收紫外光能后成为激发态的能量转移到猝灭剂分子上,并以发射荧光或转化为热能等无害的方式使能量消散,使聚合物迅速回复稳定的基态。


目前使用的猝灭剂主要是二价镍螯合物,有机部分为取代酚或硫代双酚等。主要产品有二硫代氨基甲酸盐、膦酸单酯镍型和硫代双酚型等。


4
受阻胺光稳定剂


受阻胺类的作用机理包括三种,捕获自由基、分解过氧化物和猝灭单线态氧。


它们本身不吸收任何大于260 nm的光线,也不能猝灭激发态分子,但在氧存在下,受阻胺能被氧化生成相应的氮氧自由基,这种化合物相当稳定,它们能非常有效的捕获聚合物光氧化降解产生的活性自由基,而且在稳定过程中具有再生功能,这种再生功能是其有别于其他稳定剂的最大特征。


主要牌号:Tinuvin 622、Tinuvin 765、Tinuvin 770、Tinuvin 944、Chimassorb 2020等。



应用范围:

①聚烯烃: PP Fibe、PP Film、PP Molding、PP/HDPE Tape 、HEPE Pipe、PE Wire&Cable、LDPE/EVA Film、LLDPE Film、

PP Pipe

②苯乙烯:ABS Compounding、PC/ABS、IPS、GPPS

③弹性体:SBS/SRS、TPE

④聚氨乙烯:Rigid PVC、Flexible Foam

⑤聚氨酯:Flexible Foam 、RIM、TPU

⑥工程塑料:POM、PA、PC、PBT/PET、PMMA、UP、PVB



内容来源:艾邦高分子

由“聚烯烃人”整理发布


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