光稳定剂是抑制或减缓由光氧化作用引起的高分子材料发生降解的助剂。随着高分子合成材料的快速发展,尤其是合成材料 在户外应用的日益增加,光稳定剂已成为塑料助剂的重要类别。以下是光稳定剂行业发展趋势分析:
光稳定剂是用量增长最快的塑料助剂,有报告显示,2002年光稳定剂消费增长速率比CNP(国民生产总值)增长速率高一倍,而且市场前景十分看好。
据光稳定剂行业发展趋势分析,尽管我国光稳定剂工业近来来取得长足进步,但是与国外发达国家和地区相比,仍存在一定差距:1)高效HALS光稳定剂受到原料等因素的制约,发展极为落后,如目前国内开发的HALS无为哌啶系衍生物,而没有哌嚓系衍生物,在哌啶系中只有以哌啶醇为中间体的HALS产品,而对哌啶胺、哌啶基烷醇、哌啶基羧酸等重要中间体研究生产较少;2)科研成果转化力度不够,导致许多高档品种主要依赖进口。目前光稳定剂行业发展趋势主要集中在高相对分子质量化、多功能化和反应性等方面。
1、高分子质量化,助剂高分子质量化可以有效防止助剂在聚合物中挥发、迁移和抽出。实现高分子质量化主要有两大途径:一是通过将具有光稳定的官能轩的结构二聚或连接期货辅助基团,开发单体型高分子质量光稳定剂结构;二是将具有反应性基团的单体型光稳定剂进行均聚或者缩聚。其中Ciba SC开发的 Chimassorb119 是单体型高分子质量受阻胺类光稳定剂的代表性产品。而反应性单体型光稳定剂聚合则成为目前全球光稳定剂品种开发的主要渠道,代表性产品有 Ciba SC开发的Chimassorb944、Tinuvin622,氰特公司开发的Cyasorb3346和科莱蒽公司开发的Hosttavin N30,Ciba SC新开发的Chimassorb2020也属于该类产品。在紫外线吸收剂领域,日本Adeka Argus 公司通过反应将两个UV-9结合成一个大分子,商品名为Mark LA-5;日本住友(Sumitomo)化学开发的UV-B,由两个UV-0与苄氯反应制得。
2、多功能化。随着人们对塑料添加剂研究逐步深入,开发具有全新结构的新产品越来越难,目前主要发展方向就是产品的复合化和多功能化,一剂多能是未来 聚合物助剂的发展趋势,为了进一步提高受阻胺类光稳定剂的稳定性能,人们设法将受阻胺官能团的分子内键合有紫外线吸收、抗热氧化、过氧化物分解及其它作用的功能性基团,在分子内产生协同作用,使产品稳定性大大提高。在受阻胺类光稳定剂基团中引入紫外线吸收基团,一方面可以大幅提高抵抗紫外线的效率,另一方面也可以减小受阻胺类因吸收紫外线而导致的损耗。研究发现,受阻胺类团和紫外线吸收基团具有很好的协同效果,研究以苯并三唑类紫外线吸收剂与受阻胺类光稳定剂复合品种居多。目前Ciba SC推出的Tinuvin144、Tinuvin791就属于多功能化产品。
3、反应性,将反应性基团引入光稳定剂分子中,使其在加工时与基础聚合物键合,从而永久地存在于高分子材料中,目前国内外进行了大量研究,部分产品已经商业化。受阻胺类代表品种为阿托化学(EH Atochem)开发的反应型草酰肼类受阻胺光稳定剂Luchem HA-R100。美国Nat.Starcbwe公司开发的Pemasorb MA 是一种反应型二苯甲酮类紫外线吸收剂,美国氰特公司开发的Cyasorb UV-416也是一种反应型光稳定剂。反应型苯并三唑类光稳定剂代表性产品是日本大冢化学公司开发的RUVA-93和RUA-100两个品种。
此外,还要加大受阻胺类光稳定剂低碱化研究,受阻胺光稳定剂具有仲胺和叔胺结构都具有的较高碱性,在与其他酸性助剂协同使用时具有对抗效应,从而影响了HALS的应用范围。因此低碱化成为受阻胺类光稳定剂的发展方向之一,如Ciba SC推出的Tinuvin 123、Flamestab NOR116等都是低碳化代表品种。
与国外光稳定剂相比,我们的产品外观和质量指标数据有明显的差距,且质量不稳定,不同批次产品经常出现明显的外观和指标差异。于是,我们必须重视光稳定剂的技术性能优化。精心设计和构建分子结构,提高光稳定剂产品质量和应用效果。
分析我国光稳定剂行业发展趋势,我国光稳定剂的发展方向为:(1)提高产品的光、热稳定耐久性、耐水解及耐油性,降低挥发性和毒性,提高与聚合物相容性;(2)增加品种,特别是开发高性能、多功能、长效、无(低)毒品种,复配、相对分子质量化仍是开发新品种的重要途径;(3)不断降低产品的生产成本 ,投产新型HALS。