El efecto de protección adicional de la combinación de diferentes estabilizadores de luz

Respuesta rápida: Para la selección de monómeros y resinas UV, la pregunta comercial clave no es «qué material es mejor en general» sino «qué paquete ofrece el equilibrio adecuado de flujo, curado, adhesión y durabilidad en la aplicación real».

Las principales categorías de productos de estabilizadores de luz utilizados para polímeros orgánicos son absorbentes de luz UV, estabilizadores de luz de aminas impedidas, agentes de explosión en estado excitado, descomponedores de hidroperóxido, etc. Estos diferentes tipos de estabilizadores de luz tienen diferentes grados de efecto en la mejora de la estabilización de la luz de los recubrimientos poliméricos. En la formulación real de estabilización de luz de recubrimiento, los técnicos a menudo usan una combinación de dos o más mecanismos diferentes de estabilizadores de luz para obtener un efecto de estabilización de luz más efectivo y duradero en el recubrimiento, que tiene un efecto aditivo de 1 + 1 > 2. Una combinación más clásica es el uso de absorbente de UV con estabilizador de luz de amina impedida (HALS). El primero protege el recubrimiento de la fotooxidación en la fuente al filtrar la dañina luz ultravioleta de la luz solar, pero es difícil evitar consumir la transformación durante su propia acción cíclica, con cambios irreversibles como el desvanecimiento y la fotólisis, y la concentración efectiva disminuye gradualmente y pierde lentamente su efecto fotoestabilizador. HALS interrumpe el proceso de fotooxidación eliminando los radicales libres y los peróxidos del recubrimiento para mantener el brillo del recubrimiento e inhibir el amarillamiento y la fragilidad. Sin embargo, los radicales nitrógeno-oxígeno generados por HALS son básicamente coloreados y pueden absorber la luz ultravioleta, lo que tiene la posibilidad de agotamiento fotolítico. La combinación de UV Absorber y HALS puede desempeñar un papel complementario para protegerse entre sí, ya que UV Absorber filtra los dañinos rayos UV y protege los radicales de nitrógeno y oxígeno del agotamiento fotolítico, mientras que HALS elimina los radicales libres y los hidroperóxidos para proteger a los UVA del agotamiento fotolítico. UV Absorber está protegido contra radicales libres y peróxidos. Al complementarse entre sí, UV Absorber y HALS pueden mantener una concentración suficientemente alta durante el fotoenvejecimiento del recubrimiento durante mucho tiempo para mejorar el efecto de fotoestabilización.

El gráfico de la izquierda muestra el cambio en la concentración de radicales de óxido de nitrógeno en la película de un recubrimiento de copolímero de acrilato que contiene unidades de estireno durante el proceso de fotoenvejecimiento. En el sistema que contiene sólo HALS, los radicales nitrógeno-oxígeno decaen rápidamente a niveles más bajos después de experimentar concentraciones más altas durante un corto período de tiempo;mientras que en el sistema combinado con absorbente de UV de benzotriazol, los radicales de nitrógeno y oxígeno dentro de la película se pueden mantener en concentraciones más altas durante un período de tiempo más largo.

Con el absorbente de rayos UV por sí solo, el efecto de fotoestabilización del recubrimiento a menudo no es ideal, ya que depende de las características de absorción de la luz para influir en la eficacia de la decisión. Cuando se combina con HALS, que tiene un mayor efecto de estabilización de la luz, es más fácil obtener una mejora significativa en el efecto de estabilización de la luz.

Como se muestra en la figura anterior, el efecto del absorbente de rayos UV en combinación con HALS sobre la estabilidad a la luz de los recubrimientos de poliuretano alifático. En el sistema con solo benzotriazol UVA (Tinuvin234), la tasa de pérdida de enlaces de uretano fue solo ligeramente menor que la de la muestra en blanco a medida que aumentaba el tiempo de fotoenvejecimiento; cuando se utilizó HALS solo, el efecto de estabilización de la luz mejoró drásticamente; cuando se combinó HALS con una cantidad igual de absorbente de rayos UV, el efecto de estabilización de la luz mejoró aún más.

A vista práctica de abastecimiento y formulación de monómeros y oligómeros UV

Las formulaciones UV más exitosas se crean eligiendo primero la columna vertebral y luego ajustando el paquete de monómero reactivo alrededor del sustrato, el método de curado y el estrés del uso final. Esto generalmente produce un resultado más estable que elegir materiales solo por la viscosidad o el precio.

• Comience desde el objetivo de propiedad final: la dureza, la flexibilidad, la adhesión y la contracción rara vez apuntan a exactamente el mismo paquete de materia prima.
• Examine el paquete reactivo en su conjunto: Las opciones de oligómero, monómero y fotoiniciador interactúan fuertemente en los sistemas UV.
• Utilice la viscosidad como herramienta, no como única regla de decisión: el material de procesamiento más fácil no siempre es el que funciona mejor después del curado.
• Compruebe el sustrato real: El plástico, el metal, las películas de etiquetas, los sistemas de gel y los recubrimientos pueden recompensar equilibrios de polaridad y densidad de curado muy diferentes.

Referencias de productos recomendados

• CHLUMILS UV-123: Una sólida referencia de HALS para pantallas centradas en la resistencia a la intemperie en recubrimientos y polímeros.
• CHLUMILS UV-5151: Una referencia práctica del paquete estabilizador cuando se necesita una protección más amplia contra el envejecimiento por luz.
• CHLUMILS UV-770: Un punto de referencia HALS familiar cuando se están revisando la resistencia a la intemperie y la retención de la apariencia.
• CHLUMIUV BP-1: Una referencia útil de absorbentes de UV cuando se proyecta protección de luz basada en absorción.

Preguntas frecuentes para compradores y formuladores

¿Puede un monómero o resina UV resolver todos los problemas de formulación?
Unormalmente no. Las fórmulas comercialmente fuertes dependen de cómo varios componentes trabajan juntos para equilibrar el curado, la adhesión, el flujo y la durabilidad.

¿Por qué se deben analizar los monómeros junto con los oligómeros?
Porque los monómeros pueden cambiar la viscosidad, la velocidad de curado, la contracción y el comportamiento del sustrato lo suficiente como para alterar la clasificación final de la misma resina principal.

Productos y guias relacionados

• absorbentes UV y estabilizadores de luz
• monomeros y resinas UV
• CHLUMIUV® UV-1164 CAS 2725-22-6
• CHLUMILS® UV-123 / HALS 123 / Estabilizador de luz 123 / Tinuvin 123 CAS 129757-67-1
• CHLUMILS® UV-770 / HALS 770 / Estabilizador de luz 770 / Tinuvin 770 CAS 52829-07-9
• CHLUMILS® UV-783 / HALS 783 / Estabilizador de luz UV 783 / Tinuvin 783
• CHLUMIUV® UV-384-2 CAS 127519-17-9