El efecto protector adicional de la combinación de diferentes estabilizadores de la luz
Las principales categorías de productos de estabilizadores de la luz utilizados para polímeros orgánicos son los absorbentes de rayos UV, los estabilizadores de la luz de aminas impedidas, los agentes de ruptura del estado excitado, los descomponedores de hidroperóxido, etc. Estos diferentes tipos de estabilizadores de la luz tienen distintos grados de eficacia en la mejora de la estabilización de la luz de los recubrimientos poliméricos. En la formulación real de la estabilización de la luz de los recubrimientos, los técnicos suelen utilizar una combinación de dos o más mecanismos diferentes de estabilizadores de la luz para obtener un efecto de estabilización de la luz más eficaz y duradero en el recubrimiento, lo que tiene un efecto aditivo de 1 + 1 > 2. Una combinación más clásica es el uso de un absorbente de rayos UV con un estabilizador de la luz de amina impedida (HALS). El primero protege el recubrimiento de la fotooxidación en el origen filtrando la luz UV dañina de la luz solar, pero es difícil evitar el consumo por transformación durante su propia acción cíclica, con cambios irreversibles como la decoloración y la fotólisis, y la concentración efectiva disminuye gradualmente y pierde lentamente su efecto fotoestabilizador. Los HALS interrumpen el proceso de fotooxidación eliminando los radicales libres y los peróxidos del recubrimiento para mantener el brillo del mismo e inhibir el amarilleamiento y la fragilización. Sin embargo, los radicales de nitrógeno y oxígeno generados por los HALS son básicamente coloreados y pueden absorber la luz UV, lo que conlleva el riesgo de agotamiento fotolítico. La combinación del absorbente de UV y los HALS puede desempeñar un papel complementario para protegerse mutuamente, ya que el absorbente de UV filtra los rayos UV nocivos y protege los radicales de nitrógeno y oxígeno del agotamiento fotolítico, mientras que los HALS eliminan los radicales libres y los hidroperóxidos para proteger los rayos UVA del agotamiento fotolítico. El absorbente de rayos UV está protegido de los radicales libres y los peróxidos. Al complementarse entre sí, el absorbente de rayos UV y los 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 solo contiene HALS, los radicales de nitrógeno y oxígeno se descomponen rápidamente hasta niveles más bajos después de experimentar concentraciones más altas durante un breve periodo de tiempo; mientras que en el sistema combinado con el absorbente de rayos UV benzotriazol, los radicales de nitrógeno y oxígeno dentro de la película pueden mantenerse en concentraciones más altas durante un periodo de tiempo más largo.
El absorbente UV por sí solo no suele ofrecer un efecto de fotoestabilización ideal del recubrimiento, ya que su eficacia se basa en las características de absorción de la luz. 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, efecto del absorbente UV en combinación con HALS sobre la estabilidad a la luz de los recubrimientos de poliuretano alifático. En el sistema con solo benzo triazol UVA (Tinuvin234), la tasa de pérdida de enlaces de uretano fue solo ligeramente inferior a 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 notablemente; cuando se combinó HALS con una cantidad igual de UV Absorber, el efecto de estabilización de la luz mejoró aún más.