Progreso de la investigación nacional sobre estabilizadores de luz de aminas impedidas
Respuesta rápida: La elección del fotoiniciador suele depender de la coincidencia de la lámpara, la profundidad del curado, el color amarillento y si la película final aún funciona sobre el sustrato real. El mejor paquete rara vez es el grado único más barato.
En los últimos años, con el fin de mejorar aún más el rendimiento de estabilidad a la luz de los fotoestabilizadores de aminas impedidas y ampliar sus campos de aplicación, la investigación sobre fotoestabilizadores de aminas impedidas sigue siendo muy activa, con alto peso molecular, baja alcalinidad, reactiva y multifuncionalización. El liderazgo actual en investigación se esfuerza por lograr un mejor rendimiento, mejores funciones, menor costo y una gama de aplicaciones más amplia sin perder su rendimiento de estabilidad a la luz. Este artículo analizará brevemente la investigación sobre la dirección de mejora de varios estabilizadores de luz, prestando especial atención a algunos avances de la investigación nacional.
Dado que los fotoestabilizadores de aminas impedidas se utilizan a menudo en materiales poliméricos de alta área de superficie específica, la mayor desventaja de los fotoestabilizadores de aminas impedidas de bajo peso molecular es su pobre resistencia a la extracción, su volatilidad y su fácil pérdida durante el uso.
Para resolver este problema, Ciba-Geigy lanzó el estabilizador de luz de amina impedida con polímero monomérico Chimassorb 119. Este estabilizador de luz tiene buena estabilidad a la luz y se usa ampliamente en poliolefinas y poliestirenos. En materiales poliméricos, la estructura se muestra en la Figura 1.
Los estudios
S han demostrado que, aunque los fotoestabilizadores de aminas impedidas con un peso molecular excesivamente alto son resistentes a la extracción y difíciles de volatilizar, reducirán sus propiedades de migración en materiales poliméricos y afectarán el rendimiento normal de sus efectos fotoestabilizadores. La forma de resolver esta contradicción es buscar un rango de peso molecular óptimo, normalmente controlado entre 2.000 y 3.000 g/mol para lograr un efecto de uso más equilibrado.
Dado que la alta alcalinidad de la mayoría de los fotoestabilizadores de aminas impedidas hacía imposible su uso en ambientes ácidos y era difícil combinarlos con aditivos ácidos, la gente comenzó a prestar atención a los fotoestabilizadores de aminas impedidas con baja alcalinidad a fines de la década de 1980. Investigación sexualizada.Ciba-Geigy desarrolló el producto Tinuvin 123 mediante una reacción de N-alquilación, que puede usarse en combinación con retardantes de llama que contienen halógenos y antioxidantes auxiliares a base de azufre, y también tiene excelentes efectos de estabilización de la luz. En la actualidad, los productos de baja alcalinidad de los fotoestabilizadores de aminas impedidas incluyen Chimassorb 119, Tinuvin 371, Tinuvin 152 de Ciba-Geigy y Cyasorb UV 3529 de Cytec.
Sobre la base del desarrollo de estabilizadores de luz dendríticos, Chen Wei de la Universidad de Tianjin y otros diseñaron y sintetizaron los estabilizadores de luz de amina impedida de base baja que se muestran en la Figura 2 basados en compuestos de diamina, y llevaron a cabo pruebas sistemáticas de estabilidad a la luz.
El estabilizador de luz de amina dendrítica impedida de clase I que diseñaron y sintetizaron tiene un pH de 9,6 a 9,7, que es fuertemente alcalino y puede usarse en un ambiente relativamente alcalino. Además, el punto de fusión de este tipo de estabilizador de luz es de 50-80 ℃, lo cual es adecuado para el procesamiento de la mayoría de los materiales, y su transmisión de luz es buena. El pH del estabilizador de clase II después de la N-metilación se reduce a 8,3 ～ 8,4, que se puede usar en un ambiente relativamente alcalino y tiene una excelente transmitancia de luz, especialmente Ⅱd y Ⅱe son más prominentes, e incluso se puede comparar con los fotoestabilizadores de amina impedida disponibles comercialmente Tinuvin 770, Tinuvin 622 y Chimassorb 944 son comparables.
Ia, Id, IIe fueron seleccionados para las pruebas de rendimiento de aplicaciones, incluido el experimento del período de inducción de oxidación, el experimento de envejecimiento acelerado por clima artificial, el experimento de envejecimiento climático artificial con lámpara de arco de carbono, el experimento de envejecimiento climático artificial con lámpara de xenón, el experimento de envejecimiento climático artificial con lámpara ultravioleta fluorescente y varios resultados El rendimiento es excelente. El efecto antioxidante de Ia y IIe es mayor que el del antioxidante Irganox B215, las propiedades mecánicas del material se pueden mantener mejor y las ventajas de la estabilidad a la luz son muy obvias.
Sobre esta base, Beijing Tiangang Auxiliary Co., Ltd. y la Universidad de Tianjin han desarrollado conjuntamente un estabilizador de luz de amina impedida dendrítica inferior alcalina basado en ésteres de ácido dicarboxílico. La fórmula estructural se muestra en la Figura 3.Sin embargo, aunque la baja alcalinidad amplía el rango de aplicación de los estabilizadores de luz de aminas impedidas, también trae otros problemas.
Tome Tinuvin 770 como ejemplo. Desde el punto de vista del mecanismo, los radicales nitróxido atrapan radicales libres en materiales poliméricos para generar una estructura de éter de amina similar a Tinuvin 123, es decir, Tinuvin 123 pierde dos veces la estabilidad a la luz del estabilizador de luz de amina impedida original. capacidad. Por las razones anteriores, la alcalinidad de los estabilizadores de luz de aminas impedidas debe seleccionarse de acuerdo con el entorno de trabajo real. En condiciones no ácidas, no es necesario buscar demasiado una alcalinidad baja. El efecto fotoestabilizador de los fotoestabilizadores de amina impedida con alta alcalinidad no es inferior. Los estabilizadores que no son inferiores a los de baja alcalinidad, como Chimassorb 944, son 1000 veces más alcalinos que Tinuvin. 622, y el efecto estabilizador de luz también es mucho mayor.
La introducción de otros grupos en la molécula del estabilizador de luz de amina impedida para impartir otras funciones al estabilizador de luz de amina impedida es una tendencia importante en la investigación actual. Por ejemplo, la introducción de grupos fenol impedido en moléculas de estabilizador de luz de amina impedida puede ejercer la resistencia al envejecimiento por calor y oxígeno de los estabilizadores de luz. Tinuvin 144 y Sanol LS 2626 son ejemplos exitosos.
Beijing Tiangang Auxiliary Co., Ltd. y la Universidad de Tianjin han diseñado y sintetizado una serie de estabilizadores de luz multifuncionales que contienen fenoles impedidos. Los estudios han demostrado que estos estabilizadores de luz fenólicos impedidos tienen buena resistencia a la extracción y a la oxidación térmica. La compatibilidad de los materiales poliméricos es relativamente alta y su fórmula estructural se muestra en la Figura 4.
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Además, la introducción de una estructura de benzofenona o triazina en la estructura molecular puede hacer que tenga la función de absorber la luz ultravioleta.Jezy Zakrazewski y otros han trabajado mucho para sintetizar muchos estabilizadores de luz de aminas impedidas con función de absorción de rayos ultravioleta. Beijing Tiangang Auxiliary Co., Ltd. diseñó y sintetizó estabilizadores de luz de aminas impedidas que contienen grupos benzofenona basados en compuestos de diamina. La prueba de rendimiento de la aplicación mostró que tiene una excelente función de absorción ultravioleta y función antienvejecimiento fotooxidativo. Su fórmula estructural se muestra en la Figura 5.
Sanxi Chemical Industry Research Institute combinó orgánicamente aminas impedidas y fosfitos para desarrollar GW-540. T Konstantinova, Zuo Hongliang y otros combinaron aminas impedidas con benzotriazol para preparar fotoestabilizadores de aminas impedidas. Ambos muestran un buen efecto de estabilización de la luz y tienen las características de diversidad funcional.
Si se introduce un grupo reactivo en la estructura molecular de la amina impedida, se puede unir a la estructura principal del polímero durante el proceso de preparación del polímero para formar un material polimérico con efecto de estabilización de la luz permanente, que puede superar la estabilidad de la luz de la amina impedida La pérdida del agente debido a la migración física o la volatilización. En los últimos años, los estabilizadores de luz de aminas impedidas reactivas se han desarrollado rápidamente y han surgido productos uno tras otro. Por ejemplo, Luchem HAR100 lanzado por Elf Atochem tiene un grupo oxalil hidrazida reactivo en su molécula, que se puede combinar con grupos amino, isocianato y epoxi. El grupo reacciona para unirse a la estructura principal de varios polímeros.
El equipo de investigación de la Universidad Búlgara de Metalurgia y Tecnología Química se encuentra a nivel líder en la investigación de fotoestabilizadores reactivos de aminas impedidas. Sintetizaron compuestos de piperidinol, alcohol alílico, benzofenona y benzotriazol en presencia de catalizadores de transferencia de fase. La fórmula estructural que se muestra en la Figura 6 es un estabilizador de luz de amina impedida reactiva, en el que el piperidinol es el grupo funcional del estabilizador de luz de amina impedida para prevenir la fotooxidación en la superficie del material, y la benzofenona o benzotriazol es ultravioleta. El absorbente puede evitar que la capa profunda del material se degrade por la luz, y la base acrílica proporciona la capacidad del estabilizador para unirse con el material, convirtiéndolo en parte del material polimérico.
SEl Instituto Provincial de Investigación de la Industria Química de Hanxi también ha llevado a cabo una investigación en profundidad en el campo de los fotoestabilizadores reactivos de aminas impedidas. El GW-628 que se promociona actualmente tiene un rendimiento excelente y una función de absorción ultravioleta. Su mayor ventaja es que resuelve con éxito el problema de los fotoestabilizadores de aminas impedidas reactivas. El problema del difícil injerto de estabilizadores. Los estudios han demostrado que, sin cambiar los métodos de procesamiento de los productos, la estabilidad a la luz de GW-628 frente a películas agrícolas y productos de polieno moldeados por inyección es mejor que la de Chimassorb 994.
Los fotoestabilizadores de aminas impedidas son una clase de fotoestabilizadores con excelente rendimiento. Siguen siendo el foco de la investigación y el desarrollo. Con la continua aparición de nuevos productos, su ámbito de aplicación también se está ampliando. En el futuro, sustituirán a los estabilizadores de luz tradicionales. Conviértase en el producto líder en la industria de los estabilizadores de luz.
En los últimos años, la investigación y el desarrollo extranjeros de nuevas variedades de estabilizadores de luz de aminas impedidas han sido relativamente activos, especialmente en el campo de los estabilizadores de luz reactivos y multifuncionales, mientras que el nacional está relativamente atrasado. Para ello, los investigadores deben centrarse en fortalecer la investigación básica, aumentar la investigación técnica sobre productos intermedios clave y centrarse selectivamente en el desarrollo de nuevas variedades con derechos de propiedad intelectual independientes. Creo que gracias a los incansables esfuerzos de generaciones de investigadores científicos, la investigación sobre fotoestabilizadores de aminas impedidas en China seguramente emprenderá un camino de rápido desarrollo.
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Ruta de selección práctica
A para proyectos relacionados con fotoiniciadores
Cuando los compradores técnicos o los formuladores analizan los fotoiniciadores, el marco de decisión más útil suele ser la calidad del curado más el ajuste de la aplicación: qué paquete cura de manera confiable, mantiene una apariencia aceptable y aún funciona bajo la lámpara, el espesor de la película y las condiciones del sustrato del proceso real.
- Primero haga coincidir el paquete con la lámpara: las lámparas de mercurio, los LED UV y los sistemas de luz visible pueden clasificar los mismos fotoiniciadores de manera muy diferente.
- Compruebe el curado en profundidad y el curado en superficie por separado: una película que se siente seca en la parte superior aún puede estar débil en la parte inferior.
- Equilibrar el amarilleo con la reactividad: la ruta de curado profundo más fuerte no siempre es la mejor opción comercial si el riesgo de color o migración se vuelve inaceptable.
- Utilice la fórmula final como punto de referencia: la carga de pigmento, el paquete de monómero y el espesor de la película pueden cambiar la clasificación aparente del mismo iniciador.
Referencias de productos recomendadas
- CHLUMINIT BP: Un punto de referencia práctico de tipo II cuando se está revisando la química de las benzofenonas.
- CHLUMIAO 1010: Un punto de referencia de antioxidante primario ampliamente utilizado para la estabilidad térmica a largo plazo.
- CHLUMIAO 168: Una referencia práctica de estabilidad del proceso cuando el control del hidroperóxido es importante.
- CHLUMILS UV-123: Una sólida referencia de HALS para pantallas centradas en la resistencia a la intemperie en recubrimientos y polímeros.
Preguntas frecuentes para compradores y formuladores
¿Por qué son tan comunes los paquetes de fotoiniciadores combinados?
Debido a que un producto puede controlar el amarilleo o el ajuste de la lámpara mientras que otro mejora la profundidad de curado o el rendimiento de la velocidad de la línea, por lo que el paquete completo suele ser más resistente que cualquier grado individual.
¿La curación incompleta siempre debe resolverse agregando más iniciador?
No automáticamente. La verdadera limitación puede ser la lámpara, el espesor de la película, el tono del pigmento o el resto del sistema reactivo en lugar de una simple dosis insuficiente.
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Astra Hilarius Elana
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