光穩定劑是抑制或減緩由光氧化作用引起的高分子材料發生降解的助劑。隨著高分子合成材料的快速發展,尤其是合成材料 在戶外應用的日益增加,光穩定劑已成為塑料助劑的重要類別。以下是光穩定劑行業發展趨勢分析:
光穩定劑是用量增長最快的塑料助劑,有報告顯示,2002年光穩定劑消費增長速率比CNP(國民生產總值)增長速率高一倍,而且市場前景十分看好。
據光穩定劑行業發展趨勢分析,儘管我國光穩定劑工業近來來取得長足進步,但是與國外已開發國家和地區相比,仍存在一定差距:1)高效HALS光穩定劑受到原料等因素的制約,發展極為落後,如目前國內開發的HALS無為哌啶系衍生物,而沒有哌嚓系衍生物,在哌啶系中只有以哌啶醇為中間體的HALS產品,而對哌啶胺、哌啶基烷醇、哌啶基羧酸等重要中間體研究生產較少;2)科研成果轉化力度不夠,導致許多高檔品種主要依賴進口。目前光穩定劑行業發展趨勢主要集中在高相對分子質量化、多功能化和反應性等方面。
1、高分子質量化,助劑高分子質量化可以有效防止助劑在聚合物中揮發、遷移和抽出。實現高分子質量化主要有兩大途徑:一是通過將具有光穩定的官能軒的結構二聚或連接期貨輔助基團,開發單體型高分子質量光穩定劑結構;二是將具有反應性基團的單體型光穩定劑進行均聚或者縮聚。其中Ciba SC開發的 Chimassorb119 是單體型高分子質量受阻胺類光穩定劑的代表性產品。而反應性單體型光穩定劑聚合則成為目前全球光穩定劑品種開發的主要渠道,代表性產品有 Ciba SC開發的Chimassorb944、Tinuvin622,氰特公司開發的Cyasorb3346和科萊蒽公司開發的Hosttavin N30,Ciba SC新開發的Chimassorb2020也屬於該類產品。在紫外線吸收劑領域,日本Adeka Argus 公司通過反應將兩個UV-9結合成一個大分子,商品名為Mark LA-5;日本住友(Sumitomo)化學開發的UV-B,由兩個UV-0與苄氯反應製得。
2、多功能化。隨著人們對塑料添加劑研究逐步深入,開發具有全新結構的新產品越來越難,目前主要發展方向就是產品的複合化和多功能化,一劑多能是未來 聚合物助劑的發展趨勢,為了進一步提高受阻胺類光穩定劑的穩定性能,人們設法將受阻胺官能團的分子內鍵合有紫外線吸收、抗熱氧化、過氧化物分解及其它作用的功能性基團,在分子內產生協同作用,使產品穩定性大大提高。在受阻胺類光穩定劑基團中引入紫外線吸收基團,一方面可以大幅提高抵抗紫外線的效率,另一方面也可以減小受阻胺類因吸收紫外線而導致的損耗。研究發現,受阻胺類團和紫外線吸收基團具有很好的協同效果,研究以苯並三唑類紫外線吸收劑與受阻胺類光穩定劑複合品種居多。目前Ciba SC推出的Tinuvin144、Tinuvin791就屬於多功能化產品。
3、反應性,將反應性基團引入光穩定劑分子中,使其在加工時與基礎聚合物鍵合,從而永久地存在於高分子材料中,目前國內外進行了大量研究,部分產品已經商業化。受阻胺類代表品種為阿托化學(EH Atochem)開發的反應型草醯肼類受阻胺光穩定劑Luchem HA-R100。美國Nat.Starcbwe公司開發的Pemasorb MA 是一種反應型二苯甲酮類紫外線吸收劑,美國氰特公司開發的Cyasorb UV-416也是一種反應型光穩定劑。反應型苯並三唑類光穩定劑代表性產品是日本大冢化學公司開發的RUVA-93和RUA-100兩個品種。
此外,還要加大受阻胺類光穩定劑低鹼化研究,受阻胺光穩定劑具有仲胺和叔胺結構都具有的較高鹼性,在與其他酸性助劑協同使用時具有對抗效應,從而影響了HALS的應用範圍。因此低鹼化成為受阻胺類光穩定劑的發展方向之一,如Ciba SC推出的Tinuvin 123、Flamestab NOR116等都是低碳化代表品種。
與國外光穩定劑相比,我們的產品外觀和質量指標數據有明顯的差距,且質量不穩定,不同批次產品經常出現明顯的外觀和指標差異。於是,我們必須重視光穩定劑的技術性能優化。精心設計和構建分子結構,提高光穩定劑產品質量和應用效果。
分析我國光穩定劑行業發展趨勢,我國光穩定劑的發展方向為:(1)提高產品的光、熱穩定耐久性、耐水解及耐油性,降低揮發性和毒性,提高與聚合物相容性;(2)增加品種,特別是開發高性能、多功能、長效、無(低)毒品種,復配、相對分子質量化仍是開發新品種的重要途徑;(3)不斷降低產品的生產成本 ,投產新型HALS。
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