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1、光稳定剂发展现状工业技术l光稳定剂发展现状王勇利王峰徐碉(中国矿业大学江苏徐州221116)摘要本论文首先对光稳定剂作了一些简单介绍,接着对国内外塑料光稳定剂的生产情况进行了总结,主要包含系列,品种,产量和需求等情况,同时指出该领域的一些发展方向,即高相对分子质量化,多功能化和反应性.论文最后对国内塑料光稳定剂产业的发展提出了一些建议.关键词光稳定剂生产状况国内外市场发展建议中图分类号:TQ314.245文献标识码:A文章编号:1009914X(2010)310330一O11前言太阳辐射出来的电磁波在通过空间和臭氧层时,290nm以下以及300Ohm以上的射线几乎都被滤除,实际到达地面的为29
2、0nm-3000nm波长的电磁波,其中波长范围为400800nm的是可见光,波长为8003000nm的是红外线,而波长为29040Ohm的是紫外线.涂料,塑料,橡胶,合成纤维等制品在日光或强的荧光作用下,会吸收紫外线而引发自动氧化,导致聚合物发生降解,使制品的外观以及物理机械性能恶化,这一过程称为光氧化.凡是能够抑制光氧化或过程而加入的一些物质称为光稳定剂.11光稳定剂作用机理光稳定剂的作用机理有许多种:有的可以屏蔽,反射紫外线或者吸收紫外线并将其转化为无害的热能:有的可猝灭被紫外线激发的分子或基团的激发态,使其回复到基态,从而排除或者减缓了发生光反应的可能性:有的捕获因光氧化而产生的自由基,
3、从而阻止了自由基反应,使制品免遭紫外线破坏.1.2光稳定剂分类按作用机理可分为:(1)光屏蔽剂,(2)紫外线吸收剂,(3)猝灭剂,(4)自由基捕获剂.按化学结构可分为(1)水杨酸脂类,(2)二苯甲酮类,(3)苯并三唑类,(4)三嗪类,(5)取代丙烯晴类,(6)草酰胺类,(7)有机镍化合物类,(8)受阻胺类等.13光稳定剂的选择选择光稳定剂应考虑以下因素:(i)能有效的吸收29040Onm波长的紫外线,或者能猝灭激发态分子的能量,或者具有捕获自由基的能力:(2)自身的光稳定性及热稳定性要好:(3)相容性要好,使用过程中不渗出:(4)能够耐水解,耐水和其他溶剂抽提:(5)污染性小,挥发性低:(6)
4、无毒或低毒,廉价易得.2生产现状2007年全球光稳定剂的消费量约为3.9万吨,其中美国,西欧,日本的消费量约为2.8万吨,其他国家和地区的消费量为1.1万吨左右.国外光稳定剂生产商主要有美国氰特公司(Cytec),福禄公司(Ferro),伊斯曼公司(Eastman),科聚亚公司(Chemtura),瑞士汽巴精化公司(CibaSC),科莱葸公司(Clariant),日本旭电化公司(ADK),三共公司,AdekaArgus公司,德国巴斯夫公司(BASF)等最近几年我国光稳定剂研究与生产发展迅速,目前已有20余家生产企业,生产品种超过了30种,形成一定规模并具有一定市场份额的有大约有20种,2008
5、年国内光稳定剂生产能力大约为1.5万吨.我国光稳定剂的研究主要集中在受阻胺类光稳定剂上,自从第一代低分子质量品种Gw一54O,Gw一77O和第二代聚合型高分子质量品种622,944开发之后,第三代,第四代复合型和反应型品种783,628也已研发成功,这预示着我国光稳定剂正在接近国际先进水平.3我国光稳定剂产业存在的问题尽管我国光稳定剂工业在近年来发展很快,但是与国外发达国家和地区相比,仍然有着一定的差距:(1)高效HALS光稳定剂由于受到原料等因素的制约,发展比较落后,如目前国内开发的HALS都是哌啶系衍生物,没有哌嗪系衍生物,而在哌啶系中只有以哌啶醇为中间体的HALS产品,对哌啶胺,哌啶基烷
6、醇,哌啶基羧酸等重要中间体研究较少:(2)科研成果转化为产品的力度不够,导致许多高档的光催化剂品种主要依赖进口.4光稳定捐发展趋势目前光稳定剂的发展趋势主要集中在高相对分子质量化,多功能化以及反应性等方面.330I科技博览(1)高分子量化:光稳定剂高分子量化可以有效防止光稳定剂在聚合物中挥发,迁移和抽出.高分子量化主要有两大途径:一是可以通过将具有光稳定的官能团结构二聚或者连接其他辅助基团,开发单体型高分子量光稳定剂: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.(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
7、化,一剂多能是未来聚合物助剂的发展趋势.(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.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发展方向之一,如CibaSC推出的Tinuvin123,FlamestabNOR116等都是低碱化代表品种.5建议随着我国塑料及其制品产业快速发展,对光稳定剂数量和品种都提出更高要求.目前国内光稳定剂生产与应用仍然存在
8、品种单一,产品档次不高,质量不稳定等问题,今后国内应加强光稳定剂的基础研究,创新开发出具有良好性能,清洁环保,相容性能好的高效产品.加大光稳定剂尤其是受阻胺类光稳定剂中间体的开发与生产力度,同时应强化应用技术研究,与下游用户相结合,提出具体应用配方和相关老化试验数据,以指导塑料制品企业合理使用光稳定剂.参考文献1粱诚.塑料助剂生产现状与发展趋势.精细化工原料及中间体,2006(12):2328.2毛晨曦.光稳定剂现状与发展.聚合物与助剂,2008(6):12.3李杰,夏飞,孙书适,等.国内塑料光稳定剂开发与生产概述.塑料助剂,2006(5):58.4陈宇.塑料助剂产销供指南.北京:化学工业出版社,2002:2O6227.5龚浏澄,郑德,李杰.塑料助剂产业前景看.精细与专用化学品,2007,15(19):3033.6王克昌,宁培森,丁着明.二苯甲酮类紫外线吸收剂的研究进展.化工文摘,2009(1):4852.7孙德帅,张中一,江峰.受阻胺类光稳定剂应用研究进展.塑料科技,2007,35(8):l04107.8王娟,陈立功,李阳,等.新型受阻胺光稳定剂3一(2,2,6,6一四甲基哌啶4氨基)丙酸十二酯的合成.分子催化,2008(6):220223.9HellerHJ,BlattmannHR.Pure.App1.Chem.1973,36(1):141161.