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料助剂
2011年第2岄(总第86期)
受阻胺光稳定剂( HALS)在聚合物材料上的应用
郭振宇王玉民宁培森丁着明
天津合成材料研究所.天津,300220)
摘要介绍了受阻胺光稳定剂(HALS)的稳定机理。讨论了其他稳定剂对其光稳定效果的影响。实
验表明: HALS单独使用耐候性不佳,与其他稳定剂复配使用可得较好的结果。此外,一些HALS还能政善
聚合物材料的阻燃性能。
关键词受阻胺光稳定剂阻燃性能复配
Application of Hindered Amine Light Stabilizer(HALS)in Polymeric Material
Guo Zhenyu Wang Yuming Ning Peisen Ding Zhuming
(Tianjin Synthetic Material Researeh Institute, Tianjin, 300220)
Abstract: The stabilizing mechanism of hindered amine light stabilizer(HAIS)was introduced. The
effects of another additives used with it in polymeric material were discussed. Tests showed that the weather-
ability by using single stabilizer was not perfect but the perfect effect could be gained by used it with another
stabilizer. Otherwise, some HALS have flame retardancy, thermo aging resistance and anti-oxidation properties
Keywords: hindered amine light stabilizers(HALS); flame retardancy; compounding
受阻胺类光稳定剂HALS( Hindered Amine
Light Stablilizer))是20世纪70年代中期由日本1受阻胺的光稳定作用
制开发的一类新型高效稳定剂,用于塑料、橡胶高
HAIS中的CW-480(相对分子质量480)和
分子材料的防老化,其光稳定效果是传统吸收型GW-622(相对分子质量约2000)对聚内烯(P)纤
光稳定剂的2~4倍,且与许多树脂具有良好的相维在无热处理和经热处理(150℃,20min)后稳定
容性,是目前发展最快的一类稳定剂。国际上受阻性影响的有关数据列于表1
胺类光稳定剂年用量增长率为20%~30%,消费总
量已占稳定剂总量的44%,跃居各类稳定剂之首
表1HAIS品种对PP纤维稳定性的影晌
近儿十年来,受阻胺类光稳定剂一直是非常活跃
Tab1 Effect of different HA[S on the stability of PP fibre
的研究领域,不断有新产品出现。
在缸灯试验下延伸强度
对于HAIS的研究表明,它是一类多功能的
添加剂
保持50%所需的时间
无热处理热处理后(20min,150℃
稳定剂,已发现其还有阻燃性、热稳定性和抗氧性
无光稳定剂
490
等性能,许多文献中已将其改为HAS( Hindered
0.15%CW-4
Amine Stablilizer)关于该类稳定剂应用的研究是
0.30%CW-4804200
聚合物材料科学中一个重要领域。
0.15%CW-6222700
0.30%GW-622
3200
3600
收稿日期:2010-11-26
由表1可见,PP纤维无热处理时,GW-480的
第2蚓
郛振宇,等.受阻胶光稳定剂(HA!S)在袋合物材料上的应用
光稳定效果优于CW-622,其主要原因是CW-480与高相对分子质量的产品复配,或高相对分子质
有效氮含有量大于GW-622所致,另外,CW-480量产品之间的复配,不仅其稳定效果产休了显著
相对分子质量较低,分子迁移速度较快,捕获PP的协同效应,且长期热稳定效应也有提高,长期光
白由基的速度也较快,因而其效果优于GWV-622。稳定效应则有更大的提高。
但是,当经过150℃的热处理后,CW-480的稳定1.1受阻胺同类稳定剂并用的研究
效果大幅度下降、而相对分子质量较大的CW
近年来,虽有大量新型的HALS出现,但并没
622不易挥发,其效能基本保持不变,且优于GWー有什么新类型的化合物能比得上已经商业化的受
480数倍,说明相对分子质量对稳定性的影响是明阻胺光稳定剂。这就是为什么提高聚合物的紫外
显的。
光稳定的最重要发展趋势是HALS的并用。实验
HALS中的GW-622和CW-944同是聚合型结果发现:两种低相对分子质量HAIS的并用时
的高相对分子质量的稳定剂,但其分子结构对其
般不会产生协同效应,低相对分子质量和高相
稳定性也有影响,当其用于PP纤维时的有关数据对分子质量HALS并用一般示出协同效应。这种
列于表2。
作用来自于迅速地迁移到表面的低相对分子质量
的 IALS以及耐迁移和萃取的高相对分子质量的
表2聚合型HALS对P纤维热稳定性的影响
HALS一起作用的结果。对于两种高相对分子质量
Tab 2 Effecl of polymerized HALS on stability of PP fibre
或聚合的HALS并用,一般没冇协同效应
添加剂
至脆化天数d
CGW-783(也称HI-962)是质量比1:1的CW-944
对比
和GW-622的复合物。该两种稳定剂产生协同效
0.1%GW-622
应,其光稳定效率明显高于GW-622,可以达到甚
0.2%GW-62
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至超过CGW-944,但其成本和售价都低于GW-944
0.1%CW-944
因此颇受国内外业界瞩目。GW-783可用作高聚物
0.2%GW-944
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通用型光稳定剂,可广泛用于PE、PP、PU以及ABS
和其他塑料。同属此数类产品的 linlin791是CW
由表2可见,当相同添加量时,GW-944比944和GW-7701:1的复合物; Tinuvin111是CW
CW-622高出很多,主要是因为GW-622的分子119和GW-6221:1的复合物; Chimassorh2030是
中含有大量的酯基,在热处理时,酯基很易断裂成 Chimassorb2020和GW-622的复合物; Chimassorb
为小分子而降低其稳定作用,GW-944分子中只2040是 Chimssorb2020和GW-770的复合物。
有大量的次甲基,热处理时稳定,仍可发挥其稳定
张玉杰田合成了图1中?有三嗪结构的HALS
作用之故。
聚合物I)。
昼然HALS对PP的光稳定效果很优良,但它
用该聚合物配制了4个样品,并以其稳定聚
们对P带长期稳定效果并不理想,可是当 HALS乙烯(PE)大棚膜,经12个月的试验,测其机械强
类型稳定剂自身复配,如低相对分子质量的产品度有关数据如表3。