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巴斯夫2009年通過并購汽巴CIBA成為塑料添加劑市場的第一供應商。


巴斯夫塑料添加劑部門的產品眾多,其中抗氧劑和光穩定劑占有重要地位。


詳解巴斯夫抗氧劑和光穩定劑


抗氧劑

 

高分子材料,無論是天然的還是合成的,在成型、貯存、使用過程中都會因為各種原因發生結構變化,逐步氧化降解失去使用價值。為了延長高分子材料的壽命,抑制或延緩聚合物的氧化降解,最為有效的措施是添加抗氧劑。抗氧劑是聚合物穩定劑的重要分支,廣泛應用于橡膠、塑料、化纖高分子材料及是有化工和食品加工中。


抗氧劑是指對高聚物受氧化并出現老化現象能起到延緩作用的一類化學物質。當其在聚合物體系中僅少量存在時,就可延緩或抑制聚合物氧化過程的進行,從而阻止聚合物的老化并延長其使用壽命,又被稱為“防老劑”。


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抗氧劑的作用機理


1

自由基抑制劑


自由基抑制劑又稱主抗氧劑,包括胺類和酚類兩大系列(如Irganox 1010、Irganox 1076等)。胺類抗氧化劑幾乎是芳香族仲胺的衍生物,主要有二芳基仲胺、對苯二胺和酮胺、醛胺等類。它們大多具有較好的抗氧效能,但污染性較重,主要用于橡膠工業。酚類抗氧劑主要是受阻酚類,抗氧效能一般較胺類抗氧劑弱,但沒有污染性,主要用于塑料和淺色橡膠制品。


2

氫過氧化物分解劑


氫過氧化物分解劑又稱輔助抗氧劑,主要是硫代二丙酸酯等硫代酯和亞磷酸酯(如Irgafos PS802、Irgafos168等)兩大類。它們主要用于聚烯烴中,與酚類抗氧劑并用,以產生協同作用。


3

重金屬離子鈍化劑


聚合物與重金屬接觸受重金屬離子的催化作用會產生降解反應,如電纜料的芯線是銅,常引起銅害,因而需添加銅離子鈍化劑。酰肼類、肟類、醛胺縮合物等都是重金屬離子鈍化劑。


抗氧劑的分類及牌號


1

受阻胺類抗氧劑


受阻酚類抗氧劑作為主抗氧劑是防止聚合物氧化降解最重要的一類抗氧劑,以其不變色、不污染的特點,成為塑料制品中應用最為廣泛、用量最大的抗氧劑。


常用牌號如下:


抗氧劑--1010

BASF對應牌號:Irganox 1010

化學名稱:四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯


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應用范圍:

聚烯烴:PP Film、PP Molding、HEPE Pipe、PP/HDPE Tape/ PE Wire&Cable、PE Molding、LDPE/EVA Film、LLDPE Film

彈性體:EPDM

聚氨乙烯:PVC

聚氨酯:RIM、TPU

工程塑料:POM、PA、PBT/PET


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抗氧劑1076

BASF對應牌號:Irganox 1076

化學名稱:中文β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯


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應用范圍:

聚烯烴:PP MoldingPE Wire&Cable、LDPE/EVA Film、LLDPE Film

苯乙烯:ABS、PC/ABS、IPS、GPPS

彈性體: S-SBR、BR、EPDM、SBS/SRS、TPE

聚氨乙烯:PVC

聚氨酯:Flexible Foam 、RIM、TPU

工程塑料:PC、PMMA、UP、PVB


2

亞磷酸酯類抗氧劑


輔助抗氧劑為預防性抗氧劑,分解氫過氧化物,可以阻止或延緩高分子材料氧化降解過程中自由基的產生。主要是亞磷酸酯類、硫代酯類。168屬于亞磷酸酯類輔抗,主要提供熱加工穩定性;主抗+輔抗共同使用可以產生協同效應(簡單的比方為:1+1>2)


抗氧劑168

BASF對應牌號:Irgafos 168

化學名稱:三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯


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應用范圍:

聚烯烴:PP Fibers、PP Films、PP Molding、PE Wire&Cable、LDPE/EVA Film、LLDPE Film、PP Pipe

苯乙烯:ABS、PC/ABS、IPS、GPPS

彈性體:S-SBR、BR、EPDM、SBS/SRS

工程塑料:PA、PC、PBT/PET、PMMA


3

復合抗氧劑


復合抗氧劑是由主、輔2種或2種以上抗氧劑復配而成,兩種為二元復合抗氧劑,三種為三元復合抗氧劑,相互間會產生協同效應而發揮出優越性能。


目前,受阻酚/亞磷酸酯配合體系產品居復合抗氧劑的主導地位,其開發并不局限于兩類抗氧劑組分的簡單混合,而是通過添加捕獲碳中心自由基的穩定組分,以減少酚類抗氧劑的壓力來提高其穩定效果的。其中常用的如B215(1010::168=1:2)、B225(1010:168=1:1)、B900(1076:168=1:4)等等,其中215和225生產消費量占國內復合抗氧劑生產消費總量的80%以上。


光穩定劑

 

由于高分子材料長期暴露在日光或置于強熒光下,吸收了紫外線能量,引起自動氧化反應,導致聚合物的降解,使得制品變色、發脆、性能下降,以致無法使用。凡是能抑制或減緩這一過程進行的措施,稱為光穩定技術,所加入的物質稱為光穩定劑。


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詳解巴斯夫抗氧劑和光穩定劑



按照作用機理的不同,光穩定劑分為以下四類:


1

光屏蔽劑


光屏蔽劑又稱屏蔽劑,是一種能夠反射或吸收紫外光的物質。它們具有高度的分散性和遮蓋力,能將吸收的光能轉為熱能散發、將有害的光波反射,從而發揮防護聚合物的作用,延緩材料的老化。


通常作為光屏蔽劑的多是一些無機顏料和填料,常見的光屏蔽劑主要有炭黑、氧化鋅、二氧化鈦和鋅鋇等。


2

紫外線吸收劑


紫外線吸收劑是光穩定劑中使用最早、用量最大的一類。它們的穩定機理是能夠有效地吸收紫外線,并且將所吸收的紫外光能量轉變為熱能散發掉。分子結構中的苯環上均有鄰位羥基,很容易通過氫鍵的作用以及發生分子重排的可逆變化將激發能消耗掉,從而保護聚合物分子。


在工業上應用最多的是二苯甲酮類、水楊酸類和苯并三唑類等。


紫外線吸收劑(UVA)按化學結構分主要有5類:


二苯甲酮類,如Chimassorb 81等;


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苯并三唑類,如Tinuvin 234、Tinuvin 326、Tinuvin 328、Tinuvin P、Tinuvin 571等;


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水楊酸酯類,如BAD、TBS、OPS等;


三嗪類,如Tinuvin 1577 FF、Tinuvin 1600等;


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取代丙烯腈類,如UV Absorber317等。


應用范圍:

①聚烯烴: PP Film、PP Molding、HEPE Pipe、PE Wire&Cable、LDPE/EVA Film、LLDPE Film、PP Pipe

②苯乙烯ABS Compounding、PC/ABS、IPS、GPPS

③彈性體:SBS/SRS、TPE

④聚氨乙烯:Rigid PVC、Flexible Foam

⑤聚氨酯:Flexible Foam 、RIM、TPU

⑥工程塑料:POM、PA、PC、PBT/PET、PMMA、UP、PVB


3

淬滅劑


猝滅劑的作用機理是能使聚合物吸收紫外光能后成為激發態的能量轉移到猝滅劑分子上,并以發射熒光或轉化為熱能等無害的方式使能量消散,使聚合物迅速回復穩定的基態。

目前使用的猝滅劑主要是二價鎳螯合物,有機部分為取代酚或硫代雙酚等。主要產品有二硫代氨基甲酸鹽、膦酸單酯鎳型和硫代雙酚型等。


4

受阻胺光穩定劑


受阻胺類的作用機理包括三種,捕獲自由基、分解過氧化物和猝滅單線態氧。


它們本身不吸收任何大于260 nm的光線,也不能猝滅激發態分子,但在氧存在下,受阻胺能被氧化生成相應的氮氧自由基,這種化合物相當穩定,它們能非常有效的捕獲聚合物光氧化降解產生的活性自由基,而且在穩定過程中具有再生功能,這種再生功能是其有別于其他穩定劑的最大特征。


主要牌號:Tinuvin 622、Tinuvin 765、Tinuvin 770、Tinuvin 944、Chimassorb 2020等。


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應用范圍:

①聚烯烴: PP Fibe、PP Film、PP Molding、PP/HDPE Tape 、HEPE Pipe、PE Wire&Cable、LDPE/EVA Film、LLDPE Film、

PP Pipe

②苯乙烯:ABS Compounding、PC/ABS、IPS、GPPS

③彈性體:SBS/SRS、TPE

④聚氨乙烯:Rigid PVC、Flexible Foam

⑤聚氨酯:Flexible Foam 、RIM、TPU

⑥工程塑料:POM、PA、PC、PBT/PET、PMMA、UP、PVB


(文章來源:和氏璧化工,回復關鍵詞“和氏璧”了解更多)


第一屆特種工程塑料發展與應用論壇

20171020

蘇州 昆山維景國際酒店昆山市花橋鎮花橋國際商務城兆豐路2

The 1st Forum on Development & Application of Special Engineering Plastics

(Suzhou, October 20th)


主要議題Meeting Topic   

會議議題

嘉賓/企業

工程塑料及特種工程塑料做汽車發動機等苛刻環境下的應用

Engineering plastics and SEPs on the automotive applications  

擬邀請一汽/上汽

半芳香聚酰胺合成與性能研究

Study on the synthesis and performance of semi-aromatic polyamide  

四川大學 楊杰教授

 Prof. Yang Jie, Sichuan University

耐高溫阻燃劑以及配色等助劑解決方案

High performance flame retardant and color solution   

擬邀請科萊恩/索爾維

高溫工程塑料在汽車領域應用

High temperature Engineering plastics on the Auto application

擬邀請巴斯夫/蘭蒂奇/索爾維

PA10T & LCP在電子電氣領域中的應用

Application of PA10T & LCP in the field of electronic and electrical

金發科技

高溫尼龍在新一代手機納米注塑材料應用

High temperature nylon on the NMT of the new smartphone  

擬邀請DSM/江門眾泰/華力興

高性能尼龍在筆記本等消費品的應用

Application of High temperature nylon on the notebook

EMS

高溫尼龍在連接器中的應用

Application of High temperature nylon on the connector market  

富士康(昆山)電腦接插件有限公司Foxconn(Kunshan)

PPA/PPSU/PEEK/LCP/PPS相關技術應用

PPA/PPSU/PEEK/LCP/PPS related applications     

待定 


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作者 ab

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