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光稳定剂在聚碳酸酯和改性材料中的应用

来源: 编辑: 人气:776 时间:2020-04-27

与聚丙烯、ABS等树脂比较,聚碳酸酯有相对较好的光氧稳定性能。对于户外长期使用的聚碳酸酯制品,聚碳酸酯能吸收紫外线,并进一步产生可强烈吸收紫外线的结构,使得制品变黄;长期的光氧降解主要发生在聚碳酸酯制品表层,表层光降解表现为透明度下降和力学性能损失。

下面图片为阻燃聚碳酸酯灯壳,经紫外线UVB313)照射480小时后的黄变状况。

聚碳酸酯PC1100,加入0.1%亚磷酸酯抗氧剂168(上海凯茵化工),加入0.15%受阻酚抗氧剂1076,分别加入不同光稳定剂0.4%,制成标准样条。按照GB/T16422.3,使用UVB313)紫外老化灯管,60℃、8小时辐射暴露,50℃、4小时无辐射暴露交替进行老化,老化96192300408小时后,测定色泽变化YI和断裂伸长保留率,数据见表7、表8

聚碳酸酯加入不同光稳定剂、不同老化时间色泽变化YI数据

96h

192h

300h

408h

无光稳定剂

10

17

23

29

0.4% 紫外线吸收剂UV-329

2

4

5

7

0.4% 紫外线吸收剂UV-234

3

4

6

8

0.4% 受阻胺HALS 783

6

11

17

23

0.4% 受阻胺HALS 944

7

10

15

21

0.4% UV-329 + 0.1% HALS 944

3

4

5

6

 

聚碳酸酯加入不同光稳定剂、不同老化时间断裂伸长保留率(%)数据

96h

192h

300h

408h

无光稳定剂

91

51

26

/

0.4% 紫外线吸收剂UV-329

97

88

71

54

0.4% 紫外线吸收剂UV-234

95

85

69

56

0.4% 受阻胺HALS 783

97

83

67

51

0.4% 受阻胺HALS 944

96

82

68

54

0.4% UV-329 + 0.1% HALS 944

97

90

73

58

 

对于聚碳酸酯的光氧稳定,使用紫外线吸收剂可以有效地延缓变黄并适当保持强度。紫外线吸收剂和受阻胺HALS类光稳定剂配合使用时,建议使用含有N-烷基或N-烷氧基的受阻氨光稳定剂,而且紫外线吸收剂的质量比例应该高于受阻胺HALS类光稳定剂。

上述PC(进口)/ABS(国产)合金中,ABS树脂包含着丁二烯,其中丁二烯的不饱和双键不稳定,易受引发发生变色现象,特别是在紫外线照射的环境中,制品颜色变黄或者褪色,材料力学性能下降。在不同抗氧剂0.8%的基础上,加入1%紫外线吸收剂UV-329,按照GB/T16422.3,使用UVA340)紫外老化灯管,60℃、8小时辐射暴露,50℃、4小时无辐射暴露交替进行老化,老化1560小时后,拉伸强度数据见表9

9  不同抗氧剂、相同光稳定剂的PC/ABS合金拉伸强度数据

 

亚磷酸酯168

受阻酚1076

受阻酚1010

168+1076

168+1010

原始拉伸强度,MPa

51.8

53.6

55.4

56.1

56.5

老化后拉伸强度,MPa

19.6

30.2

31.7

28.5

30.4

拉伸强度保留率,%

37.84

56.34

57.22

52.5

53.8

 

对于长期光老化试验(和热老化试验),亚磷酸酯类抗氧剂没有稳定性作用和贡献;在光稳定剂确定的前提下,光稳定剂和受阻酚抗氧剂的组合,决定制品的光稳定效果;受阻酚抗氧剂1010的有效官能团多、分子量大(1178)的特点,使得这个试验里1010配方的稳定效果最好。

结论

1、添加抗氧剂、光稳定剂于聚碳酸酯和改性材料中,只是提高聚碳酸酯和改性材料耐热、耐氧、耐光稳定性的方法之一;

2、防热氧老化功能,或热稳定性,是聚碳酸酯和改性材料稳定化的基础功能,光稳定功能则是建立在基础功能之上的提高功能;

3、聚碳酸酯和改性材料的光稳定化,应该以紫外线吸收型光稳定剂为主。

4、经试验或实际应用确定的抗氧剂、光稳定剂体系,抗氧剂、光稳定剂只是在确定的条件下才能有确定的作用,确定的条件有微小变化,抗氧剂、光稳定剂的作用与功能可能受到较大影响;

5、国产抗氧剂、光稳定剂品种、数量、质量及使用性能,基本能够满足聚碳酸酯和改性材料的生产和使用需求。

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