Fortschritte in der inländischen Forschung über Lichtstabilisatoren aus gehinderten Aminen

Um die Lichtstabilität von gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren weiter zu verbessern und ihre Anwendungsbereiche zu erweitern, wurde in den letzten Jahren die Forschung an gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren mit hohem Molekulargewicht, geringer Alkalinität, Reaktivität und Multifunktionalität weiter vorangetrieben. Die derzeitige Forschungsleitung strebt nach besserer Leistung, besseren Funktionen, niedrigeren Kosten und einem breiteren Anwendungsbereich, ohne dabei die Lichtstabilität zu verlieren. In diesem Artikel wird kurz auf die Forschung zur Verbesserung verschiedener Lichtstabilisatoren eingegangen, wobei einige inländische Forschungsfortschritte besonders berücksichtigt werden.

Da gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren häufig in Polymermaterialien mit hoher spezifischer Oberfläche verwendet werden, ist der größte Nachteil von gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren mit niedrigem Molekulargewicht die schlechte Extraktionsbeständigkeit, die Flüchtigkeit und der leichte Verlust während der Verwendung.

Um dieses Problem zu lösen, lancierte Ciba-Geigy den monomeren polymeren gehinderten Amin-Lichtstabilisator Chimassorb 119. Dieser Lichtstabilisator weist eine gute Lichtstabilität auf und wird häufig in Polyolefinen und Polystyrolen eingesetzt. Die Struktur der Polymermaterialien ist in Abbildung 1 dargestellt.

Studien haben gezeigt, dass gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren mit zu hohem Molekulargewicht zwar extraktionsbeständig sind und sich nur schwer verflüchtigen, dass sie aber ihre Migrationseigenschaften in Polymermaterialien verringern und die normale Leistung ihrer Lichtstabilisierungswirkung beeinträchtigen. Die Lösung dieses Widerspruchs besteht in der Suche nach einem optimalen Molekulargewichtsbereich, der in der Regel bei 2 000 bis 3 000 g/mol liegt, um eine ausgewogenere Wirkung zu erzielen.

Da die hohe Alkalität der meisten gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren ihre Verwendung in sauren Umgebungen unmöglich machte und die Verbindung mit säurehaltigen Additiven schwierig war, begann man in den späten 1980er Jahren, sich für gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren mit geringer Alkalität zu interessieren. Sexualisierte Forschung. Ciba-Geigy entwickelte durch eine N-Alkylierungsreaktion das Produkt Tinuvin 123, das in Kombination mit halogenhaltigen Flammschutzmitteln und schwefelbasierten Hilfsantioxidantien verwendet werden kann und zudem eine ausgezeichnete Lichtstabilisierungswirkung aufweist. Zu den niedrig alkalischen Produkten der gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren gehören derzeit Chimassorb 119, Tinuvin 371, Tinuvin 152 von Ciba-Geigy und Cyasorb UV 3529 von Cytec.

Auf der Grundlage der Entwicklung dendritischer Lichtstabilisatoren haben Chen Wei von der Universität Tianjin und andere die in Abbildung 2 gezeigten Lichtstabilisatoren aus gehinderten Aminen mit niedrigem Basengehalt auf der Basis von Diaminverbindungen entwickelt und synthetisiert sowie systematische Lichtstabilitätstests durchgeführt.

Der von ihnen entwickelte und synthetisierte dendritische Lichtstabilisator der Klasse I mit gehindertem Amin hat einen pH-Wert von 9,6 bis 9,7, der stark alkalisch ist und in einer relativ alkalischen Umgebung verwendet werden kann. Darüber hinaus liegt der Schmelzpunkt dieser Art von Lichtstabilisator bei 50-80 ℃, was für die Verarbeitung der meisten Materialien geeignet ist, und seine Lichtdurchlässigkeit ist gut. Der pH-Wert des Klasse-II-Stabilisators wird nach der N-Methylierung auf 8,3～8,4 gesenkt, was in einer relativ alkalischen Umgebung verwendet werden kann, und er hat eine ausgezeichnete Lichtdurchlässigkeit, insbesondere Ⅱd und Ⅱe sind stärker ausgeprägt und können sogar mit kommerziell erhältlichen gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren verglichen werden. Tinuvin 770, Tinuvin 622 und Chimassorb 944 sind vergleichbar.

Ia, Id, IIe wurden für Anwendungstests ausgewählt, einschließlich Oxidationsinduktionsperiodenexperiment, Experiment zur beschleunigten Alterung in künstlichem Klima, Experiment zur Alterung in künstlichem Klima mit einer Kohlebogenlampe, Experiment zur Alterung in künstlichem Klima mit einer Xenonlampe, Experiment zur Alterung in künstlichem Klima mit einer fluoreszierenden UV-Lampe, und verschiedene Ergebnisse Die Leistung ist ausgezeichnet. Die antioxidative Wirkung von Ia und IIe ist größer als die des Antioxidationsmittels Irganox B215, die mechanischen Eigenschaften des Materials bleiben besser erhalten und die Vorteile der Lichtstabilität sind sehr offensichtlich.

Auf dieser Grundlage haben die Beijing Tiangang Auxiliary Co., Ltd. und die Universität Tianjin gemeinsam einen niederalkalischen dendritischen gehinderten Amin-Lichtstabilisator auf Basis von Dicarbonsäureestern entwickelt. Die Strukturformel ist in Abbildung 3 dargestellt. Die geringe Alkalität erweitert zwar den Anwendungsbereich von gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren, bringt aber auch andere Probleme mit sich.

Nehmen Sie Tinuvin 770 als Beispiel. Vom Mechanismus her gesehen fangen Nitroxidradikale freie Radikale in Polymermaterialien ein, um eine Aminetherstruktur zu erzeugen, die der von Tinuvin 123 ähnlich ist, d. h. Tinuvin 123 verliert die Lichtstabilität des ursprünglichen gehinderten Amin-Lichtstabilisators zweimal. Aus den oben genannten Gründen sollte die Alkalität von gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren entsprechend der tatsächlichen Arbeitsumgebung ausgewählt werden. Unter nicht-sauren Bedingungen ist es nicht notwendig, eine zu niedrige Alkalinität anzustreben. Die lichtstabilisierende Wirkung von gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren mit hoher Alkalinität ist nicht Stabilisatoren, die einer niedrigen Alkalinität nicht nachstehen, wie Chimassorb 944 sind 1000-mal alkalischer als Tinuvin 622und auch die lichtstabilisierende Wirkung ist wesentlich höher.

Die Einführung anderer Gruppen in das Molekül des gehinderten Amin-Lichtstabilisators, um dem gehinderten Amin-Lichtstabilisator andere Funktionen zu verleihen, ist ein wichtiger Trend in der aktuellen Forschung. Zum Beispiel kann die Einführung von gehinderten Phenolgruppen in gehinderte Amin-Lichtstabilisatormoleküle die Hitze- und Sauerstoffalterungsbeständigkeit von Lichtstabilisatoren erhöhen. Tinuvin 144 und Sanol LS 2626 sind erfolgreiche Beispiele dafür.

Die Beijing Tiangang Auxiliary Co., Ltd. und die Universität Tianjin haben eine Reihe von multifunktionalen Lichtstabilisatoren mit gehinderten Phenolen entwickelt und synthetisiert. Studien haben gezeigt, dass diese gehinderten Phenol-Lichtstabilisatoren eine gute Extraktions- und thermische Oxidationsbeständigkeit aufweisen. Die Kompatibilität mit Polymermaterialien ist relativ hoch, und die Strukturformel ist in Abbildung 4 dargestellt.

Darüber hinaus kann die Einführung einer Benzophenon- oder Triazinstruktur in die Molekularstruktur dazu führen, dass es die Funktion hat, ultraviolettes Licht zu absorbieren. Jezy Zakrazewski und andere haben eine Menge Arbeit geleistet, um viele gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren mit ultravioletter Absorptionsfunktion zu synthetisieren. Die Beijing Tiangang Auxiliary Co., Ltd. hat gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren mit Benzophenongruppen auf der Basis von Diaminverbindungen entwickelt und synthetisiert. Der Anwendungstest hat gezeigt, dass es eine ausgezeichnete UV-Absorptionsfunktion und eine Anti-photooxidative Alterungsfunktion hat. Seine Strukturformel ist in Abbildung 5 dargestellt.

Das Shanxi Chemical Industry Research Institute kombinierte gehinderte Amine und Phosphite organisch, um GW-540 zu entwickeln. T. Konstantinova, Zuo Hongliang und andere kombinierten sterisch gehinderte Amine mit Benzotriazol, um sterisch gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren herzustellen. Beide zeigen eine gute Lichtstabilisierungswirkung und weisen die Merkmale einer funktionellen Vielfalt auf.

Wenn eine reaktive Gruppe in die Molekülstruktur des gehinderten Amins eingeführt wird, kann sie während des Polymerherstellungsprozesses an das Polymerrückgrat gebunden werden, um ein Polymermaterial mit dauerhafter Lichtstabilisierung zu bilden, das die Lichtstabilität des gehinderten Amins überwinden kann Der Verlust des Mittels durch physikalische Migration oder Verflüchtigung. In den letzten Jahren haben sich die reaktiven gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren rasant entwickelt, und ein Produkt nach dem anderen ist auf den Markt gekommen. Das von Elf Atochem auf den Markt gebrachte Luchem HAR100 beispielsweise hat eine reaktive Oxalylhydrazidgruppe in seinem Molekül, die mit Amino-, Isocyanat- und Epoxygruppen kombiniert werden kann. Die Gruppe reagiert und verbindet sich mit dem Rückgrat verschiedener Polymere.

Das Forschungsteam der Bulgarischen Universität für Metallurgie und Chemische Technologie ist führend in der Erforschung von reaktiven gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren. Sie synthetisierten Piperidinol-, Allylalkohol-, Benzophenon- und Benzotriazolverbindungen in Gegenwart von Phasentransferkatalysatoren. Die in Abbildung 6 gezeigte Strukturformel ist ein reaktiver gehinderter Amin-Lichtstabilisator, bei dem Piperidinol die funktionelle Gruppe des gehinderten Amin-Lichtstabilisators ist, um die Photooxidation an der Oberfläche des Materials zu verhindern, und Benzophenon oder Benzotriazol ist ein ultravioletter Absorber, der verhindern kann, dass die tiefe Schicht des Materials durch Licht abgebaut wird, und die Acrylbasis sorgt für die Fähigkeit des Stabilisators, sich mit dem Material zu verbinden, wodurch er zu einem Teil des Polymermaterials wird.

Das Shanxi Provincial Research Institute of Chemical Industry hat ebenfalls eingehende Forschungen auf dem Gebiet der reaktiven gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren durchgeführt. Das derzeit geförderte GW-628 verfügt über eine hervorragende Leistung und Ultraviolettabsorptionsfunktion. Sein größter Vorteil ist, dass es das Problem der reaktiven gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren erfolgreich löst. Das Problem der schwierigen Pfropfung von Stabilisatoren. Studien haben gezeigt, dass die Lichtstabilität von GW-628 für landwirtschaftliche Folien und spritzgegossene Polyenprodukte besser ist als die von Chimassorb 994, ohne dass die Verarbeitungsmethoden der Produkte geändert werden.

Gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren sind eine Klasse von Lichtstabilisatoren mit ausgezeichneter Leistung. Sie stehen nach wie vor im Mittelpunkt von Forschung und Entwicklung. Mit dem kontinuierlichen Aufkommen neuer Produkte erweitert sich auch ihr Anwendungsbereich. In Zukunft werden sie die traditionellen Lichtstabilisatoren ersetzen. Sie werden das führende Produkt in der Lichtstabilisatorbranche.

In den letzten Jahren war die ausländische Forschung und Entwicklung neuer Sorten von gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren relativ aktiv, insbesondere im Bereich der multifunktionalen und reaktiven Lichtstabilisatoren, während die inländische Forschung relativ rückständig ist. Zu diesem Zweck müssen sich die Forscher auf die Stärkung der Grundlagenforschung konzentrieren, die technische Forschung zu wichtigen Zwischenprodukten intensivieren und sich gezielt auf die Entwicklung neuer Sorten mit unabhängigen geistigen Eigentumsrechten konzentrieren. Ich bin davon überzeugt, dass die Forschung im Bereich der Lichtstabilisatoren mit gehinderten Aminen in China durch die unermüdlichen Anstrengungen von Generationen wissenschaftlicher Forscher einen raschen Entwicklungsweg einschlagen wird.

Produkte der gleichen Serie

Kontaktieren Sie uns jetzt!

Wenn Sie COA, MSDS oder TDS benötigen, geben Sie bitte Ihre Kontaktinformationen in das untenstehende Formular ein. Wir werden uns in der Regel innerhalb von 24 Stunden mit Ihnen in Verbindung setzen. Sie können mir auch eine E-Mail schicken info@longchangchemical.com während der Geschäftszeiten ( 8:30 bis 18:00 Uhr UTC+8 Mo.~Sa. ) oder nutzen Sie den Live-Chat auf der Website, um eine schnelle Antwort zu erhalten.

Dieser Artikel wurde von der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Longchang Chemical verfasst. Wenn Sie ihn kopieren und nachdrucken möchten, geben Sie bitte die Quelle an.