다양한 광안정제 조합의 추가 보호 효과

유기 폴리머에 사용되는 광안정제의 주요 제품 범주에는 자외선 흡수제, 방해 아민 광안정제, 여기 상태 파열제, 과산화수소 분해제 등이 있습니다. 이러한 다양한 유형의 광 안정제는 폴리머 코팅의 광 안정화를 개선하는 데 서로 다른 정도의 영향을 미칩니다. 코팅 광 안정화의 실제 제형에서 기술자는 종종 두 가지 이상의 서로 다른 광 안정제 메커니즘의 조합을 사용하여 코팅에 더 효과적이고 내구성있는 광 안정화 효과를 얻으며 1 + 1> 2의 추가 효과를 갖습니다. 보다 고전적인 조합은 UV 흡수제와 방해 아민 광안정제(HALS)를 함께 사용하는 것입니다. 전자는 햇빛의 유해한 자외선을 차단하여 코팅을 광산화로부터 보호하지만, 자체 주기적 작용 중에 변색 및 광분해와 같은 비가역적 변화와 함께 소모적인 변화를 피하기 어렵고 유효 농도가 점차 감소하여 광안정화 효과를 서서히 잃게 됩니다. HALS는 코팅에서 자유 라디칼과 과산화물을 제거하여 코팅의 광택을 유지하고 황변과 취성을 억제함으로써 광산화 과정을 중단시킵니다. 그러나 HALS에서 생성되는 질소-산소 라디칼은 기본적으로 착색되며 자외선을 흡수할 수 있어 광분해 고갈의 가능성이 있습니다. UV 흡수제는 유해한 자외선을 차단하고 질소-산소 라디칼을 광분해 고갈로부터 보호하고, HALS는 자유 라디칼과 과산화수소를 제거하여 UVA를 광분해 고갈로부터 보호하므로 UV 흡수제와 HALS의 조합은 상호 보완적인 역할을 수행하여 서로를 보호할 수 있습니다. UV 흡수제는 자유 라디칼과 과산화물로부터 보호합니다. UV 흡수제와 HALS는 서로 보완함으로써 코팅이 광노화되는 동안 충분히 높은 농도를 오랫동안 유지하여 광안정화 효과를 높일 수 있습니다.

왼쪽 그래프는 광노화 과정에서 스티렌 단위가 포함된 아크릴레이트 공중합체 코팅 필름의 질소산화 라디칼 농도 변화를 보여줍니다. HALS만 포함된 시스템에서는 질소산화 라디칼이 단기간 높은 농도를 보인 후 빠르게 낮은 수준으로 감소하는 반면, 벤조트리아졸 UV 흡수제를 함께 사용한 시스템에서는 필름 내 질소산화 라디칼이 더 높은 농도로 오랫동안 유지될 수 있습니다.

UV 흡수제만으로는 코팅의 광안정화 효과는 광흡수 특성에 따라 결정의 효능을 발휘하기 때문에 이상적이지 않은 경우가 많습니다. 광안정화 효과가 더 높은 HALS와 함께 사용하면 광안정화 효과를 크게 향상시킬 수 있습니다.

위 그림에서 볼 수 있듯이, 지방족 폴리우레탄 코팅의 광 안정성에 대한 HALS와 결합된 UV 흡수제의 효과를 확인할 수 있습니다. 벤조트리아졸 UVA(티누빈234)만 사용한 시스템에서는 광노화 시간이 증가함에 따라 우레탄 결합 손실률이 빈 샘플보다 약간 낮았지만, HALS만 사용한 경우 광안정화 효과가 급격히 개선되었고, HALS와 동일한 양의 UV 흡수제를 결합한 경우 광안정화 효과가 더욱 향상되었습니다.