受阻胺光稳定剂的国内研究进展

Quick answer: Photoinitiator choice is usually driven by lamp match, cure depth, yellowing, and whether the final film still performs on the real substrate. The best package is rarely the cheapest single grade.

近年来，为了进一步提高受阻胺光稳定剂的光稳定性能，拓宽其应用领域，受阻胺光稳定剂的研究依然十分活跃，具有高分子量、低碱度、反应性和多功能化等特点。目前的研究领导者都在努力追求更高的性能、更好的功能、更低的成本和更广的应用范围，同时又不失其光稳定性能。本文将简要论述各种光稳定剂的改进方向研究，尤其关注国内的一些研究进展。

由于受阻胺光稳定剂通常用于高比表面积聚合物材料，因此低分子量受阻胺光稳定剂的最大缺点是耐萃取性差、易挥发、使用过程中容易流失。

为了解决这一问题，Ciba-Geigy 推出了单体聚合物受阻胺光稳定剂 Chimassorb 119。这种光稳定剂具有良好的光稳定性，被广泛应用于聚烯烃和聚苯乙烯中。在聚合物材料中，其结构如图 1 所示。

研究表明，分子量过高的受阻胺光稳定剂虽然耐萃取、难挥发，但会降低其在高分子材料中的迁移性能，影响其光稳定效果的正常发挥。解决这一矛盾的方法是寻求一个最佳的分子量范围，通常控制在 2 000 至 3 000 克/摩尔，以达到更均衡的使用效果。

由于大多数受阻胺光稳定剂的碱度较高，无法在酸性环境中使用，也很难与酸性添加剂复配，因此人们在 20 世纪 80 年代后期开始关注碱度较低的受阻胺光稳定剂。性化研究。Ciba-Geigy公司通过N-烷基化反应开发出了产品Tinuvin 123，该产品可与含卤阻燃剂和硫基辅助抗氧化剂复配使用，同时具有优异的光稳定效果。目前，受阻胺光稳定剂的低碱产品有汽巴-吉吉公司的 Chimassorb 119、Tinuvin 371、Tinuvin 152 和氰特公司的 Cyasorb UV 3529 等。

在树枝状光稳定剂开发的基础上，天津大学的陈伟等人以二胺化合物为基础，设计合成了图 2 所示的低碱受阻胺光稳定剂，并进行了系统的光稳定性测试。

他们设计合成的 I 类树枝状受阻胺光稳定剂的 pH 值为 9.6 至 9.7，呈强碱性，可在相对碱性的环境中使用。此外，这种光稳定剂的熔点为 50-80 ℃，适合大多数材料的加工，透光性也很好。N 甲基化后的Ⅱ类稳定剂的 pH 值降至 8.3～8.4，可在相对碱性的环境中使用，透光性极佳，尤其是Ⅱd 和Ⅱe 更为突出，甚至可与市售受阻胺光稳定剂相媲美。 Tinuvin 770, Tinuvin 622 和 Chimassorb 944 具有可比性。

选择 Ia、Id、IIe 进行了应用性能测试，包括氧化诱导期实验、人工气候加速老化实验、碳弧灯人工气候老化实验、氙灯人工气候老化实验、荧光紫外灯人工气候老化实验，各种结果表明性能优异。Ia 和 IIe 的抗氧化效果大于抗氧化剂 Irganox B215，能更好地保持材料的机械性能，光稳定性优势非常明显。

在此基础上，北京天罡助剂有限公司与天津大学联合开发了一种基于二羧酸酯的低碱性树枝状受阻胺光稳定剂。其结构式如图 3 所示。然而，低碱性虽然拓宽了受阻胺光稳定剂的应用范围，但也带来了其他问题。

采取 Tinuvin 770 为例。从机理上看，亚硝基自由基俘获聚合物材料中的自由基，生成与 Tinuvin 123 类似的胺醚结构，即 Tinuvin 123 会加倍失去原有受阻胺光稳定剂的光稳定性。基于上述原因，受阻胺光稳定剂的碱度应根据实际工作环境来选择。在非酸性条件下，不必过分追求低碱度。高碱度受阻胺光稳定剂的光稳定效果并不亚于低碱度的稳定剂，如 Chimassorb 944 的碱度是低碱度受阻胺光稳定剂的 1000 倍。 Tinuvin 622而且光稳定效果也更高。

在受阻胺光稳定剂分子中引入其他基团，赋予受阻胺光稳定剂其他功能，是当前研究的一个重要趋势。例如，在受阻胺光稳定剂分子中引入受阻酚基团，可以发挥光稳定剂的耐热性和耐氧老化性。Tinuvin 144 和 Sanol LS 2626 就是成功的例子。

北京天罡助剂有限公司和天津大学设计合成了一系列含有受阻酚的多功能光稳定剂。研究表明，这些受阻酚光稳定剂具有良好的抗萃取性和抗热氧化性。与高分子材料的相容性较高，其结构式如图 4 所示。

此外，在分子结构中引入二苯甲酮或三嗪结构，可使其具有吸收紫外线的功能。Jezy Zakrazewski 等人做了大量工作，合成了许多具有紫外线吸收功能的受阻胺光稳定剂。北京天罡助剂有限公司以二胺化合物为基础，设计合成了含有二苯甲酮基团的受阻胺光稳定剂。应用性能测试表明，它具有优异的紫外线吸收功能和抗光氧化老化功能。其结构式如图 5 所示。

山西化工研究院将受阻胺与亚磷酸盐有机结合，开发出 GW-540。T Konstantinova、左洪亮等人将受阻胺与苯并三唑结合，制备出受阻胺光稳定剂。两者都显示出良好的光稳定效果，并具有功能多样性的特点。

如果在受阻胺分子结构中引入活性基团，就可以在聚合物制备过程中与聚合物骨架键合，形成具有永久光稳定作用的聚合物材料，从而克服受阻胺光稳定剂因物理迁移或挥发而造成的损失。近年来，反应型受阻胺光稳定剂发展迅速，产品层出不穷。例如，Elf Atochem 公司推出的 Luchem HAR100，其分子中含有活性草酰肼基团，可与氨基、异氰酸酯和环氧基团结合。该基团可与各种聚合物的骨架反应结合。

保加利亚冶金和化学技术大学的研究小组在反应受阻胺光稳定剂的研究方面处于领先水平。他们在相转移催化剂的作用下合成了哌啶醇、烯丙基醇、二苯甲酮和苯并三唑化合物。图 6 所示的结构式是一种反应型受阻胺光稳定剂，其中哌啶醇是受阻胺光稳定剂的官能团，可防止材料表面的光氧化，二苯甲酮或苯并三唑是紫外线吸收剂，可防止材料深层被光降解，而丙烯酸基则提供了稳定剂与材料结合的能力，使其成为高分子材料的一部分。

山西省化工研究院也在反应受阻胺光稳定剂领域进行了深入研究。目前推广的 GW-628 具有优异的性能和紫外线吸收功能。其最大的优势在于成功解决了反应型受阻胺光稳定剂的难题。稳定剂接枝难的问题。研究表明，在不改变产品加工方法的情况下，GW-628 对农膜和注塑聚烯产品的光稳定性优于 Chimassorb 994。

受阻胺光稳定剂是一类性能优异的光稳定剂。它们仍然是研究和开发的重点。随着新产品的不断涌现，其应用范围也在不断扩大。未来，它们将取代传统的光稳定剂。成为光稳定剂行业的主导产品。

近年来，国外受阻胺光稳定剂新品种的研发比较活跃，尤其是在多功能和反应型光稳定剂领域，而国内则相对落后。为此，科研人员需要重点加强基础研究，加大关键中间体的技术攻关，有选择地重点开发具有自主知识产权的新品种。相信经过几代科研人员的不懈努力，我国受阻胺光稳定剂的研究一定会走上快速发展的道路。

同系列产品

A practical selection route for photoinitiator-related projects

When technical buyers or formulators screen photoinitiators, the most useful decision frame is usually cure quality plus application fit: which package cures reliably, keeps appearance acceptable, and still works under the lamp, film thickness, and substrate conditions of the actual process.

• Match the package to the lamp first: mercury lamps, UV LEDs, and visible-light systems can rank the same photoinitiators very differently.
• Check depth cure and surface cure separately: a film that feels dry on top can still be weak underneath.
• Balance yellowing with reactivity: the strongest deep-cure route is not always the best commercial choice if color or migration risk becomes unacceptable.
• Use the final formula as the benchmark: pigment load, monomer package, and film thickness can all change the apparent ranking of the same initiator.

Recommended product references

• CHLUMINIT BP: A practical type-II benchmark when benzophenone chemistry is under review.
• CHLUMIAO 1010: A widely used primary antioxidant benchmark for long-term thermal stability.
• CHLUMIAO 168: A practical process-stability reference when hydroperoxide control matters.
• CHLUMILS UV-123: A strong HALS reference for weatherability-focused screens in coatings and polymers.

FAQ for buyers and formulators

Why are blended photoinitiator packages so common?
Because one product may control yellowing or lamp fit well while another improves cure depth or line-speed performance, so the full package is often stronger than any single grade.

Should incomplete cure always be solved by adding more initiator?
Not automatically. The real limitation may be the lamp, film thickness, pigment shading, or the rest of the reactive system rather than simple under-dosage.

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