1、添加光穩(wěn)定劑對(duì)聚氨酯彈性體的影響
PU 彈性體受紫外線照射后容易產(chǎn)生降解, 添加紫外線吸收劑可大大改善彈性體力學(xué)性能和外觀顏色。紫外線吸收劑是用于聚氨酯的重要光穩(wěn)定劑。傳統(tǒng)的紫外線吸收劑有苯并三唑、二苯酮、三嗪類等。二苯酮和苯并三唑穩(wěn)定劑的光穩(wěn)定機(jī)理基本相同, 都由于其分子結(jié)構(gòu)中存在著分子內(nèi)氫鍵構(gòu)成的螯合環(huán), 當(dāng)它們吸收紫外線能量后, 分子作熱振動(dòng),氫鍵破壞, 螯合環(huán)打開, 分子內(nèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化, 將有害的紫外線變?yōu)闊o害的熱能放出, 從而保護(hù)了料。在MDI體系PU彈性體中分別添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的UV-328和UV-327, 氙光照射加速老化75 h后, 添加UV-328的黃色指數(shù)變化值為42, 添加UV-327的黃色指數(shù)變化值為50, 而未添加的黃色指數(shù)變化值為67。受阻胺類光穩(wěn)定劑( HALS)是一類新型光穩(wěn)定劑, 同時(shí)也是用于聚氨酯的主要光穩(wěn)定劑。HALS吸收紫外線后氧化成氮氧自由基, 該自由基與聚合物中分解的自由基生成胺醚, 胺醚再和過氧化物結(jié)合, 形成又一氮氧自由基和穩(wěn)定的化合物。其效果為傳統(tǒng)穩(wěn)定劑的2~ 4倍, HALS起到自由基清理劑的作用, 與紫外線吸收劑有良好的協(xié)同效應(yīng),因此HALS自問世以來, 已成為聚合物穩(wěn)定化助劑領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。表1示出單獨(dú)使用UV-328和UV-1以及UV-765與它們并用時(shí)的穩(wěn)定效果。
同時(shí)添加UV-765后材料光穩(wěn)定性比單獨(dú)添加UV-328、UV-1時(shí)得到了提高。由于光氧化也是引起聚氨酯降解的一個(gè)重要原因, 因此在聚氨酯彈性體中添加適量的抗氧劑對(duì)材料的耐候性也有一定提高。
2、抗氧劑BHT和紫外線吸收劑并用對(duì)PU 彈性體光穩(wěn)定性的影響。
同時(shí)添加抗氧劑和紫外線吸收劑的PU 彈性體經(jīng)天候老化實(shí)驗(yàn)后, 性能比單獨(dú)添加紫外線吸收劑的損失較少。在聚氨酯彈性體中同時(shí)添加紫外線吸收劑、HALS和抗氧劑組成的三元復(fù)合體系穩(wěn)定劑能充分發(fā)揮穩(wěn)定協(xié)同作用, 獲得更好的光穩(wěn)定效果。表3是聚醚PU 彈性體在氙光燈下照射600h 的黃度指數(shù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 。
單獨(dú)使用紫外線吸收劑時(shí),PU彈性體耐黃變效果小于紫外線吸收劑與HALS并用時(shí)的耐黃變效果, 在抗氧劑、紫外線吸收劑與HALS并用的三元穩(wěn)定體系中, 其耐黃變效果最佳。因此在生產(chǎn)過程中應(yīng)該合理的利用各種穩(wěn)定劑之間的協(xié)同效應(yīng), 以大幅度地提高聚氨酯彈性體的紫外線穩(wěn)定性。
3、光屏蔽劑對(duì)PU彈性體的影響
光屏蔽劑包括炭黑、鋅白、鈦白等顏料, 它們被用作著色劑。光屏蔽劑利用它們高度的分散性和遮蓋力, 能將有害的光波反射起到保護(hù)聚合物的作用。如將厚度均為0.86 mm添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的炭黑和未添加炭黑的MDI/BDO /PTMG 彈性體試樣置于戶外輻射1000h。照射400h后, 未加炭黑的PU彈性體的拉伸強(qiáng)度和硬度均下降; 添加炭黑的彈性體由于炭黑的補(bǔ)強(qiáng)作用, 性能反而略提高。照射達(dá)到1000h后, 添加炭黑的彈性體強(qiáng)度和硬度基本沒有下降。
4、結(jié)束語
影響PU 彈性體紫外線穩(wěn)定性的因素很多。聚酯型聚氨酯彈性體紫外線穩(wěn)定性優(yōu)于聚醚型聚氨酯彈性體; 脂肪族聚氨酯彈性體紫外線穩(wěn)定性優(yōu)于芳香族聚氨酯彈性體。添加光穩(wěn)定劑、光屏蔽劑、抗氧劑等穩(wěn)定劑可以明顯提高聚氨酯彈性體的紫外線穩(wěn)定性。合理利用各種穩(wěn)定劑的協(xié)同效應(yīng)更可以大幅度提高聚氨酯彈性體耐紫外線的性能。http://ggswu.com
