1、添加光稳定剂对聚氨酯弹性体的影响
PU 弹性体受紫外线照射后容易产生降解, 添加紫外线吸收剂可大大改善弹性体力学性能和外观颜色。紫外线吸收剂是用于聚氨酯的重要光稳定剂。传统的紫外线吸收剂有苯并三唑、二苯酮、三嗪类等。二苯酮和苯并三唑稳定剂的光稳定机理基本相同, 都由于其分子结构中存在着分子内氢键构成的螯合环, 当它们吸收紫外线能量后, 分子作热振动,氢键破坏, 螯合环打开, 分子内结构发生变化, 将有害的紫外线变为无害的热能放出, 从而保护了料。在MDI体系PU弹性体中分别添加质量分数为0.5%的UV-328和UV-327, 氙光照射加速老化75 h后, 添加UV-328的黄色指数变化值为42, 添加UV-327的黄色指数变化值为50, 而未添加的黄色指数变化值为67。受阻胺类光稳定剂( HALS)是一类新型光稳定剂, 同时也是用于聚氨酯的主要光稳定剂。HALS吸收紫外线后氧化成氮氧自由基, 该自由基与聚合物中分解的自由基生成胺醚, 胺醚再和过氧化物结合, 形成又一氮氧自由基和稳定的化合物。其效果为传统稳定剂的2~ 4倍, HALS起到自由基清理剂的作用, 与紫外线吸收剂有良好的协同效应,因此HALS自问世以来, 已成为聚合物稳定化助剂领域中的研究热点。表1示出单独使用UV-328和UV-1以及UV-765与它们并用时的稳定效果。
同时添加UV-765后材料光稳定性比单独添加UV-328、UV-1时得到了提高。由于光氧化也是引起聚氨酯降解的一个重要原因, 因此在聚氨酯弹性体中添加适量的抗氧剂对材料的耐候性也有一定提高。
2、抗氧剂BHT和紫外线吸收剂并用对PU 弹性体光稳定性的影响。
同时添加抗氧剂和紫外线吸收剂的PU 弹性体经天候老化实验后, 性能比单独添加紫外线吸收剂的损失较少。在聚氨酯弹性体中同时添加紫外线吸收剂、HALS和抗氧剂组成的三元复合体系稳定剂能充分发挥稳定协同作用, 获得更好的光稳定效果。表3是聚醚PU 弹性体在氙光灯下照射600h 的黄度指数实验结果 。
单独使用紫外线吸收剂时,PU弹性体耐黄变效果小于紫外线吸收剂与HALS并用时的耐黄变效果, 在抗氧剂、紫外线吸收剂与HALS并用的三元稳定体系中, 其耐黄变效果最佳。因此在生产过程中应该合理的利用各种稳定剂之间的协同效应, 以大幅度地提高聚氨酯弹性体的紫外线稳定性。
3、光屏蔽剂对PU弹性体的影响
光屏蔽剂包括炭黑、锌白、钛白等颜料, 它们被用作着色剂。光屏蔽剂利用它们高度的分散性和遮盖力, 能将有害的光波反射起到保护聚合物的作用。如将厚度均为0.86 mm添加质量分数为1%的炭黑和未添加炭黑的MDI/BDO /PTMG 弹性体试样置于户外辐射1000h。照射400h后, 未加炭黑的PU弹性体的拉伸强度和硬度均下降; 添加炭黑的弹性体由于炭黑的补强作用, 性能反而略提高。照射达到1000h后, 添加炭黑的弹性体强度和硬度基本没有下降。
4、结束语
影响PU 弹性体紫外线稳定性的因素很多。聚酯型聚氨酯弹性体紫外线稳定性优于聚醚型聚氨酯弹性体; 脂肪族聚氨酯弹性体紫外线稳定性优于芳香族聚氨酯弹性体。添加光稳定剂、光屏蔽剂、抗氧剂等稳定剂可以明显提高聚氨酯弹性体的紫外线稳定性。合理利用各种稳定剂的协同效应更可以大幅度提高聚氨酯弹性体耐紫外线的性能。http://www.zhsysb.net
