涂料樹脂工藝第七章光穩(wěn)定劑課件

涂料樹脂工藝第七章光穩(wěn)定劑涂料樹脂工藝第七章光穩(wěn)定劑涂料的穩(wěn)定性樹脂光敏性顏料的光敏性與遮蓋力穩(wěn)定劑涂膜老化是各種因素的綜合作用結(jié)果。日光的輻射是涂膜老化的主要因素。涂料的穩(wěn)定性樹脂光敏性涂膜老化是各種因素的綜合作用結(jié)果。日光圖7-1電磁波的范圍紫外光對聚合物破壞作用的原因圖7-1電磁波的范圍紫外光對聚合物破壞作用的原因日光的光波范圍：紅外光800～3000nm～55%可見光400～800nm～40%紫外光290～400nm～5%

紫外光能量：～4.18×105J/mol大多數(shù)共價鍵解離能：～×105J/mol對大部分涂料的涂膜，最易造成破壞的敏感波長：290～400nm日光的光波范圍：紫外光能量：～4.18×1表7-1各種化學(xué)鍵的離解能表7-1各種化學(xué)鍵的離解能涂料樹脂工藝第七章光穩(wěn)定劑課件涂料樹脂工藝第七章光穩(wěn)定劑課件圖7-2有關(guān)電子激發(fā)狀態(tài)的過程：S0＝基態(tài)（單一態(tài)），S1＝第一激發(fā)態(tài)（單一態(tài)）T1＝第一三重態(tài)∴不是每個激發(fā)態(tài)分子都參與降解反應(yīng)。

涂層中光敏基團對紫外光的吸收并不總導(dǎo)致降解：圖7-2有關(guān)電子激發(fā)狀態(tài)的過程：∴不是每個激發(fā)態(tài)大部分純高分子材料(PMMA、PE、……)對于紫外光的輻射比較穩(wěn)定。光敏性雜質(zhì)正是高分子材料光降解的引發(fā)源。大部分純高分子材料(PMMA、PE、……)對于光化學(xué)反應(yīng)RHRHRHhn...光引發(fā)+RO2ROOROORHROOHRROOHROOHRORHRRROHHORHHOH鏈增長...+++...+.+..++.+hn光化學(xué)反應(yīng)RHRHRHhn...光引發(fā)+RO2ROOROORROOROORRROOROORO2RRRR鏈終止.+..2+.+.ROOROOH歧化hn..+.ROOROORRROOROORO2RRRR鏈終止.+..2+能夠吸收和反射紫外光；大部分顏料和無機填料。能夠強烈地吸收紫外線，將其轉(zhuǎn)變成無害的熱能形式釋放出來。將吸收能量的激發(fā)態(tài)聚合物分子的激發(fā)能消除，使聚合物分子返回低能狀態(tài)；有機鎳化合物。捕獲聚合物分子受到光輻射而離解出的自由基，使其成為穩(wěn)定的化合物；受阻胺（哌啶系、咪唑烷酮系）。光穩(wěn)定劑光屏蔽劑紫外線吸收劑猝滅劑自由基捕獲劑劑

光穩(wěn)定劑的種類能夠吸收和反射能夠強烈地吸收紫外線，將其轉(zhuǎn)變成無害的熱能形式紫外線吸收劑：通過高效吸收對高分子材料有害的紫外線，從而使高分子材料免受光老化的穩(wěn)定劑。紫外線吸收劑的作用機理紫外線吸收劑紫外光過濾器樹脂聚合物的降解速度大大減緩，延長使用壽命。紫外線吸收劑：紫外線吸收劑的作用機理紫外線吸收劑紫外光過濾器紫外線吸收劑的作用機理吸入的能量切斷鰲合環(huán)，將有害的光能轉(zhuǎn)變成熱能釋放出來。

分子內(nèi)氫鍵越強，賦予的穩(wěn)定化效果越顯著。

常用的紫外光穩(wěn)定劑：水楊酸酯類二苯甲酮類苯并三唑類紫外線吸收劑的作用機理吸入的能量切斷鰲合環(huán)，將有害的光能轉(zhuǎn)變紫外線吸收劑的防護效果取決于涂膜的厚度。圖7-2苯并三唑系紫外線吸收劑在波長350nm處，膜厚對吸收的影響紫外線吸收劑的防護效果取決于涂膜的厚度。圖7-2苯并三含一個羥基：吸收290～380nm的紫外線，幾乎不吸收可見光；含二個羥基：吸收300～400nm的紫外線，吸收一部分可見光，相容性不如一個羥基的。

二苯甲酮類XYCOOHORzX:H,OHY:H,OH,OCH3Z:H,SO3H,COOHR:C2-12應(yīng)用最廣的一類紫外光吸收劑含一個羥基：吸收290～380nm的紫外線，幾乎不吸收可見光作用機理：使用最多的是單羥基產(chǎn)品；與材料相容性好，色澤低，光穩(wěn)定性好、毒性低；用量～1.5%作用機理：使用最多的是單羥基產(chǎn)品；對340nm以下的紫外線有較高的吸收系數(shù)；吸收紫外光后，分子發(fā)生重排

水楊酸酯類第一批工業(yè)用光穩(wěn)定劑

OHCOORC(CH3)3C8H17R=H,,二苯甲酮結(jié)構(gòu)強烈吸收紫外線，吸收的波長范圍增加對340nm以下的紫外線有較高的吸收系數(shù)；吸收紫外光后，分子

與樹脂相容性好，低毒，原料易得，價廉；但能吸收一部分可見光，且有變黃傾向；用量～1.0%。OHCOOOHCOOHOHCOOH2hn+水楊酸苯酯

2,4'-二羥基二苯甲酮2,2'-二羥基二苯甲酮

與樹脂相容性好，低毒，原料易得，價廉；OHCOOOHCOO2-羥基苯基苯并三唑衍生物苯并三唑類NNNOHRCH3OC8H17R:H,,2-羥基苯基苯并三唑衍生物苯并三唑類NNNOHRCH3OC8作用機理與二苯甲酮類相似；主要吸收300～400nm的光波，著色弊病少；與材料相容性好，色澤低，光穩(wěn)定性好；用量0.1～3%NNHONNNHNOhn放熱+-作用機理與二苯甲酮類相似；主要吸收300～400nm的光對羥基苯甲酸苯酚三氯氧磷氯化鋅環(huán)丁砜原料光穩(wěn)定劑合成示例對羥基苯甲酸原料光穩(wěn)定劑合成示例工藝路線在裝有攪拌器、溫度計和氯化氫氣體吸收裝置的三頸瓶中,加入對羥基苯甲酸、苯酚、氯化鋅、三氯氧磷和環(huán)丁砜在70°C下反應(yīng)2.5h緩慢加入適量蒸餾水,直到?jīng)]有氯化氫氣體逸出將液體轉(zhuǎn)到盛有碎冰的燒杯中,待結(jié)晶完全后抽濾,得到橙黃色的濾餅,用蒸餾水洗滌3次后精制得產(chǎn)品工藝路線在裝有攪拌器、溫度計和氯化氫氣體吸收裝置的三頸瓶中,4,4′二羥基二苯甲酮的合成原理4,4′二羥基二苯甲酮的合成原理產(chǎn)物分析鑒定紅外光譜分析產(chǎn)物分析鑒定紅外光譜分析紫外光譜分析紫外光譜分析涂料樹脂工藝第七章光穩(wěn)定劑課件質(zhì)譜分析質(zhì)譜分析注意事項用量盡量少；吸收波長在290～400nm;注意紫外線吸收劑的光分解、光反應(yīng)性；熱穩(wěn)定性要好，分解反應(yīng)和揮發(fā)性要少；與涂料相容性要好；要無毒，價廉。建議：紫外線吸收劑與其他光穩(wěn)定劑配合使用：紫外線吸收劑+受阻胺類紫外線吸收劑的應(yīng)用注意事項建議：紫外線吸收劑與其他光穩(wěn)定劑配合使用：紫外線表7-4SANDOZ公司的紫外線吸收劑應(yīng)用情況表7-4SANDOZ公司的紫外線吸收劑應(yīng)用情況有效地添加成膜助劑，可較大幅度地降低成膜溫度，是改善乳膠漆低溫施工性能的有效措施。乳膠漆中的成膜助劑成膜助劑是一種可以揮發(fā)的暫時性增塑劑，能促進乳膠粒子的塑性流動和彈性變形，改善其聚結(jié)性，可在廣泛的施工溫度范圍內(nèi)成膜。其它助劑

有效地添加成膜助劑，可較大幅度地降低成膜溫度，是改善乳膠漆低理想的成膜助劑應(yīng)具有下列特性：作為聚合物乳液的良溶劑，可降低聚合物的最低成膜溫度；在水中溶解性?。痪哂幸欢ǖ膿]發(fā)性，成膜過程中能滯留在涂膜中發(fā)揮作用，成膜后全部揮發(fā)，不影響涂膜性能；不影響乳液的穩(wěn)定性。理想的成膜助劑應(yīng)具有下列特性：成膜助劑的種類醇類(如苯甲醇)酯醇類(如Texanol酯醇,三甲基戊二醇單異丁酯等)醇醚類(如乙二醇丁醚、丙二醇苯醚等)醇醚酯類(如乙二醇丁醚醋酸酯等)常用的成膜助劑有Texanol酯醇、乙二醇丁醚(EB)、丙二醇苯醚(PPH)。成膜助劑的種類由于以水作溶劑的乳膠漆是細菌霉菌繁殖的理想場所，所以在乳膠漆制造過程中必須加殺菌劑來殺菌或抑制細菌的生成。防霉殺菌劑主要通過阻礙菌體呼吸、干擾病原菌的生物合成、破壞細胞壁的合成、阻礙類脂的合成發(fā)揮作用。乳膠漆中的防霉、殺菌劑由于以水作溶劑的乳膠漆是細菌霉菌繁殖的理想場所，所以在乳膠漆催干劑催干劑能促進涂料中主鏈雙鍵的氧化，形成過氧鍵，過氧鍵分解產(chǎn)生自由基，從而加速交聯(lián)固化；或者是催干劑本身被氧化生成過氧鍵，從而產(chǎn)生自由基引發(fā)雙鍵的交聯(lián)。催干劑催干劑能促進涂料中主鏈雙鍵的氧化，形成過氧鍵，過氧鍵分鈷催干劑是一種表面催干劑，能顯著提高漆膜的固化速度，使用較為廣泛的催干劑是環(huán)烷酸、辛酸、松香酸和亞油酸的鉛鹽、鈷鹽和錳鹽。鈷催干劑是一種表面催干劑，能顯著提高漆膜的固化保護膠有效地控制乳膠粒尺寸及使乳液穩(wěn)定一般為水溶性的高聚物，如聚乙烯醇、聚丙烯酸鈉等。一部分吸附在乳膠粒表面，一部分溶解在水相。pH緩沖劑、調(diào)節(jié)劑常見的pH緩沖劑有磷酸氫二鈉、碳酸氫鈉等常見的pH調(diào)節(jié)劑氫氧化鈉、氨水、鹽酸等。保護膠有效地控制乳膠粒尺寸及使乳液穩(wěn)定pH緩沖劑、調(diào)節(jié)劑常見以水作溶劑的乳膠漆，水占的比例不少，嚴格地講生產(chǎn)乳膠漆應(yīng)該用去離子水或潔凈的城市自來水。用水很差，水中含大量鈣、鎂離子及其它二價金屬離子和三價的金屬離子。乳液可被電離物質(zhì)破乳而膠結(jié)。如無離子水供應(yīng)困難，自來水水質(zhì)很差，可以在配方中用一些六偏磷酸鈉或三聚磷酸鈉保持穩(wěn)定性。乳膠漆中的水以水作溶劑的乳膠漆，水占的比例不少，嚴格地講生產(chǎn)乳膠漆應(yīng)該用涂料樹脂工藝第七章光穩(wěn)定劑涂料樹脂工藝第七章光穩(wěn)定劑涂料的穩(wěn)定性樹脂光敏性顏料的光敏性與遮蓋力穩(wěn)定劑涂膜老化是各種因素的綜合作用結(jié)果。日光的輻射是涂膜老化的主要因素。涂料的穩(wěn)定性樹脂光敏性涂膜老化是各種因素的綜合作用結(jié)果。日光圖7-1電磁波的范圍紫外光對聚合物破壞作用的原因圖7-1電磁波的范圍紫外光對聚合物破壞作用的原因日光的光波范圍：紅外光800～3000nm～55%可見光400～800nm～40%紫外光290～400nm～5%

紫外光能量：～4.18×105J/mol大多數(shù)共價鍵解離能：～×105J/mol對大部分涂料的涂膜，最易造成破壞的敏感波長：290～400nm日光的光波范圍：紫外光能量：～4.18×1表7-1各種化學(xué)鍵的離解能表7-1各種化學(xué)鍵的離解能涂料樹脂工藝第七章光穩(wěn)定劑課件涂料樹脂工藝第七章光穩(wěn)定劑課件圖7-2有關(guān)電子激發(fā)狀態(tài)的過程：S0＝基態(tài)（單一態(tài)），S1＝第一激發(fā)態(tài)（單一態(tài)）T1＝第一三重態(tài)∴不是每個激發(fā)態(tài)分子都參與降解反應(yīng)。

涂層中光敏基團對紫外光的吸收并不總導(dǎo)致降解：圖7-2有關(guān)電子激發(fā)狀態(tài)的過程：∴不是每個激發(fā)態(tài)大部分純高分子材料(PMMA、PE、……)對于紫外光的輻射比較穩(wěn)定。光敏性雜質(zhì)正是高分子材料光降解的引發(fā)源。大部分純高分子材料(PMMA、PE、……)對于光化學(xué)反應(yīng)RHRHRHhn...光引發(fā)+RO2ROOROORHROOHRROOHROOHRORHRRROHHORHHOH鏈增長...+++...+.+..++.+hn光化學(xué)反應(yīng)RHRHRHhn...光引發(fā)+RO2ROOROORROOROORRROOROORO2RRRR鏈終止.+..2+.+.ROOROOH歧化hn..+.ROOROORRROOROORO2RRRR鏈終止.+..2+能夠吸收和反射紫外光；大部分顏料和無機填料。能夠強烈地吸收紫外線，將其轉(zhuǎn)變成無害的熱能形式釋放出來。將吸收能量的激發(fā)態(tài)聚合物分子的激發(fā)能消除，使聚合物分子返回低能狀態(tài)；有機鎳化合物。捕獲聚合物分子受到光輻射而離解出的自由基，使其成為穩(wěn)定的化合物；受阻胺（哌啶系、咪唑烷酮系）。光穩(wěn)定劑光屏蔽劑紫外線吸收劑猝滅劑自由基捕獲劑劑

光穩(wěn)定劑的種類能夠吸收和反射能夠強烈地吸收紫外線，將其轉(zhuǎn)變成無害的熱能形式紫外線吸收劑：通過高效吸收對高分子材料有害的紫外線，從而使高分子材料免受光老化的穩(wěn)定劑。紫外線吸收劑的作用機理紫外線吸收劑紫外光過濾器樹脂聚合物的降解速度大大減緩，延長使用壽命。紫外線吸收劑：紫外線吸收劑的作用機理紫外線吸收劑紫外光過濾器紫外線吸收劑的作用機理吸入的能量切斷鰲合環(huán)，將有害的光能轉(zhuǎn)變成熱能釋放出來。

分子內(nèi)氫鍵越強，賦予的穩(wěn)定化效果越顯著。

常用的紫外光穩(wěn)定劑：水楊酸酯類二苯甲酮類苯并三唑類紫外線吸收劑的作用機理吸入的能量切斷鰲合環(huán)，將有害的光能轉(zhuǎn)變紫外線吸收劑的防護效果取決于涂膜的厚度。圖7-2苯并三唑系紫外線吸收劑在波長350nm處，膜厚對吸收的影響紫外線吸收劑的防護效果取決于涂膜的厚度。圖7-2苯并三含一個羥基：吸收290～380nm的紫外線，幾乎不吸收可見光；含二個羥基：吸收300～400nm的紫外線，吸收一部分可見光，相容性不如一個羥基的。

二苯甲酮類XYCOOHORzX:H,OHY:H,OH,OCH3Z:H,SO3H,COOHR:C2-12應(yīng)用最廣的一類紫外光吸收劑含一個羥基：吸收290～380nm的紫外線，幾乎不吸收可見光作用機理：使用最多的是單羥基產(chǎn)品；與材料相容性好，色澤低，光穩(wěn)定性好、毒性低；用量～1.5%作用機理：使用最多的是單羥基產(chǎn)品；對340nm以下的紫外線有較高的吸收系數(shù)；吸收紫外光后，分子發(fā)生重排

水楊酸酯類第一批工業(yè)用光穩(wěn)定劑

OHCOORC(CH3)3C8H17R=H,,二苯甲酮結(jié)構(gòu)強烈吸收紫外線，吸收的波長范圍增加對340nm以下的紫外線有較高的吸收系數(shù)；吸收紫外光后，分子

與樹脂相容性好，低毒，原料易得，價廉；但能吸收一部分可見光，且有變黃傾向；用量～1.0%。OHCOOOHCOOHOHCOOH2hn+水楊酸苯酯

2,4'-二羥基二苯甲酮2,2'-二羥基二苯甲酮

與樹脂相容性好，低毒，原料易得，價廉；OHCOOOHCOO2-羥基苯基苯并三唑衍生物苯并三唑類NNNOHRCH3OC8H17R:H,,2-羥基苯基苯并三唑衍生物苯并三唑類NNNOHRCH3OC8作用機理與二苯甲酮類相似；主要吸收300～400nm的光波，著色弊病少；與材料相容性好，色澤低，光穩(wěn)定性好；用量0.1～3%NNHONNNHNOhn放熱+-作用機理與二苯甲酮類相似；主要吸收300～400nm的光對羥基苯甲酸苯酚三氯氧磷氯化鋅環(huán)丁砜原料光穩(wěn)定劑合成示例對羥基苯甲酸原料光穩(wěn)定劑合成示例工藝路線在裝有攪拌器、溫度計和氯化氫氣體吸收裝置的三頸瓶中,加入對羥基苯甲酸、苯酚、氯化鋅、三氯氧磷和環(huán)丁砜在70°C下反應(yīng)2.5h緩慢加入適量蒸餾水,直到?jīng)]有氯化氫氣體逸出將液體轉(zhuǎn)到盛有碎冰的燒杯中,待結(jié)晶完全后抽濾,得到橙黃色的濾餅,用蒸餾水洗滌3次后精制得產(chǎn)品工藝路線在裝有攪拌器、溫度計和氯化氫氣體吸收裝置的三頸瓶中,4,4′二羥基二苯甲酮的合成原理4,4′二羥基二苯甲酮的合成原理產(chǎn)物分析鑒定紅外光譜分析產(chǎn)物分析鑒定紅外光譜分析紫外光譜分析紫外光譜分析涂料樹脂工藝第七章光穩(wěn)定劑課件質(zhì)譜分析質(zhì)譜分析注意事項用量盡量少；吸收波長在290～400nm;注意紫外線吸收劑的光分解、光反應(yīng)性；熱穩(wěn)定性要好，分解反應(yīng)和揮發(fā)性要少；與涂料相容性要好；要無毒，價廉。建議：紫外線吸收劑與其他光穩(wěn)定劑配合使用：紫外線吸收劑+受阻胺類紫外線吸收劑的應(yīng)用注意事項建議：紫外線吸收劑與其他光穩(wěn)定劑配合使用：紫外線表7-4SANDOZ公司的紫外線吸收劑應(yīng)用情況表7-4SANDOZ公司的紫外線吸收劑應(yīng)用情況有效地添加成膜助劑，可較大幅度地降低成膜溫度，是改善乳膠漆低溫施工性能的有效措施。乳膠漆中的成膜助劑成膜助劑是一種可以揮發(fā)的暫時性增塑劑，能促進乳膠粒子的塑性流動和彈性變形，改善其聚結(jié)性，可在廣泛的施工溫度范圍內(nèi)成膜。其它助劑

有效地添加成膜助劑，可較大幅度地降低成膜溫度，是改善乳膠漆低理想的成膜助劑應(yīng)具有下列特性：作為聚合物乳液的良溶劑，可降低聚合物的最低成膜溫度；在水中溶解性??；具有一定的揮發(fā)性，成膜過程中能滯留在涂膜中發(fā)揮作用，成膜后全部揮發(fā)，不影響涂膜性能；不影響乳液的穩(wěn)定性。理想的