I. Términos y definiciones

La luz solar contiene una gran cantidad de luz ultravioleta (UV), con longitudes de onda de aproximadamente 290-460 nm, que es perjudicial para los objetos de color. Esta luz UV dañina provoca la descomposición y el desvanecimiento de las moléculas de color mediante una reacción química redox. El uso de absorbentes UV puede prevenir o reducir eficazmente los efectos dañinos de la radiación UV en los objetos protegidos.

Un absorbente UV es un estabilizador de luz que absorbe la fracción UV de la luz solar y las fuentes de luz fluorescente sin sufrir cambios. Bajo la luz solar y la fluorescencia, los plásticos y otros polímeros experimentan reacciones de autooxidación debido a la acción de la radiación UV, lo que provoca la degradación y el deterioro del polímero, lo que resulta en una apariencia y propiedades mecánicas deficientes. La adición de absorbentes UV absorbe selectivamente esta radiación UV de alta energía, convirtiéndola en energía inocua que se libera o se consume. Dado que los diferentes polímeros tienen diferentes longitudes de onda UV que causan degradación, los diferentes absorbentes UV absorben diferentes longitudes de onda de la radiación UV. Por lo tanto, se debe seleccionar el absorbente UV adecuado según el tipo de polímero utilizado.

II. Clasificación y funciones de los absorbentes ultravioleta

Los absorbentes ultravioleta deben cumplir las siguientes condiciones:

① Puede absorber fuertemente los rayos ultravioleta (especialmente los rayos ultravioleta con longitudes de onda de 290 ~ 400 nm); ② Tiene buena estabilidad térmica y no cambiará debido al calor incluso durante el procesamiento, con baja volatilidad térmica; ③ Tiene buena estabilidad química y no reaccionará adversamente con los componentes del material en el producto; ④ Tiene buena miscibilidad y se puede dispersar uniformemente en el material sin florecer ni filtrarse; ⑤ El absorbente en sí tiene buena estabilidad fotoquímica, no se descompone y no cambia de color; ⑥ Es incoloro, no tóxico e inodoro; ⑦ Es lavable; ⑧ Es económico y fácilmente disponible.

Los absorbentes UV de benzotriazol son actualmente los más utilizados en China, pero los absorbentes UV de triazina muestran un rendimiento significativamente superior al de los benzotriazoles. Los absorbentes de triazina poseen excelentes propiedades de absorción UV, además de otras ventajas, lo que los hace ampliamente aplicables en polímeros. Presentan excelente estabilidad térmica, buena estabilidad de procesamiento y resistencia a los ácidos. En aplicaciones prácticas, los absorbentes UV de triazina muestran un fuerte efecto sinérgico con los fotoestabilizadores de aminas impedidas; al usarse juntos, producen mejores resultados que por separado.

III. Varios absorbentes ultravioleta comunes

(1) Los productos de reacción de o-nitroanilina y p-cresol

Se presenta en cristales incoloros o de color amarillo pálido. Es soluble en muchos disolventes orgánicos, como gasolina, benceno y acetona. Presenta muy baja solubilidad en agua y no se descompone con álcalis ni ácidos concentrados. Puede reaccionar con iones de metales pesados ​​para formar sales. Absorbe luz ultravioleta con longitudes de onda de 270-280 nm. Su punto de fusión es de 130-131 °C.

Se utiliza principalmente en resinas como poliéster, poliéster clorado, acetato de celulosa, cloruro de polivinilo, poliestireno, plexiglás y poliacrilonitrilo. Presenta mayor estabilidad en productos transparentes que en productos de color. La dosis en productos terminados es ≤0,5 %.

(2) 2-Hidroxi-4-metoxibenzofenona (UV-9)

Polvo cristalino de color amarillo pálido o blanco. Densidad: 1,324 g/cm³. Punto de fusión: 62-66 °C. Punto de ebullición: 150-160 °C (0,67 kPa), 220 °C (2,4 kPa). Soluble en la mayoría de los disolventes orgánicos, como acetona, cetonas, benceno, metanol, acetato de etilo, metiletilcetona y etanol; insoluble en agua. La solubilidad (g/100 g, 25 °C) en algunos disolventes es la siguiente: benceno: 56,2, n-hexano: 4,3, etanol (95 %): 5,8, tetracloruro de carbono: 34,5, estireno: 51,2, DOP: 18,7.

Como absorbente UV, es adecuado para diversos plásticos como cloruro de polivinilo, cloruro de polivinilideno, polimetilmetacrilato, poliéster insaturado, resina ABS y resina de celulosa. El rango máximo de longitud de onda de absorción es de 280 a 340 nm, y la dosis típica es de 0,1 % a 1,5 %. Presenta buena estabilidad térmica y no se descompone a 200 °C. Este producto prácticamente no absorbe luz visible, lo que lo hace adecuado para productos transparentes de color claro. También se puede utilizar en pinturas y caucho sintético.

(3) 2-Hidroxi-4-n-octiloxibenzofenona (UV-531)

Polvo cristalino de color amarillo pálido o blanco. Densidad: 1,160 g/cm³ (25 °C). Punto de fusión: 48-49 °C. Soluble en acetona, benceno, etanol e isopropanol; ligeramente soluble en dicloroetano; insoluble en agua. La solubilidad (g/100 g, 25 °C) en algunos disolventes es: acetona 74, benceno 72, metanol 2, etanol (95 %) 2,6, n-heptano 40, n-hexano 40,1, agua 0,5.

Como absorbente UV, absorbe fuertemente la luz ultravioleta con longitudes de onda de 270-330 nm. Se puede utilizar en diversos plásticos, especialmente polietileno, polipropileno, poliestireno, resina ABS, policarbonato y cloruro de polivinilo. Presenta buena compatibilidad con resinas y baja volatilidad. La dosis habitual es del 0,1 % al 1 %. Presenta un buen efecto sinérgico al utilizarse con una pequeña cantidad de 4,4-tiobis(6-terc-butil-p-cresol). Este producto también se puede utilizar como estabilizador de luz en diversos recubrimientos.

(4) El 2-(2′-hidroxi-3′,5′-di-terc-fenil)-5-clorobenzotriazol (UV-327) es un absorbente de UV con propiedades y usos similares al benzotriazol UV-326. Absorbe fuertemente la luz ultravioleta con longitudes de onda de 270~380 nm, tiene buena estabilidad química y muy baja volatilidad. Tiene buena compatibilidad con poliolefinas. Es particularmente adecuado para polietileno y polipropileno. Además, también se puede utilizar en cloruro de polivinilo, polimetilmetacrilato, polioximetileno, poliuretano, poliéster insaturado, resina ABS, resina epoxi, resina de celulosa, etc. Este producto tiene excelente resistencia a la sublimación de calor, lavabilidad, resistencia a la decoloración por gas y retención de propiedades mecánicas. Tiene un efecto sinérgico significativo cuando se utiliza con antioxidantes. Se utiliza para mejorar la estabilidad termooxidativa de los productos.

(5) El monobenzoato de resorcinol es un polvo cristalino blanco. Punto de fusión: 132-135 °C. Densidad aparente: 0,68 g/cm³ (20 %). Soluble en acetona y etanol, ligeramente soluble en benceno, agua, n-heptano, etc. Como estabilizador de luz ultravioleta, su rendimiento es similar al de los estabilizadores de luz a base de benzofenona. Se utiliza principalmente en cloruro de polivinilo, resina de celulosa y poliestireno, generalmente en dosis del 1 % al 2 %.