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 dañina para los objetos de color. Esta luz UV dañina provoca la descomposición y decoloración de las moléculas de color mediante una reacción química redox. El uso de absorbentes de UV puede prevenir o reducir eficazmente los efectos dañinos de la radiación UV en los objetos protegidos.

Un absorbente de rayos UV es un estabilizador de luz que absorbe la radiación ultravioleta de la luz solar y de las fuentes de luz fluorescente sin sufrir ningún cambio. 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 su degradación y deterioro, resultando en una apariencia y propiedades mecánicas deficientes. La adición de absorbentes de rayos 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 de rayos UV absorben diferentes longitudes de onda de radiación UV. Por lo tanto, se debe seleccionar el absorbente de rayos UV adecuado según el tipo de polímero utilizado.

II. Clasificación y funciones de los absorbentes de radiación ultravioleta

Los absorbentes de rayos 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 se alterará 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 puede dispersarse uniformemente en el material sin eflorescencia ni filtración; 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. Los absorbentes de triazina poseen excelentes propiedades de absorción UV, además de otras ventajas, lo que los hace ampliamente aplicables en polímeros. Presentan una 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 estabilizadores de luz de amina impedida; cuando se utilizan conjuntamente, producen mejores resultados que cuando se utilizan individualmente.

III. Varios absorbentes de rayos ultravioleta comunes

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

Se presenta como cristales incoloros o de color amarillo pálido. Es soluble en muchos disolventes orgánicos, como gasolina, benceno y acetona. Su solubilidad en agua es muy baja y no se descompone con álcalis o 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 coloreados. La dosificación 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℃. Punto de ebullición 150-160℃ (0,67 kPa), 220℃ (2,4 kPa). Soluble en la mayoría de los disolventes orgánicos como acetona, cetonas, benceno, metanol, acetato de etilo, metil etil cetona y etanol; insoluble en agua. La solubilidad (g/100g, 25℃) 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 de rayos UV, es adecuado para diversos plásticos como cloruro de polivinilo, cloruro de polivinilideno, polimetilmetacrilato, poliéster insaturado, resina ABS y resina de celulosa. Su rango máximo de absorción de longitud de onda es de 280 a 340 nm, y la dosis típica es del 0,1 % al 1,5 %. Posee buena estabilidad térmica y no se descompone a 200 °C. Este producto prácticamente no absorbe luz visible, por lo que resulta idóneo para productos transparentes de colores claros. También puede utilizarse 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 ℃). Punto de fusión: 48-49 ℃. Soluble en acetona, benceno, etanol e isopropanol; ligeramente soluble en dicloroetano; insoluble en agua. Solubilidad (g/100 g, 25 ℃) en algunos disolventes: acetona 74, benceno 72, metanol 2, etanol (95 %) 2,6, n-heptano 40, n-hexano 40,1, agua 0,5.

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

(4) 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 puede usarse 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 por calor, lavabilidad, resistencia a la decoloración por gases y retención de propiedades mecánicas. Tiene un efecto sinérgico significativo cuando se usa con antioxidantes. Se usa para mejorar la estabilidad termooxidativa de los productos.

(5) El monobenzoato de resorcinol es un polvo cristalino blanco. Punto de fusión: 132~135℃. Densidad aparente: 0,68 g/cm³ (20%). Soluble en acetona y etanol, ligeramente soluble en benceno, agua, n-heptano, etc. Como estabilizador de luz UV, 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 una dosificación del 1% al 2%.