光穩(wěn)定劑是一類物質(zhì)的總稱,按其作用原理可分為屏蔽劑、激發(fā)態(tài)能量猝滅劑、自由基捕獲劑、過氧化物分解劑和紫外線吸收劑,光穩(wěn)定劑是能夠抑制或延緩成膜物高分子材料在光照下老化的功能性助劑。
涂膜在戶外老化的原因很多,其中主要的原因是日光中紫外線的輻射。涂膜的光老化表現(xiàn)在失光、褪色、變色、龜裂、粉化和剝落等現(xiàn)象。添加光穩(wěn)定劑可以提高涂膜的耐候性。在涂料工業(yè)中使用較多的光穩(wěn)定劑是光屏蔽劑和紫外線吸收劑,以兩種或更多品種的光穩(wěn)定劑搭配使用居多。光屏蔽劑的作用是使涂膜具有反射或吸收紫外線,減少紫外線透射,從而使涂膜內(nèi)部不受紫外線能量破壞的影響。代表性的光屏蔽劑有金紅石型鈦白粉、炭黑、氧化鋅和二氧化硅等顏填料。
激發(fā)態(tài)能量猝滅劑是這樣一類助劑,聚合物分子吸收光的能量分子結(jié)構(gòu)躍遷到高能量激發(fā)狀態(tài),它在聚合物光降解發(fā)生之前,迅速有效地猝滅激發(fā)的能量,使激發(fā)態(tài)的聚合物回到穩(wěn)定基態(tài),避免產(chǎn)生光降解發(fā)生。猝滅劑代表性品種有鎳鹽和鎳絡(luò)合物、某些受阻胺等。
高分子化合物在受熱時被氧化而產(chǎn)生過氧化物,過氧化物又受光的作用、吸收高能量光量子后分解成自由基,自由基又進(jìn)一步發(fā)生自動氧化降解反應(yīng)。自由基捕獲劑的作用是在自由劑引發(fā)自動氧化降解之前,準(zhǔn)確有效地捕獲自由基,使其生成穩(wěn)定的分子化合物。其代表性的品種有哌啶化合物,涂料中常用的典型產(chǎn)品有EVERSORB 93 。
過氧化物分解劑是有效分解過氧化物,避免活性自由基的產(chǎn)生,阻止自由基引發(fā)的進(jìn)一步光降解反應(yīng)的助劑。代表性的產(chǎn)品種類有哌啶化合物、硫化酯類、亞磷(膦)酸酯類等。
紫外線吸收劑的作用是選擇性地強(qiáng)烈吸收紫外線,將其轉(zhuǎn)變成無害的熱能或其他低能輻射,消耗釋放能量,從而使有害的紫外線能量代謝,不再破壞成膜物高分子鍵。紫外線吸收劑的品種有鄰羥基二苯甲酮類、鄰羥基苯并三唑類、取代丙烯腈類、芳香酯類、草酰苯胺類、三嗪類和甲脒類等。