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我国光稳定剂产业 羽翼渐丰
2007年17期 发行日期:2008-12-01
作者:隋昭德 李杰 孙书适
我国光稳定剂产业 羽翼渐丰
□   北京加成助剂研究所   隋昭德 李杰 孙书适
  塑料光稳定剂能够抑制或减缓塑料材料光氧老化速度,提高其耐光性能和使用价值。随着塑料工业的发展,尤
其是室外塑料制品(如棚膜、汽车用塑料、门窗等)的广泛应用,推动光稳定剂工业得到快速发展。
  目前,我国光稳定剂各主要品种均有生产,年产量5000t左右,主要消费领域是农业和建筑用塑料制品(见表
1)。随着汽车和电子、电器等工业的发展,光稳定剂消费在工程塑料领域的消费将大大提速。

受阻胺光稳定剂
  受阻胺光稳定剂(HALS)是国内外用量最大的一类光稳定剂。随着我国四甲基哌啶醇、己二胺哌啶等生产能力
和产品质量的提升,为受阻胺光稳定剂的生产提供了充足的原料。受阻胺光稳定剂主要品种国内均有生产,工艺技
术日臻完善,产品畅销国内外市场。国内受阻胺光稳定剂的产量占光稳定剂生产总量的60%左右,其消费量占国内
光稳定剂消费总量的55%左右。
    ●PDS  苯乙烯-甲基丙烯酸(2,2,6,6-四甲基哌啶基)酯共聚物。PDS主要用于聚丙烯纤维,应用领域狭
窄,且PDS分子中有效基团少。
    ●GW-544  亚磷酸三(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶氮氧自由基)酯。GW-544在PE棚膜、易回收地膜和军用蓬
布中表现出优秀的光稳定效果,但价格较高,热分解温度相对较低,在塑料加工温度较高时易发生碳化现象,现已
很少使用。GW-544作为不饱和有机化合物的阻聚剂,国内年消费量10t左右。
    ●GW-540  亚磷酸三(1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)酯。GW-540对聚烯烃有很好的热稳定效果,并在PE和
PVC农膜中表现出优异的光稳定作用。但由于GW-540对人体有严重的蓄积性致敏作用,刺激人体皮肤和呼吸道,
近几年生产及使用量大幅度下降,国内仅有两家企业生产,2006年产销量不足70t。
    ●770  癸二酸二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯。770是重要的受阻胺产品,在工程塑料、改性塑料等
新型材料中的用途逐渐扩大,其消费量占受阻胺光稳定剂总消费量的20%左右,2006年产销量超过800t,其中60%
以上供出口。
    ●622  聚(1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯。622是国内产量及消费量最大的光稳定剂
品种,约55%用于PE农膜,15%用于PP和工程塑料等,30%的产品出口。北京天罡助剂有限公司、廊坊龙泉助剂有
限公司、烟台市裕盛化工有限公司3家企业都已形成600t/a以上的生产规模,2006年产量合计1000t左右。
    ●944  叔辛胺三嗪与己二胺哌啶的聚合物。944与622同为聚合型高分子受阻胺光稳定剂,与聚烯烃树脂相
容性好,耐迁移性好,在塑料制品中可保持良好的耐候性。因分子中含多种抗老化功能基团,944更表现出加入量
少、用途广、抗老化性能优异的特点。
    光稳定剂944于2001年在廊坊龙泉助剂有限公司首次实现工业化生产。近几年,国产944的产品质量不断提
高,产品的熔点、透光率已接近进口产品水平,使用效果与进口944产品基本相当。北京天罡助剂有限公司、廊坊
龙泉助剂有限公司的年生产能力均超过500t/a,2006年产量合计超过400t,部分产品销往国际市场。
    ●783  622与944按一定比例在溶剂中溶解后,再将溶剂除去而得到的复合产品,既有良好的协同应用性能,
又有适中的销售价格。783主要用于PE农膜。

紫外线吸收型光稳定剂
    紫外线吸收剂型光稳定剂主要有苯并三唑类、二苯甲酮类,近年来此类光稳定剂的产量和质量有大幅度提高,
总产能约3000 t/a左右,产量分别占国内光稳定剂总产量的25%和15%左右,消费量分别占总消费量15%和20%左
右。
  ●UV-326  2-(2,-羟基-3,-叔丁基-5,-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑,是国内苯并三唑类紫外线吸收剂的主要
产品,国内生产及应用的同类产品还有UV-327、UV-P等。UV-326、UV-327、UV-P的消费数量比例约为8:1:1。由
于UV-326大白鼠口服半致死量LD50>5000mg/kg,属于无毒物质,因此可用于医用塑料制品、儿童塑料玩具、接
触食品的塑料包装材料等有严格卫生要求的塑料制品。
  ●UV-531 (2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮)和UV-9  是国内生产和使用的二苯甲酮类光稳定剂两个主要产品,
UV-531与UV-9消费比例约为8:2。2000年以前国产厂家一般采用一步法生产UV-531,产品质量差、成本高,当时
销售价格不低于12万元/t。价格高质量差迫使一步法生产UV-531厂家纷纷停产,而使用二步法工艺生产UV-531
的厂家在市场竞争中取得了优势。2006年,UV-531生产厂家基本改为以氯辛烷为中间体的生产工艺,进一步提高
了UV-531产品质量,降低了生产成本,降低了生产过程的污染。

其他类型光稳定剂
  ●猝灭剂 猝灭剂与紫外线吸收剂都是通过转移能量而达到光稳定目的,但猝灭剂转移的能量是间接的光能,
紫外线吸收剂是其分子直接吸收光能时转移能量,正是因为猝灭剂与紫外线吸收剂转移能量的机理不尽相同,猝灭
剂被列为光稳定剂四大系列之一。猝灭剂的工业产品多是二价镍的络合物,欧洲、北美洲和日本等发达国家和地区
已较少使用猝灭剂,研发环保高效新型猝灭剂应是我国的发展方向。
  ●光屏蔽剂 光屏蔽剂是一类能够反射和吸收紫外线的物质,使紫外线不能进入基材内部,从而抑制高分子材
料的光降解,通常是一些无机颜料和填料,例如炭黑、钛白粉、氧化锌等。这类光稳定剂来源广泛,价格低廉,但
只能在着色制品和不透明制品中应用,使用时一般先制成色母料,然后再充分分散到塑料制品中。纳米技术的工业
化应用,将大幅度提高光屏蔽剂在塑料材料中的耐光和耐侯性能。

现存问题和发展建议
    (1)光稳定剂添加量不足
    我国每年有大量废旧塑料被丢弃,造成资源和能源浪费,生态环境不断遭到破坏。造成这种状况的一个直接原
因是我国塑料制品光稳定剂及其他防老化助剂添加量不足。例如我国耐候功能膜只占农用棚膜的40%,每年超过30
万t的农用棚膜由于缺少光稳定剂等耐老化助剂,造成使用寿命缩减50%以上。2006年我国生产异型材250万t,
其中劣质(非标)产品70万t以上。
    (2)注重光稳定剂的应用技术研究
    国外光稳定剂生产企业,可以根据塑料制品的不同用途,提出具体的应用配方和相关老化试验数据,以指导塑
料企业使用光稳定剂;而国内企业在光稳定剂产品的应用开发技术方面重视不够,投入的人力、财力及时间不足。
企业领导应充分做好现有光稳定剂产品的应用技术研究,开拓现有光稳定剂产品的新用途、新市场。
    (3)提高国内光稳定剂行业的技术实力和环保意识
    国产光稳定剂与进口同牌号产品相比,产品质量不稳定,不同批次产品的外观或质量分析数据有差异;对高档
次或高要求的塑料制品,添加国产光稳定剂塑料制品的抗老化性能有时不稳定。建议光稳定剂科研和生产企业不仅
要在人才、科研上有更高的投入,提高自身的技术实力,而且还要引进和吸收国内、国外先进技术,或走联合、合
作发展之路。
    光稳定剂产品,尤其是二苯甲酮类和苯并三唑类光稳定剂,生产过程中废水量较大,污染比较严重,产品的高
出口比例在一定程度上是以牺牲环境为代价取得的。光稳定剂生产企业应提高环保意识和投入,走可持续发展之路。

表1  我国光稳定剂消费结构    %
应用领域        消费比例  
农用塑料          60.0    
建筑塑料          20.0    
工程塑料          10.0    
油漆和涂料          3.5
化纤和纺织          2.0
其他              4.5
合计             100.0
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