光稳定剂发展方向及应用进展
南京理工大学化工学院  李斌栋
　　随着各种新型功能性塑料的不断开发与应用，国内光稳定剂生产厂家的工艺改进和产量增加，光稳定剂工业正
向多功能化、高分子量化、复合化、环境无害化等方向发展，光稳定剂产品档次和质量将有很大提高。
一、高分子量化光稳定剂研究进展
　　一般光稳定剂的相对分子质量较小，在加工过程中容易通过表面迁移、表面挥发等引起损失，降低了其在高分
子材料中的浓度，从而减弱保护作用；同时，较高的塑料加工温度（200～300℃）会使塑料添加剂不同程度地挥发，
对环境造成污染环境，还提高了成本。
　　日本专利（相应的欧洲专利号为EP0180993B1）和美国专利US4937348报道了有关高分子量化光稳定剂的合成
路线：
　　目前市场有UV-360是由日本专利报道使用2分子的UV-329与1分子的甲醛缩合制成。该产品耐热性好，挥发
性很低，和大部分聚合物相容性好，适用于加工温度高、添加量大和应用环境苛刻的聚合物，如聚碳酸酯、聚酰胺、
聚甲醛、聚酯及聚烯烃等。
　　Naohiro等报道了用聚氯乙烯100份、邻苯二甲酸二辛酯48份、环氧化大豆油2份、硬脂酸钙1份、三(壬基
苯基)亚磷酸酯0.2份、硬脂酸锌0.1份、UV-360(Ⅰ)0.1份和二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯(Ⅱ)0.1份
制备成的合成树脂，在紫外光下照射640h才开始降解，如果在合成树脂中没有Ⅰ和Ⅱ，则在紫外光下照射200h
就开始降解。运用同样的方法可以合成出2,2′-亚甲基-二(4-甲基-6-苯并三唑基)苯酚和2,2′-亚甲基-二(4-叔
丁基-6-苯并三唑基)苯酚，它们都有优良的光稳定效果。
　　日本阿迪卡-阿加斯公司开发了一种二聚体型二苯甲酮，由2分子的UV-9和甲醛或多聚甲醛合成，牌号Mark
LA-51。该品种的挥发性低，与树脂的相容性好，适用于加工温度高的树脂，如聚苯乙烯、聚碳酸酯、ABS树脂和
聚酯等，可赋予制品良好的耐候性。
　　美国 General Electric 公司以甲醛为结合剂把2个分子4,6-二苯甲酰基间苯二酚连结成1个大分子，性能
测试结果显示，4,6-间苯二甲酰基间苯二酚双分子物在热失重50%时的温度为535℃, 比苯并三唑紫外线吸收剂
UV- 360高出很多，增加相对分子质量的作用显著。
　　日本Furukawa Electric公司用1个间二氯甲基苯分子与2个UV- 0分子缩合制成高相对分子质量稳定剂，在
PET 中添加 0.5%制成的试样经3个月的曝晒外观无变化，在同样条件下使用UV-531时试样脆化、变黄。
　　汽巴特殊化学品公司（已被巴斯夫收购）将二苯酮分子用长链的聚烷氧基桥连结起来制成高相对分子质量稳定
剂，可用于油墨、塑料、橡胶等高分子材料。
二、反应性化光稳定剂研究进展
　　美国Nat.Starcbwc公司开发的牌号为Permasorb MA的反应性二苯甲酮紫外线吸收剂，由UV-214和甲基丙烯
酸缩水甘油酯在氢氧化钠(或硝酸铵)存在下反应制得。该产品是淡黄色黏稠液体，能够强烈吸收280~350nm紫外光
线。因其含有活性双键和羟基，故可与聚合物的单体共聚或发生接枝共聚，还可在聚酯树脂、醇酸树脂及聚氨酯等
缩聚树脂的制造过程中以化学键结合到聚合物上。该产品与聚合物键合使聚合物具有内在的“永久性”紫外线吸收
基团，既显示优良的光稳定效果，又不迁移，耐抽出；也可以在树脂的加工过程中加入，一般用量为0.1％~0.5％。  
　　大连理工大学为克服现有紫外线吸收剂不溶于水的缺点，合成了2-羟基-4-丙烯酸酯基二苯甲酮并使之与丙烯
酸酯类共聚制成一种含有紫外线吸收功能性基团的乳胶粒，此胶粒的吸收度大于同等浓度下的功能型单体及2,4-
二羟基二苯甲酮。
　　Luchem HA-R100是Elf Atochem公司开发的第一个反应型HALS(受阻胺光稳定剂)，其分子内含有反应性草酰
肼基团，在较低的加工温度下可以与胺基、异氰酸酯和环氧基等反应而键合到聚合物主链上。Luchem HA-R100具
有良好的热稳定性，极适合在再生塑料中使用。　
三、多功能化光稳定剂研究进展
　　塑料添加剂中光稳定剂、抗氧剂等使用时需要分别添加，不但操作不便，还增加成本。使一个稳定剂分子中同
时具有不同功能的基团起到多种稳定作用， 一直是工业界的追求。
    Jezy Zakrzewski合成了分子内含有不同结构的二苯甲酮和HALS的光稳定剂，使UV-0与氯乙基哌啶反应制成
二苯酮-HALS型多功能稳定剂。反应式如下：

　　该所还研究了用苯酚与三酮胺化合物反应生成哌啶基取代的苯酚，再用苯甲酰氯处理制得苯甲酸哌啶基苯酚
酯，经 Fries 重排制成含有二苯甲酮和哌啶基的光稳定剂。
　　日本城北化学公司将甲醛与苯并三唑紫外线吸收剂(UV-329)和2-特辛基-4-甲基苯酚抗氧剂在碱性催化剂存
在下反应，生成具有光稳定和抗氧化作用的多功能添加剂JAST-500，这是该领域一个成功的典范。JAST-500的分
子内含有光稳定和抗氧化作用的基团，在甲苯、甲乙酮、苯乙烯、醋酸丁酯等溶剂中具有较大的溶解度，与许多基
础聚合物的相容性良好。在抗氧化试验中，JAST-500显示出几乎与通常使用的Irganox1010具有同样的抗氧化效
果。
     南京理工大学合成了含六氟异丙醇基苯并三唑类化合物，研究结果显示，含2-羟基六氟异丙基[C(CF3)2OH]
的苯并三唑类化合物不仅能够很好的吸收280～380nm的紫外光，并且比C(CF3)2OH相同位置上是H的普通紫外吸
收剂熔点提高了40～60℃，光稳定性和热稳定性也有较大提高，是一类性能优良的紫外吸收剂。
　　最近，出现了一些三嗪类的紫外线吸收剂，合成方法包括格氏偶联法和成环法。
　　a． 格氏偶联法　先由卤代芳烃制成格氏试剂与三聚氯氰偶联，制成单或双烷基化的三聚氯氰中间体，再与间
苯二酚进行烷基化制得产品。此方法优点在于能够提高反应的选择性，通过物料配比可以控制生成相应的芳基取代
的三嗪。缺点是使用了格氏反应，格氏反应要求无水条件和使用了有挥发性易燃的四氢呋喃作溶剂。
　　格氏偶联法因具有较好的选择性，且适用大多数三嗪化合物的合成。目前市场出现的几种三嗪化合物也都是采
用此种方法合成。
　　b． 成环法　成环法是以芳基脒为起始原料，与卤代甲酸酯合成三嗪环，再与间苯二酚烷基化合成三嗪化合物，
或直接与羟基芳醛合成三嗪化合物。这种方法的优点是工艺简单，原料易得，缺点是成环收率不高，且只适用于单
邻羟基苯基三嗪化合物的合成。
　　最初的工艺是用无水AlC13催化，通过三聚氯氰与芳烃进行Friedel-Crafts反应(简称傅-克反应)先合成关键
中间体2-氯-4,6-二芳基均三嗪，再与间苯二酚反应生成母体化合物2-(2,4-二轻基苯基)-4,6-二芳基均三嗪。该
反应最大的缺陷在于反应的选择性很差，所以得到的反应产物是混合物，包括成单芳基化、二芳基化、三芳基化产
物及未反应的三聚氯氰。产物必须经过分离才能得到需要的二芳基化产品，然后进行后续反应，这是一项很困难的
工作；此外，该工艺只适合于活泼的芳烃。而对于活泼性较差的芳烃很难进行反应，如苯系列的产品很难通过这条
路线合成。
　　对傅-克反应催化机理的研究也给三嗪类光稳定剂的合成提供了新思路。US6242598B1中提出由于傅-克反应的
选择性不好，而且使用大量AlC13造成铝污染不利于环境，因此可以使用强的质子酸来催化傅-克反应。
　　由于母体化合物属于强极性化合物，它与聚合物不能很好的相容，会在聚合物中迁移，产生喷霜等现象。为了
使光稳定剂与聚合物更好的相容，一般方法是将母体化合物酚环4位上的羟基功能化(如醚化、酯化)，从而改变整
个化合物的极性，取得更好的应用效果。
　　山西省化工研究院进行了大量的工作，继成功开发三嗪-5后，又以三聚氯氰、间二甲苯、间苯二酚为原料合
成了三嗪-425，该产品具有紫外线吸收率高、色泽浅、用量少的优点，是国内紫外线吸收剂的一个新亮点。
　　另外低成本替代化也是发展的一个方向，利用哌啶醇和硬脂酸甲酯合成哌啶硬脂酸酯的新型受阻胺类光稳定
剂，用于聚烯烃塑料、聚氨酯、ABS 树脂等，具有优异的表面（光泽度、粉化、黄变）稳定功能，并且颜色浅、低
挥发性，相容性好，无喷霜现象，无迁移现象，无毒价廉，将对770和944等光稳定剂市场有一定的影响。