2024年4月15日发(作者:城经国)
塑料抗氧剂
随着塑料工业的快速发展,尤其各种新型功能性塑料的不断开发与应用,全球抗氧剂工业正
朝专用化、系列化、复合化、高效化、绿色化方向发展。今后国内关键要了解目前抗氧剂发
展的趋势,大力开发适合塑料工业发展的抗氧剂品种。
一、酚类抗氧剂
酚类抗氧剂是塑料中应用最为广泛、用量最大的抗氧剂。作为酚类抗氧剂基本品种2,6-
二叔丁基酚(BHT),由于分子量低、挥发性大,且有泛黄变色等缺点,目前用量正逐年减少。
以1010、1076为代表的高分子量受阻酚品种消费比例逐年提高,成为酚类抗氧剂市场上主
导产品。
二、磷类抗氧剂
亚磷酸酯作为辅助抗氧剂,其中TNPP、168是主要的通用型品种。目前亚磷酸酯类抗
氧剂发展重点是:提高水解稳定性,由于传统的亚磷酸易水解,影响了贮存和应用性能,提
高亚磷酸酯的耐水解稳定性一直是抗氧剂研发热点。目前国外推出的Mark HP-10、
Ethanox398、Doverphos S-686、S-687都具有很高的水解稳定性及色、光稳定性。高分子量
化,开发出高分子量的亚磷酸酯产品,该类产品具有挥发性低、耐析出性高等特点,具有较
高的耐久性,典型产品有SandstabPEPQ、Phosphite A等。主辅助复合型抗氧剂,将亚磷酸
酯与酚类抗氧剂复合使用,充分发挥协同作用,目前主要有Irgafos168、Ultranox626、Mark
PEP-36、Cyanox2777等。
三、硫类抗氧剂
与磷类抗氧剂相比,硫类抗氧剂开发与应用显得十分单调,硫代丙酸酯类仍占据主导地
位。今后高分子量化和功能化品种的开发是硫类抗氧剂的发展方向。目前上市的主要有
SumilizerTP-D、TM610、MarkAO-23、Irganox1035、1192等。近年阿托化学开发的Anoxsyn442
的新产品,结合了硫酯和亚磷酸酯两种辅助抗氧剂的优点,具有良好的稳定性、色泽改变性
和持久耐侯性,而且在高温条件下无异味逸出,可与UV光稳定剂产生良好的协同稳定效果。
汽巴公司也开发出具有分子内部自协同作用的液体硫类抗氧剂Irganox1520。
四、金属离子钝化剂
目前金属离子钝化剂以双亚水杨基二胺为主,从其品种开发趋势来看,多功能化是其主
要特征,功能性金属离子钝化剂多为键合受阻酚官能团的产品,他们同时赋予制品的抗铜性
和抗热氧老化性。代表品种有汽巴和尤尼罗伊尔公司相继推出的Irganox MD1024、
NouguardXL-1。
五、复合型抗氧剂
复合型助剂已成为塑料助剂工业发展的主要趋势之一,高效复合型抗氧剂为受阻酚与亚
磷酸酯、硫代酯的复合物,另外还有受阻酚类抗氧剂与紫外线吸收剂复合产品。复合型产品
具有开发周期短、效果好、综合性能佳、多种助剂充分发挥协同作用,方便用户使用。比较
有代表的品种有汽巴公司的Irganox B、Irganox LC、IrganoxLM、IrganoxHP、IrganoxXP,
通用公司的Ultranox815A、817A、875A、877A等,以及再生塑料专用复合抗氧剂品种
Recyclestab411和811等;美国康普顿公司推出的复合抗氧化剂Naugard900系列产品,据称
该产品具有低挥发及无析出的特点;Cytec公司开发的抗氧剂CyanoxXS4是含有受阻酚和亚
磷酸酯的复合体系,在聚烯烃中使用,用于增强加工稳定性和长效稳定性等。
六、聚合酚抗氧剂
WINGSTAY® L抗氧化剂是高效多酚添加物,具有高活性和很低的挥发性。
WINGSTAY L 不会脱色,也不会变红。
• WINGSTAY L非常适于对基于异戊二烯和丁二烯的天然和合成聚合物的保护。
• WINGSTAY L非常适合保护浅色或不着色的天然橡胶、乳胶、SBR和羧化SBR乳胶、
ABS、NBR、BR、SBS和SIS等的衍生物,被用在这些物质在存贮和使用中外观和弹性的
保存是极为重要的场合。
• WINGSTAY L 的应用包括生产过程中的聚合物的稳定化,以及各种产品的稳定化,如
弹力丝,地毯背衬,泡沫橡胶垫,家用手套和医用手套,医疗产品,婴儿奶嘴,浴室垫,热
水瓶,汽车部件,家庭用具(垫圈、衬垫、零件、外壳等),电子设备外壳,纸涂层
天然抗氧剂
随着人们对用于食品、医药等包装用塑料制品的安全性提出更高的要求,特别是近年
BHT出现致癌的嫌疑,作为安全有效措施是,一方面高效、耐热的高分子量的受阻酚不断
开发与应用,另一方面天然无毒抗氧剂品种付诸实施应用,其中VE最具代表性,如汽巴公
司的Irganox E17、217、218等;Hoffman-LaRoche公司推出的Ronotec17等都是目前广泛
应用于食品、医疗器具等与人体直接接触的聚合物领域中的以VE为基础的绿色天然抗氧
剂。另外韩国woorichem Tech公司提出采用0.01-10%天然生育酚类和绿原酸作为抗氧剂,
可制造对人体非常安全的聚烯烃。目前天然抗氧剂还限于食品及医疗器械等领域,今后可能
开发在α-生育酚多个位置引入辅助抗氧剂结构的基团来提高其抗氧性,拓展VE类抗氧剂的
应用领域。
塑料抗氧剂的特性简述
对于大多数塑料品种来说,在其制造、加工、贮存及应用过程中,对氧化降解都有一定的敏感性,氧渗入
塑料薄膜中几乎与大多数聚合物都能发生反应而导致降解或交联,从而改变材料的性能。少量的氧就能使
这些高分子材料的强度、外观和性能发生剧烈的变化。在热加工和日照之下,氧化速度更快。因此,通常
又将聚合物的氧化分为热氧化和光氧化。最后这种反应的结果则是性能老化。
这类反应如果不受阻止,可以很快使聚合物氧化并失去使用价值。不同的塑料对氧的稳定性是不同的,
所以有些塑料中无需加入抗氧剂。有的则必须加入抗氧剂,抗氧剂的作用是捕捉活性游离基,使连锁反应
中断,目的是延缓塑料的氧化过程和速度。按抗氧剂的作用机理,它对所有塑料均有效。
抗氧剂的化学结构可分为:1.酚类,包括:单酚、双酚、三酚、多酚、对苯二酚、硫代双酚;2.胺类,
包括:萘胺、二苯胺、对苯二胺、喹啉衍生物,另外还有亚磷酸脂类、硫酯类以及其它一些种类。
在以上几类中,酚类、胺类是抗氧剂的主体,约占总量的90%以上,一般来说,胺类抗氧剂的防护效
能比酚类高,但由于胺类在受到光、氧作用下,发生不同程度的变色,不适用于浅色、艳色和透明薄膜,
因此在塑料薄膜中应用较少。
按照抗氧效果,将抗氧剂分为主抗氧剂和辅助抗氧剂。苯胺类抗氧效果较好,但污染性较大,主要用
于橡胶制品;酚类抗氧效果稍差,但污染性较小,综合效果较好,多用于塑料薄膜中。通常将硫醇或硫代
酯、亚磷酸酯划归辅助抗氧剂,与主抗氧剂并用,以产生协同效果,延长抗氧剂的效能。
目前,抗氧剂的生产和研究朝向高效、低毒、价廉的方向发展。因此,酚类抗氧剂将会逐渐超过胺类
抗氧剂的地位。用烷基取代其中部分苯基,可以使抗氧剂与聚烯烃类塑料的相容性改善。增大抗氧剂的分
子量也是提高抗氧剂耐久性的重要途径。多数抗氧剂易迁移,使聚合物失去保护,抗氧剂的分子量足够大,
迁移的可能性减小,则可提高抗氧剂的有效寿命。
抗氧剂1010
2024年4月15日发(作者:城经国)
塑料抗氧剂
随着塑料工业的快速发展,尤其各种新型功能性塑料的不断开发与应用,全球抗氧剂工业正
朝专用化、系列化、复合化、高效化、绿色化方向发展。今后国内关键要了解目前抗氧剂发
展的趋势,大力开发适合塑料工业发展的抗氧剂品种。
一、酚类抗氧剂
酚类抗氧剂是塑料中应用最为广泛、用量最大的抗氧剂。作为酚类抗氧剂基本品种2,6-
二叔丁基酚(BHT),由于分子量低、挥发性大,且有泛黄变色等缺点,目前用量正逐年减少。
以1010、1076为代表的高分子量受阻酚品种消费比例逐年提高,成为酚类抗氧剂市场上主
导产品。
二、磷类抗氧剂
亚磷酸酯作为辅助抗氧剂,其中TNPP、168是主要的通用型品种。目前亚磷酸酯类抗
氧剂发展重点是:提高水解稳定性,由于传统的亚磷酸易水解,影响了贮存和应用性能,提
高亚磷酸酯的耐水解稳定性一直是抗氧剂研发热点。目前国外推出的Mark HP-10、
Ethanox398、Doverphos S-686、S-687都具有很高的水解稳定性及色、光稳定性。高分子量
化,开发出高分子量的亚磷酸酯产品,该类产品具有挥发性低、耐析出性高等特点,具有较
高的耐久性,典型产品有SandstabPEPQ、Phosphite A等。主辅助复合型抗氧剂,将亚磷酸
酯与酚类抗氧剂复合使用,充分发挥协同作用,目前主要有Irgafos168、Ultranox626、Mark
PEP-36、Cyanox2777等。
三、硫类抗氧剂
与磷类抗氧剂相比,硫类抗氧剂开发与应用显得十分单调,硫代丙酸酯类仍占据主导地
位。今后高分子量化和功能化品种的开发是硫类抗氧剂的发展方向。目前上市的主要有
SumilizerTP-D、TM610、MarkAO-23、Irganox1035、1192等。近年阿托化学开发的Anoxsyn442
的新产品,结合了硫酯和亚磷酸酯两种辅助抗氧剂的优点,具有良好的稳定性、色泽改变性
和持久耐侯性,而且在高温条件下无异味逸出,可与UV光稳定剂产生良好的协同稳定效果。
汽巴公司也开发出具有分子内部自协同作用的液体硫类抗氧剂Irganox1520。
四、金属离子钝化剂
目前金属离子钝化剂以双亚水杨基二胺为主,从其品种开发趋势来看,多功能化是其主
要特征,功能性金属离子钝化剂多为键合受阻酚官能团的产品,他们同时赋予制品的抗铜性
和抗热氧老化性。代表品种有汽巴和尤尼罗伊尔公司相继推出的Irganox MD1024、
NouguardXL-1。
五、复合型抗氧剂
复合型助剂已成为塑料助剂工业发展的主要趋势之一,高效复合型抗氧剂为受阻酚与亚
磷酸酯、硫代酯的复合物,另外还有受阻酚类抗氧剂与紫外线吸收剂复合产品。复合型产品
具有开发周期短、效果好、综合性能佳、多种助剂充分发挥协同作用,方便用户使用。比较
有代表的品种有汽巴公司的Irganox B、Irganox LC、IrganoxLM、IrganoxHP、IrganoxXP,
通用公司的Ultranox815A、817A、875A、877A等,以及再生塑料专用复合抗氧剂品种
Recyclestab411和811等;美国康普顿公司推出的复合抗氧化剂Naugard900系列产品,据称
该产品具有低挥发及无析出的特点;Cytec公司开发的抗氧剂CyanoxXS4是含有受阻酚和亚
磷酸酯的复合体系,在聚烯烃中使用,用于增强加工稳定性和长效稳定性等。
六、聚合酚抗氧剂
WINGSTAY® L抗氧化剂是高效多酚添加物,具有高活性和很低的挥发性。
WINGSTAY L 不会脱色,也不会变红。
• WINGSTAY L非常适于对基于异戊二烯和丁二烯的天然和合成聚合物的保护。
• WINGSTAY L非常适合保护浅色或不着色的天然橡胶、乳胶、SBR和羧化SBR乳胶、
ABS、NBR、BR、SBS和SIS等的衍生物,被用在这些物质在存贮和使用中外观和弹性的
保存是极为重要的场合。
• WINGSTAY L 的应用包括生产过程中的聚合物的稳定化,以及各种产品的稳定化,如
弹力丝,地毯背衬,泡沫橡胶垫,家用手套和医用手套,医疗产品,婴儿奶嘴,浴室垫,热
水瓶,汽车部件,家庭用具(垫圈、衬垫、零件、外壳等),电子设备外壳,纸涂层
天然抗氧剂
随着人们对用于食品、医药等包装用塑料制品的安全性提出更高的要求,特别是近年
BHT出现致癌的嫌疑,作为安全有效措施是,一方面高效、耐热的高分子量的受阻酚不断
开发与应用,另一方面天然无毒抗氧剂品种付诸实施应用,其中VE最具代表性,如汽巴公
司的Irganox E17、217、218等;Hoffman-LaRoche公司推出的Ronotec17等都是目前广泛
应用于食品、医疗器具等与人体直接接触的聚合物领域中的以VE为基础的绿色天然抗氧
剂。另外韩国woorichem Tech公司提出采用0.01-10%天然生育酚类和绿原酸作为抗氧剂,
可制造对人体非常安全的聚烯烃。目前天然抗氧剂还限于食品及医疗器械等领域,今后可能
开发在α-生育酚多个位置引入辅助抗氧剂结构的基团来提高其抗氧性,拓展VE类抗氧剂的
应用领域。
塑料抗氧剂的特性简述
对于大多数塑料品种来说,在其制造、加工、贮存及应用过程中,对氧化降解都有一定的敏感性,氧渗入
塑料薄膜中几乎与大多数聚合物都能发生反应而导致降解或交联,从而改变材料的性能。少量的氧就能使
这些高分子材料的强度、外观和性能发生剧烈的变化。在热加工和日照之下,氧化速度更快。因此,通常
又将聚合物的氧化分为热氧化和光氧化。最后这种反应的结果则是性能老化。
这类反应如果不受阻止,可以很快使聚合物氧化并失去使用价值。不同的塑料对氧的稳定性是不同的,
所以有些塑料中无需加入抗氧剂。有的则必须加入抗氧剂,抗氧剂的作用是捕捉活性游离基,使连锁反应
中断,目的是延缓塑料的氧化过程和速度。按抗氧剂的作用机理,它对所有塑料均有效。
抗氧剂的化学结构可分为:1.酚类,包括:单酚、双酚、三酚、多酚、对苯二酚、硫代双酚;2.胺类,
包括:萘胺、二苯胺、对苯二胺、喹啉衍生物,另外还有亚磷酸脂类、硫酯类以及其它一些种类。
在以上几类中,酚类、胺类是抗氧剂的主体,约占总量的90%以上,一般来说,胺类抗氧剂的防护效
能比酚类高,但由于胺类在受到光、氧作用下,发生不同程度的变色,不适用于浅色、艳色和透明薄膜,
因此在塑料薄膜中应用较少。
按照抗氧效果,将抗氧剂分为主抗氧剂和辅助抗氧剂。苯胺类抗氧效果较好,但污染性较大,主要用
于橡胶制品;酚类抗氧效果稍差,但污染性较小,综合效果较好,多用于塑料薄膜中。通常将硫醇或硫代
酯、亚磷酸酯划归辅助抗氧剂,与主抗氧剂并用,以产生协同效果,延长抗氧剂的效能。
目前,抗氧剂的生产和研究朝向高效、低毒、价廉的方向发展。因此,酚类抗氧剂将会逐渐超过胺类
抗氧剂的地位。用烷基取代其中部分苯基,可以使抗氧剂与聚烯烃类塑料的相容性改善。增大抗氧剂的分
子量也是提高抗氧剂耐久性的重要途径。多数抗氧剂易迁移,使聚合物失去保护,抗氧剂的分子量足够大,
迁移的可能性减小,则可提高抗氧剂的有效寿命。
抗氧剂1010