
紫外线(UV)长期照射会导致高分子材料发生降解,出现发黄、脆化、开裂等老化现象,显著缩短产品使用寿命。抗 UV 添加剂通过吸收、屏蔽或猝灭紫外线能量,有效延缓材料老化进程,广泛应用于塑料、涂料、纺织品、胶粘剂等领域。根据作用机制与成分差异,抗 UV 添加剂可分为有机类、无机类及复合型三大类,各类别均有明确的行业公认技术参数与适用场景。本文将系统梳理主流抗 UV 添加剂类型,结合关键数据说明其特性与应用,为材料防护方案选择提供参考。
一、有机类抗 UV 添加剂
有机类抗 UV 添加剂通过吸收紫外线能量并转化为热能散发,具备相容性好、透明性优的特点,是目前应用最广泛的品类,主要包括紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂。
紫外线吸收剂是有机类的核心品种,按化学结构可分为二苯甲酮类、苯并三唑类等。二苯甲酮类如 UV-0,能高效吸收 270-340nm 波段紫外线,适用于 PVC、ABS、环氧树脂等材料,推荐添加量为 0.1-0.5%;宽波段品种 UV-BP-2 则可覆盖 260-400nm 全紫外波段,熔点范围 195-202℃,适合对防护范围要求高的聚酯树脂制品。苯并三唑类如 UV-328,吸收波长 270-340nm,熔点 80.0-88.0℃,透光率在 460nm 处≥97%,挥发分≤0.3%,适用于 PE、PP 等通用塑料,厚制品添加量可低至 0.05-0.2%。
展开剩余65%受阻胺光稳定剂(HALS)不直接吸收紫外线,而是通过捕获自由基阻止材料氧化降解,常与紫外线吸收剂协同使用。这类添加剂在低浓度下即可发挥作用,与紫外线吸收剂搭配使用时,能使材料户外耐候寿命延长 3-5 倍,尤其适用于厚壁塑料制品和着色材料,有效避免脆化与强度流失。
二、无机类抗 UV 添加剂
无机类抗 UV 添加剂通过物理屏蔽作用阻挡紫外线,具有稳定性强、无毒环保、长效耐用的优势,主要包括纳米金属氧化物和陶瓷粉体。
纳米氧化锌和二氧化钛是最常用的无机抗 UV 剂,粒径控制在 20-50nm 时,可高效屏蔽 200-380nm 波段紫外线,屏蔽率≥99%,同时对可见光透过率影响较小,可见光透过率可达 90% 以上。其中纳米二氧化钛折射率更高,屏蔽效果更优,但需注意分散均匀性,避免团聚影响材料透明度。这类添加剂适用于要求环保的食品包装材料、化妆品容器等,符合 GB9685-2016 食品接触材料标准。此外,陶瓷粉体类添加剂如纳米氧化铈,兼具抗 UV 和抗氧化功能,热稳定性优异,失重温度超过 330℃,适用于高温加工的工程塑料。
三、复合型抗 UV 添加剂与选用原则
复合型抗 UV 添加剂是将多种抗 UV 成分复合改性而成,兼顾不同品类优势,常见形式为抗 UV 母粒。这类母粒通过纳米分散技术将紫外吸收剂嫁接到高分子载体中,有效阻隔 200-380nm 紫外线,有效固含量可达 5%,熔融指数为 9.0±1.0 dL/g,含水率≤0.03%。使用时只需少量添加即可实现防护效果,如在 PET、PP 材料中添加 2-5%,即可使材料户外耐候性提升 4-6 倍,且分散性好,能避免析出问题。
选用抗 UV 添加剂需遵循三大原则:一是匹配材料加工温度,如高温加工的工程塑料需选择热分解温度≥280℃的品种;二是适配防护需求,户外长期使用产品需选择宽波段防护添加剂;三是控制添加量,过量添加可能导致材料力学性能下降,如拉伸强度降低 5-10%。同时,需结合材料透明度要求选择品类,透明制品优先选有机类,不透明或低透明制品可选用成本更低的无机类。
综上,抗 UV 添加剂品类丰富,各有优劣。有机类适配透明场景,无机类主打环保长效,复合型兼顾高效与便捷。实际应用中需结合材料特性、使用环境和性能要求科学选型,才能最大化发挥防护作用,延长产品使用寿命。
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