I. Conceptos y mecanismos básicos

1.1 Definición y clasificación de estabilizadores de luz

Los estabilizadores de luz son aditivos que pueden inhibir o ralentizar la disminución de la propiedad de la degradación, el amarillamiento y la propiedad mecánica de los materiales de polímero bajo radiación de la luz. Su función central es proteger los materiales de la degradación fotooxidativa absorbiendo la energía ultravioleta y convertirla en calor, o capturando radicales libres, enfrentando oxígeno singlete, etc. de acuerdo con sus mecanismos de acción, los estabilizadores de luz se clasifican principalmente en las siguientes categorías:

• Absorbedores ultravioleta(como benzotriazoles y benzofenonas): estos pueden absorber selectivamente la luz ultravioleta y convertirla en energía térmica.
• Estabilizadores de luz amina obstinados (HALS): Estos proporcionan una protección eficiente a través de múltiples mecanismos, como capturar radicales libres y descomponer hidroperóxidos.
• Apagones(como compuestos orgánicos de níquel): estos pueden calmar la energía de las moléculas de estado excitado para evitar reacciones de fotooxidación.
• Carroñeros de radicales libres: Estos capturan directamente los radicales libres generados durante la fotooxidación para terminar las reacciones en cadena.

1.2 Definición y clasificación de fotoiniciadores

Los fotoiniciadores son compuestos que, después de absorber una cierta longitud de onda de energía en la región ultravioleta (250-420 nm) o la región de luz visible (400-800 nm), pueden generar radicales o cationes libres para iniciar la polimerización, la reticulación y el curado de los monómeros. Son los componentes clave en los sistemas de fotocuración, formando productos de formulación con diluyentes reactivos, oligómeros y aditivos, que luego son aplicados por los usuarios finales. Según sus mecanismos de iniciación, los fotoiniciadores se dividen principalmente en:

• Fotosiniciadores de radicales libres: Estos pueden dividirse aún más en tipo de escisión e abstracción de hidrógeno de acuerdo con el mecanismo de generar radicales libres.
• Fotoiniciadores catiónicos: Estos incluyen sales de diariliodonio, sales de triarilsulfonio, etc., que generan ácidos protónicos súper fuertes para iniciar la polimerización.
• Fotoiniciadores híbridos: Estos tienen funciones de iniciación de radicales libres y catiónicos, que exhiben efectos sinérgicos.

1.3 Comparación de mecanismos de acción

Mecanismo de acción de los estabilizadores de luz:

• Absorbe la energía ultravioleta y conviértala en energía térmica (absorbedores ultravioleta).
• Capture los radicales libres generados durante la fotooxidación (aminas obstaculizadas).
• Retire la energía de las moléculas de estado excitado (enfriadores).
• Descompone los hidroperóxidos para prevenir las reacciones en la cadena.

Mecanismo de acción de los fotoiniciadores:

• Absorbe la energía de los fotones a la transición del estado fundamental al estado excitado.
• Las moléculas de estado excitado sufren escisión homolítica para generar radicales libres primarios (tipo de escisión).
• Las moléculas de estado excitado abstractan los átomos de hidrógeno de los donantes de hidrógeno para generar radicales libres activos (tipo de abstracción de hidrógeno).
• Los radicales libres generados o los cationes inician las reacciones de polimerización y reticulación de los monómeros.

La diferencia más fundamental entre los dos es queLos estabilizadores de la luz inhiben o ralentizan las reacciones fotoquímicas para proteger los materiales de la fotodegradación, mientras que los fotoiniciadores inician activamente reacciones de polimerización después de absorber la energía de la luz para promover el curado del material.

II. Áreas clave de aplicación en el desarrollo de productos

2.1 Roles clave de los estabilizadores de luz en diferentes productos

Los estabilizadores de luz juegan un papel insustituible en varios productos que requieren un uso al aire libre a largo plazo o una alta estabilidad de la luz:

1. Campo de productos de plástico

• Hierba artificial de poliolefina: En la producción de hierba artificial de poliolefina, las diferencias de rendimiento de los estabilizadores de la luz afectan directamente la vida útil y la adaptabilidad ambiental de los productos. El estabilizador de luz 783 se realiza en escenarios con un ciclo de servicio de 2-3 años, como la hierba y el césped de paisaje con bajos requisitos; Mientras que el estabilizador de luz 944 se ha convertido en la opción principal para escenarios de uso de alta frecuencia, como campos de fútbol y campos de hockey debido a su resistencia a la intemperie estable.
• Piezas de plástico automotriz: Los requisitos de resistencia a la intemperie para las piezas de plástico automotriz están aumentando constantemente. La nueva versión de los "requisitos técnicos para la resistencia a la intemperie de las piezas de plástico automotriz" ha aumentado la duración artificial de la prueba de envejecimiento acelerado de 1500 horas a 2000 horas, lo que impulsa directamente la relación de adición de estabilizadores de luz en materiales PP para aumentar de 1.2% a 1.8%.
• Películas agrícolas: Las películas agrícolas son un campo de aplicación importante para estabilizadores de luz. Especialmente en los casos en que se utilizan pesticidas inorgánicos de alta concentración como el azufre y el cloro, los estabilizadores de luz de alto rendimiento, como Tinuvin® NOR®, pueden proteger efectivamente los productos plásticos agrícolas y extender su vida útil.

2. Campo de recubrimientos y tintas

• Recubrimientos automotrices: BASF Light Stabilizer 292 es un estabilizador de luz amina con obstáculos líquidos dedicado a los recubrimientos. Se utiliza en recubrimientos automotrices (catalizados no ácidos), recubrimientos industriales y recubrimientos curados por radiación. Puede mejorar de manera efectiva la vida útil de los recubrimientos y evitar el agrietamiento y la pérdida de brillo.
• Revestimiento arquitectónico: Se utiliza para recubrimientos arquitectónicos al aire libre (como techos), adhesivos arquitectónicos y selladores para proporcionar protección a largo plazo.
• Revestimiento de madera: Evite que la madera esté amarillenta debido a la exposición a la luz y extienda la vida estética de los muebles y los pisos.

3. Campo de materiales especiales

• Células fotovoltaicas orgánicas: Como capas de protección de encapsulación, extienden la eficiencia de generación de energía de las baterías en entornos al aire libre, lo que contribuye al desarrollo de la energía verde.
• Películas de envasado de alimentos: Al garantizar la seguridad, mantienen la permeabilidad de la película y mejoran el atractivo del estante.
• Dispositivos médicos: Utilizado en productos médicos como catéteres de poliuretano médico, deben pasar la prueba de biocompatibilidad ISO 10993.

2.2 Roles clave de los fotoiniciadores en diferentes productos

Los fotoiniciadores son los componentes centrales de los sistemas de fotocuración y juegan un papel clave en los productos que requieren curado rápido y moldeo de alta precisión:

1. Campo de materiales de curado UV

• Recubrimientos UV: IRGACURE 2959 es un fotoiniciador ultravioleta no amarillo altamente eficiente, especialmente adecuado para sistemas UV a base de agua basados ​​en resinas acrílicas y poliéster y campos no saturados que requieren bajo olor.
• Tintas UV: El fotoiniciador-184 (IRGACURE-184) puede absorber la energía de radiación ultravioleta durante el proceso de curado de tinta para formar radicales libres o cationes, iniciando las reacciones de polimerización, reticulación e injerto de monómeros y oligómeros. En muy poco tiempo, la tinta se cura en una estructura de red tridimensional.
• Adhesivos UV: Los fotoiniciadores son un componente importante de fotocruir adhesivos y desempeñan un papel decisivo en la velocidad de curado. Después de ser irradiados por la luz ultravioleta, los fotoiniciadores absorben la energía de la luz, se dividen en dos radicales libres activos e inician la polimerización de la cadena de resinas fotosensibles y diluyentes reactivos, lo que hace que el adhesivo se transfiera y se cure.

2. Campo de electrónica y microelectrónica

• PCB Circuit Boards: Los fotoiniciadores juegan un papel clave en la fabricación de placas de circuito PCB y se utilizan en fotorresistros y tintas de máscara de soldadura.
• Procesamiento microelectrónico: En el campo del procesamiento microelectrónico, los fotoiniciadores se utilizan en procesos de fotolitografía para lograr un patrón de alta precisión.
• Comunicación óptica de fibra: Utilizado en la fabricación de recubrimientos de fibra óptica y dispositivos optoelectrónicos.

3. Fabricación aditiva y aplicaciones especiales

• Impresión 3D: Los fotoiniciadores son un componente clave de las resinas de fotocripción, que afectan la tasa de polimerización, el rendimiento y la apariencia de productos 3D. En aplicaciones biomédicas de impresión 3D, fotoiniciadores con buena biocompatibilidad, no se requieren citotoxicidad y buena solubilidad de agua.
• Aplicaciones biomédicas: Los estudios han demostrado que las diaziridinas de arilo funcionalizadas con carboxilo, hidroxilo y etilenglicol pueden usarse como sustitutos fotoiniciador biocompatibles, iniciando la polimerización radical en las longitudes de onda ultravioleta (365 nm) y de luz visible (405 nM).
• Tecnologías de curado de luz LED y visible: Las formulaciones de fotoiniciador avanzado respaldan la transición a tecnologías de curado de luz LED y visible, alineando la producción con objetivos ambientales mientras mantienen o mejoran la calidad del producto.

2.3 Casos de aplicación de colaboración de los dos en el desarrollo de productos

En el desarrollo de ciertos productos específicos, los estabilizadores de luz y los fotoiniciadores deben usarse sinérgicamente para lograr los mejores resultados:

• Adhesivos UV de alto rendimiento: El adhesivo UV antioxidante desarrollado por Dongguan Boxiang Electronic Materials Co., Ltd. mejora la resistencia a la intemperie del adhesivo UV al introducir absorbedores UV y estabilizadores de luz amina obstaculizados. Al mismo tiempo, el efecto sinérgico de los antioxidantes primarios y secundarios bloquea efectivamente la ruta de oxidación, mejorando significativamente el rendimiento antienvejecimiento del adhesivo UV en entornos de alta ultravioleta y de alta oxidación.
• Resina UV de índice bajo fractivo fotocurable: En la preparación de la resina UV de índice bajo fractivo modificada por silicona para fibras ópticas, es necesario considerar tanto la eficiencia del fotoiniciador al iniciar la reacción de polimerización como la resistencia climática a largo plazo del producto proporcionado por el estabilizador de luz.
• Pasta de plata conductora rápida: La pasta de plata conductiva ultravioleta rápida LTCC desarrollada por Zhejiang Moke utiliza una relación específica de prepolímero, plastificante, polvo de plata, polvo de vidrio y fotoiniciador, que se puede curar rápidamente en 5 segundos. Al mismo tiempo, es necesario considerar la estabilidad a largo plazo del producto proporcionado por el estabilizador de luz.

Iii. Consideraciones clave en la selección de materiales

3.1 Base para seleccionar estabilizadores de luz

La selección del estabilizador de luz apropiado requiere una consideración integral de varios factores, como las características del material, el entorno de aplicación y los requisitos de rendimiento:

1. Tipo de material y estructura

• Tipo de polímero: Diferentes polímeros tienen diferentes sensibilidades a la fotodegradación, y los estabilizadores de luz que los coinciden deben seleccionarse. Por ejemplo, la relación de adición de HALS en materiales de polipropileno (PP) suele ser 0.5%-0.8%, 30%más alta que la de los vehículos de combustible tradicionales.
• Estructura molecular: La estructura molecular del material determina su sensibilidad a la fotooxidación. Los polímeros que contienen enlaces insaturados, estructuras ramificadas o aquellos propensos a generar radicales libres requieren una protección de estabilización de luz más fuerte.
• Condiciones de procesamiento: La temperatura de procesamiento, el tiempo y otras condiciones del material afectarán la selección de estabilizadores de luz. Por ejemplo, el estabilizador de luz 622 tiene resistencia al procesamiento de alta temperatura y puede adaptarse a procesos de alta temperatura, como el moldeo por inyección y la extrusión.

2. Factores de entorno de aplicación

• Condiciones climáticas: La intensidad ultravioleta, la temperatura, la humedad y otros factores varían significativamente en diferentes regiones climáticas. En entornos de alta temperatura y alta humedad, el estabilizador de luz 2022 se ha convertido en la opción preferida para lugares costeros y otros entornos debido a su tasa de pérdida de peso de extracción de agua de solo 0.4% (hervido en agua a 95 ° C durante 100 horas).
• Exposición química: Las sustancias químicas con las que el material puede entrar en contacto afectará la selección de estabilizadores de luz. En escenarios en los que se contactan fácilmente las sustancias ácidas, como alrededor de las piscinas y los parques industriales químicos, la resistencia ácida del estabilizador de la luz 119 se convierte en una ventaja clave.
• Vida útil: La vida útil esperada del producto es una consideración importante al seleccionar estabilizadores de luz. Desde la perspectiva del equilibrio de los costos económicos y el rendimiento, Light Stabilizer 783 se desempeña en escenarios con un ciclo de servicio de 2-3 años, mientras que Light Stabilizer 944 es adecuado para lugares deportivos profesionales que requieren una vida útil más larga.

3. Requisitos de rendimiento y necesidades especiales

• Rendimiento óptico: Para los productos que requieren alta transparencia y brillo, como películas ópticas y recubrimientos transparentes, estabilizadores de luz que no afectan el rendimiento óptico del material deben ser seleccionados. Por ejemplo, el estabilizador de luz Jinjun564 puede lograr una protección eficiente con solo una cantidad de adición muy baja (0.1%-2.0%) debido a su coeficiente de extinción molar alta. Todavía puede proporcionar una protección eficiente en capas de películas ultra delgadas por debajo de 1 micras, asegurando la transparencia y el brillo del recubrimiento.
• Rendimiento mecánico: La tasa de retención de las propiedades mecánicas, como la resistencia a la tracción y el alargamiento, al descanso del material, es un indicador importante para evaluar la efectividad de los estabilizadores de la luz. Las pruebas muestran que las propiedades mecánicas de los filamentos de hierba artificial agregados con el estabilizador de luz 944 aún conservan más del 70% después de 3000 horas de envejecimiento.
• Requisitos de protección y seguridad del medio ambiente: Con el endurecimiento de las regulaciones de protección del medio ambiente, la inversión en I + D en productos HALS sin halógenos ha aumentado del 15% en 2024 al 32% en 2028. Las empresas líderes como BASF y Beijing Tiangang han construido líneas de producción completamente cerradas con cero emisiones de solventes.

3.2 Base para seleccionar fotoiniciadores

Seleccionar el fotoiniciador apropiado también requiere considerar múltiples factores para garantizar que coincida con el sistema de formulación y los requisitos de la aplicación:

1. Características del sistema de fotocratación

• Tipo de prepolímero: Diferentes prepolímeros responden de manera diferente a los fotoiniciadores. El principio clave es seleccionar un fotoiniciador con la actividad apropiada de acuerdo con el tipo de prepolímero y monómero.
• Color del sistema: Para sistemas de colores, los fotoiniciadores con alta actividad de iniciación en ese sistema de color deben ser seleccionados. Los estudios han demostrado que en materiales de silicona curados con UV negros, sistemas que utilizan ITX, TPO, 819, 907 y 369 como iniciadores tienen tiempos de curado más cortos, lo que indica que estos iniciadores tienen una actividad de iniciación relativamente alta en los sistemas de colores.
• Método de curado: Seleccione el fotoiniciador apropiado de acuerdo con el método de curado. Por ejemplo, los fotoiniciadores radicales híbridos-catiónicos pueden sufrir polimerización radical y polimerización catiónica, lo que puede evitar debilidades y dar un juego completo a las fortalezas, con efectos sinérgicos.

2. Características de la fuente de luz y condiciones de curado

• Longitud de onda de fuente de luz: El espectro de absorción del fotoiniciador debe coincidir con el espectro de emisión de la fuente de radiación y tener un coeficiente de extinción molar relativamente alto. Por ejemplo, el fotoiniciador LAP tiene una longitud de onda de absorción máxima de hasta 380.5 nm y una banda de absorción de hasta 410 nm, que puede ser excitada por la luz azul y es adecuada para fuentes de luz LED específicas.
• Intensidad de luz e irradiación: Diferentes fotoiniciadores tienen diferentes sensibilidades al tiempo de intensidad e irradiación de la luz. Los estudios han demostrado que cuando la concentración del fotoiniciador es del 7%, la intensidad requerida para la fotocripción UV es la más baja, es decir, la velocidad de curado es la más rápida. Sin embargo, continuar aumentando la concentración más allá de este punto en realidad reducirá la velocidad de curado.
• Entorno de curado: Factores como el contenido de oxígeno y la temperatura en el entorno de curado afectarán la efectividad del fotoiniciador. Por ejemplo, la fotocuración catiónica tiene una pequeña contracción del volumen, una fuerte adhesión, y no está inhibido por el oxígeno durante el proceso de curado, lo que lo hace adecuado para fotocurarse en un entorno aeróbico.

3. Requisitos de rendimiento de la aplicación

• Velocidad de curado: Diferentes aplicaciones tienen requisitos muy diferentes para curar la velocidad. La pasta de plata conductiva ultravioleta rápida LTCC desarrollada por Zhejiang Moke se puede curar en 5 segundos, por lo que es adecuada para líneas de producción que requieren un curado rápido.
• Profundidad de curado: Para los sistemas de película gruesos, se debe considerar la profundidad de curado del fotoiniciador. Los estudios han demostrado que el sistema de persulfato de rutenio/sodio (RU/SPS) puede polimerizar las estructuras gruesas (8.88 ± 0.94 mm), mientras que los hidrogeles iniciados por IRGACURE 2959 (1.62 ± 0.49 mm) muestran una profundidad de penetración deficiente.
• Rendimiento final: El fotoiniciador y sus productos de fotólisis deben ser no tóxicos, inoderosos, estables, fáciles de almacenar durante mucho tiempo y no tendrán un impacto adverso en el rendimiento del producto final.

3.3 Comparación de parámetros clave en la selección de materiales

IV. Impacto y control en la optimización de procesos

4.1 Impacto de los estabilizadores de la luz en los procesos de producción y la eficiencia

La selección y el uso de estabilizadores de luz tienen múltiples impactos en los procesos de producción y la eficiencia:

1. Impacto de la temperatura y estabilidad del procesamiento

• Requisitos de estabilidad térmica: Los estabilizadores de luz deben tener un cierto grado de estabilidad térmica y no descomponerse al procesar temperaturas para garantizar la estabilidad durante el procesamiento del material. Por ejemplo, el estabilizador de luz 622 tiene resistencia al procesamiento de alta temperatura y puede adaptarse a procesos de alta temperatura, como el moldeo por inyección y la extrusión.
• Impacto en la ventana de procesamiento: Diferentes estabilizadores de luz tienen diferentes temperaturas de descomposición y estabilidades térmicas, lo que afectará la ventana de procesamiento de materiales. Por ejemplo, algunos estabilizadores de luz pueden descomponerse para generar gases a altas temperaturas, lo que lleva a burbujas o defectos superficiales en el producto.
• Tiempo de procesamiento extendido: En algunos casos, especialmente cuando se usan estabilizadores de luz compuesta, puede ser necesario extender adecuadamente el tiempo de procesamiento para garantizar que el estabilizador de luz esté completamente disperso y distribuido uniformemente en el material.

2. Método de adición y control de dispersión

• Tiempo de adición: El momento de agregar estabilizadores de luz tiene un impacto importante en su dispersión y efectividad en el material. En general, se deben agregar estabilizadores de luz en la etapa inicial de la fusión del material para garantizar una dispersión uniforme en el material.
• Tecnología de dispersión: Para mejorar el efecto de dispersión de los estabilizadores de luz, a veces se requiere tecnologías de dispersión especiales o equipos. Por ejemplo, en la producción de películas agrícolas, el uso de un mezclador de alta velocidad o extrusor de doble tornillo puede mejorar la uniformidad de dispersión de los estabilizadores de luz.
• Preparación de Masterbatch: Agregar estabilizadores de luz en forma de masterbatches puede mejorar la precisión de la medición y los efectos de dispersión, especialmente adecuados para ocasiones en las que se requiere un control preciso de la cantidad de adición.

3. Optimización de los efectos sinérgicos de la composición

• Compuesto múltiple: En la industria, la prevención efectiva y el retraso del fotográfico a menudo se logran al agravar dos o más estabilizadores de luz con diferentes mecanismos de acción para absorber la luz ultravioleta en diferentes bandas de longitud de onda, lo que puede lograr excelentes efectos que un solo estabilizador de luz no puede lograr.
• Mecanismo sinérgico: Por ejemplo, Uvinul 4050 se puede usar solo o en combinación con HALS de estabilizador de luz de alto peso molecular para lograr efectos sinérgicos. Tiene buenos efectos sinérgicos con absorbedores ultravioleta de benzoato y antioxidantes de fenol obstaculizados, lo que puede mejorar la resistencia a la intemperie y la solidez del color de PP y HDPE.
• Optimización de la relación de adición: Al agravar diferentes estabilizadores de luz, es necesario optimizar la relación de cada componente para lograr el mejor efecto. Por ejemplo, en los recubrimientos automotrices, la cantidad de adición recomendada de estabilizador de luz BASF 292 es 0.5-2%, y se puede usar en combinación con 1-3% de los absorbedores ultravioleta como la tinuvina 1130 y la tinuvina 384-2.

4.2 Impacto de los fotoiniciadores en los procesos de producción y la eficiencia

Las características y el uso de fotoiniciadores tienen un impacto decisivo en el proceso de fotocripción y la eficiencia de producción:

1. Selección de fuente de luz y control de energía

• Coincidencia de fuente de luz: Diferentes fotoiniciadores deben coincidir con las fuentes de luz correspondientes. Por ejemplo, Irgacure 2959 y LAP son efectivos en el rango de longitud de onda de 320-500 nm, mientras que el sistema de persulfato de rutenio/sodio tiene mejores efectos en el rango de luz visible de 400-500 nm.
• Optimización de densidad de energía: La eficiencia de iniciación de los fotoiniciadores está estrechamente relacionada con la densidad de energía de la fuente de luz. Los estudios han demostrado que diferentes fotoiniciadores tienen diferentes requisitos para la densidad de energía, que deben optimizarse de acuerdo con condiciones específicas.
• Ventajas de las fuentes de luz LED: Las formulaciones de fotoiniciador avanzado respaldan la transición a tecnologías de curado de luz LED y visible, alineando la producción con objetivos ambientales mientras mantienen o mejoran la calidad del producto.

2. Control de concentración y eficiencia de curado

• Determinación de la concentración óptima: La concentración del fotoiniciador tiene un impacto significativo en la tasa de curado. Los estudios han demostrado que cuando la concentración del fotoiniciador es del 7%, la intensidad requerida para la fotocripción UV es la más baja, es decir, la velocidad de curado es la más rápida. Sin embargo, continuar aumentando la concentración más allá de este punto en realidad reducirá la velocidad de curado.
• Impacto de la concentración en la profundidad de curado: La concentración del fotoiniciador no solo afecta la velocidad de curado sino también la profundidad de curado. Por ejemplo, en las resinas dentales, a medida que aumenta la concentración de CQ, la velocidad de conversión y las propiedades mecánicas (como el módulo elástico y la dureza) aumentan, mientras que la profundidad de curado disminuye.
• Impacto del grosor del material: Para materiales de diferentes espesores, la concentración del fotoiniciador y las condiciones de curado deben ajustarse. Por ejemplo, Irgacure 819 es un fotoiniciador ultravioleta de uso general altamente eficiente, especialmente adecuado para el curado de sistemas de película gruesos, y especialmente adecuado para sistemas blancos y materiales reforzados con fibra de vidrio.

3. Factores ambientales y control de procesos

• Efecto de inhibición de oxígeno: Durante el proceso de fotocuración de radicales libres, el oxígeno es uno de los principales factores inhibidores. Los estudios han demostrado que la fotocripción catiónica tiene una pequeña contracción del volumen, una fuerte adhesión y no está inhibida por el oxígeno durante el proceso de curado. La reacción no es fácil de terminar, y tiene una fuerte capacidad de "post-curación", lo que lo hace adecuado para la fotocripción de películas gruesas.
• Impacto de la temperatura: La temperatura ambiente afectará la actividad y la velocidad de curado del fotoiniciador. En general, aumentar la temperatura acelerará la velocidad de reacción de polimerización, pero una temperatura demasiado alta puede causar deformación del material o disminución del rendimiento.
• Control de humedad: En algunos sistemas de fotoiniciador, la humedad ambiental puede afectar el efecto de curado. Por ejemplo, los sistemas fotoiniciador basados ​​en agua son más sensibles a los cambios en la humedad ambiental, y la humedad del entorno del proceso debe controlarse estrictamente.

4.3 Efectos sinérgicos de los dos en la optimización de procesos

En algunos procesos, los estabilizadores de luz y los fotoiniciadores deben usarse sinérgicamente. En este momento, su interacción es crucial para la optimización de procesos:

• Efectos sinérgicos en recubrimientos curados con UV: En los recubrimientos curados por UV, los fotoiniciadores son responsables de iniciar la reacción de polimerización, mientras que los estabilizadores de luz son responsables de proteger el recubrimiento de la degradación fotooxidativa durante el uso. Por ejemplo, agregar estabilizador de luz amina obstinada BASF Tinuvin292 a recubrimientos automotrices puede reducir aún más el amarillamiento de los sistemas acrílicos bajo la luz solar al aire libre.
• Secuencia de adición sinérgica: En los sistemas donde se utilizan tanto estabilizadores de luz como fotoiniciadores, la secuencia de adición puede afectar el efecto final. En general, los estabilizadores de luz deben agregarse primero y completamente dispersos, y luego se deben agregar fotoiniciadores.
• Control de interacción: Algunos estabilizadores de luz pueden interactuar con los fotoiniciadores, afectando el efecto de curado. Por ejemplo, el estabilizador de luz BASF 292 puede interactuar con componentes de pintura (como catalizadores ácidos), que deben evaluarse cuidadosamente.

V. Diferencias funcionales y comparación de ventaja en escenarios de aplicación

5.1 Comparación de aplicaciones en el campo de materiales de construcción y construcción

Ventajas de los estabilizadores de luz en el campo de la construcción:

• Extienda la vida útil de los materiales de construcción: en los recubrimientos arquitectónicos, los estabilizadores de luz pueden evitar efectivamente que el recubrimiento mantenga el brillo bajo la exposición a la luz solar, evite agrietarse y mancharse, y evitar estallar y pelar la superficie, extendiendo así en gran medida la vida útil del recubrimiento.
• Mejore la durabilidad: se utiliza para recubrimientos arquitectónicos al aire libre (como techos), adhesivos arquitectónicos y selladores para proporcionar protección a largo plazo.
• Protección del medio ambiente y conservación de energía: al extender la vida útil de los materiales de construcción y reducir la frecuencia de reemplazo, se reducen el impacto ambiental y el costo de todo el ciclo de vida del edificio.

Ventajas de los fotoiniciadores en el campo de la construcción:

• Construcción de curado rápido: en aplicaciones como selladores de edificios y recubrimientos impermeables, los fotoiniciadores pueden lograr un curado rápido y mejorar la eficiencia de la construcción.
• Características de curado a baja temperatura: algunos sistemas fotoiniciador pueden curar en entornos de baja temperatura, ampliando la temporada de construcción y la ventana de tiempo.
• Control preciso: la tecnología de fotocripción permite un control preciso, especialmente adecuado para la fabricación de estructuras de edificios complejas y piezas decorativas.

5.2 Comparación de aplicaciones en el campo automotriz y de transporte

Ventajas de los estabilizadores de luz en el campo automotriz:

• Excelente resistencia a la intemperie: funciona mejor en recubrimientos especiales automotrices y puede evitar que el recubrimiento mantenga el brillo bajo la exposición a la luz solar, evitando las grietas y las manchas.
• Evite el color amarillento: agregar estabilizador de luz amina obstinada BASF Tinuvin292 puede reducir aún más el amarillamiento de los sistemas acrílicos bajo la luz solar al aire libre.
• Protección del material: la relación de adición de HALS en materiales de parachoques de polipropileno para vehículos de energía nuevos ha aumentado a 0.5%-0.8%, 30%más alta que la de los vehículos de combustible tradicionales. Al mismo tiempo, los estándares de VOC más estrictos en los vehículos han promovido una prima de precio del 15% -20% para los productos de bajo o menos.

Ventajas de los fotoiniciadores en el campo automotriz:

• Producción eficiente: el curado UV permite mayores rendimientos, mayor utilización de la máquina y velocidades de producción más rápidas, mejorando la capacidad general de producción y la eficiencia.
• Reduzca la limpieza y el tiempo de configuración: los productos químicos UV solo curan cuando se exponen a la energía UV, eliminando la necesidad de una limpieza inmediata y reduciendo el tiempo de mano de obra para la configuración, lo que es particularmente beneficioso para la industria de la impresión de artes gráficas y otras aplicaciones.
• Mejorar la calidad del recubrimiento: la tecnología de fotocripción permite un recubrimiento más uniforme y más delgado, mejorando la estética y la resistencia a la corrosión de la superficie automotriz.

5.3 Comparación de aplicaciones en el campo de embalaje e impresión

Ventajas de los estabilizadores de luz en el campo de envasado:

• Extender la vida útil del producto: en películas de envases de alimentos, los estabilizadores de luz mantienen la permeabilidad de la película al tiempo que garantizan la seguridad, mejorando el atractivo del estante.
• Proteja el contenido: evitar que la luz ultravioleta penetre el material de empaque y proteja el contenido de la fotooxidación.
• Mejorar la resistencia del material: agregar estabilizadores de luz a los materiales de envasado de poliolefina puede mejorar la tasa de retención de las propiedades mecánicas del material y reducir el daño durante el transporte y el almacenamiento.Mejorar la resistencia del material: agregar estabilizadores de luz a los materiales de envasado de poliolefina puede mejorar la tasa de retención de las propiedades mecánicas del material y reducir el daño durante el transporte y el almacenamiento.

Ventajas de los fotoiniciadores en el campo de impresión:

• Curado rápido: en las tintas UV, los fotoiniciadores pueden absorber la energía de radiación ultravioleta durante el proceso de curado de tinta para formar radicales o cationes libres, iniciando las reacciones de polimerización, reticulación e injerto de monómeros y oligómeros. En muy poco tiempo, la tinta se cura en una estructura de red tridimensional, mejorando en gran medida la eficiencia de la impresión.
• Impresión de alta precisión: adecuada para procesos de impresión de alta precisión, como flexografía e impresión de gravedad, asegurando la claridad del patrón y la saturación de color.
• Protección ambiental: las tintas UV no contienen compuestos orgánicos volátiles (COV), cumplen con los requisitos de protección del medio ambiente y reducen la contaminación del aire.

5.4 Comparación de aplicaciones en el campo Electrónica y Optoelectronics

Ventajas de los estabilizadores de luz en el campo Electrónica:

• Proteja los componentes electrónicos: en las células fotovoltaicas orgánicas, los estabilizadores de luz se utilizan como capas protectoras de encapsulación para extender la eficiencia de generación de energía de las baterías en entornos al aire libre, lo que contribuye al desarrollo de la energía verde.
• Mantenga el rendimiento óptico: utilizado en fibras ópticas, pantallas y otros dispositivos para evitar el amarillamiento y el envejecimiento de los materiales y mantener el rendimiento óptico.
• Resistencia de alta temperatura: en materiales de envasado LED de alta potencia, se deben seleccionar estabilizadores de luz con resistencia a alta temperatura para garantizar la estabilidad del material en una operación de alta temperatura a largo plazo.

Ventajas de los fotoiniciadores en el campo Optoelectronics:

• Fabricación de precisión: en el campo del procesamiento microelectrónico, los fotoiniciadores se utilizan en procesos de fotolitografía para lograr un patrón de alta precisión, cumpliendo con los requisitos de miniaturización y una alta integración de componentes electrónicos.
• Fabricación de dispositivos ópticos: utilizado en la fabricación de recubrimientos de fibra óptica, guías de onda ópticas y otros dispositivos ópticos para garantizar las propiedades ópticas y la resistencia mecánica de los dispositivos.
• Prototipos rápidos: en la impresión 3D de componentes electrónicos, los fotoiniciadores permiten el curado rápido de los materiales, logrando prototipos rápidos y producción personalizada.

VI. Tendencias de desarrollo futuras

6.1 Tendencias de desarrollo de estabilizadores de luz

El mercado de estabilizadores de luz se está desarrollando hacia un mayor rendimiento, protección del medio ambiente y especialización:

• Dirección de alto rendimiento: Con el desarrollo de campos de alta tecnología como el aeroespacial, el riel de alta velocidad y la nueva energía, se presentan requisitos más altos para el rendimiento de los estabilizadores de luz. Por ejemplo, en los nuevos vehículos de energía, la relación de adición de HALS en los materiales de parachoques de polipropileno ha aumentado a 0.5%-0.8%, 30%más alta que la de los vehículos de combustible tradicionales.
• Protección y seguridad del medio ambiente: Con el endurecimiento de las regulaciones de protección del medio ambiente, la inversión en I + D en productos HALS sin halógenos ha aumentado del 15% en 2024 al 32% en 2028. Las empresas líderes como BASF y Beijing Tiangang han construido líneas de producción completamente cerradas con cero emisiones de solventes.
• Especialización y personalización: Diferentes campos de aplicación tienen diferentes requisitos para estabilizadores de luz, promoviendo el desarrollo de productos hacia la especialización y la personalización. Por ejemplo, en el campo de la hierba artificial, los estabilizadores de luz deben optimizarse especialmente de acuerdo con diferentes escenarios de uso y ciclos de servicio.
• Tecnología nano-compuesta: La aplicación de tecnología nano-compuesta permite que los estabilizadores de luz se dispersen de manera más uniforme en el material, mejorando la estabilidad y la eficiencia de la estabilización de la luz. Por ejemplo, el estabilizador de luz amina obstaculizado a la nano escala tiene una mejor dispersión y compatibilidad, lo que puede proporcionar una protección más efectiva.

6.2 Tendencias de desarrollo de fotoiniciadores

El mercado del fotoiniciador se está desarrollando hacia una alta eficiencia, protección del medio ambiente e innovación:

• Alta eficiencia y consumo de baja energía: Con el desarrollo de fuentes de luz LED, la demanda de fotoiniciadores con alta sensibilidad en el rango de luz visible está aumentando. Por ejemplo, el fotoiniciador LAP tiene una longitud de onda de absorción máxima de hasta 380.5 nm y una banda de absorción de hasta 410 nm, que puede ser excitada por la luz azul y es adecuada para fuentes de luz LED específicas.
• Protección y seguridad del medio ambiente: Desarrolle fotoiniciadores ecológicos con baja toxicidad, bajo olor y baja migración. Por ejemplo, los fotoiniciadores a base de agua y los fotoiniciadores sólidos se han convertido en puntos críticos de investigación.
• Integración multifuncional: Desarrolle fotoiniciadores multifuncionales que no solo puedan iniciar reacciones de polimerización sino que también tienen otras funciones como antibacteriana y autocuración. Por ejemplo, algunos fotoiniciadores se pueden combinar con agentes antibacterianos para preparar materiales de fotocratación antibacteriana.
• Expansión de aplicación especial: Expanda los campos de aplicación de los fotoiniciadores, como la impresión 3D, los dispositivos biomédicos y optoelectrónicos. En el campo de la impresión 3D, los fotoiniciadores juegan un papel clave en la tasa de polimerización, el rendimiento y la apariencia de productos 3D.

6.3 Tendencias de desarrollo colaborativo de los dos

En el futuro, los estabilizadores de luz y los fotoiniciadores mostrarán más tendencias de desarrollo colaborativo:

• Diseño de productos integrado: Diseñe productos integrados que combinan las funciones de los estabilizadores de luz y los fotoiniciadores para simplificar el proceso de producción y mejorar el rendimiento del producto. Por ejemplo, en algunos recubrimientos curados con UV, se puede utilizar un aditivo que combina las funciones de estabilizador de luz y fotoiniciador para lograr un curado rápido y una resistencia meteorológica a largo plazo.
• Optimización de efecto sinérgico: Estudie más el mecanismo sinérgico entre los estabilizadores de luz y los fotoiniciadores para optimizar su combinación y relación para lograr mejores resultados. Por ejemplo, en los adhesivos UV de alto rendimiento, al introducir absorbentes de rayos UV y estabilizadores de luz amina obstaculizados, la resistencia climática del adhesivo UV mejora, mientras que el efecto sinérgico de los antioxidantes primarios y secundarios bloquea efectivamente la ruta de oxidación.
• Nuevo desarrollo de materiales: Con el desarrollo de nuevos materiales como nanomateriales y biomateriales, desarrolle estabilizadores de luz y fotoiniciadores correspondientes para cumplir con los requisitos especiales de los nuevos materiales. Por ejemplo, en el campo de los materiales biomédicos, desarrolle estabilizadores de luz biocompatibles y fotoiniciadores para cumplir con los requisitos de dispositivos médicos e ingeniería de tejidos.
• Aplicación inteligente: Combine estabilizadores de luz y fotoiniciadores con tecnologías inteligentes como sensores y materiales receptivos para lograr aplicaciones inteligentes. Por ejemplo, desarrolle un material de autocuración que pueda reparar automáticamente el daño bajo irradiación de la luz, que tiene amplias perspectivas de aplicación en campos aeroespaciales, automotrices y otros campos.

Vii. Conclusión

Los estabilizadores de luz y los fotoiniciadores son dos tipos importantes de aditivos en el campo de los materiales de polímeros, cada uno con funciones únicas y escenarios de aplicaciones. Los estabilizadores de luz juegan un papel clave en la protección de los materiales de la degradación fotooxidativa y la vida útil de la vida útil, mientras que los fotoiniciadores son esenciales para lograr un curado rápido y un moldeo de materiales de alta precisión. En el desarrollo de productos y la selección de materiales, es necesario seleccionar estabilizadores de luz y fotoiniciadores apropiados de acuerdo con los requisitos específicos de la aplicación y las condiciones ambientales, y optimizar sus parámetros de combinación y proceso para lograr el mejor rendimiento y rentabilidad.

Con el desarrollo continuo de la ciencia y la tecnología y la creciente demanda de rendimiento material, los estabilizadores de la luz y los fotoiniciadores continuarán desarrollándose hacia un mayor rendimiento, protección del medio ambiente y especialización. Al mismo tiempo, su aplicación colaborativa y su diseño integrado de productos también traerán más oportunidades de innovación y espacio de desarrollo para varias industrias.