紫外线吸收剂在聚碳酸酯应用分析

1. 应用背景

聚碳酸酯（PC）是一种高性能工程塑料，具有高透明度、抗冲击性和耐热性，广泛应用于汽车部件（如灯罩、车窗）、电子设备外壳、光学镜片、医疗器械等领域。然而，PC长期暴露于紫外线下易发生光降解，表现为：

• 黄变：紫外线引发分子链断裂，生成发色基团。

• 力学性能下降：冲击强度、拉伸强度降低。

• 表面粉化或龟裂：因分子链断裂导致结构破坏。

添加紫外线吸收剂（UVAs）是解决这一问题的核心方法。

2. 紫外线吸收剂的作用机制

紫外线吸收剂通过选择性吸收紫外光（通常为290-400 nm），并将其转化为低能量的热能或无害荧光释放，从而阻断光氧化反应。常用类型包括：

• 苯并三唑类（如Tinuvin 234、UV-327）：高效吸收UV-A和UV-B，耐高温，适合PC加工温度（280-320°C）。

• 二苯甲酮类（如UV-531）：成本较低，但可能轻微影响PC透明度。

• 三嗪类（如Tinuvin 1577）：广谱吸收，耐迁移性好，适合高耐候需求场景。

3. 应用关键点

（1）添加剂选择

• 相容性：需与PC基体良好相容，避免析出（如苯并三唑类更适合PC）。

• 热稳定性：PC加工温度高，吸收剂需耐高温（如Tinuvin 234在300°C下稳定）。

• 协同效应：与受阻胺光稳定剂（HALS）复配使用，可增强长期耐候性（HALS捕获自由基，UVAs阻断紫外线）。

2）添加方式

• 内添加：在PC聚合或加工过程中直接混入，均匀分散。

• 表面涂层：在PC表面涂覆含UVAs的涂层（如UV固化涂层），适用于已成型制品。

3）浓度控制

• 典型添加量：0.1%-1%（过高可能影响透明度或力学性能）。

• 需通过老化试验（如QUV加速老化）优化浓度。

4. 实际应用案例

• 汽车领域：车灯罩、天窗等使用含苯并三唑类UVAs的PC，耐候性提升5-10年。

• 电子设备：手机/笔记本电脑外壳添加UVAs，防止黄变和脆化。

• 光学镜片：高透明PC镜片通过表面涂层+内添加复合方案，兼顾耐刮擦与抗UV。