[发明专利]一种复合光稳定剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及塑料助剂领域，具体是一种能够提高热塑性聚氨酯(TPU)制品光稳定性能，同时不影响制品外观(如透明性，初始颜色等)的复合光稳定剂及其制备方法。

技术背景

热塑性聚氨酯(Thermoplastics polyurethane)是一类加热可以熔融塑化，溶剂可以溶解的一类聚氨酯。与其他类型的聚氨酯相比，热塑性聚氨酯(TPU)在化学结构上没有或很少有化学交联，其分子基本上是线性的，然而却存在一定量的物理交联。由于其特殊的分子结构，使得热塑性聚氨酯可以适应传统加工方式，无需进行硫化交联反应，直接采用挤出注塑，熔融纺丝等加工方式进行加工，此外TPU可以广泛使用助剂和填料，以改善物理性能、加工性能或降低成本。热塑性聚氨酯还可以制成透明，浅色和高纯度制品，以满足制品美观，无毒副作用的食品，医疗以及服饰等行业的要求。

光稳定性极差是聚氨酯存在的共同缺点，尤其是芳香族聚氨酯，在光照条件下极易发生黄变，力学性能下降等性能劣化，以最常见的TDI和MDI型TPU为例，其老化过程如下：

因此对于热塑性聚氨酯来说，尤其是芳香族聚氨酯，必须要添加光稳定剂以保证制品的耐光稳定性。但是传统的光稳定剂或光稳定剂组合除了对紫外光波段的光有吸收外，还在可见光波段有一定的吸收，从而使制品呈现出淡黄色，影响制品的外观。

添加光稳定剂是改善塑料制品的光稳定性能的一种最有效，也是最简便的一种方式。目前用于热塑性聚氨酯的光稳定剂以紫外线吸收剂和自由基捕捉剂复配的复合光稳定体系为主，最大限度的保证热塑性聚氨酯制品，在光照条件下不会发生制品黄变，力学性能下降等性能劣化。如P.Rota等在《New Antioxidant and Stabilizer System for PUR Applications》一文中通过样品的黄度指数变化对光稳定剂进行了筛选，实验表明添加合适的光稳定剂复配体系的样品，老化后黄度指数比未添加光稳定剂的样品降低一半以上，比单独添加吸收剂和自由基捕捉剂的样品降低约1/3到1/4左右。由此对于热塑性聚氨酯光稳定剂应以吸收剂和自由基捕捉剂的复配体系为最佳。

传统的紫外光吸收剂的吸收波段会与可见光波段有一定的重叠，从而导致制品或是原料呈现出淡淡的黄色，从而影响制品的美观，甚至使用性能。如Cinzia Tartarini等在《The Application of New Light Stabilizer in The Field of TPU for Sport and Casual Products》一文中曾报道添加传统的光稳定剂的制品的初始黄度比空白样品的初始黄度高2倍左右，对于高性能运动鞋领域(如标识物、徽章、鞋底、饰钮等)，如此高的初始黄度值是不允许的。因此除了考虑光稳定剂的光稳定效果外，还需考虑光稳定剂对制品初始颜色的影响。

提高热塑性聚氨酯的光稳定性的同时，降低光稳定剂对制品外观的影响对于扩大热塑性聚氨酯的应用范围意义重大。与此同时满足光稳定性和制品外观方面的要求外，合适的性价比也是当今热塑性聚氨酯光稳定剂体系研究的热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种既能显著提高热塑性聚氨酯制品的光稳定性，又不影响制品的外观(如透明性，颜色等)的复合光稳定剂的制备方法，为解决以上技术问题，本发明提供了以下技术方案：

一种能够显著提高热塑性聚氨酯制品的复合光稳定剂，其特征在于：按质量百分比计，各组分分别为：

稳定物a    45～75％

稳定物b    25～45％

所述复合光稳定剂适用于各种不同硬度的热塑性聚氨酯的制品及原料等。

优选地，所述的复合光稳定剂，其特征在于：所述稳定剂a质量百分比优选60％；所述稳定剂b质量百分比优选40％。

一种复合光稳定剂的制备方法，其特征在于：按照配方比例称取各组分物质，用锚式或螺带式搅拌器，在50-90rpm的转速下，依次将两种组分物质加入到分散釜中，搅拌0.2-1.0h使混合均匀，即可得到产品。

为进一步实现本发明目的，建议复合光稳定剂的添加量为热塑性聚氨酯基材质量的0.5％～1％。

本发明实现的技术原理如下：