耐黄变的原因之欧阳术创编.docx

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耐黄变的原因之欧阳术创编

黄变的原因:

1、

时间：

2021.02.02

创作：

欧阳术

2、聚合物中降解产生碳碳双键，当碳碳双键的数量达到10个以上时产生黄变。

3、引发剂中含有苯环时，苯环被氧化成醌而黄变。

表1　低聚物类别

产品代号低聚物类别官能基

611A-85聚酯多元醇,脂肪族聚氨酯丙烯酸酯2

611B-85聚酯多元醇,脂肪族聚氨酯丙烯酸酯2

6121F-80聚酯多元醇,芳香族聚氨酯丙烯酸酯2

6130B-80聚酯多元醇,脂肪族聚氨酯丙烯酸酯3

6131聚酯多元醇,脂肪族聚氨酯丙烯酸酯2

6132聚酯多元醇,脂肪族聚氨酯丙烯酸酯2

6142H-80聚酯多元醇,脂肪族聚氨酯丙烯酸酯2

6143A-80聚酯多元醇,脂肪族聚氨酯丙烯酸酯2

6145-100聚酯多元醇,脂肪族聚氨酯丙烯酸酯6

6146-100聚酯多元醇,芳香族聚氨酯丙烯酸酯6

6147B-80聚酯多元醇,脂肪族聚氨酯丙烯酸酯2

6148J-75聚酯多元醇,脂肪族聚氨酯丙烯酸酯2

615-100聚醚多元醇,脂肪族聚氨酯丙烯酸酯3

6151-100聚酯多元醇,脂肪族聚氨酯丙烯酸酯6

6161-100聚酯多元醇,脂肪族聚氨酯丙烯酸酯6

621A-80双酚A环氧丙烯酸酯2

6315聚酯丙烯酸3

通过选用合适的低聚物和单体组合,使用非黄变型光引发剂

芳香族聚氨酯丙烯酸低聚物由于其芳香族结

构,也是较容易引起黄变的。

采用脂肪族聚氨酯丙烯

酸低聚物6145-100、6151、6161、611B-85、6130B-

80、6131、6132、6142H-80、6143B-80、6147B-80、

6148J-75则具有优越的耐黄变性质

固化涂层，特别是处于户外的涂层经常遭受阳光（主要是长波紫外光和短波可见光）、热、潮湿、氧气、油污、芳烃污染物及其他污染物的作用，可能发生涂层内部聚合物链降解、重排或过度交联等老化行为，表现为涂层光泽度下降、褪色、发黄、粉化、变脆等。

最终使涂层剥落，失去保护作用。

老化早期的黄变行为还将影响涂层的视觉美观效果，这在清漆、白色和轻度着色涂料中非常关键。

虽然涂层的老化可能源自有机涂层网络结构的热反应，也可能由于过度紫外光照射所致，但大多数涂料在研究设计时已充分考虑到耐热性和热稳定性，且相对于聚合物热反应，在保证吸光性能的前提下，光反应的能量利用效率远高于热反应，发生光降解的可能性较大。

因此多数涂层的老化主要来自光老化，涂层交联网络上吸光性基团、组分、或光敏性杂质吸收阳光紫外线后发生上述老化反应，涂层保护、色泽等有效性降低，而且，在一定程度上，聚合物热降解老化反应往往伴随着光氧化反应。

因此，涂层的光稳定化是一项不可或缺的基材保护工程，针对传统溶剂型涂料和热固化涂料的光稳定化研究已有相当多的研究报道，并已经出现了许多成熟的光稳定化措施，主要方法是在涂料配方中添加光稳定助剂，抑制光老化过程，延长涂层的使用寿命

光固化涂料涂料是利用紫外线辐照，使涂层中的光敏分子吸收光能，产生活性自由基或阳离子，引发低聚物和活性单体聚合，交联转化为不溶性固态膜。

这类涂料在成膜过程中就已遭受到短波长、高强度的紫外光辐照，光敏活性组分和胺类助剂，以及部分树脂和单体本身具有一定吸收紫外光能力，而且不同材料品种间差异较大，涂料配方设计稍有不慎，就很容易出现固化膜立刻发黄，或者长期光稳定性不佳。

光固化涂料的应用领域虽然在不断扩大，但光老化问题一直是困扰该项先进技术在户外涂装应用的关键，特别是汽车涂装、户外广告牌制作、建筑外饰等，光固化涂料的光稳定化显得格外迫切，国外许多知名公司和国内研究机构都开展了这方面的研究。

第二节光引发体系与黄变光固化涂料在固化前如果显黄色，一般是由配方中的光敏组分、助引发剂及杂质引起的，固化成膜后如果黄度逐渐加深，可能的原因很多，一方面可能由于聚合物本身发生了光降解，使黄变加深，另一方面，也可能是未固化膜内残余的光引发剂及活性胺等物质继续发生光反应，生成有色产物。

因此涉及到光固化涂料黄变问题时，不得不首先讨论光引发剂和活性胺的影响。

光固化涂料配方中吸光性和光反应活泼程度最高的当数光引发剂，由于相对较高的共轭结构，在整个配方中吸光波长一般是最高的，有些常见光引发剂本身在300—400nm波段吸光，使外观成黄色。

活性胺的氮原子有一对孤对电子，合适的电离势使它可以充当理想的供电子助剂，协助光引发剂加速交联固化，与此同时，活性胺也容易遭受到氧的进攻而生成某种形式的有色产物。

一、光引发剂与黄变关于光引发剂对光固化涂层黄变情况的影响曾有过一些报道，OhngemachD3、Schmidt~z3、Filepescu以及MinnlaI等研究小组都做过这方面的早期研究，Hult和Ranby对ITX／甲基二乙醇胺光引发体系的研究表明，大共轭芳酮结构的光引发剂容易引起较强烈的

辐照黄变，而只有单边芳基结构的酮类光引发剂黄变倾向较小。

很多裂解型光引发剂具有相对较低的光致黄变倾向，与HMPP结构类似的聚[4—（o—羟异丁酰基）苯乙烯]就是黄变倾向比较小的裂解型光引发剂[4）。

经典的裂解型光引发剂DMPA（1rgacure651）光解产生具有聚合引发活性的苯甲酰自由基和长寿命的二甲氧基苄基自由基，自由基碎片可重排为带有生色团的较高共轭结构的有色产物，如图14—1所示。

．PhCO+O-《OC二一“‘X>《：

黄色lR十RH+OCH9PhC04-％／乙√＼OCH9图14-1DMPA光引发剂光解产生有色产物Davidson等人研究指出L5／，光引发剂共轭结构中如存在N---甲氨基这样的取代基，辐照黄变倾向一般比较高，同样在活性胺结构中存在这种取代基，也将导致黄变加重。

Allen等人以丙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯（PPTTA，Acti—1ane440）为聚合对象，以未加光引发剂的空白PPTTA膜为参比，考察各种光引发剂作用下，光固化以后涂层颜色的变化，由此可见各种光引发剂本身对光固化涂层的黄变影响，结果见表14—1[63。

表14-1光引发剂名称及光固化总体色差值Aa；光引发剂结构厶正Irgacure651OOCH9仁》—l粕OCH90．31分《O6比

辐照黄变，而只有单边芳基结构的酮类光引发剂黄变倾向较小。

活性胺过氧化物与衍生物辐照固化后产生的275nm吸收峰很可能来自o，卢不饱和结构（E、F），该共轭结构中的氮原子通过孤对电子参与共轭，加重了产物吸光性能，色度加深。

这种o，卢不饱和结构性质不稳定，在紫外光持续辐照下分解，黄度逐渐减弱；或于空气环境中吸收水分而发生水解，黄度也将逐渐减弱，这或许能够用以解释为什么有的光固化涂料在辐照固化完成后有明显黄变，而放置一段时间后，黄度大大减轻。

亚胺L14-3（d）刁和烯胺[14—3（c）工对黄变有一定贡献，也是不稳定结构，遇潮气水解。

4—甲基哌嗪加成所得丙烯酸酯化活性胺在大多数引发体系中活性较低，而且光致黄变倾向特别严重，因此在光固化涂料中很少采用这种结构的活性胺。

芦羟乙基仲胺加成的丙烯酸酯化活性胺在辐照完成后初期可能显示出较高黄度，但在短时间内可蜕变为极低的黄度，加之对光聚合较高的促进能力，是一类综合性能较为平衡的丙烯酸酯化活性胺。

可可胺加成物也是一类性能可以接受的促进剂。

二环己基胺与多元丙烯酸酯加成的活性胺光致黄变程度显著低于二直链烷基胺加成产物，这与二环己基胺较少的o—H原子数有关，。

—H原子越少，光照产生过氧化物中间体（A）的可能性越小，但对光固化的促进作用可能也相应降低，当与HMPP或ITX搭配引发多元丙烯酸酯光聚合时，情况确实如此，但与二苯甲酮组合时，却表现出相对较高的引发活性。

不同结构的丙烯酸酯化活性

图14-3活性胺过氧化物与衍生物辐照固化后产生的275nm吸收峰很可能来自o，卢不饱和结构（E、F），该共轭结构中的氮原子通过孤对电子参与共轭，加重了产物吸光性能，色度加深。

这种o，卢不饱和结构性质不稳定，在紫外光持续辐照下分解，黄度逐渐减弱；或于空气环境中吸收水分而发生水解，黄度也将逐渐减弱，这或许能够用以解释为什么有的光固化涂料在辐照固化完成后有明显黄变，而放置一段时间后，黄度大大减轻。

亚胺L14-3（d）刁和烯胺[14—3（c）工对黄变有一定贡献，也是不稳定结构，遇潮气水解。

4—甲基哌嗪加成所得丙烯酸酯化活性胺在大多数引发体系中活性较低，而且光致黄变倾向特别严重，因此在光固化涂料中很少采用这种结构的活性胺。

芦羟乙基仲胺加成的丙烯酸酯化活性胺在辐照完成后初期可能显示出较高黄度，但在短时间内可蜕变为极低的黄度，加之对光聚合较高的促进能力，是一类综合性能较为平衡的丙烯酸酯化活性胺。

可可胺加成物也是一类性能可以接受的促进剂。

二环己基胺与多元丙烯酸酯加成的活性胺光致黄变程度显著低于二直链烷基胺加成产物，这与二环己基胺较少的o—H原子数有关，。

—H原子越少，光照产生过氧化物中间体（A）的可能性越小，但对光固化的促进作用可能也相应降低，当与HMPP或ITX搭配引发多元丙烯酸酯光聚合时，情况确实如此，但与二苯甲酮组合时，却表现出相对较高的引发活性。

不同结构的丙烯酸酯化活性

胺与不同种类的光引发剂搭配时很可能表现出不同的光引发活性、不同的光致黄变和光氧化倾向，A11en研究小组最近对此课题做了较为系统的研究报道[9J。

在考虑选用何种仲胺与多元丙烯酸酯加成时，应综合评估光固化活性、耐黄变等性能。

活性胺的作用机理非常复杂，目前还很难将结构与引发活性和光致黄变行为系统挂钩，有关的讨沦比较零散。

在二苯甲酮作用下，丙烯酸酯化活性胺的o—H原子至少存在两种竞争历程，其一为活性胺与激发态二苯甲酮之间的夺氢反应，产生o—胺烷基自由基，这对光固化目的来说是有利过程，可直接加成引发丙烯酸酯单体聚合；其二为光诱导下氧分子与。

位C—H键反应生成过氧化物。

当然，按第一历程产生的o—胺烷基自由基也可以和氧分子结合，形成o—胺烷基过氧自由基，过氧自由基从另一叔胺分子上夺取一个n—H原子，产生叔胺过氧化氢（A）和活泼的。

—胺烷基自由基，在消耗氧分子的同时，产生了新的活性自由基，这就是叔胺发挥抗氧阻聚功能的原因。

一般来说，叔胺的电离势越低，氮原子越容易给出电子，从而有利于后续夺氢步骤发生，卢羟基叔胺虽有较高电离势，但庐羟基的协同作用大大加速电子转移历程L10]，使叔胺o—H原子更容易失去，客观上抑制了。

位C—H键与氧分子的光氧化作用，黄变倾向得到抑制。

在二甲基胺、二乙基胺和二正丁胺迈克尔加成产物中，氧化历程与夺氢历程竞争可能更加激烈一些，生成胺氧化物的可能性较高，黄变倾向大。

叔胺光解氧化还包括C—N键断裂，形成二烷基胺自由基，如在芳环结构存在下，哪怕是芳环杂质，该自由基可以加成到芳环上，形成生色结构，产生较强吸光效果。

将各种活性胺促进下的光固化膜进行紫外辐照老化，固化膜的羟基指数随活性胺结构不同而呈现不同规律的变化，羟基指数增加，意味着C—H键发生较大程度的光氧化，羟基结构是过氧化中间结构的产物，可能会导致涂层黄变或交联结构的变化，所幸的是，含有N—羟乙基的丙烯酸酯化活性胺可使固化膜羟基指数经历一个最大值后逐渐减弱。

二。

光固化涂层光老化行为与机理黄变只是涂层内部化学变化的一种表象，原因很复杂，有时仅仅来源于光敏组分的各种变化，而与树脂光交联网络结构没有太大联系，光固化涂层的耐候性则直接由交联网络结构的化学、物理稳定性决定。

也就是说固化膜黄度的增加并不一定说明膜层交联结构发生了降解老化，而交联网络的氧化降解通常会导致黄度增加。

比较典型的情况是，涂层在光固化进行过程中以及早期的光老化过程中所产生的黄变很可能由光引发体系光解导致，光老化后期的黄变基本上由树脂交联网络本身的光氧化降解引起，这种来自不同原因的光致黄变可以用图14—5来定性反映。

光固

固化完成后的避光放置阶段（b

固化膜内的有色不稳定结构或继续发生氧化，转变为无色结构；或吸收潮气，发生水解，也转化为五色结构。

光老化试验的初期（阶段C），固化膜内残余的光引发剂和活性胺再次吸光，发生光解、光氧化反应，生成有色不稳定中间结构，使涂层黄度逐渐加深。

在持续光照下，这些有色不稳定结构或进一步分解，或吸潮水解，转变为五色产物（阶段D的初期），与此同时，树脂交联网络本身光氧化降解可能开始，出现了黄度指数复而上升的情形（阶段D后期）。

这里讨论的是典型情况，当光引发剂、活性胺搭配比较理想的条件下，上述A阶段可能不明显。

也可能出现引发剂与活性胺搭配较为糟糕的情况，即光固化加工完成以后，涂层在暗处存放阶段黄度指数继续增加到一定水平，然后才趋于稳定或开始缓慢衰减，这种情况可能涉及引发体系光解产物在暗条件下的缓慢氧化、分解反应，受结构方面的制约，有色光解产物的产生可能比较缓慢。

综合上述讨论也有助于我们理解，为什么有的光固化膜在光老化试验初期（通常在200h以内），黄度指数经历一个上升—下降阶段后才进入逐步增长阶段。

关于涂层光老化行为的早期研究大多来自欧洲几个著名的研究小组，如Ranby、Allen、Decker等研究小组[1s—19）。

有关辐射固化涂料的光氧化研究，早期比较典型而广泛的报道见于Gate—chairl986年的文献D9]，Siampringue关于丙烯酸酯光交联体系光老化和光稳定化的研究也称得上是光固化涂料老化研究的范例[20j。

光固化涂料的基本组成为丙烯酸酯类单体、环氧丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯等，因此固化膜内比较常见的结构或基团为饱和酯键、醚键、氨酯键及取代芳环结构，其中以聚丙烯酸酯链段最为普遍，阳离子光固化体系以醚键浓度较高。

Gismondi等人研究指出，纯粹丙烯酸酯类光交联体系本身的抗光老化性能较高，其中含有的胺类和芳环结构是其容易发生光老化的主要原因：

2¨。

O，Hara通过光固化膜的热老化和光老化研究指出，环氧丙烯酸酯交联体系抗老化性能不如脂肪族聚氨酯丙烯酸酯固化膜122j。

Allen的研究也得出相似结论，并指出二苯甲酮光引发剂的光致黄变倾向低于裂解型的HCPK光引发剂[2sl，这一结论似乎与多数人的经验相反。

光老化研究中常常出现不一致的结果，这可能源于各人研究方法和试验材料的差异，例如最基本的环氧丙烯酸酯，其合成方法就可以分为胺催化和非胺催化的不同品质，有叔胺催化的产品，保留在其中的胺类催化剂将严重影响固化膜光老化行为。

固化涂层结构中如果含有芳环，特别是芳环上还有氧原子或氮原子等能够与芳环产生共轭结构的基团时，光老化黄变的倾向较大，光氧化过程中产生的醌式是其易于老化黄变的关键，这已有多人研究证实[24-z6]。

不同结构的光固化体系，其抗老化黄变性能差异较大，可通过图14—6来说明L“』。

图14-6几种典型光固化树脂光老化黄变比较；聚合物光降解过程在很大程度上就是化学键的断裂，首先自然想到的是常用辐照光源波长能量是否与聚合物中化学键键能匹配。

表14—2列出了一些典型化学键键能和对应的光能波长。

无论人工老化光源，还是太阳光，其可用波长一般都在300nm或320nm以上，表14—2说明常用老化光源的波长具有足够高能量，完全可以将这些化学键的大部分打开。

但实际情况复杂得多。

首先，简单依靠这些饱和化学键，根本无法吸收相应波长的光能，光降解也就无从开始；其次，化合物即使获得足够能量，最开始的光化学反应不一定是上述匹配化学键的裂解，可能先发生重排、异构化等反应。

一般光固化涂料中存在一定量的光敏性杂质或组分，首先通过这些光敏成分吸收光能，再将能量转移给附近的弱键，降解反应得以开始；固化膜中羰基、共轭结构也是敏感吸光中心，也可起到吸收光能，转移能量的作用，或直接发生光解作用，这两种方式都是光固化体系比较常见的光老化降解模式。

聚合物材料的光降解过程并非只是简单的光反应，环境的氧气、湿度、温度及光敏性杂质和污染物等也可能参与光降解过程，使光降解行为复杂化。

空气环境中的聚合物光老化一般避免不了光氧化过程，·不管聚合物的结构和官能团性质如何，其最一般化的光氧化过程可用图14—7的系列反应式来表达[283。

图14-7聚合物一般性光氧化过程不论环境的影响如何，内因总是最为关键的因素，不同结构的光交联体系，其光降解行为和机理可能各不相同。

（1）双酚A环氧丙烯酸酯固化体系该交联网络主要存在聚丙烯酸酯交联结构和给电子基团取代的芳环结构，其中，聚丙烯酸酯链段上大量的酯羰基，在吸收短波紫外或光敏化作用下，酯基可能发生至少两种形式的。

—裂解，即C—C键和C—O键断裂，形成的自由基容易受到氧的攻击，进一步发生氧化分解，同时释放二氧化碳。

该老化过程不一定伴随黄度指数的显著增加。

而双酚A链节单元发生光解产生深色的醌式结构和其他裂解、氧化产物，导致固化膜黄度显著上升。

双酚A环氧丙烯酸酯固化体系的光降解化学历程女口图14—8所示

图14-83X酚A环氧丙烯酸酯交联结构光降解机理由于双酚A环氧具有芳基烷基醚结构，交联体系在发生上述光降解同时，可能发生Fries重排，烷氧基由苯环对位迁移至苯环邻位，并可能出现双烷氧基苯环结构，使光老化黄变加重。

Gr。

ham曾利用双酚A双2—羟丙基醚作为环氧丙烯酸酯交联网

络链段模型，经紫外长时间辐照后，以GC-MS方法对光解产物进行分析，发现产生了大量丙酮和烷氧基联苯酚产物，推测其光解历程如图14-9[ao]。

图14-9双酚A环氧丙烯酸酯模型化合物光解历程模型化合物光解产生的4‘—（2—羟丙氧基）联苯酚很容易遭到氧化，变为颜色较深的醌式产物，这从另一个角度解释了双酚A环氧丙烯酸酯交联体系的光老化黄变行为。

另外，Minor早在20世纪50年代对环氧交联体系模型化合物l，3—二苯氧基异丙醇[PhOCH2CH（OH）CHzOPh刁进行光降解研究[，1），发现模型化合物的降解机理存在波长依赖性，当以254nm短波紫外辐照，分解为苯酚和苯氧基丙酮，后者可进一步光解为苯酚或Fries重排为乙酰甲基苯酚，这些酚类降解产物均易被氧化成深色醌类结构，是黄变的主因。

当以280nm紫外光辐照光解，模型化合物主要裂解产生甲酸苯酯和次要的苯氧乙酸，后者继续光解转变成酚类产物。

（2）脂肪醚结构交联网络中的脂肪族醚结构容易遭受自由基协同下的氧分子进攻，氧化分解为过氧化物、酯、醇等结构，并伴有脱羰过程。

如图14—10所示。

图14-10脂肪醚结构的光降解历程（3）聚氨酯丙烯酸酯聚氨酯丙烯酸酯固化膜以含有大量氨酯键为特征，脂肪族聚氨酯在光老化过程中主要发生氨酯键N—邻位CH2失氢反应，并受氧分子攻击，氨酯过氧化物中间体可演变为酰亚胺结构。

芳香族聚氨酯的光解历程较复杂，一方面发生光致Fries重排，生成既有生色团，又有助色团的芳环结构，黄度加深[323。

另外易发生氨酯键的直接光裂解，产生共轭醌亚胺（qui—none-imide）结构，也是黄变的重要来源。

有关聚氨酯丙烯酸酯固化体系光降解历程如图14—11所示k33j。

基于MDI的聚氨酯丙烯酸酯发生光降解的情况比TDI可能更加严重，由于两个苯环通过一个亚甲基连接，光老化过程中，可以形成更大共轭结构、吸光性更强的双醌亚胺降解产物。

结构如图14-12。

脂肪族聚氨酯丙烯酸酯涂层在2000h的QUV老化试验后，仍能保持着透明性和无色性，但红外（1R）光谱分析清楚表明，它已发生了光降解反应，发现氨酯键单元（NH，N—C，CH，C--O，C＝O）的所有重要吸收带在辐射后逐渐减少，与此同时，由于光氧化作用，涂层内的羟基含量增加，反映在红外光谱中3280cm-l369附近的羟基吸收峰逐渐增强

聚酯丙烯酸酯体系考察聚酯丙烯酸酯光老化行为同样需考虑聚酯链段是否含有芳环结构，如果是基于苯二甲酸等不饱和羧酸的树脂，本身吸光性能较强，固化体系发生光老化黄变的可能性较大，

聚酯丙烯酸酯固化体系光降解历程另外，基于芳香羧酸的聚酯树脂还可以经分子内夺氢历程（六元环），发生NorrishⅡ型光解，生成芳香酸和双键结构[：

‘]，取代联苯结构和取代酚类结构也是可能的光解产物[35,36]。

脂肪族聚酯结构主要发生酯键断裂，形成酰氧自由基和烷基自由基，继而遭受氧分子进攻，最终可能产生二氧化碳（酰氧自由基脱羰）、过氧化物、醇、羧酸等降解结构，中间自由基可能同时发生接枝、偶合、交联的反应。

脂肪族聚酯丙烯酸酯交联体系中，酯羰基与y—H之间的成环夺氢历程比较普遍，最终也导致分子链裂解，如图]4—14所示。

聚硅氧烷丙烯酸酯交联体系具有较高的抗光老化性能，交联密度大的体系抗光老化性能常常优于交联密度小的体系。

聚合物如含有氯、溴等卤代基团（C—X），则C—X键容易发生裂解。

总之，光固化树脂、单体固化基体的光老化详细机理非常复杂，上面讨论的仅仅是一些发生概率较大，或已经得到研究证实的过程，受表征手段的限制，还有一些可能的光老化反应过程未被证实。

第四节光稳定剂与涂层的光稳定化

一、光固化涂层光稳定化研究概况关于光固化涂料的光稳定化研究，Carlsson、Ranby及Allen早期都曾对此课题进行过广泛研究[“,383。

从光固化涂层光老化的机理来看，固化膜首先必须吸收光能，光降解过程中涉及吸光基团和光敏组分杂质的激发跃迁以及很多自由基、过氧自由基、过氧化物的演变。

因此，如能通过外加手段作用于上述关键步骤，则可有效阻断或抑制聚合物材料的光老化过程。

一般是在涂料体系中添加某种功能的光稳定剂（LightStabilizer）达到抗光老化目的[。

9．40，41]。

适合于光固化涂料的光稳定剂应当满足下列基本要求：

①光稳定剂应具有足够的效能抑制聚合物材料的光老化，延缓其光老化进程；②光稳定剂与涂料配方和固化交联体系有良好的相容性，防止相分离或在固化膜中渗透迁移；③光稳定剂应具有较低的挥发性，否则当以很少的浓度存在于涂层中时．容易发生挥发性损失；④由于光固化涂料的成膜过程涉及到吸光、激发跃迁和活性自由基的产生等环节，光稳定剂不应严重干扰、阻碍这些环节的作用，否则，光固化速率和固化膜交联度等膜性能较差，达不到设计要求；⑤光稳定剂仅仅作为一种添加成分存在于涂层体系中，通常不希望它与光固化涂料配方组分发生改变功能性质的化学反应，以免影响光稳定化效能和光固化膜性能。

⑥光稳定剂应具有长效抑制光老化功能；⑦光稳定剂应无毒安全、成本低。

曾经比较常用的手段是在涂料配方中添加有色颜料，由于颜料本身强烈的吸光作用，可有效屏蔽紫外光，如炭黑、酞菁蓝等。

颜料的抗光老化作用机理不仅限于光屏蔽，还有更深层次的复杂作用。

颜料着色的体系在进行光固化时，显然妨碍光引发剂的吸光效能，严重干扰光固化效率和膜性能。

此外，颜料着色还将使涂层吸收更多的光能，使涂层温度升高，发生热老化降解的可能性增加。

因此，利用颜料着色来提高光固化涂料的抗光老化性能不太符合实际要求。

在传统塑料、橡胶、涂料工业上普遍采用的抗光老化方法是添加紫外光吸收剂、自由基捕获剂、激发态猝灭剂及过氧化氢分解剂，这四大类光稳定剂在高分材料抗光老化领域有着举足轻重的作用，然而，并非上述所有传统的光稳定剂都可以用于光固化涂料体系。

自由基捕获剂包括受阻酚光稳定剂和受阻胺光稳定剂（Hin—deredAmineLightStabilizer，HALS），前者是一种酚类结构，对自由基聚合可能有阻聚作用，更主要的是，它的光稳定化效果通常不够理想，因而不适合用作光固化涂料光稳定剂。

由于光老化过程必须经历光敏基团、光敏杂质及残留光引发剂的激发态，包括激发单线态和激发三线态，激发态猝灭剂就是与这些激发态基团或分子作用，将其能量转移给猝灭剂分子，而聚合物体系中的受激基团（通常为羰基）和分子无损伤回到基态，猝灭剂分子接受能量后，再以热耗散的形式将能量释放出去。

这实际上是一种光敏化过程，它把对聚合物体系潜在有害的激发能量转化为无害能量。

但对