Полимерные покрытия — фасадные краски, автомобильные лаки, защитные составы для дерева — разрушаются под солнцем: ультрафиолет запускает фотоокисление, покрытие теряет блеск, желтеет и растрескивается. Для защиты используют светостабилизаторы. Можно ли добавить к ним диоктилсульфид? Здесь химия даёт неожиданный ответ — скорее нет.
Первая версия материала утверждала, что 1 % ДОС сохраняет более 85 % свойств покрытия после 1000 часов ускоренного УФ-старения. Источника этих данных нет, а химия тиоэфиров в системах с затруднёнными аминами указывает скорее на обратный эффект. Мы переписали материал.
Как защищают покрытия от ультрафиолета
- УФ-абсорберы (бензотриазолы, гидроксифенилтриазины, бензофеноны) поглощают ультрафиолет и рассеивают его энергию в виде тепла, не давая излучению дойти до полимера.
- Светостабилизаторы на основе пространственно затруднённых аминов (HALS) перехватывают радикалы, образующиеся при фотоокислении, и при этом многократно регенерируются. Сочетание УФ-абсорбера и HALS — стандарт защиты покрытий.
Почему тиоэфиры и HALS плохо сочетаются
Тиоэфиры, разрушая гидропероксиды, сами окисляются. Среди продуктов их дальнейшего превращения — сульфеновые и сульфоновые кислоты. Кислоты протонируют аминогруппы HALS и выводят светостабилизатор из цикла регенерации. Взаимное влияние тиосинергистов и HALS подтверждено и современными исследованиями: в работе Beissmann и соавт. (2014) показано, что серосодержащие соединения существенно меняют пути превращения HALS в полиолефинах — характерные для работы HALS аминоксильные радикалы в таких смесях не наблюдались. Поэтому тиоэфиры не вводят в системы, защищаемые HALS, без специальной проверки.
Кроме того, сам ДОС ультрафиолет не поглощает и потому УФ-абсорбером не является. Наконец, продукты окисления сульфидов могут влиять на цвет покрытия.
Что остаётся за ДОС
Механизм разрушения гидропероксидов действует и в покрытиях, но для наружного применения с HALS он скорее вреден, а для внутренних покрытий существуют специализированные антиоксиданты. Мы не рекомендуем использовать Экстрагент ДОС как светостабилизатор. Если такая задача всё же рассматривается, обязательны ускоренные испытания на светостойкость (например, по ASTM G154 или ISO 16474-3) в сравнении с системой без ДОС.
Литература
- Zweifel H. (ed.) Plastics Additives Handbook. Hanser — разделы о светостабилизаторах и взаимодействии стабилизаторов.
- Beissmann S., Grabmayer K., Wallner G., Nitsche D., Buchberger W. Analytical evaluation of the performance of stabilization systems for polyolefinic materials. Part II: Interactions between hindered amine light stabilizers and thiosynergists // Polymer Degradation and Stability. 2014. Vol. 110. P. 509–517. doi:10.1016/j.polymdegradstab.2014.09.021
- ASTM G154. Standard Practice for Operating Fluorescent Ultraviolet (UV) Lamp Apparatus for Exposure of Materials.