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什么是紫外吸收剂

更大的概念可以称为紫外线吸收剂/光稳定/光稳定添加剂(Ultraviolet Absorber/photostabilizer / light stabilizer)”,IUPAC在聚合物术语中将其定义为:加入材料中,用于保护聚合物免受光降解(photodegradation)的添加剂。工业语境里常把其中针对UV老化的体系统称为 UV stabilizers。

 

紫外吸收剂UV absorber;行业里也常写 UVA = Ultraviolet Absorber注意这里的 UVA指“吸收剂”,不要与 UV-A 波段混淆)是紫外线稳定剂的一大类:其核心机理是吸收入射UV光子并将能量主要通过非辐射过程耗散(转成热等),从源头降低基材进入激发态后触发自由基/光氧化链反应的概率。

概念边界与家族划分:家族分工 + UV 波段定义

1. Ultraviolet Absorber(吸收型):靠“吸收 + 耗散”实现UV屏蔽(部分体系可用ESIPT等过程解释其高效非辐射耗散)。

2. HALSHindered Amine Light Stabilizers,受阻胺光稳定剂):主要通过捕获/循环清除自由基、抑制光氧化链反应来延缓老化,本身不一定依赖UV吸收谱;常与Ultraviolet Absorber组合获得协同效果

3. Quenchers(猝灭剂/淬灭剂,如部分镍类体系):通过猝灭激发态/能量转移等方式降低光致反应几率。

4. 无机氧化物屏蔽剂(如 TiO₂= titanium dioxide 二氧化钛;ZnO = zinc oxide 氧化锌):既可能“吸收”,也可能“散射/反射”,效果与粒径、带隙、晶型与表面处理有关;在某些情况下还需注意其潜在光化学活性带来的副作用。

注:TiO₂(尤其某些条件下)具有光催化活性,实际配方(防晒/涂料/塑料)常通过晶型选择(常见偏金红石)+表面包覆来降低ROS/光催化带来的副反应风险。

5.UV 波段理解CIE = Commission Internationale de l’Éclairage,国际照明委员会):常用划分为UV-A315–400 nm;UV-B280–315 nm;UV-C100–280 nm。

重要提示:Ultraviolet Absorber属于“吸收耗散紫外光线”的光稳定体系HALS/猝灭剂/无机屏蔽属于不同机制的光稳定体系,经常组合使用。

紫外线吸收剂:常见特点一览

特点(工程指标)

使用的重要性

哪些体系敏感

覆盖目标波段、吸收强(UV-A 315–400 nm;必要时覆盖 UV-B 280–315 nm)

决定“挡得住多少 UV”,直接影响耐候基线

户外塑料、透明清漆、薄膜

可见区 >400 nm 尽量干净(低尾吸)

避免发黄/变色;对透明体系是硬门槛

透明清漆、透明塑料、透明胶黏剂

高光稳定性(photostability):耐照后仍有效

否则“越晒越没用”,还可能生成黄变副产物

长期户外、强 UV 地区、高海拔

耐热、低挥发(加工稳定)

挤出/注塑/烘烤时不丢失有效含量;降低设备污染(plate-out)

挤出/注塑塑料;烘烤固化涂料

低迁移/低渗出/低抽提(相容性好)

不析出、不起雾度、不掉性能(长期保持)

PVC、橡胶、密封胶、薄膜、含增塑剂体系

“反向伤害配方”(体系兼容)

不干扰固化、粘接、颜料分散、力学;否则“加了反而更差”

UV 固化体系、胶黏剂、色漆

HALS 协同(HALS=受阻胺光稳定剂,自由基链抑制型)

UV absorber 负责“挡光降输入”;HALS 负责“截获自由基、抑制光氧化链反应”;组合通常更耐久

户外涂料、户外塑料(高耐候要求)

用量/膜厚敏感(涂料体系)

屏蔽效果与“浓度×膜厚”相关;薄膜可能需要更高 ε 或更高用量

透明清漆、薄涂层、薄膜

如何验证“紫外线吸收剂性能/有效领域

证据层级

目的

推荐怎么测试

需要记录的“数据”

合格信号/常见误区

1. 光谱屏蔽能力

在目标 UV 波段到底挡不挡得住?

UV-Vis:溶液 + 薄膜/制件(优先)

① 覆盖范围(UV-A/UV-B 是否有空窗)② 透过率 T(%):如 T@340 nm / T@360 nm(薄膜/制件)③ λmax 与 A(吸光度) 或 ε(溶液)④ >400 nm 可见区吸收/透过率

合格信号:目标波段 T 低(挡得住),可见区 T 高(不黄不暗)。常见误区:只看溶液 ε 不看“真实厚度薄膜/制件”的 T;忽略膜厚/分散导致“纸面很好,实际不挡”。

2. 光稳定性(耐照)

会不会自己先被晒坏,导致后期失效/黄变?

照射前后对比:UV-Vis / 颜色;必要时 HPLC/GC-MS 查降解物

① 照前/照后 T@340/360 或 A@λmax 的变化(保持率%)② λmax 是否漂移③ 可见区尾吸是否上升④ 颜色变化(ΔE* / 黄变指数 YI)

合格信号:照后吸收能力保持(衰减小),无明显漂移/尾吸增长,ΔE/YI 增量小。常见误区:初始吸收强但很快光漂白;降解副产物导致黄变/异味。

3. 热稳定/挥发(加工端)

加工/烘烤时会不会挥发掉或热分解?

TGA/等温失重;模拟加工或烘烤前后对比

① TGA:T5%/T10%(或指定温度失重%)② 等温条件(如加工温度×时间)的失重%③ 加工前后含量或性能保持(可用光谱/配方含量对比)④ 设备污染/沉积(plate-out 观察记录)

合格信号:加工窗口内失重低、性能保持高、无明显 plate-out。常见误区:只做室温测试;忽略加工温度导致“做出来就跑掉”。

4. 迁移/渗出/抽提(服役端)

用着用着会不会跑到表面(析出/发雾)或被溶剂/水抽走?

萃取/浸泡(溶剂、水、油脂环境按场景选);表面析出观察(blooming);雾度/外观跟踪

① 萃取前后含量差/失重%② 表面析出评级(有/无、轻/重)③ 雾度变化(ΔHaze)④ 外观/黏附变化

合格信号:萃取损失小、无析出、雾度不明显上升。常见误区:只看短期;没选对介质(实际场景是油脂/增塑剂/清洗溶剂却只用水)。

5. 配方内协同(体系真实表现)

真实配方里有没有协同,让耐候更“稳”?

对照配方:仅 UV absorber vs UV absorber + HALS(受阻胺光稳定剂)等;同条件老化对比

① 同一老化条件下:ΔYI/ΔE、光泽保持率%、雾度、开裂/粉化评级② 力学保持率%(拉伸/冲击,按产品场景选)

合格信号:组合方案在关键指标上明显更稳(保持率更高)。常见误区:只换 UV absorber 不管 HALS/抗氧化体系,链式光氧化没被抑制。

6. 加速耐候(工程判定)

最终“好不好”必须落到耐候/性能保持

ASTM G154(荧光 UV)/ ASTM G155(氙灯)等;注意写清循环条件

① 规定周期后的:ΔYI/ΔE、光泽保持%、雾度、粉化/龟裂评级② 力学保持%③ 失效时间/阈值(如光泽下降到 X%)

合格信号:达到目标周期仍保持在阈值内(如光泽>某值、无开裂)。常见误区:不报告循环/辐照/温湿度条件导致不可比;只看外观不看力学。

7.(如涉及防晒)法规/标签指标

面向皮肤产品的标准化结论(可用于合规与标识)

ISO 24444(SPF,in vivo);ISO 24443(UVA,in vitro);ISO 24442UVA,in vivo);耐水:ISO 16217 + ISO 18861

① SPF ② UVA-PF(体外或体内)③ 关键波长/广谱判据(若采用)④ 耐水:浸泡前后 SPF 保留%(按相应标准)

合格信号:达到法规/产品宣称所需阈值。常见误区:把 ISO 24442 当耐水;耐水需 16217/18861;不同地区法规要求不同却套用同一套结论。

符号注释

1. T(%):透过率(Transmittance)。数值越低表示越“挡光”(该波长更不透光)。

2. A(Absorbance):吸光度(常见为 log 量纲)。A 越大表示吸收越强。

3. λmax:最大吸收峰对应的波长。

4. ε(molar absorptivity):摩尔消光系数/摩尔吸光系数(衡量分子本征吸收能力,常见单位 L·mol⁻¹·cm⁻¹)。

5. ΔE*:色差变化(CIE L*a*b* 色空间的综合色差;ΔE* 越大,颜色变化越明显)。

6. YI:黄变指数(Yellowness Index,表征“发黄程度”的指标)。

7. ΔYI:黄变指数的变化量(老化后 YI − 老化前 YI;越大表示越黄)。

8. 光泽保持率(%):老化后光泽 / 老化前光泽 × 100%。

9. 保持率(%)(通用写法):老化后某指标 / 老化前该指标 × 100%(越高越好,取决于指标定义)。

紫外线吸收剂分类/应用表

场景

机理/形态

常见家族/子类

主要覆盖(经验)

优势/特性

典型痛点/注意

典型应用

防晒

无机屏蔽(粉体)

TiO₂ / ZnO

UVA+UVB(宽谱)

宽谱、耐光;可做“底盘防护”

分散/透明度/白泛与肤感;颗粒与包覆/配方影响大

防晒霜/乳/喷雾

防晒

有机吸收(分子)

UVB:水杨酸酯、肉桂酸酯、三嗪UVB、氰基丙烯酸酯

UVB为主(部分兼UVA2)

提升SPF效率高、配方透明

光稳定/相容性;需与UVA或广谱拼图

防晒配方提升SPF

防晒

有机吸收(分子)

UVA:1,3-二酮类;苯甲酰基苯甲酸酯;樟脑磺酸类

UVA(部分偏UVA1)

补足UVA段、做PA/UVA-PF主力

光稳定与复配逻辑更关键(单用往往不够)

防晒配方提升UVA-PF

防晒

有机吸收(分子)

广谱:部分三嗪类(UVA+UVB)

UVA+UVB

一剂“补缺口+提稳定”

原料溶解/分散与法规合规需注意

广谱防晒核心组分

塑料/涂料/胶黏剂

有机吸收(分子)

苯并三唑类(BTZ)“benzotriazole/苯并三唑”)

UVA为主

工业耐候主力、适用面广、常与HALS协同

迁移/挥发/耐抽出随结构差异大;形态(液体/水性相容)影响落地

透明件、清漆、塑料户外件

工业耐候

有机吸收(分子)

羟基苯基三嗪(HPT)(“triazine/三嗪+羟基苯基”)

UVA强

耐热、低挥发、长期耐候表现强

成本/相容性窗口要匹配树脂

高温加工工程塑料、粉末涂料、高耐候性清漆

工业耐候

有机吸收(分子)

二苯甲酮类(BP)

UVB/

短波UVA

成本与通用性好,老牌路线

迁移/黄变/体系副反应需评估

PVC、橡塑、胶黏剂、部分涂料

工业耐候

有机吸收(分子)

UV312/VSU(草酰胺/氧苯酰胺类)、苯并恶嗪酮“其它家族”

大多UVA

在某些树脂窗口更合适(耐金属离子干扰/耐热等)

需要用实际体系验证相容与耐久

工程塑料/涂料补充方案

工业耐候

高分子型/低迁移

多官能/高分子量吸收剂

UVA为主

极低迁移、耐抽出,适合长期户外

成膜/相容性与成本需平衡

户外耐候塑料、薄膜、密封胶

工业耐候

配方助剂(非吸收剂本体)

溶剂/载体(PMA)

帮助溶解/分散UV吸收剂、调黏度成膜

不是吸收剂,避免误选

涂料/油墨/胶黏剂配方

选型决策

1. 用于皮肤/防晒?→ 看表1:先补缺的波段(SPF不足选UVB;PA不足选UVA;想省心选广谱+必要时TiO₂/ZnO)。

2. 用于工业材料(塑料/涂料/胶黏剂)?→ 先判断工艺温度:高温挤出/注塑/粉末烘烤→ 先看表3(耐热/低挥发路线),再用表2(BTZ主力)补齐。

3. 用于涂料/清漆(溶剂型/汽车/工业)且追求户外耐候→ 表2(BTZ主力)优先,想更耐久再叠加表3(HPT/其它补强)。

4. 用于透明制品/薄膜、更低迁移/抽出/气味→ 表2优先选低迁移/高分子量/液体型BTZ,并用表3的高分子型/补充家族加固。

5. 用于水性体系(涂料/油墨/胶黏剂)相容性难→ 优先选表2/表3里“可水性/亲水改性”路线;必要时表3的PMA只作溶解/携带工具。

6. 还拿不准?→ 定位:用于哪里(防晒→表1;工业→表2/3)+ 最怕什么(波段空窗/耐热/迁移),再回到对应行选。

1|防晒/个人护理 UV 滤光剂与无机物理屏蔽剂(UVA/UVB/广谱)

分类

Cas编号

名称

规格或纯度

产品应用(紫外吸收相关)

无机 UV 屏蔽剂(物理防晒/颜料)

13463-67-7

二氧化钛(IV)

≥99%(HPLC)

UVA+UVB 宽谱屏蔽(吸收+散射);用于防晒、户外涂层/塑料耐候、UV遮蔽与耐黄变提升

无机 UV 屏蔽剂(物理防晒/颜料)

1314-13-2

氧化锌

欧洲药典(Ph.Eur)

UVA+UVB 宽谱屏蔽;用于防晒与涂层、橡塑耐候与抗粉化

樟脑磺酸类 UVA 滤光剂(防晒)

92761-26-7

依莰舒

≥99%(HPLC)

UVA滤光剂;用于防晒配方提升 UVA 防护与光稳定性

1,3-二酮类 UVA 滤光剂(防晒)

70356-09-1

1-(4-叔丁基苯基)-3-(4-甲氧基苯基)-1,3-丙二酮

≥99%(HPLC)

UVA尤其 UVA1,340–400 nm)主力滤光剂;防晒配方构建高 UVA-PF

水杨酸酯类 UVB 滤光剂(防晒)

118-56-9

3,3,5-三甲基环己基水杨酸酯 (顺反混合物)

≥99%(HPLC)

UVB吸收;用于提高 SPF,常与 UVA/广谱滤光剂复配

三嗪类 UVB 滤光剂(防晒,超强UVB)

88122-99-0

乙基己基三氮唑

≥99%(HPLC)

UVB强吸收且光稳定;用于显著提升 SPF

苯甲酰基苯甲酸酯类 UVA 滤光剂(防晒)

302776-68-7

二乙氨基羟苯甲酰基苯甲酸己酯

≥99%(HPLC)

UVA尤其 UVA1)吸收且光稳定;用于提升 PA/UVA-PF

三嗪类广谱滤光剂(防晒/高光稳定)

187393-00-6

双乙基己氧基苯酚甲氧基苯三嗪

≥99%(HPLC)

UVA+UVB 广谱且光稳定;防晒“广谱+光稳定”核心组分

氰基丙烯酸酯类 UVB/UVA2 滤光剂(防晒)

6197-30-4

2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸-2-乙基己酯

≥99%(HPLC)

UVB+UVA2 吸收;防晒中常用于提升 SPF,并帮助体系光稳定

肉桂酸酯类 UVB 滤光剂(防晒)

5466-77-3

4-甲氧基肉桂酸-2-乙基己酯

≥99%(HPLC)

UVB 吸收;用于提高 SPF、改善肤感与配方协同

 

 

2|工工业耐候 UV 吸收剂主力家族:苯并三唑类(BTZ)及其常用变体

分类

Cas编号

名称

规格或纯度

产品应用(紫外吸收相关)

苯并三唑类 UV 吸收剂(BTZ,工业耐候)

2440-22-4

2-(2-羟基-5-甲基苯基)苯并三唑

≥99%(HPLC)

BTZ-UVA 吸收;塑料/涂料/油墨/胶黏剂,抑制黄变、开裂与性能衰减

苯并三唑类 UV 吸收剂(BTZ,工业耐候)

3147-75-9

2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑

≥99%(HPLC)

BTZ-UVA 吸收;塑料/涂料耐候、保光泽,降低户外老化

苯并三唑类 UV 吸收剂(BTZ,工业耐候)

70321-86-7

2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二(1-甲基-1-苯乙基)苯酚

≥99%(HPLC)

高分子量 BTZ-UVA 吸收;工程塑料/涂料耐候,适合高温加工、低迁移需求

苯并三唑类 UV 吸收剂(BTZ,工业耐候)

3864-99-1

2-(3,5-二叔丁基-2-羟苯基)-5-氯苯并三唑

≥99%(HPLC)

含氯 BTZ-UVA 吸收;塑料/涂料户外耐候、抗黄变与抗裂

苯并三唑类 UV 吸收剂(BTZ,工业耐候)

3896-11-5

2-(5-氯-2-苯三唑基)-6-叔丁基对甲酚

≥99%(HPLC)

含氯 BTZ-UVA 吸收;塑料/涂料耐候与保色

苯并三唑类 UV 吸收剂(BTZ,工业耐候)

103597-45-1

2,2'-亚甲基双[6-(苯并三唑-2-基)-4-叔辛基苯酚]

≥99%(HPLC)

高分子量 BTZ-UVA 吸收;透明工程塑料/薄膜/涂料中用于低迁移耐候

苯并三唑类 UV 吸收剂(BTZ,工业耐候)

73936-91-1

2-(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)-6-(2-苯基丙-2-基)-4-(2,4,4-三甲基戊-2-基)苯酚

≥99%(HPLC)

BTZ-UVA 吸收(UV-928 );适合高温加工体系,低挥发、耐抽出

苯并三唑类 UV 吸收剂(BTZ,工业耐候)

25973-55-1

2-(3,5-二叔戊基-2-羟苯基)苯并三唑

≥99%(HPLC)

BTZ-UVA 吸收(UV-328 );塑料/涂料耐候,抗黄变与抗粉化

苯并三唑类 UV 吸收剂(BTZ,工业耐候)

36437-37-3

2-(2H-苯并[d][1,2,3]三唑-2-基)-6-(仲丁基)-4-(叔丁基)苯酚

≥99%(HPLC)

BTZ-UVA 吸收(UV-350 );塑料/涂料耐候,兼顾低挥发与加工稳定

苯并三唑类 UV 吸收剂(BTZ,涂料用液体)

125304-04-3

2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚

≥95%(HPLC)

BTZ-UVA 吸收(UV-571 );溶剂型涂料/工业涂层便于加入、提升耐候

苯并三唑类 UV 吸收剂(可水性/水性体系)

104810-48-2

3-[3-(2-H-苯并三唑-2-基)-4-羟基-5-叔丁基苯基]-丙酸-聚乙二醇 300 酯

≥98%(HPLC)

亲水/可用水性 BTZ-UVA 吸收;水性涂料/油墨/胶黏剂耐候与保光泽

苯并三唑类 UV 吸收剂(液体/反应物混合物)

104810-47-1

紫外线吸收剂1130

≥98%(HPLC)

涂料用液体 BTZ-UVA 吸收(UV-1130);工业/汽车涂料、油墨、胶黏剂耐候,常与HALS协同

3|工业耐候补充家族与配方助剂合并表:HPT/其它家族 + 溶剂(PMA)

分类

Cas编号

阿拉丁货号

名称

规格或纯度

产品应用(紫外吸收相关)

羟基苯基三嗪类 UV 吸收剂(HPT/三嗪,耐热低挥发)

147315-50-2

D302922

2-(46-二苯基-135-三嗪-2-基)-5-己基氧基-苯酚

≥99%(HPLC)

高性能 UVA 吸收、低挥发耐热;工程塑料/粉末涂料等高温加工耐候体系

羟基苯基三嗪类 UV 吸收剂(HPT,涂料用高耐候)

153519-44-9

U302981

紫外线吸收剂UV400

≥85%(HPLC)

HPT 类高性能 UVA;高耐候涂料/工业涂层中改善保光泽、抗黄变

二苯甲酮类 UV 吸收剂(BP)

1843-05-6

H109120

2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮

≥99%(HPLC)

UVB/短波UVA 吸收;PVC/橡塑/涂料/胶黏剂抗黄变、抗脆裂(常与 HALS 配套)

苯并恶嗪酮类 UV 吸收剂(Benzoxazinone)

18600-59-4

P305262

2,2'-(1,4-亚苯基)双(4H-3,1-苯并恶嗪-4-酮)

≥98%(HPLC)

强效能 UVA 吸收;工程塑料高温加工耐候,减少黄变与力学衰退

草酰胺/氧苯酰胺类 UV 吸收剂(Oxanilide/Oxamide)

23949-66-8

U695044

紫外线吸收剂UV312

≥98%(HPLC)

工业 UVA 吸收;塑料/涂料耐候,抑制黄变与长期耐候

氰基丙烯酸酯类(低迁移/高分子型,工业耐候)

178671-58-4

B305215

季戊四醇四(2-氰基-3,3-二苯丙烯酸酯)

≥99%(HPLC)

低迁移/低挥发的高分子型 UVA;工程塑料/户外制品耐候(高温加工、耐抽出)

 



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