紫外线吸收剂是一类能强烈地选择性地吸收对聚合物有害的太阳光中的紫外线而自身具有高度耐光性的有机化合物。紫外线吸收剂能选择性吸收高能量的紫外光,并进行能量转换,以热能形式或者无害的低辐射将能量释放或消耗。紫外线屏蔽剂可通过吸收、散射或反射紫外线而达到屏蔽紫外线的作用,因此能够提高材料的防晒、耐候、抗老化能力,延长其使用寿命。人们对紫外线危害的认识和自我防范意识也不断增强,对紫外线吸收剂的要求也不断提高[1]。

自从1928年,美国公布了第一个关于防晒剂的使用报告,即为肉桂酸苄酯与水杨酸苄酯的混合物以来,至今世界开发的紫外线吸收剂已有上百种。早在50年代初期,间苯二酚单苄酯、二苯甲酮类紫外线吸收剂相继被研发出,60年代,苯并三唑类紫外线吸收剂得到了工业应用,70年代是各国紫外线吸收剂研制开发最活跃的时期,80年代紫外线吸收剂受HALS快速发展的影响,高效紫外线吸收剂的品种开发曾一度处于低迷状态,进入90年代以后,随着工程与改性塑料的应用领域不断拓宽,给紫外线吸收剂带来了需求和希望。但从技术角度观察,这一时期苯并三唑类、二苯甲酮类等传统紫外线吸收剂的品种开发并无太大的进展,三嗪类、苄叉丙二酸酯类等新结构、高效能的紫外线吸收剂品种开发则引起了人们的高度重视;我国紫外线吸收剂研究和生产始于本世纪60年代初期,目前已工业化的紫外线吸收剂主要有邻羟基二苯甲酮类、邻羟基苯并三唑、邻羟基苯三嗪、氨基苯甲酸酯类、肉桂酸酯类、水杨酸酯类等少数几个品种,工业设计广泛应用的有二苯甲酮、苯并三唑等邻羟基芳香化合物[1]。论文网

目前大部分防晒产品主要是由对紫外线有散射作用的无机盐类和对紫外线吸收作用的有机类防晒剂配制而成,有机类紫外线吸收剂大多数为低分子量的紫外线吸收剂,存在水溶性和水分散性差,易被皮肤吸收,对皮肤有局部刺激作用,并且很难配入到化妆品中,少数品种甚至有致癌作用。

1.1紫外线吸收剂种类

紫外线吸收剂是光稳定剂中使用最早、用量较大的一类,紫外线吸收剂按化学结构分主要有5类:二苯甲酮类,如UV-9,UV-214,UV-531等;苯并三唑类,如UV-P,W326,UV-327等;水杨酸酯类,如BAD,TBS,OPS等;三嗪类,如紫外线吸收剂三嗪类等 [1]。

1.1.1苯并三唑类化合物

这类紫外线吸收剂在波长300 nm~385 nm范围内有较高的吸光指数,可以说这类化合物的吸收光谱接近于理想吸收剂的要求。这类化合物具有光稳定性的原因。由于邻羟基取代的苯并三唑类化合物本身具有非常好的毒理学数据,因此在防晒化妆品。中可以提高其使用量,从而提高化妆品的防晒指数。阳光下照射,其光降解不会超过0.3%,可以极大地降低光降解产物对皮肤的刺激性。吸收机理为苯并三唑类化合物的紫外线吸收机理与二苯甲酮类类似。它的结构中存在着氢键螯合环(由羟基与三唑基上的氮所构成),当吸收紫外线后,氢键断裂或形成光致互变异构体,将有害的紫外线变为无害的热能而释放[1]。

这类化合物有如下通式:

苯并三唑类化合物

 图1.1苯并三唑类化合物

1.1.2羟基苯基均三嗪类

羟基苯基均三嗪是一类新型的紫外线吸收剂,与二苯甲酮类和苯并三唑类化合物有相似的机理,吸收紫外线范围较宽(280 nm-380 nm),但吸收一部分可见光,易使制品泛黄。这类化合物的吸收紫外线效果与邻羟基的个数有关,邻羟基个数越多,吸收紫外线的能力越强。不同取代基的引入,降低了均三嗪环的碱性,提高了化合物的耐光坚牢性,同时也提高了与树脂的相容性。

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