为什么含胺类树脂在搭配 UVA 时特别容易黄变?
在实务应用中,许多使用聚氨酯、环氧或其他高性能树脂的客户,往往面临相同的困扰:材料在刚生产完成时外观良好,但在储存、初期使用,甚至尚未进入正式耐候测试之前,即已开始出现颜色偏黄的现象。即使配方中已添加紫外光吸收剂(UVA)与光安定系统,黄变问题仍反复发生,且难以透过单纯调整添加量获得改善。
因此,黄变经常被直觉归因于紫外线老化,或被认为是光安定剂等级不足所导致。然而,对于含胺类树脂系统而言,实际情况往往并非如此。大量实务经验显示,这类黄变现象并不一定发生在长期曝晒之后,而是在材料尚未承受显著紫外线能量前,就已经开始形成。
其根本原因,并不完全来自紫外线本身,而是源于树脂体系内部的化学兼容性设计。特别是紫外光吸收剂(UVA)的分子结构,是否能在含胺环境中长期稳定存在,而不与胺类官能基发生酸碱反应或结构性副反应,才是决定外观稳定性的关键因素。

胺在高分子体系中的存在,其实是一种「结构性事实」
在多数高性能树脂系统中,胺并非偶然残留的杂质,而是由材料设计与反应机制所决定、且无法完全避免的一部分。
以聚氨酯系统为例,虽然最终材料的主体结构为氨酯键,但在实际生产过程中,为了有效控制反应速率、泡孔结构或涂膜成形,几乎一定会使用叔胺类催化剂,例如三乙烯二胺(TEDA)。此外,异氰酸酯与胺类物质反应时,可能在体系中生成聚脲结构;若配方中进一步使用胺类扩链剂,体系内的胺含量只会进一步提高。
在环氧树脂系统中,胺的角色则更加关键。虽然环氧树脂单体本身并不含胺,但市面上超过八成以上的双酚 A 类环氧配方,必须仰赖胺类固化剂才能完成交联反应。无论是脂肪族胺(如 EDA、DETA),或芳香族胺(如 DDM、DDS),在与环氧基反应后,最终形成的交联网络中,仍然保留大量仲胺与叔胺结构。换言之,胺并非在反应完成后被消耗,而是以不同化学型态被固定于树脂结构之中,成为长期存在、且具碱性特征的官能基。
至于氨基树脂,例如尿素-甲醛树脂与三聚氰胺-甲醛树脂,其树脂系由本身即含有胺基或酰胺基的单体,透过与甲醛缩合反应所形成,胺相关结构直接构成树脂的交联骨架,因此固化后的材料天生即处于高胺环境。聚酰胺(尼龙)虽常被视为性质稳定的工程塑料,但其分子主链由酰胺键构成,且链端通常仍残留末端胺基,在高温或长期使用条件下,这些末端胺仍可能参与副反应,成为外观稳定性的潜在变量;而聚脲系统则是由异氰酸酯与端胺基聚醚快速反应生成,其结构中本就具有高度密集的胺衍生官能基,属于典型的高胺化学环境。
为什么传统「含酚羟基」UVA 在含胺系统中特别容易出问题?
在探讨黄变风险时,真正的核心并不在于紫外光吸收效率,而在于分子结构之间是否存在可预期的化学互动。

多数传统 UVA 为了有效吸收紫外线,会在分子结构中引入酚羟基。该官能基具有弱酸性,在中性或非含胺体系中通常相对稳定;然而,当其被引入至含胺树脂系统中,便等同于让酸性结构与碱性胺基长时间共存于同一高分子环境中。
在此条件下,酚羟基极容易与胺类官能基发生酸碱作用,形成胺盐或酚盐型态的副反应产物。这些产物往往具有可见光吸收能力,直接反映在材料外观上,即为逐步加深且难以逆转的黄变。因此,许多表面上被归因为「UV 老化」的黄变问题,实际上源自于 UVA 与含胺树脂之间的结构性不兼容。
从环氧反应机制看清楚:胺为什么会一直存在?
环氧树脂是最容易被误解的案例之一。常见的疑问是:「环氧树脂本身不是胺,为何仍会出现胺相关问题?」答案正存在于其固化反应机制中。
在固化初期,伯胺首先与环氧基发生开环反应,生成 β-羟基胺结构。在此过程中,胺并未消失,而是由伯胺转化为仲胺,同时引入新的羟基,使体系的化学活性进一步提升。随后,仲胺可继续与环氧基反应,生成叔胺结构,并逐步形成三维交联网络。
关键在于,整个反应过程中,胺仅是改变化学型态,而非被移除。最终固化完成的环氧树脂,内部仍长期存在大量仲胺与叔胺结构,使材料整体呈现偏碱性的化学环境。在此条件下,若再搭配含酚羟基的 UVA,黄变的发生是完全可以预期。
当 N–H 型 HALS 也加入系统时,问题会被进一步放大
在实务配方中,环氧系统往往同时搭配 HALS(受阻胺光安定剂)以提升耐候性能。然而,多数 N–H 型 HALS 的作用机制,依赖其在材料中持续进行的再生循环。
在胺固化型环氧体系中,固化后长期存在的活性胺,以及由胺相关相互作用所形成的离子型副产物,使体系呈现出胺富集的化学环境。这种环境可能干扰 HALS 的正常循环路径,例如导致盐化、参与副反应或降低其再生效率,从而削弱 HALS 的光安定效果,因此,在胺固化型双酚 A 类环氧树脂中,含酚羟基 UVA 与 N–H 型 HALS 的组合,往往同时存在兼容性与长期稳定性风险。
为什么含胺系统应优先选择不含酚羟基的 Chiguard® 9735 光稳定剂系统?

基于上述机制,对于含胺类树脂系统而言,紫外光吸收剂的选择关键,不应仅停留在吸收波段或效率比较。唯有在结构层级具备良好兼容性,才能从根本上降低黄变风险。
Chiguard® 9735 光稳定剂系统的核心设计特点,在于其分子结构中不含酚羟基。这使其即使应用于高胺含量的树脂体系中,仍能有效吸收紫外线,同时避免与胺类官能基形成盐类或有色副产物。对配方设计而言,这不仅带来更稳定的初期颜色表现,更能从化学机制上,实质降低长期黄变与光稳定性能衰退的风险。
从光谱特性来看,Chiguard® 9735 紫外光稳定剂系统的吸收峰值(lambda max)约落在 310 nm,正好涵盖对材料老化影响显著的 UV 波段。此外,其产品物理状态为淡黄色液体,相较于粉末型添加剂,在自动化计量、混合与分散过程中更具操作优势,有助于提升制程稳定性与配方一致性。
凭借良好的结构兼容性与加工友善特性,Chiguard® 9735 已广泛应用于多种聚氨酯相关领域,包括 PU 泡沫、 PU 皮革与薄膜、 PU 涂料以及 PU 板材等,能有效兼顾耐候性能与外观稳定性。

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