Antioxydants et stabilisateurs de lumière

Comme les autres matériaux polymères, la mousse de polyuréthane est sujette au vieillissement sous l’effet de facteurs externes tels que la lumière et la chaleur, entraînant un jaunissement et une diminution de ses propriétés physiques. L'ajout d'antioxydants, d'absorbeurs d'UV et d'autres additifs anti-âge peut atténuer ces effets.

L’ajout de petites quantités d’antioxydants aux matières premières ou aux formulations de polyuréthane peut inhiber efficacement la dégradation par oxydation thermique. Le rôle des antioxydants est de prévenir les réactions de scission de chaîne des polymères et la formation de peroxyde d’hydrogène induite par l’oxygène.

Les composés phénoliques encombrés sont les antioxydants les plus couramment utilisés pour les matériaux polyuréthanes. Les exemples incluent:

• 1,3,5-Triméthyl-2,4,6-tris(3',5'-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)benzène
• 2-(2'-Hydroxy-3'-tert-alkylbenzyl)anisole
• Ester de tétrakis[&bêta;-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphényl)propionate] pentaérythritol (Antioxydant 1010)
• 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphényl)propionate d'octadécyle (antioxydant 1076)
• 2,6-Di-tert-butyl-4-méthylphénol (Antioxydant 264)

Les antioxydants phosphites, tels que le phosphite de tris(2,4-di-tert-butylphényl), sont également couramment utilisés.

Les matières premières isocyanates aromatiques, telles que le diisocyanate de diphénylméthane, ont tendance à jaunir et à subir des réactions chimiques pendant le stockage et l'utilisation sous l'influence de la lumière, de la chaleur, de l'oxygène et de l'humidité. Cela peut entraîner la formation de substances insolubles et une diminution de la teneur en isocyanate. L'ajout d'antioxydants et d'agents anti-âge comme le phosphite de triphényle, le phosphite de trinonylphényle ou le phosphite de tris(2,4-di-tert-butylphényle) peut réduire ces effets. La combinaison de phosphites avec des phénols substitués améliore la résistance aux intempéries et la stabilité aux UV du polyuréthane. Ces antioxydants phosphites sont souvent utilisés avec des agents anti-âge comme le 2246 ou l'Antioxydant 300 [4,4'-thio-bis(6-tert-butyl-3-méthylphénol)] pour de meilleurs résultats.

Les polyols de polyéther peuvent également s'oxyder sous l'effet de l'air, de la chaleur et de l'humidité. Après un stockage prolongé, leur couleur peut jaunir et leur indice d'acidité peut augmenter, ce qui a un impact négatif sur la production de mousse polyuréthane, notamment de mousse souple. L'ajout d'agents anti-âge peut augmenter la température d'oxydation initiale de 30–50°C, améliorant la résistance à l'oxydation des matières premières et des produits en mousse. Les antioxydants courants comprennent le 2,6-di-tert-butyl-p-crésol (BHT, Antioxydant 264) et le 2,2'-méthylènebis (4-méthyl-6-tert-butylphénol). Les antioxydants mixtes fonctionnent mieux, avec un niveau d'utilisation typique de 0,1 %–0,3% du polyéther. Parmi les antioxydants les plus efficaces pour les mousses de polyuréthane flexibles à base de polyéther figurent le 2,6-di-tert-butyl-p-crésol et la 4,4'-di-tert-octyl-diphénylamine, qui aident à réduire la décoloration du noyau et les risques de combustion spontanée.

Stabilisateurs de lumière (absorbeurs UV)

Les stabilisateurs de lumière améliorent la stabilité à la lumière du polyuréthane. Différents types de stabilisateurs de lumière sont disponibles, notamment:

• Absorbeurs UV de type benzophénone : 2-Hydroxy-4-méthoxybenzophénone, 2-Hydroxy-4-n-octoxybenzophénone (UV-531)
• Stabilisateurs de lumière amine encombrée (HALS) : ester de bis(2,2,6,6-tétraméthyl-4-pipéridyle) d'acide décanedioïque
• Absorbeurs UV de type benzotriazole : 2-(2'-Hydroxy-3'-tert-butyl-5'-méthylphényl)-5-chlorobenzotriazole (UV-326), Bis(2'-hydroxy-3,5-di-tert -butylphényl)-5-chlorobenzotriazole (UV-327)

Le dosage typique dans les produits en mousse varie de 0,1 % à 0,5 %.

La combinaison d'antioxydants et de stabilisants de lumière produit un effet synergique, offrant une protection supérieure contre le vieillissement et la dégradation par les UV.