[AKTUALISIEREN] Irgafos 168: Anwendungen, Vorteile & Spezifikationen

Irgafos 168 (CAS 31570-04-4) ist ein sekundäres Phosphit-Antioxidans und ein Verarbeitungsstabilisator, der geschmolzenen Kunststoff vor Hitzeschäden beim Extrudieren, Formen und Recycling schützt. Es wird unter den Bezeichnungen Antioxidant 168 und Alkanox 240 vertrieben und wird in Kombination mit einem primären phenolischen Antioxidans wie Irganox 1010 eingesetzt, um das Vergilben und den Festigkeitsverlust von Polyolefinen zu verhindern. Dieser Leitfaden beschreibt die chemische Identität, die Wirkungsweise, die Dosierung je nach Polymer, die Eignung für den Lebensmittelkontakt und wie Sie die Qualität vor dem Kauf überprüfen können.

Was ist Irgafos 168?

Unter den Phosphitstabilisatoren ist Irgafos® 168 das am häufigsten verwendete sekundäre Antioxidans in der Kunststoffindustrie. Es wird von BASF unter dem Namen Irgafos 168 vertrieben und ist chemisch Tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphit, eine dreiwertige Phosphorverbindung, die der Hersteller als „hydrolytisch stabilen Phosphit-Prozessstabilisator“ bezeichnet. Es wirkt während der Schmelzverarbeitung und nicht erst im fertigen Bauteil, wodurch es zu einem sekundären und nicht zu einem primären Antioxidans wird.

Es wird seit Jahrzehnten als AO (Antioxidans) verwendet und gehört zur Klasse der sekundären Antioxidantien: Additive, die die Oxidation nicht von selbst stoppen, sondern das Polymer und das primäre Antioxidans während der Hochtemperaturverarbeitungsschritte Compoundierung, Extrusion und Formgebung schützen.

Sie werden feststellen, dass dasselbe Molekül unter verschiedenen Namen verkauft wird, was beim Kauf zu Verwirrung führt. „Antioxidant 168“, „AO-168“, „Alkanox 240“ und „Songnox 1680“ beziehen sich alle auf CAS 31570-04-4. Der Name „Irganox 168“ ist eine häufige Fehlschreibung. Der BASF-Handelsname für dieses Phosphit lautet Irgafos 168, während die Irganox-Familie die wichtigsten phenolischen Antioxidantien des Unternehmens umfasst. Diese falsche Bezeichnung stellt ein echtes Beschaffungsrisiko dar, keinen bloßen Tippfehler: Ein Käufer, der „Irganox 168“ bestellt und ein Phosphit erwartet, kann stattdessen ein Phenol erhalten, da die beiden Stoffgruppen gegensätzliche Funktionen erfüllen. Der Fehler wird meist erst bemerkt, nachdem die Schmelze bei 230 °C in der Produktionslinie gelb geworden ist. Die interne Qualitätskontrolle von Wellt prüft jede Anfrage anhand der CAS-Norm 31570-04-4, des Reinheitsgrades von ≥99 % und der FDA-Zulassung für Lebensmittelkontakt, bevor ein Angebot erstellt wird – unabhängig vom verwendeten Handelsnamen. Wenn Sie den Wirkstoff beschaffen, behandeln Sie alle Produkte als gleichwertig und vergleichen Sie Reinheitsgrad und Gehalt, nicht die Marke. Wellt bietet den Wirkstoff unter der Bezeichnung Irgafos 168 (Antioxidans 168) innerhalb seines Phosphitester- Sortiments an.

Chemische Identität und Schlüsseleigenschaften

Die folgenden Daten stammen aus dem technischen Datenblatt von BASF und wurden mit der PubChem-Datenbank sowie Fachliteratur abgeglichen. Die spektrale Identifizierung (FTIR und 31P-NMR) bestätigt die Struktur im Analysezertifikat. Diese Daten benötigt der Käufer, um ein Analysezertifikat (COA) zu lesen oder ein Materialdatenblatt auszufüllen.

Zwei Eigenschaften erklären die Marktführerschaft dieses Phosphits. Erstens ist es hydrolysebeständig: Viele günstigere Phosphite reagieren mit Feuchtigkeit und zersetzen sich im Beutel oder im Zuführkanal, wobei Säuren und Gele entstehen. Irgafos 168 hingegen bleibt stabil, weshalb es sich zuverlässig transportieren und lagern lässt. Zweitens ist es wenig flüchtig und bleibt daher bei Verarbeitungstemperaturen in der Schmelze, anstatt zu verdampfen. Diese Eigenschaften ermöglichen es ihm, gemäß BASF, „hohe Leistung bei niedrigen Konzentrationen“ zu erbringen.

Wie Irgafos 168 wirkt: Der sekundäre antioxidative Mechanismus

Um zu verstehen, wo Irgafos 168 einzuordnen ist, muss man zunächst die Problematik betrachten. Wird ein Polymer während der Verarbeitung erhitzt, setzt die durch Sauerstoff, Scherkräfte und Metallkatalysatorreste ausgelöste Autoxidation ein. Die Kettenreaktion erzeugt Hydroperoxide (ROOH) in der Schmelze. Unbehandelt spalten sich diese Hydroperoxide in neue Radikale, die Polymerketten entweder spalten (Kettenbruch) oder verknüpfen (Vernetzung). Die Folge sind ein niedrigeres Molekulargewicht, Festigkeitsverlust und Vergilbung.

Eine Verschiebung der Schmelzflussrate um 20–50 % ist bei unstabilisiertem Polypropylen nach einem einzigen Extrusionsdurchgang bei 230 °C üblich, da die Autoxidationskette weiterhin Moleküle spaltet. Aus diesem Grund betrachten Verarbeiter dies als ein echtes Produktionsproblem und ein Gewährleistungsrisiko, nicht als ein kosmetisches.

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Ein primäres Antioxidans wie Irganox 1010 fängt die Radikale ab. Es kann jedoch die Hydroperoxide selbst nicht neutralisieren. Das ist die Aufgabe des sekundären Antioxidans. Dreiwertiger Phosphor in Irgafos 168 reagiert während der Verarbeitung mit Hydroperoxiden und wandelt jedes einzelne in einen harmlosen Alkohol (ROH) um, während das Phosphit selbst zu einem Phosphat oxidiert wird. Diese Reaktion trägt dazu bei, den Polymerabbau zu verringern. Es wirkt im Inneren der Polymere und verhindert so prozessbedingten Abbau. Dadurch wird der Brennstoff entzogen, bevor ein neuer Radikalzyklus ausgelöst werden kann. Durch die Kombination von Phosphit und Phenol verlängert das Phosphit die Wirkungsdauer der primären Antioxidantien, weshalb beide fast immer zusammen verwendet werden. Das verbrauchte Phosphit hinterlässt zudem gut charakterisierte Abbauprodukte, die wir in einem Begleitdokument beschreiben.

Irgafos 168 vs Irganox 1010: Warum Sie beide brauchen (Die 1:2-Regel)

Dies ist die mit Abstand häufigste Frage von Käufern, und die Antwort darauf bestimmt die meisten Formulierungen von Antioxidantien. Irganox 1010 und Irgafos 168 sind keine Konkurrenten, sondern erfüllen in verschiedenen Phasen unterschiedliche Funktionen. Sie als austauschbar zu betrachten, ist ein klassischer Formulierungsfehler: Dosiert man nur das Phenol, bleibt die Schmelze während der Extrusion ungeschützt; dosiert man nur das Phosphit, kann das fertige Teil frühzeitig ausfallen, da keines der beiden den Wirkungsbereich des anderen abdeckt. Wellt liefert die beiden Komponenten in der Praxis als vorgemischtes 1:2-Paket B215. So deckt ein Verarbeiter, der üblicherweise 0.15 % Gesamtmenge dosiert (gemäß der Dosierungstabelle unten), beide Wirkungsbereiche ab, ohne zwei Pulver abwiegen zu müssen.

Die 1:2-Regel. In der Industrie werden standardmäßig zwei Teile Phosphit auf einen Teil Phenolharz verwendet. Genau dieses Verhältnis enthält die Fertigmischung Irganox B215 : ein Teil Irganox 1010 auf zwei Teile Irgafos 168. Wenn Sie lieber ein einzelnes Fertiggranulat dosieren möchten, anstatt zwei Pulver abzuwiegen, kaufen Sie die Mischung. Wenn Sie das Verhältnis für ein bestimmtes Harz anpassen möchten, dosieren Sie die Komponenten separat.

Worin besteht der Unterschied zwischen Irgafos 168 und Irganox 1010?

Irganox 1010 ist ein primäres (kettenbrechendes) sterisch gehindertes Phenol-Antioxidans, das das fertige Bauteil über seine gesamte Lebensdauer schützt. Irgafos 168 ist ein sekundäres Phosphit, das die Schmelze während der Verarbeitung durch Zersetzung von Hydroperoxiden schützt. Die alleinige Verwendung des Phenols führt zu unzureichendem Schutz der Schmelze während der Extrusion; die alleinige Verwendung des Phosphits lässt das Bauteil im Betrieb ungeschützt. Eine Kombination, typischerweise im Verhältnis 1:2, deckt beide Schutzbereiche ab. Daher enthält nahezu jede Polyolefin-Antioxidans-Mischung ein Phenol und ein Phosphit.

Anwendungen nach Polymer: PP, PE, ABS, PC und mehr

Irgafos 168 findet sich in nahezu allen schmelzverarbeiteten Thermoplasten, der Grund für seine Zugabe variiert jedoch je nach Harz. Polyolefine stellen den größten Markt dar, da sie bei Verarbeitungstemperaturen leicht oxidieren – eine in der Patentliteratur zu Phosphitadditiven in Polyolefinen dokumentierte Anwendung.

In welchen Kunststoffen wird Irgafos 168 verwendet?

Irgafos 168 wird hauptsächlich in Polyolefinen, Polypropylen, HDPE und LLDPE sowie in Polycarbonat, Polyamid, ABS und anderen Styrolen, EVA, Polybuten, Elastomeren, Klebstoffen und Wachsen eingesetzt. Es findet auch Verwendung in Hochtemperatur-Pulver- und Bandbeschichtungen. In allen Fällen dient es als Verarbeitungsstabilisator und kommt daher überall dort zum Einsatz, wo ein Polymer schmelzverarbeitet, extrudiert, geformt oder im Rahmen des Recyclings wiederaufbereitet wird.

Empfohlene Dosierung, Qualitäten und Handhabung

Es gibt keine allgemeingültige Dosierung. Die optimale Menge hängt vom Harz, der Anzahl der Temperaturzyklen und dem Vorhandensein eines primären Antioxidans ab. Die vier unten aufgeführten Anwendungsbereiche bieten praktische Ausgangspunkte; bitte überprüfen Sie diese durch eigene Verarbeitungsversuche.

Die 4-stufige Dosierungsmatrix

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Sorten und Handhabung. Das Produkt wird im Handel als Standardpulver oder als staubarmes Granulat der Sorte „FF“ angeboten. Die Granulatform ermöglicht eine sauberere Dosierung und reduziert die Staubbelastung in der Mischanlage. Lagern Sie es verschlossen in der Originalverpackung zwischen 5 °C und 40 °C. Da es hydrolysebeständiger als die meisten Phosphite ist, verträgt es normale Lagerbedingungen. Längere Einwirkung von Hitze und Feuchtigkeit sollte jedoch vermieden werden. Eine patentierte, staubfreie und fließfähigere Rezeptur bildet die Grundlage für die von den meisten Anlagen bevorzugte Granulatsorte.

Einhaltung der Vorschriften und Sicherheit im Lebensmittelkontaktbereich

Da Irgafos 168 so häufig in Lebensmittelverpackungen verwendet wird, wurde das Gefahrenprofil seiner Verwendung im Lebensmittelkontakt eingehend untersucht. In ihrer aktualisierten Sicherheitsbewertung überprüfte die US-amerikanische Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde (FDA) die Aufnahme über die Nahrung und die orale Toxizität von Irgafos 168 (im Folgenden I-168 genannt) und seines Hauptabbauprodukts. Die Expositionsbewertung umfasste sowohl I-168 als auch seine Abbauprodukte, und ihre Schlussfolgerungen zur Verwendung von I-168 untermauern die von den zuständigen Behörden angeführten Kennzahlen.

Da der CEDI-Wert (0.09 mg/kg KG/Tag) deutlich unter dem ADI-Wert (1 mg/kg KG/Tag) liegt, kam die FDA zu dem Schluss, dass bei den derzeit zugelassenen Anwendungsmengen keine Sicherheitsbedenken bestehen. In der Europäischen Union ist Irgafos 168 in der Verordnung (EU) Nr. 10/2011 als für Lebensmittelkontaktmaterialien und -gegenstände aus Kunststoff zugelassener Stoff aufgeführt. Diese Liste wird bis 2025/2026 regelmäßig überprüft und aktualisiert. Aufgrund dieser langen Zulassungsgeschichte für Lebensmittelkontaktmaterialien können die meisten Käufer die Konformität schnell nachweisen. Dennoch sollten Sie stets die aktuelle Zulassung und etwaige spezifische Migrationsgrenzwerte für Ihre Anwendung überprüfen.

„Für die derzeit zugelassenen Anwendungsmengen bestehen keine Sicherheitsbedenken, und die Abbauprodukte von I-168 scheinen kein Sicherheitsrisiko hinsichtlich Neurotoxizität darzustellen.“

Markley et al., FDA Center for Food Safety and Applied Nutrition (2021)

Ist Irgafos 168 für den Kontakt mit Lebensmitteln unbedenklich?

Ja, innerhalb der zulässigen Anwendungsgrenzen. Die FDA-Bewertung ergab, dass die kumulative geschätzte tägliche Aufnahme (0.09 mg/kg Körpergewicht/Tag) etwa zehnmal unter der zulässigen täglichen Aufnahmemenge von 1 mg/kg Körpergewicht/Tag liegt. Die Bedenken hinsichtlich der Neurotoxizität des Phosphatabbauprodukts wurden zurückgewiesen. Irgafos 168 ist außerdem in der EU-Verordnung 10/2011 für Kunststoffe mit Lebensmittelkontakt aufgeführt. Für regulierte Anwendungen fordern Sie bitte die Dokumentation zum Lebensmittelkontakt und etwaige Daten zu Migrationsgrenzwerten von Ihrem Lieferanten an.

Eine Einschränkung, die man kennen sollte: Migration

Ein kontraintuitiver Befund verdient besondere Erwähnung, da er Käufer überrascht, die davon ausgehen, dass ein Stabilisator im Bauteil verbleibt. Studien zur Migration, die von Fachkollegen begutachtet wurden, zeigen, dass Irgafos 168 tatsächlich stärker aus Polyolefinen migriert als Irganox 1010 und dass die Freisetzungsrate mit steigender Temperatur zunimmt. Tatsächlich ist das Additiv so weit verbreitet, dass es in Laboren als Hintergrundverunreinigung nachgewiesen wird, was die Messung der Auslaugung erschwert.

Wie man Irgafos 168 beschafft und verifiziert

Da dasselbe Molekül von vielen Herstellern in sehr unterschiedlichen Qualitätsstufen angeboten wird, gibt das Analysezertifikat (CoA) und nicht die Marke Auskunft über die tatsächliche Qualität. Nutzen Sie diese Checkliste bei der Angebotsanfrage und erneut bei Wareneingang.

• ✔ Der Reinheitsgrad (Gehalt) ist im Analysezertifikat mit ≥99 % angegeben.
• ✔ Phosphorgehalt nahe dem theoretischen Wert von ~4.8 %
• ✔ Schmelzbereich innerhalb von 181–186 °C
• ✔ Korngröße bestätigt, Pulver oder staubarmes Granulat (FF) – passend zu Ihrem Zuführer
• ✔ CAS 31570-04-4 und die Äquivalenz zu Irganox 168 / Alkanox 240 werden explizit angegeben
• ✔ Dokumentation zum Lebensmittelkontakt (FDA/EU 10/2011) und gegebenenfalls eine Erklärung zur Tier- und Ethanolfreiheit

Wenn Sie Angebote vergleichen, bitten Sie jeden Lieferanten um die gleichen Analysezertifikate (COA) und eine kleine Probe für einen Verarbeitungsversuch, bevor Sie größere Mengen bestellen. Wellt bezieht Irgafos 168 (Antioxidans 168) mit Qualitätsdokumentation und kann Ihnen neben dem passenden Irganox 1010 oder der vorgemischten B215-Mischung auch ein Angebot unterbreiten. Weitere Informationen zu dieser Additivgruppe finden Sie in unserem Leitfaden zu Kunststoff-Antioxidantien.

Fordern Sie ein Angebot für Irgafos 168 und ein Echtheitszertifikat an →

Angebots- und Regulierungsausblick

Zwei Faktoren beeinflussen derzeit die Beschaffungsentscheidungen von Irgafos 168-Käufern, und keiner davon ist die allgemein anerkannte Marktgröße. Erstens: Die erneute Bestätigung der FDA, dass der Zusatzstoff in den zugelassenen Konzentrationen für den Lebensmittelkontakt keine Sicherheitsbedenken aufwirft, beseitigt eine Unsicherheit, die die Verwendung in Lebensmittelverpackungen zuvor gebremst hatte. Compoundierer erhalten dadurch eine solidere Grundlage für die Spezifizierung des Zusatzstoffs. Zweitens: Recycling treibt die Nachfrage nach Prozessstabilisatoren an: Jeder zusätzliche Wärmezyklus, den ein recyceltes Polyolefin durchläuft, verbraucht mehr Antioxidans, sodass wiederaufbereitete Ströme mehr, nicht weniger Phosphit benötigen. Für eine Produktionslinie, die 30 % recyceltes Polypropylen mit einer Kapazität von 2 Tonnen pro Stunde compoundiert, kann dies bedeuten, dass der Anteil an Irgafos 168 von 0.10 % auf 0.18 % erhöht werden muss, nur um die Schmelzflussstabilität zu gewährleisten. Denn das Rezyklat kommt teilweise verbraucht an, was ein reales Kosten- und Versorgungsrisiko darstellt und zu Lieferengpässen führen kann, falls ein einzelner Lieferant nicht ausreicht. Aus genau diesem Grund hält Wellt zwei qualifizierte Lieferanten bereit.

Auf der Angebotsseite hat die Produktionskapazität chinesischer Hersteller für Phosphit-Antioxidantien zugenommen. Dadurch sind mehr qualifizierte Produkte, die dem Antioxidans 168 entsprechen, zu wettbewerbsfähigen Preisen erhältlich. Marktbeobachter beziffern das Marktvolumen für Phosphit-Hilfsantioxidantien auf einen niedrigen einstelligen Milliardenbetrag mit einem jährlichen Wachstum im mittleren einstelligen Bereich. Diese Zahlen variieren jedoch je nach Anbieter und dienen lediglich als Orientierungshilfe. Für Einkäufer bedeutet dies: Prüfen Sie jetzt die Qualität der Analysezertifikate (COA) von zwei bis drei Anbietern, um Engpässe bei Projekten mit Recyclinganteil und Lebensmittelkontakt aufgrund eines einzelnen Lieferanten zu vermeiden.

Häufig gestellte Fragen