光穩(wěn)定劑在聚氨酯涂料中的應用研究

1、光穩(wěn)定劑在聚氨酯涂料中的應用研究聚氨酯涂料是世紀后期發(fā)展起來的一類新型涂料，廣泛應用于汽車、飛機、電器、儀器儀表、高檔家具的表面涂裝等。由于該涂料漆膜強韌，光澤豐滿，附著力強，耐水、耐磨、耐腐蝕性優(yōu)異，自開發(fā)以來一直是增長速度最快的品種之一，它在涂料類產(chǎn)品中所占的份額往往代表著一個國家涂料工業(yè)的發(fā)展水平，因而受到世界各國的高度重視。聚氨酯涂料的缺點是在戶外光照及其他不利條件作用下，會造成涂層老化，表現(xiàn)為涂膜失光、黃變和涂層粉化，進而出現(xiàn)脆裂、脫落等現(xiàn)象，直至完全失效。涂料的老化與很多因素有關(guān)：樹脂、顏料、添加劑的品種和質(zhì)量，涂料的配方設(shè)計，涂料的生產(chǎn)工藝等內(nèi)在因素；日光照射，溫度變化，大氣中氧

2、、臭氧和水分、工業(yè)煙霧的作用等外在因素，都可能造成涂層的老化失效。實踐證明，涂料的老化作用是眾多因素綜合作用的結(jié)果。鄭建鵬等從配方和施工因素方面探討了影響聚氨酯涂膜光澤穩(wěn)定性的因素；胡建文等實驗研究了紫外光對聚氨酯涂層的老化規(guī)律，并解釋了涂層附著力下降是涂層內(nèi)樹脂斷鍵和重新組合所致；耿剛強等采用人工紫外噴淋的加速老化實驗研究涂層的耐候性能，表明涂層的耐候性與涂料自身的耐水性有關(guān)。本文在聚氨酯涂料中配合一定量的受阻胺光穩(wěn)定劑和紫外線吸收劑，采用人工加速老化的方法，研究了添加劑對聚氨酯涂料表面光澤的影響。    實驗部分   &

3、#160;原料及儀器    受阻胺光穩(wěn)定劑，白色結(jié)晶粉末，山西省化工研究院；紫外線吸收劑，白色結(jié)晶粉末，山西省化工研究院；受阻胺光穩(wěn)定劑，無色透明液體，瑞士汽巴精化；紫外線吸收劑，淺黃色結(jié)晶粉末，瑞士汽巴精化；脂肪族聚氨酯涂料，白色，武進市船舶造漆廠。    紫外光老化實驗箱，美國阿特拉斯；光澤度計，上海精科實業(yè)有限公司；附著力測試器，天津沃爾斯化工有限公司。    實驗方法    漆膜光澤度的測試   &

4、#160;按照，測量樣板°光澤度。    漆膜附著力的測試    按照，采用劃格法測定漆膜附著力。    紫外光老化實驗    按照，采用人工加速老化的方法進行實驗，熒光燈照射，溫度。    試樣預處理    為便于試樣在涂料中的均勻分散，所有光穩(wěn)定劑均配制成的二甲苯溶液。以下涉及的光穩(wěn)定劑試樣均為的二甲苯溶液。   

5、 實驗方案    實驗擬考察對照樣個（）、改進樣個（和），具體配方見表。        結(jié)果與討論    光穩(wěn)定劑對聚氨酯涂料初始性能的影響    按表配比將聚氨酯涂料與光穩(wěn)定劑試樣配合均勻，按照的規(guī)定在馬口鐵上刷制樣板，樣板在常溫下干燥，然后測定漆膜的光澤度和附著力。結(jié)果列于表。        從表中數(shù)據(jù)看

6、出，使用光穩(wěn)定劑的個試樣，其漆膜初期光澤度分別提高和。由此可見，光穩(wěn)定劑的加入對漆膜初始光澤度有明顯改進作用，而對漆膜初始附著力沒有影響。    光穩(wěn)定劑對聚氨酯漆膜光澤度的影響    涂膜光澤度是漆膜外觀質(zhì)量的最重要指標之一。涂裝應用的實踐表明，漆膜性能的降低，都是從表面光澤度下降開始的。紫外光老化在人工加速條件下進行，實驗共進行個周期，每個周期。不同周期老化后漆膜光澤度變化如表和圖所示。        從表和圖可見，對照實驗

7、0;在第周期（），光澤度下降特別明顯，到第周期（）和第周期（），光澤度下降速度趨緩；改進樣 和 在第周期光澤度基本沒有變化，在第周期和第周期，光澤度下降速度略低于對照樣，在第周期結(jié)束時，改進樣的光澤度比對照樣分別高出和。    聚氨酯涂料的表面失光可以用聚氨酯光降解機理進行解釋。在紫外線作用下，聚氨酯的斷鏈有種斷裂方式，即鍵斷裂和鍵斷裂。    前者斷鍵后形成氨基自由基和烷基自由基，并釋放出；后者斷鍵后形成氨基甲酰自由基和烷氧基自由基，而氨基甲酰自由基又會分解成氨基自由基和。無論是哪種斷鍵方式，

8、最終都會導致聚氨酯涂層的主鏈斷裂、過氧化物的出現(xiàn)和親水性小分子的產(chǎn)生。結(jié)構(gòu)的變化引起性能的變化，表現(xiàn)在材料的強度下降，涂層樹脂脫落，使部分顏填料暴露出來，涂層表面變得粗糙，而這恰好能夠從光澤度體現(xiàn)出來。    當然，光澤度的變化只是涂膜光降解的表現(xiàn)形式之一。與此同時，降解產(chǎn)物中還會出現(xiàn)某些共軛生色團結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為涂膜的黃變。隨著紫外光作用時間的延長，還會出現(xiàn)涂膜粉化、開裂、脫落等現(xiàn)象，最終失去涂料應用的裝飾及防護作用。    結(jié)論    ）人工加速老化實驗結(jié)果顯示，本研究所用的光穩(wěn)定劑對聚氨酯涂料初始性能無不良影響。受阻胺光穩(wěn)定劑與紫外線吸收劑的配合使用對于改善紫外光長期作用下的漆膜光澤有效。