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膠粘知識

光穩定劑在聚氨酯涂料中的應用研究

發布日期: 2018-06-28

    聚氨酯涂料是20世紀后期發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、耐腐蝕性優異,自開發以來一直是增長速度最快的品種之一,它在涂料類產品中所占的份額往往代表著一個國家涂料工業的發展水平,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,表現為涂膜失光、黃變和涂層粉化,進而出現脆裂、脫落等現象,直至完全失效。
    涂料的老化與很多因素有關:樹脂、顏料、添加劑的品種和質量,涂料的配方設計,涂料的生產工藝等內在因素;日光照射,溫度變化,大氣中氧、臭氧和水分、工業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律,并解釋了涂層附著力下降是涂層內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。本文在聚氨酯涂料中配合一定量的受阻胺光穩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。
   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2種斷裂方式,即N—C鍵斷裂和C—O鍵斷裂[6]。
    前者斷鍵后形成氨基自由基和烷基自由基,并釋放出CO2;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CO2。無論是哪種斷鍵方式,最終都會導致聚氨酯涂層的主鏈斷裂、過氧化物的出現和親水性小分子的產生。結構的變化引起性能的變化,表現在材料的強度下降,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出來。
    當然,光澤度的變化只是涂膜光降解的表現形式之一。與此同時,降解產物中還會出現某些共軛生色團結構,表現為涂膜的黃變。隨著紫外光作用時間的延長,還會出現涂膜粉化、開裂、脫落等現象,最終失去涂料應用的裝飾及防護作用[7]。
結論
    人工加速老化實驗結果顯示,本研究所用的光穩定劑對聚氨酯涂料初始性能無不良影響。受阻胺光穩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。
   

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