众所周知，环氧基涂料的耐候性是防护涂料领域许多应用面临的一个挑战。本研究的目的是开发下一代光稳定添加剂，以提高环氧涂料的户外耐久性。

在环氧涂料中使用轻质稳定剂添加剂可以减缓这种涂料中迅速出现的高黄变。然而，从目前的产品提供的类型和性能是相当有限的。

事实上，在环氧涂料中使用任何类型的添加剂的挑战是可能发生的不良反应，如初始颜色的变化，模糊，部分固化，固化后涂层的搁置和物理性能的变化，如硬度。

在这项研究中，我们首先评估了广泛的光稳定剂添加剂，以确定它们在标准环氧涂料配方中的影响。在我们确定了最适用于环氧涂料的光稳定剂的化学成分后，我们进行了几次加速和户外风化试验，以确定这些紫外线稳定环氧涂料的风化性能。最后，我们将其与一种新型的耐候环氧树脂进行了比较。

实验

作为一种100%固体的2K环氧透明涂层体系，我们在本研究中使用CETEPOX 293R作为环氧树脂(活性稀释剂中的BPA/BPF)，使用CETEPOX 1537H作为多胺硬化剂(加速改性多胺)——这两种产品均由CTP GmbH(德国)提供。

根据环氧当量重量(EEW)和胺当量重量，我们采用2:1的比例来配制环氧涂料。

将光稳定剂添加剂与胺类硬化剂混合后，检测各添加剂在总涂料体系(硬化剂+环氧树脂)上的溶解度和相容性，以及7天后的外观、光泽度和邵氏硬度。

光稳定剂添加剂的选择

在本节中，我们评估了目前在整个涂料行业中使用的大多数光稳定剂添加剂(紫外线吸收剂和自由基清除剂)在2K透明环氧涂料中的兼容性。

如下图1所示，我们发现某些紫外线吸收剂和自由基清除剂添加剂要么不相容，要么不溶，要么对2K环氧涂层体系的光泽或硬度有不利影响。

风化性能结果

对与透明环氧涂料体系相容且对涂料物理性能无不良影响的光稳定剂添加剂进行了加速户外自然风化试验。

以下是加速测试的标准:

• qv - a暴露试验和参考标准:ASTM G154

• 氙弧暴露试验和参考标准ISO 4892-2 - E2013湿/干

我们还在泰国曼谷进行了户外风化测试。

定期进行外观、光泽度、颜色变化和裂纹评价。

QUV-A结果分析

根据图1的性能结果，我们可以得出以下结论:

• 光稳定剂添加量的增加表现出性能的提高(1.5% LS2 vs. 3.0% LS2)
• 每种类型的光稳定剂性能不同(LS1, LS2, LS3等…
• 考虑到每种光稳定剂添加剂的大致成本，优化解决方案的成本与性能是可能的(LS4 vs. LS7)

有趣的是，在图2中，是LS5而不是LS7在整体颜色变化最小(delta E测量)方面表现最好。

DE和YI的表现排名变化的原因还没有完全了解。然而，众所周知，ls5中的紫外吸收剂的化学性质显示出更长的光持久性和更宽的吸收光谱。

对QUV-A、室外、氙气/WoM的风化结果的分析证实了前面所述的结论。在图3中，光稳定剂溶液LS5的最佳性能与风化类型无关。

在黄变指数方面，再次独立于风化暴露，光稳定剂溶液LS4, LS5和ls7表现出几乎相同的性能结果。然而，解决方案LS4是成本最优的。

结论

对于环氧涂料，改善耐候性，特别是颜色变化和变黄是一个持续的市场需求。目前，唯一可行的解决方案是使用基于独特的紫外线吸收化学的光稳定添加剂，或通过环氧树脂本身的改性。我们在这项研究中发现，并不是所有的UVA和/或HALS都可以用于2K透明的环氧涂层。对于与环氧体系完全兼容的添加剂，我们还发现，增加剂量会导致性能的提高。最后，我们发现对于黄变指数，一种成本改善方案可以用于类似性能的环氧涂料添加剂。在改善整体颜色变化(DE)方面，独特而新颖的光稳定剂溶液L5在加速风化(QUV-A)和自然户外风化两种类型中都表现出最佳性能。