最大化gydF4y2Badirt-pickup阻力gydF4y2Ba(DPUR)是许多外部涂料的关键要求。例如,在gydF4y2Ba屋顶涂料gydF4y2Ba在美国,除了美观方面的考虑外,保持无污垢的涂层还可以显著节省能源成本,因为与有污垢的涂层相比,白色涂层吸收的太阳能较少。gydF4y2Ba

虽然一般知道较高的玻璃化转变温度(TgydF4y2BaggydF4y2Ba)gydF4y2Ba树脂gydF4y2Ba由于形成了更硬的膜,提高了DPUR,更严格的VOC规定导致使用更低的TgydF4y2BaggydF4y2Ba传统建筑外墙涂料中的树脂。这限制了高tgydF4y2BaggydF4y2Ba树脂可以被使用,因为配方商通常希望一个单一的国家配方,以符合来自不同司法管辖区的最广泛的法规。gydF4y2Ba

对于弹性涂料(例如,丙烯酸和硅树脂),需要使用软,低tgydF4y2BaggydF4y2Ba聚合物,实现可接受的DPUR甚至更具挑战性,因为更高的TgydF4y2BaggydF4y2Ba树脂不能被利用。对于丙烯酸涂料,这通常会导致重新配方,包括特殊添加剂或调整涂料配方的其他方面,如颜料体积浓度(PVC),这可能是不可接受的,取决于应用或所需的性能。另一种改进DPUR的方法是在树脂或涂料配方中加入二苯甲酮。二苯甲酮被紫外线激活并从丙烯酸树脂中提取氢。交联可以发生在涂层表面的自由基之间,导致在表面形成硬膜,从而提高DPUR。使用二苯甲酮有几个问题。除此之外,它可能引发某些标签要求或在安全数据表中额外披露。根据ASTM D-6886测试协议,二苯甲酮也被认为是一种VOC。gydF4y2Ba

在这项研究中,配方技术与不需要涂层重新配方的树脂技术相比较,特别是在测量T的系统中gydF4y2BaggydF4y2Ba(通过差示扫描量热法)小于-10°C。添加剂,如氟表面活性剂和蜡,连同涂层PVC的改性进行了检查。最后,涂料配方与丙烯酸树脂开发,有测量的TgydF4y2BaggydF4y2Ba低至-28°C并结合这种DPUR技术,在加速实验室测试和自然外部暴露测试中显示出优异的DPUR,与类似的TgydF4y2BaggydF4y2Ba未采用此技术的树脂,并与使用二苯甲酮的树脂进行比较。gydF4y2Ba

实验gydF4y2Ba

根据表1,本研究中使用了一种通用的弹性涂层配方。对于PVC的改性,改性的成分水平达到所需的PVC。gydF4y2Ba

弹性涂层配方。gydF4y2Ba
表1:gydF4y2Ba弹性涂层配方。gydF4y2Ba

为了加速DPUR测试,根据表2使用高速制备氧化铁浆液gydF4y2Ba混合机gydF4y2Ba将配料搅拌均匀。涂层样品在白色聚酯薄膜上以30密耳湿膜厚度下拉,在室温下固化3天,然后进行QUVA循环7天。将氧化铁浆添加到面板的一半,并让其干燥3-4小时。然后用一小块粗棉布在水中轻轻擦拭面板。面板被吸干,并允许完全干燥,然后测量颜色变化ΔE,使用光谱仪,并与原始截面的下降进行比较。gydF4y2Ba

氧化铁浆。gydF4y2Ba
表2:gydF4y2Ba氧化铁浆。gydF4y2Ba

干燥的污垢颗粒也被用作额外的加速DPUR测试。面板制备和固化条件与上述氧化铁法相同。然而,使用的不是泥浆,而是干的污垢颗粒。然后将每个固化的面板放在50°C的烤箱中1小时,然后将污垢颗粒应用到面板上。面板在烤箱中再固化一个小时,然后取出并冷却到室温。然后轻拍面板以去除多余的污垢,无需清洗或擦洗面板。然后测量ΔE值,并将其与下降的原始部分进行比较。gydF4y2Ba

自然外部暴露测试在加利福尼亚州洛杉矶进行。采用新南黄松,木板分为六段。以每加仑约400平方英尺的重量涂两层涂料,间隔4小时。板子在实验室环境中干燥了大约24小时,然后水平放置在室外。gydF4y2Ba

结果与讨论gydF4y2Ba

第一个比较是使用带T的树脂gydF4y2BaggydF4y2Ba+9°C和修改PVC的配方。加速氧化铁DPUR测试结果在44到52个单位之间的ΔE值很大,最低的PVC公式显示最低的值(较低的ΔE值表示更好的DPUR性能)。虽然30 PVC样品的ΔE值最低,但总体而言,所有样品的性能都很差。gydF4y2Ba

通过PVC调整配方修改。gydF4y2Ba
图1:gydF4y2Ba通过PVC调整配方修改。gydF4y2Ba

同样的公式被用于添加几个后添加项。这里,在湿涂层的基础上添加2.5%的蜡乳液。在第二个样品中,添加了以树脂固体为基础的0.15 wt%的氟表面活性剂。在这些样品中,与对照涂层相比,观察到很少或没有变化。氟表面活性剂在ΔE中显示了大约3个单位的变化。然而,这些样本的性能总体上仍然很差(图2)。gydF4y2Ba

通过添加添加剂后对配方进行修改。gydF4y2Ba
图2:gydF4y2Ba通过添加添加剂后对配方进行修改。gydF4y2Ba

第三个系列用不同T的树脂取代聚合物gydF4y2BaggydF4y2Ba值,如图3所示。在这个级数中,不出所料,更高的TgydF4y2BaggydF4y2Ba树脂对DPUR的改善最大,ΔE值约为10个单位。最柔软的树脂,带TgydF4y2BaggydF4y2Ba在-32°C的温度下,52个单位的表现最差。在需要低t的系统中gydF4y2BaggydF4y2Ba树脂,如弹性体涂料,利用较高的TgydF4y2BaggydF4y2Ba树脂是不可能的。此外,在高T的涂层体系中添加了额外的聚结剂gydF4y2BaggydF4y2Ba以达到可接受的成膜效果,从而产生高挥发性有机化合物的涂层系统,这是不可取的,并可能限制在某些司法管辖区使用。gydF4y2Ba

树脂T<sub>g</sub>对污垢吸附性能的影响。gydF4y2Ba
图3:gydF4y2Ba树脂TgydF4y2BaggydF4y2Ba对污垢吸附阻力的影响。gydF4y2Ba

在接下来的涂料系列中,TgydF4y2BaggydF4y2Ba的树脂,除了DPUR技术类型被检查,如图4所示。面板1-3含有带T的树脂gydF4y2BaggydF4y2Ba-26℃无DPUR技术、EPS DPUR技术和二苯甲酮技术。面板4-5含有带T的树脂gydF4y2BaggydF4y2Ba-10°C的苯甲酮和EPS DPUR技术,面板6为失败对照。比较前三个面板,可以观察到,在体系中加入二苯甲酮只略微提高DPUR,从ΔE值约45到37。树脂与EPS技术进一步减少ΔE到少于4个单位,一个戏剧性的改进。同样,在面板4-5中,DPUR在-10℃的温度下提高到小于5个单位gydF4y2BaggydF4y2Ba系统。gydF4y2Ba

各种T<sub>g</sub>和树脂技术的加速污垢吸附比较。gydF4y2Ba
图4:gydF4y2Ba加速污垢收集比较与各种TgydF4y2BaggydF4y2Ba还有树脂技术。gydF4y2Ba

由于加速检测与自然暴露相比总是存在一定程度的不确定性,加州洛杉矶的一块板被涂掉并暴露出来,以比较检测方法。图5总结了结果。这里显示的是曝光前和6个月后的图像。面板1和面板6,没有DPUR技术,DPUR结果非常差,6个月后变黑的面板证明了这一点。面板3和面板4使用了二苯甲酮,与对照组(面板1和面板6)相比显示出适度的改善,但与面板2和面板5相比仍显示出显著的DPUR差异。因此,用含有EPS DPUR技术的树脂制成的涂料有能力保持较长时间的白色。gydF4y2Ba

洛杉矶污垢捡拾电阻暴露系列。gydF4y2Ba
图5:gydF4y2Ba洛杉矶污垢捡拾电阻暴露系列。gydF4y2Ba

最后的系列比较了一个商业硅胶涂层系统购买的货架和EPS DPUR技术在一个低tgydF4y2BaggydF4y2Ba树脂。如图6所示。在这项评估中,氧化铁法显示了良好的DPUR对两种涂层体系。这似乎与传闻中的硅树脂涂料往往不适合DPUR相矛盾。然而,有人假设,使用分散在水中的氧化铁的测试方法可能会显示出更好的性能,这是不现实的。由于水是这个测试的载体液体,而硅树脂是非常防水的,测试方法可能与现实世界的测试不相关。为了证明这一点,进行了额外的加速试验,这次使用了干燥颗粒。在本次测试中,抽头面板显示出大量残留污垢残留在硅胶涂层上,而采用DPUR技术的EPS树脂仍然具有良好的性能,ΔE值较低。gydF4y2Ba

丙烯酸和有机硅涂层系统的抗污垢吸附性能。gydF4y2Ba
图6:gydF4y2Ba丙烯酸和有机硅涂层系统的抗污垢吸附性能。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

总的来说,配方者通常用于提高涂料中污垢吸附能力的方法显示出一系列的好处,但也可能引入负面属性(表3)gydF4y2BaggydF4y2Ba树脂表现出改善的DPUR,但可能需要更高的VOC水平,这在一些监管辖区可能不允许。此外,一些涂料需要低tgydF4y2BaggydF4y2Ba材料的某些性能属性,这些将不会达到更高的TgydF4y2BaggydF4y2Ba树脂。加入独特的添加剂,如蜡或氟表面活性剂可以改善DPUR,尽管本研究中检查的特定添加剂没有显示出改善。此外,对氟表面活性剂等某些小分子添加剂的监管审查也越来越严格。调整树脂的PVC没有提供明显的改善DPUR,可能需要实质性的配方变化,可能不适合应用。二苯甲酮是一项遗留技术,在DPUR方面确实有一定的改善。然而,使用二苯甲酮可能触发标签要求,根据某些测试方法可能被认为是一种挥发性有机化合物。另一种化学物质,如硅胶,虽然在氧化铁测试中表现良好,但在非水DPUR测试方法中表现不佳。EPS技术对DPUR有较大的影响,甚至在TgydF4y2BaggydF4y2Bait’最低可达零下26摄氏度。与未修改的配方相比,这不需要修改配方,DPUR的有效性通过外部暴露测试得到了证实。gydF4y2Ba

提高涂料抗污垢能力的常用方法的优点和缺点。gydF4y2Ba
表3:gydF4y2Ba提高涂料抗污垢能力的常用方法的优点和缺点。gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

感谢Jonathan Wang博士和Ashley Rodgers博士在本研究中合成了树脂,感谢Patrick Lutz博士进行了外部暴露测试。gydF4y2Ba