防紫外线
无论是室内还是室外应用，当紫外线屏蔽器过滤掉阳光中的有害紫外线成分时，木材表面的光致损伤显著减少。与典型的室内清漆一样，有机紫外线吸收剂的浓度为1-3%(按粘结剂计算)，取决于涂层厚度，可显著减少黄变。对于外部应用，透明清漆和透明着色污渍通常需要1-5%的紫外线吸收剂(UVA)或1-3%的UVA/HALS混合物，以获得所需的持久保护(树脂固体的百分比)。改进的光
木材保护新添加剂的开发取得了进展。一种基于高消光和红移吸光度发色团(移向较长的紫外线波长)的实验性UVA显示出比目前使用的苯并三唑类UVA更好的木材色保护效果。在HALS方面，已经确定了一种发展中的化合物，通过在应用含uva的饰面之前对基材进行简单的预处理，可以为自然浅色木材提供出色的颜色稳定性。这种新型的HALS化合物是天然木材基材持久保护色发展的里程碑。它是第一个完全抑制木质素光氧化的添加剂，通过简单的水溶液预处理基材，作为一种高效的色稳定剂。然而，只有在HALS与UVA一起使用时，才能实现木材表面抗黄变和光降解的持久保护。后者要么应用于预处理本身，要么最好应用于随后应用的面漆。
有了新的光保护概念，可以获得以前未达到的木材颜色稳定性和改进的涂层耐久性。典型的室内和室外木器涂层应用说明了在预处理和面漆中使用适当类型和数量的稳定剂的好处。
紫外线吸收剂和UVA/HALS混合物对木材的光保护
防止木材变黄变暗的第一种方法是防止其敏感部件吸收紫外线辐射。实现这一目标最简单的方法是在透明的表面上使用UV，在有害的紫外线辐射到达基材之前切断它。与填充物和微粉颜料不同，有机uv不会降低涂层的透明度，也不会影响木纹和纹理的可见性，而这些填充物和微粉颜料在一定程度上掩盖了木材的自然特性。HALS用于面漆，以增强粘合剂的抗光氧化能力。图1显示了一些商用UVA和HALS产品的结构。图2为各种有机屏蔽剂的吸光度图。与二苯甲酮型chimzomb 81相比，苯并三唑型Tinuvin 99和UVA-3的光谱位移表明，由于其更广泛的吸收范围，它们是确保木材表面有效保护的最佳选择。实验CGL 210 MPA，基于一种新的发色团，已经设计提供比Tinuvin 99和UVA-3更强的吸光度，特别是在UV-A (320-400 nm)范围内。
木材退化和颜色变化的评估
样品和衬底制备
为了避免基材变化的影响，并正确评估添加剂的性能，预处理和面漆应用于单个板或面板的相邻部分。标准的涂装方法包括一次水预处理，然后两层面漆。总薄膜厚度取决于基材孔隙率、涂层类型和最终用途。
接触条件
加速风化试验是用装有喷嘴和a -340荧光灯管的QUV装置进行的。曝光周期:60度紫外光照射5小时(黑色面板)，室温喷雾1小时。紫外线照射试验在干燥条件下用A-340管或用过滤氙气光源进行。颜色变化测量和降解评估
麦克白色眼1500 Plus分光光度计用于颜色变化测量。对于每个涂层部分，结果报告为紫外线照射引起的DE变化。涂层的降解是通过光泽的变化和简单的视觉评估开裂和剥落来监测的。
木材光保护与UVA和UVA/HALS的面漆
图3显示了在室内枫木家具中使用UVA保护木材颜色的典型例子。结果总结为DE在每个样品的暴露和初始颜色水平之间的变化。DE的变化表明，由于DE的三个分量，亮度L*、红度a*和黄度b*的修改，DE总体上有较强的增加。面板老化引起的变化通常是亮度L*(变暗)的大幅度下降和红度a*的增加，特别是黄度b*的增加。在Xenotest 150设备中，枫木基材涂上醇酸/氨基树脂基酸固化家具涂料，其颜色变化显示为暴露时间长达960小时的函数。
DE的增加在最初的240小时内相当迅速(达到最终颜色增量的一半)，之后趋于平稳。无人机的使用大大降低了初始变黄的速度，并限制了其最终的程度。在干树脂含量为2%的Tinuvin 99浓度下，最终DE变化减少到非紫外线保护涂层值的三分之一。
图4显示了在松树上的一种户外级长油醇酸清漆中，不含HALS的三种不同uav的评估结果。经过3600小时的QUV加速暴露(采用喷雾循环)，一些区域的涂层和木材表面都出现了完全降解，而其他区域的情况则从较差到极好。评估的所有三种UVA的性能明显取决于UVA浓度。使用1% CGL 210 MPA和2% Tinuvin 99可获得良好的保护效果，但至少需要4-5% chimfragb 81!二苯甲酮chim选型81的保护作用低于4%，完全不足。实验红移吸收剂CGL 210 MPA性能良好，在浓度只有标准Tinuvin 99一半的情况下，其效果与标准Tinuvin 99相当。该系统的户外暴露测试正在进行中。经过近18个月的暴露，所有面漆部分仍处于良好状态;唯一的区别是木材基材的颜色，未稳定的部分和使用较低浓度chim配配81处理的部分显示出更强的变暗。
提高光的结果
试图稳定木质素与商业HALS未能提供显着改善木材的颜色保持。为了获得更好的保护效果，对一系列实验添加剂进行了测试。一种新的衍生物CGL 1198对几种木材都有很好的效果。在木材浸渍底漆处理中使用这种新添加剂获得了最佳性能，随后在表面涂上含有uva的饰面。底漆的处理在稳定性和木材类型方面有局限性。然而，当UVA通过外部作用(UVA用于上漆底漆的上方)或通过内部作用(UVA与底漆本身的新添加剂结合使用)过滤掉紫外线时，保护效果是持久的。在后一种情况下，保护效果的持久性似乎取决于涂层的厚度或紫外线不透明度。
松木上的长油醇酸清漆示例(室内家具应用)
图6和图7显示了在干燥UV a -340光源下暴露1500小时后，不同稳定的涂层部分的颜色变化。当涂层完全不稳定时，可以观察到非常迅速的初始黄变(仅200小时后DE变化20个单位)，这基本上反映了木质基板的改性。在面漆中使用2% CGL 210 MPA的粘结剂固形物，且不进行预处理，在初始暴露期间变色率显著降低，最终黄变水平显著降低。将2% CGL 1198水性基材预处理与CGL 210 MPA稳定面漆相结合，可以几乎完全保持面板的颜色。新的HALS稳定剂显然是对基材的整体长期颜色保护的最大贡献元素。
水性丙烯酸的例子
松木分散涂料(外部应用)
如图8所示的涂层体系由一层稀释丙烯酸分散剂Tinuvin 292或CGL 1198底漆组成，然后是两层未稀释的分散剂作为面漆。经过2400小时的QUV暴露后，0节所示的非稳定系统完全降解。在面漆1-5段使用3% Tinuvin 99/Tinuvin 292粘合剂固体，涂层保持良好状态。基材颜色的不同是由于底漆处理中使用的HALS的类型和浓度的影响。CGL 1198给基材最高的颜色稳定性，相比之下Tinuvin 292的效果非常轻微。
结论
光稳定剂有效地解决了木色保护问题，提高了木纹涂料的耐久性。在室内应用中，uv对衬底颜色保护的效果随着其吸光度特性向较长波长(红移吸光度)的偏移而增强。为满足这些要求而设计的实验UVA显示出优于标准产品的性能。此外，还开发了一种实验性的HALS衍生物，在用于浸渍处理后，在表面涂上含有uva的饰面时，可以显著改善木材的颜色稳定性。这两种添加剂对各种自然遮光木材都有很好的保护效果。对于外部应用，标准uv和HALS组合的组合效果可以在溶剂型醇酸透明清漆中看到。与UVA本身相比，该混合物明显为涂层和基体提供了更好的保护。新的红移UVA与传统的HALS结合使用在面漆中，以及新的HALS衍生物在引物中有望提供进一步显著的性能改进，特别是在透明和轻微着色系统中。采用新概念的加速风化暴露试验显示出有希望的结果。溶剂和水性系统的户外暴露试验正在进行中。
关于颜色稳定的更多信息，请联系Daniel Rogez, Ciba特种化学品公司，涂层效果，Klybeckstrasse 141，商业线涂料，CH-4002巴塞尔，瑞士;电话+41 61 636 23 65;传真+41 61 636 27 30;电子邮件daniel.rogez@cibasc.com;或圈63。
参考书目
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