大多数有机涂料的外部耐久性在很大程度上取决于光稳定剂的使用。两种主要的稳定剂是紫外线吸收剂(uva)和受阻胺光稳定剂(HALS)。UVA化学类包括二苯甲酮类、氰基丙烯酸酯类、氧化苯胺类、苯并三唑类和三嗪类。如今，由于其优异的光谱覆盖率、高消光系数和优异的光持久性，后两种涂料是迄今为止对涂料行业最具商业意义的涂料。188BET竞彩HALS属于被称为抗氧化剂的更广泛的化学家族，但由于其循环机制，与该类别的其他材料(如磷酸盐、内酯和阻碍酚)区别开来，这允许以类似的方式长期有效，酮-烯醇互变异构使uva具有同样的效果。188金宝搏bet官网
最近UVA的发展集中在增加分子量和/或增加功能，这将最大限度地减少从涂层中迁移，进一步提高消光系数，增加光持久性，并设计封装技术，以便在不需要溶剂或预乳化的水性系统中使用。同样，新的HALS发展反映了这些，包括功能化以防止渗出膜外，开发非相互作用材料，适合与酸性颜料和酸催化涂料使用，以及封装以适应配方零voc涂料。188金宝搏bet官网
防紫外线涂料
众所周知，紫外线辐射会对暴露在外的油漆表面造成化学修饰。辐射的有害影响包括失去光泽，颜色变化，粉笔化，剥落和薄膜分层。选择光稳定剂变得更加关键的应用在敏感的基材，如木材和塑料。由于木质素的光氧化和对湿度的敏感性，当暴露在光下时，基材会迅速降解，因此涂层木材可能特别有问题。使用紫外线屏蔽剂可显著减少光致损伤。某些色素能反射和/或吸收紫外线和可见光。它们有助于减少深层涂层和基材的辐照及其随之而来的降解效应。
在透明系统中，有机紫外线吸收剂通过吸收紫外线具有相同的作用，通常在树脂固体上使用1-5%的活性物质，这取决于涂层厚度和所需的保护程度。有机紫外线吸收剂使涂膜完全无色而不影响膜的清晰度。像二氧化钛和氧化铁这样的颜料是很好的紫外线屏蔽剂，但会增加颜色和不透明度。这些颜料的微型化版本可以用作或多或少透明的紫外线屏蔽剂，以克服这些限制在清漆应用。然而，二氧化钛的一个明显的缺点是容易重新团聚，这仍然导致薄膜透明度降低，超过一定的使用水平和朦胧的，白蓝色的方面。
对于水性系统的另一个缺点是需要大量的分散剂来稳定这些精细的颜料分散和使用共溶剂来减少干燥效应。这可能会降低光泽和影响干膜的性能，如抗阻塞性或水敏感性。就氧化铁而言，当它们的使用水平达到有效紫外线防护所需的水平时，会发生从黄色到棕色的显著颜色转变。
对于外部应用，UV吸收剂和HALS的协同组合是稳定涂料的最佳选择。紫外线吸收剂受比尔-朗伯定律支配，因此吸光度与UVA浓度、其摩尔吸光度(消光系数)和路径长度(即涂层厚度)呈线性相关。因此，对于清漆，它们提供了涂层稳定的主要机制。相比之下，HALS是自由基清除剂，它不受比尔定律的约束，在涂层系统的任何地方都能起作用。这些抑制了涂层粘合剂的光氧化反应，并有助于保持其初始膜性能，如灵活性和拒水性。HALS在涂层表面特别有效，在着色系统中提供更好的光泽保持，更高的抗垩白性，同时避免在透明涂层中形成裂纹。因此，对于着色系统，HALS提供了主要的稳定机制，因为大多数紫外线辐射被色素阻挡穿透超过最初的几微米的涂层。选择合适的UV吸收剂/HALS组合和浓度取决于涂层系统的化学性质、颜料和填料的存在、薄膜厚度和曝光条件。
新型分散技术
稳定剂生产商面临的挑战是开发产品形式，使其易于掺入和无问题地分散到最广泛的疏水材料水性粘结剂体系中。188金宝搏bet官网到目前为止，光稳定剂的选择，可以通过简单的后添加，一直限于少数亲水改性产品。这类产品对不断增长的水性涂料树脂范围的适用性可能受到新的标签要求和更高的技术性能要求的限制。t最常用的紫外线吸收剂之一是亲水性改性羟基苯并苯并三唑(BTZ)，它需要共溶剂才能适当掺入并在涂料中获得可接受的存储稳定性。对于户外应用，需要与HALS结合，两种添加剂的合并需要共溶剂或额外的乳化剂。在文献中，有进一步的方法提到了使光稳定剂进入水基配方，即通过聚合物乳液。
由于现有的产物大多是疏水的，一种方法是在聚合前将它们混合到单体原料中。(1)可以选择条件，使疏水紫外线吸收剂在完全反应后均匀分布在聚合物颗粒中。根据它们的化学性质，可以选择添加剂和聚合物来控制活性物质从颗粒中释放出来。相比之下，可伸缩的紫外线吸收剂可共聚到聚合物基体中，使粒子完全保留紫外线吸收剂，并提供高吸收紫外线的乳液聚合物。(2,3)含有羟基的紫外线吸收剂适合与聚异氰酸酯反应，以设计聚氨酯分散体。(4)这种方法确保紫外线吸收剂即使在高剂量下也保持相容性，并防止在涂层使用寿命期间迁移。这对薄膜应用尤其重要。这两种方法都便于生产用于改进聚合物和衬底保护的改性分散树脂。
因此，开发了一种新的技术，利用微型封装技术使不溶于水的紫外线吸收剂与水基涂层系统兼容。新产品形态的准备需要两个步骤。首先，使用高剪切乳化技术生产亚微米粒径的稳定乳液，由单体和紫外线吸收剂组成。其次，这些乳液的聚合产生细粒径，低粘度和稳定的水分散体。
分散性表征是通过分析超离心完成的，提供了粒径、分布和密度以及密度分布的信息。测量表明，紫外线吸收剂均匀分布在聚合物颗粒中。采用动态光散射法对新产物的粒径进行了测量，结果表明，新产物的粒径在0.03 - 0.20 m范围内，是聚合物分散体系的典型粒径。
水性木器涂料的光稳定
最近，一种新的稳定概念被提出，它在室内应用中提供了更好的木材颜色稳定性，在外部应用中提供了透明透明的着色木漆的长期耐久性。6-9该概念包括首先在木材底漆中使用一种特定的水溶性HALS化合物。作为木质素稳定剂，这种化合物必须在稀水溶液中用作预处理，以便浸渍木材表面(见图3)。当木质素稳定剂与紫外线吸收剂配合使用时，可获得最佳的木材防色效果。最好的方法是将紫外线吸收剂添加到随后应用的面漆中，作为木材表面的外部紫外线过滤器。在不涂面漆的情况下，木质素稳定剂和紫外线吸收剂必须在同一个木材穿透处理中使用，紫外线吸收剂必须在木材表层起内滤作用。由于UV和可见光达到450 nm会导致木质素降解，因此使用吸收光谱最广的UV吸收剂可获得最佳效果。因此，新的基于红移TRT发色团的紫外线吸收剂制备具有高UV- a射线吸收能力，在护色和耐久性方面明显优于目前使用的苯并三唑(BTZ)。
为了说明这一效应，给出了一些试验结果。使用喷嘴改进的QUV测试装置进行加速老化测试，测试周期为50℃下UVA-340光照射5小时，然后在室温下喷水1小时。
在第一个例子中，一种基于自交联丙烯酸分散树脂的透明涂层被涂在松木面板上，分两层涂抹在底漆上，底漆中包含或不包含之前描述的木质素稳定HALS。在这个实验中，颜色的变化被用来记录新的紫外线吸收器与标准亲水性BTZ吸收器提供的保护效果。
总暴露1200小时后，未稳定的涂层开始出现严重的裂纹形成，而基质由于木质素光氧化而强烈变暗。用木质素稳定剂处理过的面板还没有发生开裂，颜色变化也小得多。两种稳定涂层状态良好，没有开裂。
人们认识到，在某些情况下，可能最好只对木材采用单一涂装制度，以适应特定的成本结构或生产限制。因此，在松木面板上进行了一些工作，选择光稳定添加剂选项，在透明的，形成薄膜的清漆中用于室内使用。这些面板并排比较了加速风化(氙气弧天气计中的1000小时凸轮0)对以下每种情况的影响:
•无涂层松树;
•涂层松木(无光稳定剂);
•涂层松，3% w/w标准光稳定剂包(UVA/HALS);而且
•涂覆松树，2% w/w CGL-362 (TRT水基分散剂)+ 1% w/w CGL-355 (NOR型HALS水基分散剂)。
在每种情况下，光稳定剂是在等效有效成分浓度的基础上添加的。对暴露板的视觉检查和颜色测量表明，UVA/HALS的水基分散体优于疏水类似物(见图3)。
工业水性涂料的光稳定
最后一个例子是在白色聚碳酸酯面板上应用基于自交联PU分散体的水性涂料并在室温下干燥。面板暴露在一个配备有过滤氙气光源的天气计装置下，按102分钟的光照和18分钟的光照和喷水循环运行。黑色面板温度在干燥阶段为65°C，在喷涂阶段为室温。结果表明，与BTZ UV吸收剂相比，在相同浓度下，即使在活性物质浓度较低的情况下，HPT分散型紫外线吸收剂对涂层的抗裂性和对聚碳酸酯基材的颜色保护性能明显更好。不稳定体系在6400小时后完全破裂，3% btz稳定透明涂层可耐受8000小时，而HPT制备的2%和远远超过9000小时，3%活性紫外线吸收剂水平具有明显更好的抗黄变性能。图4总结了这个测试的结果。注意，uva稳定涂层也包含2%的HALS。用3% HPT UVA制备的衬底颜色变化最小。结论
开发了一种新的微乳液聚合技术，以生产疏水性紫外线吸收剂的水性制剂，使其易于掺入和有效地用于水性涂料。该产品可以通过简单搅拌添加到配方中，在制造过程的任何阶段都不需要任何共溶剂，是后添加的理想选择。新的产品形式允许疏水物质分散到水系统中，储存时没有分离问题。分散性添加剂不影响透明涂料的光泽度、透明度等光学性能。因此，它克服了固体有机或矿物紫外线吸收膏的缺点，导致雾霾和光泽降低，并可导致沉淀在液体配方在较长的储存时间。另一个优点是，分散的疏水化合物，与通过极性或亲水性基团的化学修饰制成的水相容性产品相比，具有非常高的抗水浸性和良好的长期保护效果。初步结果表明，这种制备的性能可与溶剂型涂层系统中疏水添加剂产生的保护效果相媲美。这表明分散程度足以交付预期的性能和持久性水平。
应该指出的是，该技术正在扩展到本报告中讨论的三嗪和NOR HALS产品以外的其他光稳定剂。由于该技术应用于其他疏水光稳定剂添加剂，配方商将有灵活性开发符合环境要求的无溶剂配方，以适应所需的成本结构和性能水平。
本文在由南密西西比大学聚合物和高性能材料学院和南方涂料技术学会主办的水上研讨会上发表，2008年，新奥尔良，洛杉矶。188金宝搏bet官网
