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新型光稳定剂应用于水性环氧涂料的研究

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-->>新型光稳定剂应用于水性环氧涂料的研究

新型光稳定剂应用于水性环氧涂料的研究
杨永吉,黄世承,宋宇书,邱晓芳,简智娴,黄耀兴( 台湾永光化学工业股份有限公司,台北106)

环氧树脂因具有附着力强、优异机械性能和抗渗透等功能,而普遍应用于工业涂料。但环氧树脂也具有明显的缺点: 当其暴露在室内光线或自然太阳光时,颜色容易变化,这是因为当环氧树脂受到UV 光长期照射时,其结构在含氧的环境下很容易断键降解,产生发色机团( 如图1 所示) ,而导致树脂变色、褪色。在环氧树脂材料中添加光稳定剂,可以有效地减少变色、褪色、龟裂、粉化和光泽保持率下降等问题。
环氧树脂光降解途径
随着人类对环境保护日益重视,环氧树脂的水性化是发展趋势和国内外研究的热点。适用期短是水性环氧体系的主要缺点,当超过试用期时,涂料性能会改变很大,因此,延长其适用期有很重要的价值,新型非离子型水性环氧固化剂可以提高其适用期,但涂装后延长涂层使用寿命需要使用光稳定剂,预防光降解的产生。光稳定剂包括紫外线吸收剂( UVA) 和受阻胺光稳定剂( HALS) ,紫外线吸收剂的功能是吸收紫外线转换成热能散发掉; 受阻胺光稳定剂的功能是捕捉自由基,防止降解发生。目前,关于如何解决水性环氧涂料光降解的研究很少,因此本研究将不同类型光稳定剂于不同类型溶液中进行分散过滤试验,最后筛选出最佳产品进行人工加速老化试验,以了解并有效地改善水性环氧涂层的耐久性。
 
1 实验
1. 1 实验原料
水性环氧树脂( POLYPOX E403) 、水性环氧固化剂( POLYPOXIH 7005W) : 工业级,陶氏化学工业股份有限公司; 水性环氧光稳定剂( EVERSORB EP5) : 工业级,台湾永光化学工业股份有限公司; 光稳定剂EP - A、EP - B: 有机高分子,自制。
1. 2 实验设备
水流抽气机: 厂牌EYELA/型号A - 3S; 滤纸: 厂牌ADVANTEC/型号2# ; 耐黄变试验机: 厂牌Q Panel /型号QUV/Basic; 色差仪: 厂牌MINOLTA/型号CM - 3500d。
1. 3 实验方法
1. 3. 1 分散过滤试验
( 1) 以水为溶剂混合不同类型光稳定剂
称取10 g 不同类型光稳定剂,加入100 g 去离子水中,混合搅拌5 min 后,将溶液倒入含2# 滤纸的水流抽器机抽滤后,于60 ℃烘干后称质量,计算其在滤纸上的残留率( R) ,光稳定剂如表1 所示。
表1 不同类型光稳定剂
表1 不同类型光稳定剂
( 2) 以水性环氧涂料为溶剂混合不同类型光稳定剂
称取10 g 不同类型光稳定剂( 见表1) ,加入100 g 水性环氧涂料中,混合搅拌5 min,再将溶液倒入含2# 滤纸的水流抽器机抽滤后,在60 ℃烘干后称质量,计算其在滤纸上的残留率( R) 。
1. 3. 2 人工加速老化试验前配方的配置
称取不同量水性光稳定剂EVERSORB EP5,混合水性环氧固化剂( POLYPOX IH 7005W) 和水,搅拌5 min 后再混合水性环氧树脂( POLYPOX E403) 。
1. 4 检验方法
1. 4. 1 试材涂装
将配置好的含不同浓度EVERSORB EP5 的水性环氧涂料喷涂至10 cm × 7 cm × 0. 1 cm 铁制试片,室温干燥2 h。
1. 4. 2 人工加速老化试验
按ASTM G154—1( 2006 年改版, 340 nm, 60 ℃,8 h UV 光照/50 ℃,4 h 凝结) ,利用色差仪观察加速老化试验过程变化。
 
2 结果与讨论
2. 1 在水和水性环氧涂料中分散效果最好的光稳定剂的筛选
本研究是利用实验设计测试参数并分析其结果,且更重要的是利用其中的“筛选设计”找出哪一类光稳定剂分散最好的关键因子。筛选实验计划如表2 所示。
表2 不同类型光稳定剂筛选实验结果
不同类型光稳定剂筛选实验结果
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