如何通过抗氧剂与光稳定剂提升粉末涂料耐候性?
随着国民经济的快速发展,粉末涂料在户外的应用越来越普遍。从而使作为防护与装饰的粉末涂料涂层,其耐候性和耐久性也受到越来越多的关注,特别是如天花板、幕墙板、饮水机、空调机、洗衣机、铝型材等室内外用品的涂膜。
影响粉末涂料耐候性的因素很多,其中包括树脂、固化剂、颜填料,以及其他助剂的结构和性能等内部因素;以及日光(主要是紫外线)的作用、大气的组成(氧、臭氧、工业烟雾等)、湿度(包括酸雨、盐雾等)、温度变化等自然因素(外部因素)。
紫外线辐射是粉末涂料自然老化的主要原因,大气中的氧是促进自然老化的重要因素。在紫外线和氧的作用下,引发粉末涂料产生自动氧化反应,即氧化连锁反应,使粉末涂料降解。水和热加速了此反应,起着光氧化的促进作用。
粉末涂料涂膜在形成过程中会存在弱链键和双烯结构的大分子链,在紫外线的辐射后,易发生光诱发的氧化降解反应(老化),导致涂膜的褪色、粉化。
为了抑制或延缓涂膜的光氧化速度,人们通常采用加入抗氧剂、紫外线吸收剂或光稳定剂或3种的混合物。
抗氧剂的应用研究
由聚合物的热氧降解机理可知,聚合物热氧降解主要是由于氢过氧化物受热产生自由基而引发的发生链锁式自由基反应引起的。
因此,聚合物热氧降解可通过自由基捕获作用和氢过氧化物分解作用得到抑制,如图1中所示。其中,抗氧剂就是针对以上抑制氧化作用而被广泛地使用。
抗氧剂(或热稳定剂)是被用来抑制或延缓高聚物受大气中氧或臭氧作用而降解的添加剂,是高分子材料中应用最广泛的助剂。
粉末涂料在受到高温烘烤或日光照射后会发生热氧降解,老化、黄变等现象严重地影响了产品的外观及性能,为了防止或降低这种趋势的发生,通常采用添加抗氧化剂或热稳定剂的方式来实现。
抗氧剂可按其功能(即对自动氧化化学过程的干预行为)的不同分为三大类:
第一类叫链终止抗氧剂,主要是捕获或清除聚合物自动氧化产生的自由基;
第二类叫氢过氧化物分解剂型抗氧剂,主要是促使聚合物中的氢过氧化物发生非自由基型分解;
第三类叫金属离子钝化剂型抗氧剂,其能与有害金属离子形成稳定的螯合物,从而钝化金属离子对聚合物自动氧化过程的催化作用。
3类抗氧剂中第一类被称为主抗氧剂,主要有阻酚类、仲芳胺类;第二、三类被称为辅助型抗氧化剂,有亚磷酸酯类、二硫代氨基甲酸金属盐类等。为了获得满足应用要求的稳定涂层,通常要选用多种....
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