水溶性木器漆稳定剂-协同增效
作者：Rosanna Telesca，博士，涂料中心市场负责人，松原产业集团，瑞士，Basel-Stad
为了帮助提高涂料价值链的可持续性，松原公司应用了亚里士多德的协同理念，即“整体大于部分的总和”，为涂料开发了一系列水溶性稳定剂，协同工作以产生增强效果。新的水性助剂和稳定剂的设计，将传统产品的功效与水溶性、低至零挥发性有机化合物（VOC）生成、易于添加和处理等优点进行了结合。这些产品用途广泛，本文主要介绍了它们在聚氨酯木器漆中的应用，以及几种不同稳定剂的试验结果。
水性聚氨酯木器漆的稳定性
近几年，水性涂料的重要性得到了普遍提高，在某些应用中，它们成为了涂料行业增长最快的市场之一。防护类助剂是木器漆配方的重要组成部分，抗氧剂可以防止涂料通过氧化产生老化，紫外线吸收剂保护涂层树脂和清漆中的木器基材结构免受紫外线的降解。抗紫外线助剂分为两类：紫外线吸收剂和稳定剂。紫外线吸收剂的化学结构使它们能够吸收紫外线辐射，并以一种破坏性较小的形式消散这些能量。光稳定剂能起到清除剂的作用，可以降低涂层内形成的自由基的反应性。
聚氨酯（PU）涂料行业的水性部分为木器和家具以及建筑和其他领域的应用提供了重要机会，因为这种类型的树脂符合环境法规，包括最低限度的VOC，使其成为了应用最广的涂料产品之一。聚氨酯木器漆流行的另一个原因是聚氨酯能赋予木器自然、温暖的效果。通过使用助剂来控制温度和光降解，聚氨酯固有的优势性能可以得到进一步增强，这两者都会影响室内和室外的木器元件、家具、细木工制品、拼花地板和木地板的外观。我们以SONGSORB?CS和SONGNOX?CS品牌销售的温度和光照管理助剂，都可以提高聚氨酯体系的性能，并确保持久抵抗紫外线和温度变化造成的损坏。
协同增效稳定包
新系列的光稳定剂和抗氧剂结合了传统产品的效率，不仅具有水溶性和低至零VOC的优点，而且易于添加和处理。SONGSORB CS AQ01是一种完全水溶性的受阻胺光稳定剂（HALS），具有聚合多元醇结构，使它成为与聚氨酯水性饰面结合使用的理想溶液。由于其固有特性，该产品可以在化学上与聚氨酯结构结合：具有很高的相容性，易搅拌，可促进和加速体系混合。由于它可以完全混合，因此只生成非常低（如果有的话）的VOC。新的HALS在户外木器漆和聚氨酯成品漆上，均已测试成功。它不容易出现传统的HALS体系所遇到的胶凝现象。此外，作为一种100%的活性物质，它不具有改善与水相容性的化学品对体系的负面影响，这些负面影响必然会对最终性能产生影响。无论是用于室外木器色漆还是聚氨酯清漆，该产品都能为配方设计人员和最终用户提供极大的帮助，这不仅是因为它易于添加，而且还因为它具有长期的防护效果，已经有好几种含HALS的木器色漆被推出市场。
加入该系列的新成员包括两种水溶性紫外线吸收剂：SONGSORB CS 326 WB是一种基于苯并三唑的紫外线吸收剂，用于水性工业、建筑、装饰和木器涂料等应用；SONG-SORB CS 400 WB是一种基于水性三嗪的紫外线吸收剂，也适用于诸如汽车涂料等的要求更高的应用。水溶性酚醛抗氧剂SONGNOX CS 2450 WB专为聚氨酯涂料设计，有助于在工艺和固化过程中进一步稳定水性聚氨酯，一旦与水混合，便能提供极好的相容性。这些水溶性助剂的新发展，为客户提供了一个极好的工具箱，以提高其水性涂料的性能。与我们的水溶性HALS一起，它们为水性涂料体系提供了一系列可协同增效的产品。
水性木器漆中抗氧剂和光稳定剂的测试结果
在基于三种不同类型的树脂(丙烯酸、醇酸和聚氨酯)的水性木器表面涂料配方中，测试了其中一些助剂和其他助剂的效果。
试验条件
将四种助剂（表1）单独和/或相互组合，与竞争产品进行比较。根据QUV EN 927-6方法，将样品暴露加速老化3000小时。加速老化研究考察了这些助剂产品对涂料颜色和光泽随时间变化而产生的影响。表2列出了在本研究的配方中所测试的助剂。配方B-H的性能预期比配方A好，因为配方A不含稳定剂。
结论
QUV耐候性试验 - 颜色变化
多数情况下，丙烯酸树脂的颜色变化和黄变随老化时间而增加。正如预期的那样，不含紫外线吸收剂或稳定剂（A）的配方在颜色和黄变上的变化最快。
醇酸树脂配方的性能往往优于丙烯酸和聚氨酯配方。与丙烯酸树脂一样，随着老化时间的增加，颜色变化和黄变增加。含紫外线吸收剂和HALS的配方比单独含紫外线吸收剂的配方表现更好。
聚氨酯配方的颜色和黄变也随老化时间的变化而增加。不含紫外线吸收剂或稳定剂的配方，其颜色变化最快，对发白的影响与丙烯酸基配方相似。
QUV - 目测评估
使用丙烯酸树脂的配方A（不含紫外线稳定剂）中，可以清楚地观察到样板在老化暴露下的变色损伤最大，如预期的一样。在视觉外观和抗缺陷发展方面，表现最好的助剂有SONGSORB CS 400 WB和一个HALS。配方D和G的性能相当于商业产品的标准。水性助剂SONGSORB CS 400WB的性能优于100%固含的助剂SONGSORB CS 1130（图1和图2）。
在醇酸树脂的配方中，样板因老化暴露产生的变色也很明显；正如预期的那样，不含任何紫外线吸收剂的配方A在颜色上的损害最大。暴露于热而非紫外线的样板出现了明显的黄变现象：暴露在紫外线下区域的颜色与样板被遮蔽部分有很大的不同。配方D的表现最好。除A（不含稳定剂的配方）外，所有涂料在试验中均表现良好。大多数试验配方在防止涂层缺陷形成方面的表现，比商业标准产品（H）更好图3和图4）。
使用聚氨酯树脂，可以观察到样板在老化暴露下产生了明显变色；配方A由于不含任何紫外线稳定剂，再次如预期的显示出了最大损害。配方D和E是该组实验混合物中表现最好的。在防止涂层缺陷发展方面，SONGSORB CS 400 WB的性能优于SONGSORB CS 1130（图5和图6）。
试验结果汇总
正如预期的那样，无紫外线稳定剂/吸收剂的配方在老化期间的变化最大。这些变化包括黄变增加和颜色改变，光泽降低，以及在所有测试样板上出现了诸如发白、起泡、开裂和剥落等缺陷。
最佳配方取决于基础漆配方和测试参数。一般而言，但并非所有情况下，性能最好的配方包含紫外线吸收剂和HALS的组合。使用含有SONGSORB CS 400 WB的配方比含有SONGSORB CS 1130的配方表现更好。
持续发展
上述标准和基本配方的初步评估正在通过进一步的测试来补充，这些测试在我们位于韩国Maeam的涂料实验室进行，内容包括配方改进和助剂比例优化等。
本文收录在《PCI中文版》杂志2020年09月刊中
