改善塑料基材用运输涂料的耐候性
作者 Mouhcine Kanouni博士，涂料市场经理，美国，北卡罗莱纳州，夏洛特市；JeanYves Desrats，涂料创新经理，瑞士，Muttenz；科莱恩性能助剂
由于塑料零部件在交通运输行业中的作用越来越大，汽车内饰和外部应用于塑料基材上的OEM涂层的耐久性，已经成为一个受关注的重要领域。
然而，由于添加剂的迁移效应，相同涂层在金属和塑料零部件上的性能是不同的。 2 尽管如此，由于常用的非迁移光稳定剂成本较高，大多数涂料配方制造商更喜欢使用标准紫外线吸收剂和HALS添加剂来保护塑料基材上的涂层。3这种妥协往往限制了OEM制造商的能力，要避免客户投诉，他们往往得纳入更多有涂层的塑料零件。
多年来，汽车制造商已经认识到，消费者需要他们的汽车更可靠、更高质量和更美观。因此，需要对更多的汽车内饰塑料部件进行涂层处理，尤其是仪表板，以满足这些消费者的需求。
为了支持汽车涂料行业，科莱恩开发了一系列全面的光稳定剂分散体，以应对这些市场挑战。本文主要关注水性涂料领域。
实验
在本项研究中，我们证实了，与市场上的行业标准光稳定剂相比，采用科莱恩的UV吸收剂和独特的聚合物自由基清除剂（HALS）配制而成的，应用于塑料基底上的水性面漆的耐候性有所提高。在加速老化试验期间，本研究测试的具体性能如下：
· 使用型号为CM 3600A和SCI反射模式的Minolta分光光度计来进行颜色测量(ΔE，L * ，a * 和b * )。
· 使用BYK Gardner微型光泽度仪和60°光泽度来进行光泽测量。
产品
STD UVA
目前，大多数水性涂料中使用的标准紫外线吸收剂“STD UVA”，是一种液态的，含90%活性的产品，化学名称为羟基苯基苯并三唑，具有以下主要特征：
· 与溶剂型和水性涂料兼容。水性涂料需要大量搅拌，通常还需要添加助溶剂和消泡剂。
· 在所有苯并三唑类化合物中吸收率最低。
· 紫外光下的弱光持久性 6 相对损耗或速率约为3.5。 7
· 带有可反应羟基的部分官能化。
STD HALS
关 于 本 研 究 中 使 用 的 标 准 自 由 基 清 除 剂“STD-HALS”，它是由两种碱性活性叔胺组成的100%活性液体混合物。STD HALS与溶剂型和水性涂料都可相容。水性涂料需要大量搅拌，通常还需要添加助溶剂和消泡剂。
在本实验中，2%的STD-UVA和1%的STD-HALS被添加到固体粘合剂活性成分的涂料配方中。本研究中使用的科莱恩UV稳定剂为：
· 我们最近推出的Hostavin??3315 DISP是一种52%含量的高效苯并三唑UV吸收剂水分散体，用于涂料和清漆的UV稳定。该溶液的特点是易于掺入，并具有广泛相容性，比氢苯基三嗪具有更广泛的紫外吸收表现，同时显示出比标准UVA高约60%的光性能 。
· Hostavin 3070 DISP是52%低聚物受阻胺光稳定剂（HALS）的水分散体，用于涂料和清漆的紫外线稳定。该溶液具有易掺入、广泛的相容性、高抗迁移性、低抽提性的特点，在塑料涂层中具有很好的应用前景。
这两款科莱恩产品都是易于使用的分散体，在水性涂料中使用前无需研磨或预溶解。它们可用于涂料生产过程中的任何阶段。到目前为止，没有迹象表明这些产品会对成品涂料的危险标签风险产生影响。这两款产品符合无危害分类标准（欧洲和北美），并获得科莱恩EcoTain?可持续发展卓越标签。
老化实验
本研究的目的是测定用于黑色塑料基材上的水性丙烯酸面漆的标准UV吸收剂的耐候性，并与科莱恩的光稳定剂进行了比较。如表1所示，使用了符合ISO 4892-2 E2013湿/干方法的紫外线人工老化试验箱进行了加速老化试验。
结果
我们进行了1500小时、2000小时和3000小时的老化试验。1500小时的初步结果证明是积极的，这也给了继续暴露会得到好结果的信心。
因此，在2000小时和3000小时后，Hostavin 3315 DISP和Hostavin 3070 DISP的组合证实了最初的假设和观察结果，即这种新型光稳定剂组合比传统的组合产品具有更低的颜色变化和更好的保光性。
在图1中，使用Hostavin 3315 DISP和Hostavin 3070DISP观察到3000小时后漆膜的颜色变化最小，在图2中，与标准UVA和STD HALS组合相比，光泽保持度也有所提高。
事实上，虽然保光性和ΔΕ（颜色变化）结果证明新配方更佳，但我们只能从视觉上充分认识到新稳定剂组合所带来的显著提高。以上数据结果的视觉效果如图3所示。
结论
在这项研究中，我们展示了水性汽车涂料在塑料基材上耐候性的改善。使用了科莱恩水分散UV组合包（含Hostavin3315 DISP和Hostavin DISP 3070）的面漆在视觉评估中，其颜色和保光性都要明显优于传统的光稳定剂组合包。
这种改进是通过使用同类最佳的光稳定剂分散体混合物制备涂料来实现的。重点是，要选择一种兼顾光性能和广泛兼容的高端苯并三唑。
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参考资料
1 Sch?nmayr,D.Automotive Recycling,Plastics,and Sustainability: The Recycling Renaissance. Germany:Springer International Publishing, (2017).
2 Adamsons, K.; Cliff, N.; Kanouni, M.; Peters,C.; Yannef, P.V.; Use of Reactable Light Stabilizers to Prevent Migration and to Improve Durability of Coatings on Plastic Substrate, JCT Res., 2005, 2, 371-387.
3 Biron, M. Material Selection for Thermoplastic Parts: Practical and Advanced Information. Netherlands:Elsevier Science, 533, (2015).
4 Trends in Automotive Plastics, Plastics Decorating Magazine, 2018.
5 Toensmeier, P. High Style for Automotive Interi-ors, Plastics Engineering, September 2015.
6 Handbook of Coating Additives. (2004). Switzer-land: Taylor & Francis, 198.
7 Handbook of Coating Additives. (2004). Switzer-land: Taylor & Francis, 200.
8 Clariant-EcoTain?,https://www.clariant.com/en/Sustainability/Discover-Ecotain.
本文收录在《PCI中文版》杂志2020年12月刊中
