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QUV老化試驗箱在研發(fā)提高汽車涂料性能的光穩(wěn)定劑上的應(yīng)用

發(fā)布于:2022-08-16
相關(guān)標(biāo)簽: 汽車?yán)匣囼?/a> UV老化試驗箱

汽車行業(yè)的涂料無處不在。涂層不僅賦予車身所需的顏色,而且還為暴露在紫外線下的部件提供耐候保護,并為內(nèi)表面提供光滑的飾面。新開發(fā)的用于光穩(wěn)定和表面改性的添加劑有助于增強這些涂層的外觀和耐久性。

OEM 和修補面漆的戶外耐久性一直是整個汽車涂料行業(yè)的重要關(guān)注領(lǐng)域。隨著涂料技術(shù)的發(fā)展,面漆耐候性要求必須滿足越來越嚴(yán)格的市場標(biāo)準(zhǔn)。然而,汽車修補面漆具有額外的挑戰(zhàn),由于應(yīng)用工藝,與 OEM 面漆無關(guān)。

當(dāng)然,與 OEM 涂料相反,汽車修補漆沒有高溫烘烤,這極大地限制了樹脂技術(shù)。其他挑戰(zhàn)包括灰塵吸收、油漆室的硅樹脂污染會導(dǎo)致涂層出現(xiàn)魚眼、由于多層應(yīng)用導(dǎo)致的涂層厚度不規(guī)則,最后是改進罐內(nèi)顏色的概念。

UV過濾器特性和罐內(nèi)顏色

汽車修補漆面漆的罐內(nèi)顏色可定義為涂漆工通過罐觀察到的清漆顏色。該屬性在汽車修補漆行業(yè)中廣為人知,在世界所有地區(qū)都是一項挑戰(zhàn)。涂裝者總是喜歡低罐內(nèi)顏色的清漆,并且經(jīng)常將其視為選擇清漆供應(yīng)商的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。

罐內(nèi)顏色對汽車面漆耐候性能的影響并不直觀。畢竟,影響罐內(nèi)顏色的主要因素是面漆的紫外線吸收劑成分。事實上,與紫外線吸收劑相反,作為面漆最重要成分的樹脂實際上對罐內(nèi)顏色沒有影響。

在一項長期研究中,科萊恩的涂料專家旨在為汽車修補清漆開發(fā)一種獨特的紫外線吸收劑解決方案,從而提高耐候性能,同時將罐內(nèi)涂料的顏色保持在與當(dāng)前市場標(biāo)準(zhǔn)相比最低的水平。

目前汽車清漆中使用的紫外線吸收劑分為三種類型,每一種都有自己的優(yōu)缺點(表 1 和圖 1)。

圖1:供應(yīng)的紫外線吸收劑的顏色

汽車修補漆中常用的紫外線吸收劑(UVA1、UVA2和UVA3)的主要特點。

為了了解每種紫外線吸收劑對配方中罐內(nèi)顏色特性的泛黃影響,圖 2 顯示了每種紫外線吸收劑的不同吸光度曲線。

圖 2 顯示了每種紫外線吸收劑的不同吸光度曲線。

參考圖 2,理論上草苯胺 UVA 應(yīng)該具有最低的初始顏色,因為與其他 UV 吸收劑相比,它們的 UV 吸光度距離可見光譜(低于 375 nm)最遠。

然而,回到圖 1,從 UVA-4中可以清楚地看出,這一理論的基本原理并不總是得到支持。

表 2 引用了 C* 值,為這一基本原理增加了額外的支持。

表2:2%紫外線吸收劑(在固體粘合劑上)在汽車丙烯酸清漆中的顏色測量(C*)

在這項研究中,科萊恩開發(fā)了 UVAX,這是一種創(chuàng)新的紫外線吸收劑解決方案,具有較佳的罐內(nèi)顏色特性,如圖 1 中的 C* 測量值所示。

該研究的下一步是確定標(biāo)準(zhǔn)紫外線吸收劑在涂在白色底漆上的 2K-PU 汽車清漆中的耐候性能,并將它們與新開發(fā)的(尚未商業(yè)化的)產(chǎn)品 UVAX 進行比較。對于加速老化試驗,采用氙弧人工老化儀和 QUV-B 暴露試驗。在表 3 中,總結(jié)了QUV老化試驗箱和氙燈老化箱試驗的標(biāo)準(zhǔn)化方法和設(shè)備設(shè)置。

表3:QUV加速老化試驗的設(shè)備設(shè)置

在撰寫本文時,只有 1000 小時的暴露數(shù)據(jù)可用。在如此短的時間間隔內(nèi)進行的兩次加速老化試驗都沒有觀察到測試產(chǎn)品的光澤度有顯著差異。在顏色變化(ΔE)方面,測試產(chǎn)品之間的天氣計(WoM)暴露也沒有發(fā)現(xiàn)大的差異;然而,在這個區(qū)間內(nèi),QUV中可以觀察到一個明顯的趨勢,如下圖所示。

圖1:2%的紫外線吸收劑的顏色測量

較低的罐內(nèi)顏色和改進的耐久性

在一項長期研究中,科萊恩旨在開發(fā)一種用于汽車修補清漆的高性能紫外線吸收劑解決方案。與目前使用的紫外線吸收劑相比,選擇的高性能標(biāo)準(zhǔn)是較低的罐內(nèi)顏色和改善的耐候性能。根據(jù)主要顯示在圖 3 和圖 4中的結(jié)果,我們證明了使用我們新開發(fā)的紫外線吸收劑解決方案,可以實現(xiàn)更低的罐內(nèi)顏色以及更高的耐用性。QUV老化試驗箱仍在運行長達 3000 小時,以驗證下圖4中已編譯和說明的結(jié)果。 

白色底漆上的2K-PU清漆的顏色變化

除了面漆的持久外觀外,光滑和耐刮擦的汽車內(nèi)飾對于愉快的駕駛體驗至關(guān)重要。對于表面的改性,添加劑廣泛用于涂料工業(yè)。

主要是合成蠟對不同種類的變化起著重要作用。特別是微粉化的蠟或聚合物能夠提供令人愉悅的手感??迫R恩的解決方案,稱為 Ceridust®,是非常精細的粉末蠟,粒徑范圍在 5 到 30 微米之間。添加劑基于 PE 或氧化 PE 蠟、PP 蠟、酰胺蠟、FT 蠟、褐煤蠟、PTFE 或特種蠟,包括可再生資源。

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