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

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(hù)，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(qiáng)這些涂層的外觀和耐久性。

OEM 和修補(bǔ)面漆的戶外耐久性一直是整個(gè)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(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)。然而，汽車修補(bǔ)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(bǔ)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(huì)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(jìn)罐內(nèi)顏色的概念。

UV過濾器特性和罐內(nèi)顏色

汽車修補(bǔ)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(bǔ)漆行業(yè)中廣為人知，在世界所有地區(qū)都是一項(xiàng)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(duì)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(shí)上，與紫外線吸收劑相反，作為面漆最重要成分的樹脂實(shí)際上對(duì)罐內(nèi)顏色沒有影響。

在一項(xiàng)長(zhǎng)期研究中，科萊恩的涂料專家旨在為汽車修補(bǔ)清漆開發(fā)一種獨(dú)特的紫外線吸收劑解決方案，從而提高耐候性能，同時(shí)將罐內(nèi)涂料的顏色保持在與當(dāng)前市場(chǎng)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(diǎn)（表 1 和圖 1）。

為了了解每種紫外線吸收劑對(duì)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。

參考圖 2，理論上草苯胺 UVA 應(yīng)該具有最低的初始顏色，因?yàn)榕c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(yuǎn)。

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。

在這項(xiàng)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(cè)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(jìn)行比較。對(duì)于加速老化試驗(yàn)，采用氙弧人工老化儀和 QUV-B 暴露試驗(yàn)。在表 3 中，總結(jié)了QUV老化試驗(yàn)箱和氙燈老化箱試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)化方法和設(shè)備設(shè)置。

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

較低的罐內(nèi)顏色和改進(jìn)的耐久性

在一項(xiàng)長(zhǎng)期研究中，科萊恩旨在開發(fā)一種用于汽車修補(bǔ)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(shí)現(xiàn)更低的罐內(nèi)顏色以及更高的耐用性。QUV老化試驗(yàn)箱仍在運(yùn)行長(zhǎng)達(dá) 3000 小時(shí)，以驗(yàn)證下圖4中已編譯和說明的結(jié)果。 

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

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