为了帮助提高整个涂料价值链的可持续性,SONGWON应用了亚里士多德的协同概念“整体大于部分的总和”,并开发了一系列水混溶稳定剂,用于涂料,共同工作,产生增强的效果。新型水基添加剂和稳定包装的设计,将传统产品的效率与水的混溶性、低至零挥发性有机化合物(VOC)产生的优势结合起来,并且易于添加和处理。这些产品有广泛的用途。本文介绍了它们在聚氨酯木器涂料中的应用,以及在木材上使用几种不同的稳定剂进行测试的结果。

水性聚氨酯木器涂料的稳定性研究

水性涂料的重要性普遍增加,在某些应用中,它们是涂料行业增长最快的市场之一。保护添加剂是木器涂料配方的基本成分。当抗氧化剂防止氧化降解时,紫外线吸收剂既保护涂层粘合剂,也保护底层木结构免受紫外线降解。

紫外线防护添加剂可分为两类:紫外线吸收剂和紫外线稳定剂。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能量。光稳定剂作为清除剂,减少任何自由基形成在涂层的反应性。

聚氨酯(PU)涂料行业的水性部分为木材、家具、建筑等应用提供了重要机会,因为这种粘合剂符合环境法规,包括最小的VOC生成,使其成为应用最广泛的涂料材料之一。聚氨酯成为木材涂料流行材料的另一个原因是它能增强木材的自然、温暖效果。

通过使用添加剂来控制温度和光降解,聚氨酯固有的优势性能可以进一步增强,这两者都会影响木材元素、家具、细木工、拼花和木地板的外观,室内和室外都是如此。无论是通过保护颜料还是木材本身来保存颜色,我们的温度和光管理添加剂,在品牌名称SONGSORB®CS和SONGNOX®CS下销售,可以提高聚氨酯系统的性能,确保持久抵抗紫外线和温度变化造成的损伤。

协同稳定包

新系列的光稳定剂和抗氧化剂结合了传统产品的效率,不仅有利于水的混溶性和低至零VOC的产生,而且易于加药和处理。

SONGSORB CS AQ01是一种完全水混相的受阻胺光稳定剂(HALS),具有聚合多元醇结构,使其成为与聚氨酯水性饰面结合使用的理想溶液。由于其固有的特性,该产品可以在聚氨酯结构中进行化学结合:相容性高,非常容易搅拌,促进和加速在系统中的集成。由于它是完全混合的,它提供了非常低的进一步好处,如果有的话,VOC的产生。新的HALS已经成功地测试了外部木材污渍和最终的聚氨酯饰面。它不容易像传统的HALS体系那样发生凝胶化。此外,作为一种100%的活性物质,它不会像含有化学物质的系统那样产生负面影响,这些化学物质可以改善与水的相容性,也必然会对最终性能产生影响。无论是用于外部木材污渍还是聚氨酯清漆,该产品都可以为配方者和最终用户提供很大的帮助,因为它易于加入,并具有持久的保护效果。已经推出了几种含有HALS的木材染色剂。

SONGSORB CS 326 WB是一种基于苯并三唑的紫外线吸收剂,适用于水性工业、建筑、装饰和木材涂层应用;SONGSORB CS 400 WB是一种水性三嗪基紫外线吸收剂,也适用于要求更高的应用,如汽车涂料。水性酚醛抗氧化剂SONGNOX CS 2450 WB,专为聚氨酯基涂料设计,有助于在加工和固化过程中进一步稳定水性聚氨酯,一旦与水混合,也提供了良好的兼容性。这些水相容添加剂的新开发为客户提供了一个极好的工具箱,以提高他们的水相容涂料的性能。与我们的水兼容HALS一起,它们为水基涂层系统提供了协同稳定包。

水性木器涂料抗氧化和光稳定剂的测试结果

其中一些添加剂以及其他添加剂的功效已经在水性木材涂料配方中进行了测试,配方基于三种不同的粘合剂化学成分:丙烯酸、醇酸和聚氨酯。

测试条件

将四种添加剂(表1)与一种竞争产品、单独使用和/或相互结合进行比较。样品按照QUV方法EN 927-6进行3000小时的加速风化。加速老化研究调查了这些添加剂包装对涂层颜色和光泽随时间变化的影响。

测试程序中使用的紫外线吸收剂和光稳定剂。
表1测试程序中使用的紫外线吸收剂和光稳定剂。

表2提供了本研究调查的配方中所测试的添加剂的摘要。配方B-H的效果比不含稳定剂的配方A好。

每种配方中使用的稳定剂。
表2每种配方中使用的稳定剂。

结果

QUV风化试验-颜色变化

使用丙烯酸粘合剂,颜色变化和黄度在大多数情况下随着老化时间的增加而增加。正如预期的那样,不含紫外线吸收剂或稳定剂(A)的配方显示出最快的颜色和黄度变化。

醇酸组的性能往往优于丙烯酸和聚氨酯配方。与丙烯酸粘合剂一样,颜色变化和黄度随着老化时间的增加而增加。含有紫外线吸收剂和HALS的配方比单独含有紫外线吸收剂的配方性能更好。

聚氨酯配方的颜色和黄度也随老化时间的变化而变化。不含紫外线吸收剂或稳定剂的配方显示出最快的颜色变化,对美白效果的影响与观察到的丙烯酸基配方相似。

QUV -视觉评估

在使用丙烯酸粘合剂(不含UV稳定添加剂)时,可以清楚地观察到面板因风化暴露而变色,正如预期的那样,配方A(不含UV稳定添加剂)显示出最大的损伤。在外观和抗缺陷发展方面性能最好的添加剂包包括SONGSORB CS 400 WB和HALS。公式D和G的性能相当于商业基准。水性添加剂SONGSORB CS 400 WB的性能优于100%固体添加剂SONGSORB CS 1130(图1和图2)。

不稳定的丙烯酸配方(无UVA和HALS)暴露3000小时前后。
图1不稳定的丙烯酸配方(无UVA和HALS)暴露3000小时前后。
在暴露3000小时前后,用SONGSORB CS 400 WB和HALS稳定配方。
图2在暴露3000小时前后,用SONGSORB CS 400 WB和HALS稳定配方。

在醇酸基组,通过风化暴露变色也被清楚地观察到;配方A显示出最大的损害,如预期的,由于其缺乏任何紫外线稳定添加剂。涂层明显变黄发生在暴露在高温而非紫外线下的部分面板上:暴露在紫外线下的区域的颜色与面板遮蔽部分的颜色非常不同。配方D效果最好。除A(不含稳定剂的配方)外,所有涂料在测试中表现良好。在防止涂层缺陷形成方面,大多数测试配方比商业基准(H)表现出更好的性能(图3和图4)。

暴露3000小时前后的不稳定醇酸配方。
图3暴露3000小时前后的不稳定醇酸配方。
暴露3000小时前后的稳定醇酸配方。
图4暴露3000小时前后的稳定醇酸配方。

使用聚氨酯粘合剂时,观察到面板在风化暴露下明显变色;配方A再次显示出最大的损害,正如预期的那样,由于其缺乏任何紫外线稳定添加剂。配方D和E是该组测试的最佳混合物。SONGSORB CS 400 WB在防止涂层缺陷发展方面优于SONGSORB CS 1130(图5和图6)。

暴露3000小时前后的非稳定PUR配方。
图5暴露3000小时前后的非稳定PUR配方。
暴露3000小时前后稳定的PUR配方。
图6暴露3000小时前后稳定的PUR配方。

测试结果摘要

正如预期的那样,紫外线稳定剂/无吸收剂的基线配方在暴露期间发生了最大的变化。这些变化包括增加黄度和颜色修饰,以及光泽降低,以及在所有测试面板上出现美白、起泡、开裂和剥落等缺陷。

性能最佳的配方取决于基础涂层配方和被测参数。一般来说,但不是在所有情况下,性能最好的配方包含紫外线吸收剂和HALS的组合。含SONGSORB CS 400 WB的配方优于含SONGSORB CS 1130的配方。

持续的发展

对上述标准和基本配方的初步评估,正在通过改进配方和优化添加剂比例的进一步测试进行补充,这些测试正在我们位于韩国Maeam的涂层实验室进行。

我们的专业化学品专家团队目前正在努力进一步扩大新引进的WB范围。这些产品,加上最近推出的产品,将为涂料行业构成一个全面的水兼容解决方案组合。