{"id":5906,"date":"2023-02-10T10:48:48","date_gmt":"2023-02-10T10:48:48","guid":{"rendered":"https:\/\/longchangchemical.com\/?p=5906"},"modified":"2026-04-28T10:42:14","modified_gmt":"2026-04-28T10:42:14","slug":"antioxidants-light-stabilizers-for-coatings","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/longchangchemical.com\/de\/antioxidants-light-stabilizers-for-coatings\/","title":{"rendered":"Welche Anwendungen gibt es f\u00fcr Antioxidantien, Lichtschutzmittel und die Kombination von beidem in Beschichtungen?"},"content":{"rendered":"

Welche Anwendungen gibt es f\u00fcr Antioxidantien, Lichtschutzmittel und die Kombination von beidem in Beschichtungen?<\/strong><\/h1>\n

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Quick answer:<\/strong> Antioxidants and stabilizers are usually selected by heat history, long-term aging target, color requirements, and whether the system needs a single grade or a package. The best commercial answer often comes from synergy, not from one product alone.<\/p>\n

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In diesem Beitrag werden systematisch die Arten von Lichtstabilisatoren und Antioxidantien vorgestellt, Antioxidantien, Lichtstabilisatoren und ihre Anwendung in Pulverbeschichtungen untersucht und der Mechanismus ihrer Rolle bei der Hemmung oder Verlangsamung der Licht-\/Thermooxidation des Beschichtungsfilms beschrieben.<\/p>\n

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Mit der raschen Entwicklung der Volkswirtschaft wird die Anwendung von Pulverbeschichtungen im Au\u00dfenbereich immer \u00fcblicher. Dabei wird der Witterungsbest\u00e4ndigkeit und Haltbarkeit der Pulverbeschichtung als Schutz und Dekoration immer mehr Aufmerksamkeit geschenkt, insbesondere der Beschichtung von Innen- und Au\u00dfengegenst\u00e4nden wie Decken, Vorhangfassaden, Trinkbrunnen, Klimaanlagen, Waschmaschinen, Aluminiumprofilen usw. coating onlinecoatingol.com.<\/p>\n

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Es gibt viele Faktoren, die die Witterungsbest\u00e4ndigkeit von Pulverbeschichtungen beeinflussen. Dazu geh\u00f6ren interne Faktoren wie die Struktur und Leistung von Harzen, Aush\u00e4rtungsmitteln, Farbf\u00fcllstoffen und anderen Additiven sowie nat\u00fcrliche Faktoren (externe Faktoren) wie die Einwirkung von Sonnenlicht (haupts\u00e4chlich UV), die Zusammensetzung der Atmosph\u00e4re (Sauerstoff, Ozon, Industrierauch usw.), Feuchtigkeit (einschlie\u00dflich saurem Regen, Salznebel usw.) und Temperaturschwankungen.<\/p>\n

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Ultraviolette Strahlung ist die Hauptursache f\u00fcr die nat\u00fcrliche Alterung von Pulverbeschichtungen, und Sauerstoff in der Atmosph\u00e4re ist ein wichtiger Faktor, der die nat\u00fcrliche Alterung f\u00f6rdert. Unter der Einwirkung von ultravioletter Strahlung und Sauerstoff wird eine automatische Oxidationsreaktion der Pulverbeschichtung ausgel\u00f6st, d.h. eine Oxidationskettenreaktion, die die Pulverbeschichtung zersetzt. Wasser und W\u00e4rme beschleunigen diese Reaktion und spielen eine Rolle bei der F\u00f6rderung der Photooxidation.<\/p>\n

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Daher kann der Einfluss verschiedener Faktoren nicht ignoriert werden. Nur wenn wir verstehen, wie verschiedene Faktoren auf Pulverbeschichtungen einwirken, und den Hauptwiderspruch erkennen, k\u00f6nnen wir Gegenma\u00dfnahmen zur Verbesserung der Witterungsbest\u00e4ndigkeit finden.<\/p>\n

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Pulverbeschichtung Film in den Prozess der Bildung wird schwache Kettenbindung und Doppel-En-Struktur der makromolekularen Kette, nach der ultravioletten Strahlung, leicht zu Licht-induzierte oxidative Zersetzung Reaktion (Alterung) auftreten, was zum Verblassen der Beschichtung Film, Kreidung.<\/p>\n

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Um die Photooxidation des Beschichtungsfilms zu hemmen oder zu verz\u00f6gern, werden in der Regel Antioxidantien, UV-Absorber oder Lichtstabilisatoren oder eine Mischung aus diesen drei Arten zugesetzt. In diesem Beitrag werden Experimente zur Erforschung der Anwendung von Antioxidantien und Lichtstabilisatoren in Pulverbeschichtungen und ihrer Auswirkungen auf die Leistung zusammengefasst.<\/p>\n

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1. Experimenteller Teil<\/p>\n

1.1 Vorbereitung der Testprobe<\/p>\n

Das Harz, der H\u00e4rter, der Verlaufsvermittler, der Farbf\u00fcller und andere Zusatzstoffe werden entsprechend der Pulverbeschichtungsformel abgewogen, in den Mischkessel gegeben und mit hoher Geschwindigkeit gemischt, dann mit einem Doppelschneckenextruder extrudiert und abgek\u00fchlt.<\/p>\n

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Das extrudierte Material wird durch eine Kaffeem\u00fchle gebrochen und dann durch ein Sieb gesiebt. Die fertige Pulverbeschichtung wird durch elektrostatisches 40 kV-Hochdruckspritzen mit einer Jinma-Pistole auf die mit Sandpapier polierte Stahlplatte aufgespr\u00fcht und zum Einbrennen und Aush\u00e4rten in den Ofen gelegt, um die Musterplatte zu erhalten.<\/p>\n

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1.2 Leistungspr\u00fcfverfahren<\/p>\n

Test zur k\u00fcnstlichen beschleunigten Alterung: QUV wurde f\u00fcr den k\u00fcnstlichen beschleunigten Alterungstest verwendet. QUV verwendet QUB313 Lichtquelle und lief f\u00fcr 200h, wo: a Wert Testbedingung: UV: 0.72W\/m2, 50\u2103, 4h; b-Wert Testbedingung: Kondensation: 40\u2103, 4h.<\/p>\n

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Backtest: Um die Hitzebest\u00e4ndigkeit des Lichtstabilisators zu bestimmen, wurde die Backofenmethode verwendet, und die Backbedingungen waren 220\u2103 und 30 Minuten f\u00fcr den Hitzebest\u00e4ndigkeitstest.<\/p>\n

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2\u3001Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n

2.1 Studie zur Anwendung von Antioxidantien<\/p>\n

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Aus dem Mechanismus des thermischen Sauerstoffabbaus von Polymeren ist bekannt, dass der thermische Sauerstoffabbau von Polymeren haupts\u00e4chlich durch das Auftreten von kettengebundenen Radikalreaktionen verursacht wird, die durch die Bildung freier Radikale aus Hydroperoxiden durch Hitze ausgel\u00f6st werden.<\/p>\n

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Daher kann der thermische Sauerstoffabbau von Polymeren durch das Einfangen von Radikalen und die Zersetzung von Hydroperoxiden gehemmt werden, wie in Abbildung 1 dargestellt. Antioxidantien werden h\u00e4ufig f\u00fcr die oben genannte Oxidationshemmung eingesetzt.<\/p>\n

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Antioxidantien (oder Hitzestabilisatoren) sind Zusatzstoffe, die dazu dienen, den Abbau von Polymeren durch die Einwirkung von Sauerstoff oder Ozon in der Atmosph\u00e4re zu verhindern oder zu verz\u00f6gern, und sind die am h\u00e4ufigsten verwendeten Zusatzstoffe in Polymeren.<\/p>\n

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Pulverbeschichtungen unterliegen der thermischen Sauerstoffabbau nach dem Backen bei hohen Temperaturen oder Sonnenlicht, Alterung, Vergilbung und andere Ph\u00e4nomene ernsthaft beeintr\u00e4chtigen das Aussehen und die Leistung des Produkts, um zu verhindern oder zu reduzieren das Auftreten dieser Tendenz, in der Regel mit dem Zusatz von Antioxidantien oder W\u00e4rmestabilisatoren zu erreichen.<\/p>\n

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Antioxidantien lassen sich je nach ihrer Funktion (d. h. dem Eingriffsverhalten in den automatischen chemischen Oxidationsprozess) in drei Hauptkategorien einteilen.<\/p>\n

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Die erste Kategorie sind die so genannten kettenabschlie\u00dfenden Antioxidantien, die haupts\u00e4chlich freie Radikale abfangen, die bei der Autooxidation von Polymeren entstehen.<\/p>\n

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Die zweite Kategorie sind Antioxidantien vom Typ der Hydroperoxidzersetzer, die haupts\u00e4chlich die nichtradikalische Zersetzung von Hydroperoxiden in Polymeren bewirken.<\/p>\n

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Die dritte Kategorie sind Antioxidantien vom Typ Metallionenpassivator, die mit sch\u00e4dlichen Metallionen ein stabiles Chelat bilden k\u00f6nnen, wodurch die katalytische Wirkung von Metallionen auf den Autooxidationsprozess von Polymeren abgeschw\u00e4cht wird.<\/p>\n

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Die erste der drei Arten von Antioxidantien wird als Haupt-Antioxidans, vor allem Phenol-Blocker, seco-aromatische Amine; die zweite und dritte Kategorie sind Hilfs-Antioxidantien, Phosphit, Dithiocarbamat Metallsalze, etc. genannt. Um eine stabile Beschichtung zu erhalten, um die Anforderungen der Anwendung zu erf\u00fcllen, in der Regel auf eine Vielzahl von Antioxidantien Compoundierung w\u00e4hlen.<\/p>\n

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Der folgende Test verwendet verschiedene Antioxidantien, die der Pulverbeschichtungsformulierung zugesetzt werden. Nach dem Aufspr\u00fchen und Aush\u00e4rten wird die Probe hergestellt und der b-Wert in der gleichen Schichtdicke mit einem Farbdifferenzmessger\u00e4t gemessen, und die Farbe des Beschichtungsfilms wird mit dem international \u00fcblichen CIE-Lab-Farbsystem (DIN 6174, ISO 10526 und ASTM 2244) bewertet.<\/p>\n

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Tabelle 1 zeigt die Testergebnisse nach der Sortierung der Farbe der beschichteten Folie von unterdurchschnittlich bis ausgezeichnet, es ist zu sehen, dass.<\/p>\n

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(1) Die Basisformulierung 1 zeigt einen starken Lichtverlust, obwohl das Pigment eine bessere Hitzebest\u00e4ndigkeit aufweist, aber die Farbver\u00e4nderung tritt nach der Filmbildung auf, und die Analyse ist, dass das Pigment bei hoher Temperatur oxidiert wird und einige Gruppen innerhalb des Pigments unter der Einwirkung von Sauerstoff reagieren.<\/p>\n

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(2) Die Farb\u00e4nderung von Formel 2 und Formel 3 ist besser als bei Formel 1, aber die Verbesserung ist nicht offensichtlich, und Formel 3 hat eine bessere Wirkung als Formel 2.<\/p>\n

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Die Analyse ergab, dass das Antioxidans eine weitere Oxidation verhinderte und die Farbver\u00e4nderung verringerte, wobei die Wirkung von Antioxidans 3 besser war als die von Antioxidans 2. Ein weiterer Grund k\u00f6nnte darin liegen, dass es sich bei beiden um gehinderte Amine handelt, die die Bildung von Farbstoffgruppen nach der Oxidation von Pigmenten verhindern, aber die Wirkung ist nicht gut und kann nur eine weitere Reaktion nach einer partiellen Oxidation verhindern, so dass die Wirkung nicht optimal ist.<\/p>\n

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(3) Formulierung 4 ist besser als Formulierung 3, aber nicht optimal. Da das Phosphit-Antioxidans eine gute Farbschutzf\u00e4higkeit besitzt, hat es eine reduzierende Eigenschaft, die das bei hohen Temperaturen oxidierte Pigment schnell wiederherstellen kann, so dass es eine bessere antioxidative Wirkung hat.<\/p>\n

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(4) Die durch die Formulierung 5 erzielte Wirkung ist besser als die der Formulierung 4. Das Hauptantioxidans und das Hilfsantioxidans werden in dieser Formel zusammen verwendet, so dass die weitere Oxidation des Pigments verhindert wird und die oxidierte Gruppe schnell reduziert wird, und das Hilfsantioxidans kann die durch das Hauptantioxidans erzeugte Farbstoffgruppe aufhellen, was eine gute synergistische Wirkung hat.<\/p>\n

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(5) Rezeptur 6, bei der ein zusammengesetztes Antioxidans verwendet wurde, wies eine deutlich bessere Farberhaltung auf als Rezeptur 5. Das Antioxidans 4 war eine Mischung aus hochwirksamen Phosphit- und phenolischen Antioxidantien, die in einem angemessenen Verh\u00e4ltnis zueinander standen, um eine gute antioxidative Wirkung zu erzielen.<\/p>\n

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(6) Die Formulierung 7 ist besser als die Formulierung 6, und die Farbwirkung ist im Grunde die gleiche wie die des Originalpigments. Die empfohlene Dosierung des Antioxidationsmittels betr\u00e4gt 0,5% bis 1,0%, so dass die Dosierung von Formulierung 6 deutlich geringer ist. Es zeigt sich, dass die Farbwirkung besser erhalten bleibt, wenn die Dosierung des Antioxidationsmittels erh\u00f6ht wird.<\/p>\n

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(7) Der Test der Formulierung 8 zeigt, dass die Verwendung von Antioxidantien den oxidativen Abbau des Harzes w\u00e4hrend des Prozesses wirksam hemmen und die Schlagfestigkeit w\u00e4hrend der Extrusion und der Aush\u00e4rtung des Films bei der Pulverlackherstellung verbessern kann.<\/p>\n

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Durch die Zugabe von Antioxidantien kann das Farb-Basis-Verh\u00e4ltnis erh\u00f6ht werden, um bei einem kleineren Farb-Basis-Verh\u00e4ltnis die gleiche Leistung ohne den Zusatz von Antioxidantien zu erzielen. Dies liegt daran, dass die Zugabe von Antioxidantien die Tendenz des Harzes Zersetzung in Produkte mit niedrigem Molekulargewicht reduziert, so dass gro\u00dfe Molek\u00fcl Harze besser verkapseln mehr F\u00fcllstoffe, w\u00e4hrend die Leistung unver\u00e4ndert bleibt.<\/p>\n

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(8) Formulierung 10 und Formulierung 9 wei\u00dfen Beschichtung Film Proben k\u00f6nnen in der Zugabe von Antioxidantien k\u00f6nnen wirksam hemmen die Verarbeitung von Pulverbeschichtungen und Post-H\u00e4rtung Prozess Vergilbung, Verbesserung der Farbe Leistung von wei\u00dfen Pulverbeschichtungen gesehen werden.<\/p>\n

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Die obigen Testergebnisse zeigen, dass es zwar viele Faktoren gibt, die das Auftreten von Oxidation im Beschichtungsfilm beeinflussen, wie z. B. die Qualit\u00e4t und die Art des Harzes, der Pigmente, der Additive, der Formulierung der Beschichtung, des Produktionsprozesses, der Temperatur, der Atmosph\u00e4re, der Feuchtigkeit und anderer nat\u00fcrlicher Faktoren, dass aber die Anwendung geeigneter Antioxidantien das Auftreten dieses Trends verringert.<\/p>\n

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2.2 Studie \u00fcber die Anwendung von Lichtstabilisatoren<\/strong><\/h2>\n

For coating systems that need both processing stability and outdoor durability, formulators often review Antioxidationsmittel 1010<\/a> alongside Antioxidant 168<\/a> before optimizing the light stabilizer package.<\/p>\n

Der Abbau von Polymeren unter Einwirkung von Licht und Sauerstoff wird als \"photo-oxidativer Abbau\" bezeichnet. Lichtstabilisatoren, auch UV-Stabilisatoren genannt, sind eine Klasse von Stabilisierungsadditiven, die zur Hemmung des photooxidativen Abbaus von Polymerharzen und zur Verbesserung der Witterungsbest\u00e4ndigkeit von Pulverlackfilmen eingesetzt werden.<\/p>\n

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Je nach den unterschiedlichen Stabilisierungsmechanismen k\u00f6nnen Lichtstabilisatoren in Lichtschutzmittel, UV-Absorber, Mittel zum Aufbrechen angeregter Zust\u00e4nde und Mittel zum Einfangen freier Radikale unterteilt werden.<\/p>\n

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Aufgrund der Vielfalt und Komplexit\u00e4t der Pulverlackformulierung, des Aush\u00e4rtungsprozesses und der Aush\u00e4rtungsform ist die Lichterhaltung und der Lichtschutz von Pulverlacken sehr wichtig.<\/p>\n

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Zweitens, Lichtstabilisator ist sehr wirksam f\u00fcr Licht Alterung der Beschichtung und die Verl\u00e4ngerung der Lebensdauer der Beschichtung Film, und die Menge ist sehr klein, in der Regel nur 0,5% ~ 1,0% der gesamten Formulierung.<\/p>\n

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Daher ist die Anwendung von Lichtstabilisatoren in Pulverlacken zur Verbesserung ihrer Bewitterungseigenschaften eine sehr einfache, kosteng\u00fcnstige und sehr wirksame Methode. Tabelle 2 und Tabelle 3 veranschaulichen die Auswirkungen von Lichtstabilisatoren auf die Leistung des Beschichtungsfilms.<\/p>\n

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Auf der Grundlage der Formulierung in Tabelle 2 wurde der Lichtstabilisator der Beschichtung zugesetzt, und die Beschichtungsfilmproben wurden durch Spr\u00fchen ausgeh\u00e4rtet, wobei die international verbreitete Methode der schnellen Bewitterungspr\u00fcfung - der Test der k\u00fcnstlichen beschleunigten Alterung (QUV) und der Backtest - angewandt wurden.<\/p>\n

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Anhand der Testergebnisse in Tabelle 3 wird die Anwendungsleistung des Lichtstabilisators wie folgt bewertet.<\/p>\n

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(1) Die Witterungsbest\u00e4ndigkeit des Pulvers in Innenr\u00e4umen ist sehr schlecht, aber der Zusatz von Lichtstabilisatoren wird eine wichtige Rolle spielen.<\/p>\n

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(2) A und D Formulierungen sind nicht auf die Lichtstabilisator hinzugef\u00fcgt, zeigt der Test, dass beide deutlich schlechter als die Probe hinzugef\u00fcgt, um die Lichtstabilisator.<\/p>\n

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(3) Die Formulierungen C und F zeigten, dass die erh\u00f6hte Menge an Lichtstabilisator die Licht- und Farbbest\u00e4ndigkeit des Beschichtungsfilms deutlich verbessert.<\/p>\n

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(4) Die Ergebnisse des Backtests zeigen, dass der Lichtstabilisator keine Temperaturbest\u00e4ndigkeit aufweist, und die Temperaturbest\u00e4ndigkeit des Beschichtungsfilms sollte durch Zugabe von Vergilbungsschutzadditiven gel\u00f6st werden.<\/p>\n

2.3 Forschung zur synergistischen Anwendung von Antioxidantien und Lichtschutzmitteln<\/strong><\/h2>\n

Durch den obigen Test k\u00f6nnen wir verstehen, dass die Alterung des Lackfilms tats\u00e4chlich das Ergebnis der gemeinsamen Wirkung von UV-Licht und Sauerstoff ist, und dieser Prozess umfasst zwei verschiedene Prozesse der Photodegradation und Photooxidation.<\/p>\n

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Lichtstabilisatoren und Antioxidantien haben jedoch unterschiedliche Stabilisierungsmechanismen auf dem Beschichtungsfilm, und es wird erwartet, dass die Kombination von zwei Stabilisatoren mit unterschiedlichen Wirkungsmechanismen eine bessere Stabilisierungswirkung erzielt als ein einzelner Stabilisator, d. h. einen synergistischen Effekt.<\/p>\n

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Derzeit gibt es solche Stabilisatoren auf dem Markt, was auch ein Entwicklungstrend der Stabilisatoren ist. Aber die synergistische Wirkung zur gleichen Zeit, zwei verschiedene Stabilisatoren zwischen der additiven und antagonistische Wirkung wird auch erscheinen.<\/p>\n

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Daher ist in der Antioxidans-und Licht-Stabilisator mit einem guten Verst\u00e4ndnis der verschiedenen Reaktionen zwischen den beiden ist von entscheidender Bedeutung, nur um die Wirkung der beiden mit den potenziellen chemischen Reaktionen, um die Gestaltung eines wirksamen Antioxidans und Licht-Stabilisator mit dem System.<\/p>\n

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Die typischsten sind HALS und Antioxidantien, UV-Absorber und Antioxidantien, UV-Schutzmittel und Antioxidantien und so weiter.<\/p>\n

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Durch beschleunigte Alterungs- und Einbrennversuche am Beschichtungsfilm wurde die Wirkung des Zusatzes von Antioxidantien und Lichtstabilisatoren zur Pulverlackformulierung bewertet. Die Testformulierungen und Ergebnisse sind in Tabelle 4 und Tabelle 5 aufgef\u00fchrt.<\/p>\n

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Anhand der Testergebnisse wird der Lichtstabilisator bewertet.<\/p>\n

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(1) Die Zugabe von Lichtstabilisatoren hat einen wesentlichen Einfluss auf die Witterungsbest\u00e4ndigkeit des Pulvers, die Vergilbungsbest\u00e4ndigkeit des Beschichtungsfilms \u00e4ndert sich jedoch nicht.<\/p>\n

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(2) Lichtstabilisator und Antioxidans mit der Beschichtung Film Witterungsbest\u00e4ndigkeit und Verf\u00e4rbung hat eine erhebliche Wirkung, und die Menge der beiden 1:1, wenn die beste.<\/p>\n

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(3) Lichtstabilisator und Antioxidationsmittel haben eine bessere Wirkung im HAA-System.<\/p>\n

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Die Verwendung von Lichtstabilisatoren und Antioxidantien ist nicht so einfach, wie in dem Artikel dargestellt. Die Wirkung der Verwendung verschiedener Lichtstabilisatoren mit Antioxidantien muss durch weitere Experimente auf der Grundlage der Theorie best\u00e4tigt werden.<\/p>\n

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Die Verwendung von Lichtstabilisatoren vom HALS-Typ und schwefelhaltigen Antioxidantien f\u00fchrt beispielsweise zu antagonistischen Effekten und verschlechtert die Leistung des Polymers; die Verwendung von HALS und phosphorhaltigen Polymeren sollte die beste Synergie bei einer Konzentration von 1:1 gew\u00e4hrleisten; die Verwendung von HALS mit niedrigem Molekulargewicht hat nur additive Effekte, w\u00e4hrend die Verwendung von HALS mit hohem Molekulargewicht und HALS mit niedrigem Molekulargewicht einen synergistischen Effekt hat usw.<\/p>\n

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3\u3001Schlussfolgerung<\/p>\n

Der Zusatz von Antioxidantien und Lichtstabilisatoren zu Pulverbeschichtungen kann die Geschwindigkeit der thermischen Oxidation und der Photooxidation von Polymermakromolek\u00fclen bei der Herstellung und Anwendung von Pulverbeschichtungen wirksam hemmen und verringern, die W\u00e4rme- und Lichtbest\u00e4ndigkeit des Beschichtungsfilms erheblich verbessern, den Abbau- und Alterungsprozess des Beschichtungsfilms verz\u00f6gern und die Lebensdauer des Beschichtungsfilms verl\u00e4ngern.<\/p>\n

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Lichtstabilisatoren und Antioxidantien in High-Performance-Pulverlacke verwendet werden, wenn sie richtig eingesetzt werden, wird es einen synergistischen Effekt, deutlich verbessern die Bewitterungseigenschaften der Pulverbeschichtung Film, vor allem Super-Duable Pulverlack Film.<\/p>\n

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Bei unsachgem\u00e4\u00dfer Anwendung kommt es zu einem additiven oder sogar antagonistischen Effekt, der die Stabilit\u00e4t des Beschichtungsfilms verringert.<\/p>\n

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Der Trend der Stabilisatoren und wird sich in Richtung Multifunktionalit\u00e4t entwickeln.<\/p>\n

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How buyers usually evaluate antioxidants and stabilizers<\/h2>\n

Most stabilizer decisions work best when they are treated as package decisions rather than single-product decisions. Technical buyers usually get the strongest answer by reviewing long-term heat aging, process stability, weather exposure, and color sensitivity together.<\/p>\n