Pelapis UV digunakan di banyak bidang pelapisan permukaan karena sifat permukaannya yang sangat baik: kekuatan tinggi, kekerasan tinggi, ketahanan abrasi tinggi, kilap tinggi, ketahanan pelarut tinggi; Teknologi pengawetan UV telah menjadi teknologi hijau yang ramah lingkungan dengan kecepatan pengawetan yang cepat, polusi rendah, dan penghematan energi. Pelapis UV menyumbang sekitar 98% dari pelapis yang disembuhkan dengan radiasi. Dari pelapis interior seperti pelapis lantai dan pelapis furnitur kayu hingga pelapis industri seperti pelapis plastik, pelapis anti-korosi, pelapis sepeda motor dan pelapis otomotif, semakin banyak aplikasi yang mengkonfirmasi gagasan Harbourne tentang \"teknologi pengawetan radiasi yang ada di mana-mana\". Karena pelapis UV digunakan di luar ruangan, ketahanan terhadap cuaca telah menjadi masalah yang menjadi perhatian. Makalah ini merupakan diskusi awal tentang ketahanan terhadap cuaca pada lapisan atas UV.<\/p>\n
1. 1. Konsep dasar ketahanan terhadap pelapukan
\nDaya tahan cat terutama mengacu pada sifat mekanik seperti modulus, kekuatan, daya rekat dan sifat optik (seperti retensi warna dan cahaya), serta perubahan sifat kimiawi (seperti penggetasan, pengapuran, dan korosi) saat cat terpapar pada kondisi lingkungan di luar ruangan.
\nDi bawah aksi cahaya, udara, dan air (hujan asam), proses degradasi pelapis di luar ruangan terutama mencakup degradasi oksidatif yang diinduksi oleh foto, degradasi air, degradasi termal, dan degradasi radiasi energi tinggi. 2.<\/p>\n
2. Karakteristik khusus dari pelapis yang diawetkan dengan UV
\nDari teori, kita tahu bahwa karena degradasi oksidatif yang diinduksi oleh foto, hidrolisis, degradasi termal, dan degradasi radiasi energi tinggi adalah faktor-faktor yang menyebabkan degradasi ketahanan pelapukan pada permukaan lapisan. Untuk meningkatkan ketahanan pelapukan, tiga faktor berikut harus dikeluarkan sebanyak mungkin dari komposisi lapisan: (1) penyerapan panjang gelombang di atas 290 nm, (2) resin yang rentan terhadap penangkapan atom hidrogen, dan (3) gugus fungsi yang rentan terhadap hidrolisis.
\nNamun demikian, komposisi pelapis UV memiliki setidaknya dua hal di atas: photoinisiator menyerap panjang gelombang pada kisaran 200 ~ 400nm; photoinisiator menghasilkan radikal bebas dengan atom hidrogen aktif (dari resin atau bahan tambahan). Oleh karena itu, pelapis yang diawetkan dengan UV memiliki masalah ketahanan terhadap pelapukan sejak awal.
\nMasalah pelapukan lapisan UV terutama adalah penuaan foto. Karakteristik khususnya adalah: membutuhkan sinar UV untuk menyembuhkan, dan paparan sinar UV yang lama akan menyebabkan penurunan kualitas film. Sinar matahari mengandung lapisan pengawet iradiasi jangka panjang UVA dan UVB yang mudah untuk membuat jaringan ikatan silang karbonil, aril dan kelompok penyerap cahaya lainnya, serta sisa inisiator foto, promotor inisiator foto (fotosensitizer) dan pengotor penyerap cahaya lainnya ke UVB atau bahkan penyerapan UVA dan penataan ulang ikatan kimia serta kemunduran penuaan. Dalam kondisi oksigen luar ruangan, oksigen molekuler dapat difotosensitisasi untuk menghasilkan oksigen linier tunggal yang sangat reaktif untuk membentuk produk oksidasi dan fotodegradasi polimer makromolekul, dan juga dapat membentuk radikal peroksil dan penangkapan hidrogen, pembelahan, pengikatan silang, penataan ulang, dan reaksi lainnya. Akibatnya, modulus menjadi lebih kecil, penguningan meningkat, dan lapisan film menjadi rapuh serta daya tahan terhadap cuaca memburuk. Oleh karena itu, sangat penting untuk memahami sifat pelapukan pelapis yang diawetkan dengan UV dari komposisinya.<\/p>\n
3 Faktor yang mempengaruhi ketahanan lapisan atas W<\/p>\n
3.1 Komposisi resin
\nLapisan yang diawetkan dengan UV dari pengembangan sistem resin dari transisi sistem poliester tak jenuh ke sistem akrilat, dari struktur akrilik dapat dianalisis, jika itu adalah lapisan akrilat murni, daya tahannya harus sangat baik, tetapi karena biaya dan kebutuhan untuk modifikasi dan pengenalan gugus fungsi lainnya, yang mengubah sifat struktural. Saat ini, yang paling banyak digunakan di dunia adalah resin epoksi akrilat dan uretan akrilat. Eksperimen berikut ini memungkinkan kita untuk memahami sifat pelapukan beberapa kategori resin.<\/p>\n
3.1.1 Bahan baku dan formulasi
\nEATM (resin epoksi akrilat bisphenol A standar), UVU6609 (resin akrilat uretan alifatik), UVP9200 (resin poliester akrilat), UVA1000 (resin akrilat murni), yang kesemuanya merupakan produk perusahaan kimia Longchang; UVU6200 (polieter aromatik uretan UVU6200 (resin polieter poliuretan poliuretan aromatik), bahan kimia Longchang; 1173 (2-hidroksi-2-metil-1-fenilaseton), bahan kimia Longchang TPGDA (tripropileneglikol diakrilat), perusahaan kimia Longchang.<\/p>\n
3.1.3 Pembahasan hasil
\n(1) Resin akrilik epoksi Bisphenol A adalah yang paling banyak digunakan dalam aplikasi UV, dan kelebihannya tercermin dari kecepatan pengeringan yang cepat, kilap yang tinggi, dan kekerasan yang baik. Karena Ar-O-R dalam resin dapat menyerap sinar UV di atas 290 nm dan mengalami photocracking untuk menghasilkan radikal bebas dan berpartisipasi dalam degradasi oksidatif, penguningan lebih serius pada sinar UV yang kuat di awal, tetapi tidak signifikan dalam kondisi alami.
\n(2) Resin akrilik poliuretan dapat diklasifikasikan menjadi aromatik dan alifatik berdasarkan struktur gugus -NCO yang terlibat dalam reaksi. Karbamat aromatik (Ar-NH-COOR) juga dapat menyerap sinar UV pada 290 nm dan secara langsung membelah struktur kuinon.
\nSelain itu, ikatan eter polieter poliuretan dengan ikatan eter juga sangat rentan terhadap fotodegradasi.
\nPoliuretan alifatik memiliki sedikit perubahan warna saat pertama kali diawetkan, tetapi menunjukkan ketahanan pelapukan yang sangat baik dalam kondisi alami, dan karena struktur rantai lurus, film yang terhubung silang sedikit kurang tahan alkali.
\n(3) Resin akrilat murni memiliki ketahanan pelapukan struktural yang unggul. Meskipun polimer akrilat memiliki ketahanan penuaan yang sangat baik, ada banyak kekurangan jika digunakan sebagai resin utama pelapis: terutama, film yang diawetkan memiliki ketahanan asam dan alkali yang buruk, ketahanan pelarut, dan perebusan dalam larutan KOH 10% selama 15 menit setelah pembentukan film, film tersebut akan melepuh dan terkelupas karena hidrolisis polimer.
\n(4) Resin poliester akrilat, karena struktur rantai bercabang untuk memperkuat hubungan silang, struktur yang ketat, kekuatan yang lebih baik, ketahanan pelarut juga kuat. Tetapi bagian sintesis poliester akan mempengaruhi penguningannya karena jumlah dan posisi cincin benzena dan heteroatom.
\n3.2 Pemrakarsa foto
\nPada pelapis yang diawetkan dengan UV, inisiator foto adalah inisiator radikal bebas. Menurut karakteristik strukturalnya, mereka dapat dibagi menjadi: senyawa karbonil, pewarna, logam organik, senyawa yang mengandung halogen, senyawa azo, dan senyawa peroksi. Menurut mekanisme pembentukan radikal bebas dapat dibagi menjadi tipe pembelahan dan tipe ekstraksi hidrogen.
\nSaat ini, aplikasi industri global sebagian besar masih berupa inisiator jenis radikal bebas, kelas lain hanya digunakan dalam jumlah yang sangat kecil, dan bahkan kelas individu masih hanya digunakan di laboratorium. Di Cina, terutama ada 1173, 184 (1-Hydroxycyclohexyl phenyl keton, bahan kimia Longchang), TPO (2,4,6-trimetilbenzoil-difenil fosfina oksida, bahan kimia Longchang) dan jenis pembelahan lainnya dan BP (benzofenon, bahan kimia Longchang), ITX (isopropylthioanthrone, bahan kimia Longchang), CTX (2,4-dichlorothioxanthrone, bahan kimia Longchang) dan jenis ekstraksi hidrogen lainnya.
\n3.2.1 Jenis pembelahan
\nPhotoinisiator tipe pembelahan diterapkan dalam sistem akrilat, yang tidak mudah menghasilkan warna menguning atau memiliki koefisien penguningan yang kecil. Alasan utamanya adalah bahwa panjang gelombang pergeseran merah dari benzil tersubstitusi kecil, dan tidak mudah menghasilkan perubahan warna resonansi. Namun, baunya yang tidak sedap menjadi kendala aplikasi.
\n3.2.2 Jenis ekstraksi hidrogen
\nJenis fotoinisiator ini harus bersama dengan senyawa yang mengandung hidrogen aktif untuk menghasilkan reaksi bimolekuler dan menghasilkan radikal bebas untuk mendorong reaksi. Senyawa yang menyediakan hidrogen aktif (juga disebut fotosensitizer), terutama amina tersier, trietanolamin, amina aktif, dan eksperimen yang menggunakan fotosensitizer yang berbeda-beda, dapat menunjukkan hubungannya dengan penguningan lapisan film.
\nKehadiran fotosensitizer juga mungkin disebabkan oleh adanya gugus pemancar warna: gugus karbonil yang terkonjugasi ke cincin amino atau aromatik, yang mengintensifkan reaksi penguningan dan degradasi. Alasan lain adalah bahwa fotoinisiator dalam pelapis UV akan tetap 1 ~ 2% dalam sistem untuk bereaksi, bagian dari fotoinisiator ini dalam penyerapan cahaya alami sinar ultraviolet yang disebabkan oleh ikatan rangkap ikatan rangkap yang dalam, yang mengakibatkan perubahan warna, retak atau kerutan pada film pelapis.
\n3.3 Monomer
\nMonomer yang berbeda memiliki laju reaksi yang berbeda dalam proses pengawetan, semakin cepat reaksinya, semakin banyak ikatan rangkap yang tersisa pada monomer tersebut. Kehadiran gugus fungsi dengan ikatan eter rentan terhadap fotodegradasi, sehingga untuk TPGDA, DPGDA (dipropilen glikol diakrilat), (EO) TMPTA (etoksitrimetilolpropana triakrilat), (PO) TMPTA (propoksitrimetilolpropana triakrilat) dan monomer lain yang mengandung struktur eter yang terkondensasi alkohol lebih rentan terhadap reaksi fotodegradasi, dilaporkan bahwa etoksi dibandingkan dengan struktur propilena oksida kurang stabil dibandingkan dengan cahaya. Stabilitas cahaya dari struktur etoksi lebih buruk daripada struktur propoksi, dan urutan stabilitas cahaya di antara beberapa monomer konvensional.
\nTMPTA > NPGDA (neopentil glikol diakrilat) > HDDA > TPGDA > (EO) TMPTA \u2248 (P0) TMPTA<\/p>\n
4 Langkah-langkah untuk meningkatkan ketahanan lapisan atas UV terhadap cuaca<\/p>\n
4.1 Pemilihan resin
\nUntuk meningkatkan ketahanan terhadap cuaca pada pelapis akhir UV di luar ruangan, perlu untuk memilih resin yang tahan terhadap penguningan, perubahan modulus lapisan film untuk beradaptasi dengan perubahan lingkungan, kekerasan yang tinggi, fleksibilitas yang baik, dan ketahanan terhadap goresan. Resin yang paling sesuai untuk persyaratan ini adalah resin poliuretan akrilat alifatik dengan banyak gugus fungsi. Untuk mengurangi biaya, kita juga dapat memilih bagian dari resin epoksi akrilat yang dimodifikasi dan uretan akrilat alifatik atau kombinasi resin akrilik murni.<\/p>\n
4.2 Pilihan monomer
\nTerdapat kontradiksi dalam penggunaan monomer: dari iritasi kulit sebaiknya memilih monomer akrilat teralkoksilasi, dari ketahanan terhadap cuaca sebaiknya tidak memilih monomer akrilat teralkoksilasi. Penulis menyarankan bahwa pilihan monomer terbaik untuk lapisan atas pelapukan adalah sebagai berikut: TMPTA, HDDA, TPGDA, yang dapat mengurangi fotodegradasi.<\/p>\n
4.3 Pemilihan pemrakarsa foto
\nKoefisien penguningan photoinisiator yang meningkatkan hidrogen lebih besar, umumnya harus memilih jenis retak untuk membantu mengurangi penguningan, biasanya memilih 1173, 184, TPO dan jenis lain dalam aplikasi lapisan bening atau sistem berwarna.<\/p>\n
<\/p>\n
<\/p>\n
| TPO pemrakarsa foto<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 75980-60-8<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto TMO<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 270586-78-2<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto PD-01<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 579-07-7<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto PBZ<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 2128-93-0<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto OXE-02<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 478556-66-0<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto OMBB<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 606-28-0<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto MPBZ (6012)<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 86428-83-3<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto MBP<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 134-84-9<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto MBF<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 15206-55-0<\/td>\n<\/tr>\n |
| PAPAN inisiator foto<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 85073-19-4<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto ITX<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 5495-84-1<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto EMK<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 90-93-7<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto EHA<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 21245-02-3<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto EDB<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 10287-53-3<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto DETX<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 82799-44-8<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto CQ \/ Kamperquinon<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 10373-78-1<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto CBP<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 134-85-0<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto BP \/ Benzofenon<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 119-61-9<\/td>\n<\/tr>\n |
| BMS inisiator foto<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 83846-85-9<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto 938<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 61358-25-6<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto 937<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 71786-70-4<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto 819 DW<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 162881-26-7<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa Foto 819<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 162881-26-7<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto 784<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 125051-32-3<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto 754<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 211510-16-6 442536-99-4<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto 6993<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 71449-78-0<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto 6976<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 71449-78-0 89452-37-9 108-32-7<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto 379<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 119344-86-4<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto 369<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 119313-12-1<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa Foto 160<\/a><\/span><\/td>\n | CAS 71868-15-0<\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa Foto 1206<\/span><\/a><\/td>\n | <\/td>\n<\/tr>\n |
| Pemrakarsa foto 1173<\/span><\/a><\/td>\n | CAS 7473-98-5<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n <\/p>\n 4.4 Pemilihan bahan tambahan lainnya (2) Penstabil Cahaya Amina Terhambat (HALS) dan Antioksidan Penstabil Cahaya Produk seri yang sama<\/strong><\/h2>\n<\/p>\n |