紫外線吸收劑、光穩定劑可以有效緩解固化涂層的光老化行為。戶外使用的有機涂層如果有較高的品質和使用壽命要求,在涂層配方中添加各種合適的紫外線吸收劑和光穩定劑是一種成熟的操作方法。紫外線吸收劑GSSORB?UV-1, GSSORB?UV-326等產品都是很經典的防老化產品。
涂層光老化性能表征方法有很多種,對于不含羰基結構的聚合物,其光老化行為可以通過紅外吸收光譜的羰基信號變化來表征。但一些涂料含有酯羰基、氨酯鍵等,包括光固化UV涂料,不適合采用羰基值來表征其光老化行為。這時我們可以采用黃度指數( yellowing index,YI)來表征。國際標準方法遵循 ASTM D1925。一般是將固化膜置于紫外光環境下曝曬, 每照射一段時間后,以紫外-可見分光光度計測定固化膜在幾個特定波長的透光率,輻照光源可以是用 Pyrex玻璃濾掉320nm以下短波紫外光的中壓汞燈。
黃度指數定義為:
采用人工光源的老化試驗稱為加速老化,加速老化常常配以濕度、溫度、鹽霧等附加裝置 , 以便更加客觀地綜合評價涂層抗老化性能。除紫外光源外,功率為幾百瓦的氙燈 , 其光譜輸出為從250nm開始的連續光譜 , 與到達地面的陽光譜帶分布相似 , 常用于人工老化機的光源。其他人工老化光源還有QUVA和QUVB。QUVA 屬長波紫外輸出,QUVB的輸出波長范為280-360nm,中心位于310mm。比較原始但與自然老化完全吻合的的光老化測試是在陽光直射下進行的,如美國采用的佛羅里達州45度角曝曬試驗。
由于地球大氣層臭氧的吸光作用,陽光穿過大氣層到達地面后 , 295nm以下的高能短波紫外線基本被濾掉。因此 , 地面陽光對聚合物涂層光老化有較強作用的波段主要集中在295~400nm, 波長越短 , 能量越高,對聚合物涂層的光老化作用也會越強烈。受季節、時段、海拔、緯度、天氣、空氣污染等諸多因素影響 , 地面陽光紫外線強度可能發生變化。臭氧層吸收320nm以下波段的紫外光 , 但隨著大氣污染、臭氧層破壞 , 到達地面的短波紫外光強度呈逐年增加趨勢。采用不同光源得到的光老化結果可能不一致,主要是各種光源波長分布、強度、環境濕度、溫度等條件不完全一致引起的。
除黃度指數外,還可以通過考察固化膜的吸收光譜 、光澤度、霧度、附著力、力學性能 、熱動態力學行為等指標變化來表征其抗老化性能。由于光老化過程中光氧化反應的普遍性 , 常將涂層中羥基指數或過氧化物指數變化作為一個反映光老化的參數。不同結構的聚合物,還可以根據敏感基團的濃度變化來表征光老化行為。
標簽:   紫外線吸收劑 光穩定劑