جهت خرید پایدار کننده های نوری اینجا کلیک کنید

در این ویدئو در مورد Uv Stabilizer ها و انواع آن بحث شده است

خواص پایدار کننده های نوری

کاربرد پایدار کننده نوری در پوششهای خودرویی

کاربرد اصلی پایدار کننده های نوری در پوششهای خودرویی می باشد. این بدان معناست که بیشترین نتایج پایدار کننده های نوری در لاکهای شفاف دیده میشود.

لایه های پوششهای خودرو عبارتند از: لایه فسفاته، پرایمرومیانی و پوشش نهایی. پوشش نهایی می تواند به صورت یک پوشش جامد و یا یک سیستم پوشش رنگی شفاف باشد سیستم های پوشش رنگی شفاف یک پوشش محتوی رنگدانه با یک پوشش شفاف روی پوشش اصلی می باشد.

در سیستم های پوشش رنگی شفاف ترکیبی از جاذب های HALS  و UV بطور وسیعی استفاده شده است. استفاده از جاذب های UV  در اصل بیشتر به علت محافظت از فام پوشش، چسبندگی پوششهای شفاف و یا کل پوشش نهایی است. استفاده از HALS برای برای حفظ براقیت با دوام طولانی و حفاظت پوشش از ترک وردگی می باشد. مقدار واقعی استفاده از جاذب های UV در پوششهای شفاف با ضخامت 40 میکرون، 2-5/1 درصد و 1درصد HALS بر اساس جامد رزین محایبه می شود. پوششهای شفاف، بسته به نوع رزین و ثبات آب و هوایی رنگدانه در پوشش پایه، می توانند باعث تقویت پایداری جوی پوشش پایه شوند.

نیازهای جاذب : UV ، HALS

-نیازهای اولیه برای جاذب های UV : عبارتند از ضریب خاموشی بزرگ، جذب کلی باند بین 290-280 نانومتر، منحنی جذب قوی در نزدیک محدوده نور UV و پایداری فتوشیمیایی می باشد.

-نیازهای اولیه برایHALS   ، UV عبارتند از، قابلیت حل خوب در حلالهای مصرفی در پوششها، مقاومت در برابر تقطیر وفراریت کم بین ^oC 160 – ^oC 80 قابلیت ترکیب خوب با رزین، عدم واکنش پذیری با دیگر اجزاء پوشش و ترکیب آسان در پوشش های پایه آبی (ترجیا ً بدون حلالهای مشترک) یا با پوشهای پودری (نقطه ذوب بسته به دمای اکستروژن).

قابلیت حل شدن و قابلیت ترکیب پایدار کننده های نوری

پایدار کننده های نوری غالبا ً در حلالها خوب حل می شوند و برای پوششها مورد استفاده قرار میگیرند (مانند متیل اتیل کتن، بوتانول نرمال، اتیل استات). پایدار کننده های نوری مایع، کاربرد آسان تری دارند. یک مثال از قابلیت حل مداوم BTZ-4  (4/0 درصد در بوتانول نرمال و 4/0 در اتیل استات) می باشد. پایدار کننده های نوری همانند BTZ - 1 ،- 2 BTZ ،BTZ – 3، HPT – 1 ،HALS – 2 ،HALS – 3 قابلیت حل بیشتر از 50درصد در حلالهای ذکر شده را دارند. در پایدار کننده های نوری مایع پیوستگی مانند پوششهای پایه آبی لازم است. آنها می توانند به رزین قبل از اضافه کردن آب به وسیله دیسپرسیون اضافه شوند.

پایدار کننده های نوری جامد با یک نقطه ذوب 100 ^oC – 70 ^oC بسته به دمای خروجی برای پوششهای پودری ترجیح داده میشوند. نقاط ذوب بالاتر می توانند سبب توزیع کم پایدار کننده نوری یا دی کریستالیزاسیون شوند. پایدار کننده های نوری معمولا ً با ماتریس پلیمر رزین سازگار هستند. ناسازگاریها می تواند به تشکیل لایه روی سطح پوشش یا ذخیره شدن در دماهای بالا منجر شوند.

فراریت پایدار کننده های نوری

پوشش نهایی یک خودرو تنش های حرارتی مختلفی را تحمل می کند. دماهای بالا ^oC 120 وقتی که خط تولید به علت نقص فنی متوقف شده است، می توانند در دراز مدت تأثیرگذار باشند. هوا در ترکیب با رنگهای تیره می تواند دردماهای بسیار بالای سطح بدنه خودرو، تأثیر پذیرد. این بدان معناست که تبخیر پایدار کننده های نوری کم خواهد بود. جدا از ماتریس پلیمری و دانسیته اتصالات شبکه ای رزین، زنجیر های جانبی پایدار کننده های نوری عامل تبخیر هستند. جرم مولکولی بالاتر بطور طبیعی تبخیر را کاهش میدهد اما می تواند باعث مشکلاتی در قدرت حلالیت شود. قابلیت تبخیر مواد زیر، در یک پوشش شفاف TSA (اکریلیک پخت شونده با دما) (ضخامت فیلم: 20 m ، پخت:130 ^oC  به مدت 30 دقیقه و دمای بالای پخت: 150 ^oC به مدت 60 دقیقه) BP > %80 ، BTZ – 2 ، BTZ – 3  %1-2 ، HTP – 2 < %1 و HTP – 1 است.

احتمال دیگر برای کاهش تبخیر پایدار کننده های نوری، واکنش همزمان با ماتریس پلیمری است. مثالی از این نوع HTP -1 و HTP -2 و BTZ -3 که گروههای فعال OH دارند، هستند. این گروهها می تواند با اتصالات شبکه ای ملامین یا ایزوسیانات واکنش دهند.

تأثیر رنگ پایدار کننده نوری

جاذب های UV یک حالت زردی در مقایسه با HALS دارند که در طول موج بیشتر از 250 نانومتر جذب می شوند. تأثیر این رنگ، می تواند روی فام پوشش بعد از پخت پوشش شفاف TSA (اکریلیک پخت شونده با دما) روی پوشش اصلی سفید بررسی شود. همان گونه که از قانون بی یر-لامبرت انتظار میرود زردی پوشش شفاف با افزایش غلظت جاذب UV و افزایش ضخامت فیلم، افزایش می یابد. زرد شدن می تواند با 1- آنیلید اگزالیک کاهش یابد.

واکنشهای جانبی HALS

تمایل HALS به واکنش با دیگر اجزا، پوشش با توجه به خاصیت بازی آنها تأثیر می پذیرد. قدرت بازی به جابجایی نیتروژن پی پیریدین بستگی دارد و ارزش PKb را مشخص می کند. HALS با جایگزینی H  یا CH₃ نیتروژن، بازی قویتر با ارزش معادل Pkb=5  می شود. HALS با جایگزینی اسید یا –O الکیل فعالیت بازی ندارد.HALS  بازی بسیار قوی بوده و ممکن است باعث مشکلات زیر گردد:

-هنگامی که H جابجا شده HALS  به جای  HALS -1 استفاده شود طول عمر در پوششهای دو جزیی پلی اورتان (2K – PUR) که با کاتالیست قلیایی تهیه شده اند، کاهش می یابد.

- هنگامی که HALS -1 استفاده می شوند، ممکن است کاتالیست در پوششهایی که اسید کاتالیستی هستند مثل اکریلیک ترموست پر جامد (|HS- TSA) باعث تشکیل نمک شود. در نتیجه پوششها به قدر کافی پخت نمیشوند.

گاهی سیستمهای پوششی، به HALS غیر بازی نیاز دارند. مثالهایی از این نوع  HALS -3 یا HALS -6 می باشد. یک مثال، پوششهای شفاف HS – TSA است که در آنها از کاتالیست پارا تولوئن سولفونیک اسید (PTSA) استفاده می شود. HALS -3 می تواند برای پوششهای یک جزئی جامد که رنگدانه ها با خاصیت اسیدی مورد استفاده قرار میگیرند، پیشنهاد می شود. پوششهای صنعتی با کیفیت بالا، به خصوص رنگهای رویه خودرو، برای تست های آب و هوایی کنترل می شوند. در پوششهای متالیک دو لایه، اکسیژن، رطوبت و آلودگی اتمسفری مواد پلیمری در رنگ رویه خودرو در برابر اشعه UV تجزیه می شوند. این تجزیه با از دست دادن براقیت، تشکیل ترک و تغییر فام می شود.

انرژی زیاد اشعه UV زیان آور است زیرا هر ماده پلیمری می تواند در طول موج خاصی، به وسیله اشعه UV  آسیب ببیند. بنابراین پایداری نوری پلیمرها لازم می باشد.

روشهای پایدار سازی

دو روش صنعتی برای پایدار سازی پلیمرها و پوششها وجود دارد:

1-جذب ترجیحی UV بوسیله جاذبهای UV در محدوده طول موجهای 290-350 نانومتر

2-حبس شدن رادیکالهای تشکیل شده در طی تجزیه (تخریب) پلیمر به وسیله جمع کننده رادیکالها (پایدار کننده های نوری و ممانعت کننده آمینی HALS ).

در رنگهای متالیک دو لایه، پوشش اصلی در مقابل تغییر رنگ و تجزیه فوتوشیمیایی (که به تخریب منجر می شود) توسط فیلتر جذب UV که به لاکهای شفاف افزوده می شود، محافظت میشود، در این حالت جاذب UV نمی تواند رادیکالها را به دام بیاندازد. پایدار کننده های نوری ممانعت کننده آمینی در ناحیه UV، جذبی ندارد، اما رادیکالهای بدام افتاده قبلا ً تشکیل شده اند و مسئولیت اصلی برای حفظ براقیت و جلوگیری از تشکیل ترک را دارند.حفاظت مناسب در مقابل تجزیه و تخریب پوششها، استفاده از هر دو روش پایدار سازی بدست می آید.

جاذب های UV

چهار نوع جاذب UV وجود دارند که عبارتند از:

1-هیدروکسی بنزوفنون

2-هیدروکسی فنیل بنزو تری آزول

3-اگزالیک آنیلید

4-هیدروکسی فنیل -S  - تری آذین

از میان این جاذب های UV هیدروکسی فنیل تری آزول ها مهم تر هستند. آنها اشعه UV را جذب و سریع به حرارت بی ضرر تبدیل می کنند(توتومریزم کتوانول).

مکانیزم عمل جاذب های نوری UV به قانون بی یر-لامبرت، خاصیتهای جذب و جاذبهای نوری بستگی دارد. علاوه بر این ادامه طول موج های جاذب به ناحیه نزدیک UV ادامه پیدا می کند. اشعه UV اضافی می تواند به خارج فیلتر شود. از چهار نوع جاذب اشعه UV ذکر شده، هیدروکسی فنیل بنزو تری آزول ها پهن ترین نوار جذبی را دارد. در مجموع برای مقاومت حرارتی و پایداری فوتو شیمیایی پوششها، خروج حلالهای آلی و آب، از پوشش مهم است. اسپکتروسکوپی انعکاس UV می تواند برای تصفیه کردن نور مهم باشد گرچه هنوز از جاذبهای UV استفاده میشود، هیدروکسی فنل- بنزو تری آزول و هیدروکسی فنیل – S – تری آزین ها مقاومت فوتو شیمیایی بیشتری از آنیلین های اگزالیک و هیدروکسی بنزوفنون ها دارند.

جمع کننده های رادیکال

دو نوع آمین ممانعت کننده ( HALS=HALS پایدار کننده نوری بازدارنده آمینی) وجود دارد:

HALS I:    R=CH₃                                                PK_b~5.                                       

HALS II:      R=O – i – C₆H₁₇              PK_b~9.5                                    

پایداری پوشش ها به عهده ی گروه تترا متیل پی پریدین می باشد. جایگزینی های مختلف اتمی روی اتم نیتروژن، خود را در اختلاف ارزش های PK b نشان می دهد، که در استفاده از محصول مهم هستند. HALS I بیس ( 1و2و2و6و-6 پنتا متیل – 4 –پی پریدیلین)استر از اسید دکاندئیک در سیستمی که توسط اسید قوی کاتالیز نشده است، (اثر اسید با اتم نیتروژن بازی) مفید می باشد. HALS II بیس (2و2و6-6 تترا متیل -1 ایزو اکتی لوکس 4- پی پریدیلین) استر از اسید دکاندئیک برای سیستم های اسید کاتالیست مناسب می باشد زیرا واکنشی با کاتالیستهای اسیدی انجام نمی دهد.

برای پایداری، تشکیل رادیکال های نیتروکسیل لازم است زیرا غلظت رادیکالهای پروکسی، که در حضور رادیکال نیتروکسیل بسیار کاهش می یابد، زیان آور است.

آزمایش های انجام شده بر روی پایدار کننده های نوری در پوششهای رنگ در فلوریدا اهمیت این ماده افزودنی را نشان می دهد.( جدول 9)

جدول 9- نمایش ظاهری پوششهای متالیک دو لایه (a)

a:لاک شفاف، آکریلیک ملامین و پوشش اصلی، پلی استر- سلولز و استوبوتیریت – ملامین، پخت 130 ^oC ،30 دقیقه، امتحان در فلوریدا 5^o جنوبی، درصد پایدار کننده نوری بستگی به درصد جامد محمل و بنزوتری زول I و 2-(H 2 بنزوتریزول 2- اتیل)-4و6- بیس(1-متیل L-فنیل اتیل)فنل.

b:ترک بعد از 2سال و سه ماه

c:ترک بعد از5/5 سال

لاک شفاف، آکریلیک - ملامین پر جامد، پوشش اصلی: آکریلیک ملامین پر جامد پخت 120 ^oC در نیم ساعت، بنزو تری آزول II: 3-(H 2-بنزوتری آزول – 2 – ایل)-5-(1و1-دی متیل اتیل) 4-هیدروکسی اکتیل بنزن پروپانوآت.

a)ناپایدار

b)5/2 % بنزوتری آزول

C)5/1 % بنزوتری آزول II      و 1% HALS  II

(درصد پایدار کننده ها بستگی به جامد رزین دارند)

پایدار کننده های نوری تحت شرایط آب و هوایی مصنوعی (تشدید شده) و تحت شرایط جوی بیرونی (فلوریدا، 5^oجنوبی، بدون حرارت) آزمایش شده اند. جدول 9-تأثیر پایدار کننده های نوری را روی حفظ براقیت و پوششهای متالیک دو لایه را نشان می دهد.

جهت خرید پایدار کننده نوری Tinuvin 292 روی عکس کلیک کنید