行业、新闻、记录
世界与我们时刻在变化

向下滚动

水性树脂耐候黄变原因及解决

2025.11.26 2024.03.21
青岛中氟氟碳
34

黄变的本质是乳液成膜后,聚合物分子链在光、热、氧(尤其是紫外线)的联合作用下,发生了化学降解,生成了新的、能吸收可见光中特定蓝紫光波长的化合物。使其看起来发黄。

其主要化学机理可以归结为以下几点:


image.png


1、光氧化反应(核心原因)

这是户外耐候性变差的主要原因。紫外线(UV)具有很高的能量,能直接打断聚合物分子的化学键,生成自由基,这些自由基会与空气中的氧气发生一系列复杂的链式反应,导致分子链断裂或交联,在这个过程中,会生成含羰基、过氧化物、羧酸等基团的化合物,羰基化合物是导致丙烯酸酯主链断裂和黄变的最重要机理之一。

2、水解反应

丙烯酸聚合物的主链是碳-碳键,非常稳定,但其侧链是酯键(-COOR)。在热和湿气的共同作用下,酯键会发生水解,生成羧酸和醇,水解导致分子量下降,膜性能变脆,同时生成的羧酸也可能参与其他黄变反应。

3、添加剂的影响

乳液中的各种助剂(乳化剂、消泡剂等)通常是小分子,它们比聚合物更不稳定,更容易发生氧化、水解,生成有色的低分子物质,从而引发黄变。


image.png


影响丙烯酸乳液耐候和黄变性的因素众多主要包括:

使用苯乙烯(St)作为硬单体的“苯丙乳液”,因其含有苯环,易吸收UV并发生氧化,生成黄色的醌类结构。

含有不饱和键的单体,更容易被氧化,耐黄变变差。

分子量过低或分布过宽,意味着末端基团多,稳定性差。

适当的交联可以限制链段运动,提高抗渗透性和整体稳定性。 

某些离子型乳化剂在UV下可能发生反应。 

使用氨水时,成膜后氨挥发,膜呈酸性,催化酯键水解;氨也可能与醛类发生美拉德反应生色反应。


image.png


丙烯酸乳液耐候黄变是一个多因素协同作用的结果,其核心路径可以概括为:

紫外线(能量来源)+氧气(反应物) + 热(加速器) → 引发聚合物链(尤其是酯侧链和苯环)产生自由基 → 发生光氧化链式反应和断链 → 生成含羰基的化合物(共轭醛、酮、醌等) → 宏观表现为黄变。

1. 优选单体:放弃使用苯乙烯(St),采用全丙烯酸酯体系(纯丙乳液),从根本上消除苯环这个薄弱点。

2.添加稳定剂,紫外线吸收剂(UVA):如苯并三唑类,能像“防晒霜”一样优先吸收UV并转化为无害的热能。

3.受阻胺光稳定剂(HALS):能高效捕捉自由基,终止氧化链式反应。UVA+HALS复配使用效果最佳。

4.优化助剂体系:选择耐候性好的乳化剂,并用有机胺替代氨水作为pH调节剂。

5.严格控制工艺:确保聚合反应完全,减少残留单体和杂质。