当涂装产品暴露在紫外线下时,涂膜会发生老化,导致发生褪色等现象。
涂膜老化包括:[1] 失去光泽和图案的艳丽程度,[2] 破裂、开裂、涂膜失去完整性,[3] 粉化,[4] 失去附着力、剥落,[5] 泛黄,[6] 颜料褪色, [7] 生物降解等,而所有这些现象都与紫外线高度相关。
众所周知,涂料中所使用的高分子丙烯酸、聚苯乙烯共聚物、芳香族聚酯、芳香族聚氨酯等的老化与紫外线有很大关联性。
保护高分子材料免受紫外线影响的传统方法,是在涂膜中使用能够吸收紫外线或是不透明的颜料。炭黑以及二氧化钛等颜料能够吸收紫外线并防止涂膜老化。像这种增加紫外线稳定性的颜料,有时被称为紫外线屏蔽剂。
然而,使用此类颜料会导致无法得到期望的颜色、缺乏透明性、表面保护效果差等产品设计方面的问题。作为一个极端的例子,当使用炭黑时,就无法进行颜色选择。
随着清漆(透明面漆)在汽车涂装中变得越来越重要,不能再继续使用不透明的紫外线屏蔽剂。由于屏蔽剂只能保护其正下方的高分子材料,所以无法保护高光涂层。
由于利用颜料进行紫外线防护存在诸多问题,所以目前正在开发分子紫外线吸收剂、光稳定抗氧化剂、受阻酚、受阻胺光稳定剂等。
近年来,如同当今女性喜爱的防晒乳液一样,紫外线吸收剂可提高透明防护涂层的性能。这一性能可通过光稳定剂和紫外线吸收剂的组合使用而得到增强。
也就是说,在两层结构的保护中,利用约占1%的紫外线吸收剂将不需要的短波长紫外线转化为热能,立体扭曲的胺等光稳定剂可补充由于涂膜老化而导致产生的自由基。这确保了可以在汽车涂装系统中应用底漆+清漆,从而解决大部分由紫外线引起的问题。
锌白(氧化锌)能够吸收紫外线并释放能量。锌白的光学特性在于,在380~400纳米的波长范围内,其透过率会大幅度变化,对紫外线不透明,对可见光透明。1000纳米以下的红外线会被吸收,而超过这一波长的则会发生透射。
反射率在紫外区较低,在蓝色区增加,在480纳米处达到最大值,在红外区略有下降。