Evaluation of deterioration degree of exterior wall coatings using Micro-UV Irradiator - Part 1 Acrylic coatings with and without UV absorber and HALS

Význam tématu

Akrylátové nátěry jsou běžně využívány pro ochranu a estetiku fasád díky vynikající barevné stálosti a dlouhodobé odolnosti. Působení UV záření však způsobuje fotodegradaci polymerní matrice, což vede ke zhoršení mechanických a optických vlastností povlaku. Přidání UV absorbérů a stabilizátorů typu HALS je proto klíčové pro prodloužení životnosti stavebních materiálů.

Cíle a přehled studie / článku

Studie si klade za cíl porovnat stupeň degradace dvou akrylátových vzorků fasádních nátěrů – jednoho s přídavkem UV absorbéru a HALS a druhého bez těchto aditiv. Degradace byla sledována pomocí analýzy evoluovaných plynů spojené s hmotnostní spektrometrií (EGA-MS) po dávkovém UV ozařování ve speciálním zařízení Micro-UV Irradiator.

Použitá metodika a instrumentace

• Vzorky: vzorek A obsahoval UV absorbér Tinuvin 400 a HALS Tinuvin 292, vzorek B byl bez aditiv.
• UV ozařování: Micro-UV Irradiator UV-1047Xe s xenonovou lampou, teplota 60 °C, atmosféra vzduchu, doba 1–20 h.
• EGA-MS: Multi-Shot Pyrolyzer EGA/PY-3030D; teplota pece 100–700 °C (20 °C/min); nosný plyn He (1 mL/min); kolona UADTM-2.5N (L=2,5 m, i.d.=0,15 mm); split 1/50; GC-MS při 300 °C; vzorková hmotnost 0,15 mg.

Hlavní výsledky a diskuse

• Vzorek A: Během až 10 h UV ozařování zůstaly teplota vrcholu EGA signálu i šířka vrcholu (FWHM) prakticky beze změn, což dokládá účinnou ochranu aditiv.
• Vzorek B: Po 10 h došlo ke snížení teploty vrcholu o 8 °C a k přibližnému zdvojnásobení FWHM (z 31 na 70 °C), což signalizuje výraznější degradační změny.
• Porovnání průběhu FWHM ukazuje, že přídavek UV absorbéru a HALS významně zpomaluje šíření termálně indukovaných rozkladných procesů.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a kvantitativní analýza fotostability fasádních nátěrů.
• Možnost optimalizace složení nátěrových hmot v průmyslové výrobě i vývoji nových formulací.
• Uplatnění v QA/QC laboratořích pro kontrolu kvality a předpověď životnosti povlaků.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metodiky na další polymerní systémy a kompozitní materiály.
• Integrace EGA-MS s povrchovými spektroskopickými technikami pro komplexní charakterizaci degradace.
• Vývoj in-line monitoringu fotodegradace v reálném čase během expozice povlaků.

Závěr

Kombinace řízeného UV ozařování a EGA-MS představuje efektivní přístup k hodnocení fotostability akrylátových povlaků. Výsledky potvrzují, že přídavek UV absorbéru a HALS významně zvyšuje odolnost vůči fotodegradaci, což je klíčové pro dlouhodobou ochranu fasád.

Reference

• T. Yuzawa et al., Polymer Degradation and Stability, 96 (2011) 91-96