不同于一般光稳定剂， 新型水性光稳定剂更可以有效分散在水中，均匀而稳定，且几乎无残留。利用光学显微镜观测涂膜，结果表明，新型水性光稳定剂不会影响涂膜外观。
引言
氟碳树脂因氟原子半径小、C─F 键能强， 内部结构致密，因此具有良好的耐候性、耐化学品性、耐腐蚀性、更具有良好的耐污性、疏水性和疏油性等，被广泛应用于桥梁和建筑外墙。
尽管氟碳树脂是有这些优点，
但其长时间暴露在自然光下， 也会造成外观上颜色的变化和涂层劣化与粉化，
目前对这层的保护主要是通过添加紫外线吸收剂(UVA)和使用受阻胺光稳定剂(HALS)来实现。光稳定剂包括紫外线吸收剂(UVA)和受阻胺光稳定剂(HALS)，紫外线吸收剂功能是吸收紫外线并转换成热能散发掉。受阻胺光稳定剂功能是捕捉自由基，防止涂层劣化发生。
随着各国对环境保护日益重视，水性氟碳涂料已解决了一般传统涂料释放挥发性有机化合物(VOC)的问题，它能够有效减少溶剂的使用。目前研究显示，水性纳米TiO2
改性氟碳涂料，其涂膜表面平整、光滑、致密，涂料的耐水性、耐酸性、耐擦洗性等都有明显提高。碳与氟碳的协同效应促进了氟原子的表面迁移，在改善成膜性的同时有效提高了乳胶膜的接触角和耐水性。以水性氟乳液作为面漆，涂层体系虽具有良好的耐碱性和耐盐雾性能， 但涂膜中含有亲水基团会与水发生作用，增加了水分传输的通道，涂层混凝土的吸水率较大。而使用硅丙乳液作底漆，氟碳和有机硅乳液配制的涂料作面漆，
该涂层体系抗Cl-渗透性最好。在阳离子型水性ＵＶ
固化含氟聚氨酯树脂的制备及性能研究方面，随着含氟量的增加，乳液粒径增大，但光固化效率有所降低，
同时热处理后的氟碳链迁移至涂膜表面，所得的光固化涂膜各种性能较好，特别是耐水和耐酸碱性有明显改善[7]。QUV-B
耐候结果显示，利用溶剂型、分散型和乳化型的氟碳树脂制成氟化聚氨酯涂料，分散型和溶剂型耐候相当，乳化型保光率较前两者差[8]。
环保型涂料所遭遇的挑战之一， 是需要光稳定剂来保护涂料预防光劣化产生， 现已有水性光稳定剂成功应用于水性涂料体系。目前有关提升水性氟碳涂料防劣化性能的研究很少， 本项目对不同类型光稳定剂进行了应用性能研究，为改善水性氟碳涂料的耐久性提供了有效的技术支持。
1 实验
1 实验
1.1 实验原料
水性氟碳树脂阴离子型非晶态共聚物： 固含量48%~50%，黏度<100 cP·s，台湾永光化学工业股份有限公司；光稳定剂(紫外线吸收剂UVA、受阻胺光稳定剂HALS、新型水性光稳定剂)： 台湾永光化学工业股份有限公司。
1.2 实验设备
GPC
分析仪器：W 600 (泵浦)、W2414 (试差折射侦测器)、W717 (注射器)：Warters 公司；LB–550
粒径分析仪：HORIBA 公司；光学显微镜：型号WF10X(目镜)、PL5X L0.12 (物镜)：HOMA 公司；QUV/Basic
耐黄变试验机：Q Panel 公司；CM-3500d 色差仪：柯尼卡美能达控股株式会社。
2 实验方法
2.1 不同类型光稳定剂水分散性试验
以水为溶剂混合不同类型光稳定剂，分别评估5%和10%光稳定剂分散状态。
5%、10%光稳定剂水分散：
分别称取5 g 及10 g不同类型光稳定剂， 加入水中配制成100 g 溶液，以200 r/min 搅拌30
min，混合均匀，观察溶液外观变化。残留率试验：先称2# 滤纸初始质量，将2#
滤纸置入漏斗后再将溶液倒入，利用水流抽气机抽滤后取出滤纸，放入100 ℃烘箱烘干再称量，通过滤纸的质量变化计算残留率。
2.2 配制及光学显微镜分析
不同类型的光稳定剂如表1 所示。
待测样品分两种：未添加(空白水性氟碳树脂)、有添加(含新型水性光稳定剂的水性氟碳树脂)。
待测样品分两种：未添加(空白水性氟碳树脂)、有添加(含新型水性光稳定剂的水性氟碳树脂)。
配制有添加待测样品： 称取1 g 新型水性光稳定剂，50 g 水性氟碳树脂混合，以200 r/min 搅拌30 min，混合均匀，观察溶液外观变化。
将待测样品涂布至涂布纸上，室温干燥12 h，再进行光学显微镜观察，结果见表2。
2.3 粒径分析
测试校正：待机30 min，温度控制在25 ℃，以标准品重复测试5 次。合格标准： 标准品粒径平均值±10nm，若合格即可进行样品测试。
检验项目：取适量待测样品(空白树脂、有添加)溶于水溶液进行粒径分析。
2.4 试片涂装及耐候(人工加速老化试验)
将配置好含有新型水性光稳定剂的水性氟碳树脂涂料进行涂装， 涂布于10 cm×7 cm×0.1 cm 白色马口铁板上，室温干燥12 h 后进行耐候试验，利用色差仪观察加速老化试验的变化过程。
2.5 检验方法
2.5.1 人工加速老化试验
ASTM G154-2 (2006 年改版)，测试标准(313 nm60 °C 4 h UV 光照/ 50 °C 4 h 凝结)，模拟户外气候、光照、湿气等变化，并透过色差仪检验加速老化试验过程变化。
2.5.2 软件名称与分析
2.5.2 软件名称与分析
使用软件：JMP version5.0 (SAS Institute)分析使用内建分析工具
3 结果与讨论
3.1 水分散性及残留率试验
本研究是利用DOE 测试参数，并通过”筛选设计”检验不同种类的光稳定剂， 分析稳定分散的关键因素。
由表2
实验结果可知， 不同类型光稳定剂大多呈不透明乳化分散状态，
新型水性光稳定剂不但可以维持稳定，还可呈现半透明均匀分散，且分散效果更佳，滤纸上完全看不出任何残留异物；
根据实验数据计算残留率，可以明显看到，新型水性光稳定剂(光稳定剂③)几乎没有残留，见表3。
在相同质量浓度下，
分析不同类型光稳定剂的分散性差异，见图1。根据表3 的实验结果，利用统计软件JMP version 5.0
分析的回归模型(理论)的趋势，如果图1 和表3 越相近，表示找到的回归模型(理论)越能解释真实结果，图1
可以说明最佳、最差组合及预测值。以质量浓度5%为例，图1
的横坐标分别为光稳定剂类型(X1)、水溶液质量浓度、参数估计(意愿)；光稳定剂类型包括光稳定剂①、光稳定剂②、光稳定剂③；水溶液质量浓度分别实测5%及10%水溶液质量浓度；参数估计(意愿)即通过参数分析所找到的理论值，数值越大代表分散效果越差；纵坐标轴分别为残留率(R%)、参数估计(意愿)；残留率(R%)表示经分散过滤后，滤纸上的残留率，数值越小者为佳。
由图1 试验结果可以发现， 光稳定剂③的残留率最少，为1.05%，分散效果最佳，因此后续以光稳定剂③进行深入探讨，而光稳定剂①、光稳定剂②分散过滤后残留物较多，分散效果不佳。
3.2 光学显微镜检验
用微观的方式检验干燥涂膜，分别观察未添加(空白水性氟碳树脂)、添加(含新型水性光稳定剂的水性氟碳树脂)结果。有添加新型水性光稳定剂的涂膜与未添加结果一致，见图2。
3.3 粒径分析
利用动态光散射法针对悬浮液样品中颗粒进行观测，由于微粒会产生布朗运动造成都卜勒频移效应，计算粒径大小及分布结果，见表4。
由表4
实验结果可得知，未添加(空白水性氟碳树脂)的样品平均粒径166 nm、主要粒径168.9 nm，添加(含新型水性光稳定剂的水性氟碳树脂)
的样品平均粒径168.9 nm、主要粒径173.2 nm，由于粒径分析可允许±10 nm 的误差，故未添加及有添加的样品无差异。图3
为未添加(空白水性氟碳树脂)粒径分析图、图4 为添加(含新型水性光稳定剂的水性氟碳树脂)粒径分析图；并利用迭图的方式，将图3 及图4
重合为图5，以便观测，也可以看出各种粒径分布无差异。
3.4 耐候试验
按国际标准ASTM
G154-2 进行人工加速老化试验，观察试样外观变化及色差变化。由图6 试验结果可知，经过耐候2 604
h，肉眼即可看出未添加光稳定剂的空白树脂试样有黄变老化的现象。再利用色差仪检验色差变化，无论是试样1
或是试样2，与添加新型水性光稳定剂的试样相比， 未添加的空白树脂试片色差变化都较大。
4 结语
不同于一般光稳定剂， 新型水性光稳定剂更可以有效分散在水中，均匀而稳定，且几乎无残留。利用光学显微镜观测涂膜，结果表明，新型水性光稳定剂不会影响涂膜外观。
利用粒径分析分析颗粒大小，结果表明，新型水性光稳定剂分布结果和空白树脂一致。
通过国际标准进行人工加速老化试验， 新型水性光稳定剂可以提升水性氟碳涂料的耐候性， 优化水性氟碳涂料。
