Verbesserte wasserbasierte Beschichtungen auf Basis von Alkyd- und Aminoharzen

Bild: KI-generiert

Verbesserte wasserbasierte Beschichtungen auf Basis von Alkyd- und Aminoharzen – Die mechanischen und chemischen Eigenschaften wurden durch die Optimierung des Alkyd-Aminoharz-Verhältnisses verbessert. Die verwendeten Methoden kombinierten kleinräumige Testmethoden und mathematische Modelle.

In dieser Studie wurden die Aushärtungsparameter der wasserbasierten Beschichtung sorgfältig optimiert, indem wasserbasierte Alkydharze als Matrixharz und vollständig methylveretherte Aminoharze als Vernetzungsmittel verwendet wurden. Durch ein orthogonales Versuchsdesign und ein kontrolliertes Experiment wurden die optimalen Bedingungen ermittelt, nämlich ein Verhältnis von Alkydharzen zu Aminoharzen von 7:1 und eine Aushärtung bei 403,15 K für 30 Minuten. Die Messungen der Tröpfchengrößenverteilung und des Zetapotentials bestätigten, dass die mit dem optimalen Verhältnis hergestellte Verbundharzemulsion gleichmäßiger und stabiler in Wasser dispergiert war, was dazu beitrug, die Beschichtung zu optimieren und ihr hervorragende physikalische Eigenschaften, mechanische Stabilität und chemische Haltbarkeit zu verleihen.

Thermische Stabilität

Die thermische Stabilität wurde auch gründlich durch TGA-Analyse bewertet, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf der dritten Abbaustufe der optimierten Verbundharzbeschichtung (573,15–733,15 K) lag. Die kinetische Analyse der Pyrolyse lieferte tiefere Einblicke in deren thermisches Verhalten. Die mit der KSA- und der Starink-Methode berechneten Aktivierungsenergien zeigten konsistente Werte von 195,47 kJ/mol bzw. 196,06 kJ/mol. Darüber hinaus ergibt sich eine Reaktionsmechanismusfunktion von G(α) = [−ln(1-α)]3 über die C-R-Methode, was eine sigmoidale Geschwindigkeitsgleichung oder stochastische Keimbildung impliziert. Die mit dieser Methode berechnete Aktivierungsenergie beträgt 211,10 kJ/mol und der präexponentielle Faktor beträgt 2,22 × 1016 min−1. Bemerkenswerterweise weisen die mit allen drei Methoden erhaltenen thermodynamischen Parameter eine bemerkenswerte Ähnlichkeit auf.

Quelle: Progress in Organic Coatings, Band 199, Februar 2025, 108943

Lesetipp: Additive für wasserbasierte Lacke

Wasserbasierte Systeme sind die Beschichtungen der Zukunft. Der Markt entwickelt einen unstillbaren Appetit auf ökologisch verantwortungsvolle Beschichtungen auf Basis nachwachsender Rohstoffe. Die Anforderungen an die Beschichtungsleistung sind mindestens genauso hoch wie die an die Umweltfreundlichkeit. Additive tragen zum Schutz der Umwelt bei, indem sie den Einsatz organischer Lösungsmittel wirksam reduzieren. Viele der heutigen wasserbasierten Beschichtungen könnten ohne sie nicht formuliert werden. Eingearbeitet in wasserbasierte Farben, Beschichtungen und Druckfarben verbessern sie sowohl den Herstellungsprozess als auch die Leistung der verwendeten Farben und Beschichtungsmaterialien.
„Additives for Waterborne Coatings“ ist eine Pflichtlektüre für Formulierer, die ihr Wissen über wasserbasierte Beschichtungssysteme auffrischen möchten, sowie für Experten, die detailliertes Wissen direkt zur Hand haben möchten.

Quelle: European Coatings
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