2k-Polyurethane: Wie Komponenten wechselwirken
Was passiert bei der Formulierung der Komponenten Polyisocyanat-Härter und OH-funktionelle Dispersion für wässrige Polyurethanlacke? Eine neue Analysemethode liefert Antworten.
Um wässrige 2K-PUR-Systeme zu formulieren, wird ein wasserdispergierbares Polyisocyanat zu einer OH-funktionellen Dispersion gegeben. Nach dem Mischen und Rühren können in der wässrigen Phase unterschiedliche Szenarien auftreten. So können die Isocyanat- und die OH-funktionellen Partikel verschmelzen, wodurch Hybridpartikel entstehen würden. Eine andere Option wäre, dass die Partikel aufpfropfen und das Polyisocyanat als abgegrenzte Partikel auf der Oberfläche der Dispersionspartikel adsorbieren. Als dritte Möglichkeit bleibt, dass das Polyisocyanat Partikel bildet, die in der kontinuierlichen Phase von den Dispersionspartikeln völlig getrennt bleiben.
Partikel propfen aneinander
Wie BASF-Wissenschaftler nun gezeigt haben, kommt es meistens zum zweiten Szenario, dem Aufpfropfen. Gezeigt haben sie das durch die sogenannte Dichtegradientenultrazentrifugation (DGU). Diese ermöglicht die Trennung eines kolloidalen Systems nach Unterschieden in der chemischen Zusammensetzung der einzelnen Komponenten.
Auch konnten sie zeigen, dass die Methode geeignet ist, eine allgemeine Korrelation zwischen dem Grad der Propfung und der Topfzeit der Formulierung herzustellen, was bei der Formulierung von neuen Farb- und Lacksystemen helfen kann.
Einen wichtigen Einfluss auf die Aufpropfung haben die Anzahl und Art an funktionellen Eigenschaften, das Vorliegen wasserlöslicher Substanzen und die Beschaffenheit der verschiedenen Isocyanate.
Detaillierte Informationen
Wer sich detailliert in die Methode einlesen möchte, kann den entsprechen Fachartikel lesen. Dieser ist in Farbe und Lack Ausgabe 8/2017 erschienen. Abonnenten der digitalen Bibliothek Farbe und Lack 360° können diesen ab sofort online lesen.