Alternative zur Bildung von Null-VOC-Beschichtungen auf Wasserbasis
Eine aktuelle Arbeit befasst sich mit der Charakterisierung von freiem und Oberflächenwasser von kolloidalen unimolekularen Polymerpartikeln für Beschichtungsanwendungen.
Kolloidale unimolekulare Polymerpartikel (CUP) sind kugelförmige Partikel im Nanomaßstab von 3-9 nm, die einfach gestaltet und kontrolliert werden können. Die Bildung von CUP erfolgt durch einfache Synthese und Wasserreduktion. Diese Nanopartikel haben geladene hydrophile Gruppen auf der Oberfläche und sind von einer Oberflächenwasserschicht umgeben, die erst bei sehr niedrigen Temperaturen gefriert. CUPs haben eine sehr große Oberfläche pro Gramm, was ihnen einen hohen Gehalt an nicht gefrierendem Wasser verleiht. Das CUP-System ist frei von Tensiden und hat null VOC, was ein großes Potenzial für Beschichtungsanwendungen darstellt.
Hervorragende Alternative
Die Menge und Dicke des Oberflächenwassers wurde mittels Differential-Scanning-Kalorimetrie (DSC) unter Verwendung der Schmelzwärme bestimmt. Die Lösungsdichte und die Kenntnis der Harzdichte und der Zusammensetzung der CUP-Lösung wurden zur Bestimmung der Dichte des Oberflächenwassers verwendet. Die Verdunstungsrate von freiem Wasser und Oberflächenwasser in CUP-Lösungen wurde mittels thermogravimetrischer Analyse (TGA) untersucht und zeigte den Einfluss von CUP auf die Verdunstungsrate.
Es wurde eine ausgezeichnete Leistung beim Gefriertauen sowie eine Verbesserung der Feuchtkantenzeit festgestellt. Nach Ansicht der Wissenschaftler bietet das CUP-System eine hervorragende Alternative zur Bildung von VOC-freien wässrigen Beschichtungen.
Die Studie wurde in Journal of Coatings Technology and Research, Volume 18, 2021 veröffentlicht.