Neuartiges Verfahren für 1-K-Polyurethan-Klarlacke auf Wasserbasis

In einer neuen Studie wird ein wasserbasierter Polyurethan-Klarlack mit hervorragenden chemischen und physikalischen Eigenschaften durch ein Verkapselungssystem vorgestellt.

Um einen robusten, superhydrophoben Schutz für Holz zu erhalten, wurden verschiedene Ansätze, basierend auf der Materialzusammensetzung und der Substratvorbereitung, getestet und optimiert. Zu diesem Zweck wurden fluorfreie Dodecyl-terminierte Siliziumdioxid-Nanopartikel (DDT-SiO2), die keine Anzeichen von Aggregation aufweisen, in zwei verschiedene Beschichtungen auf Epoxidharz- oder PDMS-Basis eingebracht.
Wirksamkeit nachgewiesen: Nachhaltig superhydrophobes und selbstreinigendes Holz durch Wachs in Epoxy/PDMS-Nanokompositbeschichtungen Bildquelle: TwilightArtPictures - stock.adobe.com (Symbolbild).

Das Verkapselungssystem in der Studie enthielt blockiertes Polyisocyanat (b-PIC) als Vernetzer mit einem Acrylpolyol, um eine homogene Dispersion unter wasserbasierten Bedingungen zu gewährleisten. Das Acrylpolyol wurde so konzipiert, dass es sich leicht in der Wasserphase dispergieren lässt, die Anforderungen eines Klarlacks erfüllt und b-PIC effektiv einkapselt. Die Struktur des Kern-Schale-Verkapselungssystems ermöglichte sowohl eine homogene Dispersion als auch eine enge Nachbarschaft zwischen dem Acrylpolyol und b-PIC, was zu einem gleichmäßig vernetzenden Klarlack führte.

Praktische und kostengünstige Technologie

Es wurden drei verschiedene Klarlacke hergestellt: zwei wässrige b-PIC-Systeme mit polyisocyanatverkapselter Dispersion (PED) und konventioneller b-PIC-Dispersion (CPD) ohne Verkapselung sowie eine lösemittelbasierte b-PIC-Dispersion (SB) mit Ethylcellosolve. Die Testergebnisse wiesen darauf hin, dass das PED-Klarlacksystem in der wässrigen Lacktechnologie als praktische und kostengünstige Technologie eingesetzt werden könnte, die der Notwendigkeit Rechnung trägt, die Produktion flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) zu reduzieren, um die Umwelt zu schützen.

Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 177, April 2023, veröffentlicht.

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