Hydrophobes, transparentes, mechanisch ausgezeichnetes und feuersicheres multifunktionales Epoxidharz auf der Basis eines neuen DOPO-Derivats mit Cyanogruppe
Forschende fanden heraus, dass ein neuartiges DOPO-Derivat mit Cyangruppen (PDPO) als Additiv für Epoxidharz sowohl die Feuerfestigkeit als auch die mechanischen Eigenschaften und die Hydrophobie des Materials erheblich verbessert.
Ein neuartiges Derivat von 9,10-Dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthren-10-oxid (DOPO) mit Cyanogruppen, genannt PDPO, wurde erfolgreich synthetisiert und als Additiv für Epoxidharz (E-44, mit Epoxid-Äquivalentgewichten von 201 bis 240 g/Epoxid) zusammen mit dem Aushärtungsmittel 4,4′-Diaminodiphenylmethan (DDM) verwendet. Um die chemische Struktur von PDPO zu bestätigen, wurden umfassende Charakterisierungstechniken eingesetzt, darunter Fourier-Transformations-Infrarot-Spektroskopie (FTIR), 1H-und 31P- Kernresonanzspektroskopie(NMR) und Elementaranalyse (EA).
Veranstaltungstipp: Funktionelle Beschichtungen
Beschichtungen sollen inzwischen nicht mehr nur gut aussehen und vor Korrosion schützen. So gut und wichtig beide Eigenschaften sind, viele Kund:innen wollen mehr. Viele dieser Anforderungen lassen sich mit dem Begriff „Funktionale Beschichtungen“ beschreiben. Beliebte Schlagwörter, die hier oft fallen, sind anti-Eis, anti-Graffiti, Selbstheilung oder die oft genannte Haifischhaut. Manche dieser Eigenschaften sind inzwischen gut erforscht und am Markt etabliert, andere haben noch praktische Hürden zu überwinden. Welche funktionellen Beschichtungen zu welcher dieser Kategorien gehören, vermittelt Ihnen das FARBE UND LACK Seminar „Funktionelle Beschichtungen“ am 26.11.2024 in Essen. Es bleibt kein Geheimnis, welche Mechanismen hinter den verschiedenen modernen Funktionalitäten stecken und welche Rolle die Nanotechnologie spielt. Wenn Sie Ihren Kund:innen Beschichtungen mit dem gewissen Extra liefern wollen, sollten Sie dieses Seminar besuchen.
Die thermogravimetrische Analyse (TGA) ergab eine bemerkenswerte thermische Stabilität für PDPO mit einem erheblichen Verkohlungsrückstand von 43,1 Gew.-% bei 800 °C. Die Zugabe von 5 Gew.-% PDPO in die EP-Formulierung führte zu einer bemerkenswerten Verbesserung der Feuerhemmung, wie der erhöhte LOI-Wert (Limiting Oxygen Index) von 32,2 % und das Erreichen der UL-94 V-0-Einstufung für EP/PDPO-5 zeigen. Die Wirksamkeit der Feuerhemmung wurde außerdem durch Kegelkalorimetertests (CC) unterstrichen, die eine Verringerung der Wärmefreisetzungsrate und der Rauchentwicklung ergaben. Eine eingehende Analyse des Pyrolyseverhaltens und der Verkohlungsbildung zeigte, dass PDPO sowohl in der Gas- als auch in der kondensierten Phase vielfältige Funktionen aufweist und zu den feuerhemmenden Eigenschaften des Materials beiträgt. Darüber hinaus führte die Einarbeitung von PDPO in einer Konzentration von 1 Gew.-% zu einer bemerkenswerten Verbesserung der Zug- und Biegefestigkeit von EP/PDPO-1 um 15,2 % bzw. 10,4 % im Vergleich zu reinem EP. Bemerkenswerterweise blieb die Transparenz von EP/PDPO-1 mit 95,6 % erhalten, während der Wasserkontaktwinkel auf 115,5° erhöht wurde, was auf eine verbesserte Hydrophobie hinweist. Diese Ergebnisse unterstreichen das Potenzial von PDPO als feuerhemmendes Additiv und zeigen seine Fähigkeit, gleichzeitig die Transparenz zu erhalten und die mechanischen Eigenschaften und die Hydrophobie in EP/PDPO-Systemen zu verbessern.
Quelle: Progress in Organic Coatings, Auflage 185, Dezember 2023, 107897