Thermische Degradation einer Polyurethan-Holzbeschichtung
Forscher haben eine Fallstudie über die thermische Degradation einer Polyurethan-Holzbeschichtung vom Acrylat-Typ vorgestellt.
Die thermochemischen Eigenschaften einer lösemittelhaltigen Zweikomponenten-Holzbeschichtung auf Polyurethan-Acrylat-Basis (PUA) und eines mit Tris(1-chlor-2-propyl)phosphat (TCPP) behandelten flammhemmenden Gegenstücks (PUA-FR) wurden in einem Temperaturbereich zwischen 50 und 600 °C untersucht.
Die Daten wurden hinsichtlich struktureller Merkmale des ausgehärteten Beschichtungsmaterials analysiert, insbesondere im Hinblick auf sein thermisches Abbauverhalten.
Vierstufiger Prozess
Es zeigte sich, dass der thermische Abbau von PUA in einem vierstufigen Prozess in der folgenden Reihenfolge abläuft:
- I) Anfänglicher Abbau von Polyacrylat-Segmenten, verbunden mit der Verdampfung des Restlösungsmittels.
- II) Die Spaltung des Polymerrückgrats der Polyacrylatsegmente, die zur Bildung der entsprechenden Acrylatmonomere führt.
- III) Der Abbau von Alkylmethacrylatmonomeren, verbunden mit der Abspaltung von Kohlendioxid und den entsprechenden Alkylseitenketten.
- IVa) Die Dissoziation von Urethanbindungen, die durch eine schnelle Freisetzung von Isocyanaten, Cyanursäure, Isocyansäure und geringen Anteilen von hydroxylhaltigen Anteilen angezeigt wird;
- IVb) die Decarboxylierung der Urethan-Isocyanurat-Segmente unter Bildung von primären/sekundären Aminen und Olefinen.
Im Falle von PUA-FR wurden die Schritte II) und III) durch TCPP hauptsächlich auf Kosten der Decarboxylierung der Esterseitenketten unterdrückt, während der Abbauschritt IVa) ebenfalls deutlich verzögert wurde.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Volume 157, August 2021 veröffentlicht.