Von Cardanol abgeleitete Vorläufer auf P- und Si-Basis für flammhemmende PU-Beschichtung

In der sich entwickelnden Harzbranche versuchen Menschen, die Harze aus Bioressourcen mit ähnlichen oder überlegenen Eigenschaften wie die kommerziellen Harze zu entwickeln. Eine neue Forschungsarbeit stellt den Versuch dar, die flammhemmende Beschichtung aus Cardanol als Ausgangsstoff zu entwickeln. Die beiden Zwischenprodukte, die mit Phenylphosphondichlorid (PPDC) und Dichlordimethylsilan (DCDMS) gewonnen werden, werden bei der Entwicklung des Polyurethan-Grundgerüsts in verschiedenen Anteilen eingesetzt. Itaconsäure (IA) basiertes Polyol wurde als Kettenverlängerer für die Aushärtung verwendet. Die Charakterisierung der erhaltenen Zwischenprodukte erfolgte mittels Fourier-Transformations-Infrarot-(FTIR)-Spektroskopie, Kernmagnetresonanz-(NMR)-Spektroskopie, Säurewert, Hydroxylwert, Epoxidwert, etc. Alle Charakterisierungen zeigten, dass die erforderlichen Produkte gebildet wurden.

Flammhemmende Beschichtung aus Cardanol

Die beschichteten Schichten zeigten ähnliche mechanische Eigenschaften, die mittels Flexibilität, Schlagfestigkeit und Bleistifthärte analysiert wurden. Der Gelgehalt und die erhaltenen Wasserabsorptionswerte sind umgekehrt proportional zueinander, was mit den Barriereeigenschaften der Schichten korreliert werden kann. Die thermogravimetrische Analyse (TGA) und die Differential-Scanning-Kalorimetrie (DSC) zeigten, dass der FR50 die maximale Menge an Kohle produzierte und der FR100 die höchste Tg mit dem Wert von 81,68 °C hatte. Die Flammschutzklasse der ausgehärteten Filme wurde mit dem limitierenden Sauerstoffindex (LOI) und dem vertikalen Brandtest nach UL- 94 überprüft. Alle Beschichtungsfilme mit den entwickelten Vorläufern konnten das Feuer innerhalb von 10 s selbstlöschen und FR50 erreichte 29 als höchsten Wert von LOI.

Die Studie wurde veröffentlicht in: Progress in Organic Coatings Volume 129, April 2019, Pages 59-68.