Abriebfeste, wasserbasierte Polyurethanbeschichtungen mit innovativer Struktur
Eine neu entwickelte wasserbasierte Polyurethanbeschichtung bietet hervorragende Abriebfestigkeit dank einer innovativen dualen Vernetzungsstruktur. Die neue Formulierung basiert auf einem speziellen Vernetzer, der sowohl kovalente als auch Wasserstoffbrückenbindungen erzeugt.
Ein internationales Forschungsteam hat eine wasserbasierte Polyurethanbeschichtung entwickelt, die durch eine innovative duale Vernetzungsstruktur eine herausragende Abriebfestigkeit aufweist. Der Vernetzer, 6,6′-(1,4-Butanediyl)-bis-(1,3,5-triazine-2,4-diamine) (BBTDA), wurde speziell synthetisiert, um sowohl kovalente Vernetzungsbindungen als auch Wasserstoffbrückenbindungen in der Beschichtung zu erzeugen. Diese Kombination verbessert nicht nur die mechanischen Eigenschaften, sondern auch die Abriebfestigkeit der Polyurethanbeschichtung erheblich.
Die Forschungsergebnisse zeigen, dass die Zugfestigkeit der Beschichtung bei einem BBTDA-Anteil von nur 0,5 % auf 26 MPa ansteigt. Zudem konnte die Wasseraufnahme auf 4,7 % reduziert und die Härte auf 4H erhöht werden. Besonders bemerkenswert ist der Abriebwert, der mit nur 0,4 mg sehr gering ausfällt. Diese Optimierung sorgt für eine erhebliche Verbesserung der Lebensdauer und Beständigkeit der Beschichtung unter abrasiven Bedingungen.
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Optimale Kombination von Eigenschaften
Die Untersuchung des Einflusses des BBTDA-Anteils auf verschiedene Eigenschaften der wasserbasierten Polyurethanbeschichtungen ergab, dass die Kombination von kovalenter und Wasserstoffbrückenvernetzung zu einer signifikanten Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und der Abriebfestigkeit führte. Die CWPU-Beschichtung mit 0,5 % BBTDA bietet somit die besten Kombinationseigenschaften.
Die Forschung verdeutlicht, wie eine gezielte Modifikation der Vernetzungsstruktur dazu beitragen kann, die Abriebfestigkeit von Polyurethanbeschichtungen deutlich zu erhöhen, was sie für Anwendungen in Bereichen wie Automobil- und Maschinenbau, aber auch für allgemeine Oberflächenbeschichtungen in industriellen Umfeldern attraktiv macht.
Quelle: Progress in Organic Coatings, Volume 190, Mai 2024