Herstellung eines UV-härtbaren wässrigen Polyacrylats auf Basis der Thiol-Click-Chemie
Forschende fanden heraus, dass die Einführung von Thiocarbamat- und Thioether-Bindungen in das Polymergerüst zusammen mit Pentaerythritol-Tetraacrylat (PETTA) eine neue Art von wasserbasiertem Poly(Thiourethan-Urethan) Acrylat (WPTUA) Beschichtung ergibt, die außergewöhnliche Zähigkeit, hohe Härte und schnelle Aushärtung aufweist.
Neue Strategien für die Synthese von chemischen Klick-Reaktionen wurden untersucht und bei der Synthese von Funktionspolymeren häufig eingesetzt. In dieser Arbeit wurden auf der Grundlage der Thiol-Klick-Chemie Thiocarbamat- und Thioetherbindungen in das Polymerskelett eingeführt, und anschließend wurde Pentaerythrittetraacrylat (PETTA) in das System eingeführt, um eine interpenetrierende Netzwerkstruktur (IPN) zu bilden.
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 entstand eine neuartige wässrige Poly(thiourethan-Urethan)-Acrylat-Beschichtung (WPTUA) mit hoher Zähigkeit, hoher Härte und schneller Aushärtung. Unter der Bedingung eines zinnorganischen Katalysators wurde eine WPTUA-Verbunddispersion unter Verwendung von Isophorondiisocyanat und Polycarbonatdiol als Monomere, 2-Dimethylolpropionsäure als hydrophiler Kettenverlängerer, Trimethylolpropantris(3-mercaptopropionat) (TMPMP) und PETTA hergestellt. Die molekularen Strukturen der wässrigen Poly(thiourethan-Urethan)-Zwischenprodukte (WPTU), der WPTUA-Oligomere und der UV-gehärteten Polymere wurden mittels FTIR-Spektroskopie und Raman-Spektroskopie untersucht. Die Auswirkungen des Gehalts an TMPMP und PETTA auf die Eigenschaften von WPTUA, einschließlich Dispersionsstabilität, thermische Eigenschaften, mechanische Eigenschaften, Wasserbeständigkeit, Härte und Zähigkeit, wurden untersucht. Es wurde festgestellt, dass die WPTUA-Dispersion mit 16 Gew.-% TMPMP und 28 Gew.-% PETTA den hergestellten Filmen eine hohe Härte, eine erhebliche Wasserbeständigkeit und eine gute thermische Stabilität für Beschichtungsanwendungen auf empfindlichen Substraten wie Papier, Kunststoff und Holz verleiht.