Verbesserung der Selbstheilungskräfte von Polyurethan-Beschichtungen
In einer kürzlich veröffentlichten Studie wurden mit sperrigem Isophorondiisocyanat, IPDI, gefüllte Mikrokapseln auf Polyurethanbasis mittels Grenzflächenpolymerisationsmethode in einer Öl-in-Wasser-Emulsion hergestellt.
Dazu wurde zunächst ein 2,4-Toluoldiisocyanat, TDI, auf Basis eines Präpolymers synthetisiert und zur Herstellung von Mikrokapseln verwendet. n-Butylacetat-Lösungsmittel wurde sowohl bei der Synthese von Präpolymeren als auch von Mikrokapseln als schwach toxisches Lösungsmittel eingesetzt.
Untersuchung mechanischer und rissheilender Eigenschaften
Es wurden verschiedene Techniken und Methoden zur Charakterisierung von Präpolymeren und Mikrokapseln eingesetzt. Die mechanischen Eigenschaften der in Mikrokapseln eingebetteten Polyurethan-, PU-Beschichtung wurden mit Hilfe von Zugfestigkeitsmessungen unter drei verschiedenen Bedingungen (intakt, verkratzt und geheilt) untersucht. Die Standard-Salzsprühtestmethode wurde verwendet, um die Heilungsfähigkeit von Mikrokapseln in den PU-Beschichtungen zu analysieren. Die rissheilenden Eigenschaften der PU-Beschichtungen wurden mit Hilfe von REM-Aufnahmen definiert.
Steigerung der Selbstheilung
Die Ergebnisse zeigten eine Steigerung der Heilwirkung durch Erhöhung des Mikrokapselgehalts. Die beste Heil- und Korrosionsleistung wurde für die Beschichtung mit 1 Gew.-% Nanoton und 5 oder 10 Gew.-% Mikrokapseln aufgrund der Barriereeigenschaften von interkalierten und/oder exfoliierten Tonplättchen innerhalb der Beschichtungsformulierung erzielt.
Die Studie wurde veröffentlicht in: Progress in Organic Coatings Volume 123, October 2018, Pages 350-361.