Neuartige multifunktionale WPU-Beschichtungen

Multifunktionale wässrige Polyurethanbeschichtungen (WPU) mit Wärmedämmung, Mattierung, UV-Beständigkeit und Hydrophobie sind eines der Ziele der modernen Materialherstellung.

Beschichtungen aus wasserbasiertem Polyurethan (WPU) mit herausragenden Eigenschaften wie umweltfreundlicher Technologie, Energieeinsparung und Emissionsreduzierung, die einen geringen Glanz, einen niedrigen VOC-Gehalt und eine hervorragende umfassende Leistung aufweisen, ersetzen im Allgemeinen die herkömmlichen lösungsmittelbasierten PU-Materialien. Bildquelle: Sergey - stock.adobe.com (Symbolbild).

In einer kürzlich durchgeführten Studie wurden polymere Mikrohohlkugeln mit Polyhydroxygruppen auf der Oberfläche, genannt HM-OH, durch Emulsionspolymerisation hergestellt. Durch TEM- und SEM-Beobachtungen wurde bestätigt, dass die HM-OH einen Hohlraum (ca. 207 nm im Durchmesser) mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 726 nm haben. Der relative Gehalt der Hydroxylgruppe auf der Oberfläche beträgt 9,1 %, und es weist eine gute Dispergierbarkeit und thermische Stabilität auf. Eine multifunktionale WPU-Nanobeschichtung mit geringem Glanz wurde durch Aufpfropfen auf HM-OH hergestellt und als WPU-g-HM bezeichnet. Der Emulsionsstabilitätstest zeigte, dass WPU-g-HM im Wesentlichen das Problem der Mischungsunverträglichkeit zwischen HM und WPU löste, und die Zugfestigkeit und der Elastizitätsmodul von WPU-g-HM erreichten ihre besten Werte, wenn der Anteil an HM-OH 2,5 % betrug.

Multifunktionale WPU-Verbundbeschichtung

UV-vis-Tests zeigten, dass das HM-OH der Nanobeschichtung einzigartige UV-Abschirmeigenschaften verleiht. Darüber hinaus wurde mittels SEM und AFM festgestellt, dass die raue Oberflächenmorphologie der Nanobeschichtung der Hauptgrund für den geringeren Glanz von WPU-g-HM im Vergleich zu WPU war. Die Wärmeleitfähigkeit von WPU-g-HM betrug 0,0347 W/(K-m), und der Wasserkontaktwinkel lag bei 100,3°, was darauf hindeutet, dass die multifunktionale WPU-Verbundbeschichtung erfolgreich hergestellt wurde.

Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 182, September 2023, veröffentlicht.

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