Neue biobasierte Epoxid-Amin-Beschichtungen als Ersatz für BPA
Als Ersatz für BPA wurden erstmals neue biobasierte Epoxid-Amin-Beschichtungen und ihre Nanokomposit-Beschichtungsderivate, darunter Graphene, Kohlenstoff-Nanoröhren (CNT) und Fullerene, hergestellt und ihre thermischen und mechanischen Eigenschaften verglichen.
Zur Herstellung von epoxidfunktionalisiertem Tungöl (ETO) wurde eine Diels-Alder-Reaktion eingesetzt. Zur Aushärtung wurde ein primärer Diaminhärter (Jeffamine D2000) bei vier verschiedenen Temperaturen zwischen 25 °C und 150 °C verwendet. Die Epoxid-Amin-Nanokomposite wurden mit einem Molverhältnis von 1:1 Epoxid: Amin und einem Zusatz von Kohlenstoff-Nanopartikeln (Graphene, Kohlenstoff-Nanoröhren (CNTs) und Fullerene) hergestellt.
Die ausgehärteten Beschichtungen wurden mittels IR-, DSC-, TGA- und Gel-Gehaltstests analysiert. Die TGA-Analyse ergab, dass die neuen Beschichtungen bis zu 430 °C thermisch stabil sind, und die DSC-Analyse ergab, dass diese ausgehärteten Filme zwei Glasübergangspunkte (Tgs) aufweisen. Von den drei in den Nanokompositen enthaltenen Systemen wiesen die Graphen-Systeme den höchsten Tg in beiden Phasen auf, während das CNT-System einen höheren Tg und den geringsten Gewichtsverlust mit Rückständen von bis zu 60 % bei 800 °C zeigte.
Gute mechanische Eigenschaften
Die mechanischen Eigenschaften der ausgehärteten Beschichtungen wurden durch Pendelhärte-, Bleistifthärte-, Abzugshaftungs-, Kreuzschlitzhaftungs-, Schlag- und Rückschlagfestigkeitstests bestimmt. Alle ausgehärteten Beschichtungen weisen gute mechanische Eigenschaften in Bezug auf Härte, Kreuzschraffur-Haftung und Schlagfestigkeit auf. Im Allgemeinen zeigten Epoxid-Amin-Nanokomposit-Beschichtungen bessere thermische und mechanische Eigenschaften im Vergleich zu Epoxid-Amin-Beschichtungen.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Volume 165, April 2022, veröffentlicht.