Verringerung der Schrumpfungsspannung von Epoxidharz
Der Schrumpfungsstress von thermisch gehärtetem Epoxidharz wurde durch die Zugabe von funktionellen Mikrohohlkugeln reduziert. Die Aushärtungsspannung des Epoxidharzes konnte genau überwacht werden.
Die Schrumpfungsspannung von thermisch gehärtetem Epoxidharz, die während des Aushärtungsprozesses entsteht, kann eine geringe Haftfestigkeit des Films, eine geringe Maßgenauigkeit und sogar eine Verformung der Beschichtungsfilme verursachen, was die Lebensdauer der Beschichtung stark verringert. Daher besteht ein wachsendes Interesse an der Entwicklung wirksamer Mittel zur Verringerung der Schrumpfspannung. In einer neuen Arbeit berichten die Forscher über die Verwendung von hohlen Mikrokugeln, die aus Pickering-Emulsionströpfchen in thermisch gehärteten Epoxidharzformulierungen hergestellt werden. Epoxidgruppen-funktionalisierte Siliziumdioxid-Nanopartikel aus dem Stöber-Verfahren wurden als Pickering-Emulsionsstabilisator verwendet, und die Emulsionströpfchen werden polymerisiert, um hohle Mikrokugeln mit kontrollierbaren mechanischen Eigenschaften und Oberflächenmorphologien zu erhalten. Aufgrund der Reaktivität der Mikrohohlkugeln können diese in die Epoxidharzbeschichtungen eingearbeitet werden, wodurch der Schrumpfungsstress reduziert wird.
Erhöhte Elastizität
Die Testergebnisse zeigten, dass die Schrumpfungsspannung von 195,79 kPa auf 140. 40 kPa reduziert wird, wenn 12 Gew.-% Mikrohohlkugeln zugesetzt werden, wobei polydisperse Mikrohohlkugeln bei der Reduzierung der Schrumpfungsspannung effektiver sind. Durch die Verringerung des Moduls der Mikrohohlkugeln und die Erhöhung der Elastizität wird auch die Schrumpfspannung des Beschichtungsfilms von 181. 37 kPa auf 157,42 kPa reduziert, was mit hohlen Glasmikrokugeln nicht erreicht wird. Die hohlen Mikrokugeln sind gut in der Harzmatrix dispergiert, wodurch die grundlegenden mechanischen Eigenschaften der Beschichtung wie Haftung und Oberflächenhärte nicht beeinträchtigt werden.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 178, Mai 2023, veröffentlicht.