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Verbesserte wässrige Beschichtungen auf Basis von Alkyd- und Aminoharzen

Die mechanischen und chemischen Eigenschaften wurden durch die Optimierung des Verhältnisses von Alkyd- zu Aminoharz verbessert. Die verwendeten Methoden kombinierten Testverfahren im Labormaßstab und mathematische Modelle.

Alkyde Wasserbasiert
Wasserbasierte Alkydharze können mit Aminoharzen modifiziert werden, um damit bessere thermische und mechanische Eigenschaften zu erzielen.
Wasserbasierte Alkydharze können mit Aminoharzen modifiziert werden, um damit bessere thermische und mechanische Eigenschaften zu erzielen. Bildquelle: luchschenF - stock.adobe.com

In dieser Studie wurden die Aushärtungsparameter der Beschichtung auf Wasserbasis sorgfältig optimiert, wobei wässrige Alkydharze als Matrixharz und vollständig methylveretherte Aminoharze als Vernetzungsmittel verwendet wurden. Mit Hilfe eines orthogonalen Versuchsplans und eines kontrollierten Experiments wurden die optimalen Bedingungen ermittelt, nämlich ein Verhältnis von 7:1 von Alkydharzen zu Aminoharzen und eine Aushärtung bei 403,15 K für 30 Minuten. Messungen der Tröpfchengrößenverteilung und des Zeta-Potenzials bestätigten, dass die mit dem optimalen Verhältnis hergestellte Kompositharzemulsion gleichmäßiger und stabiler in Wasser dispergiert war, was zur Optimierung der Beschichtung beitrug und ihr hervorragende physikalische Eigenschaften, mechanische Stabilität und chemische Beständigkeit verlieh. Die thermische Stabilität wurde auch durch eine TGA-Analyse gründlich bewertet, wobei der dritten Abbaustufe der optimierten Kompositharzbeschichtung (573,15-733,15 K) besondere Aufmerksamkeit gewidmet wurde; die Pyrolysekinetikanalyse lieferte tiefere Einblicke in das thermische Verhalten. Die mit der KSA- und der Starink-Methode berechneten Aktivierungsenergien ergaben konsistente Werte von 195,47 kJ/mol bzw. 196,06 kJ/mol. Darüber hinaus wurde mit der C-R-Methode eine Reaktionsmechanismusfunktion von G(α) = [-ln(1-α)]3 ermittelt, was auf eine sigmoidale Ratengleichung oder stochastische Keimbildung schließen lässt. Die mit dieser Methode berechnete Aktivierungsenergie beträgt 211,10 kJ/mol und der vorexponentielle Faktor 2,22 × 1016 min-1. Bemerkenswert ist, dass die mit allen drei Methoden ermittelten thermodynamischen Parameter bemerkenswert gut übereinstimmen.

Quelle: Progress in Organic Coatings, Volume 199, February 2025, 108943

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