Eine große Anzahl von Carboxylgruppen im wässrigen Aminobacklacksystem beeinträchtigt die Leistung des Lackfilms ernsthaft, was ist zu tun?
Als Industrielack auf Wasserbasis ist der Einbrennlack auf Wasserbasis heute weit verbreitet. Einige der Faktoren, die sich auf die Wasserbeständigkeit des Lackfilms auswirken, finden Sie in dem Artikel Lackfilm-Wasserbeständigkeit erklärt! Leistung, Mechanismus, Faktoren, Verbesserungsmöglichkeiten! Siehe auch den Artikel Coatings Q&A (22): wie man die Alkoholbeständigkeit von PUD-Systemen auf Wasserbasis verbessert. Wenn es sich bei dem Harz hauptsächlich um ein Acrylharz auf Wasserbasis handelt, um eine Ammoniak-Wasserdispersion oder eine Wasserlöslichkeit zu erreichen, wird die Struktur absichtlich mit einer bestimmten Menge an Carboxylgruppen entworfen, deren Säurewert normalerweise über 30 liegt. Dieser Teil der Carboxylgruppe verbleibt in der Regel im Lackfilm und beeinträchtigt die Wasser- und Alkoholbeständigkeit des Films, die Beständigkeit gegen Salzsprühnebel und andere Eigenschaften erheblich. Hier vor allem diskutieren, wie zu beseitigen -COOH auf den Lackfilm Leistung eines Aufpralls, Hinzufügen von vernetzenden Additiven Vernetzung -COOH ist der Ansatz, den wir nehmen wollen.
Die verschiedenen Vernetzungsreaktionen von -COOH sind wie folgt:
1、Aufnahme von Oxazolin zur Vernetzung mit -COOH
Es muss erhitzt werden, um zu reagieren, 80-120 ℃ durchgeführt werden kann, gehört zu den mittleren Temperatur Vernetzungsmittel. Oxazolin ist eine Art intrazyklischer Iminoether, der nach der Position seiner Kohlenstoff- und Stickstoff-Doppelbindung in 2-Oxazolin, 3-Oxazolin und 4-Oxazolin unterteilt werden kann, von denen das aktivste 2-Oxazolin mit der Strukturformel ist:
Oxazoline sind hochreaktiv und können mit vielen nukleophilen Reagenzien äquiproportionale Ringöffnungsreaktionen eingehen. Unter geeigneten Reaktionsbedingungen, d. h. bei Auswahl des richtigen Lösungsmittels, der richtigen Temperatur usw. oder bei Zugabe eines geeigneten Katalysators, kann die Oxazolingruppe chemisch mit Carbonsäuren, Thiosäuren, Chlor- oder Chlorameisensäureestern, Thiolen, Phenolen, Thiophenol-Chloralkylaminen, Alkoholen und Amiden und vielen anderen Gruppen reagieren. Oxazolingruppen können mit Carbonsäuregruppen oberhalb von 200° in wenigen Minuten unter Bildung von Esteramingruppen reagieren.
Produkte mit dieser Zusammensetzung sind ebenfalls auf dem Markt erhältlich und werden in Farben auf Wasserbasis, Druckfarben auf Wasserbasis und Klebstoffen auf Wasserbasis zur Verbesserung der Wasserbeständigkeit verwendet.
2、Annahme von Polyaziridin-Vernetzung-COOH
Aziridin, das stickstoffhaltige tricyclische Analogon von Ethylenoxid, und seine Derivate werden seit vielen Jahren untersucht; in einigen Fällen wurde Polyaziridin als Vernetzungsmittel verwendet. Die gebräuchliche Bezeichnung für Aziridin ist Ethylenimin, auf Englisch Aziridine. Ethylenimin ist hochgiftig und kann krebserregend sein. Aziridin ist hautreizend und kann bei manchen Personen zu einer Sensibilisierung führen. Die Teratogenität von Aziridin ist umstritten, aber die Verdünnung mit Farblack verringert seine möglichen toxischen Wirkungen. Ethylenimin ist noch reaktiver als Ethylenoxidverbrennungen und Säuren. In Gegenwart von stärkeren Säuren polymerisiert es schnell zu Polyethylenimin-(-CH2CH2NH-)-n.
Von den zahlreichen Reaktionen der Aziridine ist diejenige, die für Beschichtungsanwendungen am interessantesten ist, die Bildung von 2-Aminoester-Querverbindungen zwischen Polyaziridinen und polyfunktionellen Säuren. Einige 2-Aminoester können sich automatisch zu 2-Hydroxyamiden umlagern (das ist die spezielle Amido-Alkohol-Struktur in Punkt 4 unten).
Eine Vielzahl von Polyaziridinen (auch als polyfunktionelle Aziridine bezeichnet) wurde untersucht. Ein Beispiel ist das trifunktionelle Michael-Additionsprodukt aus 3 Mol Aziridin und 1 Mol Trimethylolpropantriacrylat mit der folgenden Strukturformel:
Auch Methylaziridin (Propylidenimin) wurde zur Herstellung dieses Polyaziridins verwendet. Dieses Polyaziridin kann zur Vernetzung der Carbonsäuregruppen von Emulsionen und Polyurethanen auf Wasserbasis verwendet werden. Die Reaktion zwischen Aziridin und der Carbonsäuregruppe verläuft viel schneller als die Reaktion zwischen der Aziridingruppe und Wasser und kann bei Raumtemperatur erfolgen, wobei im Allgemeinen bereits Wasser zugesetzt wurde. Aziridin und Wasser interagieren und hydrolysieren zu Aminoalkoholen mit einer Aktivierungszeit von 48-72 Stunden. Es gibt jedoch keinen Hinweis darauf, dass sich das hydrolysierte Aziridin negativ auf die Leistung des Beschichtungsfilms auswirkt. Die Reaktivität kann durch Zugabe eines Vernetzungsmittels wiederhergestellt werden. Angesichts der potenziellen Vergiftungsgefahr sollten die Empfehlungen des Herstellers zur sicheren Handhabung sorgfältig befolgt werden.
3. Zur Vernetzung von -COOH wird eine spezielle Hydroxylverbindung verwendet. Diese spezielle Hydroxylverbindung ist mit den oben genannten Oxazolinen verwandt und hat die nachstehende Strukturformel:
Wenn man diese Strukturformel mit der Strukturformel von Oxazolin vergleicht, kann man vielleicht erkennen, dass es eine gewisse Korrelation zwischen den beiden gibt. Siehe das Bild unten:
Experimente haben gezeigt, dass diese Art von Amidohydrin, wie Oxazolin, mit -COOH unter bestimmten Bedingungen, z.B. 150°C X 30 min, vernetzt werden kann, und eine weitere Untersuchung des Reaktionsmechanismus legt nahe, dass eine Erklärung in der Bildung einer Oxazolinstruktur in der Mitte liegt.
Diese Art von Amido-Alkohol-Verbindungen, typisches Modell AA-4, kann verwendet werden, um -COOH zu vernetzen, können sowohl wässrige und ölige Systeme verwendet werden, ist die Reaktionsbedingung 150℃X30min oder mehr. Kostengünstig, vor allem für Wasser-basierte Amino-Backlack verwendet, um die Vernetzung -COOH, kann erheblich verbessern die Leistung des Films, wie Wasserbeständigkeit, Alkohol Widerstand, Lösungsmittel Widerstand, Salz Spray Widerstand.
Die oben genannten drei Methoden der Vernetzung-COOH, haben Sie festgestellt, dass es einige mechanistische Korrelation. Die Reaktionsverfahren haben alle eine spezielle Amidohydrin- und/oder Oxazolinstruktur.
4, unter Verwendung von vernetzendem Polycarbodiimid-COOH
Carbodiimid, auch bekannt als Carbodiimid (Carbodiimid), enthält -N=C=N-funktionelle Gruppen. Es kann bei Raumtemperatur umgesetzt werden, der Nachteil ist auch später hinzugefügt werden, ist es nicht bequem zu bedienen.
Carbodiimid reagiert mit Carbonsäuren, reagiert aber langsam genug mit Wasser, um in wässrigen Systemen verwendet zu werden. Das Produkt der Reaktion mit Carbonsäure ist N-Acylharnstoff. Die Reaktionsformel ist unten dargestellt:
Es ist möglich, funktionelle Harze auf Carbonsäurebasis, einschließlich wässriger Polyurethan-Dispersionen und -Emulsionen, mit Polycarbodiimid (auch bekannt als multifunktionelles Carbodiimid) zu vernetzen. Die Vernetzung erfolgt bei Raumtemperatur innerhalb weniger Tage und bei Erwärmung wesentlich schneller.
In einer Emulsionsstudie lagen die Aushärtungsbedingungen im Bereich von 60 bis 127 °C für 5 bis 30 Minuten, wobei höhere Temperaturen zu besseren Lackfilmeigenschaften führten. Offensichtlich hängen die Eigenschaften des Lackfilms nicht nur von der physikalischen Filmbildung, sondern auch vom Grad der chemischen Vernetzung ab.
5, die Verwendung von Epoxidgruppen zur Vernetzung mit -COOH, was hohe Temperaturen erfordert. Nicht häufig verwendet.
Zusammengefasst:
Raumtemperatur zu vernetzen aus der Carboxy-COOH von wässrigen Systemen, können Sie Polyaziridin Vernetzungsmittel und Polycarbodiimid verwenden. Diese beiden Raumtemperatur-Vernetzungsmittel Markt sind einige Commodity-Modelle, der Preis ist sehr teuer.
Bei mittleren Temperaturen (80-120°C) kann COOH mit Oxazolin-Strukturverbindungen vernetzt werden, die ebenfalls im Handel erhältlich und teuer sind.
Bei hohen Temperaturen (150°C x 30 min) können spezielle Amido-Alkohole zur Vernetzung von -COOH eingesetzt werden, die auch in kostengünstigen Varianten auf dem Markt erhältlich sind und sich besonders für den Einsatz in wässrigen Aminobacklacken eignen.
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| Polythiol/Polymercaptan | ||
| DMES Monomer | Bis(2-mercaptoethyl)sulfid | 3570-55-6 |
| DMPT Monomer | THIOCURE DMPT | 131538-00-6 |
| PETMP-Monomer | PENTAERYTHRITOL-TETRA(3-MERCAPTOPROPIONAT) | 7575-23-7 |
| PM839 Monomer | Polyoxy(methyl-1,2-ethandiyl) | 72244-98-5 |
| Monofunktionelles Monomer | ||
| HEMA-Monomer | 2-Hydroxyethylmethacrylat | 868-77-9 |
| HPMA-Monomer | 2-Hydroxypropylmethacrylat | 27813-02-1 |
| THFA-Monomer | Tetrahydrofurfurylacrylat | 2399-48-6 |
| HDCPA Monomer | Hydriertes Dicyclopentenylacrylat | 79637-74-4 |
| DCPMA-Monomer | Dihydrodicyclopentadienylmethacrylat | 30798-39-1 |
| DCPA Monomer | Dihydrodicyclopentadienyl-Acrylat | 12542-30-2 |
| DCPEMA-Monomer | Dicyclopentenyloxyethylmethacrylat | 68586-19-6 |
| DCPEOA-Monomer | Dicyclopentenyloxyethylacrylat | 65983-31-5 |
| NP-4EA Monomer | (4) ethoxyliertes Nonylphenol | 50974-47-5 |
| LA Monomer | Laurylacrylat / Dodecylacrylat | 2156-97-0 |
| THFMA Monomer | Tetrahydrofurfurylmethacrylat | 2455-24-5 |
| PHEA-Monomer | 2-PHENOXYETHYLACRYLAT | 48145-04-6 |
| LMA Monomer | Laurylmethacrylat | 142-90-5 |
| IDA Monomer | Isodecylacrylat | 1330-61-6 |
| IBOMA Monomer | Isobornylmethacrylat | 7534-94-3 |
| IBOA Monomer | Isobornylacrylat | 5888-33-5 |
| EOEOEA Monomer | 2-(2-Ethoxyethoxy)ethylacrylat | 7328-17-8 |
| Multifunktionelles Monomer | ||
| DPHA Monomer | Dipentaerythritolhexaacrylat | 29570-58-9 |
| DI-TMPTA Monomer | DI(TRIMETHYLOLPROPAN)TETRAACRYLAT | 94108-97-1 |
| Acrylamid-Monomer | ||
| ACMO Monomer | 4-Acryloylmorpholin | 5117-12-4 |
| Difunktionelles Monomer | ||
| PEGDMA-Monomer | Poly(ethylenglykol)dimethacrylat | 25852-47-5 |
| TPGDA Monomer | Tripropylenglykol-Diacrylat | 42978-66-5 |
| TEGDMA-Monomer | Triethylenglykol-Dimethacrylat | 109-16-0 |
| PO2-NPGDA Monomer | Propoxylat-Neopentylenglykol-Diacrylat | 84170-74-1 |
| PEGDA-Monomer | Polyethylenglykol-Diacrylat | 26570-48-9 |
| PDDA-Monomer | Phthalat Diethylenglykol-Diacrylat | |
| NPGDA Monomer | Neopentylglykol-Diacrylat | 2223-82-7 |
| HDDA-Monomer | Hexamethylen-Diacrylat | 13048-33-4 |
| EO4-BPADA Monomer | ETHOXYLIERTES (4) BISPHENOL-A-DIACRYLAT | 64401-02-1 |
| EO10-BPADA Monomer | ETHOXYLIERTES (10) BISPHENOL-A-DIACRYLAT | 64401-02-1 |
| EGDMA Monomer | Ethylenglykol-Dimethacrylat | 97-90-5 |
| DPGDA-Monomer | Dipropylenglykol-Dienoat | 57472-68-1 |
| Bis-GMA-Monomer | Bisphenol A Glycidylmethacrylat | 1565-94-2 |
| Trifunktionelles Monomer | ||
| TMPTMA Monomer | Trimethylolpropantrimethacrylat | 3290-92-4 |
| TMPTA-Monomer | Trimethylolpropantriacrylat | 15625-89-5 |
| PETA Monomer | Pentaerythritoltriacrylat | 3524-68-3 |
| GPTA ( G3POTA ) Monomer | GLYCERIN-PROPOXYTRIACRYLAT | 52408-84-1 |
| EO3-TMPTA Monomer | Ethoxyliertes Trimethylolpropantriacrylat | 28961-43-5 |
| Photoresist Monomer | ||
| IPAMA-Monomer | 2-Isopropyl-2-adamantylmethacrylat | 297156-50-4 |
| ECPMA Monomer | 1-Ethylcyclopentylmethacrylat | 266308-58-1 |
| ADAMA Monomer | 1-Adamantylmethacrylat | 16887-36-8 |
| Methacrylat-Monomer | ||
| TBAEMA Monomer | 2-(Tert-Butylamino)ethylmethacrylat | 3775-90-4 |
| NBMA Monomer | n-Butylmethacrylat | 97-88-1 |
| MEMA Monomer | 2-Methoxyethylmethacrylat | 6976-93-8 |
| i-BMA Monomer | Isobutylmethacrylat | 97-86-9 |
| EHMA Monomer | 2-Ethylhexylmethacrylat | 688-84-6 |
| EGDMP-Monomer | Ethylenglykol-Bis(3-mercaptopropionat) | 22504-50-3 |
| EEMA Monomer | 2-Ethoxyethyl-2-methylprop-2-enoat | 2370-63-0 |
| DMAEMA Monomer | N,M-Dimethylaminoethylmethacrylat | 2867-47-2 |
| DEAM Monomer | Diethylaminoethylmethacrylat | 105-16-8 |
| CHMA Monomer | Cyclohexylmethacrylat | 101-43-9 |
| BZMA-Monomer | Benzylmethacrylat | 2495-37-6 |
| BDDMP-Monomer | 1,4-Butandiol Di(3-mercaptopropionat) | 92140-97-1 |
| BDDMA-Monomer | 1,4-Butandioldimethacrylat | 2082-81-7 |
| AMA Monomer | Allylmethacrylat | 96-05-9 |
| AAEM Monomer | Acetylacetoxyethylmethacrylat | 21282-97-3 |
| Acrylate Monomer | ||
| IBA Monomer | Isobutyl-Acrylat | 106-63-8 |
| EMA-Monomer | Ethylmethacrylat | 97-63-2 |
| DMAEA Monomer | Dimethylaminoethylacrylat | 2439-35-2 |
| DEAEA Monomer | 2-(Diethylamino)ethylprop-2-enoat | 2426-54-2 |
| CHA Monomer | Cyclohexylprop-2-enoat | 3066-71-5 |
| BZA Monomer | Benzylprop-2-enoat | 2495-35-4 |