Un grand nombre de groupes carboxyles dans le système de laque aminobactrice en phase aqueuse affecte sérieusement la performance du film de peinture, que faut-il faire ?
En tant que peinture industrielle à base d'eau, le vernis de cuisson à base d'eau est largement utilisé de nos jours. Certains des facteurs influençant la résistance à l'eau du film de peinture sont décrits dans l'article La résistance à l'eau des films de peinture expliquée ! Performance, mécanisme, facteurs, voie d'amélioration ! Voir également l'article Coatings Q&A (22) : comment améliorer la résistance à l'alcool d'un système PUD à base d'eau. Lorsque la résine est principalement une résine acrylique à base d'eau, afin d'obtenir une dispersion dans l'eau ammoniacale ou une solubilité dans l'eau, la structure est délibérément conçue avec une certaine quantité de groupes carboxyles, dont l'indice d'acidité est généralement supérieur à 30. Cette partie du groupe carboxyle est généralement laissée dans le film de peinture, ce qui affecte sérieusement la résistance du film à l'eau et à l'alcool, la résistance au brouillard salin et d'autres propriétés. Le présent document traite principalement de la manière d'éliminer le -COOH sur les performances du film de peinture d'un impact, l'ajout d'additifs de réticulation réticulant le -COOH est l'approche que nous voulons adopter.
Les diverses réactions de réticulation de -COOH sont les suivantes :
1、Adopter l'oxazoline pour réticuler avec -COOH
Il doit être chauffé pour réagir, 80-120 ℃ peut être effectué, appartient à l'agent de réticulation à température moyenne. L'oxazoline est un type d'imino éther intracyclique, qui peut être divisé en 2-oxazoline, 3- umazoline et 4-oxazoline en fonction de la position de sa double liaison carbone et azote, dont la plus active est la 2-oxazoline avec la formule structurelle :
Les oxazolines sont très réactives et peuvent subir des réactions d'ouverture de cycle équiproportionnelles avec de nombreux réactifs nucléophiles. Dans des conditions de réaction appropriées, si le bon solvant est choisi, la bonne température, etc., ou si un catalyseur approprié est ajouté, le groupe oxazoline peut réagir chimiquement avec des acides carboxyliques, des thioacides, des esters chlorés ou chloroformiques, des thiols, des phénols, des amines chlorées alkyles thiophénol, des alcools et des amides, parmi beaucoup d'autres groupes. Les groupes oxazoline peuvent réagir avec les groupes acide carboxylique à plus de 200° en quelques minutes pour former des groupes ester amine.
Des produits ayant cette composition sont également disponibles sur le marché et sont utilisés dans les peintures à l'eau, les encres à l'eau et les adhésifs à l'eau pour améliorer la résistance à l'eau.
2、Adopter la réticulation par la polyaziridine-COOH
L'aziridine, analogue tricyclique azoté de l'oxyde d'éthylène, et ses dérivés sont étudiés depuis de nombreuses années ; dans certains cas, la polyaziridine a été utilisée comme agent de réticulation. Le terme courant pour l'aziridine est l'éthylénimine, en anglais aziridine. L'éthylénimine est hautement toxique et peut être cancérigène. L'aziridine est un irritant cutané et certaines personnes peuvent être sensibilisées. La tératogénicité de l'aziridine est débattue, mais sa dilution dans une laque de peinture réduit ses effets toxiques possibles. L'éthylèneimine est encore plus réactive que les brûlures d'oxyde d'éthylène et les acides. En présence d'acides plus forts, elle se polymérise rapidement pour former la polyéthylèneimine-(-CH2CH2NH-)-n.
Parmi les nombreuses réactions des aziridines, celle qui présente le plus d'intérêt pour les applications de revêtement est la formation de liaisons croisées 2-amino esters entre les polyaziridines et les acides polyfonctionnels. Certains 2-amino esters peuvent se réarranger automatiquement en 2-hydroxyamides (c'est la structure spéciale de l'amido-alcool au point 4 ci-dessous).
Diverses polyaziridines (également connues sous le nom d'aziridines polyfonctionnelles) ont été étudiées. Un exemple est le produit d'addition de Michael trifonctionnel de 3 mol d'aziridine et de 1 mol de triacrylate de triméthylolpropane, dont la formule structurelle est la suivante :
La méthylaziridine (propylidèneimine) a également été utilisée pour fabriquer cette polyaziridine. Cette polyaziridine peut être utilisée pour réticuler les groupes d'acides carboxyliques des émulsions et des polyuréthanes en phase aqueuse. La réaction entre l'aziridine et le groupe acide carboxylique est beaucoup plus rapide que la réaction entre le groupe aziridine et l'eau, et peut être réalisée à température ambiante, généralement sans ajout d'existant. L'aziridine et l'eau interagissent et s'hydrolysent en aminoalcools avec une période d'activation de 48 à 72 heures. Mais rien n'indique que l'aziridine hydrolysée ait un effet négatif sur la performance du film de revêtement. La réactivité peut être rétablie par l'ajout d'un agent de réticulation. Compte tenu du risque potentiel d'empoisonnement, il convient de suivre attentivement les recommandations du fabricant en matière de sécurité de manipulation.
3. Un composé hydroxyle spécial est utilisé pour réticuler -COOH. Ce composé hydroxyle spécial est apparenté aux oxazolines mentionnées ci-dessus et a la formule structurelle indiquée ci-dessous :
Si l'on rapproche cette formule structurelle de celle de l'oxazoline, on peut constater qu'il existe une certaine corrélation entre les deux. Voir l'image ci-dessous :
Des expériences ont montré que ce type d'amidohydrine, comme l'oxazoline, peut être réticulé avec du -COOH dans certaines conditions, par exemple 150°C X 30 min, et une étude plus approfondie du mécanisme de réaction suggère qu'une explication est la formation d'une structure d'oxazoline au milieu.
Ce type de composés amido-alcooliques, modèle typique AA-4, peut être utilisé pour réticuler -COOH, les systèmes aqueux et huileux peuvent être utilisés, la condition de réaction est de 150℃X30min ou plus. Rentable, en particulier pour la peinture au four aminé à base d'eau utilisée pour réticuler -COOH, peut améliorer de manière significative la performance du film, telle que la résistance à l'eau, la résistance à l'alcool, la résistance aux solvants, la résistance au brouillard salin.
Les trois méthodes de réticulation-COOH mentionnées ci-dessus ont-elles révélé une certaine corrélation mécanique ? Les processus de réaction ont tous une structure spéciale d'amidohydrine et/ou d'oxazoline.
4, en utilisant le polycarbodiimide pour la réticulation-COOH
Le carbodiimide, également connu sous le nom de carbodiimide (Carbodiimide), contient des groupes fonctionnels -N=C=N. Il peut réagir à température ambiante. Il peut réagir à température ambiante, mais l'inconvénient est qu'il doit être ajouté ultérieurement, ce qui n'est pas pratique à utiliser.
Le carbodiimide réagit avec les acides carboxyliques, mais il réagit suffisamment lentement avec l'eau pour être utilisé dans des systèmes aqueux. Le produit de la réaction avec l'acide carboxylique est la N-acylurée. La formule de la réaction est indiquée ci-dessous :
Il est possible de réticuler les résines fonctionnelles à base d'acide carboxylique, y compris les dispersions et émulsions aqueuses de polyuréthane, avec du polycarbodiimide (également connu sous le nom de carbodiimide multifonctionnel). La réticulation se produit en quelques jours à température ambiante et beaucoup plus rapidement lorsqu'elle est chauffée.
Dans une étude sur les émulsions, les conditions de durcissement étaient comprises entre 60 et 127°C pendant 5 à 30 minutes, des températures plus élevées conférant de meilleures propriétés au film de revêtement. Il est évident que les propriétés du film de revêtement dépendent non seulement de la formation physique du film, mais aussi du degré de réticulation chimique.
5, l'utilisation de groupes époxy pour réticuler avec -COOH, nécessitant des températures élevées. Cette technique n'est pas couramment utilisée.
En résumé :
À température ambiante, pour réticuler le carboxy-COOH des systèmes aqueux, vous pouvez utiliser l'agent de réticulation polyaziridine et le polycarbodiimide. Ces deux agents de réticulation à température ambiante sont des modèles de base dont le prix est très élevé.
À des températures moyennes (80-120°C), COOH peut être réticulé avec des composés structurels d'oxazoline, qui sont également disponibles dans le commerce et coûteux.
À haute température (150°C x 30 min), des amido-alcools spéciaux peuvent être utilisés pour réticuler le -COOH, qui est également disponible sur le marché dans des versions économiques et qui est particulièrement adapté à l'utilisation dans les émaux aminobactériens à base d'eau.
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| Polythiol/Polymèrecaptan | ||
| Monomère DMES | Sulfure de bis(2-mercaptoéthyle) | 3570-55-6 |
| Monomère DMPT | THIOCURE DMPT | 131538-00-6 |
| Monomère PETMP | TÉTRA(3-MERCAPTOPROPIONATE) DE PENTAÉRYTHRITOL | 7575-23-7 |
| PM839 Monomère | Polyoxy(méthyl-1,2-éthanediyl) | 72244-98-5 |
| Monomère monofonctionnel | ||
| Monomère HEMA | Méthacrylate de 2-hydroxyéthyle | 868-77-9 |
| Monomère HPMA | Méthacrylate de 2-hydroxypropyle | 27813-02-1 |
| Monomère THFA | Acrylate de tétrahydrofurfuryle | 2399-48-6 |
| HDCPA Monomère | Acrylate de dicyclopentényle hydrogéné | 79637-74-4 |
| Monomère DCPMA | Méthacrylate de dihydrodicyclopentadiényle | 30798-39-1 |
| Monomère DCPA | Acrylate de dihydrodicyclopentadiényle | 12542-30-2 |
| Monomère DCPEMA | Méthacrylate de dicyclopentenyloxyéthyle | 68586-19-6 |
| Monomère DCPEOA | Acrylate de dicyclopentenyloxyéthyle | 65983-31-5 |
| Monomère NP-4EA | (4) nonylphénol éthoxylé | 50974-47-5 |
| Monomère LA | Acrylate de laurier / Acrylate de dodécyle | 2156-97-0 |
| Monomère THFMA | Méthacrylate de tétrahydrofurfuryle | 2455-24-5 |
| Monomère PHEA | ACRYLATE DE 2-PHÉNOXYÉTHYLE | 48145-04-6 |
| Monomère LMA | Méthacrylate de lauryle | 142-90-5 |
| Monomère IDA | Acrylate d'isodécyle | 1330-61-6 |
| Monomère IBOMA | Méthacrylate d'isobornyle | 7534-94-3 |
| Monomère IBOA | Acrylate d'isobornyle | 5888-33-5 |
| EOEOEA Monomère | Acrylate de 2-(2-Éthoxyéthoxy)éthyle | 7328-17-8 |
| Monomère multifonctionnel | ||
| Monomère DPHA | Hexaacrylate de dientaérythritol | 29570-58-9 |
| Monomère DI-TMPTA | TÉTRAACRYLATE DE DI(TRIMÉTHYLOLPROPANE) | 94108-97-1 |
| Acrylamide monomère | ||
| Monomère ACMO | 4-acryloylmorpholine | 5117-12-4 |
| Monomère di-fonctionnel | ||
| Monomère PEGDMA | Diméthacrylate de poly(éthylène glycol) | 25852-47-5 |
| Monomère TPGDA | Diacrylate de tripropylène glycol | 42978-66-5 |
| Monomère TEGDMA | Diméthacrylate de triéthylène glycol | 109-16-0 |
| Monomère PO2-NPGDA | Propoxylate de diacrylate de néopentylène glycol | 84170-74-1 |
| Monomère PEGDA | Diacrylate de polyéthylène glycol | 26570-48-9 |
| Monomère PDDA | Phtalate diacrylate de diéthylène glycol | |
| Monomère NPGDA | Diacrylate de néopentyle et de glycol | 2223-82-7 |
| Monomère HDDA | Diacrylate d'hexaméthylène | 13048-33-4 |
| Monomère EO4-BPADA | DIACRYLATE DE BISPHÉNOL A ÉTHOXYLÉ (4) | 64401-02-1 |
| EO10-BPADA Monomère | DIACRYLATE DE BISPHÉNOL A ÉTHOXYLÉ (10) | 64401-02-1 |
| EGDMA Monomère | Diméthacrylate d'éthylène glycol | 97-90-5 |
| Monomère DPGDA | Diénoate de dipropylène glycol | 57472-68-1 |
| Monomère Bis-GMA | Méthacrylate de glycidyle de bisphénol A | 1565-94-2 |
| Monomère trifonctionnel | ||
| Monomère TMPTMA | Triméthacrylate de triméthylolpropane | 3290-92-4 |
| Monomère TMPTA | Triacrylate de triméthylolpropane | 15625-89-5 |
| Monomère PETA | Triacrylate de pentaérythritol | 3524-68-3 |
| GPTA ( G3POTA ) Monomère | TRIACRYLATE DE GLYCÉRYLE ET DE PROPOXY | 52408-84-1 |
| Monomère EO3-TMPTA | Triacrylate de triméthylolpropane éthoxylé | 28961-43-5 |
| Monomère photorésistant | ||
| Monomère IPAMA | Méthacrylate de 2-isopropyl-2-adamantyle | 297156-50-4 |
| ECPMA Monomère | Méthacrylate de 1 éthylcyclopentyle | 266308-58-1 |
| Monomère ADAMA | Méthacrylate de 1-Adamantyle | 16887-36-8 |
| Monomère de méthacrylates | ||
| Monomère TBAEMA | Méthacrylate de 2-(Tert-butylamino)éthyle | 3775-90-4 |
| Monomère NBMA | Méthacrylate de n-butyle | 97-88-1 |
| Monomère MEMA | Méthacrylate de 2-méthoxyéthyle | 6976-93-8 |
| Monomère i-BMA | Méthacrylate d'isobutyle | 97-86-9 |
| Monomère EHMA | Méthacrylate de 2-éthylhexyle | 688-84-6 |
| Monomère EGDMP | Bis(3-mercaptopropionate) d'éthylène glycol | 22504-50-3 |
| Monomère EEMA | 2-méthoxyéthyle 2-méthylprop-2-énoate | 2370-63-0 |
| Monomère DMAEMA | Méthacrylate de N,M-diméthylaminoéthyle | 2867-47-2 |
| Monomère DEAM | Méthacrylate de diéthylaminoéthyle | 105-16-8 |
| Monomère CHMA | Méthacrylate de cyclohexyle | 101-43-9 |
| Monomère BZMA | Méthacrylate de benzyle | 2495-37-6 |
| Monomère BDDMP | 1,4-Butanediol Di(3-mercaptopropionate) | 92140-97-1 |
| Monomère BDDMA | 1,4-Butanedioldiméthacrylate | 2082-81-7 |
| Monomère AMA | Méthacrylate d'allyle | 96-05-9 |
| Monomère AAEM | Méthacrylate d'acétylacétoxyéthyle | 21282-97-3 |
| Monomère d'acrylates | ||
| Monomère IBA | Acrylate d'isobutyle | 106-63-8 |
| Monomère EMA | Méthacrylate d'éthyle | 97-63-2 |
| Monomère DMAEA | Acrylate de diméthylaminoéthyle | 2439-35-2 |
| Monomère DEAEA | 2-(diéthylamino)éthyl prop-2-énoate | 2426-54-2 |
| Monomère CHA | Prop-2-énoate de cyclohexyle | 3066-71-5 |
| Monomère BZA | prop-2-énoate de benzyle | 2495-35-4 |