市场正在寻找可能性降低减肥的金属板的厚度和维护保护属性。为了满足这些需求,需求有一个更加灵活,但艰难的涂料在不影响其他属性。

环氧系统已经广泛使用在涂料、密封剂和胶粘剂的应用程序。这些系统提供了努力,高度交联涂料具有优良的防护性能。Pripol化学脂肪酸历来用于环氧树脂、聚酰胺curatives和改性环氧树脂。的好处,他们增加灵活性,这些树脂抗振性和应力吸收,疏水性,耐水,thermo-oxidative阻力,和兼容,例如,碳氢化合物的树脂。

一些年来,Croda已经旗下一系列聚酯二醇衍生物的化学活性脂肪酸在Priplast的产品名称。最近,Croda发展旗下新的基于可再生的化学生物聚酯二酸脂肪酸。羧酸的功能允许这些聚酯嫁接在环氧树脂环氧树脂系统的构建块。

根据聚酯的分子量、极性二酸与环氧、微尺度相分离发生。这个反应相分离导致形态与low-Tg小块均匀分布在一个矩阵,造成困难,同时,严格的系统。带来良好的增韧性能,聚酯二酸导致减少水分扩散和增强thermo-oxidative稳定。制定相对较低的粘度可以缓解,处理和配方灵活性结合增强环境概要文件的修改器可再生的影响。基于化学活性,聚酯二酸脂肪酸可以用作相对低粘度,内置影响修饰符。

介绍公司的聚酯二酸作为构建块在环氧系统带来灵活性和韧性涂层系统的结合。最初,在环氧聚酯二酸形态的影响进行了测试。考察了聚酯组成和分子量的影响。随后,改性环氧树脂的性质进行了研究,与传统的橡胶增韧剂相比,传统的柔性环氧树脂系统。

图1点击放大

二聚脂肪酸

天然油脂多年来为高分子化学家提供了各种构件,如甘油和蓖麻油。鲜为人知的是使用脂肪酸衍生物,所谓的化学活性脂肪酸。这些都是通过不饱和脂肪酸的转换(从来源如大豆油或高油)的压力,温度和催化作用。这一过程产生的混合产品,最重要的是化学活性脂肪酸。其他人则trimerized脂肪酸,isostearic酸。图1二聚过程的概述。

从自然通常提供的C-18酸,二聚酸与36个碳原子分子,这使得它迄今为止最长的dioic酸可用。这种碳氢化合物性质使得二聚酸和它包含非常疏水性聚合物。此外,碳氢化合物的组合字符和non-crystallinity提供润滑和灵活性,即使在非常低的温度。

化学活性脂肪酸已经发现他们的应用程序在聚酰胺环氧树脂等领域curatives,聚酰胺树脂、聚酯和聚氨酯涂料、粘合剂、弹性体、泡沫。在所有这些应用中,化学活性脂肪酸值的相关特征:灵活性和冲击强度,润滑性和流动性,疏水性和耐水解。二聚脂肪酸为增韧改性的环氧树脂形成一个相对新的领域。

环氧树脂

环氧树脂已广泛使用在应用程序(如涂料、地板、密封剂、水泥浆和粘合剂。环氧树脂系统是通用的,因为大量的潜在的环氧树脂和固化剂组合,每个给最终的材料不同的结构。广泛的潜在的环氧/胺系统通常提供范围广泛的底物优异的附着力,耐化学物质的光谱和良好的机械性能。这些属性和容易不同配方允许配方设计师优化树脂系统的治疗,处理和特征。

然而高固体或无溶剂配方,采用的挑战是获得可使用时间和固化温度所需的水平,但另一个困难的挑战是获得高度灵活,但艰难的材料涂料、地板、粘合剂、水泥浆和密封剂。188金宝搏bet官网一般的经验是,改善一个属性通常意味着削弱一些其他的属性。

韧性和灵活性是重要的销售压力发生过程中,环氧树脂系统的使用寿命,特别是在厚膜应用,如坦克衬里,地板涂料和粘合剂。的方法可用于配方设计师创建灵活性和韧性,但很少在任何重要程度上。

传统方法将一个灵活的骨干之一是通过固化剂,可在许多类型:从二聚酸聚酰胺,从——或氧化丙烯和乙烯聚合物酐加合物。

然而这些通常主要是提供灵活性。此外,改性环氧树脂,二聚酸纳入骨干。这些通常是用作改性剂环氧组件上的大约10%的水平。他们在这些水平小幅增加弹性和韧性。在更高程度的灵活性增加,但韧性是失去了。

另一种方法是通过使用热塑性聚合物,可分为产品作为一个独立存在的阶段如丁腈橡胶;那些单独进入第二阶段治疗期间如端羧基丁腈橡胶(丁腈橡胶)和可溶性聚合物固化系统作为一个单独的阶段。在治愈这些聚合物通过相分离系统和提供越来越强硬,但有一个小的灵活性。

图2点击放大

二聚酸的环氧树脂

二聚体酸环氧树脂提供增强的灵活性,但降低玻璃化转变温度并不总是有利的。建筑化学脂肪酸的羧基acid-terminated聚酯在环氧树脂使其可用于合并larger-molecular-weight物种(图2)。由于dimer-based聚酯的无极的字符,可以预计,他们将成立一个独立的阶段更多的极地环氧矩阵。因此,它们可以被引入作为第二相韧性修饰符。通过反应相分离,修饰符形式软域内硬环氧矩阵。

可以预计,这些dimer-based聚酯玻璃化转变温度几乎没有影响,带来更好的断裂韧性,提高剥离强度,并提供一个环氧防潮层。一系列dimer-based聚酯与羧酸功能已经开发和测试环氧树脂粘合剂,以证实上述假设。

最初,dimer-based聚酯与羧酸功能开发一系列的极性和分子量。介绍了环氧树脂涂料,dimer-based聚酯成分的影响的形态学检查。这项研究之后,测试这些改性环氧树脂的特性,与传统相比,橡胶改性环氧树脂。

生物聚酯二酸极性对形态的影响

表1点击放大

调查的形态学影响生物聚酯二酸,使用结构环氧树脂配方。热固化,使用的配方含有66%的pre-reacted材料,25%高分子量双酚A环氧树脂(环氧树脂©1001),7%酚酚醛树脂和催化剂。这些配方是治愈175°c (1)

生物聚酯二酸是从化学活性的组合产生脂肪酸和低分子量dioic酸与乙二醇。极性的改变通过改变dioic酸二聚酸比短,短的dioic酸增加极性。分子量在1500 Mw保持不变(表1),这些聚酯环氧形态学的影响是使用电子显微镜检查。

图3一3 b点击放大

最初,涤纶的化学活性脂肪酸没有短dioic酸用作环氧树脂改性剂。图3显示了材料的显微照片;dimer-based聚酯可以被视为大水滴的直径约40μm。由于高度疏水特性,与环氧树脂材料太不兼容。之间没有发生接枝反应dimer-based聚酯和环氧树脂。最后的树脂是脆弱的,如未改性环氧树脂,粘由于聚酯分开。

图4点击放大

提高兼容性,dimer-based聚酯被引入更加极低分子量dioic酸。聚酯,结合75年部分化学脂肪酸和25部分短dioic酸。图3 b显示了显微照片的环氧改性聚酯。dimer-based聚酯滴大大缩小。一些嫁接反应发生,但仍不够兼容的组件。树脂的脆性和粘性。

另一个聚酯,结合50部分化学脂肪酸和50部分短dioic酸。图4显示了两个显微图的环氧改性聚酯。完整的嫁接发生,导致优秀的微尺度的相分离。dimer-based聚酯滴是大约5μm大小。最后的树脂是困难的和艰难的。由反应相分离,形成的修饰符软域内硬环氧矩阵,从而增韧环氧树脂。

生物聚酯二酸分子量的影响

表2点击放大

聚酯二酸是从化学活性的组合产生脂肪酸和低分子量dioic酸50:50的比例。正如前面讨论的,聚酯这极性导致适当的反应相分离的环氧矩阵。聚酯的分子量不同,影响使用电子显微镜对环氧形态学检查。增加分子量导致减少大小的软二聚体聚酯领域。结果在表2中。由于大的疏水块内置极地环氧越多,更精细分布的软域相分离的结果。

图5点击放大

对于所有样本,无极的二聚体聚酯颗粒均匀分布在极地环氧矩阵。疏水聚体聚酯颗粒使环氧抗湿。水分扩散是为这些改性环氧树脂研究探索在防潮性形态的影响。发现一个更精细分布形态,小软域,导致水扩散系数降低。这是示意图见图5。

改性环氧树脂的制备

Acid-functional dimer-based聚酯被嫁接到环氧矩阵。他们用低分子量pre-reacted双酚A环氧树脂(环氧树脂828)获得epoxy-functional材料dimer-based聚酯的67%。的比较参考配方,低分子量,羧基acid-terminated共聚物丙烯腈丁二烯,丁腈橡胶1300 x 13日pre-reacted在类似的方式。另外一个灵活和低分子量环氧树脂是由反应PRIPOL 1017双酚a环氧树脂(环氧树脂©828)。828年评估配方由环氧树脂,改性环氧树脂与胺治疗Epikure©3072。

环氧树脂改性剂影响涂层性能

图6点击放大

一些基本的涂料性能弹性和韧性取决于粘弹性行为,身体转换和放松方式。涂料、聚合物的准备,在本质上是粘弹性的,也就是说,他们的行为既粘性液体和弹性固体。涂料的弹性恢复和还会流时放置在一个压力。一般来说,粘弹性行为和力学性能显著影响当一个涂料进入玻璃化转变或松弛。对玻璃化转变的影响可以通过例如,评估差示扫描量热方法。承受压力的能力可以通过弯曲和冲击测试进行验证。这将表明对灵活性、涂层进行弯曲的能力没有失败,对韧性,能够在短时间内承受巨大压力而不破坏或断裂。

图7点击放大

评估的前提是研究新的聚酯二酸的影响相比dimer-modified和非转基因环氧树脂。引用一个丁腈橡胶(Hypro1300X13)加合物,常用作为增韧剂在环氧树脂系统是包括在内。环氧体系组成的评估828环氧树脂,改性环氧树脂和固化剂混合在室温和稀释到600 mPa。年代与二甲苯/丁醇比例(1/1)。的影响增加环氧树脂的改性环氧树脂828测量。

图8点击放大

图6显示了对环氧树脂粘度的影响时,将5%的环氧树脂中橡胶组件系统。制定环氧树脂和聚酯二酸使有限增加粘度CTBN-modified树脂相比,也是降低dimer-modified树脂。这允许配方设计师保持溶剂水平低。

一系列配方包含了0、5、10到15%的橡胶相系统。结果透明清漆应用湿150µ撤军酒吧各种测试基板。初始检查后选择了专注于使用5%的环氧树脂中橡胶组件系统。

图7显示了对硬度和Tg的影响使用5%的环氧树脂中橡胶组件系统。根据DIN EN ISO1522测量,可以观察到基于聚酯二酸改性环氧树脂的硬度P02 PRIPOL 1017没有失去表面硬度,而CTBN-modified,聚酯二酸P01,和P03降低了硬度比未改性环氧树脂体系。

玻璃化转变时评估与硬度我们看到的Tg PRIPOL 1017 -基于涂层降低几度,这通常会降低涂层的硬度。但是我们必须记住,这个体系的交联度高于丁腈橡胶和聚酯二酸P01/02/03,这将增加硬度。聚酯二酸的降低Tg表明涂料将展示一个更有弹性的行为。

检查弹性行为,涂料测试通过使用圆柱芯棒测试(DIN EN ISO 1519)。环氧树脂中橡胶组件的公司系统显示的灵活性增加,可以看到在图8所示。

结合的灵活性与硬度数据图7中,聚酯的二酸P02显示良好的灵活性但同时给出了表面硬度与参考基于环氧树脂的环氧系统828 / Epikure 3072。这表明聚酯二酸P02有能力抵抗裂纹形成时变形。

CTBN-modified树脂相比,我们可以看到很好的灵活性,但硬度下降。这是由于不相容的CTBN-modified环氧矩阵给一个糟糕的相分离。在较小程度上,聚酯二酸P01/03失去了一些硬度,但改善变形阻力在参考环氧系统。最有可能的极性差异基于聚酯环氧树脂二酸P01和P03没有给出最优相分离。1017 -改性环氧树脂PRIPOL显示了一个保留硬度和一种改进的灵活性但没有达到聚酯二酸的水平P02-modified环氧树脂。它缺乏吸收能力对涂料的压力。

耐冲击测试是一个额外的能量储存和损失预测作为温度的函数。良好的耐冲击涂层必须由聚合物分子间强劲的纠葛和流程,结合能量耗散。影响测试完成根据DIN EN ISO 6272 25°C和24 h后暴露在-25°C。图9显示了测试结果的评估。

图9点击放大

我们可以看到,基于聚酯改性环氧涂料组成的二酸P01和P02有能力吸收造成变形在房间和较低的温度。良好的橡胶相的相分离刚性环氧阶段使涂料消散的能量的影响。丁腈橡胶和PRIPOL 1017 -改性环氧树脂耐冲击与低于参考由于兼容性问题与环氧矩阵坏相分离。

结论

新开发的基于二聚脂肪酸生物聚酯二酸也可用于增韧改性环氧树脂系统。化学的灵活性允许裁剪的聚酯分子量和极性为了适应基础环氧树脂。它允许所需的形态是完全实现。

改性环氧树脂和聚酯二酸提高了灵活性在合并5%等于表面硬度橡胶对环氧系统组件级别。特别是在环氧树脂828 / Epikure 3072系统的聚酯二酸P02由于所需的micro-phase分离提供了良好的性能。另外聚酯diacid-modified低粘度的环氧树脂允许配方灵活性。易于处理的低粘度是有用的,并允许更多的填充物的使用。

根据结果发现epoxy-toughened粘合剂、生物聚酯二酸1预计,根据他们的可再生二聚脂肪酸,具有防潮性由于其疏水性,增加水解、热氧化抵抗。

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本文报告在美国涂料会议,夏洛特,数控,2010年。