真正新颖的聚合物平台都是少之又少,在一代可能出现一次。环氧树脂、聚氨酯、聚酯、丙烯酸等一直是行业的中流砥柱,和每一个化学平台提供一定的优势,根据特定的应用程序需求。同时,新选项提供显著的能源节省或排放低水平的挥发性有机化合物的仪器将会非常有用。

大多数涂料系统包含溶剂或水,需要使用烤箱治愈或干燥的涂层,一个能源密集型的过程。溶剂的使用也会产生挥发性有机化合物的仪器,提高监管和安全问题。在许多情况下,传统的涂料可以过滤材料,如无电抗稀释剂、双酚A,甲醛和苯,可能不利的环境或健康的188金宝搏bet官网影响。此外,某些传统涂料使用腐蚀性或敏化材料,如胺或异氰酸酯为他们治疗。188金宝搏bet官网活性多才多艺,100%,室温快速固化聚合物系统将提供一系列福利迄今为止尚未在任何单一的技术。

一个新的聚合物平台带来了一个新的类别的双取代的烯烃——一群独特的单体——制造商的台阶。这100%活性类的材料不需要溶剂,热或紫外线治疗,应该允188金宝搏bet官网许制造商重新思考他们如何处理各种各样的应用程序。这样的单体,其衍生品和由此产生的聚合物平台将使迅速治愈,高性能的产品在环境温度下是可以治愈的。因此,这项新技术的承诺很多产品和加工改进粘合剂、涂料、汽车、印刷和许多其他市场。环境养护还将扩大热敏感基板的使用,以前无法进入heat-cured粘合剂和涂料。最后,没有溶剂和无电抗稀释剂将承受巨大的环境效益。

熟悉制造业解决谜题

化学家们早就意识到缺电子双取代的烯烃,能力聚合anionically,伟大的承诺了粘合剂、涂料和其他应用程序——如果只有这些化学物质可以在合成过程中稳定和随后的应用程序。开发一个可伸缩的过程可能带来商业上可行的产量这些高活性单体也仍然是一个挑战。1 - 3

现在有一种方法可以可靠地生产这些高活性物质,将其市场工业规模。188金宝搏bet官网专有的稳定剂控制单体的聚合反应,防止退化和自发的在制造、运输和存储。4催化剂(或者在某些情况下,衬底表面本身)然后使用启动聚合反应,从而发生ambiently react-on-demand过程。虽然传统自由基引发剂也可能被利用来激活这个化学,使用照片或热激活,这种启动方法未能利用高环境反应通过阴离子聚合。制造商可以自由选择最合适的催化剂方法来提高生产速度和节省时间和精力,充分利用现有的处理技术。

可定制的功能

双取代的烯烃单体,外套钢,废料钢铁、铝和玻璃的速度比其他技术和/或用更少的能源。之后,这些新平台的潜在好处单体配方,可能包括:

  • 周围阴离子治愈——不需要烤箱;
  • 适用于基质不能加热;
  • 化学和耐热性;
  • 固化速度快;
  • 光学清晰;
  • 没有盛开的;
  • 低粘度。

这样一个单体类,提供贸易名义Chemilian™,包括1、1-disubstituted烯烃与一个单一的、快速固化烯烃组和两个终端组(图1)。这些取代基终端或官能团可能相同(对称)或不同(不对称),并可以选择创建聚合物具有不同的属性。在图1中,R的属性1和R2将决定最终的聚合物特性如灵活性、刚度、结晶度、硬度和耐溶剂或化学。单一、高活性烯烃集团(中心)允许在室温下快速聚合。

研究人员只触及表面探索潜在的这些单体。杰夫•沙利文说:“我们刚刚开始探索的可能性。“Sample-sized批单体正在提供给商业伙伴开始进行自己的调查特定的应用程序。

多个烯烃组交联

另一个可用的单体类,商标名力量™,功能多个烯烃组交联(图2),R的身份1和R2会影响最终的聚合物的特性,而两个高活性亚甲基组允许快速聚合,甚至在室温下。这些单体开发高强度聚合物与高刚度和高的热化学和耐擦伤性的涂料和粘合剂相比单功能的单体。单体的交联能力这个平台在环境条件迅速从其他阴离子固化单体如cyanoacrylates区分它。

React-on-Demand或“Pre-Polymerized”聚合物

这时,双取代的烯烃技术可以作为react-on-demand制定或溶剂型涂料。react-on-demand系统要么是激活或应用的表面,在衬底表面的实例并不足以引发聚合,通过二次启动程序的应用。这些系统可以治愈时间变化从几秒到几分钟,根据应用程序需求,通过改变单体配方中使用的类型或发起者的类型和浓度。

此外,单体可以anionically或彻底pre-polymerized溶剂和孤立或制定特殊涂层的应用程序。聚合特征取决于类型和引发剂的浓度、溶剂的类型和单体的性质。聚合物的分子量可以调节终止这个反应时所需的分子量。合成溶剂型聚合物将可以作为涂层复合使用。实验室规模的实验已经证明了平均分子量范围从10000 - 300000年,根据发起人和溶剂的选择。进一步制定与各种添加剂有可能在这个阶段提高复合涂层的性质。Sirrus设想涂涂料配方的聚合双取代的烯烃单体可能发生快速原位。

数不清的可能性

到目前为止,数十双取代的烯烃类似物的方法已被开发,如亚甲基丙二酸二乙酯(图3),表现出广泛的实用程序。R组可以酯、酰胺或其他类似的组织。Chemilian R组是一个单体,与各种酯类组。表1介绍了一些基本的涂料和胶粘剂性能的单体。这项工作的大部分是与未用公式表示的单体或单体的混合;制定系统指定的地方使用。

在胶粘剂的应用程序中,烯烃单体了粘附极性塑料(如。,polycarbonate, acrylonitrile butadiene styrene (ABS), glycol-modified polyethylene terephthalate (PETG), acrylics, high-impact polystyrene (HIPS), etc.] and soda-lime (window) glass without the introduction of additional catalyst. In these cases, the polymerization of the monomer is initiated by the presence of basic species in the substrates, and subsequent lap shear testing of resultant joints shows substrate failure in the plastic and glass adherends. For metals such as aluminum and steel, high bond strength can be achieved using an initiator on the surface prior to application of the monomer. Adhesion on porous substrates like wood requires a combination of rheology modification to prevent wicking of monomers, and polymerization through an appropriate secondary activator. Figures 4 and 5 summarize the adhesive performance of alkene monomers.

潜在的应用

许多有前途的涂料应用的双取代的烯烃,几个特别引人注目。

双酚A (BPA)无衬里

最近的媒体报道质疑广泛使用的安全食品和饮料可以涂料。BPA-based环氧树脂衬里被认为对消费者造成潜在的威胁。涂料用双取代的烯烃,另一方面,不含有双酚a。此外,快速治愈的承诺可以提高生产速度,降低供热成本。

聪明的涂料

由于双取代的烯烃单体可以功能化,通过融合各方面是绑定到骨干,和这些实体可以经受住阴离子聚合,那里是一个非常广泛的单体,可以合成促进智能涂料。例如,金属表面改性生产防水,耐腐蚀或抗菌表面可能用这个技术。

复合粘结剂

高反应活性的双取代的烯烃单体使他们适合用作复合粘结剂。单体可以通过玻璃纤维的表面被激活,珠子和粉末,以及其他基本成分,形成钢化,高填充系统可用于绝缘、封装和盆栽应用程序。高填充量的使用可以显著降低合成复合材料的成本,和激活填料的表面允许优异的附着力和快速处理。

活性稀释剂

双取代的烯烃单体可以激活amine-based催化剂和活化剂系统通常用于两部分环氧胶粘剂和涂料系统。烯烃单体的低粘度可能使他们作为替代目前使用的活性稀释剂。烯烃单体是由使用无卤过程,快速反应,可能会提供机械性能与主要活性低聚物的系统协同效应。

结论

新,100%活性、节能、无溶剂、低voc聚合物平台制定涂料目前可用。室温快速固化双取代的烯烃单体提供大量各种各样的的可能性之前是不可行的,增值粘合剂和涂料,不需要溶剂,热或紫外线治疗。这种新技术提供了潜在的重大变化和储蓄在制造业,组装和原材料,以更大的环境适应性和使热敏性基质的使用。188金宝搏bet官网预计的领导人粘合剂、颜料与涂料行业将渴望进一步研究双取代的烯烃制定系统的属性。杰夫·沙利文说,“虽然仍处于起步阶段,没有人知道这项技术的潜在可能解锁。”

引用

1美国专利号2330033 - d。Alelio盖太诺

2美国专利号3221745 - Coover出版社。

3美国专利号3758550 -艾克,出版社。

4美国专利号8609885 B2 - Malofsky,出版社。