Einführung

Antioxidantien (oder Hitzestabilisatoren) sind Additive, die den Abbau von Polymeren durch Sauerstoff oder Ozon in der Atmosphäre hemmen oder verzögern. Sie sind die am häufigsten verwendeten Additive in Polymerwerkstoffen. Beschichtungen unterliegen nach dem Einbrennen bei hohen Temperaturen oder der Einwirkung von Sonnenlicht einer thermischen Oxidation. Phänomene wie Alterung und Vergilbung beeinträchtigen das Aussehen und die Eigenschaften des Produkts erheblich. Um diesem Trend vorzubeugen oder ihn zu reduzieren, werden üblicherweise Antioxidantien zugesetzt.

Die thermische Oxidation von Polymeren wird hauptsächlich durch kettenartige Radikalreaktionen verursacht, die durch die beim Erhitzen entstehenden freien Radikale von Hydroperoxiden ausgelöst werden. Die thermische Oxidation von Polymeren kann durch das Abfangen freier Radikale und die Zersetzung von Hydroperoxiden gehemmt werden, wie in der Abbildung unten dargestellt. Antioxidantien können diese Oxidation hemmen und werden daher häufig eingesetzt.

Arten von Antioxidantien

AntioxidantienSie lassen sich nach ihrer Funktion (d. h. ihrer Beteiligung am Autooxidationsprozess) in drei Kategorien einteilen:

Kettenabbruch-Antioxidantien: Sie fangen hauptsächlich freie Radikale ab oder entfernen diese, die bei der Autooxidation von Polymeren entstehen;

Hydroperoxid-zersetzende Antioxidantien: Sie fördern hauptsächlich die nicht-radikalische Zersetzung von Hydroperoxiden in Polymeren;

Antioxidantien, die Metallionen passivieren: Sie können stabile Chelate mit schädlichen Metallionen bilden und dadurch die katalytische Wirkung von Metallionen auf den Autooxidationsprozess von Polymeren passivieren.

Unter den drei Arten von Antioxidantien werden kettenabbrechende Antioxidantien als primäre Antioxidantien bezeichnet. Zu ihnen gehören hauptsächlich sterisch gehinderte Phenole und sekundäre aromatische Amine. Die beiden anderen Arten werden als Hilfsantioxidantien bezeichnet und umfassen Phosphite und Dithiocarbamat-Metallsalze. Um eine stabile Beschichtung zu erhalten, die den Anwendungsanforderungen entspricht, wird üblicherweise eine Kombination mehrerer Antioxidantien gewählt.

Anwendung von Antioxidantien in Beschichtungen

1. Wird in Alkyd-, Polyester- und ungesättigten Polyesterharzen verwendet
In den ölhaltigen Bestandteilen von Alkydharzen finden sich Doppelbindungen in unterschiedlichem Ausmaß. Einfache, mehrfache und konjugierte Doppelbindungen oxidieren bei hohen Temperaturen leicht zu Peroxiden, was zu einer dunkleren Farbe führt. Antioxidantien hingegen können Hydroperoxide zersetzen und so die Farbe aufhellen.

2. Wird bei der Synthese von PU-Härtern verwendet
Der Begriff PU-Härter bezeichnet im Allgemeinen das Präpolymer aus Trimethylolpropan (TMP) und Toluoldiisocyanat (TDI). Bei der Synthese des Harzes unter Einwirkung von Wärme und Licht zersetzt sich das Urethan in Amine und Olefine und spaltet die Polymerkette. Ist das Amin aromatisch, wird es zu einem Chinon-Chromophor oxidiert.

3. Anwendung in duroplastischen Pulverbeschichtungen
Ein gemischtes Antioxidans aus hochwirksamen Phosphit- und Phenol-Antioxidantien, geeignet zum Schutz von Pulverbeschichtungen vor thermisch-oxidativer Zersetzung während der Verarbeitung, Aushärtung, Überhitzung und anderer Prozesse. Anwendungsgebiete sind Polyester-Epoxidharze, blockierte Isocyanat-TGIC-Verbindungen, TGIC-Ersatzstoffe, lineare Epoxidharze und duroplastische Acrylharze.

Nanjing Reborn New Materials bietet verschiedene Arten vonAntioxidantienfür die Kunststoff-, Beschichtungs- und Gummiindustrie.

Mit den Innovationen und Fortschritten der Beschichtungsindustrie wird die Bedeutung von Antioxidantien für Beschichtungen immer deutlicher und ihr Entwicklungspotenzial deutlich größer. Zukünftig werden sich Antioxidantien in Richtung hoher relativer Molekülmasse, Multifunktionalität, hoher Effizienz, Neuartigkeit, Kompositivität, Reaktionsfähigkeit und Umweltverträglichkeit entwickeln. Dies erfordert von Fachleuten intensive Forschung sowohl hinsichtlich der Mechanismen als auch der Anwendungen, um die Antioxidantien kontinuierlich zu verbessern. Dazu gehört auch die detaillierte Untersuchung der Strukturmerkmale von Antioxidantien, um darauf aufbauend neue und effiziente Antioxidantien zu entwickeln. Dies wird die Verarbeitung und Anwendung in der Beschichtungsindustrie grundlegend verändern. Antioxidantien für Beschichtungen werden ihr enormes Potenzial zunehmend entfalten und hervorragende wirtschaftliche und technologische Vorteile bieten.