Oersjoch fan 'e tapassing fanaminohars-crosslinking-aginten
De wichtichste rol fan aminoharsen (melamine-formaldehyde, benzomelamine-formaldehyde, en urea-formaldehydeharsen) yn thermohardende coatings is it ferbinen fan 'e wichtichste filmfoarmjende materiaalmolekulen ta in trijediminsjonale netwurkstruktuer troch gemyske reaksjes. Dizze netwurkstruktuer wurdt krigen troch de reaksje fan aminoharsmolekulen mei de funksjonele groepen op 'e filmfoarmjende materiaalmolekulen, en tagelyk troch kondensaasjepolymerisaasje mei oare aminoharsmolekulen. Aminoharsen reagearje maklik mei polymeren dy't primêre en sekundêre hydroxylgroepen, karboksylgroepen en amidegroepen befetsje; dêrom wurde aminoharsen faak brûkt yn fervesystemen basearre op acryl-, polyester-, alkyd- of epoxyharsen.
Aminoharsen wurde ek brûkt yn polyurethaansystemen as coatingtafoegings om de algemiene prestaasjes fan coatings foar bepaalde tapassingen te ferbetterjen.
It prinsipe fan aminoharsen:
It belang fan aminoharsen yn baklakken giet folle fierder as harren oandiel yn coatings. It wurdt hieltyd wichtiger om te begripen hoe't de gemyske eigenskippen fan aminoharsen brûkt wurde kinne by it ûntwerpen fan coatingformuleringen. Bygelyks,as coatingformuleerders net tefreden binne mei bepaalde eigenskippen fan 'e coatingfilm, kinne se dizze oanpasse mei de folgjende metoaden:
1. Ferbettering of opnij selektearjen fan 'e filmfoarmjende hars sels;
2. Seleksje fan aminoharsen (metyletherifikaasje of butyletherifikaasje, en seleksje fan 'e graad fan etherifikaasje, ensfh.);
3. De ferhâlding fan filmfoarmjende hars ta aminohars.
4. Seleksje fan katalysator (oft it tafoege wurde moat of net, en hoefolle).
Alle fjouwer punten hjirboppe, útsein de earste,hawwe betrekking op aminoharsen. De eigenskippen fan aminoharsen binne ôfhinklik fan har funksjonele groepen en har aktiviteit.; dêrom is it begripen fan 'e struktuer fan aminoharsen krúsjaal. Foardat wy aminoharsen begripe, is it lykwols essensjeel om in basisbegryp te hawwen fan 'e gasthearharsen dy't yn kombinaasje mei har brûkt wurde.
Lykas earder neamd, binne aminoharsen benammenbrûkt yn kombinaasje mei alkydharsen, akrylharsen, polyesterharsen en epoxyharsenAlkydharsen wurde benammen synthetisearre út polyolen en polysoerharsen troch ferestering. Tidens synteze binne alkoholen oer it algemien yn oermaat; guon karboksylgroepen fan 'e polysoeren reagearje miskien net folslein, wat resulteart yn alkydharsen dy't in beskate hoemannichte karboksyl- en hydroksylgroepen befetsje. De hoemannichte karboksyl- en hydroksylgroepen wurdt meastentiids karakterisearre troch soerewearde en hydroksylwearde. Soerewearde ferwiist nei it oantal milligram KOH dat nedich is om 1 g fêste hars te neutralisearjen troch titraasje mei KOH. Hydroksylwearde ferwiist nei it oantal milligram KOH dat nedich is om de OH-groepen yn 1 g fêste hars folslein te neutralisearjen troch titraasje mei KOH. Op deselde wize befetsje polyesterharsen, akrylharsen en aminoharsen ek in beskate hoemannichte karboksyl- en hydroksylgroepen. It ferskil leit yn 'e grûnstoffen dy't brûkt wurde om de harsen te synthetisearjen; bygelyks, de karboksylgroepen yn akrylharsen komme fan acrylsoer, en de hydroksylgroepen komme fan hydroxyacrylsoer. De hoemannichten karboksyl- en hydroksylgroepen yn aminoharsen ferskille ek. Soerwearde, hydroksylwearde en viskositeit binne allegear wichtige yndikatoaren fan harsen, dy't direkt ynfloed hawwe op har prestaasjes.
Werom nei it ûnderwerp fan aminoharsen, litte wy earst nei har struktuer sjen:
Figuer 1:
Figuer 2
Figuer 1 lit in foar in part alkylearre aminohars sjen mei alkoxy-, imino- en hydroxymethylgroepen. As wy de seislidige ring dy't foarme wurdt troch de koalstof- en stikstofatomen as in skelet beskôgje, kinne de tûken of struktueren dy't derfan ôflaat binne figuerlik omskreaun wurde as trije koppen en seis earms. De ûntelbere fariaasjes yn 'e eigenskippen fan aminoharsen binne krekt te tankjen oan 'e ferskillen yn dizze seis "earms" en har yngewikkelde arranzjeminten en kombinaasjes.
Figuer 2 lit in ekstreem symmetryske HMMM-struktuer sjen, d.w.s. in folslein metylearre aminohars, mei mar ien funksjonele groep: metoksygroep, dy't idealisearre is. Om't de feretheringsgraad yn werklike produksje net 1:6 (it heechste) berikke kin, sil de saneamde folslein metylearre aminohars altyd wat imino- en hydroxymethylgroepen befetsje.
Litte wy begjinne mei it begripen fan 'e prinsipes fan aminoharsen om mear te learen oer har eigenskippen:
De earste stap yn it synthetisearjen fan 'e hars is it reagearjen fan melamine mei formaldehyde yn 'e oanwêzigens fan in katalysator om polyhydroxymethylmelamine te foarmjen. Alle aktive wetterstofatomen op 'e triazine-ring kinne wurde omset yn hydroxymethylgroepen, mar yn werklikheid binne it 2 oant 6 mol formaldehyde dy't reagearje op 'e triazine-ring. De oerbleaune net-reagearre aktive wetterstofatomen wurde fertsjintwurdige troch iminogroepen. Lykas wy letter sille sjen, spylje dizze groepen in wichtige rol yn it úthardingsproses troch selskondensaasjepolymerisaasje.
Polyhydroxymethylmelamine is tige ynstabyl en hat beheinde oplosberens yn konvinsjonele coatingoplosmiddels. Aminoharsen funksjonearje primêr as crosslinking- en úthardingsmiddels yn coatings. Om in gaadlik crosslinking-middel foar coatings te meitsjen, wurdt de hydroxymethylgroep typysk ferethere mei in koartekettige alkohol om syn reaktiviteit te ferminderjen en syn kompatibiliteit mei konvinsjonele filmfoarmjende materialen en alifatyske oplosmiddels te ferbetterjen. Methanol en butanol wurde faak brûkt as koartekettige alkoholen. Troch de hoemannichte tafoege methanol of butanol te kontrolearjen en oare omstannichheden, kinne aminoharsen mei ferskillende graden fan ferethering krigen wurde.
Allinnich de plakken dy't reagearre hawwe mei formaldehyde (hydroxymethylgroepen) kinne ein-ôfsletten wurde mei alkoholen; de net-reagearre wetterstofatomen (iminogroepen) reagearje net mei koartkettige alkoholen. Fierder lit dizze reaksje sjen dat alle seis hydroxymethylgroepen reagearje mei alkoholen om hexaalkoxymethylmelamine te foarmjen, wat betsjut dat de reaksje fan ien oant seis hydroxymethylgroepen mei alkoholen eins kontroleare wurde kin. Dêrom hawwe wy sa'n ferskillende soarten aminoharsen.
Selspolymerisaasje fan aminoharsen :
It molekulêre gewicht fan aminoharsen wurdt bepaald troch de mjitte fan selskondensaasje ofkrúsferbiningtusken de funksjonele groepen (imino, hydroxymethyl, alkoxymethyl) op 'e triazine-ring en melamine-molekulen. Yn eintapassingen beynfloedet de mjitte fan crosslinking-polymerisaasje it molekulêre gewicht fan 'e aminohars en de prestaasjes fan' e coatingfilm signifikant.
De selskondensaasjereaksje fan aminoharsen kin plakfine fia de folgjende rûte:
Figuer 3:
De reaksje oan de lofterkant foarmet in metyleenbrêge, wylst de reaksje oan de rjochterkant in metyleen-etherbrêge foarmet. De mjitte fan brêgefoarming yn aminoharsen wurdt meastentiids útdrukt as de polymerisaasjegraad (DP): DP = molekulêr gewicht / gewicht fan elke triazinering. Iere aminoharsen wiene meast selspolymerisearjend, mei DP > 3.0. Technologyske foarútgong hat it mooglik makke om selskondensaasje yn ôfmakke aminoharsen te minimalisearjen. Op it stuit hawwe kommersjeel beskikbere melamineharsen DP's sa leech as 1.1.
De wichtichste ynfloed fan it molekulêre gewicht fan aminohars wurdt wjerspegele yn 'e viskositeit fan' e coating. Melamineharsen mei in DP > 2.0 moatte ferdund wurde mei oplosmiddel oant 50%–80% fêste stoffen om in tapaslike viskositeit te berikken. Monomeer-type melamineharsen mei in DP tusken 1.1 en 1.5 wurde meastentiids levere yn 100% effektive fêste stoffenfoarm; ekstra oplosmiddels hawwe in wichtige ynfloed op 'e VOC's fan' e ôfmakke coating. It molekulêre gewicht fan aminoharsen beynfloedet ek de coating-úthardingsreaksje en filmeigenskippen. In coatingsysteem mei in aminohars mei hege DP sil de oantsjutte crosslinkingdichtheid yn in koartere tiid berikke as in coatingsysteem mei in aminohars mei deselde struktuer, mar in legere DP. Dêrom hawwe coatings mei crosslinking-aginten mei hege DP minder katalysator of in swakkere soere katalysator nedich om deselde úthardingstastân te berikken. It effekt fan molekulêr gewicht op filmeigenskippen leit benammen yn it fleksibiliteitsberik. Coatings dy't úthard binne mei aminoharsen mei hege DP befetsje in heger persintaazje amino-aminobiningen en minder amino-lakbiningen. Dit type crosslinking-netwurkstruktuer foarmet in coating mei goede hurdens, mar kin bros wêze. Dit kin soms kompensearre wurde troch in fleksibeler fervehars te kiezen. Tapassingen dy't tige fleksibele coatings nedich binne, fereaskje lykwols oer it algemien monomere aminoharsen.
Polyesters dy't karboksylgroepen befetsje kinne reagearje mei melamine-formaldehyde om brûkbere thermohardende oerflakcoatings te produsearjen mei in breed skala oan fysike eigenskippen.
In protte butylearre melamine-formaldehydeharsen binne kommersjeel libbensfetber, benammen fanwegen ferskillen yn 'e earste graad fan polymerisaasje (molekulêr gewicht) en de ferhâlding fan alkoxygroepen ta dy sûnder hydroxymethylgroepen en aminohydrogenen. Dizze ferskillen beynfloedzje de floeibere viskositeit, de kompatibiliteit fan melamine mei polyester, en de úthardingssnelheid fan it glazuur. Tradisjonele melamineharsen, dy't reagearje mei sydhydroxylgroepen, ferbine benammen mei polyestermolekulen. Om't de crosslinkingreaksje soer-katalysearre is, beynfloedzje sterke soeren by úthardingstemperatueren tusken 120 °C en 150 °C typysk de crosslinkingreaksje fan polyesterharsen; guon polyesters fereaskje lykwols ekstra soerkatalyse yn heul swakke soeren om it glazuursysteem te útharden.
It folgjende ferskynsel bestiet: Neist de crosslinking-reaksje fan melamine-polyester ûndergiet butylearre melamine-formaldehydehars ek in selskondensaasjereaksje. Dat wol sizze, de aminohars ûndergiet selscrosslinking om in melamine-netwurkstruktuer te foarmjen. Dizze reaksje fynt tagelyk plak mei de melamine-polyester-reaksje en is in konkurrearjende reaksje. De reden foar dizze reaksje is dat, neist butoxygroepen, butylearre melamine-formaldehydehars ek frije koalwetterstofmethylgroepen en wetterstof fan iminogroepen befettet, dy't allegear mei-inoar reagearje kinne. Sadree't de aminohars selscrosslinking ûndergiet, sil it guon fan syn funksjes ferlieze.
Wylst selsferbinning faak coatings gruttere hurdens en gemyske wjerstân jout, resulteart it yn in signifikant ferlies fan elastisiteit. Om genôch elastisiteit te berikken yn polyesterlakken...
Hexamethoxymethylmelamine (HMMM) is in folslein hydroxymetylearre en folslein metylearre monomere aminohars. Fergelykber mei butylearre melamine-formaldehyde ûndergiet it in crosslinking-reaksje mei de hydroxylgroepen fan polyesterhars by ferwaarming, wêrtroch in net-ferwekkerjende fêste stof ûntstiet. Yn essinsje sil HMMM sûnder in soere katalysator gjin sels-crosslinking ûndergean, sels net mei langere tiid of ferhege temperatuer. Bulk HMMM sil lykwols in sels-crosslinking-reaksje ûndergean by 150 °C yn 'e oanwêzigens fan in sterke soere katalysator. Omkeard, sels yn 'e ôfwêzigens fan in sterk soer, sille konvinsjonele butylearre melamine- en ureaharsen sterke sels-crosslinking-reaksjes ûndergean mei tanimmende temperatuer.
Úthardingsreaksje fan aminoharsen:
Omdat aminoharsen brûkt wurde om de wichtichste filmfoarmjende materiaalmolekulen te ferbinen ta in netwurkstruktuer, is de ko-kondensaasjereaksje fan aminoharsen mei ferveharsen fan grut belang. In typysk foarbyld is de etherifikaasje- (útwikselings-)reaksje.fan hydroxylgroepen op ferveharsen en alkoxymethylgroepen op aminoharsen.
Under omstannichheden fan waarmte en soere katalysatoren (typysk úthardingsomstannichheden) fynt crosslinking rap plak, wêrby't alle beskikbere hydroxylgroepen op 'e ferve ferbûn wurde. Eins nimt de floeiberens fan 'e reaktanten ôf, wêrtroch't guon hydroxylgroepen net reagearre wurde. Yn 't algemien, as in oerskot oan aminohars oanwêzich is yn' e coating yn ferliking mei de ideale ferhâlding, kinne de oerbleaune alkoxygroepen meidwaan oan oare reaksjes of net reagearre bliuwe yn 'e coatingfilm. Lykas earder neamd, reagearje aminoharsen maklik sels-crosslinking en mei-inoar, wat resulteart yn in tanimming fan it molekulêre gewicht tidens de produksje. Dizze reaksjes komme ek foar tidens it útharden fan 'e coating. Sa is in bepaalde mjitte fan sels-crosslinking fan aminoharsen essensjeel foar it krijen fan in duorsume, ticht ynpakte polymeermatrix, ynstee fan in negative faktor te wêzen. Alle trije funksjonele groepen fan aminoharsen nimme diel oan sels-crosslinking-reaksjes, en yn folslein alkylearre melamineharscoatings katalysearre troch sterke soeren, is d'r bewiis dat dizze reaksjes foarkomme nei etherútwikseling mei de coatinghars. By it ûntbrekken fan eksterne katalysatoren of swakke soere katalysatoren komme dizze sels-crosslinking-reaksjes noch mear foar yn melamineharssystemen mei hege imino-/of hydroxymethylfunksjonaliteit. Yn beide gefallen is in lichte selspolymerisaasjereaksje krúsjaal foar de foarming fan in goede netwurkstruktuer.
Tidens it útharden fan aminohars-ferbûne coatings binne oare reaksjes dy't foarkomme formaldehydeferwidering en hydrolyse. Formaldehydeferwidering bart maklik by normale úthardingstemperatueren, wat hast de ienige reden is foar it frijkommen fan formaldehyde tidens it útharden fan aminoharsen; it oare formaldehyde is frije formaldehyde.
As aminoharsen ferbine om films te foarmjen en útharde, fine der wat hydrolyse-reaksjes plak. Tidens dit proses wurde guon alkoxymethylgroepen omset yn hydroxymethylgroepen. De hydrolyse fan melamineharsen mei in hege imino- of hydroxymethylynhâld kin katalysearre wurde troch alkaliën, en kin sels stadich plakfine by keamertemperatuer. Dit makket aminoharsen gefoeliger foar selsferbinning, wat liedt ta in tanimming fan 'e viskositeit fan' e coating tidens opslach. Om dit te foarkommen, kinne folslein methylearre melamineharsen of ko-oplosmiddels dy't resistint binne tsjin alkalihydrolyse brûkt wurde yn coatings op wetterbasis. Folslein alkylearre melamineharsen binne resistint tsjin alkali-katalysearre hydrolyse yn systemen op wetterbasis. Folslein alkylearre en foar in part alkylearre melamineharsen binne net resistint tsjin soer-katalysearre hydrolyse yn systemen op wetterbasis; dêrom moat in blokkearre soerkatalysator brûkt wurde yn it systeem op wetterbasis.
As jo mear witte wollekrúsferbiningsmiddelprodukten, nim dan gerêst kontakt mei ús op.
Pleatsingstiid: 19 desimber 2025