Vazo™ Vrije Radicalen Initiatoren voor Coating Harsen
Coatingharsen en vrije radicalenpolymerisatie
Veel coatings die worden gebruikt in industriële, automobiel- en architecturale markten vertrouwen op organische coatingharsen. Naast het bieden van hechting, duurzaamheid, flexibiliteit en glanseigenschappen, dienen deze harsen als de filmvormende component die andere bestanddelen zoals pigmenten en additieven samenbindt tot een uniform systeem. Dit systeem is de coating die bescherming en visuele verbeteringen aan het substraat biedt.
Een belangrijke methode voor het creëren van deze harsen is via vrije radicalenpolymerisatie, waarbij harspolymeren worden gevormd door vrije radicalen-intermediairen te combineren via thermodynamisch bevoordeelde additiereacties. Over het algemeen zijn de monomeren die via deze techniek kunnen worden gepolymeriseerd alkenen of functioneel gesubstitueerde alkenen, zoals acrylmonomeren. Een paar voorbeelden van acrylmonomeren en andere monomeren die via vrije radicalenpolymerisatie zijn gepolymeriseerd, zijn als volgt:
Methylacrylaat
Acrylamide
Methylmethacrylaat
Vinylacetaat
Acrylzuur
Vinylchloride
Styreen
Ethyleen
Om het vrije radicalen polymerisatieproces te starten, moet er eerst een initiator aan de monomeren worden toegevoegd. Wanneer geactiveerd, zal de initiator dienen als een bron van vrije radicalen die zich zullen binden aan en alkeen monomeren zullen openen, wat op zijn beurt een ander vrij radicaal zal produceren. Het nieuw gevormde initiator-monomeer gebonden vrije radicaal zal dan doorgaan met het openen en binden met een ander monomeer, wat het proces herhaalt om te propageren en polymeren te creëren. Aangezien de initiator een cruciale rol speelt in polymerisatie, moet de juiste initiator worden gebruikt.
Vazo™ Vrije Radicale Polymerisatie Initiatoren
Vazo™ is een klasse van azo-verbindingen die vrije radicalen polymerisatie-initiatoren produceren, die zeer efficiënt en eenvoudig te gebruiken zijn voor het leveren van vrije radicalen initiatie om polymeerharsen te genereren die worden gebruikt in coatings. Omdat deze verbindingen een centrale verbindende groep van N2 hebben, is er een thermodynamisch gunstige drijvende kracht om N2-gas uit de verbinding vrij te maken, waardoor radicaalinitiatoren eenvoudig kunnen worden gevormd via thermische of fotolytische ontleding. Het algemene chemische ontledingsschema van Vazo™ in N2-gas en radicaalinitiatoren wordt hieronder weergegeven.
Vazo™ reageert niet met oplosmiddelen, kleurstoffen, pigmenten of redoxgevoelige middelen, en niet-wateroplosbare kwaliteiten zijn niet pH-gevoelig met betrekking tot ontleding. Dit maakt Vazo™ gemakkelijker te gebruiken in verschillende systemen, aangezien er minder vereisten zijn voor de reactieomstandigheden. Bovendien, aangezien ontleding wordt gecontroleerd door temperatuur in plaats van door andere chemische soorten, heeft Vazo™ een eerste-orde reactiekinetiek die zeer voorspelbaar is.
Belangrijkste voordelen van Vazo™ bij vrije radicalenpolymerisatie voor coatingharsen
Verschillende factoren maken Vazo™ specifiek de beste keuze voor initiators om polymeerharsen te produceren die worden gebruikt in coatings. Dankzij het zeer gecontroleerde ontledingsmechanisme van Vazo™, zoals besproken, kunnen polymeren worden gecreëerd met specifieke moleculaire gewichten, smalle polydispersiteit en lagere viscositeit.
Een andere kritische eigenschap van Vazo™ voor het creëren van polymeren die worden gebruikt in coatings is dat het niet snel waterstof uit groeiende polymeerketens onttrekt. Tijdens de voortplantingsfase van polymerisatie kunnen andere vrije radicalen polymerisatie-initiatoren zoals organische peroxiden waterstof onttrekken en een onverwachte open plek achterlaten die op een ongecontroleerde manier voortplanting veroorzaakt, wat leidt tot voortijdig gecrosslinkte polymeren. Een voorbeeld hiervan wordt hieronder geïllustreerd.
Non-Vazo™ (organische peroxide) radicaal
Omdat Vazo™ niet snel waterstof abstraheert, kan het ervoor zorgen dat het beoogde harspolymeer wordt geproduceerd en dat polymeerketendefecten worden verminderd. Dit maakt Vazo™ met name nuttig voor speciale en nieuwe polymeercoatingtoepassingen. Bovendien worden, omdat Vazo™ geen zuurstofbindingen heeft, de kansen op ketenbreuk en voortijdig "openritsen" van polymeren geminimaliseerd, waardoor voortijdige filmdegradatie en de bijbehorende vergeling van coatings die kan optreden bij organische peroxide-initiatoren, worden voorkomen.
Ten slotte zijn er, met de invoering van milieu- en schoneluchtregelgeving, recentelijk vrije radicalenpolymerisatietechnieken ontwikkeld om harsen met een laag VOS-gehalte te produceren die het gebruik van een azo-initiator vereisen. Voorbeelden hiervan zijn katalytische ketenoverdracht (CCT) en reversibele additionele fragmentatieketenoverdracht (RAFT)-technieken.
Hoe Vazo™-verbindingen voor coatingharsen te selecteren en gebruiken
Over het algemeen worden Vazo™-klassen geselecteerd op basis van het reactiemedium (oplosmiddel) en de gewenste reactietemperatuur. Vazo™-klassen zijn verkrijgbaar in opties met een laag tot hoog reactietemperatuurbereik, evenals oplosmiddel- en in water oplosbare varianten. Het nummer dat aan elke klasse is gekoppeld, is een ruwe richtlijn voor een halfwaardetijdtemperatuur van 10 uur, waarbij een geschikt reactietemperatuurbereik 10 °C tot 30 °C boven of onder het klassenummer kan liggen. Lagere initiatietemperatuurklassen van Vazo™ zijn nuttig wanneer lage kleurvorming een prioriteit is, zoals bij heldere coatings.
De volgende tabel geeft een overzicht van de kwaliteiten die in aanmerking komen voor de productie van polymeren voor coatingharsen, per toepassing:
Zeer veelzijdige azoverbinding: oplosbaar in zowel waterige als organische systemen
De gebruikspercentages van Vazo™ variëren van 0,01 tot 4 gew.% (op basis van monomeergewicht), met een mediaan gebruikspercentage van 0,5 tot 1,5 gew.% (op basis van monomeergewicht). Vazo™ kan worden gebruikt in bulk-, oplossing-, suspensie- of emulsievrije radicale polymerisaties als enige initiator. Het kan zelfs worden gecombineerd met andere initiatortypen indien gewenst, aangezien Vazo™ geen door vrije radicalen geïnduceerde ontleding ondergaat in vergelijking met andere initiatoren zoals organische peroxiden.
Samenvatting
Veel industrieën vertrouwen op hoogwaardige harsen om coatings te formuleren. Deze coatings omvatten die welke worden gebruikt op architectonische gebouwen, zeevoertuigen en -structuren, auto's en zelfs verpakkingen voor consumptiegoederen. Vrije radicalenpolymerisatie is een veelgebruikte techniek om polymeerharsen voor coatings te creëren, en deze polymerisatietechniek vereist het gebruik van een vrije radicaleninitiator. Vazo™ vrije radicaleninitiators bieden de volgende kenmerken:
Non-reactivity with other components in coating formulations, such as solvents, dyes, redox-sensitive agents, and other additives
Decomposition based on temperature, rather than dependent on other solution constituents
Greater control over coating polymer structure formation, with fewer chain defects and premature cross-linking
Minimized chain-scission and film degradation, leading to less yellowing in coatings
Variety of grade options for suitability in a range of solvents and reaction temperatures
Deze eigenschappen zijn gunstig voor harsfabrikanten met een initiator die gemakkelijker te gebruiken is, precies de gewenste polymeren vormt voor elke coatingtoepassing en de productie van hoogwaardige polymeren mogelijk maakt.
Neem hieronder contact met ons op om een offerte aan te vragen voor Vazo™ voor gebruik in uw coatingharspolymerisatieproces.
