Verfahren zur Modifizierung von Stickstoff-Kohlenstoff-Harz mit Organosilicium

Modifizierung von Stickstoff-Kohlenstoff-Harz mit organischem Silizium Die Modifizierung kann durch zwei Hauptmethoden erfolgen: physikalische Mischung und chemische Polymerisation. Bei der physikalischen Mischung wird organisches Silikonharz direkt zum Kohlenstoffharz gegeben, während bei der chemischen Polymerisation siliziumhaltige Gruppen durch Copolymerisation mit siliziumhaltigen oder anderen kompatiblen Monomeren in die Hauptkette organischer Stickstoff-Kohlenstoff-Polymere eingeführt werden. Dieser Prozess führt zur Bildung von Block-, Pfropf- oder interpenetrierenden Netzwerk-Copolymeren und erzielt so die gewünschte Modifizierung. Im Allgemeinen liefert die chemische Polymerisation im Vergleich zur physikalischen Mischung bessere Ergebnisse.

Physikalische Mischverfahren:

1. Direktes Mischen: Man beginnt mit einer bestimmten Menge kohlenstoffbeschichtetem Harz (z. B. ZB-200 mit einem Feststoffgehalt von 53 % und einem Stickstoffgehalt von 19 %). Dieses wird mit organischem Silikonharz (z. B. 290, 28N von Wacker Chemical Company) vermischt und in einer Hochgeschwindigkeits-Dispergiermaschine mit einer Mischung aus Butylacetat, Ethylacetat und Cyclohexanon gründlich vermengt. Gegebenenfalls wird währenddessen ein Promotor hinzugefügt. Anschließend werden das Trockenmittel Dibutylzinndilaurat und das Härter-Hexamethylendiisocyanat-Dimer im entsprechenden Verhältnis zugegeben. Die Mischung wird 30 Minuten bei Raumtemperatur reifen gelassen, um eine Stickstoff-Silizium-Beschichtung zu erhalten.

2. Alternative Mischung: Ein weiteres physikalisches Modifizierungsverfahren beinhaltet die Copolymerisation von Tetramethylethylen-Monomer, Vinylacetat, Allylalkohol und Undecansäure zu einem Stickstoffsilikonharz. Sobald der Feststoffgehalt des Harzes 50 % und der Stickstoffgehalt 35 % erreicht hat, wird dieses mit einem leichten organischen Silikonharz der Marke Shanghai mit einer Molmasse von 5.0x1 vermischt. Anschließend werden gasförmiges Siliciumdioxid, Polytetraethylenpulver und weitere Additive zugegeben. Durch Hochgeschwindigkeitsrühren, Dispergieren und Mahlen unter Zugabe eines geeigneten Lösungsmittels wird eine Stickstoffsilikonbeschichtung erzielt. Diese Beschichtung wird mit einem oder mehreren Härtern, wie z. B. Biuret, HDI-Trimer oder organischem Zinn, in spezifischen Anteilen und einem Lösungsmittel zu einem Film ausgehärtet. Nach dem Trocknen weist das Silikonmaterial aufgrund seiner geringen Oberflächenrauheit hydrophobe und ölabweisende Eigenschaften auf und ist somit nicht an wasserbasierten und öligen Substanzen haftend. Die Beschichtung kann bei mittlerer Temperatur forciert oder bei Raumtemperatur luftgetrocknet werden und zeigt eine Beständigkeit gegen Witterungseinflüsse von bis zu 20 Jahren. Es eignet sich für verschiedene Untergründe, darunter Zement, Metall, Kunststoff, Holz, Keramik und mehr.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Modifizierung von Stickstoff-Kohlenstoff-Harzen mit Organosilicium durch physikalische Mischverfahren erreicht werden kann. Durch die gezielte Kombination spezifischer Harzkomponenten und Additive lassen sich Beschichtungen mit gewünschten Eigenschaften wie Hydrophobie und Ölabweisung herstellen, die für eine Vielzahl von Anwendungen und Substraten geeignet sind.

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