Nghiên cứu các điểm nóng và tiến bộ tuyến đầu trong Polyaspartic dựa trên nước

Nghiên cứu về polyaspartic gốc nước đại diện cho một hướng đi thực sự cao cấp trong công nghệ polyurea, vì nó nhằm giải quyết một mâu thuẫn cốt lõi: làm thế nào để đạt được sự cân bằng tối ưu giữa các lợi thế về môi trường của hệ thống gốc nước và hiệu suất hóa lý vượt trội của polyaspartic. Các điểm nóng nghiên cứu hiện tại và những tiến bộ tiên tiến chủ yếu tập trung vào các lĩnh vực sau:

Thiết kế phân tử và tổng hợp nhựa cốt lõi

Thiết kế phân tử và tổng hợp nhựa polyaspartic gốc nước cốt lõi là nền tảng cho sự tiến bộ trong lĩnh vực này. Các nhà nghiên cứu đang thực hiện “sự thay đổi di truyền” trên chính nhựa este polyaspartic.

1. Kiểm soát độ cản trở không gian và điều chỉnh khả năng phản ứng

• Thách thức: Nhựa polyaspartic truyền thống sử dụng các nhóm cồng kềnh liền kề với amin bậc hai để làm chậm phản ứng của chúng với isocyanate. Tuy nhiên, trong hệ thống gốc nước, nước cũng phản ứng với các nhóm –NCO để tạo ra CO₂, có thể gây ra bọt trong màng phủ.
• Tiên phong: Nhựa polyaspartic hỗn hợp đang được thiết kế với các hiệu ứng không gian và điện tử khác nhau. Thông qua thiết kế phân tử, tốc độ phản ứng với –NCO có thể được kiểm soát chính xác để đảm bảo cả thời gian sử dụng đủ và khô bề mặt nhanh chóng, giảm thiểu sự can thiệp của độ ẩm. Ví dụ, các nhà nghiên cứu tổng hợp các hỗn hợp este có chứa các đoạn alkyl khác nhau (ví dụ: cyclohexyl, nhóm isophorone).

2. Giới thiệu các đoạn ưa nước để hiện thực hóa “tự nhũ hóa”

• Thách thức: Nhựa polyaspartic thông thường có tính kỵ nước và cần các chất đóng rắn hoặc chất nhũ hóa bên ngoài để tạo thành các phân tán gốc nước ổn định.
• Tiên phong: Bằng cách đưa các nhóm ưa nước không ion (ví dụ: PEG) hoặc ion (ví dụ: carboxylate, sulfonate) vào các chuỗi chính hoặc chuỗi bên của este polyaspartic, nhựa có được khả năng nhũ hóa vốn có. Điều này cho phép hình thành các phân tán ổn định hơn với kích thước hạt nhỏ hơn, giảm sự phụ thuộc vào dung môi đồng thời và cải thiện mật độ màng và khả năng chống nước.

3. Sửa đổi chức năng (Độ bám dính và tính linh hoạt)

Tiên phong: Các monome chức năng được kết hợp trong quá trình tổng hợp nhựa để đạt được các đặc tính cụ thể:

• Đoạn siloxan: Cải thiện khả năng chịu thời tiết, tính kỵ nước và độ cứng bề mặt.
• Nhóm epoxy: Cải thiện độ bám dính vào các chất nền như kim loại.
• Chuỗi dài linh hoạt: Tăng độ dẻo dai và khả năng chống va đập mà không làm giảm đáng kể độ cứng.

Đổi mới trong các chất đóng rắn isocyanate gốc nước

Trong các hệ thống gốc nước, các nút thắt về hiệu suất thường nằm ở phía chất đóng rắn.

1. Sửa đổi ưa nước và giảm độ nhớt

Thách thức: Polyisocyanate kỵ nước phải được phân tán ổn định trong nước và có độ nhớt thấp để cho phép trộn đúng cách.

Tiên phong:

• Phát triển các chất điều chỉnh ưa nước: HDI trime và các hợp chất tương tự được sửa đổi bằng các tác nhân không ion hoặc ion hiệu quả hơn, giảm thiểu các tác động tiêu cực đến khả năng chống nước.

• Tổng hợp các chất đóng rắn có độ nhớt thấp: Tối ưu hóa quy trình trùng hợp và cấu trúc phân tử cho phép các chất đóng rắn có hàm lượng –NCO cao và độ nhớt thấp, tạo điều kiện cho việc ứng dụng và giảm lượng khí thải VOC.

2. Chống cạnh tranh nước và đảm bảo đóng rắn nhanh

Thách thức: Các nhóm –NCO phản ứng với H₂O, tiêu thụ chất đóng rắn và tạo ra bọt.

Tiên phong: 

• Lựa chọn và pha trộn chất xúc tác: Các chất xúc tác organometallic hiệu quả (ví dụ: muối bismuth, kẽm) và amin được chọn và pha trộn để ưu tiên xúc tác phản ứng giữa các nhóm polyaspartic –NH và –NCO, đồng thời ngăn chặn phản ứng không mong muốn với nước.

• Mô hình động học phản ứng: Mô hình động học của các phản ứng phức tạp này trong môi trường gốc nước đang giúp hướng dẫn sự phát triển công thức.

Kỹ thuật công thức và ứng dụng công nghệ nano

1. Gia cố nanocomposite

Tiên phong: Các vật liệu nano như nano-SiO₂, graphene, ống nano carbon và montmorillonite được phân tán vào các hệ thống polyaspartic gốc nước.

Mục đích:

• Nano-SiO₂: Cải thiện độ cứng, khả năng chống mài mòn và chống trầy xước.

• Graphene và ống nano carbon: Tăng cường các đặc tính rào cản (khả năng chống nước và ăn mòn), độ bền cơ học và độ dẫn nhiệt/điện.

• Montmorillonite: Cải thiện khả năng chịu nhiệt và độ ổn định kích thước.

2. Tối ưu hóa chính xác các gói phụ gia

Tiên phong: Các chất phụ gia hiệu quả cao chuyên dụng đang được phát triển cho các hệ thống gốc nước:

• Chất khử bọt hiệu quả cao: Giảm thiểu bọt do phản ứng –NCO/H₂O và khuấy cơ học.

• Chất làm ướt chất nền: Cải thiện độ bám dính vào các chất nền có năng lượng bề mặt thấp (ví dụ: nhựa).

• Chất điều chỉnh độ nhớt: Cung cấp độ ổn định về độ nhớt trong quá trình bảo quản và ứng dụng, ngăn ngừa lắng đọng và cải thiện khả năng san bằng.

Phát triển xanh và bền vững

1. Nguyên liệu thô có nguồn gốc sinh học

Tiên phong: Nguyên liệu thô tái tạo (ví dụ: dầu thực vật, đường, cellulose) đang được khám phá để tổng hợp nhựa este polyaspartic hoặc các thành phần polyol, giảm sự phụ thuộc vào các sản phẩm gốc dầu mỏ và giảm lượng khí thải carbon.

2. Công thức không dung môi / dung môi đồng thấp

Mục tiêu: Giảm hơn nữa hàm lượng VOC từ các chất hỗ trợ tạo màng (chất kết tụ) và hướng tới các hệ thống thực sự “không VOC”.

Mục tiêu của nghiên cứu tiên phong và triển vọng tương lai

Mục tiêu cuối cùng của polyaspartic gốc nước là tạo ra một vật liệu xanh thực sự “đa năng”. Nó kết hợp độ bền, độ bền cao và đóng rắn nhanh của polyaspartic gốc dung môi với các lợi ích về môi trường của hệ thống gốc nước—không độc hại, an toàn, không dễ cháy và dễ thi công và làm sạch.

Hiện tại, công nghệ này đang ở giai đoạn quan trọng chuyển đổi từ nghiên cứu trong phòng thí nghiệm sang sản xuất quy mô công nghiệp. Những đột phá ban đầu dự kiến sẽ được áp dụng trong các lĩnh vực có yêu cầu nghiêm ngặt về hiệu suất và môi trường, chẳng hạn như:

• Lớp phủ cách nhiệt và bảo vệ cho bộ pin trong xe năng lượng mới.

• Lớp hoàn thiện thân thiện với môi trường cho đồ nội thất và sàn gỗ cao cấp.

• Bảo vệ chống ăn mòn lâu dài cho các kết cấu thép lớn.

• Lớp phủ bên trong cho các cơ sở nước uống và thùng chứa thực phẩm.

Với sự tiếp tục nghiên cứu và phát triển, polyaspartic gốc nước được dự kiến sẽ trở thành tiêu chuẩn cho thế hệ vật liệu hiệu suất cao, thân thiện với môi trường tiếp theo.

Feiyang đã chuyên sản xuất nguyên liệu thô cho lớp phủ polyaspartic trong 30 năm và có thể cung cấp nhựa polyaspartic, chất đóng rắn và công thức lớp phủ.
Vui lòng liên hệ với chúng tôi:marketing@feiyang.com.cn
 

Danh sách sản phẩm của chúng tôi:

• Nhựa Polyaspartic
• Chất đóng rắn Isocyanate
• Chất đóng rắn Epoxy
• Hóa chất đặc biệt

Liên hệ với nhóm kỹ thuật của chúng tôi ngay hôm nay để khám phá cách các giải pháp polyaspartic tiên tiến của Feiyang Protech có thể thay đổi chiến lược lớp phủ của bạn. Liên hệ với Nhóm Kỹ thuật của chúng tôi