Vattenburna epoxihartserRedigera

se även Epoxy

Ett epoxihartssystem består i allmänhet av ett härdningsmedel och ett epoxiharts. Både härdaren och epoxihartset kan göras vattenburna. Fasta epoxihartsdispersioner (molekylvikt >1000) finns tillgängliga och består av ett epoxiharts dispergerat i vatten ibland med hjälp av medlösningsmedel och tensider. Resinets ryggrad är ofta modifierad för att säkerställa vattendispergerbarhet. Dessa hartser torkar i sig själva genom avdunstning av vatten och medlösningsmedel och genom att partiklarna sammanfogas. För att härda hartset och tvärbinda det tillsätts vanligen ett aminbaserat härdningsmedel. Detta ger ett tvåkomponentsystem. Ett alternativ är att använda vanliga flytande epoxihartser med medelviskositet och emulgera dem i en vattenlöslig polyamin- eller polyaminoamidhärdare, vilket också ger ett tvåkomponentsystem. Polyaminoamider framställs genom att etylenaminer reagerar med dimeriserade fettsyror för att ge en art med amidlänkar men fortfarande med aminfunktionalitet. Vatten frigörs under kondensationsreaktionen. Dessa hartser kan sedan göras vattenlösliga genom att ytterligare reagera med ishavsorganiska syror eller formaldehyd. Sådana hartser lämnas vanligen kvar med ytterligare aminfunktionalitet på polymerens ryggrad så att de kan härda och tvärbinda ett epoxiharts. Färger kan sedan tillverkas av dem genom att man pigmenterar antingen epoxiplasten eller aminhärdningsdelen eller till och med båda. Polyaminhärdningshartser, till skillnad från polyaminoamidhartser, framställs i allmänhet genom att polyfunktionella aminer delvis adduceras med ett epoxiharts och/eller ett epoxiförtunningsmedel och lämnar arten med kvarvarande aminfunktionalitet. Denna addukt kan sedan lösas upp i vatten och användas för att emulgera mer epoxiharts och återigen kan en del av eller båda delarna pigmenteras. Fördelen med dessa system är att de inte behöver organiska isättika syror för att lösas upp. Detta är en fördel om beläggningen skall användas på ett starkt alkaliskt underlag, t.ex. färsk betong, eftersom alkali från cementet neutraliserar syran och orsakar instabilitet vid upprepade nedsänkningar av en pensel i burken. Även om vatten finns närvarande och är ett bränsle för korrosion kan vattenbaserade metallbeläggningar baserade på vattenburen epoxi också formuleras.

Vattenburna alkydhartserRedigera

Se även artikeln Alkyd

Vattenreducerbara alkydhartser är i princip konventionella alkydhartser, dvs. polyestrar baserade på mättade eller omättade oljor eller fettsyror, polybassyror och alkoholer som modifierats för att ge vattenblandbarhet. Typiska komponenter är vegetabiliska oljor eller fettsyror, t.ex. linfrö, sojabönor, ricinolja, dehydrerad ricinolja, safflorolja, tungolja, kokosolja och tallolja. Bland syrorna finns isoftalsyra, tereftalsyra, adipinsyra, bensoesyra, bärnstenssyra och ftalsyra, maleinsyra och trimellitisk anhydrid. Polyoler omfattar glycerol, pentaerythritol, trimetylolpropan, etylenglykol, propylenglykol, dietylenglykol, neopentylglykol, 1,6-hexandiol och 1,4-butandiol. Typiska metoder för att införa olika grader av vattenblandbarhet är liknande som för andra hartssystem. Metoderna innebär i princip att man inför hydrofila centra, t.ex. syragrupper, som sedan kan neutraliseras för att bilda ett salt. En annan metod är att införa polära grupper på ryggraden. När det gäller alkydsyror omfattar typiska metoder maleinisering av omättade fettsyror med maleinsyraanhydrid. Detta innebär att en Diels-Alder-addukt bildas i närheten av dubbelbindningsställena. De syragrupper som införts kan sedan ytterligare reageras med polyoler. En Diels-Alder-reaktion sker endast om det finns ett konjugerat dubbelbindningssystem. Enkel addition sker om den inte är konjugerad. Andra tekniker är att syntetisera hartset med hydroxylfunktionella oligomerer som t.ex. innehåller etylenglykol och sedan tillsätta specifika syra- eller hydroxylinnehållande ämnen i slutet av reaktionen. En annan teknik är att göra en akrylfunktionell alkyd med en akrylmonomerblandning som är rik på karboxylsyregrupper.

Vattenburna polyesterhartserRedigera

Se även Polyesterharts

Mättade polyesterhartser innehåller många av de material som används i konventionella alkydhartser, men utan olje- eller fettsyrekomponenter. Typiska komponenter för dessa hartser är polykarboxyl- och polyhydroxylkomponenter. De vanligast förekommande polykarbonsyrorna är ftalsyra, isoftalsyra, tereftalsyra och adipinsyra. Ftalsyra och trimellitiska anhydrider kan också användas. Polyoler brukar vara neopentylglykol, 1,6-hexandiol och trimetylolpropan. För att göra dem vattenburna tillsätts organiska syror eller anhydrider i en tvåstegsprocess, men det finns även andra metoder.

Vattenburna polyuretanhartserRedigera

se även Polyuretandispersion

Polyuretanhartser finns tillgängliga vattenburna. De enkomponentsversioner som finns brukar benämnas polyuretandispersioner. De finns i anjoniska, katjoniska och nonjoniska versioner, även om anjoniska enheter är de mest lättillgängliga i handeln. Vattenburna polyuretaner finns också i tvåkomponentsversioner. Eftersom en tvåkomponentspolyuretan består av polyol(er) och en isocyanat, och isocyanater reagerar med vatten, krävs särskilda formulerings- och produktionstekniker. Den polyisocyanat som är vattendispergerbar kan till exempel modifieras med sulfonat.

Vattenburna latriserRedigera

se huvudartikeln Latex

En latex är en stabil dispersion (emulsion) av polymer i vatten. Syntetiska latexer tillverkas vanligen genom polymerisering av en monomer, t.ex. vinylacetat, som har emulgerats med ytaktiva ämnen som är dispergerade i vatten.

Vattenburna hartser för elektroforesisk avlagringEdit

se artikel Elektroforesisk avlagring

Hartserna som används för elektrodeponering är vanligen av typen epoxihartser, akrylhartser eller fenolhartser. De är formulerade med funktionella grupper som när de neutraliseras bildar joniska grupper på polymerens ryggrad. Dessa ger polymeren vattenlöslighet. De finns som anodiska versioner som deponeras på katoden i en elektrokemisk cell eller katodiska versioner som deponeras på katoden. Katodiska elektrodeponeringshartser dominerar och har revolutionerat korrosionsskyddet inom bilindustrin. De används som OEM (Original Equipment Manufacture) snarare än som ett efterbehandlingssystem. Katodiska hartser innehåller aminer på polymerens ryggrad som neutraliseras av syror, t.ex. ättiksyra, för att ge en stabil vattendispersion. När en elektrisk ström leds genom en bilkaross som doppas i ett bad som innehåller en färg baserad på ett katodiskt elektrodeponeringsharts, deponerar de hydroxyljoner som bildas nära katoden färgen på bilkarossen. Den elektriska ström som behövs för detta bestäms av antalet joncentra. Dispersioner av vattenburna hartser för elektrobeläggning innehåller vanligen vissa medlösningsmedel, t.ex. butylglykol och isopropanol, och har vanligen en mycket låg torrsubstanshalt, dvs. 15 %. De har vanligen molekylvikter i storleksordningen 3-4000. Färger baserade på dem tenderar att ha en PVC-halt på mindre än 10, dvs. ett mycket högt förhållande mellan bindemedel och pigment.

Vattenburna hybridhartserRedigera

Många hartser finns tillgängliga i vattenburen form men kan vara hybrider eller blandningar. Ett exempel är polyuretandispersioner som blandas eller hybridiseras med akrylhartser. Vattenburna epoxihartser kan modifieras med akrylat och sedan ytterligare modifieras med sidokedjor med många fluoratomer. Det finns också vattenburna hartser som använder både vatten och förnybara råvaror. Ett annat exempel är att kombinera alkydhartser med akrylater för att göra dem vattenburna. Genom att använda hyperförgrenade alkydhartser och modifiera dem med akrylmonomerer och använda mini emulsionspolymerisering kan lämpliga hybrider bildas. Förutom hybridisering av hartserna kan kombinationer av tekniker användas. Som exempel kan man tillverka ultravioletthärdande beläggningar som kan elektrodeponeras och som är vattenburna hybrider av epoxi- och akrylhartser.