Polimerowe dyspersje hybrydowe zawierające silikony, przeznaczone do zastosowania jako materiały na powłoki

• Autorzy: Kozakiewicz J. , Zielecka M. , Koncka-Foland A. , Bujnowska E. , Szulc A.

Warianty tytułu

EN

Silicone-containing hybrid polymer dispersions designed for coating applications

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawione w artykule badania dotyczą wodnych dyspersji nowych, hybrydowych polimerów zawierających fragmenty krzemoorganiczne; specyficzną budowę tych produktów dostosowano do ich zastosowania w kompozycjach powłokowych. Otrzymano je bądź w wyniku polimeryzacji mieszaniny metakrylanu metylu, akrylanu butylu i styrenu w wodnej anionowej dyspersji poli(siloksanouretanomocznika) (otrzymanego z polisiloksanodiolu, nasyconego poliolu, nienasyconego poliolu i cykloalifatycznego diizocyjanianu), bądź też na drodze emulsyjnej polimeryzacji monomerów krzemoorganicznych (oktametylocyklotetrasiloksanu, metylotrietoksysilanu, winylometylocyklosiloksanów) w dostępnej na rynku handlowym dyspersji kopolimerów akrylowych. Dyspersje otrzymywane tą drugą metodą zawierały ponadto niesilikonowe modyfikatory polimerowe (wosk polietylenowy, politetrafluoroetylen). Scharakteryzowano szereg właściwości uzyskanych dyspersji, m.in. wymiary cząstek, wartość pH, zawartość substancji stałych (tabele 1 i 3). Wyniki badań właściwości zarówno różnych dyspersji, jak i uzyskiwanych z nich powłok (tabela 2, rys. 1-4) wskazują, że właściwości te (np. twardość, odporność na rozpuszczalniki) w sposób istotny zależą od rodzaju i udziału składnika silikonowego. Bardziej szczegółowe badania właściwości powierzchni powłok z zastosowaniem metod umożliwiających określenie ich zwilżalności (dynamiczny kąt zwilżania - DCA, swobodna energia powierzchni - SFE, tabela 4), a także metod ESCA/XPS i AFM ujawniły samoorganizowanie się warstw powierzchniowych w sposób zależny od budowy chemicznej polimerów tworzących układ hybrydowy. Przedstawione wyniki świadczą o tym, że właściwości materiałów hybrydowych opartych na silikonach i polimerach organicznych można dopasować do wymagań występujących w konkretnym zastosowaniu dzięki doborowi specyficznej struktury układu hybrydowego w skali mikrometrycznej, a nawet nanometrycznej.

EN

The results of studies on novel aqueous silicone-containing hybrid polymer dispersions of specific architecture designed for coatings are presented. Dispersions were synthesized either via polymerization of acrylic and styrene monomers in aqueous poly(siloxaneurethaneurea) anionic dispersions prepared from the mixture of polysiloxanediol, saturated polyol and unsaturated polyol and cycloaliphatic diisocyanate or via polymerization of silicone monomers in commercially available acrylic copolymer dispersions. The effect of structural parameters of the hybrid polymers with constituted dispersion particles on the properties of dispersions, films and coatings was studied and it was found that they were significantly influenced by the share and kind of silicone component. More detailed studies of surface properties of the coatings using wettability determinations (DCA, SFE), ESCA, and AFM techniques revealed self-assembling of the surface layers depending on the chemical composition of the polymers constituting the hybrid system. The results show, that the macro-scale properties of hybrid materials (combination of organic polymers and silicones) can be tailored to the demands of particular application through designing of the specific micro- or even nano-scale architecture of the hybrid system.

Słowa kluczowe

PL

polimery hybrydowe; polisiloksany; poliuretany; kopolimery akrylanowe; dyspersja wodna; kompozycje powłokowe

EN

hybrid polymers; polysiloxanes; polyurethane; acrylate copolymers; aqueous dispersions; coating compositions

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 51, nr 2
• Strony: 124--132
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz.

Twórcy

autor

Kozakiewicz J.

autor

Zielecka M.

autor

Koncka-Foland A.

autor

Bujnowska E.

autor

Szulc A.

• Industrial Chemistry Research Institute, Centre of Competence for Advanced Polymeric Materials of Industrial Importance POLMATIN, ul. Rydygiera 8, 01-793 Warszawa,

Bibliografia

• 1. Zielecka M., Kozakiewicz J., Przybylski J., Sobczak J.: Surf. Coat. Int. Part B: Coat. Trans. 2002, 85, B3,215.
• 2. Haas K. H., Amberg-Schwab S., Rose K., Schottner G.: Surf. Coat. Technol 1999, 111, 72.
• 3. Gilberts J.: Proc. of Silicones in Coatings II, 29—31 Jan. 1996, Brussels, paper 48R.
• 4. Lomoelder R., Plogmann R, Speier P.: Proc. of XXVIIIth Int. Waterborne, High Solids and Powder Coatings Symp., Feb. 21—23, New Orleans, 261.
• 5. Lejeune A.: Proc. of Silicones in Coatings IV, 30—31 May 2002, Guilford, paper 9.
• 6. Kozakiewicz J., Rościszewski P., Rokicki G., Koldoriski G., Skarżynski J., Koncka-Foland A.: Surf. Coat. Int., Part B: Coat. Trans. 2001, 84, B4, 301.
• 7. Polish Pat. Appl. P-337 545 (29.12.1999).
• 8. Kozakiewicz J.: Progr. Org. Coatings 1996, 27,123.
• 9. Kozakiewicz J., Koncka-Foland A., Skarżyński ].: Proc. of Silicones in Coatings IV 30—31.05.2002, Guildford(UK),paperll.
• 10. Kozakiewicz J., Skarżyński J., Koncka-Foland A., Grott A.: Proc. of the Conference "Preparation, Use and Analysis of Aqueous Dispersions and Solutions of Polymers", Szczyrk (Poland), 11—13 October 2001,42—44.
• 11. Zielecka M.: Proc. of Coatings Science Int. Conference, Nordwijk (The Netherlands), 28 June—1 July 2005,93.
• 12. Kozakiewicz J., Koncka-Foland A., Skarżyński J., Zielecka M.: Proc. of XXVII FATIPEC Congress, April 19—21, Aix-en-Provence (France), 2004, 495.
• 13. Kozakiewicz J., Koncka-Foland A., Skarżyński J., Sobczak J. W., Zielecka M.: Surf. Coat. Int., Part B: Coat. Trans, (in press).
• 14. Zielecka M.: Surf. Coat. Int., Part A: Coat. J. 2003, 05, 187.
• 15. Liu H., Chen M., Xu K., Wang Z.: Polimery 2004, 49, 404.
• 16. Zielecka M.: FATIPEC 2000 Congress Proceedings, Torino (Italy), 19—22 September 2000, 311.
• 17. Zielecka M.: Proc. of 10th International Congress on Deterioration and Conservation of Stone, Stockholm 2004,511.
• 18. Briggs D., Ranee D. G.: "Surface properties" chapter in "Encyclopaedia of Comprehensive Polymer Sci." (ed. Alien G., Bevington J. C), Pergamon Press, Oxford, 1988, 2, 707.