폴리아스파틱 경화 메커니즘

폴리아스파틱 경화는 이소시아네이트와 아스파틱 에스테르 간의 고효율 가교 반응을 포함하는 독특한 화학 반응 메커니즘을 기반으로 하며, 이로 인해 조밀한 3차원 네트워크 구조가 형성됩니다.

기본 화학 반응
폴리아스파틱 경화는 본질적으로 이소시아네이트 그룹(-NCO)과 아스파틱 에스테르의 아민 그룹(-NH₂) 간의 단계적 중합 반응으로, 요소 결합(-NH-CO-NH-)을 형성합니다. 반응은 다음과 같이 표현할 수 있습니다:

{R-NCO} + {R'-NH} → {R-NH-CO-NH-R'}

이것은 발열 반응으로, 빠르게 고분자 사슬을 형성하고 가교 결합 부위를 설정하여 네트워크 구조를 만듭니다.

경화 과정의 세 단계
폴리아스파틱 경화는 아스파틱 에스테르의 분자 구조에 따라 세 단계로 진행됩니다.

1. 유도 단계 (지연된 반응)

아스파틱 에스테르 분자 내의 에스테르 그룹(-COOR)은 입체 장애 및 전자 효과로 인해 아민 그룹(-NH₂)의 반응성을 일시적으로 억제하여 이소시아네이트와의 초기 반응을 지연시킵니다. 이 단계는 혼합, 분무 또는 롤링을 위한 작업 시간(일반적으로 10-30분)을 제공합니다.

2. 급속 가교 단계

온도가 상승하거나 유도 단계 이후, 아민 반응성이 증가하여 이소시아네이트와 빠르게 반응하여 다수의 요소 결합을 생성합니다. 짧은 시간(1-2시간) 내에 고강도 가교 네트워크가 형성되어 급속 경화를 달성합니다.3.후경화 단계

잔류 -NCO 그룹은 주변 습기 또는 반응하지 않은 아민과 계속 반응하여 가교 밀도를 더욱 증가시키고 24-48시간 내에 최종 기계적 특성(예: 인장 강도 및 내마모성)에 도달합니다.

아스파틱 에스테르의 주요 역할
아스파틱 에스테르는 잠재적인 사슬 연장제 역할을 하며, 다음과 같은 특성을 통해 경화 과정을 최적화합니다:

• 반응 속도 제어 가능—에스테르 그룹의 입체 장애는 반응 반응성을 조절하여 적용 시간과 경화 효율의 균형을 맞춥니다.
• 저온 적응성—저온(예: -10°C)에서 반응성을 유지하여 저온에서 기존 폴리우레아가 경험하는 경화 실패를 방지합니다.
• 환경 친화성—휘발성 유기 화합물(VOC)의 방출을 줄여 친환경 건설 요구 사항을 준수합니다.

기존 폴리우레아와의 비교

경화가 성능에 미치는 영향

• 고강도 및 내마모성: 높은 가교 밀도는 우수한 기계적 특성(인장 강도 >20MPa, 마모 <40mg in Taber tests)을 부여합니다.
• 내화학성: 조밀한 구조는 산, 염기 및 염수 미스트의 침투에 저항하여 화학 공장 및 해양 환경에 적합합니다.
• 내후성: 지방족 이소시아네이트 백본은 UV 저항성을 제공하여 장기간 사용 시 황변 또는 균열을 방지합니다.
• 탄성 및 접착력: 유연한 세그먼트(예: 폴리에테르 사슬)는 높은 신율(>300%)과 기재(콘크리트 및 금속)에 대한 강한 접착력을 제공합니다.

응용 분야에서 경화의 실제 제어

• 혼합 비율: 잔류 반응하지 않은 단량체를 방지하기 위해 이소시아네이트와 아스파틱 에스테르는 정확한 비율(예: 1:1)로 엄격하게 혼합해야 합니다.
• 온도 제어: 촉매(예: 유기 주석 화합물)는 저온 환경에서 추가할 수 있으며, 고온 환경에서는 적용 시간을 줄여야 합니다.
• 습도 제어: 공기 중의 수분은 이소시아네이트와 반응하여 CO₂를 부반응으로 생성할 수 있습니다. 환경 습도는 80% 미만으로 제어해야 합니다.

기술 개발 동향

• 스마트 경화 시스템: 온디맨드 경화를 달성하기 위해 광경화성 또는 온도 트리거 폴리아스파틱 시스템 개발.
• 바이오 기반 재료: 석유 화학 자원에 대한 의존도를 줄이기 위해 식물 유래 아스파틱 에스테르 활용.
• 자가 치유 기능: 가교 네트워크에 동적 결합(예: Diels-Alder 결합)을 도입하여 사소한 코팅 손상을 자가 수리합니다.

폴리아스파틱의 경화 원리는 지연된 반응과 급속 가교의 전략적 조합을 통해 제어된 적용 프로세스와 효율적인 경화를 보장합니다. 설계 가능한 화학 구조는 미래의 재료 성능 최적화 및 새로운 응용 개발에 대한 광범위한 잠재력을 제공합니다.

Feiyang은 30년 동안 폴리아스파틱 코팅용 원료 생산을 전문으로 해왔으며 폴리아스파틱 수지, 경화제 및 코팅 제형을 제공할 수 있습니다.

문의 사항이 있으시면 언제든지 연락주세요:marketing@feiyang.com.cn

당사 제품 목록:

• 폴리아스파틱 수지
• 이소시아네이트 경화제
• 에폭시 경화제
• 특수 화학 물질

Feiyang Protech의 고급 폴리아스파틱 솔루션이 코팅 전략을 어떻게 변화시킬 수 있는지 알아보려면 지금 기술 팀에 문의하십시오. 기술 팀에 문의하십시오