Bibliographic Metadata
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- TitleSynthese und Charakterisierung von Epoxy/Acrylat Core-Shell Dispersionen und ihre Eignung für Korrosionsschutzbeschichtungen / von Daniel Kommer ; Erstgutachter Prof. Dr. rer. nat. Wolfgang Bremser, Zweitgutachter Prof. Dr.-Ing. Guido Grundmeier
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- Degree supervisor
- Published
- Description1 Online-Ressource (XI, 297 Seiten) : Illustrationen, Diagramme
- Institutional NoteUniversität Paderborn, Dissertation, 2026
- AnnotationTag der Verteidigung: 19.05.2026
- Defended on2026-05-19
- LanguageGerman
- Document TypesDissertation (PhD)
- Keywords (GND)
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Zusammenfassung
Wasserbasierte Epoxy/Acrylat-Polymerdispersionen mit weicher Kern/harte Schale-Morphologie wurden zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit mit unterschiedlichen Epoxyanteil synthetisiert. Hierfür wurden sechs unterschiedliche Mono- und Diglycidylverbindungen zuvor mit Methacrylsäure und Triphenylphosphin in Substanz modifiziert. Der Einbau in die erste Polymerphase erfolgte mit der Miniemulsionspolymerisation auf drei Arten: in den weichen hydrophoben Kern (Kern-Schale), in die harte polare Schale (inverse Kern-Schale) und in einen einphasigen homogenen Latexpartikel. Zur Charakterisierung wurden die Latexpartikel mit DLS, REM und AFM untersucht. Die Umhüllung der weichen Phase durch die harte Phase ist unvollständig. Es kommt zur Bildung isolierter Inseln, was auf eine kinetisch kontrollierte Partikelmorphologie schließen lässt. Der Einfluss des Einbauortes auf die mechanischen und thermischen Polymereigenschaften wurde mit Zugversuchen und DSC ermittelt. Des Weiteren wurden die resultierenden Filmeigenschaften, sowie die Stabilität der Latizes mit der Bestimmung der MFT, des Gelgehalts, der Wasseraufnahme der freien Filme und der Pendeldämpfung geprüft. Mit der neutralen Salzsprühnebelprüfung wurden ausgewählte Dispersionen hinsichtlich ihres Korrosionsschutzvermögens in einem Screening untersucht. Dabei verringern bei den zweiphasigen Dispersionen die höhere Polarität und das niedrigere Molekulargewicht der harten Phase die Beständigkeit. Des Weiteren kommt dem Vernetzungsgrad und einer vorzeitigen Netzwerkbildung zwischen den Epoxy- und Carboxylgruppen während der Synthese und Lagerung eine bedeutende Rolle bei der Filmbildung zu. Die Formulierung der Beschichtungen, wie z. B. Art und Menge des Koaleszenzmittels und Trocknungsbedingungen haben entscheidende Auswirkungen auf die Barrierewirkung und Wasserbeständigkeit der Beschichtungen.
Abstract
Soft core/hard shell epoxy/acrylate polymer dispersions with varied epoxy components were synthesized to enhance anti-corrosion performance. Previously, esterification between methacrylic acid and six different mono- and difunctional glycidyl ether was carried out in bulk using triphenylphosphine. The incorporation in the first polymer phase was conducted with miniemulsion polymerization in three ways: in the soft hydrophobic core (core-shell), in the hard polar shell (inverted core-shell) and in the homogenous latex particle. The morphology was characterized with DLS, DSC, SEM and AFM in detail. Engulfment of the soft phase through the hard phase is incomplete and isolated islands are formed indicating a kinetically controlled particle morphology. How the location of the epoxy compounds affects the performance and shelf-life of the latexes and films was investigated with tensile test and measurements of MFFT, gel content, water absorption and König hardness. The anti-corrosion behavior on a steel substrate, measured by salt-spray resistance, was determined on selected samples. High gel content and premature cross-linking of epoxy and carboxyl groups during synthesis and storage negatively affect the film formation. Higher polarity and lower molecular weight of the hard phase decrease the durability. Type and amount of coalescing agents and drying conditions affect the barrier properties and water resistance of the formulated clear coatings.
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