THIOCURE für Farben & Lacke, Kleb- & Dichtstoffe

Transkript

1 Titelfolie THIOCURE für Farben & Lacke, Kleb- & Dichtstoffe

2 Agenda Bruno Bock Evans THIOCURE Chemetics PU-Systeme EP-Systeme Thiol-En Agenda Bruno Bock Chemische Fabrik GmbH THIOCURE Polythiole Einführung Herstellung Eigenschaften Thiourethansysteme Epoxid-Systeme UV- und Thiol-En-Systeme Dichtungsmassen Typen & Lieferprogramm 1

3 Bruno Bock PU-Systeme Thiol-En Agenda Evans Chemetics EP-Systeme THIOCURE Bruno Bock Spezialchemikalienhersteller, weltweit führend im Bereich Mercaptocarbonsäuren & Derivate Privates Familienunternehmen, gegründet 1937 in Hamburg 2

4 Bruno Bock PU-Systeme Thiol-En Agenda Evans Chemetics EP-Systeme THIOCURE Übernahme der Firma Evans Chemetics / USA in 2005 Inbetriebnahme der Anwendungstechnik für Lacke & Klebstoffe im Mai 2010 Ca. 100 Angestellte am Standort in Deutschland und ca. 70 in den USA 3

5 Bruno Bock PU-Systeme Thiol-En Agenda Evans Chemetics EP-Systeme THIOCURE THIOCURE Handelsbezeichnung für Polythiole von Bruno Bock und Evans Chemetics Thiole (oder auch Mercaptane genannt) sind Schwefel- Analoge des Alkohols, die funktionelle Gruppe ist eine SH Endgruppe 4

6 Agenda Bruno Bock Evans THIOCURE Chemetics PU-Systeme EP-Systeme Thiol-En Polythiole sind di- bis hexafunktional niedrigviskos lösemittel- und VOC-frei nahezu farblose Flüssigkeiten Polythiole haben einen hohen Brechungsindex 5

7 Bruno Bock PU-Systeme Thiol-En Agenda Evans Chemetics EP-Systeme THIOCURE Thiole reagieren über eine Polyaddition mit Epoxiden und Isocyanaten sowie über eine radikalische bzw. nukleophile Addition mit Doppel- und Dreifachbindungen 6

8 Bruno Bock PU-Systeme Thiol-En Agenda Evans Chemetics EP-Systeme THIOCURE Herstellung von Polythiolen durch Veresterung von Mercaptocarbonsäuren + Polyfunktionellem Alkohol 3-Mercaptopropionsäure (3-MPS) Mercaptopropionate und Polymerthiole Thioglykolsäure (TGS) Mercaptoacetate 7

9 Bruno Bock PU-Systeme Thiol-En Agenda Evans Chemetics EP-Systeme THIOCURE Mercaptopropionate 3-Mercaptopropionsäure + Pentaerythritol THIOCURE PETMP + Trimethylolpropan THIOCURE TMPMP + Ethylenglykol THIOCURE GDMP 8

10 Agenda Bruno Bock Evans THIOCURE Chemetics PU-Systeme EP-Systeme Thiol-En Polymere Polythiole THIOCURE ETTMP THIOCURE PCL4MP 1350 (Versuchsprodukt) THIOCURE PPGMP 800 und 2200 (Versuchsprodukte) 9

11 Bruno Bock PU-Systeme Thiol-En Agenda Evans Chemetics EP-Systeme THIOCURE Mercaptoacetate Thioglykolsäure (TGS) + Pentaerythritol THIOCURE PETMA + Trimethylolpropan THIOCURE TMPMA + Ethylenglykol THIOCURE GDMA 10

12 Agenda Bruno Bock Evans THIOCURE Chemetics PU-Systeme EP-Systeme Thiol-En THIOCURE Eigenschaften Mercaptopropionate PETMP, TMPMP, GDMP, 2 Mercapto- Acetate PETMA, TMPMA, GDMA Polymere Polythiole ETTMP, PCL4MP 1350 Reaktivität Härte Flexibilisierung -/+ -/+ ++ UV-Beständigkeit /+ Wassermischbarkeit /+ Geruch = bestes Resultat 11

13 Bruno Bock PU-Systeme Thiol-En Agenda Evans Chemetics EP-Systeme THIOCURE THIOCURE Verwendungsmöglichkeiten Bindemittel für - Thiourethan- Systeme -Thiol-En-Systeme (thermisch oder UV-härtend) Additiv für - PUR-Systeme - radikalische UV-Systeme - Einbrennlacke Härter für - Epoxid-Systeme 12

14 THIOCURE EP-Systeme Dichtstoffe Bruno Bock Evans Chemetics Thiol-En PU-Systeme THIOCURE für Thiourethan-Systeme Isocyanate können mit Verbindungen umgesetzt werden, die aktiven Wasserstoff enthalten (Alkohole, Wasser, Amine, Carbonsäuren, Thiole) Amine und Thiole haben eine deutlich höhere Reaktivität mit Isocyanat als übliche Polyole (Acrylate, Polyester, Polyether) 13

15 THIOCURE EP-Systeme Dichtstoffe Bruno Bock Evans Chemetics Thiol-En PU-Systeme Berechnung des Vernetzungsverhältnisses Pro NCO-Equivalent ist ein Thiol-Equivalent einzusetzen Berechnung über den Isocyanat-Grundwert: Isocyanat [g] = Menge THIOCURE [g] x SH-Gehalt [%] x x NCO-Gehalt [%] 42 = Molekularmasse der NCO-Gruppe 33 = Molekularmasse der SH-Gruppe 14

16 THIOCURE EP-Systeme Dichtstoffe Bruno Bock Evans Chemetics Thiol-En PU-Systeme Wie läßt sich die Reaktivität von Thiourethan- Systemen steuern? Generell weisen Polyisocyanate verschiedener Hersteller unterschiedliche Reaktivitäten auf Bei zu geringer Reaktivität ist eine Katalyse mit Metallkatalysatoren (z.b. K-Kat 5218) oder quarternären Ammoniumsalzen (BYK -ES 80) möglich. DBTL katalysiert die SH/NCO-Reaktion (bei Rt.) nicht! Bei zu hoher Reaktivität ist eine Kombination mit trägem Polyol oder Zusatz von reaktionsinhibierenden Komponenten möglich 15

17 THIOCURE EP-Systeme Dichtstoffe Bruno Bock Evans Chemetics Thiol-En PU-Systeme Reaktionsinhibierend wirken z.b. Phosphorsäureester (Dibutylphospat) oder Borsäureester (Tributylborat) [min] 200 Gelzeit PETMP + D'dur N ohne 1% 0,1% Zusatz Tributylborat Dibutylphosphat Verwendung von THIOCURE PETMP sl oder PETMP cs anstelle PETMP Standard 16

18 THIOCURE EP-Systeme Dichtstoffe Bruno Bock Evans Chemetics Thiol-En PU-Systeme Geringere CO 2 -Bildung im Vergleich zur NCO-OH Reaktion THIOCURE ETTMP Desmodur E Polyetherpolyol + Desmodur E 29 17

19 THIOCURE EP-Systeme Dichtstoffe Bruno Bock Evans Chemetics Thiol-En PU-Systeme THIOCURE für Epoxid-Systeme als Härter, Beschleuniger, Coreaktionspartner sowohl zur Formulierung lösemittelhaltiger Anstriche, insbesondere aber für lösemittelfreie Beschichtungen, Vergussmassen, Bodenbeläge und Reparaturmassen für den Bausektor, sowie für Kleb- und Dichtstoffe Aushärtung auch im Niedertemperaturbereich Als Härter für Epoxy-terminierte Polysulfide geeignet Keine bzw. geringe Eigenfarbe im Vergleich zu Aminhärtern 18

20 Bruno Bock THIOCURE Evans PU-Systeme Chemetics EP-Systeme Thiol-En Dichtstoffe Als Aktivator/Katalysator fungieren tertiäre Amine Das entstehende Thiolatanion ist sehr nukleophil und addiert schneller an die Epoxidfunktionen Quelle: Formulierung von Kleb- und Dichtstoffen (Bodo Müller / Walter Rath) 19

21 Bruno Bock THIOCURE Evans PU-Systeme Chemetics EP-Systeme Thiol-En Dichtstoffe In Abhängigkeit der Art und Menge des Katalysators lassen sich so äußerst schnell reagierende Systeme formulieren [min.] Gelzeit [min] ,10% 0,25% 0,50% 1,00% 100 g BisphenolA- Standard EP- Harz + 65,2 g PETMP Katalysator: TEDA Triethylendiamin (DABCO LV 33 / Addocat 105, Lff. bez. auf EP-Harz) Tertiäre Amine und Polythiole sind jedoch nicht lagerstabil mischbar 20

22 Bruno Bock THIOCURE Evans PU-Systeme Chemetics EP-Systeme Thiol-En Dichtstoffe Auch Phosphoniumsalze zeigen katalytischen Effekt! Lagerstabile Vormischung mit THIOCURE möglich! [h] Gelzeit [h] 0,3 0,5 0,65 0,8 1 1,25 1,5 100 g BisphenolA- Standard EP- Harz + 65,2 g PETMP Katalysator: Tributylhexadecylphosphoniumbromid(Cyphos 3472, Anteil bez. auf EP-Harz) 21

23 THIOCURE EP-Systeme Dichtstoffe Bruno Bock Evans Chemetics Thiol-En PU-Systeme THIOCURE -Anwendungsbeispiele Fußböden in Garagen und Kühlhäusern Reparaturmörtel 5-minutes Klebstoffe Klebstoffe für die Elektronikindustrie 22

24 THIOCURE PU-Systeme Evans EP-Systeme Chemetics UV/Thiol-En Dichtstoffe Typen THIOCURE für Strahlungshärtende Systeme Ultraviolettes Licht / Electron Beam Freier Radikalischer Prozess Dual-Cure / Hybrid Cure Kationischer Prozess Thiol-Ene- Reaktion Anionischer Prozess Michael- Addition Katalysierte Polyaddition mit fotolatenten Basen 23

25 PU-Systeme Thiol-En Typen THIOCURE Evans Chemetics Dichtstoffe EP-Systeme THIOCURE für Thiol-En Systeme Die Thiol-En Reaktion ist die Umsetzung eines Thiols und einer Doppelbindung zu einem Thioether Die Thiol-En Reaktion ist eine sogenannte Click-Reaktion und kann als radikalische Additionsreaktion oder als basische bzw. nucleophile Michael-Addition ablaufen Die Initiierung kann mittels radikalischer Initiatoren photochemisch oder thermisch erfolgen Als Kombinationspartner kommen z.b. Acrylate, Vinyl-Ether, Propenyl-Ether, Allyl-Ether und niedermolekulare Polybutadiene in Frage 24

26 PU-Systeme Thiol-En Typen THIOCURE Evans Chemetics Dichtstoffe EP-Systeme Vorteile: keine Sauerstoffinhibierung!!! sehr geringe Schrumpfungsneigung hoher Umsetzungsgrad der Doppelbindung THIOCURE -Anwendungsbeispiele / Referenzen Holzimprägnierung Doming-Labels 25

27 PU-Systeme Thiol-En Typen THIOCURE Evans Chemetics Dichtstoffe EP-Systeme THIOCURE für radikalisch härtende UV-Systeme Bereits 1 bis 10 Gew.% Thiol als Zusatz in Acrylat-Systemen genügen, um die Sauerstoffinhibierung deutlich zu senken, selbst bei dünnen Filmen Die Gegenwart des Thiols verzögert den Gelpunkt und verringert Schrumpfspannung Bildung von homogenen Polymernetzwerken Niedrigere Konzentration des Photoinitiators möglich Kann Aminsynergisten ersetzen, z.b. in LED-härtenden Systemen 26

28 PU-Systeme Thiol-En Typen THIOCURE Evans Chemetics Dichtstoffe EP-Systeme THIOCURE für Dichtstoffe Als Zusatz für Dichtungsmassen auf Basis Polysulfid zur Erhöhung der Vernetzungsdichte 27

29 PU-Systeme Thiol-En Typen THIOCURE Evans Chemetics Dichtstoffe EP-Systeme THIOCURE PETMP PETMP l.o. PETMP sl PETMP cs* Chem. Bezeichnung Standardtype Pentaerythritoltetra(3-mercapto-propionat) low odor Geruchsarme Variante Funktionalität 4 Molmasse [g/mol] 488,6 H-Aktiv-Equivalent SH-Gehalt [Gew. %] ~ 26 Viskosität Brookfield ISO 2555, 21 C slow Kontrollierte Reaktivität, empfohlen für PUR-Systeme ~ 400 mpa. s Eingestellte Reaktivität, empfohlen für PUR- und Thiol- Ene-Systeme *Versuchsprodukt 28

30 PU-Systeme Thiol-En Typen THIOCURE Evans Chemetics Dichtstoffe EP-Systeme THIOCURE TMPMP GDMP PETMA TMPMA GDMA Chemische Bezeichnung Trimethylolpropantri (3-mercaptopropionat) Funktionalität Molmasse [g/mol] Glykoldi (3-mercaptopropionat) Pentaerythritoltetramercaptoacetat Trimethylolpropantrimercaptoacetat Glykoldimercaptoacetat H-Aktiv- Equivalent SH-Gehalt [Gew. %] Viskosität Brookfield ISO 2555, 21 C 398,6 238,3 432,5 356,5 210, ~ 24 ~ 26,8 ~ 29,5 ~ 26,5 ~ 30,5 ~150 mpa. s ~10 mpa. s ~400 mpa. s kristallisiert bei RT ~120 mpa. s ~10 mpa. s 29

31 THIOCURE PU-Systeme Evans EP-Systeme Chemetics Thiol-En Dichtstoffe Typen THIOCURE Di-PETMP Di-TMPMP* Chemische Bezeichnung Di-Pentaerythritolhexakis (3-mercaptopropionat) Di-Trimethylolpropantetra (3-mercaptopropionat) Funktionalität 6 4 Molmasse [g/mol] 783,1 602,8 H-Aktiv-Equivalent SH-Gehalt [Gew. %] ~ 24,1 ~ 20,8 Viskosität Brookfield ISO 2555, 21 C ~ 2000 mpa. s ~ 450 mpa. s *Versuchsprodukt 30

32 THIOCURE PU-Systeme Evans EP-Systeme Einsatz Chemetics Thiol-En Dichtstoffe Typen THIOCURE Chemische Bezeichnung TEMPIC Tris[2-(3-mercaptopropionyloxy)ethyl]isocyanurat Formel SH-Funktionalität 3 Molmasse[g/mol] 525,6 g/mol SH-Gehalt [Gew.%] 18,4 Viskosität Brookfield ISO 2555, 21 C ~ 8000 mpas 31

33 PU-Systeme Thiol-En Typen THIOCURE Evans Chemetics Dichtstoffe EP-Systeme THIOCURE ETTMP 1300 ETTMP 700 PCL4MP 1350* Chemische Bezeichnung Ethoxyliertes Trimethylpropan-tri(3- mercaptopropionat) Ethoxyliertes Trimethylpropan-tri(3- mercaptopropionat) Polycaprolacton tetra 3-mercaptopropionat Funktionalität Mittlere Molmasse [g/mol] H-Aktiv- Equivalent SH-Gehalt [Gew. %] Viskosität Brookfield ISO 2555, 21 C ~1300 ~700 ~ ~ 7,1 ~ 13,5 ~ 9,1 ~400 mpa. s ~200 mpa. s ~1000 mpa. s *Versuchsprodukt 32

34 THIOCURE PU-Systeme Evans EP-Systeme Chemetics Thiol-En Dichtstoffe Typen THIOCURE DMPT DMDS Chemische Bezeichnung 2,3-Di((2-mercaptoethyl)thio)-1-propanthiol Dimercaptodiethylsulfid Formel Funktionalität 3 2 Molmasse [g/mol] 260,5 154,3 SH-Gehalt [Gew.%] min. 36,2 min. 40,7 Viskosität Brookfield ISO 2555, 21 C < 10 mpa. s < 10 mpa. s Brechungsindex 1,63 1,60 Bemerkung DMPT und DMDS sind sehr geruchsintensiv! Verwendung nur in geschlossenen Applikationen! 33

35 Einsatz Bruno Bock Chemische Fabrik GmbH & Co. KG Eichholzer Str. 23, D Marschacht, Tel Fax: , Kontakt Marketing & Verkauf Jens P. Jensen +49-(0) Anwendungstechnik Elvira Schlatter +49-(0) Entwicklung Dr. Matthias Rehfeld +49-(0) Wir beraten unsere Kunden nach bestem Wissen im Rahmen unserer Möglichkeiten und uns zugänglichen Informationen. Unsere Hinweise sind daher unverbindlich. Bestehende Gesetze und Bestimmungen sind in jedem Fall zu beachten. Dies gilt auch hinsichtlich etwaiger Schutzrechte Dritter. Unsere Hinweise entbinden den Verwender nicht von der Erfordernis, unsere Produkte in eigener Verantwortung auf die Eignung für den vorgesehenen Zweck zu überprüfen. DIES IST KEINE GARANTIEERKLÄRUNG. ALLE IMPLIZIERTEN GARANTIEN FÜR GEBRAUCHSTAUGLICHKEIT UND EIGNUNG FÜR BESTINMMTE ZWECKE SIND AUSDRÜCKLICH AUSGESCHLOSSEN