Elektronenstrahl-induzierte kationische Härtung: Neue Impulse für nachhaltige Epoxidbeschichtungen
Die energieeffiziente Härtung von Epoxidharzen mittels Elektronenstrahl (EB) steht zunehmend im Fokus der industriellen Beschichtungsentwicklung. Ein Forschungsteam unter Leitung der Technischen Universität Eindhoven hat nun gezeigt, dass sich bifunktionale Epoxidmonomere unter milden EB-Bedingungen schnell und nahezu vollständig (>95 %) polymerisieren lassen – ohne nachträgliche thermische Behandlung. Die Polymerisation erfolgt dabei kationisch und erlaubt kurze Prozesszeiten bei gleichzeitig hoher Reaktivität.
Das Team untersuchte verschiedene kationische Initiatoren und Epoxidmonomere und konnte den Zusammenhang zwischen chemischer Struktur, Vernetzungsdichte und mechanischer Performance systematisch darstellen. Je nach Strahlungsintensität und Monomerzusammensetzung variierten Härte und Elastizität der erzeugten Beschichtungen deutlich. Trotz der bislang als langsam geltenden kationischen EB-Härtung zeigten die Proben hervorragende mechanische Eigenschaften und keine unreaktiven Epoxidreste.
Besonders relevant für die industrielle Praxis ist der Verzicht auf eine thermische Nachvernetzung: Die Materialien härten vollständig unter Elektronenstrahlung aus, was Produktionszeiten verkürzt und Energie spart. Der Aufbau strukturmechanischer Beziehungen ermöglicht es darüber hinaus, die Eigenschaften gezielt über die Wahl der Monomere und Strahlparameter zu steuern.
Die Forschung liefert damit eine wichtige Grundlage für die breitere Anwendung der kationischen EB-Härtung in der industriellen Lacktechnik – insbesondere dort, wo schnelle, energieeffiziente und lösemittelfreie Prozesse gefragt sind.
Quelle: Farbe & Lack und Progress in Organic Coatings, Volume 200, March 2025, Article 109017