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Selbstpolierende Epoxidharz-Beschichtungen zersetzen sich im Meerwasser
Forschende haben ein neuartiges Epoxidharz entwickelt, das sich im Meerwasser kontrolliert abbaut und dabei eine selbstpolierende Oberfläche mit hoher Antifouling-Wirkung bildet.
Ein Forschungsteam aus China hat eine neue Generation selbstpolierender Antifouling-Beschichtungen auf Basis von Epoxidharz vorgestellt. Anders als herkömmliche Systeme, die meist auf thermoplastischen Acrylharzen oder Polyurethanen beruhen, nutzt die neue Formulierung ein speziell entwickeltes, im Meerwasser abbaubares Epoxidharz (DIGE) mit Pyrrolidonstruktur.
Durch die Kombination von DIGE mit handelsüblichem Epoxidharz (E51) in unterschiedlichen Massenverhältnissen lässt sich sowohl die Abbaurate als auch die Wirkstofffreisetzung gezielt steuern. Die Hydrolyse der Pyrrolidonstruktur in leicht alkalischer Umgebung erhöht die Hydrophilie des Materials und beschleunigt den Abbau von Esterbindungen. So entsteht kontinuierlich eine neue, saubere Oberfläche, die den Bewuchs hemmt.
Lesetipp: Epoxidharze
Epoxidharze sind aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften in der Beschichtungsindustrie verbreitet wie kaum eine Bindemittelklasse. In ihrem neuen Fachbuch „Epoxidharze“ erläutern die Autoren Dornbusch, Christ und Rasing die Grundlagen der Chemie der Epoxygruppe und vermitteln anhand konkreter Formulierungen den Einsatz der Epoxy- und Phenoxyharze in industriellen Beschichtungen – u.a. für Korrosionsschutz, Bodenbeschichtungen, Pulverlacke und Doseninnenbeschichtungen.
Hohe mechanische Stabilität und antibakterielle Wirkung
Oberflächenanalysen unter künstlichen Meerwasserbedingungen zeigten, dass die Beschichtung über Wochen hinweg eine gleichmäßige Erosion aufwies. Die DIGE-EP-Beschichtungen erzielten zudem eine bakterizide Rate von 99,7 % gegenüber E. coli und 99,9 % gegenüber S. aureus – auch noch nach zwei Monaten Hydrolyse.
Neben der Freisetzung von Antifouling-Wirkstoffen aus der Matrix trägt auch die intrinsische Antifouling-Eigenschaft der Harzstruktur zum Schutz bei. Die beim Aushärten entstehenden β-Aminoalkoholgruppen verleihen dem Material eine gute Hydrophilie. Darüber hinaus überzeugte die Beschichtung mit einer Haftfestigkeit von über 8 MPa und einer Schlagfestigkeit von 90 kg·cm, womit sie für den Langzeiteinsatz geeignet ist.
Quelle: Li, J. et al., Sea-water degradable self-polishing epoxy thermosets for antifouling coatings. Prog. Org. Coat. 203, 109162 (2025).
