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Umweltfreundliche Polyurethanbeschichtung auf Cardanolbasis schützt Stahloberflächen vor Korrosion
Ein indisches Forschungsteam hat eine hydrophobe, wasserbasierte Polyurethanbeschichtung entwickelt, die auf dem biobasierten Rohstoff Cardanol basiert. Die Beschichtung kombiniert hohe Festkörpergehalte mit exzellentem Korrosionsschutz und chemischer Beständigkeit – ganz ohne toxische Vernetzer.
Der Einsatz nachhaltiger Rohstoffe gewinnt auch in der Beschichtungstechnologie zunehmend an Bedeutung. Forschende um Shiva Sharma stellten nun eine umweltfreundliche, hydrophobe wasserbasierte Polyurethanbeschichtung (WBPU) auf Basis von Cardanol, einem Nebenprodukt der Cashew-Industrie, her. Die neu entwickelte Nanodispersion enthält 75,5 % Feststoffe und wurde ohne zusätzliche Vernetzer nach den Prinzipien der Grünen Chemie synthetisiert.
Die Variation des Amingehalts (10–25 %) beeinflusste maßgeblich die mechanischen und korrosionsschützenden Eigenschaften der Beschichtungen. FTIR-Analysen bestätigten die vollständige Aushärtung der Polymermatrix, während Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) gleichmäßige kugelförmige Partikel mit einer Größe von 7 ± 3 nm zeigte. Die Oberfläche wies eine dichte, raue Morphologie mit amorphem Charakter auf – eine Struktur, die die Barriereeigenschaften verbessert.
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Hervorragende Beständigkeit und Korrosionsschutz
Mechanische Tests belegten eine Kratzhärte von 2 kg, hohe Schlagfestigkeit (150 lb/in), Biegeflexibilität (1/8 inch) und 100 % Haftfestigkeit. Auch gegen aggressive Medien wie 3,5 % HCl, NaCl, NaOH sowie Lösungsmittel und Wasser zeigte die WBPU-Beschichtung keine signifikanten Veränderungen. Die Zusammensetzung mit 20 % Amingehalt erreichte die besten Ergebnisse mit hoher Hydrophobie und thermischer Stabilität bis 230 °C.
Nach 24 Tagen in 3,5 % NaCl-Lösung lag die Korrosionshemmung bei 98,98 %, was auf ausgezeichnete Barriere- und Selbstschutzwirkung hinweist. Damit bietet die Cardanol-basierte WBPU eine nachhaltige und leistungsstarke Alternative zu konventionellen Polyurethanbeschichtungen für den Korrosionsschutz von Metallen.
Quelle: Sharma, S. et al. Development of environment-friendly cardanol-derived hydrophobic anticorrosive high solid waterborne nano-dispersed polyurethane coatings. Prog. Org. Coat. 207, 109402 (2025).
