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Polyharnstoff-Beschichtung mit funktionalisierter Kieselsäure
Ein chinesisches Forschungsteam hat eine hochleistungsfähige Polyharnstoff-Verbundbeschichtung entwickelt, bei der Kieselsäure mit Lichtstabilisator und Fluorcarbonketten funktionalisiert wurde. Die Beschichtung kombiniert hervorragende Wetterbeständigkeit mit ausgezeichnetem Korrosionsschutz und Säure-/Basenbeständigkeit.
Korrosion stellt eine ernsthafte Bedrohung für die stabile Nutzung von Metallausrüstung dar und kann sogar zu deren Verschrottung führen. Polyharnstoff-Verbundbeschichtungen werden aufgrund ihrer hervorragenden Korrosionsschutzeigenschaften häufig für den Metallschutz eingesetzt. Ihre Beständigkeit gegen UV-Strahlung ist jedoch relativ gering, was einen langfristigen Schutz im Außenbereich erschwert. Ein Forschungsteam stellt nun eine Lösung vor, bei der Kieselsäure mit Fluorcarbonketten und Lichtstabilisatoren funktionalisiert und in die Polyharnstoff-Beschichtung integriert wurde.
Diese Modifikation verbessert sowohl die Wetterbeständigkeit als auch die Korrosions- und Säure-/Basenbeständigkeit. Nach 1800 h UV-Bestrahlung wies die Polyharnstoff-Verbundbeschichtung lediglich einen Farbunterschied von 4,6 auf, und der Wasserkontaktwinkel verringerte sich nur geringfügig von 98° auf 94°.
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Hervorragende Beständigkeit unter aggressiven Bedingungen
Nach UV-Bestrahlung wurde die Beschichtung zusätzlich 18 Tage in einer 5-prozentigen NaCl-Lösung eingetaucht. Der Impedanzwert |Z|₀,₁Hz erreichte dabei noch 1,11 × 10⁹ Ω·cm² – ein Beleg für die hervorragende UV-Stabilität. Darüber hinaus überstand die Beschichtung einen Salzsprühtest über 78 Tage sowie ein 82-tägiges Eintauchen in 5 wt% NaCl-, 5 wt% NaOH- und 5 wt% H₂SO₄-Lösungen, ohne sichtbare Rost- oder Blasenbildung aufzuweisen.
Zusätzlich zeigte die Beschichtung überlegene mechanische Eigenschaften. Die Studie liefert damit eine neue Strategie zur Herstellung hochleistungsfähiger Polyharnstoff-Verbundbeschichtungen für den langfristigen Schutz von Metallausrüstung im Außeneinsatz. Die gezielte Funktionalisierung der Kieselsäure-Füllstoffe eröffnet zudem ein generelles Konzept zur Verbesserung sowohl der Wetter- als auch der chemischen Beständigkeit von Schutzbeschichtungen.
Quelle: Zeng, Y. et al. High-performance polyurea composite coating with superior weatherability and corrosion resistance via incorporating silica functionalized by light stabilizer and fluorocarbon chain. Prog. Org. Coat. 110126 (2026).
