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Bio-basierte Vitrimer-Beschichtungen mit Multifunktion
Eine neue Familie bio-basierter Vitrimer-Beschichtungen kombiniert UV-Schutz, antioxidative Wirkung, Selbstheilung und Recyclingfähigkeit in einem System. Hergestellt wird sie über eine lösungsmittelfreie Thiol-En/Epoxid-Click-Reaktion – ein vielversprechender Ansatz für nachhaltige, multifunktionale Lacksysteme.
Die Entwicklung nachhaltiger Beschichtungen, die mehrere Hochleistungseigenschaften gleichzeitig vereinen, bleibt eine zentrale Herausforderung der Lackindustrie. Ein Forschungsteam um Liu hat nun eine neue Familie bio-basierter Vitrimer-Beschichtungen mit der Bezeichnung DGP-x vorgestellt, die über eine einfache, lösungsmittelfreie Thiol-En/Epoxid-Click-Reaktion hergestellt wird. Die Formulierung basiert auf drei Bausteinen: bio-basiertem Diallyldisulfid (DADS), Glycerintriglycidylether (GTE) und Pentaerythrit-Tetrakis(3-mercaptopropionat) (PETMP).
Durch die Integration dynamischer Disulfidbindungen aus DADS verfügen die ausgehärteten Netzwerke über eine ausgezeichnete Recyclingfähigkeit sowie ein UV-induziertes Selbstheilungsverhalten. Durch einfaches Anpassen des DADS/GTE-Verhältnisses lassen sich die Eigenschaften der Beschichtung gezielt auf spezifische Anforderungen abstimmen, was die Vielseitigkeit der Plattform unterstreicht.
Lesetipp
Lackeigenschaften: Um die speziellen Funktionen und Eigenschaften moderner Beschichtungen zu optimieren, ist ein Verständnis ihrer physikalisch-chemischen Zusammenhänge unerlässlich. Genau dieses Verständnis schafft „Lackeigenschaften messen und steuern“ nun bereits in der zweiten Auflage: Die Autoren vermitteln wichtiges Basiswissen in den Bereichen Rheologie, Grenzflächen und Kolloide und schlagen konsequent den Bogen von der Theorie hin zur anwendungstechnischen Praxis. Ein unverzichtbares Lehrbuch für Lackingenieur:innen, Chemiker:innen und Techniker:innen!
Robuste Leistung und geschlossener Recyclingkreislauf
Die optimierte Beschichtung weist eine in einem einzelnen System selten erreichte Kombination von Eigenschaften auf. Sie bietet hohe optische Transparenz bei gleichzeitig robustem UV-Schutz und einer bemerkenswerten antioxidativen Wirkung: Mehr als 95 % der DPPH-Radikale werden innerhalb von 30 min abgefangen. Mechanische und chemische Prüfungen bestätigten eine ausgezeichnete Flexibilität (bestandener Konusdorntest mit 1–3 mm), eine starke Haftung bis zur Stufe 5B sowie eine herausragende Lösungsmittelbeständigkeit mit über 200 Doppelhüben gegenüber gängigen Lösungsmitteln.
Darüber hinaus kann die Beschichtung Oberflächenkratzer unter UV-Bestrahlung effektiv selbst heilen und ist unter Thiolbedingungen abbaubar, was ein chemisches Recycling im geschlossenen Kreislauf ermöglicht. Nach Aussage der Autorinnen und Autoren bietet der Ansatz eine skalierbare und nachhaltige Strategie zur Herstellung multifunktionaler Beschichtungen mit hohem Potenzial für den industriellen Einsatz.
Perspektiven für nachhaltige Lacksysteme
Die Kombination aus bio-basierten Rohstoffen, lösungsmittelfreier Verarbeitung und vitrimerem Netzwerkverhalten eröffnet neue Perspektiven für die Lackindustrie. Insbesondere die Verbindung von Selbstheilung und chemischem Recycling adressiert zwei zentrale Nachhaltigkeitsanforderungen, die in herkömmlichen Beschichtungssystemen häufig nur isoliert realisierbar sind. Damit positioniert sich das DGP-x-System als vielversprechender Kandidat für künftige multifunktionale, nachhaltige Beschichtungslösungen.
Quelle: Liu, F. et al. Multifunctional bio-based coatings with UV-blocking, antioxidant, UV-induced self-healing, and recycling properties via solvent-free „click“ chemistry. Prog. Org. Coat. (2026).
