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Flüssigkeitsabweisend und selbstheilend: Neue Epoxidharz-Beschichtung mit hoher mechanischer Stabilität
Chinesische Forschende haben eine neuartige, flüssigkeitsähnliche Epoxidharz-Beschichtung mit herausragenden Antihaft-, Selbstheilungs- und Recyclingeigenschaften entwickelt. Möglich wird dies durch den Einsatz dynamischer Disulfidbindungen in Kombination mit hyperverzweigtem Epoxidharz und Silikonkomponenten.
Ein Forschungsteam aus China hat eine neue flüssigkeitsähnliche Beschichtung auf Basis von hyperverzweigtem Epoxidharz (HBEP) entwickelt, die eine breite Palette an Flüssigkeiten abweist und sich selbst reparieren kann. Die Formulierung kombiniert HBEP mit 4,4′-Diaminodiphenyldisulfid (APD) sowie mono-disulfid-terminiertem Poly(dimethylsiloxan) (MD-PDMS). Dank dieser Kombination zeigt die Beschichtung eine geringe Gleitwinkelneigung von unter 5 ° bei Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Oberflächenspannungen.
Die entwickelte Oberfläche eignet sich für verschiedene Substrate wie Glas, PET und Metall. Neben Flüssigkeiten weist sie auch Staub und Klebstoffe effektiv ab. Ihre mechanische Härte liegt bei rund 65,6 MPa. Besonders hervorzuheben ist die Fähigkeit zur Selbstheilung: Bei mechanischen Schäden lassen sich Risse durch Erwärmen auf etwa 40 °C nahezu vollständig – mit einer Effizienz von rund 99 % – wieder verschließen. Dies gelingt auch nach mehreren Heilungszyklen.
Veranstaltungstipp: Epoxidharz
Kaum eine Bindemittelklasse wird in der Lackbranche so häufig genutzt wie die der Epoxide. Was diese Systeme konkret leisten, wie Harz und Härter dafür zusammenspielen müssen und wo der Lack doch noch an seine Grenzen stößt, erfahren Sie in Seminar „Epoxidlacke“ am 10.09.2025. Natürlich wird dabei auch auf das Thema VOC eingegangen und wässrige Epoxidsysteme werden erklärt.
Selbstheilung durch dynamische Disulfidbrücken
Die Selbstheilung basiert auf reversiblen Disulfidbindungen innerhalb des MD-PDMS, die sich bei moderaten Temperaturen rekonfigurieren und so eine neue, flüssigkeitsähnliche Oberfläche bilden. Die Kombination dieser reversiblen chemischen Vernetzung mit der natürlichen Gleitfähigkeit des Materials bietet einen vielversprechenden Ansatz für langlebige und wartungsarme Antihaftbeschichtungen.
Anwendungspotenziale sehen die Forschenden vor allem im Außenbereich – etwa für öffentliche Einrichtungen, Architekturoberflächen oder Schiffskomponenten. Durch die Kombination aus mechanischer Belastbarkeit, Recyclingfähigkeit und Antihaftwirkung könnte die Beschichtung auch in industriellen Umgebungen neue Maßstäbe setzen.
Quelle: Progress in Organic Coatings, Volume 200, March 2025, Article 109039,
