Nachrichten Lacktechnologien
Robuste Siloxan/Polyurea-Beschichtungen kombinieren Superhydrophobie mit mechanischer Beständigkeit
Eine neu entwickelte Siloxan/Polyurea-Beschichtung kombiniert Mikrophasentrennung und eine Epoxid-Panzerung, um eine lang anhaltende superhydrophobe Leistung unter mechanischer und chemischer Beanspruchung zu erzielen.
Forschende haben eine superhydrophobe Beschichtung auf Siloxan/Polyurea-Basis mit verbesserter Haltbarkeit vorgestellt, die durch einen Mikrophasenseparationsansatz hergestellt und mit einer Epoxidharz-Panzerung verstärkt wurde. Die in Progress in Organic Coatings (Band 200, März 2025) veröffentlichte Studie befasst sich mit der zentralen Herausforderung der mechanischen Robustheit in praktischen Anwendungen wasserabweisender Oberflächen.
Das Design der Beschichtung basiert auf der intrinsischen Unverträglichkeit zwischen flexiblen Siloxanketten und starren Polyureasegmenten. Dies führt zu einer spontanen Mikrophasentrennung in unterschiedliche Mikrodomänen, wodurch komplexe Oberflächenmorphologien entstehen. Es wurden zwei Beschichtungssysteme untersucht – ATPDMS-IPUA-E und ATPDMS-HPUA-E –, die jeweils Aminopropyl-terminiertes Polydimethylsiloxan (ATPDMS) in Kombination mit verschiedenen Diisocyanaten verwendeten. Bemerkenswert ist, dass das ATPDMS0,3-HPUA-System einen Kontaktwinkel von 154° erreichte, was auf eine ausgezeichnete Wasserabweisung hinweist.
Veranstaltungstipp: Funktionelle Beschichtungen
Beschichtungen sollen inzwischen nicht mehr nur gut aussehen und vor Korrosion schützen. So gut und wichtig beide Eigenschaften sind, viele Kund:innen wollen mehr. Viele dieser Anforderungen lassen sich mit dem Begriff „Funktionale Beschichtungen“ beschreiben. Beliebte Schlagwörter, die hier oft fallen, sind anti-Eis, anti-Graffiti, Selbstheilung oder die oft genannte Haifischhaut. Manche dieser Eigenschaften sind inzwischen gut erforscht und am Markt etabliert, andere haben noch praktische Hürden zu überwinden. Welche funktionellen Beschichtungen zu welcher dieser Kategorien gehören, vermittelt Ihnen das FARBE UND LACK Seminar „Funktionelle Beschichtungen“ am 10.09.2025 in Essen.
Oberflächenstabilität unter mechanischer und chemischer Beanspruchung
Um eine langfristige Stabilität zu gewährleisten, wurden die Beschichtungen mit einer gerillten Epoxid-Panzerungsstruktur versehen, die die Oberflächenrauheit und Superhydrophobie bei Sandpapierabrieb, Klebebandabzug, Biegung und Schlagprüfungen bewahrte. Selbst nach längerem Eintauchen in saure (pH 2) und alkalische (pH 12) Lösungen für 12 Stunden behielten die Beschichtungen Kontaktwinkel von über 151 °C bei, was ihre hervorragende chemische Beständigkeit bestätigt.
Die Kombination aus Mikrophasendesign und externem Epoxidschutz ermöglicht es diesen Beschichtungen, die Anforderungen realer Anwendungen zu erfüllen, von selbstreinigenden Oberflächen bis hin zu Schutzbeschichtungen in aggressiven Umgebungen.
Quelle: Guo, Q. et al. Durable siloxane/polyurea superhydrophobic coatings based on microphase separation method and armour protection strategy, Progress in Organic Coatings, Band 200, März 2025, 108989.
