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Selbstheilende, wasserbasierte Polyurethanbeschichtung schützt zuverlässig vor Korrosion
Forschende haben eine umweltfreundliche, selbstheilende Beschichtung auf Basis wasserbasierter Polyurethane entwickelt. Das neuartige duale Netzwerk aus dynamischen Bindungen sorgt für hohe mechanische Festigkeit, zuverlässige Selbstheilung und langanhaltenden Korrosionsschutz.
Ein Forschungsteam aus China hat eine neuartige selbstheilende Beschichtung auf Basis wasserbasierter Polyurethane (WPU) vorgestellt. Ziel war es, die Herausforderungen von Korrosionsschutzsystemen zu meistern, die mechanische Stabilität, Selbstheilungsfähigkeit und Schutzwirkung gegen Korrosion vereinen müssen. Dazu kombinierten die Forschenden reversible Disulfidbindungen, Acylhydrazonbindungen sowie thermosensitive Wasserstoffbrücken.
Die dualen dynamischen Netzwerke entstehen durch chemische Vernetzung von Acylhydrazonbindungen und physikalische Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Acylhydrazon-, Urethan- und Harnstoffgruppen. Dieses Zusammenspiel führt zu einer deutlichen Verbesserung der Barriereeigenschaften, einer hohen mechanischen Festigkeit sowie einer effizienten Selbstheilungsleistung.
Veranstaltungstipp: Korrosionsschutz
Das Seminar „Innovative Korrosionsschutzlacke“ am 08.10.2025 behandelt Rohstoffe und deren Verwendung in Lacksystemen, die in der Lage sind Beanspruchungen Stand zu halten und die Lebensdauer der Substrate erheblich verlängern. Lernen Sie, wie modernste Technologien und nachhaltige Lösungen zum langfristigen Werterhalt beitragen. Tauchen Sie in das Thema ein und stellen Sie Ihre Fragen.
Hohe Selbstheilungseffizienz und Korrosionsbeständigkeit
Das entwickelte Polymer WPUSS-P4 erreichte eine Streckgrenze von 14,6 MPa, eine Bruchfestigkeit von 20,9 MPa sowie eine Selbstheilungseffizienz von 93 %. In Korrosionstests zeigte die Beschichtung nach 240 Stunden EIS-Messung in 3,5 % NaCl-Lösung sowie nach 120 Stunden Salzsprühnebeltest in 5 % NaCl-Lösung ein hohes und dauerhaftes Schutzvermögen. Bemerkenswert ist, dass intakte und selbstgeheilte WPUSS-P4-Beschichtungen nahezu identische Eigenschaften aufwiesen – mit einer nahezu vollständigen Wiederherstellung der Korrosionsbeständigkeit.
Die Studie liefert einen Ansatz für nachhaltige, umweltfreundliche Korrosionsschutzsysteme mit hohem Anwendungspotenzial für metallische Substrate.
Quelle: Fu, B. et al., Eco-friendly fabrication of self-healing robust waterborne polyurethane based on dual dynamic networks for metal corrosion protection. Prog. Org. Coat. 203, 109188 (2025).
