Nachrichten Rohstoffe

Nachhaltige Nanopartikel verbessern Kratzfestigkeit wasserbasierter Acrylatlacke

Wasserbasierte Beschichtungssysteme gewinnen zunehmend an Bedeutung. Eine neue Studie untersucht die umweltfreundliche Modifikation von Nano-Aluminiumoxid (Al2O3) zur Verbesserung der Kratzfestigkeit von Polyacrylatlacken.
David Dominguez geht davon aus, dass die Zukunft der wasserbasierten Beschichtungen durch strengere Vorschriften, die steigende Nachfrage nach Nachhaltigkeit, die Ausweitung auf neue industrielle Anwendungen, Leistungsverbesserungen sowie verstärkte Zusammenarbeit und Innovation geprägt sein wird. Quelle: b13 - adobe.stock.com

Ein chinesisches Forschungsteam hat eine nachhaltige Methode zur Modifikation von Nano-Al2O3 entwickelt, um die mechanischen Eigenschaften wasserbasierter Acrylatlacke zu verbessern. Die Studie, die im Journal of Nanoparticle Research veröffentlicht wurde, zeigt, dass die behandelten Nanopartikel die Kratzfestigkeit der Lacke signifikant erhöhen.

Durch den Einsatz eines biobasierten Polyhydroxyurethans (PHU) als Matrix konnten die Wissenschaftler eine optimale Balance zwischen mechanischer Stabilität und Selbstheilungseigenschaften erreichen. Die Einbindung von aminopropyl-terminiertem Polydimethylsiloxan (H2N-PDMS-NH2) ermöglichte eine gesteigerte Kettenbeweglichkeit und führte zu einer hohen Vernetzungsdichte.

Lesetipp: Silicium- und Nanotechnologie für Lacksysteme

Die Nanotechnologie hat mittlerweile in vielen Bereichen einen besonderen Stellenwert eingenommen. Erhalten Sie dank zahlreicher Beispiele einen Überblick über alle wichtigen Felder der chemischen Nanotechnologie – vom Rohstoff bis zu nanobasierten Beschichtungen. Schritt für Schritt werden in „Silicium- und Nanotechnologie für Lacksysteme“ Grundlagen vermittelt sowie die Synthese und Polymerchemie, die Herstellung von Nanomaterialien und Beschichtungssystemen beschrieben und deren Anwendungsfelder ausführlich vorgestellt.

Kratzfestigkeit und Selbstheilung kombiniert

Die modifizierten Lacke zeigen eine Zugfestigkeit von bis zu 28,3 MPa sowie eine schnelle Selbstheilungsfähigkeit bei 150 °C innerhalb von 30 Minuten. Zudem lassen sie sich chemisch recyceln und effizient wiederverarbeiten. Diese Eigenschaften machen die modifizierten PHU-basierten Lacke besonders für Anwendungen in Bereichen mit hohen mechanischen Belastungen interessant.

Neben der verbesserten Kratzfestigkeit und Rezyklierbarkeit konnte das Team auch eine hervorragende Haftung auf Holz- und Glasoberflächen nachweisen. Die mit PHU-Lacken beschichteten Glassubstrate bleiben bis 150 °C stabil und eignen sich somit für Anwendungen unter hohen Temperaturen.

Quelle: Li, M., Ge, X., Wu, P., Chu, H. & Li, Z. (2025). Study of green modification of nano-Al2O3 and enhanced scratch resistance of water-based polyacrylate varnishes. Journal of Nanoparticle Research, Volume 27, Article 20.