Fluorfreie und gut haftbare superhydrophobe Beschichtung
Eine neue Arbeit befasst sich mit der einfachen Herstellung einer verschleißfesten, fluorfreien und stark haftenden superhydrophoben Beschichtung auf der Grundlage von modifizierten Siliziumdioxid/Silikon-Nanokompositen.
Die Umsetzung herkömmlicher Verfahren zur Herstellung superhydrophober Oberflächen (SHPOs) auf breiter Ebene wird durch ihre Komplexität, ihre geringe Verschleißfestigkeit sowie ihre Abhängigkeit von potenziell schädlichen fluorhaltigen Chemikalien usw. behindert. Nun wurde eine verschleißfeste, fluorfreie, stark haftende superhydrophobe Verbundoberfläche durch Anwendung der Ein-Schritt-Sprühmethode hergestellt. Die superhydrophobe Oberfläche bestand aus modifizierten SiO2-Partikeln, handelsüblicher Silikonfarbe und einem Vinyl-verkappten Epoxy-Polysiloxan (VEPS), das als Haftvermittler synthetisiert wurde. Die hergestellte Beschichtung weist einen Wasserkontaktwinkel (WCA) von 164,9 ± 1,3° und einen Gleitwinkel (SA) von 4,1 ± 0,6° mit 30 Gew.-% modifiziertem SiO2 auf, was einen optimalen Kompromiss zwischen Hydrophobie und Robustheit darstellt.
Hohe wasserabweisende Wirkung
Der superhydrophobe Mechanismus der Beschichtung wurde auf der Grundlage ihrer Oberflächenmorphologie ausgearbeitet. Außerdem wurde die Beschichtung verschiedenen Leistungstests unterzogen. Nach 12 Stunden Eintauchen in Lösungen mit unterschiedlichen pH-Werten, 26 linearen Abnutzungstests oder Fingerberührungstests wies die Beschichtung immer noch Superhydrophobie auf, was darauf hindeutet, dass sie eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit und gute Abriebfestigkeit besaß. Gleichzeitig behielt die Beschichtung ihre hohe wasserabweisende Wirkung auch dann bei, wenn sie mehreren Tape-Peeling-Zyklen, Tests zur Stabilität bei hohen Temperaturen oder Tests zur Haltbarkeit in kochendem Wasser unterzogen wurde.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 182, September 2023 veröffentlicht.