Einfacher Weg für selbstschmierende Beschichtungen
Eine kürzlich veröffentlichte Arbeit beschreibt robuste Siliziumdioxid/Polymer-Hybrid-Mikrokapseln, die durch Emulsions-Photopolymerisation synthetisiert wurden, und ihre Anwendung in selbstschmierenden Beschichtungen.
Eine neuartige SiO2/Polymer-Hybrid-Mikrokapsel, die Schmieröl einkapselt, wurde durch eine einfache One-Pot-Emulsions-Photopolymerisationsmethode hergestellt. Zunächst wurde eine Emulsion mit der Ölphase hergestellt, die aus SiO2-Partikeln, fotohärtbarem Prepolymer, Dichlormethan, Fotoinitiator und Schmieröl besteht. Bei der Verdampfung des Lösungsmittels kam es zu einer Phasentrennung zwischen dem lichthärtbaren Präpolymer und dem Schmieröl, und die SiO2-Partikel wanderten an die Öl-Wasser-Grenzfläche. Nach der UV-Bestrahlung wurde das fotohärtbare Präpolymer fotopolymerisiert, um eine Mikrokapselschale zu bilden, und es entstand eine hybride Mikrokapsel aus SiO2 und Polymer. Der gesamte Prozess konnte innerhalb weniger Minuten bei Raumtemperatur abgeschlossen werden, was energiesparend und zeitsparend war.
Selbstschmierende Beschichtungen
Die Morphologie, die Lösungsmittelbeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften der SiO2/Polymer-Hybrid-Mikrokapsel wurden durch Anpassung der Menge der in der Ölphase zugesetzten SiO2-Teilchen kontrolliert. Es wurde festgestellt, dass die Einführung von SiO2 in die Mikrokapselhülle die Lösungsmittelbeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften der Mikrokapsel erheblich verbessern konnte. Die synthetisierte Hybrid-Mikrokapsel wurde in Epoxidharz eingebettet, um selbstschmierende Beschichtungen herzustellen. Die Ergebnisse der Reibungs- und Verschleißtests zeigten, dass die tribologischen Eigenschaften der Epoxidharzbeschichtung durch die Einbettung der Mikrokapsel deutlich verbessert wurden. Bei einem SiO2/Polymer-Mikrokapsel-Gehalt von 10 Gew.-% betrug der Reibungskoeffizient der Verbundbeschichtung 0,062, also fast ein Zehntel des Reibungskoeffizienten der reinen Epoxidharzbeschichtung (0,53).
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Band 184, November 2023, veröffentlicht.