Superhydrophobe Silikonbeschichtung mit kontinuierlicher Mikro-/Nanostruktur als Korrosionsschutz und Antifouling
Forschende fanden heraus, dass superhydrophobe Silikonbeschichtungen durch die Kombination von speziellen Vernetzungsmitteln und fluorierten Copolymeren besonders widerstandsfähig gegen Korrosion und Verunreinigung sind.
Derzeit finden superhydrophobe Silikonbeschichtungen im Bereich des Korrosions- und Bewuchsschutzes viel Beachtung, sodass sie ein breites Anwendungspotenzial haben. In dieser Arbeit wurden superhydrophobe Oberflächen mit kontinuierlicher Mikro-/Nanostruktur auf verschiedenen Substraten unter Verwendung einer einfachen Mischmethode hergestellt, die der herkömmlichen Herstellung von RT-vulkanisiertem Silikonkautschuk ähnelt. Der Unterschied bestand darin, dass die neuen Arten von Vernetzern (MF-S) durch 3-Glycidyloxypropyltrimethocysilan und 3-Aminopropyltriethoxysilan synthetisiert wurden. Lineares fluoriertes Copolymer (L-SF) wurde durch radikalische Polymerisation von 3-Mercaptopropyltriethoxysilan (MPTES) und 1H, 1H, 7H-Dodecafluorheptylmethacrylat (DFMA) hergestellt. Und die Kondensationsreaktion mit α,ω-Dihydroxypodimethylsiloxan (PDMS), Tetraethylorthosilikat (TEOS) und anorganischen Nanopartikeln führte zu superhydrophoben Beschichtungen mit kontinuierlichen Mikro- und Nanostrukturen. Die Beschichtung wies einen Wasserkontaktwinkel (WCA) von bis zu 162° und einen Gleitwinkel (SA) von nur 2° auf.
Veranstaltungstipp: Korrosionsschutz
Korrosionsschutzbeschichtungen stehen auch im Mittelpunkt FARBE UND LACK Seminars am 27. November in Essen. Die neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der Korrosionsschutz- und Brandschutzbeschichtungen werden Ihnen auf einer Konferenz vorgestellt.
Darüber hinaus blieb der WCA der Beschichtung nach Abrieb mit Sandpapier, UV-Bestrahlung und Heiß- und Kaltbehandlung bei etwa 160° und der SA unter 5°. Die Haftung der Beschichtung auf verschiedenen Substraten lag bei über 2 MPa. Aufgrund des Synergieeffekts der Superhydrophobie der Beschichtung und der photokatalytischen Aktivität der TiO₂-Nanopartikel erreicht die Beschichtung eine antimikrobielle Wirksamkeit von 97,8 % gegen Staphylococcus aureus. Der Synergieeffekt der Luftschicht und die Verdichtung der Beschichtung führten dazu, dass der elektrische Impedanzmodul bei der niedrigsten Frequenz der Beschichtung nach mehrtägigem Eintauchen in Natriumchloridlösung zwei Größenordnungen höher blieb als der der blanken Kohlenstoffstahlplatte. Die Arbeit zeigte ein großes Potenzial für die Anwendung in Korrosionsschutz- und Antifouling-Beschichtungen.