Der Traum von selbstheilenden Lacken, bei denen Kratzer wie von selbst verschwinden wird wahr in vielen Anwendungen von Autolacken bis Möbellacken. Lackrohstoffe von Bayer MaterialScience bilden die Basis für selbstheilende Polyurethan-Lacke.
Eingebauter Memory Effekt
Polyurethane sind erstklassige Rohstoffe für Lacke wegen ihrer mechanischen Widerstandskraft bei gleichzeitiger Flexibilität: Feste Doppelbindungen sind für Härte und Beständigkeit verantwortlich, reversible Wasserstoffbrücken für die Elastizität. Genau wegen dieser reversiblen, elastischen Wasserstoffbrücken hat ein vernetzter Polyurethan-Lack gewissermaßen sein "polymeres Gedächtnis". Sobald sich ein kleiner Kratzer auf der Oberfläche zeigt, sind die Polymerketten verschoben. Die Wasserstoffbrücken sind unterbrochen und "suchen" nach neuen "Andockmöglichkeiten". Die festen chemischen Bindungen sind nicht betroffen. Das Polymer-Netzwerk ist in einem Stadium fester Spannung. Der Memory-Effekt führt dann unter Hitzeeinwirkung dazu, dass sich das Netzwerk wieder in das ursprüngliche Stadium zurückbildet. Sobald sich das Polymer wieder entspannt, bilden sich die Wasserstoffbrücken wieder zurück und der Kratzer verschwindet. Dies ist ein wenig wie bei uns Menschen, wenn sich unter Einwirkung von Infrarot-Licht unsere Muskeln entspannen. Wie das praktisch funktioniert, wird auch in diesem Filmbeitrag deutlich.
Flexible Rohstoffchemie
Die Urethan- und Harnstoff-Strukturen in einem elastischen Polyurethan-Lack sind notwendige Voraussetzungen für den Selbstheilungseffekt. Nicht dagegen, mit welchem System dieser Lack aufgebaut ist, sei es z.B.
· über die 2K oder 1K Technologie
· über Lösemittel-, lösemittelfreie oder wässrige Systeme
· über die Vernetzung von NCO-OH oder über strahlenhärtende Technologien
Urethan-Acrylate sind die Basis für sehr effiziente selbstheilende, strahlenhärtende Lacke. Besonders geeignet sind monomeren-freie Produkte, die größtmögliche Formulierungsfreiheit zulassen. Mehr dazu in der Präsentation "Self-healing UV-coatings"
Lesen Sie auch diesen sehr ausführlichen Artikel "Kratzer ade" aus der "Farbe und Lack, Ausgabe 3/2011", der die unterschiedlichen Technologien zu selbstheilenden 2K Polyurethanlacken beschreibt.
Beispiele für Polyurethan-Rohstoffe mit Selbstheilungseffekt:
"Flexibilisierer" in Verbindung mit anderen Allophanaten
Unabhängig von der Anwendung bringen selbstheilende Lacke einen erheblichen Mehrwert für glänzende Oberflächen auf vielen Produkten des täglichen Gebrauchs.
