Abb. 1: a) Viskoelastisches Verfließen („Reflow-Effekt“) von kleinen plastischen Deformationen bei Temperaturerhöhung über Tg; b) große Kratzer mit Materialabtrag lassen sich durch den Reflow-Effekt nicht verschließen
Abb. 2: Aufbau des thermoreversiblen Polymers nach LEIBLER et al. Das primäre Amin wird an di- oder trimere Fettsäuren angeknüpft. Anschließend werden die Fettsäuren mit Epoxiden quervernetzt
AUFGABENSTELLUNG
Viskoelastische Materialien wie Leder, Kunstleder oder beschichtete Textilien sind fester Bestandteil unzähliger Lebensbereiche. Besonders hervorzuheben ist hierbei der Bereich Automotive-Interieur, die Möbel- und Inneneinrichtungs-Branche sowie zahl-eiche Consumer-Artikel. Im Regelfall werden entsprechende viskoelastische Materialien beschichtet oder lackiert, um neben schützenden Funktionen auch Oberflächeneffekte, ästhetische und funktionelle Aspekte zu erzielen. An die Lacke werden üblicherweise hohe Anforderungen gestellt, um Gebrauchseigenschaften wie geringe Anschmutzbarkeit und hohe Verschleißfestigkeit bei gleichzeitiger Weichheit bzw. Flexibilität realisieren zu können. Trotz dieser Beanspruchungen muss das Ziel bestehen, eine langjährige Nutzungsdauer bei gleichzeitig erhaltenem ästhetischem Wert zu gewährleisten. Dies schließt insbesondere auch eine hohe Kratzfestigkeit mit ein, da Oberflächen im Alltag oft durch unbeabsichtigte Kratzer beschädigt werden. Häufig besteht jedoch die Problematik, dass die chemische Natur der zwangsläufig flexiblen Beschichtungen eine erhöhte Kratzfestigkeit nicht gestattet.
PROJEKTZIEL | ARBEITSHYPOTHESE
Um diese Problematik zu umgehen, besteht das Ziel im vorliegenden Forschungsvorhaben in der Entwicklung flexibler selbstheilender Lacksysteme, mit welchen sowohl die Nutzungsdauer viskoelastischer Materialien verlängert und damit deren Nachhaltigkeit deutlich erhöht als auch der ästhetische und haptische Eindruck sichergestellt werden soll.
NUTZEN | AUSBLICK
Im Rahmen des vorliegenden Projekts soll die Entwicklung selbstheilender Beschichtungen erfolgen, bei welchen die beschädigte Oberfläche mit unterschiedlich tiefen Kratzern geheilt werden kann. Dabei wird jedoch nicht auf eine Methodik der extrinsischen Selbstheilung, welche die Anwesenheit von mit Heilungsreagenzien gefüllten mikro- oder nanoskalige Kapseln oder Hohlfasern in der Beschichtung erfordert, sondern vielmehr auf intrinsische Selbstheilungstechniken (Selbstheilung durch Bindungsbruch und Bindungsneubildung als eine Eigenschaft des Lackbinde-mittels) zurückgegriffen.
FORMALE ANGABEN
Programm: IGF
Förderkennzeichen: 20403 BG
Projektbeginn: 11.2018
Laufzeit: 24 Monate
PROJEKTBEARBEITER FILK
Niklas Gangloff
PROJEKTPARTNER
Dr. Claus Schreiner, Fraunhofer IFAM Bremen
