Neue Funktionsoberflächen für industrielle Anwendung durch Kombination von schaltbaren Polymerbürsten und kratzfesten Klarlacken

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden drei Lacksysteme auf technische Oberflächen von unterschiedlichen Aluminiumlegierungen und Glas appliziert, plasmabehandelt und anschließend mit Polymerbürsten so modifiziert, dass definierte sowie variable Oberflächeneigenschaften erhalten wurden. Ein Lack war ein SiO2-nanopartikelhaltiger, transparenter, UV-härtender Klarlack. Die SiO2-Nanopartikel sorgten sie für eine erhöhte Kratzfestigkeit der Beschichtung und dienten als Ankerpunkte für die spätere Bepfropfung mit endgruppen-funktionalisierten Polymeren zur Erzeugung von Polymerbürstenschichten. Durch anschließendes Plasmaätzen in reinem Sauerstoff kann eine hydrophile Oberflächer erzeugt werden, die für eine anschließende Pfropfreaktion aktiviert ist. Mit Polystyrol (PS) und Poly-2-vinylpyridin (P2VP) können zwischen hydrophil und Hydrophob umschaltbare Oberflächen erhalten werden. Das zweite System ist eine auf Polysiloxan-basierende Sol-Gel Beschichtung, eine transparente 1K-Einbrennbeschichtung. Auch diese Beschichtung wurde mit Sauerstoffplasma behandelt. Durch anschließendes Pfropfen konnten sowohl definierte Oberflächeneigenschaften (hydrophil und hydrophob) durch die kovalente Anbindung von PS und P2VP sowie eine reversible Schaltbarkeit des binären Polymerbürstensystems PS/P2VP erhalten werden. Das dritte System entstand durch Einarbeitung von verschiedenen Slip-Additiven, TEGORad 2500 (Siliconacrylat-basiert) und TEGOFlow 370 (Polyacrylat-basiert) in eine UV-Lackmatrix. Bei dem Siliconacrylat-haltigen Produkt führte die Plasmabehandlung zu einer hydrophileren Oberfläche als das Polyacrylat-basierte Produkt. Der Aktivierungseffekt nimmt sehr schnell ab. Zwar konnten erfolgreich PS und P2VP kovalent angebunden werden, aber die Oberflächeneigenschaften (hydrophil und hydrophob) sind nicht beständig.