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Für nachhaltige und robuste Coil-Beschichtungen
Eine Forschergruppe an der Königlichen Technischen Hochschule in Stockholm beschäftigt sich mit der Entwicklung biobasierter Nanoadditive für Stahl-Coil-Beschichtungen.
Da das Thema Nachhaltigkeit eine immer wichtigere Rolle spielt. müssen Lackanwender und -hersteller ihre Prozesse überdenken und neue Verfahren und Materialien einsetzen. In dem im April 2023 abgeschlossenen Forschungsprojekt erwiesen sich Cellulose-Nanofasern (CNF) als eine wertvolle Ressource.
Untersucht wurden CNF als Additive für Polyester-Melamin-Beschichtungen. Polyesterharze sind die verbreitetsten Coil-Coating-Beschichtungsstoffe und werden häufig mit Melaminharzen vernetzt. CNF sind hydrophile Materialien mit sauerstoff- und fettabweisenden Eigenschaften. Die Forscher konnten sie erfolgreich in die Decklack-Formulierungen auf Lösemittelbasis einbringen, wobei sich gezeigt hat, dass sehr geringe Konzentrationen (0,5 – 0,7 Gewichtsprozent) ausreichen, um eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften zu erzielen. Die Implementierung des Nanoadditivs führte zu einer signifikanten Änderung der viskoelastischen Eigenschaften der Beschichtungen, da sich die Vernetzungen im Nanobereich änderten, was eine Erhöhung der Glasübergangstemperatur zur Folge hatte.
Weitere Auswirkungen der CNF-Zugabe waren ein Mattierungseffekt sowie eine höhere Oberflächenrauigkeit, während die Lichtdurchlässigkeit erhalten blieb. Es hat sich zudem gezeigt, dass die Verarbeitung der modifizierten Beschichtungsstoffe angepasst werden muss.
Die für die Anwendung auf Stahlcoils erforderlichen Eigenschaften – in erster Linie, um eine hohe Korrosionsbeständigkeit zu gewährleisten – wurden nicht negativ beeinflusst. Gleiches gilt für die hohe Haftfestigkeit zur Grundierung, die guten mechanischen Eigenschaften wie Flexibilität und Härte sowie Wetterbeständigkeit. Fazit des Forscherteams ist daher, dass die Cellulose-Nanofasern ein großes Potenzial als verstärkende Additive besitzen.
Zum Netzwerken:
KTH Royal Institute of Technology, Division of Coating Technology, SE-Stockholm, Mats Johansson, Tel. +46 8 7909287, matskg@kth.se, www.kth.se
