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Kleine Teilchen - große Wirkung. Nanolacke für Holz und Holzwerkstoffe

Rössler, Albert

Der Beitrag gibt einen Überblick über den Einsatz von Nanopartikeln, Nanoschichten und Nanostrukturen in Farben und Lacken. Dabei wird aufgezeigt, welche Art von Nanolacken der Kunde heute schon kaufen kann und in welchen Bereichen noch Potenzial steckt. Nanopartikel haben eine sehr große spezifische Oberfläche (Oberflächeneffekt) und eignen sich deshalb hervorragend als Adsorptionsmittel, Wärmetauschmaterial, Katalysatoren oder für Sensoren. Nanopartikel können auch in Lacksysteme eindispergiert werden und deren Anwendungseigenschaften verbessern. So eignen sich SiO2-Nanopartikel wegen ihrer großen Härte sehr gut zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Beschichtungen. Entsprechende Produkte sind bereits am Markt erhältlich (z.B. UV-AC-Walzdecklack 'anti-scratch). Die Möglichkeiten Nanopartikel mit geeigneten funktionalisierten Beschichtungen feinstverteilt im Bindemittel von Holzanstrichen einzusetzen, wird gegenwärtig in zahlreichen Forschungsarbeiten untersucht. TiO2-Nanopartikel (Anatas) werden in Lacke als photokatalytisch aktive Stoffe eingebaut, um selbstreinigende Oberflächen zu erzeugen. Interessant erscheint auch die Anwendung von Nanoclays (Plättchen mit einer Dicke von einem Nanometer und einem Durchmesser von 200 nm) für Barriere- und Flammschutzsysteme. Die nass-chemische Sol-Gel-Technologie hat ebenfalls mit der Entwicklung von umweltfreundlichen Holzschutzmitteln bereits zu ersten interessanten Ergebnissen geführt. Aus einer flüssigen Stoffmischung (Sol) wächst dabei durch kontrollierte Hydrolyse und Kondensation bzw. nachfolgendes Verdampfen/Verdunsten des Lösungsmittels der amorphe Verbund eines Festkörpers (Gel) bzw. von Schichten. Der chemische Sol-Gel-Prozess, in dem die Nanomaterialien entstehen, ist ebenfalls eine in der Werkstoffentwicklung bisher wenig genutzte Variante der anorganischen Synthese-Chemie. Beispielsweise kann bei Easy-to-clean-Oberflächen das Benetzungsverhalten durch Ankopplung von organischen funktionalisierten Kieselsäure-Estern mit perfluorierten Seitenketten verändert werden.