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Zusammenfassung

Es wird ein neuartiges Konzept einer umweltfreundlichen Fouling-Release-Beschichtung für die Anwendung in der maritimen Technik vorgestellt. Im Speziellen wird eine Schiffslackierung entwickelt, deren biorepulsive Oberfläche die Anhaftung von Foulingorganismen erschwert. Das Beschichtungssystem basiert auf einer UV-vernetzbaren Polyurethan-/Acrylatmatrix und einem polydimethylsiloxanhaltigen Antifoulingreagenz. Letzteres bildet Emulsionstropfen aus und separiert in Richtung der Lackoberfläche. Dadurch entstehen kreisförmige antifoulingaktive Domänen, die einen Großteil (etwa 61 %) dieser Oberfläche belegen. In Feldtestversuchen vor Norderney konnte eine Minderung des Foulingbewuchses nachgewiesen werden. Der Antifoulingeffekt soll durch die Erhöhung des Belegungsgrades gesteigert werden. Dazu wird das Lacksystem mit amphiphilen Partikeln additiviert, die die Grenzflächenspannung zwischen Domäne und Matrix senken. Dies führt zur Spreitung der Domänen, wodurch sich das Antifoulingreagenz zusammen mit den Partikeln großflächig auf dem Lackfilm verteilt. Es entstehen Pickering Emulsionen und spezifische Oberflächenstrukturen in Korrelation zur Partikelpolarität. Die Amphiphilie der Partikel soll die Anhaftung der Organismen zusätzlich hemmen, sodass der Bewuchsschutz optimiert wird. Außerdem sollen die mechanischen Eigenschaften sowie die Haltbarkeit der Beschichtung verbessert werden, wodurch eine reinigungsfähige Oberfläche erzeugt wird.

Abstract

A novel concept of environmentally friendly antifouling coatings for maritime applications is presented. In particular, a ship coat is being developed, whose biorepulsive surface impedes the adhesion of fouling organisms. The coating system is based on an UV-crosslinkable polyurethane/acrylate matrix and a polydimethylsiloxane antifouling agent. The letter forms emulsion droplets and separates towards the lacquer surface. Thus circular antifouling active domains arise, that cover the main part (about 61 %) of this surface. In field tests near Norderney the decrease of fouling growth was proven. The antifouling effect is expected to be enhanced by raising the degree of coverage. For this purpose, amphiphilic particles, that lower the interfacial tension between domain and matrix, are added to the coating system. This leads to the spreading of domains whereby antifouling agent as well as particles get extensively distributed over the coating. Pickering emulsions and specific surface structures are formed in correlation to the particle polarity. The particles amphiphilicity should add to the impediment of foulants adhesion and improve the growth protection. Furthermore, mechanical resistance and the coatings durability are increased to generate a cleanable surface.