Selbstheilende Lacke fürs Auto

Kratzspuren am Auto verschwinden jetzt dank eines selbstheilenden Lacks. Bei der extrem elastischen Oberfläche genügen schon ein paar warme Sonnenstrahlen, und kleine Kratzer fließen wieder glatt und glänzend zusammen.

Kleine Kratzer heilen von selbst
Liebe macht blind. Nur leider nicht jeden in seinen Wagen verliebten Autobesitzer, wenn er früher oder später eben doch kleine Kratzer auf dem Lack entdeckt. Solche Mini-Blessuren haben schon vielen die Stimmung verdorben. Denn vom Rollsplitt im Winter, über die Baumblüte bis hin zum nächtlichen Stelldichein der Katzenclique auf der Motorhaube – all dies hinterlässt Spuren im Autolack. Aber das ändert sich bald: Eine Neuentwicklung aus den Laboren könnte den Lackstift oder die Reparaturlackierung schon bald überflüssig machen. Denn der Autolack der Zukunft repariert sich von selbst, kleinere Kratzer und Blessuren verschwinden von ganz alleine.

Das Geheimnis für die Revolution auf der Kühlerhaube liegt in der Zusammensetzung der äußersten Schicht der Lackierung, die aus einer neuartigen Polyurethanmischung besteht. Polyurethan mit der Abkürzung PUR oder PU ist ein besonders vielseitiger Kunststoff. Wird dieser neue PUR-Lack erwärmt, fließen die kleinen Blessuren auf dem Autoblech einfach wieder zusammen. Dazu reicht schon die Sonneneinstrahlung an sommerlichen Tagen. Weil die verwendeten Lackrohstoffe wesentlich dünnflüssiger sind als die herkömmlichen, können Autohersteller außerdem weniger Lösungsmittel einsetzen. Der neue Lack ist deshalb besonders umweltfreundlich.

Der Lack der Zukunft ist in ständiger Bewegung
Mal spannt es, mal schrammt es – im Autolack ist immer was los. Die Anforderungen an die oberste Schutzschicht sind enorm: Sie soll extremen Temperaturen von plus 70 bis minus 30 Grad Celsius widerstehen, aber auch aggressiven Verschmutzungen wie Streusalz, Baumharz und Vogelkot. Daneben muss sie beim Waschen den winzigen Schmutzteilchen an Schwamm oder Bürste standhalten und ist auch noch UV-Bestrahlung oder hoher Luftfeuchtigkeit ausgesetzt. Doch eine hohe Kratzfestigkeit und das weiche Zusammenfließen kleiner Vertiefungen ähnlich wie bei warmem Kerzenwachs in einem Lack vereinen? Das galt bisher als unmöglich.

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Um an der Härte des Lacks nicht zu rütteln, knöpften sich die Wissenschaftler die „inneren Werte“ der Oberflächenbeschichtung vor. Entscheidend für die Selbstheilungsfähigkeit des Lacks sind die Dichte des Molekülnetzes und die so genannte Glastemperatur, also der Übergangspunkt, bei dem das Netz der Lackmoleküle glasartig erstarrt und fest wird. Je niedriger diese Temperatur ist, desto besser das Fließverhalten – und in diesem Fall die Selbstheilungskraft. Doch ist der Lack zu weich, kann er nicht mehr geschliffen oder poliert werden. Also verstärkten die Lackforscher die Dichte des Molekülnetzes durch eine veränderte Zusammensetzung der Rohstoffanteile.

Mit UV-Licht reparieren
Forscher in der Schweiz und den USA gingen jetzt noch einen Schritt weiter und entwickelten eine Kunststoff-Beschichtung, in die Metallteichen eingelagert sind. Bei Bestrahlung mit UV-Licht verschwinden Kratzer auf einer mit diesem Material beschichteten Oberfläche wieder. Zerkratzte Kunststoffteile am Auto, wie Stoßstangen oder Außenspiegelschalen könnten statt mit einer aufwändigen Neulackierungen schnell und kostengünstig durch eine kurze Bestrahlung repariert werden. Und das funktioniert so: Die Beschichtung wird mit UV-Strahlen aufgeheizt, das Material wird flüssig und verschließt den Kratzer. Nur die beschädigte Stelle müsste behandelt werden, ein Ausbau der beschädigten Teile wäre oftmals nicht mehr nötig. Durch die Verknüpfung von speziellen, durchsichtigen Kunststoffen mit Metallionen, wie Zink oder Lanthan, entstehen so genannte metallosupramolekulare Polymere. Werden sie intensiver UV-Strahlung ausgesetzt, heizen sie sich innerhalb weniger Sekunden auf bis zu 220 Grad auf. Dabei schmilzt das Material und die Kratzer verschließen sich. Dieses Verfahren bietet interessante Perspektiven auch für die Beschichtung vieler anderer Gegenstände in unserem Alltag, auf denen Kratzer schnell zum Ärgernis werden, wie Sonnenbrillen, Smartphones oder andere Komponenten der Unterhaltungselektronik.

12.01.2021 Redaktion smart-repair.de

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