Hydrophobe, superhydrophobe und oleophobe Beschichtungen

Puretecs erweitert sein Portfolio mit Beschichtungsprodukten zur Erzeugung von hydrophoben, super-hydrophoben und oleophoben Oberflächen. Diese können auf vielen Materialien aufgebracht werden. Ob bei Glas, Kunststoff, Metalle oder Textilien, ergeben sich Anwendungen bei Bedienoberflächen, Gehäuseschutz, wasserabweisende Gitter, Filter und Entlüftungsmembranen, um nur wenige Beispiele zu nennen.

Was ist eine hydrophobe Oberfläche?

Eine hydrophobe Oberfläche ist eine „wasserscheue Oberfläche“. Bei Kontakt mit einer hydrophoben Oberfläche zieht sich das Wasser zurück. Durch das Zurückweichen wird die Wassermenge, die mit der Oberfläche in Kontakt kommt, stark verkleinert. Die Oberfläche stößt das Wasser ab, wodurch sich Tröpfchen bilden. Es bildet sich ein Winkel von der Tangente des Tropfens zur Oberfläche. Der Kontaktwinkel. Per Definition hat eine hydrophobe Oberfläche einen Kontaktwinkel > 90 Grad.

Immer wenn es um wasserabweisende Oberflächen geht, kommen hydrophobe Beschichtungen ins Spiel.

Was ist eine superhydrophobe Oberfläche?

Eine superhydrophobe Oberfläche hat bei einem Wassertropfen auf der Oberfläche einen Kontaktwinkel >150 Grad. Da keine erzeugte Oberflächenenergie einer glatten Oberfläche einen Kontaktwinkel von >130 Grad ermöglicht, muss die Oberfläche strukturiert sein.  Dies geschieht z.B. mit Hilfe von Mikro- oder Nanopartikel. Die Entstehung eines Kontaktwinkels von mehr als 150 Grad ist auf den Lufteinschluss in den Spalten der groben Struktur unter dem Wassers zurückzuführen plus einer sehr niedrigen Oberflächenenergie. Zwei Kriterien definieren daher eine Superhydrophobie: 1. Die Oberfläche hat einen Kontaktwinkel >150 Grad und 2. Die Oberfläche ist mikro- oder nanostrukturiert.

Superhydrophobe Oberflächen werden da eingesetzt wo Wassertropfen auf der Oberfläche stören. Das kann optische Gründe haben oder soll Störungen von Hochfrequenzen vermeiden. Damit können z.B. Antennen eisfrei gehalten werden oder PV Anlagen sauberer.

Was ist eine oleophobe Beschichtung?

Eine oleophobe Oberfläche weist Öl ab. Eine oleophobe Beschichtung weist im Allgemeinen einen Kontaktwinkel eines Öltropfens zur Oberfläche >60 Grad auf. Öl und ölige Substanzen wie Fingerabdrücke und Fett haften weniger wahrscheinlich an einer oleophoben Oberfläche. Diese Oberflächen weisen nicht nur Fingerabdrücke ab, sie verfügen auch über eine rutschige Oberfläche und lassen sich besser reinigen. Dies ist auf den niedrigen Reibungskoeffizienten der Oberfläche zurückzuführen.

Welche Anwendungen gibt es für oleophobe Oberflächen?

Durch den niedrigen Reibungskoeffizienten können auch Trennschichten erzeugt werden oder als Schmierstoffersatz dienen. Auch das Kriechen von Ölen auf Oberflächen lässt sich damit eindämmen. Da oleophobe Beschichtungen Fingerabdrücke abweisen, werden sie häufig auf allen Arten tragbarer elektronischer Geräte verwendet wie Touchscreens, Smartphones und Tablets. Die meisten Mobiltelefone und Touchscreens verfügen mittlerweile über eine oleophobe Oberfläche die werkseitig angebracht ist. Es kann aber sein, dass diese Beschichtungen nach längerem Gebrauch möglicherweise erneut aufgetragen werden müssen. Viele Membranen, die Wasser abweisen müssen und Öl, wie z. B. Entlüftungsventile, erfordern auch eine oleophobe Beschichtung.

Puretecs GmbH 2023 Sb