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Die Rolle von Forschung + Entwicklung bei Rhenotherm

Unsere Fluorpolymerkenntnisse erwarben wir beim Erfinder von Teflon® - der Firma Du Pont de Nemours. Dieses fundierte Wissen wurde über Jahre immer weiter entwickelt. Hierbei nutzen wir auch weiterhin unsere internationalen Erfahrungen und Kontakte.

So war 1981

Rhenotherm die erste Firma in Europa, die ETFE-Beschichtungen kommerziell auf den Markt brachte.

1984 Patent Stadtwerke

entwickelte Rhenotherm ein System, das eine Kombination von Fluorpolymeren mit einer anorganischen Grundschicht ist, wobei die Grundschicht nach dem Prinzip der Opfer-Anode funktioniert. Dieses System wurde speziell für die Rauchgasentschwefelung entwickelt und 1985 patentiert.

1985 / 1986

entwickelten und patentierten wir zusammen mit der Fa. Hoechst unsere Systeme Jumbo I + II. In diesem Zusammenhang forschten wir an einer Dickschicht-Version von Fluorpolymeren für den Einsatz in der Chemie-Industrie. Dickschichtsysteme basieren auf Fluorthermoplasten, die in mehreren Schichten aufgetragen werden. Ab einem bestimmten Punkt ist die Physik nicht mehr zu überlisten und die Schichten fließen aufgrund der Gravitation ab. Um dieses zu verhindern, kombinieren wir die  Polymere PFA und FEP. Beide sind für höchste chemische Beanspruchung und hohe Temperaturen geeignet. Die Idee ist einfach: PFA mit einem Schmelzpunkt von 307 - 310°C wird als Grundschicht appliziert. Nachfolgend wird mit dem Fluorthermoplast FEP - Schmelzpunkt 270°C - weitergearbeitet. Beim Aufsintern der FEP-Schicht ist die PFA-Schicht nicht mehr flüssig und kann somit nicht abfließen.

 

1986

Unsere Labore untersuchten weiter:

Messraum
Chemische Beständigkeiten
Kühlfinger
Mit dem Kühlfingertest untersuchten wir verschiedene Beschichtungen für den Chemie-Einsatz.

So fiel uns z.B. folgendes Phänomen auf:

Spannungsriß
Spannungsriss

Ein Spannungsriss in der Oberschicht, ausgelöst durch chemische Einwirkung, wird gestoppt durch die Kohlefaserarmierung in der Unterschicht. Basierend auf dieser Feststellung entwickelten wir ein System, das mit verschiedenen Kompounds versehen wurde.

So kam es 1999

Jumbo III Schichten

zu der Patentanmeldung von Jumbo III. Dieses Patent (erteilt in 2002) basiert auf dem System Jumbo II, welches mit verschiedenen Materialien gefüllt wird. Verschiedene Compounds übernehmen unterschiedliche Funktionen. So werden z.B. im Beton durch Stahlarmierungen Zugspannungen übertragen. Den gleichen Effekt erzielen wir durch die Füllung mit Kohlefasern im System Jumbo III. Eingelagerte Glasflakes verlängern den Permeationsweg. Einen ähnlichen Effekt erhält man durch die Einlagerung von besonderen Pigmenten in Fluorpolymeren. Diese Kombination führt zu unserem System Jumbo III.

Jumbo II Beschichtung
Füllstoff Vergleich

Das rechte Bild zeigt, dass das System Jumbo III in Bezug auf Permeation und Diffusion eine Verbesserung um den Faktor 3 erreicht, verglichen zu einem ungefüllten System. Permeation und Diffusion sind eine Funktion des Partialdruckes, der wiederum abhängig vom AT der Anwendung ist.

Wir unterscheiden drei verschiedene Temperatursituationen:

a) isothermer Zustand: Hierbei spielt Diffusion keine entscheidende Bedeutung, d.h. die Einsatztemperatur kann relativ hoch sein.

b) Arbeitstemperatur bis 120°C: Hierfür empfehlen wir unser System Jumbo II, vorausgesetzt das Medium ist nicht hoch diffusionsfreudig.

c) Arbeitstemperatur bis 160°C: Hierfür empfehlen wir auf alle Fälle unser System Jumbo III.

In allen Fällen ist eine genaue Kenntnis der Einsatzbedingungen notwendig. Unter Umständen muss an Proben der Einsatz vorher untersucht werden. Genauso wichtig ist eine entsprechende Gestaltung der baulichen Gegebenheiten der Teile. Wir beraten Sie gerne in diesen Fällen.

In den neunziger Jahren untersuchte und publizierte Herr Prof. Barthlott den sog. Lotuseffekt, heute allgemein bekannt.
Diese Erkenntnisse führten 1998 zu der Entwicklung des von uns sog. Systems "Lotuflon". Welches wir 1999 zum Patent anmeldeten. 

Dieses System beruht auf strukturellem Aufbau des Lotusblattes.

Lotus REM
Lotus REM
Lotuflon REM
Lotuflon REM

Wir entwickelten ein System der Doppelstruktur.

Eine Kombination von einer metallischen oder keramischen Grundstruktur mit einem Fluorpolymer als Deckschicht, der eine Unterstruktur besitzt.

2003

wurde das Patent erteilt.

Als Maßstab der Wirkung solcher Systeme verwendet man den Wasserkontaktwinkel.

Wasserkontaktwinkel
Messung des Wasserkontaktwinkels
Frauenmantel
Frauenmantelblatt mit Wassertopfen

Wir erreichen mit unserem System Lotuflon ca. 145°. Das Lotusblatt weist einen Winkel von 162° auf. PTFE hat einen Wasserkontaktwinkel von ca. 110°.

2004

Im Rahmen eines BMBF-geförderten Forschungsprojektes über "Antiadhäsive Oberflächen basierend auf tetraetherlipidbeschichteten Metallen", an dem wir in Zusammenarbeit mit der TU Dresden (Projektleitung), der Uni Halle, dem IBA Heiligenstadt und der Fa. Nehlsen BWB teilnehmen, erwarben wir ein hochauflösendes Raster-Elektronenmikroskop (REM) mit zusätzlichem Rückstreuelektronen-Detektor BSE-Det.) zur Darstellung des Materialkontrasts, welches auch für Fremdaufträge zur Verfügung gestellt werden kann.

Rasterelektronenmikroskop
Rasterelektronenmikroskop (REM)
REM-Aufnahme: Flammspritzung
REM-Aufnahme: Flammspritzung mit 2 Detektoren aufgenommen

Seit 2006

arbeiten wir mit dem Lohnbeschichter Fluopol LDA., Portugal an der Entwicklung von Primersystemen, die als Ersatz des sog. Chrom(VI)-Primers dienen sollen.

2007

Zusammen mit der TU Dresden und der Fa. Flugzeuggalvanik Dresden arbeiten wir an einem weiteren BMBF geförderten Forschungsprojekt, welches bis in das Jahr 2010 reichen wird. Ziel der Projektarbeit ist die Herstellung dauerhafter strukturierter antiadhäsiver Oberflächen. Um die unterschiedlichen, mit bloßem Auge in ihrer Qualität kaum noch zu unterscheidenden Strukturierungen besser differenzieren zu können, wurde im Rahmen des Projekts ein Kontaktwinkelmeßgerät gekauft. Wie im Bild zu erkennen, sind extrem hohe Kontaktwinkel nun genauer bestimmbar.