Fraunhofer IPA hat selbstreinigende Fassadenbeschichtungen 3 Jahre lang erforscht

(24.10.2012) Fassadenfarben schützen das Mauerwerk gegen Feuchteinwirkung und sind dekorativ - und selbstreinigende Beschichtungen sollen Verschmutzungen durch Ablagerungen und Bewuchs verhindern. Ein jetzt abgeschlossenes, insgesamt drei­jähriges Forschungsprojekt des Fraunhofer IPA hat diese Beschichtungen untersucht.

Herkömmliche Fassadenfarben basieren hauptsächlich auf wasserverdünnbaren Poly­mer­dispersionen, Silikonharz- und Dispersions-Silikatfarben und sind gegen Ablage­rungen von Flugstäuben und den Bewuchs durch Pilze, Algen und Flechten nur unzu­reichend geschützt. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisie­rung (IPA) beschäftigt sich deshalb mit Beschichtungen, die sich dank Titandioxid den Effekt der fotokatalytischen Selbstreinigung zunutze machen. Dabei zersetzt das Titandioxid bei Sonneneinstrahlung und Feuchtigkeit orga­nisches Material auf der Oberfläche. Außerdem wird die Fassade dabei hydro­phil, was die Selbstreinigung bei Regen begünstigt.

Selbstreinigungseigenschaften versus Abbaubeständigkeit

Allerdings verliert die Beschichtung langfristig an Substanz was sich als leicht ent­fernbare, „kreidende“ Schicht auf der Oberfläche zeigt und die Lebensdauer verkürzt. Hier setzte ein im Rahmen der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereini­gungen gefördertes Projekt des Fraunhofer IPA an. Fotokatalytisch aktive Fassaden­beschichtungen aus Kombinationen verschiedener Bindemittel wurden untersucht, um ein optimales Verhältnis zwischen wirkungsvollen Selbstreinigungseigenschaften und ausreichender Abbaubeständigkeit zu finden.

Dazu wurden an zwei Standorten (Stadtklima mit hoher Verkehrsverschmutzung und südlicher Ausrichtung sowie ländliches Klima mit nördlicher Ausrichtung) Beschichtun­gen mit fotokatalytisch aktiven Titandioxidpigmenten bzw. solche mit inaktiven kon­ventionellen Pigmenten zwei Jahre lang unter verschiedenen Winkeln (90° bzw. 45°) ausgelagert. Durch verschiedene Testverfahren wurden laufend die Eigenschaften, der Verschmut­zungsgrad und der Abbau der Beschichtung verfolgt. Vor allem bei den bei 45° gelagerten, und dadurch schmutzanfälligeren Beschichtungen zeigten sich die aktiven Beschichtungen deutlich weniger verschmutzt als die inaktiven, allerdings war auch ein höherer Abbau durch Kreidung festzustellen.

Im Rahmen der Bewitterung wurden der große Anteil der Kreidung am Selbstreini­gungseffekt der fotokatalytisch aktiven Oberflächen wie auch die hydrophilen Eigen­schaften der Beschichtung nachgewiesen. Ihre fotokatalytische Wirksamkeit wurde auch durch den Abbau von Schadga­sen im Laborreaktor belegt.

Die Forschungsergebnisse tragen dazu bei, die bei der Bewitterung ablaufenden Pro­zesse bei fotokatalytischen Farben besser zu verstehen und liefern die Basis für die Entwicklung neuartiger Fassadenfarben mit einem optimalen Verhältnis zwischen den Bindemittel­komponenten und einer kontrollierten Kreidung bei akzeptablem Substanz­verlust. In weiteren geplanten Forschungsprojekten des Fraun­hofer IPA wird nicht nur die Selbstreinigung, son­dern auch das Abbaupotenzial von Schadstoffen aus der Luft durch fotokatalytisch aktive Fassadenfarben untersucht werden.