Beschichtungen / Lackierungen basierend auf Nanotechnologie

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1 Beschichtungen / Lackierungen basierend auf Nanotechnologie 1. Einsatz bei Kühlgeräten und Wärmetauscher Sol-Gel Basis (1k, 2k, Ei nbrennlackierung) Vortei le bei Eisbildung Aus blick / Entwicklungen 2. Antimikrobielle Oberflächen Si l anbasierte Nanobeschichtungen mit Nanosilber Anti mikrobielle Kunststoffe Martin Bodmer 27. November 2012, energie-cluster.ch, HSR Rapperswil Lackierungen - Sol-Gel Prozesse Beim Sol-Gel-Prozess wird aus löslichen Verbindungen, etwa des Siliziums, ein (meist kolloides) Sol hergestellt, bei dem siliziumhaltige Tröpfchen in einer Trägerflüssigkeit schwimmen. Wenn diese auf eine Oberfläche aufgesprüht und erwärmt wird, schwindet die Trägerflüssigkeit und die Siliziumtröpfchen bilden ein Netzwerk sie gelieren. Am Ende wird das gelierte Netzwerk zu einer harten keramischen Schicht, die die Oberfläche z.b. vor Korrosion und Kratzern schützt. Ein Vorteil dieser dünnen Schichten ist die hohe Materialeffizienz hinsichtlich Material-und Gewichtersparnis, was bei gleicher Funktionalität zu erheblich niedrigeren Kosten (Lager-, Transport- und Verarbeitungskosten) führt. Eine wesentliche Weiterentwicklung, welche die jeweiligen Beschichtungen eine echte chemische Verbindung mit dem zu schützenden Untergrund eingehen lässt., bildet die Grundlage unserer Beschichtungen. 1

2 Vorteile -Verzicht auf Chrom und andere Schwermetalle - Dünne Schichten (Klarlack: 3 10 µm; pi gmentiert: µm - geri nger Ma terialverbrauch - Verbes serte Werkstoffeigenschaften - Korros i onsschutz - Temperaturbeständigkeit bis 275 C - kei ne Verluste bei Wärmeübergang - Reduzierung der Vorbehandlung a uf alkalische Reiniger - Ei ns tellung von Ei genschaften(wt: Schmutzabweisend) Vorteile - kei ne staubhaltigen, sondern fl üssige Grundmaterialien - bes tändig gegen Temperatur, UV-Licht und Umwelteinflüsse -Haftung auf -Metalle (Al, Mg, Edelstahl) -Glas, Keramik - Ers a tz von Edelstahl durch Aluminium möglich! 2

3 Durchgeführte Qualitätstests: -Kesternichtest: (30 Zyklen 0,2 SO2) ISO Kondenswassertest: (1.000 h) DIN Salzsprühtest: (>500 h) ESS ISO Kochtest: (2 h dest. Wasser) -UV-Beständigkeit: QUV 300 h ISO Wä rmeübertragung: DIN 3168 Ergebnis: Bes tanden bei a llen Tests. Kei ne Ablösung des Lackes oder Blasenbildung. 3

4 Anwendungsbeispiel Wärmetauscher trockene Stäube stark ölhaltige Luft Kondenswasser auf den La mellenoberflächen a ggressive Medien (gasförmig, flüssig) korrosionsfördernde Umgebung durch Feuchtigkeit und salzhaltige Luft Schaltschränke Textilindustrie 4

5 Unterhalt: Kosten, Kapazität, Qualität? Beschichtungsvorgang 5

6 500h Salzsprühtest Konventioneller Lack vs. Nanolack Energiebilanz bei Einsatz von Nanobeschichtungen: Energieverbrauch um 30 % reduziert im Vergleich zum unbeschichteten Gerät! Äquivalenter CO2-Ausstoß ebenfalls um ca. 30 % reduziert! 6

7 Eisabweisende Eigenschaften auf beschichteten Al-Blechen: Reduzierte Haftung von Eispartikeln auf der Oberfläche bei Kurzbetauung Hohes Potenzial im Einsatz als Eisabweisende Oberfläche für den Bereich der Klima- und Kältetechnik 7

8 Zusammenfassung und Ausblick Reduzierte Haftung von Schmutzpartikeln an Lamellen von Verflüssigern nachgewiesen, dadurch erhöhte Lebensdauer und längere Wartungsintervalle Erfolgreicher Einsatz von Testgeräten in diversen Testapplikationen seit 2000 Heute: bei versch. Herstellern serienmässig angewendet Herstellprozess ist umweltfreundlich und energiesparend Verringerung des Leistungsabfalls der Kühlgeräte im Dauerbetrieb, dadurch höhere Energieeffizienz In vielen Anwendungen (trockene Stäube) sind keine Filtermatten notwendig Leichte Reinigung (easy-to-clean-effekt) Zusammenfassung und Ausblick Sol-Gel Lackierung: 2-k lufttrocknend für verzinkte Oberflächen (teuer) Silikattechnologie (Korrosionsschutz): Lösemittelfrei - anorganisch Temperaturbeständig bis C Spannungsfrei Gute Haftung auf Al, Stahl (sehr gut geeignet für Beton usw.) Resistent gegen mikrobiologische Angriffe Hohe Beständigkeit analog Sol-Gel 8