Neue Technologien für

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1 Neue Technologien für Haftvermittler im Korrosionsschutz Stuttgart, , Martin Muth

2 Inhalt Wozu Haftvermittler? Funktionsweise, theoretischer Hintergrund neue chemische Ansätze Anwendungsbeispiele und Ergebnisse

3 Wozu Haftvermittler? Herausforderungen Wechsel der Beschichtungstechnologien zu festkörperreichen Lacken (high solid) lösemittelfreien Anwendungen wässrigen Systemen Einsparung von Kosten Kostenreduzierung bei der Oberflächenvorbereitung Reduzierung der Beschichtungsanzahl (direkt zu Metall) Längere Wartungsintervalle

4 Wozu Haftvermittler? Kritische Parameter Verminderte Oberflächenbenetzungseigenschaften durch geringeren Lösemittelanteil Stärkerer Einfluss von Kontaminationen durch geringeren Lösemittelanteil und bei wässrigen Systemen Verwendung von niedermolekulareren Rohstoffen vermindert Flexibilität Bei Applikation direkt zu Metall geringe Haftung durch fehlenden Primer

5 Möglichkeiten zur Erhöhung der Haftung Art Anwendung Methode Einfluss auf Folgen Mechanische oder chemische Vorbehandlung Primer Adhesion Promoter Substrat Strahlen Phosphatieren flame spraying Weitere Schicht z.b. etch primer lackintern Harze Additive Kosten Umwelt Kosten Umwelt Höhere Arbeitskosten Materialeinsatz Entsorgungskosten Arbeitskosten Materialeinsatz Mögliche Emission Geringe zusätzliche Kosten

6 Definition Haftvermittler Haftung zwischen Beschichtung und Substrat Beschichtung Substrate wie z.b.: - Metall - Beschichtung - Kunststoff - Holz - Mineralischer Untergrund - Glas Substrat Haftvermittler Haftvermittler wirken an den Lackgrenzflächen werden üblicherweise im Lack mitformuliert

7 Haftungstheorien Zwischenmolekulare Wechselwirkungen Adhäsionskräfte Mechanische Verankerung Spezifische Wechselwirkungen Chem. Bindung H-Brücken Physikalische Kräfte Kovalente Bindung Ionische Bindung Dispersive Kräfte Dipol - Kräfte schwächer werdend

8 Haftungstheorie Zusammenfassung Benetzung und Haftung => Benetzung σflüssig < σfest gute Benetzung ist Vorbedingung für gute Haftung Spezifische WW => verschiedene Bindungskräfte Mechanische Theorie => Vergrößerung der wirksamen Oberfläche; Verankerung in Vertiefungen Haftung = Summe aller Wechselwirkungen (WW)

9 Haftvermittler für Metalle Bestehende Technologien Polyester/ Colophoniumester COOH Phosphorsäureester PO(OR) 3 Alkyl, Aryl, Epoxy, COOH OH Silane Si(OCH 3 ) 3, Si(OC 2 H 5 ) 3 Amino, Epoxy, Methacryl, Vinyl, Titanate/ Zirkonate Ti(OR) 4, Zr(OR) 4 Ti(OR) 4, Zr(OR) 4 Oberflächenreaktive Gruppe Bindemittelreaktive Gruppe

10 Haftvermittler Neue chemische Ansätze Bisherige Nachteile bei konventionellen Haftvermittlern: Lagerstabilität der Lieferform Lagerstabilität im Lacksystem Eingeschränkter Zusatznutzen

11 Haftvermittler Neue chemische Ansätze Bisherige Nachteile bei konventionellen Haftvermittlern: Lagerstabilität der Lieferform Lagerstabilität im Lacksystem Eingeschränkter Zusatznutzen Neue Ansätze: Modifikationen der oberflächenreaktiven Gruppe Modifikationen des Abstandhalters Modifikationen der bindemittelreaktiven Gruppe

12 Beispiel 1: Haftvermittler für Epoxysysteme (high solid, solvent-free, konventionell) Polymerer Abstandshalter Erhöht: -Flexibilität der Beschichtung -Verträglichkeit im Lacksystem -Stabilität im Lacksystem -Oberflächentoleranz Mehrere bindemittelreaktive Gruppen, erhöht Reaktivität/ Verankerung in der Polymermatrix Oberflächenreaktive Gruppe

13 Beispiel 1: Haftvermittler für Epoxysysteme (high solid, solvent-free, konventionell) Epoxymatrix Metallsubstrat Polymeres Verbindungsstück führt zu besserer Orientierung zum Beschichtungsmaterial

14 Ergebnisse in Flüssigharz-Epoxy nach 168 Stunden Salzsprühtest Control Referenz 1 Referenz 2 BYK-Additiv

15 Erhöhung der Flexibilität 58 mm 25 mm 19 mm 16 mm Control Referenz 1 Referenz 2 BYK-Additiv Einführung eines Weichsegmentes an der Grenzfläche führt zu verbesserter Flexibilität

16 Erhöhung der Oberflächentoleranz Haftungsverbesserung auf gerosteten Blechen Haftungsverbesserung auf öligen Blechen

17 Beispiel 2: Haftvermittler für gealterte Systeme und Zinkuntergründe - Polymer mit einer Vielzahl basischer Haftgruppen - Wechselwirkungen mit Pigmenten/Füllstoffen, Bindemittel möglich - Einsatz in wässrigen und konventionellen Systemen

18 Haftung auf gealterter Beschichtung ohne Additiv 1 % Lieferform 2 % Lieferform 1 h 3 h Grauer Alkydharzlack, Zweitbeschichtung Styrol/Acrylat-Copolymer, nach Wasserbelastung

19 Verbesserung der Nasshaftung einer Styrolacrylatbeschichtung Untergrund: Feuerverzinkter Stahl Gitterschnittprüfung (ISO 2409) Gt5 Weißanlaufen Ohne Additiv Gt0 kein Weißanlaufen Mit Additiv

20 Beispiel 3: Haftvermittler für wässrige Epoxidharzbeschichtungen Control Competitor (1 %) Laborprodukt (Silanfrei, 2 %) - Bessere Wirksamkeit als Bestandsprodukte - Bessere Lagerstabilität - Erhöhung von Flexibilität und anderen Parametern - Polymer/ VOC-frei

21 Beispiel 4: Haftvermittler für PU-Lacke konventionell, high-solid und solvent-free, DTM Blank Referenz Laborprodukt Zugabe im Isocyanat, bisheriges Produkt ist VOC-frei und polymer

22 Zusammenfassung Neue chemische Modifikationen bieten entscheidende Vorteile Erhöhung der Lagerstabilität Steigerung der Effizienz durch maßgeschneiderte Polymerdomänen Erhöhung der Toleranz gegenüber Verunreinigungen Erhöhung der Toleranz gegenüber Oberflächen Zusatznutzen wie gesteigerte Flexibilität

23 Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit! ANTI-TERRA, BYK, BYK -DYNWET, BYK -SILCLEAN, BYKANOL, BYKETOL, BYKJET, BYKOPLAST, BYKUMEN, CARBOBYK, DISPERBYK, DISPERPLAST, LACTIMON, NANOBYK, PAPERBYK, SILBYK, VISCOBYK und Greenability sind eingetragene Warenzeichen der BYK-Chemie. AQUACER, AQUAMAT, AQUATIX, CERACOL, CERAFAK, CERAFLOUR, CERAMAT, CERATIX, HORDAMER und MINERPOL sind eingetragene Warenzeichen der BYK-Cera. SCONA ist ein eingetragenes Warenzeichen der BYK Kometra. Die vorstehenden Angaben entsprechen unserem besten Wissen. Aufgrund der vielfältigen Rezepturen, Produktions-, Betriebs- und Verarbeitungsbedingungen ist die Verwendung des Produktes auf die speziellen Bedingungen des Verarbeiters abgestimmt zu überprüfen. Die Angaben in diesem Merkblatt gelten nicht als zugesicherte Eigenschaft; wir sind nicht verantwortlich für den Einsatz des Produktes außerhalb der empfohlenen Anwendungsgebiete; eine Haftung - auch für etwaige Patentverletzungen - kann daraus nicht abgeleitet werden.