Haben neue Korrosionsschutzkonzepte

Transkript

1 1 Haben neue Korrosionsschutzkonzepte eine Chance? Korrosionsschutzkonzept & Massnahmen Beispiele aus Korrosionsschutz, Anforderungen Neuere Ansätze zur Vorbehandlung Einschränkungen durch die Applikationsart Ausblick, realistische Erwartungen

2 2 Korrosionsschutz : Konzepte Konstruktive Massnahme Beständiger Werkstoff Trennung vom korrosiven Medium

3 3 Korrosionsschutz - Maßnahmen Auswahl eines beständigen Werkstoffes Konstruktive Massnahmen Kathodischer Schutz Anorganische Überzüge Verzinkter Stahl Zementauskleidung, le andere Beschichtungen (immer organisch) funktionelle Pigmente Grundierung Zwischenbeschichtungen Deckbeschichtung

4 4 Schwerer und atmosphärischer Korrosionsschutz durch Beschichtungen Leuchtturm Mellum Plate Schiffshebewerk Niederfinow Flughafen Stuttgart

5 Was sind üblicherweise die Anforderungen im schweren Korrosionsschutz Haftung, Nasshaftung UV-Beständigkeit Diffusionsbarriere, Dichtigkeit Chemikalienbeständigkeit Abriebsbeständigkeit Emssperrwerk Gandersum 5

6 Verbesserungmöglichkeiten für den Korrosionsschutz durch Beschichtungen 6 Kathodischer Korrosionsschutz Versiegeln der Poren (Mehrschichtsysteme) Verstopfen der Poren (Korrosionsprodukte) Barriereprinzip selektive Reaktion mit Sauerstoff Haftverbesserer Anheben des ph- Wertes Deckschichtbildung am Substrat

7 7 Aktives Einwirken der Aktivpigmente auf den Korrosionsprozess Filmbildung löslicher Bestandteile am Substrat Deckschichtbildung durch Ausfällen unlöslicher Salze Passivierung, Verstärken der Passivschicht Kathodische Polarisation durch Opferanoden Kurzum: all dies findet man auch, wenn über Selbstheilung gesprochen wird!

8 8 Neuere Ansätze Selfhealing, Selbstheilung Nano traps, Schadmolekülsenken Neue Inhibitorsubstanzen Neue Darreichungsformen (Chromatsubstitution) Beispielfolien hierzu werden nur während des Vortrages gezeigt

9 9 Bleimennige

10 1 0 Zinkstaub superfein

11 Typischer Aufbau im Korrosionsschutz 1 1 EG - EP Deckbesch. EG - EP Zwischenbesch. ZRP Gestrahlter Stahl

12 Wirkungsweise von Zinkstaubgrundierungen Zink Zn -Korrosionsprodukt 1 2 CO 2 O 2 Verschluß einer Verletzung durch Korrosionsprodukte H 2 O Zink Zn -Korrosionsprodukt O 2 ZnCO 3 Zinkstaubgrundierung Eisen

13 1 3 Verlust des kathodischen Schutzes

14 Inhibierung, Deckschicht- bildner 1 4 Inhibition (precipitation, film formation) e.g.: phosphates benzoates PO Fe 2+ Fe 3 (PO 4 ) 2 PO Fe 3+ FePO 4 Zinkseifen neben Fe-Phosphat rust steel

15 Zinkchromat 1 5

16 1 6 Marktvoraussetzungen im Korrosionsschutz Wer? Ziel? Konsequenz Besitzer, Planer will billigen und perfekten Schutz Billigster Anbieter erhält den Auftrag Ausführender, Maler Beschichtungsstoffhersteller will Auftrag erhalten und viel verdienen will viel Gewinn durch profitable Märkte, Kundenbindung Möglichst wenig Schichten, schnelle Verarbeitung Produkt mit weniger Schichten und guter Performance, 1. im Markt

17 1 7 Einschränkungen durch die im schweren KS üblichen Applikationsarten Streichen Rollen Spritzen Becherpistole Airless

18 Oberflächenvorbereitung 1 8

19 1 9 Applikation

20 2 0 Verarbeitung Verarbeitung mit der Knolle

21 2 1 Einsatz von Nano... auch im Korrosionsschutz? Nano Partikel Nano Schichten Nano Füllstoffe elektrolytische Co - Abscheidung Zentrifuge, Langmuir, tauchen, sprühen in Beschichtungsstoffen Nano?... Umetikettierung: der nano - Hype macht normale Füllstoffe, welche Partikelgrößen unter [µm] haben, quasi über Nacht zu Nanofüllstoffen Vorsicht vor nano: REACH

22 Ketzerische Fragen: 2 2 Wie taucht man einen Gittermasten? Wie zentrifugiert man ein Schleusentor? Wie repariert man eine Nanoschicht und woran erkennt man, dass die Reparatur geglückt ist? Wie will man die Wirksamkeit einer zusätzlichen Nanoschicht nachweisen? Wie will ich Nanotechnologie auf der Baustelle einsetzen? Und wie stelle ich dort die korrekte Schichtdicke fest? Was bezahlt der Kunde für Nanopartikel in der Farbe, und wie kann ich ihm die Wirksamkeit nachweisen?

23 2 3 Dauerhaftigkeit von Korrosionsschutz Verkehrsbauwerke mindestens 15 Jahre Duplexsystem >25 Jahre z.t. Kathodenschutztauglich Wie lange dauert eine Nanovorbehandlung und wie steigert sich die Schutzdauer? Wo ist die Nachweisgrenze? Und wie erfolgt der Wirknachweis? wie rechtfertigt sich der gesteigerte Wert?

24 Ausblick, realistische? Erwartungen 2 4 Einsatz von Nano in der Werkstatt unter Kontrolle Finish von Stahl vor Auslieferung Vorbehandlung bei Bandbeschichtung Denkbar ist der Einsatz von Nanopartikeln bei elektrolytischer Verzinkung zur verbesserten Anbindung nachfolgender Schichten

25 Nötige neue Konzepte wegen Umweltschutz 2 5 Aromaten, Aliphaten, Ester, Alkohole, Ketone, Ether Wasser als Lösemittel Teerderivate Schwermetalle Asbest high-solid aromatische Amine, monomeres Epoxid, monomere Isocyanate Halogenierte Verbindungen total- solid Emssperrwerk Gandersum

26 Short history of organic coatings in heavy duty corrosion protection 1930 solvent based coal-tar pitch 1960 coal tar epoxy with asbestos 1975 asbestos-free coal tar epoxy 1983 EP-CH, SC solvent free 2-pack PUR 1988 substitution of tar in coal tar epoxy 1992 EP, SC pack PUR Großer Vogelsand 2 6

27 ! New Trends? 2 7 Solvent free or waterbased (Nachfrage??) High solid (neu?) Surface tolerant systems (neu?) Low temperature curing of EP! Thick-film EPs with low solvents! Workability of waterbased products! Less coating layers!? Colors, where black was dominant!! Microbiological de-rusting

28 Zusammenfassung 2 8 Korrosionsvorgang gut verstanden Konzepte des Korrosionsschutzes sind bekannt Prinzip des Korrosionsschutzes mit Beschichtungen ist gut etablierte Industriepraxis Anti-korrosiv wirkende Pigmente sind unzureichend untersucht und verstanden Einige Modellbeschreibungen regen zur wissenschaftlichen Diskussion an. Gut oder schlecht: kein einzigartiges Pigment verfügbar Einsatz von Aktivpigmenten ist Massarbeit Viel Raum für Grundlagenforschung