KÄRNTNER MONTANINDUSTRIE

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1 KÄRNTNER MONTANINDUSTRIE Mikronisierte Eisenglimmer: Mit neuen Eigenschaftsprofilen zu neuen Einsatzgebieten Michael Klinar, Stuttgart 2012

2 Übersicht Funktionale Minerale: Definition und Positionierung im Rohstoffmix Farbe und Lack Unterschiedliche Funktionalitäten in unterschiedlichen Anwendungen Eisenglimmer als funktionales Mineral: Typen / Eigenschaften / Funktionen Mikronisierte Eisenglimmer: verbesserte Funktionalität Tests und Ergebnisse Anwendungen Schlussfolgerungen

3 Funktionale Minerale: Definition Naturprodukt Spezielle Funktion in der jeweiligen Anwendung Kein Füllstoff! Verbesserung von chemischen und physikalischen Eigenschaften Funktionalität der Einzelpartikel Funktionalität der Körnerkollektive

4 Einteilung der Rohstoffe Bindemittel Pigmente Füllstoffe Additive Funktionale Minerale

5 Partikelform / Oberfläche Plättchen Aspektverhältnis Nadeln Mikrorisse (Ölzahl) Beschädigungen der Oberfläche

6 Mineralogie / Chemie Kristallgitter 2D Stabilität 3D Stabilität Chemische Beständigkeit

7 Chemisch-Mineralogischer Einfluss Influence

8 passing, % Korngrößenverteilung (KGV) Funktionalitätsfenster Exakter Top Cut (Spritzapplikation, Dünnschichtsysteme) Geringer Gehalt an ultrafeinen Partikeln (Ölzahl) Steile Korngrößenverteilung 100,0 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 PSD comparison mesh size, microns

9 Beispiele Glimmer (Muskovit, Phlogopit) Wollastonit Graphit Talk (eher Füllstoff) Huntit (Flammschutz) Eisenglimmer

10 Funktionen Verbesserung der mechanischen Eigenschaften (Härte, E-Modulus) Optische Eigenschaften (dekorativ, Strahlungsabsorption, -reflexion) Thermische, elektrische Leitfähigkeit Verbesserung des Korrosionsschutzes

11 Eisenglimmer Basiseigenschaften Funktionales Mineral Mineralogie: Hämatit Chemie: Fe 2 O 3 (Eisen-III-oxid) Partikelform: plättchenförmig Farbe: dunkelgrau mit metallischem Glanz bis rot Dichte: 4,8 g/cm³ Härte: 6,0 6,5 Mohs

12 Eisenglimmer wichtige Qualitätskriterien Plättchengehalt Fe 2 O 3 Gehalt Farbe, vor allem Konstanz Korngrößenverteilung

13 Barriereeffekt in Beschichtungen

14 Schildeffekt Ausgezeichnete UV/VIS/IR Absorption-Reflexion!

15 Durchgang / passing, % Eisenglimmer Standardtypen MIOX DB MIOX SG MIOX AS Korngröße / particle size, µm Maximale Korngröße 100 µm 90% feiner als 63 µm

16 Verwendung der Standardtypen Schutzbeschichtungen Schwerer Korrosionsschutz Dekorativer Metallschutz

17 Mikronisierte Eisenglimmer Öffnung neuer Anwendungsfelder Technische Herausforderung: Erhaltung der Funktionalität Aspektverhältnis Steile KGV Farbe Spezielle Mahl- und Klassierverfahren

18 MIOX MICRO und SUBMICRO - Serie MICRO 50 MICRO 40 MICRO 30 Form plättchenförmig Farbe grau, metallisch glänzend d µm 40 µm 30 µm MICRO 20 MICRO 15 MICRO 10 Form plättchenförmig Farbe rot d µm 15 µm 10 µm Submicro 5 Submicro 2,5 Form plättchenförmig Farbe rot d 98 5 µm 2,5 µm

19 Feinheit und Farbe

20 Prüfmethoden Salzsprühtest nach ISO 9227 für Barrierewirkung (Grundierungen) Kombinierter zyklischer Korrosions-Bewitterungstest nach ISO für Korrosionsschutzwirkung von Beschichtungssystemen UV / Kondensation / Salznebel / Temperatur

21 Systeme und Formulierungen 2- und 3-Schichtsysteme, Schichtdicke zwischen 50 und 100 µm Substrat: Stahl, gereinigt-sandgestrahlt-verzinkt 2k EP Zn-Phosphat Grundierung, 2k EP MIO, optional 2k PU Deckbeschichtung; lösemittelbasierend Standard formuliert nach DB-TL

22 Eisenglimmertypen Bezeichnung Markenname Korngröße Fe 2 O 3 Gehalt Plättchenanteil MIO 1 MIOX SG max 0,1% >105µm >85% 80% MIO 2 Experimentelles Produkt max 0,1% >105µm >85% 10% MIO 3 MIOX Micro 30 d 98 = 30µm >85% 80%

23 Bewertung der Prüfplatten Rostgrad nach DIN EN ISO Blasengrad nach DIN EN ISO Enthaftung und Korrosion am Ritz nach DIN EN ISO Abreißversuch / Haftfestigkeit nach ISO 4624:2002 Gitterschnittprüfung nach ÖNORM EN ISO 2409:2007

24 Einfluss des Plättchenanteils L=10% L=80%

25 Bewitterungsmodell

26 Bewitterungsmodell

27 Einfluss der Feinheit Standard grade Micronized grade

28 Verbessertes Haftverhalten Talk/Dolomit 3 MPa 100% A/B Eisenglimmer Standard 2,7 MPa 20% A/B, 80% B/Y Eisenglimmer mikronisiert 2,8 MPa 100% B/Y

29 Anwendungen für mikronisierte Eisenglimmer Systeme mit verbesserter Korrosionsschutzwirkung Beschichtungen mit reduziertem Eisenglimmergehalt Dünnschichtsysteme Teilweiser Ersatz von Aktivpigmenten (Zinkstaub) Verbesserte Schutzwirkung von Grundierungen

30 Reduzierter Eisenglimmergehalt 2- und 3-Schichtsysteme Grundierung: Zn-Phosphat (60 µm) 2. Schicht: Formulierung a: mit Standardeisenglimmer, Gehalt 40%, 100 µm, Formulierung nach DB-TL Standardformulierung 2. Schicht: Formulierung b: mit mikronisiertem Eisenglimmer, Gehalt 24%, 100 µm, Eisenglimmer wurde teilweise durch Talk ersetzt, um die PVK konstant zu halten Formulierung mit reduziertem Eisenglimmergehalt Optional: 3. Schicht 2k PU (60 µm)

31 Reduzierter Eisenglimmergehalt Prüfmethode Formulierung a Formulierung b Blasengrad DIN EN ISO Rostgrad DIN EN ISO Enthaftung/Korrosion am Ritz DIN EN ISO Haftfestigkeit Abreißversuch ISO 4624:2002 Werte in (): 3 Schichtsystem 0 (0) Ri 0 (Ri 0) 5,8mm/3,2mm (6,2mm/2,8mm) 1,5 MPa; 80%Y, 10% A/B, 10% B/C (2,0 MPa; 70%A/B, 30%B/C) 0 (0) Ri 0 (Ri 0) 1,6mm/1,4mm (5,3mm/2,8mm) 1,75 MPa 100%C/Y (2,5 MPa; 90%A/B, 10%B/C )

32 Reduzierter Eisenglimmergehalt

33 Wasserbasierende Korrosionsschutzbeschichtungen Rheologische Herausforderungen Hohe Dichte Relativ grob Mikronisierter Eisenglimmer Gehalt 50% reduziert Etwa 3x so fein wie Standardtype, geringere Absetzrate Geringerer Einfluss auf Farbe und Glanz

34 Dünnschichtsystem 2- und 3-Schichtsysteme Grundierung: Zn-Phosphat (60 µm) 2. Schicht: Formulierung a: mit Standardeisenglimmer, Gehalt 40%, 100 µm, Formulierung nach DB-TL Standardformulierung 2. Schicht: Formulierung c: mit mikronisiertem Eisenglimmer, Gehalt 40%, 50 µm Dünnschichtsystem Optional: 3. Schicht 2k PU (60 µm)

35 Dünnschichtsystem Prüfmethode Formulierung a Formulierung c Blasengrad DIN EN ISO Rostgrad DIN EN ISO Enthaftung/Korrosion am Ritz DIN EN ISO Haftfestigkeit Abreißversuch ISO 4624:2002 Werte in (): 3 Schichtsystem 0 (0) Ri 0 (Ri 0) 5,8mm/3,2mm (6,2mm/2,8mm) 1,5 MPa; 10% A/B, 10% B/C, 80%C/Y (2,0 MPa; 70%A/B, 30%B/C) 0 (0) Ri 0 (Ri 0) 6,4mm/3,4mm (3,8mm/3,0mm) 1,75 MPa 80% A/B, 20%C/Y (2,25 MPa; 80%A/B, 10%B/C, 10%C/D )

36 Dünnschichtsystem

37 Teilweiser Ersatz von Zinkstaub Bis zu 50% sind möglich Ökologische Vorteile Kostenersparnis Reduzierte Zn-Salzbildung Verbessertes Haftverhalten

38 Formulierungsbeispiel

39 Formulierungsbeispiel

40 Verbesserte Grundierungen Teilweiser Füllstoffersatz mit mikronisiertem Eisenglimmer (ca. 5%) Verbesserte Korrosionsschutzeigenschaften Kosten-Nutzenrechnung!

41 Schlussfolgerungen Eisenglimmer ist ein funktionales Mineral und übertrifft in seiner Korrosionsschutzwirkung andere Mineralprodukte Die Produktqualität, hier speziell der Anteil an Plättchen, hat einen entscheidenden Einfluss auf die Funktionalität der Beschichtung Mikronisierte Eisenglimmer ermöglichen die folgenden neuen Einsatzgebiete Verbesserte Korrosionsschutzeigenschaften Teilweiser Ersatz von Zinkstaub Wasserbasierende Korrosionsschutzbeschichtungen Dünnschichtsysteme Verbesserte Grundierungen

42 Kontakt: Kärntner Montanindustrie Schloss 1 A-9400 Wolfsberg, AUSTRIA Tel: +43 (4352) Fax: +43 (4352) Coatings Michael Klinar Sales Manager Tel. +43 (4352) Mobile: +43 (664) m.klinar@kmi.at