Bitte warten Sie.'

Die Seite wird geladen.'


Metalllackierung

Metalllackierung: 22.06.2012

Strukturierte Lackschicht schützt vor Korrosion

Für einen umweltfreundlichen Schutz vor Korrosion hat das INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien jetzt ein Lacksystem entwickelt, das ohne Schwermetalle auskommt, vor Korrosion schützt und widerstandsfähig gegen mechanische Belastungen ist. Der Lack lässt sich einfach applizieren und ist für verschiedene Metallsubstrate geeignet.

Eine besondere Struktur der Schicht schützt vor Korrosion – auch unter extremen Bedingungen, wie bei Belastung durch Meerwasser.Quelle: Uwe Bellhäuser

Eine besondere Struktur der Schicht schützt vor Korrosion – auch unter extremen Bedingungen, wie bei Belastung durch Meerwasser.Quelle: Uwe Bellhäuser

Witterungseinflüsse, Sauerstoff oder mechanische Belastungen können an Metallen zu Korrosionserscheinungen führen – am Unterboden des Autos genauso wie an Gartengeräten oder Maschinenteilen. Die Funktion der von Korrosion betroffenen Teile kann durch diese Vorgänge stark beeinträchtigt werden. Beschichtungen helfen hier, die Funktion bei mechanischen, physikalischen und chemischen Belastungen zu erhalten. Zum Teíl kommen dabei immer noch schwermetallhaltige Systeme zum Einsatz, die zwar vor Korrosion schützen, jedoch nicht ungefährlich für Mensch und Umwelt sind. Forscher am INM haben nun ein Lacksystem aus Nanokompositen entwickelt, das Bauteile effektiv schützt und ohne umwelt- oder gesundheitsgefährdende Stoffe auskommt. "Das Besondere ist die Strukturierung dieser Schicht: Die Schutz-Partikel ordnen sich von alleine dachziegelartig an. Ähnlich wie bei einer Mauer lagern sich so mehrere Partikel-Schichten versetzt übereinander; das Ergebnis ist eine selbstorganisierte Barriere", sagt Dr.-Ing. Carsten Becker-Willinger, Leiter des Programmbereichs Nanomere des INM. Die Schutzschicht misst rund ein Drittel der Dicke eines menschlichen Haares und verhindert das Eindringen von Gasen und Elektrolyten. Sie schützt vor Korrosionsangriffen, die durch aggressive salzige Lösungen – wie zum Beispiel streusalzhaltiges Spritzwasser, Meerwasser – hervorgerufen werden und bildet außerdem eine wirksame Sperre gegen wässrige Säuren.

EIGENSCHAFTEN
  • Exzellente Haftung auf Metalloberflächen: Gitterschnitt/Tape-Test nach DIN ISO 2409 = 0/0
  • Abriebbeständigkeit: Taber Abraser nach ASTM: 400 Zyklen, 2 x 500 g Gewicht, CS17, <5 mg
  • Hohe Korrosionsbeständigkeit: Salzsprühtest nach DIN 50021-SS >1000 h auf Baustahl; Beständigkeit gegen korrosive Gase (z.B. HCl, H2S, CO2)
  • Chemikalienbeständigkeit: Gegen Reinigungs- und Lösemittel, Öle
  • Schlag/Stoßfestigkeit: Kugelfalltest, Stahlhalbkugel mit Gewicht 1,5 kg aus 1 m Höhe, leichte Verformung; kein Reißen oder Abplatzen der Beschichtung

Alle Vorteile im Blick

"Das ist aber nicht der einzige Vorteil", meint Becker- Willinger weiter, "dieses sogenannte Kompositmaterial ist ein speziell zusammengestelltes Gemisch aus flüssigen und festen Bestandteilen. Wir können dabei ganz auf gesundheitsschädliche Metalle verzichten, vor allem auf das krebserzeugende Chrom(VI) und andere Schwermetalle." Ein dritter Vorteil kommt noch dazu: Die Schutzschicht ist abbrasionsfest und bleibt intakt, auch wenn Kieselsteine, Sand oder Stäube darauf kratzen. Um dies zu prüfen setzt das INM den Taber Abraser-Test ein. Nach 400 Zyklen bei einer Belastung mit zweimal 500 g Gewicht beträgt der Abrieb unter 5 mg. Außerdem ist die Lackschicht schlag- und stoßunempfindlich. Bei einem Kugelfalltest mit einer Stahlhalbkugel von 1,5 kg aus einem Meter Höhe kommt es zu leichten Verformungen, die Schicht reißt jedoch nicht und platzt auch nicht ab – so bleibt die Barriere zwischen Substrat und äußeren Einflüssen bestehen und damit der Korrosionsschutz erhalten.

Anwendungsmöglichkeiten

Das neue Lacksystem eignet sich für Stähle und Metalle wie Aluminium, Magnesium oder Kupfer sowie deren Legierungen und lässt sich durch übliche Verfahren wie Sprühen oder Tauchen applizieren. Die Aushärtung erfolgt thermisch bei 100 bis 200 °C. Die möglichen Anwendungsgebiete des neuen Systems reichen vom Maschinen- und Stahlbau über Energieanlagen, Automobil, Schiffsbau bis hin zu Luft- und Raumfahrt. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit könnte z.B. der Einsatz des Lacks als Konversionsschicht sein. In ersten Versuchen konnte das INM zeigen, dass sich das Material mit sich selbst überlackieren lässt. Ob dies auch mit anderen Lacksystemen möglich ist und wie das neue System gegebenenfalls für diese Anwendung optimiert werden kann, ist noch zu prüfen. Bisher sind die Basismaterialien im Labormaßstab erhältlich. Die erforderlichen Anpassungen an die Anforderungen neuer Anwendungen werden durch F&E-Projekte bzw. Technologie-Transfer-Projekte ermittelt.

An einer halbbeschichteten Stahlplatte lässt sich der Korrosionsangriff beurteilen. Die untere Hälfte der Platte wurde einer Korrosionsbelastung ausgesetzt, die obere nicht. Im Detail (Bild rechts) zeigt sich an der beschichteten linken Hälfte der Stahlprobe keine Unterwanderung. Quelle: INM

An einer halbbeschichteten Stahlplatte lässt sich der Korrosionsangriff beurteilen. Die untere Hälfte der Platte wurde einer Korrosionsbelastung ausgesetzt, die obere nicht. Im Detail (Bild rechts) zeigt sich an der beschichteten linken Hälfte der Stahlprobe keine Unterwanderung. Quelle: INM

INM – Leibniz-Institut für Neue Materialien gGmbH, Saarbrücken, Dr.-Ing. Carsten Becker-Willinger, Tel. + 49 681 9300-196, carsten.becker-willinger@inm-gmbh.de, www.inm-gmbh.de

Dieser Beitrag stammt aus der Kategorie:

Kommentare (0)
Kommentar hinzufügen

Kommentar schreiben

Sie sind nicht eingeloggt

Kontakt

Marko Schmidt

Marko Schmidt

Redaktion

BESSER LACKIEREN

Tel.: +49 511 9910-321

zum Formular

Technik & Produkte

Technik & Produkte: 19.10.2018

Achtung Steinschlag

Die Steinschlagprüfung simuliert Schäden am Fahrzeug und ist eine Methode mit relativ geringem Prüfaufwand. Dennoch sollten Anwender auf diese Parameter und Eigenschaften der Prüfmaterialien achten.

mehr
Bücher