Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Das Ph\u00e4nomenen Korrosion ist verantwortlich f\u00fcr erhebliche Umweltbelastungen. Diese entstehen bei der Anwendung verschiedener Korrosionsschutztechniken. Hier seien beispielhaft die Verzinkung und das Chromatieren mit ihren resultierenden Schwermetallbelastungen benannt. Auch die Beschr\u00e4nkung der Lebensdauer und die Notwendigkeit von Ersatzbeschaffungen verursacht erhebliche Umweltbelastungen durch den Erzabbau, die Verh\u00fcttung und weitere Schritte der Produktherstellung. Es werden Kosten in der Gr\u00f6\u00dfenordnung von 4% des j\u00e4hrlichen Bruttosozialproduktes in Folge Korrosion abgesch\u00e4tzt. Hier bietet die Einf\u00fchrung effizienterer Korrosionsschutzsysteme erhebliche Kosten- und Umweltentlastungspotentiale. Die Ormecon Chemie zielt auf den Einsatz des organischen Metalls Polyanilin, das in dispergierter Form in Anstrichsystemen enthalten ist. Damit kann die wirksame Dauer des Korrosionsschutzes erheblich, in vielen F\u00e4llen um den Faktor 5 – 10 oder dar\u00fcber hinaus, verl\u00e4ngert werden. Basierend auf langj\u00e4hriger Grundlagenforschung und ersten anwendungsreifen Beschichtungssystemen sollen weitere spezielle Grundierungen und Decklacke zur Erweiterung des Anwendungsspektrums dieser neuen Technologie entwickelt werden. Bisherige polyanilinhaltige Korrosionsschutz-Anstrichsysteme auf L\u00f6semittelbasis sollen durch wasserbasierte Systeme erg\u00e4nzt werden, um unter entsprechenden Umweltaspekten ge\u00e4u\u00dferten Kundenw\u00fcnschen nachzukommen. Die Zusammensetzung der korrosionsanf\u00e4lligen Metalle bzw. die Struktur der Produkte, die geforderten Applikationsbedingungen, die unterschiedlichsten Einsatzbedingungen und die Natur der korrosiven Agenzien machten es dringend erforderlich, zus\u00e4tzliche Grundierungen und komplette Beschichtungssysteme zu entwickeln, um die Einsatzbereiche dieses neuartigen effektiven Korrosionsschutzsystems ausweiten zu k\u00f6nnen. Dabei zielt man zun\u00e4chst auf die folgenden f\u00fcnf Anwendungsbereiche:
\n–\tDie Entwicklung einer Grundierung und eines Decklacks auf Wasserbasis als l\u00f6semittelarmes Korrosionsschutz-Anstrichsystem mit hoher Schutzwirkung.
\n–\tDie Entwicklung von einbrennf\u00e4higen Polyanilin-Lacksystemen, um Massen- und Sch\u00fcttg\u00fcter auf umweltfreundlichere Korrosionsschutzbeschichtungen umstellen zu k\u00f6nnen.
\n–\tDen Einsatz polyanilinhaltiger Grundierungen im Coil-Coating Verfahren f\u00fcr die Stahlblechbeschichtung von Rolle zu Rolle.
\n–\tDie Entwicklung von Beschichtungssystemen f\u00fcr Leichtmetalllegierungen in Automobilanwendungen.
\n–\tDen Einsatz von Waschprimern und Korrosionsschutzbeschichtungen im Schiffsbau, zun\u00e4chst auf Schwimmk\u00f6rpern und in Ballastwassertanks.
\nZur Beurteilung der Korrosionsschutzwirkung waren Schnelltests und Analytikmethoden weiter zu entwickeln.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie f\u00fcnf vorgenannten Teilprojekte wurden parallel bearbeitet. In jedem Teilprojekt wurde ein Screening durchgef\u00fchrt. Aufbauend auf die Auswahl der Basisharze und die Entwicklung der Grobrezepte erfolgte eine detaillierte Feinformulierung von zumindest zwei Alternativen. Beurteilungskriterien waren die von der Firma Ormecon entwickelten elektrochemischen Methoden zur quantitativen Erfassung der Korrosionsvorg\u00e4nge mittels Rasterkelvinsonde (RKS) und elektrochemischer Impedanzspektroskopie (EIS) und dar\u00fcber hinaus die bei Korrosionsschutzanwendern etablierten VDA-Klimawechsel- und ASTM-prohesion-Tests. Zur Untersuchung der praktischen Anwendbarkeit und zum Nachweis der Korrosionsschutzeigenschaften wurden \u00fcber 70 Referenzobjekte bearbeitet. Dar\u00fcber hinaus wurde eine Primerentwicklung f\u00fcr Lackhersteller durchgef\u00fchrt. Die Technologie des Korrosionsschutzes mit organischem Metall erlaubt es, in Gegenwart von Wasser und Luftsauerstoff und unter ihrer Mitwirkung auf Stahl eine Passivschicht aus Fe2O3 aufzubauen. Dabei waren Formulierungen zu entwickeln, die eine Trocknung des Primers erlauben, ohne dass bereits das Verrosten einsetzt. Die Reaktion des Organometalls mit der Eisenoberfl\u00e4che muss so gesteuert werden, dass sie erst dann einsetzt, wenn der Lack trocken ist und dann gezielt zur Bildung von Fe2O3 f\u00fchrt. Hierbei sind Unvertr\u00e4glichkeiten von Bindemitteln und Polyanilinvordispersionen zu ber\u00fccksichtigen. Zur L\u00f6sung dieser anspruchsvollen Aufgabe waren zahlreiche etablierte Bindemittel und auch Neuentwicklungen zu testen. Mit den ausgew\u00e4hlten Rezepturen waren praxistaugliche Korrosionsschutzprimer zu entwickeln und zu optimieren. Die Untersuchungen wurden durch den Einsatz in Demonstrationsobjekten erg\u00e4nzt. Von den \u00fcber 70 w\u00e4hrend der Projektlaufzeit bearbeiteten Referenzprojekten wurden bereits 43 in der Praxis realisiert.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Einsetzbarkeit polyanilinhaltiger Korrosionsschutzssysteme konnte erheblich ausgeweitet werden. Im Verlaufe des Projektes sind als Primer mehrere neue Grundierungen und Kombinationen von Primern und Decklack als komplette Beschichtungssysteme entwickelt, getestet und in der Praxis untersucht worden. Dies bezieht sich auf alle f\u00fcnf vorgenannten Bereiche.Mit einem neu auf dem Markt erschienenen w\u00e4ssrigen Korrosionsschutzbindemittel konnte ein Korrosionsschutzprimer erstellt werden, der in der Kombination mit einem w\u00e4ssrigen Decklack die bisherigen Ergebnisse weit \u00fcbertraf. Erste Bemusterungen sind erfolgt. Erste externe Pr\u00fcfergebnisse werden in K\u00fcrze erwartet. Nach bisherigen Ergebnissen ist ein wirkungsvoller Einsatz von Polyanilin auch in wasserbasierten Anstrichsystemen m\u00f6glich. In Zusammenarbeit mit verschiedenen Lackherstellern und insbesondere mit der Firma Kluthe wurden positive Ergebnisse erzielt. Von Firma Kluthe wird ein neues Produkt unter dem Handelsnamen Hakudur OM in Europa vertrieben. Mit Ziel einer m\u00f6glichst breiten Anwendung im Korrosionsschutz werden von Ormecon nicht nur komplette Anstrichsysteme entwickelt, sondern auch Polyanilin-Vordispersionen verschiedenen Lackherstellern f\u00fcr externe Grundierungsentwicklungen zur Verf\u00fcgung ge-stellt und entsprechendes Know-how geliefert.
\nDie Entwicklung von Einbrennlacken f\u00fcr die Tauchbadbeschichtung von Sch\u00fcttg\u00fctern, z.B. Schrauben, zeigte positive Teilergebnisse, die hinsichtlich der Beschichtungsdicke, der optimalen Wirkkonzentration des organischen Metalls, aber auch im optischen Erscheinungsbild und der Verarbeitbarkeit in Serie noch zu optimieren sind. Inzwischen befinden sich 16 Einbrennprimervarianten in jeweils drei Trockenschichtst\u00e4rken in verschiedenen Korrosionsuntersuchungen. Nach ersten Ergebnissen sind mindestens vergleichbare Korrosionsschutzergebnisse wie bei marktg\u00e4ngigen Produkten zu erwarten. Auch bei Coil-Coating wurde eine verbesserte Korrosionsschutzleistung durch den Zuschlag von Polyanilin beobachtet. Zur Optimierung des der f\u00fcr das Korrosionsschutzverhalten wesentlichen Hafteigenschaften sind speziell auf das Polyanilin abgestimmte Bindemittelsysteme zu entwickeln. Hierzu wurde eine Zusammenarbeit mit Coil-Verarbeitern und Lackherstellern vereinbart. F\u00fcr Automobilanwendungen wurden auch Korrosionsschutzsysteme f\u00fcr Leichtmetalllegierungen entwickelt und mit positiven Ergebnissen getestet. Mit Verweis auf die Vielzahl eingesetzter Legierungen ist eine Feinabstimmung des Primers auf jede einzelne Legierung notwendig. In ersten Einsatztests konnten gute Ergebnisse erzielt werden. Auch im Bereich von Schiffsanstrichen wurden gute Laborergebnisse erzielt. Testfl\u00e4chen auf verschiedenen Schiffen wurden angelegt. Hier liegen jedoch noch keine Ergebnisse vor.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Es erfolgten 8 wissenschaftliche Ver\u00f6ffentlichungen und Vortr\u00e4ge auf 13 Kongressen und Fachtagungen. Hinzu kommen fast 100 weitere Ver\u00f6ffentlichungen in Zeitschriften sowie 11.000 – 15.000 Zugriffe auf den Internet-Server pro Monat.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Projekt wurde erfolgreich durchgef\u00fchrt. Teilweise wurden die hochgesteckten Erwartungen noch \u00fc-bertroffen. Die Akzeptanz im Markt f\u00fcr das neue Korrosionsschutzsystem steigt jedoch nur langsam. Selbst positive Laborergebnisse, Praxistests und gro\u00dftechnische Demonstrationsobjekte bewirken ein z\u00f6gerliches Umdenken industrieller Kunden und deren Einsatzentscheidung f\u00fcr die neue Korrosionsschutztechnologie. Positiv und als bedeutsam einzusch\u00e4tzen ist die wachsende Akzeptanz bei Lackherstellern und Instituten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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