Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Wege im Korrosionsschutz

31.07.2017

Forschungsprojekt »ZINCPOWER« gestartet

Stahlkonstruktionen werden durch zinkhaltige Grundierungen vor Korrosion geschützt. Der Auftrag von Zinkgrundierungen ist in verschmutzter Umgebung aber aufwendig; außerdem belasten sie die Umwelt. In dem öffentlich geförderten Projekt »ZINCPOWER« wird gegenwärtig geprüft, ob durch Modifizierung der Pigmentzusammensetzung deren Wirksamkeit soweit gesteigert werden kann, dass ihre Zinkkonzentration vermindert werden könnte. Ein Zusatz von Graphen erscheint hier aussichtsreich.


Mikroskopische Aufnahme der Oberfläche eines »durchkorrodierten « Zinkprimers.

Fraunhofer IPA

Zur Erzeugung von Korrosionsschutz für Stahlkonstruktionen haben sich zinkhaltige Grundierungen bewährt. Zink liegt darin überwiegend in Form von Zinkstaub in hoher Konzentration vor. Die Zinkpigmente agieren als Opferanoden, die das Stahlsubstrat vor Korrosion schützen.

Indem die Opferanode mit dem zu schützenden Stahl leitend verbunden wird, entsteht ein Primärelement (Primer). Dabei fungiert der zu schützende Stahl als Kathode und das unedlere Zink als Anode. Entsprechend fließt der Strom in Richtung des zu schützenden Stahls.

Statt diesem gibt jetzt die Opferanode ihre Elektronen an den Sauerstoff ab, wird oxidiert und geht in Lösung. Die hierbei entstehenden Zink-Oxidationsprodukte tragen zur Erhöhung der Beschichtungsbarriere bei. Allerdings treten beim Einsatz von Zinkprimern auch verschiedene Nachteile auf.

Aufwendige Zinkprimerapplikation und wasserverschmutzende Zinkoxidationsprodukte Zinkstaub wird zur Generierung des kathodischen Korrosionsschutzes hoch in der Primermatrix aufkonzentriert. Damit auch unter schwierigen Bedingungen genügend Haftfestigkeit auf dem Stahlsubstrat sichergestellt ist, muss dessen Oberfläche sorgfältig vorbehandelt und bis zur Applikation sauber gehalten werden.

Dies kann bei Stahlkonstruktionen, die sich in stark verschmutzter oder maritimer Atmosphäre befinden, kaum zu realisieren oder zumindest kostenintensiv sein. Könnten hochwirksame Zinkprimer auch mit vermindertem Zinkgehalt formuliert werden, könnte aufgrund des höheren Anteils an organischer Matrix die Haftfestigkeit des Primers auf dem Stahlsubstrat – sowie auch die Zwischenschichthaftfestigkeit zu darüber liegenden Schichten – verbessert werden.

Ein weiterer Nachteil der Verwendung von Primern mit hoher Zinkkonzentration besteht darin, dass die entstehenden Zink-Oxidationsprodukte als wassergefährdend gelten. Auch vor diesem Hintergrund wären hochwirksame Primer mit vermindertem Zinkgehalt wünschenswert.

Da die Korrosionsschutzwirksamkeit des Zinks wesentlich auf dessen elektrischem Kontakt zum Substrat basiert, soll für einen langfristigen Korrosionsschutz die Leitfähigkeit möglichst lange erhalten bleiben, darf aber nicht das vorzeitige Abreagieren des Zinks begünstigen.

Modifizierung der Pigmentzusammensetzung

Innerhalb eines öffentlich geförderten Projekts soll daher geprüft werden, inwieweit eine günstige Modifizierung der Pigmentzusammensetzung die genannten Nachteile und Wirksamkeitsbeschränkungen von Zinkprimern beseitigen könnte. Dabei sollen folgende Varianten geprüft und gegebenenfalls kombiniert werden:

– Modifizierung der Partikelgrößenverteilung und Partikelform der Zinkpigmente
– Einsatz von Zinklegierungspigmenten
– Zinkpigment-Oberflächenbehandlungen
– Zusatz von zinkfreien korrosionsinhibierenden Pigmenten

Zusatz von Graphen als Inertpigment

Aussichtsreiche Produkte für die Sicherstellung eines guten Korrosionsschutzes auch bei verminderter Zinkpigmentkonzentration könnten insbesondere Graphene sein, die bereits bei niedriger Pigmentierung sowohl eine verbesserte Haftfestigkeit als auch den Erhalt der Leitfähigkeit – und damit die vom Zink ausgehende Korrosionsschutzwirkung – selbst in späteren Bewitterungsphasen gewährleisten. Weiterhin können Graphen-Zusätze die Verschleißbeständigkeit von Beschichtungen erhöhen. Ein solches aussichtsreiches Graphen- Pigment wie auch das Know-how hinsichtlich dessen Einarbeitung in die Grundierungsformulierung wird im Projekt durch die Firma The Sixth Element (Changzhou) Materials Technology Co., Ltd. (Jiangsu, China) beigesteuert.

»ZINCPOWER« – ein Projekt im Rahmen von CORNET (Collective Research Network) Partner: Die Untersuchungen werden von den Forschungsinstituten IBDiM und IMPiB (Warschau und Gliwice) sowie vom Fraunhofer IPA (Stuttgart) durchgeführt. Die Industriebeteiligung erfolgt auf deutscher Seite durch die Firmen Paul Jaeger GmbH & CO KG (Möglingen), Conmet GmbH (Aachen), Peter Kwasny GmbH (Gundelsheim), Lankwitzer Lackfabrik GmbH (Berlin), Geholit + Wiemer Lack- und Kunststoffchemie GmbH (Graben-Neudorf), MIPA SE (Essenbach), Chemische Industrie Erlangen GmbH (Erlangen) und The Sixth Element (Changzhou) Materials Technology Co., Ltd. (Jiangsu, China).

Projektbudget (Deutschland): 283 000 EUR, mit 189 000 EUR direkter Förderung
Laufzeit: 1.5.2017 – 30.4.2019
Fördermittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (Aif)]

CORNET – Transnationale Industrielle Gemeinschaftsforschung In CORNET haben sich aktuell sechs europäische Länder und Regionen weiterhin auf freier Basis zusammengeschlossen. Hinter CORNET steht die Idee, nationale Fördermittel und Forschungsinitiativen in einem transnationalen Projekt zu bündeln und damit Synergieeffekte über Landesgrenzen hinweg zu schaffen. CORNET gehört zu den Fördervarianten der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF).

Pressekommunikation
Jörg-Dieter Walz | Telefon +49 711 970-1667 | presse@ipa.fraunhofer.de

Fachlicher Ansprechpartner
Dr. rer. nat. Matthias Wanner | Telefon +49 711 970-3852 | matthias.wanner@ipa.fraunhofer.de

Weitere Informationen:

http://www.ipa.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/Projektstart_ZINCPOWE...
http://www.cornet-era.net
http://www.aif.de/innovationsfoerderung/industrielle-gemeinschaftsforschung.html
http://de.c6th.com/

Jörg Walz | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Fachhochschule Südwestfalen entwickelt innovative Zinklamellenbeschichtung
13.07.2018 | Fachhochschule Südwestfalen

nachricht 3D-Druck: Stützstrukturen verhindern Schwingungen bei der Nachbearbeitung dünnwandiger Bauteile
12.07.2018 | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Was passiert, wenn wir das Atomgitter eines Magneten plötzlich aufheizen?

„Wir haben jetzt ein klares Bild davon, wie das heiße Atomgitter und die kalten magnetischen Spins eines ferrimagnetischen Nichtleiters miteinander ins Gleichgewicht gelangen“, sagt Ilie Radu, Wissenschaftler am Max-Born-Institut in Berlin. Das internationale Forscherteam fand heraus, dass eine Energieübertragung sehr schnell stattfindet und zu einem neuartigen Zustand der Materie führt, in dem die Spins zwar heiß sind, aber noch nicht ihr gesamtes magnetisches Moment verringert haben. Dieser „Spinüberdruck“ wird durch wesentlich langsamere Prozesse abgebaut, die eine Abgabe von Drehimpuls an das Gitter ermöglichen. Die Forschungsergebnisse sind jetzt in "Science Advances" erschienen.

Magnete faszinieren die Menschheit bereits seit mehreren tausend Jahren und sind im Zeitalter der digitalen Datenspeicherung von großer praktischer Bedeutung....

Im Focus: Erste Beweise für Quelle extragalaktischer Teilchen

Zum ersten Mal ist es gelungen, die kosmische Herkunft höchstenergetischer Neutrinos zu bestimmen. Eine Forschungsgruppe um IceCube-Wissenschaftlerin Elisa Resconi, Sprecherin des Sonderforschungsbereichs SFB1258 an der Technischen Universität München (TUM), liefert ein wichtiges Indiz in der Beweiskette, dass die vom Neutrino-Teleskop IceCube am Südpol detektierten Teilchen mit hoher Wahrscheinlichkeit von einer Galaxie in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung stammen.

Um andere Ursprünge mit Gewissheit auszuschließen, untersuchte das Team um die Neutrino-Physikerin Elisa Resconi von der TU München und den Astronom und...

Im Focus: First evidence on the source of extragalactic particles

For the first time ever, scientists have determined the cosmic origin of highest-energy neutrinos. A research group led by IceCube scientist Elisa Resconi, spokesperson of the Collaborative Research Center SFB1258 at the Technical University of Munich (TUM), provides an important piece of evidence that the particles detected by the IceCube neutrino telescope at the South Pole originate from a galaxy four billion light-years away from Earth.

To rule out other origins with certainty, the team led by neutrino physicist Elisa Resconi from the Technical University of Munich and multi-wavelength...

Im Focus: Magnetische Wirbel: Erstmals zwei magnetische Skyrmionenphasen in einem Material entdeckt

Erstmals entdeckte ein Forscherteam in einem Material zwei unabhängige Phasen mit magnetischen Wirbeln, sogenannten Skyrmionen. Die Physiker der Technischen Universitäten München und Dresden sowie von der Universität zu Köln können damit die Eigenschaften dieser für Grundlagenforschung und Anwendungen gleichermaßen interessanten Magnetstrukturen noch eingehender erforschen.

Strudel kennt jeder aus der Badewanne: Wenn das Wasser abgelassen wird, bilden sie sich kreisförmig um den Abfluss. Solche Wirbel sind im Allgemeinen sehr...

Im Focus: Neue Steuerung der Zellteilung entdeckt

Wenn eine Zelle sich teilt, werden sämtliche ihrer Bestandteile gleichmässig auf die Tochterzellen verteilt. UZH-Forschende haben nun ein Enzym identifiziert, das sicherstellt, dass auch Zellbestandteile ohne Membran korrekt aufgeteilt werden. Ihre Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für die Behandlung von Krebs, neurodegenerative Krankheiten, Alterungsprozessen und Virusinfektionen.

Man kennt es aus der Küche: Werden Aceto balsamico und Olivenöl miteinander vermischt, trennen sich die beiden Flüssigkeiten. Runde Essigtropfen formen sich,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Interdisziplinäre Konferenz: Diabetesforscher und Bioingenieure diskutieren Forschungskonzepte

13.07.2018 | Veranstaltungen

Conference on Laser Polishing – LaP: Feintuning für Oberflächen

12.07.2018 | Veranstaltungen

Materialien für eine Nachhaltige Wasserwirtschaft – MachWas-Konferenz in Frankfurt am Main

11.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vertikales Begrünungssystem Biolit Vertical Green<sup>®</sup> auf Landesgartenschau Würzburg

16.07.2018 | Architektur Bauwesen

Feinstaub macht Bäume anfälliger gegen Trockenheit

16.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Wie Krebszellen Winterschlaf halten

16.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics