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Selbstheilende Pulverbeschichtungen für den Korrosionsschutz

Quellfähige Additive für selbstständiges Abdichten von Rissen

23/2016

Materialien und Werkstoffe, die sich nach Beschädigung von selber reparieren, sind Gegenstand in einer ganze Reihe von aktuellen Forschungsvorhaben. Ob Beton für den Bausektor, keramische Hitzeschutzschichten für Flugzeugturbinen oder Beschichtungen für Schiffsrümpfe: Von selbstheilenden Lösungen verspricht man sich nachhaltigere, weil langlebigere, zuverlässige Systeme für die Zukunft. Vor allem im industriellen Kontext verspricht man sich, die Korrosionseinflüsse durch Umwelteinflüsse wie Regen oder hohe Temperaturen sowie die Folgen von aggressiven Verunreinigungen in Industrieanlagen zu mindern. Am Fraunhofer UMSICHT in Oberhausen wurde in den letzten Jahren eine Pulverbeschichtung entwickelt, die Oberflächen auch dann schützt, wenn ihre Beschichtung Kratzer oder Risse aufweist.

 

Korrosion eindämmen mit superabsorbierenden Polymeren

 

Experten aus der Industrie beziffern den gesamtwirtschaftlichen Schaden durch Korrosion in Deutschland auf etwa 3,6 Milliarden Euro. Neben den Kosten für Material und Beschichtung sind in der Zahl auch die Betriebskosten enthalten, die Unternehmen für die Instandsetzung der Industrieanlagen aufbringen müssen. Grund genug für die Fraunhofer Wissenschaftler um Christina Eloo sich des Themas anzunehmen. Konventionell werden in der Industrie meist Beschichtungen aus flüssigen oder pulverförmigen Kunstharz-Lacken oder Zink für den passiven Korrosionsschutz verwendet. Unter dem Namen SWACC (Englisch für: swellable anti-corrosion coating) wurde ein neuer Ansatz mit einer Schutzschicht verfolgt, die sich bei Beschädigung selbst abdichtet.

Swacc selbstheilende Additive für Pulverbeschichtungen

Grafik: Das Prinzip der Beschichtung: Sie ist mit Additiven ausgestattet, die bei Kontakt mit Feuchtigkeit aufquellen. (Quelle: Fraunhofer UMSICHT)

 

"Wir haben die Beschichtung mit Additiven ausgestattet, die bei Kontakt mit Feuchtigkeit aufquellen", erklärt die Projektleiterin Christina Eloo vom Fraunhofer UMSICHT das Prinzip. Auf diese Weise wird der direkte Kontakt von Sauerstoff und Wasser mit dem metallischen Untergrund unterbunden und die Entstehung von Rost gehemmt wird. "SWACC dichtet sich nach Beschädigung sozusagen selbst ab und verlängert damit den Korrosionsschutz der Werkstoffe." Neben den quellfähigen Partikeln spielen auch die Wahl des Matrixwerkstoffs und die Art und Weise, wie die Beschichtung aufgetragen wird, eine Rolle. Die ersten Entwicklungsergebnisse sind vielversprechend. Im Vergleich zu einer Referenzplatte ohne die quellfähige Pulverbeschichtung konnten Christina Eloo und ihre Kollegen die Korrosion auf einer mit SWACC behandelten Metallplatte reduzieren.

 

www.umsicht.fraunhofer.de

 

 

 

Bild: Deutlicher Unterschied: Eine Prüfplatte ohne Funktionsschicht (links) und eine Prüfplatte mit der quellfähigen Funktionsschicht (rechts). (Quelle: Fraunhofer UMSICHT)

 

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