3. wystrach-herbstevent 26.10.2005 dr. dirk schlosser laborleiter pulverlacke tel.: 02303/8805-150...

3. Wystrach-Herbstevent 26.10.2005

Dr. Dirk SchlosserLaborleiter PulverlackeTel.: 02303/8805-150E-mail: [email protected]

Duplex-Pulverlacksysteme:

Eine moderne Alternative für höchsten Korrosionsschutz


Duplex-Pulverlacksysteme:Eine moderne Alternative für höchsten Korrosionsschutz

1 Einleitung

2 Zink-Grundierpulverlack

3 Qualitätsmerkmale des Duplex-Pulverlacksystems

4 Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystems auf Stahl

5 Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystems auf Aluminium

6 Anwendungsbeispiele für Duplex-Pulverlacksysteme

7 Zusammenfassung

Übersicht 3


Physikochemische Wechselwirkung zwischen einem Metall und

seiner Umgebung, die zu einer Veränderung der Eigenschaften

des Metalls führt und die zu erheblichen Beeinträchtigungen der

Funktion des Metalles, der Umgebung oder des technischen

Systems, von dem diese einen Teil bilden, führen kann.

1.1 Korrosion (DIN EN ISO 8044)

Einleitung - Definition Korrosion 4

1 Einleitung


Eisen

1.2 Korrosionsprinzip

Einleitung - Korrosionsprinzip 5


O2

O2

O2

O2

O2

Fe2+

Fe2+ Fe2+

Rostring

FeO(OH)Anodische Reaktion

Fe Fe++ + 2e- Eisen

Wassertropfen

H2O H+

+ OH-

Kathodische Reaktion

O2 + 2H2O + 4e- 4OH-

OH- OH

-

1.2 Korrosionsprinzip

e-

e-

Einleitung - Korrosionprinzip (2) 6


1.3 Eigenschaften von Korrosionsprodukten

• Korrosionsprodukte können auch selbstschützend wirken, d.h.

der Korrosionsprozeß wird gestoppt:

Aluminium durch Oxidschicht

Kupfer durch grüne „Patina“

• Rost als Korrosionsprodukt von Eisen schützt aufgrund seiner

Porösität nicht:

Oberflächenabtrag bis zu 200 µm pro Jahr

Massenverlust bis zu 1500 g/m2 pro Jahr

geschätzter, jährlicher Schaden: ca. 30 Mrd. €

Einleitung - Eigenschaften von Korrosionsprodukten 7


1.4 Korrosionsschutzverfahren für Eisen/Stahl

Verzinkung Beschichtung Duplex-System Duplex-Pulverlacksystem

Einleitung - Korrosionsschutzverfahren 8


1.4.1 Duplex-System

• Kombination zweier eigenständiger Korrosionsschutzsysteme

Feuerverzinkung plus Beschichtung (z.B. Pulverbeschichtung)

• Schutzdauer ist um Faktor 1,2 bis 2,5 höher als die Summe der

jeweiligen Einzelschutzdauern der beiden Systeme

synergetischer Effekt

Einleitung - Korrosionsschutzverfahren (Duplex-System) 9


1.4.2 Duplex-Pulverlacksystem

• Kombination eines Zink-Grundierpulverlackes mit einem

außenbeständigen Deckpulverlack

2-Schicht-Pulverlacksystem

• Vorteile gegenüber klassischem Duplex-System

keine Haftungsstörungen (Weißrost)

keine Ausgasungserscheinungen oder Oberflächen-

störungen wie Blasen, Krater und Nadelstiche

Einleitung - Korrosionsschutzverfahren (Duplex-Pulverlacksystem) 10


2 Zink-Grundierpulverlack

2.1 Allgemeine EigenschaftenArtikel-Nr.: 8330.-.7107

Basis Epoxidharz

Applikation Korona / Tribo

Einbrennbedingungen 180°C – 10 Minuten

Schichtstärke ca. 60 µm

Farbton dunkelgrau

Glanzgrad (60°Winkel) glänzend, 75 5 GE

Gitterschnitt Gt 0

Erichsentiefung > 6 mm

Impact-Test direct / reverse: > 60 ip

Dichte 2,78 g/cm3

Schwitzwassertest > 1000 h*

Salzsprühtest > 1000 h** Untergrund: Stahl, gestrahlt mit Oberflächenvorbereitungsgrad min. SA 2½ nach DIN EN ISO 12944, Teil 4

Zink-Grundierpulverlack - Allgemeine Eigenschaften 11


2.2 Chemikalienbeständigkeit

Zink-Grundierpulverlack - Chemikalienbeständigkeit 12

Prüfmedium BeständigkeitsdauerAceton nicht beständigAmeisensäure (10 %ig) 1 MonatButanol 1 MonatBremsflüssigkeit 15 MinutenDekalin 1 MonatEthylacetat 8 MinutenEssigsäure (10 %ig) 1 MonatHydrochinon (10 %ig) 1 MonatMEK (Methylethylketon) nicht beständigMethylenchlorid nicht beständigMonoethylenglykol 1 MonatNatriumthiosulfat (10 %ig) 1 MonatNatronlauge (10 %ig) 1 MonatPhosphorsäure (10 %ig) 1 MonatSalzsäure (10 %ig) 1 MonatSchwefelsäure (38 %ig) 1 MonatNormalbenzin (bleifrei) 14 TageDieselkraftstoff 1 MonatXylol 7 TageMotoröl 1 MonatHydrauliköl 1 Monat


3 Qualitätsmerkmale des Duplex-Pulverlacksystems

• Haftverbund zum Metalluntergrund

• Kathodenschutzwirkung des Grundierpulverlackes

• gute Kantenabdeckung

• Diffusionsdichter Schichtaufbau

• optimale Zwischenschichthaftung

• UV-Beständigkeit des Deckpulverlackes

Qualitätsmerkmale des Duplex-Pulverlacksystems 13


4 Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystems auf Stahl

4.1 Voraussetzungen

• Untergrundvorbehandlung

Strahlen mit Oberflächenvorbereitungsgrad von mind. SA 2½

und einer mittleren Rautiefe von ca. 50 µm

• Zink-Grundierpulverlack-Beschichtung

ca. 60 µm Schichtdicke

Angelieren bei Objekttemperatur von 110-130 °C / 8-10 Min. Haltezeit

• Deckpulverlack-Beschichtung

innerhalb von 12 Stunden (Gefahr der Zinkoxidation)

ca. 60 µm Schichtdicke

Aushärtung beider Schichten gem. Vorgabe des Deckpulverlackes

Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystems auf Stahl - Vorraussetzungen 14


4.2 Korrosivitätskategorien (DIN EN ISO 12944-2) Korrosivitätskategorie Korrosionsbelastung

Typische Umgebung innen

Typische Umgebung außen

C1

unbedeutend

Geheizte Gebäude mit neutralen Atmosphären, z.B. Büros, Läden, Schulen, Hotels.

--

C2

gering

Ungeheizte Gebäude, in denen Kondensation auftreten kann, z.B. Lager, Sporthallen.

Atmosphären mit geringer Verunreinigung. Meistens ländliche Bereiche.

C3

mäßig

Produktionsräume mit hoher Feuchte und etwas Luftverunreinigung, z.B. Anlagen zur Lebensmittelherstellung, Wäschereien, Brauereien, Molkereien.

Stadt- und Industrieatmosphäre, mäßige Verunreinigungen durch Schwefeldioxid. Küstenbereiche mit geringer Salzbelastung.

C4

stark

Chemieanlagen, Schwimmbäder, Bootsschuppen über Meerwasser.

Industrielle Bereiche und Küstenbereiche mit mäßiger Salzbelastung.

C5-I/M sehr stark

(Industrie/Meer)

Gebäude oder Bereiche mit nahezu ständiger Kondensation und mit starker Verunreinigung.

Industrielle Bereiche mit hoher Feuchte und aggressiver Atmosphäre (->I).Küsten und Offshore-Bereiche mit hoher Salzbelastung (->M).

Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystems auf Stahl - Korrosivitätskategorien (DIN EN ISO 12944-2) 15


4.3 Prüfverfahren für Beschichtungssysteme(DIN EN ISO 12944-6)

Korrosivitätskategorie Schutzdauer Kondensieren von Wasser-

dampf (ISO 6270)

h

Salzsprühnebel

(ISO 7253)

h

C2 kurz (2-5 Jahre)

mittel (5-15Jahre)

lang (>15 Jahre)

48

48

120

--

--

--

C3 kurz (2-5 Jahre)

mittel (5-15Jahre)

lang (>15 Jahre)

48

120

240

120

240

480

C4 kurz (2-5 Jahre)

mittel (5-15Jahre)

lang (>15 Jahre)

120

240

480

240

480

720

C5-I/M kurz (2-5 Jahre)

mittel (5-15Jahre)

lang (>15 Jahre)

240

480

720

480

720

1440

Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystems auf Stahl - Prüfverfahren für Beschichtungssysteme (DIN ISO 12944-6) 16


4.4 Externe Untersuchungen

Belastung Dauer

C5-I lang

Prüfungen

keine -- Schichtdicke, Gitterschnitt, Haftfestigkeit, Bruchbild

Kondensieren von

Wasserdampf

720 h Gitterschnitt, Haftfestigkeit, Bruchbild, Blasengrad, Rostgrad, Rissgrad, Abblättern

Salzsprühnebel 1440 h Gitterschnitt, Haftfestigkeit, Bruchbild, Korrosion am Ritz, Blasengrad, Rostgrad, Rissgrad, Abblättern

Kondenswasser-

feuchtewechsel + SO2

(ISO 3231)

720 h

(30 Zyklen)

Gitterschnitt, Haftfestigkeit, Bruchbild, Blasengrad, Rostgrad, Rissgrad, Abblättern

Folgende Untersuchungen wurden von Institut für Korrosionsschutz, Dresden (IKS) durchgeführt:

Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystems auf Stahl - Externe Untersuchungen 17


Fazit der Untersuchungen:

Das untersuchte Duplex-Pulverlacksystem Zink-Grundierpulverlack Typ E,

Art.-Nr. 8330.7107,

plus Deckpulverlack Typ FGG,

Art.-Nr. 5910.7016 (mit GSB-Freigabe),

hat die Prüfung nach DIN EN ISO 12944-6,

Korrosivitätskategorie C5-I lang, bestanden.

Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystems auf Stahl - Externe Untersuchungen (Fazit) 18


4.5 Interne Prüfungen

Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystems auf Stahl - Interne Prüfungen 19

Prüfkörper beschichtet mit

Art.-Nr. 8330.7107

plus

Art.-Nr. 5910.9010 (GSB)

nach 3000 h Salzsprühtest

Option: Für eine herausragende Wetterbeständigkeit

Deckpulverlack Typ HWF (hochwetterfest) in seidenmatt und seidenglänzend mit Qualicoat-Zulassung Klasse 2

Zwischenaus-wertungs-bereich


5 Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystemsauf Aluminium

Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystems auf Aluminium - Filiformkorrosion 20

5.1 Filiformkorrosion


Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystems auf Aluminium - Filiformkorrosion (2) 21

5.1 Filiformkorrosion

• Sonderform der Korrosion mit fadenförmigem Aussehen, die

vorzugsweise bei Aluminium zu beobachten ist.

• Bedingungen:

Verletzung der Beschichtung

Gegenwart von Chloridionen

rel. Luftfeuchte zwischen ca. 50 und 90 %

Phänomen tritt häufig in Küstennähe auf

• Vermeidung / Reduzierung durch Oberflächenvorbehandlung

Chromatierung (begrenzte Wirkung)

Voranodisation (bestmöglicher Schutz)


Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystems auf Aluminium - Externe Untersuchungen 22

5.2 Externe Untersuchungen

• Das Duplex-Pulverlacksystem

Zink-Grundierpulverlack Typ E, Art.-Nr. 8330.7107,

plus

Deckpulverlack Typ FGG, Art.-Nr. 5910.9001,

wurde vom IKS im Vergleich zum Einschichtsystem

Deckpulverlack Typ FGG, Art.-Nr. 5910.9001

in einem Filiformkorrosionstest gem. DIN EN ISO 3665 (Lagerung

bei 40 °C, 80 % rel. Luftfeuchte nach Initiierung über konz. Salzsäure)

getestet.

• Untergrund:

Aluminium, gelbchromatiert


Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystems auf Aluminium - Externe Untersuchungen- (Ergebnis / Fazit) 23

Ergebnis nach 1440 h Filiformkorrosionstest:

Fazit: Das Duplex-Pulverlacksystem zeigt im Vergleich zum

Einschichtsystem eine deutlich bessere Filiformkorrosions-

beständigkeit.

Einschicht-Pulverlacksystem

Vor Ablösen der Beschichtung

Nach Ablösen der Beschichtung

Duplex-Pulverlacksystem


6 Anwendungsbeispiele für Duplex-Pulverlacksysteme:

Anwendungsbeispiele für Duplex-Pulverlacksysteme 24

• Gasflaschen

• Rohrleitungen und Geländer

• Zaunanlagen und Tore

• Förder- und Verladeeinrichtungen

• Verkehrsleiteinrichtungen

• Schallschutzwände

• Fassadenbauteile

• Reinigungsmaschinen


Zusammenfassung 25

7 Zusammenfassung:

Duplex-Pulverlacksysteme:Eine moderne Alternative für höchsten Korrosionsschutz

Korrosions-prinzip

Korrosions-produkte

Filiform-korrosion

Prüfverfahren für Korrosions-schutzsysteme auf Stahl und

Aluminium

Korrosions- schutzverfahren

Korrosivitäts- kategorien

Untergrund-vorbehandlung

Korrosion Zink-Grundier- pulverlack


Zusammenfassung (2) 26

3. wystrach-herbstevent 26.10.2005 dr. dirk schlosser laborleiter pulverlacke tel.: 02303/8805-150...

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