Duplex-Pulverlacksysteme:

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1 Duplex-Pulverlacksysteme:
Eine moderne Alternative für höchsten Korrosionsschutz Dr. Dirk Schlosser Laborleiter Pulverlacke Tel.: 02303/

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3 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

4 1 Einleitung 1.1 Korrosion (DIN EN ISO 8044)
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. Einleitung - Definition Korrosion

5 1.2 Korrosionsprinzip Eisen Einleitung - Korrosionsprinzip

6 1.2 Korrosionsprinzip Eisen Kathodische Reaktion
O2 + 2H2O + 4e-  4OH- O2 O2 O2 O2 Wassertropfen H2O  H+ + OH- O2 OH- OH- Fe2+ Fe2+ Fe2+ Rostring FeO(OH) e- e- Eisen Anodische Reaktion Fe  Fe++ + 2e- Einleitung - Korrosionprinzip (2)

7 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

8 Duplex-Pulverlacksystem
1.4 Korrosionsschutzverfahren für Eisen/Stahl Verzinkung Beschichtung Duplex-System Duplex-Pulverlacksystem Einleitung - Korrosionsschutzverfahren

9 Kombination zweier eigenständiger Korrosionsschutzsysteme
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)

10 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)

11 2 Zink-Grundierpulverlack
2.1 Allgemeine Eigenschaften Artikel-Nr.: 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 * Untergrund: Stahl, gestrahlt mit Oberflächenvorbereitungsgrad min. SA 2½ nach DIN EN ISO 12944, Teil 4 Zink-Grundierpulverlack - Allgemeine Eigenschaften

12 2.2 Chemikalienbeständigkeit
Prüfmedium Beständigkeitsdauer Aceton nicht beständig Ameisensäure (10 %ig) 1 Monat Butanol Bremsflüssigkeit 15 Minuten Dekalin Ethylacetat 8 Minuten Essigsäure (10 %ig) Hydrochinon (10 %ig) MEK (Methylethylketon) Methylenchlorid Monoethylenglykol Natriumthiosulfat (10 %ig) Natronlauge (10 %ig) Phosphorsäure (10 %ig) Salzsäure (10 %ig) Schwefelsäure (38 %ig) Normalbenzin (bleifrei) 14 Tage Dieselkraftstoff Xylol 7 Tage Motoröl Hydrauliköl Zink-Grundierpulverlack - Chemikalienbeständigkeit

13 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

14 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 °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

15 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 )

16 Korrosivitätskategorie Kondensieren von Wasser-
4.3 Prüfverfahren für Beschichtungssysteme (DIN EN ISO ) Korrosivitätskategorie Schutzdauer Kondensieren von Wasser- dampf (ISO 6270) h Salzsprühnebel (ISO 7253) C2 kurz (2-5 Jahre) mittel (5-15Jahre) lang (>15 Jahre) 48 120 -- C3 240 480 C4 720 C5-I/M 1440 Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystems auf Stahl - Prüfverfahren für Beschichtungssysteme (DIN ISO )

17 4.4 Externe Untersuchungen
Folgende Untersuchungen wurden von Institut für Korrosionsschutz, Dresden (IKS) durchgeführt: 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) (30 Zyklen) Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystems auf Stahl - Externe Untersuchungen

18 Fazit der Untersuchungen:
Das untersuchte Duplex-Pulverlacksystem Zink-Grundierpulverlack Typ E, Art.-Nr , plus Deckpulverlack Typ FGG, Art.-Nr (mit GSB-Freigabe), hat die Prüfung nach DIN EN ISO , Korrosivitätskategorie C5-I lang, bestanden. Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystems auf Stahl - Externe Untersuchungen (Fazit)

19 Prüfkörper beschichtet mit
4.5 Interne Prüfungen Prüfkörper beschichtet mit Art.-Nr plus Art.-Nr (GSB) nach 3000 h Salzsprühtest Zwischenaus-wertungs-bereich Option: Für eine herausragende Wetterbeständigkeit  Deckpulverlack Typ HWF (hochwetterfest) in seidenmatt und seidenglänzend mit Qualicoat-Zulassung Klasse 2 Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystems auf Stahl - Interne Prüfungen

20 5 Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystems auf Aluminium
5.1 Filiformkorrosion Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystems auf Aluminium - Filiformkorrosion

21 Sonderform der Korrosion mit fadenförmigem Aussehen, die Bedingungen:
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 - Filiformkorrosion (2)

22 5.2 Externe Untersuchungen
Das Duplex-Pulverlacksystem  Zink-Grundierpulverlack Typ E, Art.-Nr , plus  Deckpulverlack Typ FGG, Art.-Nr , wurde vom IKS im Vergleich zum Einschichtsystem  Deckpulverlack Typ FGG, Art.-Nr 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

23 Ergebnis nach 1440 h Filiformkorrosionstest:
Vor Ablösen der Beschichtung Nach Ablösen der Beschichtung Einschicht-Pulverlacksystem Duplex-Pulverlacksystem Fazit: Das Duplex-Pulverlacksystem zeigt im Vergleich zum Einschichtsystem eine deutlich bessere Filiformkorrosions- beständigkeit. Prüfungen des Duplex-Pulverlacksystems auf Aluminium - Externe Untersuchungen- (Ergebnis / Fazit)

24 6 Anwendungsbeispiele für Duplex-Pulverlacksysteme:
Fassadenbauteile Schallschutzwände Verkehrsleiteinrichtungen Förder- und Verladeeinrichtungen Rohrleitungen und Geländer Zaunanlagen und Tore Reinigungsmaschinen Gasflaschen Anwendungsbeispiele für Duplex-Pulverlacksysteme

25 Duplex-Pulverlacksysteme:
7 Zusammenfassung: Duplex-Pulverlacksysteme: Eine moderne Alternative für höchsten Korrosionsschutz Korrosion Zink-Grundier- pulverlack Prüfverfahren für Korrosions-schutzsysteme auf Stahl und Aluminium Korrosions-prinzip Korrosions- schutzverfahren Korrosions-produkte Filiform-korrosion Untergrund-vorbehandlung Korrosivitäts- kategorien Zusammenfassung

26 Zusammenfassung (2)