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Samstag, 24. August 2019
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Wissenschaft & Technik, Technologien

Cosi 2019: Die Klassiker der Lackforschung

Dienstag, 02. Juli 2019

Jedes Jahr trifft sich die akademische Lackszene in den Niederlanden zur Cosi-Konferenz. So auch vergangene Woche, als etwa 90 internationale Experten aus 19 Ländern zusammenkamen, um sich über die neuesten Entwicklungen auszutauschen.

Ingo Alig vom Fraunhofer LBF in Darmstadt wurde zu seiner Forschung zur radikalischen Inhibition ausgezeichnet.  

Ingo Alig vom Fraunhofer LBF in Darmstadt wurde zu seiner Forschung zur radikalischen Inhibition ausgezeichnet.  

In diesem Jahr hoben sich einige Trends deutlich vom Rest des viertägigen Programms ab. Nach vielen Vorträgen zu modernen Themen wie Funktionalitäten oder biobasierten Beschichtungen konzentrierte sich die Konferenz dieses Jahr eher auf einige klassische Themen. Vor allem die Korrosion war in diesem Jahr ein sehr dominantes Thema. Obwohl sie erforscht wird, seit es Wissenschaft gibt, zeigte die Tagung, dass es noch viel über Korrosion zu lernen und Verbesserungspotenziale bei Korrosionsschutzbeschichtungen zu heben sind.

Ein Beispiel ist das Problem des hochtoxischen Korrosionsinhibitors Chrom (VI), der ersetzt werden muss. Ander Cervella-Dominguez von der University of Manchester gab einige neue Erkenntnisse über die Mobilität von Lithiumsalzen, die alternativ eingesetzt werden können. Insbesondere Lithiumcarbonat hat ein mehr oder weniger ähnliches Verhalten wie Strontiumchromat. Allerdings ist das Salz allein nicht der einzige Faktor, der die Auswaschung beeinflusst.

In seinem Vortrag gab Cervella-Dominguez einige Einblicke in den Einfluss der Pigmentvolumenkonzentration (PVC) auf die Mobilität der Salze. Generell zeigte er, dass eine hohe PVC die Mobilität erhöht, aber auch das Bindemittel einen Einfluss hat, der zu berücksichtigen ist. Ziel all dieser Arbeiten ist es, die Beschichtung so abzustimmen, dass das Lithiums mobil genug ist, um am Substrat als Inhibitor gegen Korrosion zu wirken. Andererseits sollte dies nicht zu schnell geschehen, da es in diesem Fall zu Blasenbildung kommen kann und der Inhibitor auch zu schnell auswaschen könnte.

Neuartige Epoxidhybride

Wer im Bereich Korrosionsschutzes tätig ist, kommt früher oder später mit Epoxidbeschichtungen in Berührung. Sie sind beispielsweise beim Schutz von Tanks oder Rohrleitungen berbreitet, die für den Transport von Chemikalien verwendet werden. Matthew Unthank von der Northumbria University zeigte in seinem Vortrag, dass es durch den Einsatz von Trialkylboraten möglich ist, neue Epoxid-Amin-Borat-Hybridbeschichtungen mit sehr vielversprechenden Barriereeigenschaften im Vergleich zu nicht-hybriden Epoxiden herzustellen.

Er zeigte, dass die Hybridbeschichtung eine signifikante Reduzierung der Lösungsmittelaufnahme bewirkt. Selbst bei Methanol wurde die Aufnahme um etwa 26 % reduziert, was normalerweise sehr schwer zu erreichen ist. Der Vortrag beeindruckte das Cosi-Komitee und wurde später mit dem Innovationspreis der Tagung ausgezeichnet.

Lack beim Härten zusehen

Ein weiteres, sehr prominentes Thema auf der Cosi 2019 war die GISAXS-Technologie zur Streuung von Kleinwinkel-Röntgenstrahlen. Stephan Roth von DESY Hamburg und der KTH Stockholm präsentierte das Verfahren vor zwei Jahren auf der Cosi 2017 erstmals der Coatings-Community. Seitdem wird sie immer häufiger eingesetzt. Die Technologie ist nützlich, um die Strukturbildung auf Nanometerebene bei der Applizierung und anschließenden Trocknung von Farben und Lacken zu untersuchen.

Die Technologie wurde in der Forschung mehrerer Referenten eingesetzt. Ein Beispiel war eine Studie zur Filmbildung von Dispersionen, die einen starken Unterschied in der Struktur der gebildeten Schichten zwischen harten Dispersionen mit einer Tg von über 50 °C und weichen Dispersionen mit einer Tg unter Raumtemperatur zeigte. In weiteren Vorträgen wurde die Röntgenstreuung mit flachen Winkeln als Technik vorgestellt, um die Entwicklung von Nanostrukturen bei der In-situ-Photopolymerisation in Duroplasten zu verfolgen oder das Verhalten von Silber-Nanodrähten in leitfähigen und flexiblen Verbundwerkstoffen zu untersuchen. 

Inhibition besser verstehen

Erwähnenswert ist auch die Präsentation von Ingo Alig vom Fraunhofer LBF. Er präsentierte seine Ergebnisse über das Zusammenspiel von Sauerstoffinhibition und durch Inhibition durch Radikalfänger bei der Aushärtung der radikalischen Polymerisation und Vernetzung von Methacrylatharzen. Dies ist besonders relevant für reaktive Beschichtungen und andere Harze, bei denen man die Dauer der Inhibitionszeit kontrollieren und die Schichtdicke der sauerstoffinhibierten, unreagierten Oberflächenschicht reduzieren möchte.

Er zeigte, dass diffusionskontrollierte Polymerisation zu einer Schärfung der Grenzfläche zwischen polymerisiertem und unreagiertem Bereich und zu einer reduzierten Endkonversion führt. Für die Entwicklung des simulierten Modells, das eine gute Übereinstimmung mit experimentellen Daten zeigte, wurde er mit dem Cosi Award für den wichtigsten wissenschaftlichen Beitrag ausgezeichnet. 

Jan Gesthuizen

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