Nachrichten Lacktechnologien
Graphen-basierte Epoxidbeschichtungen setzen neue Maßstäbe beim Korrosionsschutz für Stahlarmierungen
Eine umfassende Übersicht beleuchtet die Fortschritte von Graphen-Nanofüllstoffen in Epoxidbeschichtungen, die über 99 % Korrosionsschutz in chloridreichen Umgebungen bieten. Der Fokus liegt auf Leistungsmechanismen, langfristiger Haltbarkeit und praktischen Synthesemethoden.
Epoxidbeschichtungen sind weit verbreitet, um Stahlarmierungen in korrosiven Umgebungen zu schützen. Doch ihre Anfälligkeit für Defekte kann das Eindringen von Wasser und Ionen ermöglichen, was Korrosion begünstigt. Eine aktuelle Übersicht untersucht, wie Graphen (G) und seine Derivate—Graphenoxid (GO) und reduziertes Graphenoxid (rGO)—die Barriereeigenschaften von Epoxidbeschichtungen verbessern können. Herausforderungen wie mikrogalvanische Korrosion durch Agglomeration der Nanofüllstoffe machen jedoch eine sorgfältige Optimierung erforderlich.
Die Studie bewertet die Korrosionsschutzleistung von Graphen-optimierten Epoxidbeschichtungen in chloridreichen Umgebungen und kategorisiert die Ergebnisse in Kurzzeit- (≤24 Stunden) und Langzeit- (>24 Stunden) Expositionen. Graphen-basierte Beschichtungen übertrafen durchgehend reine Epoxidbeschichtungen, wobei viele Schutzwirkungsgrade von über 99 % erreichten. Funktionalisierte oder orientierte Graphenfüllstoffe zeigten für die Langzeitbeständigkeit eine stärkere Haftung an der Grenzfläche und niedrigere Werte des Delaminierungsindex, wodurch Risiken für die langfristige Schädigung verringert wurden.
Lesetipp: Epoxidharze
Epoxidharze sind aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften in der Beschichtungsindustrie verbreitet wie kaum eine Bindemittelklasse. In ihrem neuen Fachbuch „“Epoxidharze„“ erläutern die Autoren Dornbusch, Christ und Rasing die Grundlagen der Chemie der Epoxygruppe und vermitteln anhand konkreter Formulierungen den Einsatz der Epoxy- und Phenoxyharze in industriellen Beschichtungen – u.a. für Korrosionsschutz, Bodenbeschichtungen, Pulverlacke und Doseninnenbeschichtungen.
Leistung und Skalierbarkeit im Gleichgewicht
Wichtige Faktoren für den Korrosionsschutz umfassen die Füllstoffbeladung, Dispersionstechniken und Synthesemethoden. Die In-situ-Polymerisation erwies sich als die effektivste Methode zur Herstellung gleichmäßiger, porenarmer Beschichtungen, während das Lösungsmischen eine skalierbare und kosteneffiziente Alternative bietet. Fortgeschrittene Charakterisierungstechniken wie SEM, TEM und AFM werden häufig eingesetzt, um die Dispersion der Nanofüllstoffe zu bewerten, erfordern jedoch oft ergänzende Verfahren, um Einschränkungen bei Auflösung und Probentiefe zu überwinden.
Diese Übersicht unterstreicht das Potenzial von Graphen-Nanofüllstoffen, Epoxidbeschichtungen für den Schutz von Stahl neu zu definieren. Durch die Kombination von Leistung, Haltbarkeit und Skalierbarkeit eröffnen diese Innovationen neue Wege für korrosionsbeständige Materialien in der Infrastruktur und im maritimen Bereich.
Quelle: Sanya, O. T. & Panesar, D. K., Mechanistic advances in graphene-based nanofiller epoxy coatings for corrosion protection of reinforcing steel: Performance and practical outlook. Progress in Organic Coatings, 213, 109900 (2025).
