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Intelligente Epoxidbeschichtung visualisiert Mikrorisse und Korrosion in Echtzeit
Ein neues Beschichtungssystem mit eingebetteten Kohlenstoff-Quantenpunkten (CDs) macht erstmals Rissbildung und Korrosionsbeginn in Epoxidharzsystemen sichtbar – und erhöht gleichzeitig deren mechanische Widerstandskraft.
Ein Forschungsteam aus China hat eine intelligente Epoxidbeschichtung entwickelt, die mechanische Schäden und beginnende Korrosion an Metallsubstraten frühzeitig erkennt. Das System wurde für marine Energieanlagen konzipiert, die sowohl mechanischen Belastungen als auch korrosiven Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind. Eingebettete Kohlenstoff-Quantenpunkte (carbon quantum dots, CDs) in der Epoxidmatrix reagieren auf Spannungen und Mikrorisse mit erhöhter Fluoreszenz.
Kommt es zu Korrosion an der Grenzfläche, löschen entstehende Eisenionen die Fluoreszenz der CDs. Auf diese Weise lassen sich sowohl Rissbildung als auch Korrosionsfortschritt direkt vor Ort durch Veränderungen der Leuchtintensität erkennen. So entsteht ein dynamisches „An-Aus“-Signal, das Schäden bereits in sehr frühen Stadien sichtbar macht.
Veranstaltungstipp: Epoxidlacke
Kaum eine Bindemittelklasse wird in der Lackbranche so häufig genutzt wie die der Epoxide. Was diese Systeme konkret leisten, wie Harz und Härter dafür zusammenspielen müssen und wo der Lack doch noch an seine Grenzen stößt, erfahren Sie imWebinar „Moderne Epoxidlacke“ am 10.09.2025. Natürlich wird dabei auch auf das Thema VOC eingegangen und wässrige Epoxidsysteme werden erklärt.
Verbesserte mechanische Eigenschaften
Neben der visuellen Schadensdetektion bietet die modifizierte Epoxidbeschichtung auch verbesserte mechanische Eigenschaften. Durch gezielte Anpassung der Harzstruktur konnten Zähigkeit, Rissbeständigkeit und Korrosionshemmung deutlich gesteigert werden.
Die Forschenden nutzten elektrochemische In-situ-Messungen, um das Versagen der Beschichtung unter mechanischer Belastung zu analysieren. Das neuartige System ermöglicht erstmals eine großflächige, kontinuierliche Überwachung von Mikrorissen und Korrosionsstellen in Metall-Beschichtungssystemen – insbesondere für Offshore- und Marineanwendungen.
Quelle: Wu, E. et al., Dynamic visualization for stress-induced crack initiation and resulted corrosion expansion in carbon quantum tailored epoxy coating. Prog. Org. Coat. 203, 109164 (2025).
