Nachrichten Lacktechnologien
Intelligenter Korrosionsschutz: Neue Epoxidbeschichtung mit selbstheilenden Nanoträgern auf Basis von Kohlenstoffnanoröhren
Durch Zink- und Natriumgluconat-modifizierte Kohlenstoffnanoröhren erhält eine neue Epoxidbeschichtung eine verbesserte Barrierewirkung und ausgeprägte Selbstheilungseigenschaften gegen Korrosion.
Ein Forschungsteam um Maryam Sanchuli hat ein neuartiges, intelligentes Nanoträgersystem entwickelt, um die Korrosionsbeständigkeit von Epoxidharz-Beschichtungen zu optimieren. Dabei wurden oxidierte multiwandige Kohlenstoffnanoröhren (OMWCNTs) mit Zinkionen und Natriumgluconat funktionalisiert (SG-OMWCNTs-Zn) und in eine Epoxidmatrix eingearbeitet.
Die strukturelle Analyse der modifizierten Nanopartikel erfolgte mittels Röntgendiffraktometrie (XRD), Raman-Spektroskopie, Rasterelektronenmikroskopie (FE-SEM), Fourier-Transform-Infrarotspektroskopie (FT-IR), BET-Analyse und UV–Vis-Spektroskopie. Elektochemische Tests (EIS, Potentiodynamische Polarisationsmessung) zeigten, dass die Zugabe von SG-OMWCNTs-Zn die Stahlkorrosion in salzhaltiger Umgebung um etwa 86 % reduzieren konnte.
Lesetipp: Korrosionsschutz durch Beschichtungen
Metalle gehören zu den wichtigsten Werkstoffen des täglichen Lebens und sollten vor Korrosion, die optische Fehler, Sicherheitsmängel und am Ende wirtschaftliche Schäden verursachen kann, geschützt werden. Das Buch „Korrosionsschutz durch Beschichtungen“ der Autoren Jörg Sander et al. bietet ein aktuelles Bild der Qualität und Chemie der Substratoberfläche, der fachgerechten Konversionsbehandlung, der Funktion von Harzen und antikorrosiven Pigmenten in Lacken sowie der neuesten Konzepte für den Korrosionsschutz.
Verbesserte Haftfestigkeit und reduzierte Enthaftung
Die in Epoxid eingebrachten SG-OMWCNTs-Zn führten zu einer 83 % höheren Haftfestigkeit und reduzierten die kathodische Enthaftung um 75 % im Vergleich zu unmodifizierten Epoxidbeschichtungen. In Salzsprühnebeltests wiesen Proben mit SG-OMWCNTs-Zn nach 48 Stunden eine Korrosionsresistenz von 57.008 Ω·cm² auf – etwa viermal höher als bei herkömmlichen Epoxidsystemen. Zudem zeigte die Beschichtung in unversehrtem Zustand eine um 49 % gesteigerte Impedanz.
Theoretische Berechnungen mittels DFT-D-Methodik belegten zusätzlich die starke Adsorption von Zink- und Gluconatkomplexen an den Kohlenstoffnanoröhren und stützen damit die experimentellen Befunde zur Selbstheilungs- und Schutzwirkung der neuen Beschichtung.
Quelle: Progress in Organic Coatings, Volume 200, March 2025, 109045
