Nachrichten Lacktechnologien
Zwei-dimensionale Nanocontainer verbessern Langzeit-Korrosionsschutz wasserbasierter Epoxidbeschichtungen
Durch die Integration mesoporöser Polypyrrol-beschichteter g-C₃N₄-Nanosheets in wasserbasierte Epoxidharze lässt sich der Korrosionsschutz deutlich verlängern und optimieren.
Ein Forschungsteam um Jing Gou hat eine neuartige Strategie entwickelt, um die Korrosionsbeständigkeit wasserbasierter Epoxidbeschichtungen zu erhöhen. Hierzu wurden ultradünne g-C₃N₄-Nanosheets mit mesoporösem Polypyrrol (PPy) beschichtet, um stabile, zwei-dimensionale Nanocontainer (g-C₃N₄@PPy) zu erzeugen. Durch eine Emulsionsinduktionsmethode gelang es, eine gleichmäßige Mesoporenstruktur zu schaffen, die sowohl die Dispersion der Nanosheets in der Epoxidmatrix verbessert als auch als Reservoir für den Korrosionsinhibitor Benzotriazol (BTA) dient.
Die Kombination aus passiver Barrierewirkung der g-C₃N₄-Nanosheets und aktiver Schutzfunktion der PPy-Hülle ermöglicht einen deutlich verlängerten Schutzzeitraum gegenüber herkömmlichen wasserbasierten Epoxidsystemen. Während des gesamten Eintauchtests zeigten die mit CPB-Nanocontainern (g-C₃N₄@mPPy(BTA)) modifizierten Beschichtungen konstant hohe Impedanzwerte.
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.
Deutlich verringerte Korrosion und verbesserte Haftung
Am Ende der Prüfungen lag der Niederfrequenz-Impedanzwert (|Z| bei 0,01 Hz) der CPB/EP-Proben drei Größenordnungen höher als bei reinem Epoxidharz. Der Korrosionsstrom war um den Faktor 18 reduziert. Gleichzeitig war die Bruchpunktfrequenz (fb) vier Größenordnungen niedriger, was auf eine signifikant verringerte Mikroabplatzung der Beschichtung hinweist. Salt-Spray-Tests und Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen bestätigten, dass die CPB/EP-Komposite die Schutzdauer gegenüber unmodifizierten Beschichtungen um etwa 15 Tage verlängerten. Zudem wurde eine deutlich bessere Haftung der Beschichtung festgestellt.
Die Ergebnisse belegen das Potenzial mesoporöser g-C₃N₄@PPy-Nanocontainer für die Entwicklung langlebiger, wasserbasierter Korrosionsschutzsysteme.
Quelle: Progress in Organic Coatings, Volume 200, March 2025, 109028
