ecc berlin 2012 - european coatings journal · 2020-04-15 · rostgrad nach din en iso 4628-3...
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KÄRNTNER MONTANINDUSTRIE
Mikronisierte Eisenglimmer: Mit neuen Eigenschaftsprofilen zu neuen
Einsatzgebieten
Michael Klinar, Stuttgart 2012
Übersicht Funktionale Minerale: Definition und Positionierung im
Rohstoffmix Farbe und Lack
Unterschiedliche Funktionalitäten in unterschiedlichen
Anwendungen
Eisenglimmer als funktionales Mineral:
Typen / Eigenschaften / Funktionen
Mikronisierte Eisenglimmer: verbesserte Funktionalität
Tests und Ergebnisse
Anwendungen
Schlussfolgerungen
Funktionale Minerale: Definition
Naturprodukt
Spezielle Funktion in der
jeweiligen Anwendung
Kein Füllstoff!
Verbesserung von chemischen und
physikalischen Eigenschaften
Funktionalität der Einzelpartikel
Funktionalität der Körnerkollektive
Einteilung der Rohstoffe
Binde-mittel
Pigmente Füllstoffe Additive
Funktionale Minerale
Partikelform / Oberfläche
Plättchen
Nadeln
Mikrorisse (Ölzahl)
Beschädigungen der Oberfläche
Aspektverhältnis
Mineralogie / Chemie
Kristallgitter
2D – Stabilität
3D – Stabilität
Chemische Beständigkeit
Chemisch-Mineralogischer Einfluss Influence
Korngrößenverteilung (KGV)
“Funktionalitätsfenster”
Exakter “Top Cut”
(Spritzapplikation,
Dünnschichtsysteme)
Geringer Gehalt an
ultrafeinen Partikeln (Ölzahl)
→ Steile Korngrößenverteilung
PSD comparison
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
1 10 100 1000
mesh size, microns
passin
g,
%
Beispiele
Glimmer (Muskovit, Phlogopit)
Wollastonit
Graphit
Talk (eher Füllstoff)
Huntit (Flammschutz)
Eisenglimmer
Funktionen
Verbesserung der mechanischen
Eigenschaften (Härte, E-Modulus)
Optische Eigenschaften (dekorativ,
Strahlungsabsorption, -reflexion)
Thermische, elektrische
Leitfähigkeit
Verbesserung des
Korrosionsschutzes
Eisenglimmer Basiseigenschaften
Funktionales Mineral
Mineralogie: Hämatit
Chemie: Fe2O3 (Eisen-III-oxid)
Partikelform: plättchenförmig
Farbe: dunkelgrau mit metallischem Glanz bis rot
Dichte: 4,8 g/cm³
Härte: 6,0 – 6,5 Mohs
Eisenglimmer wichtige Qualitätskriterien
Plättchengehalt
Fe2O3 – Gehalt
Farbe, vor allem Konstanz
Korngrößenverteilung
Barriereeffekt in Beschichtungen
Schildeffekt
Ausgezeichnete UV/VIS/IR Absorption-Reflexion!
Eisenglimmer Standardtypen
1 10 100
0
20
40
60
80
100D
urch
gang
/ pa
ssin
g, %
Korngröße / particle size, µm
MIOX DB
MIOX SG
MIOX AS
Maximale Korngröße 100 µm
90% feiner als 63 µm
Verwendung der Standardtypen
Schutzbeschichtungen
Schwerer Korrosionsschutz
Dekorativer Metallschutz
Öffnung neuer Anwendungsfelder
Technische Herausforderung: Erhaltung der Funktionalität
Aspektverhältnis
Steile KGV
Farbe
Mikronisierte Eisenglimmer
Spezielle Mahl- und Klassierverfahren
MIOX® MICRO und SUBMICRO - Serie
MICRO 20 MICRO 15 MICRO 10
Form plättchenförmig
Farbe rot
d98 20 µm 15 µm 10 µm
Submicro 5 Submicro 2,5
Form plättchenförmig
Farbe rot
d98 5 µm 2,5 µm
MICRO 50 MICRO 40 MICRO 30
Form plättchenförmig
Farbe grau, metallisch glänzend
d98 50 µm 40 µm 30 µm
Feinheit und Farbe
Salzsprühtest nach ISO 9227 für Barrierewirkung (Grundierungen)
Kombinierter zyklischer Korrosions-Bewitterungstest nach ISO 20340 für Korrosionsschutzwirkung von Beschichtungssystemen
UV / Kondensation / Salznebel / Temperatur
Prüfmethoden
2- und 3-Schichtsysteme, Schichtdicke zwischen 50 und 100 µm
Substrat: Stahl, gereinigt-sandgestrahlt-verzinkt
2k EP Zn-Phosphat Grundierung, 2k EP MIO,
optional 2k PU Deckbeschichtung; lösemittelbasierend
Standard formuliert nach DB-TL 918300
Systeme und Formulierungen
Eisenglimmertypen
Bezeichnung Markenname Korngröße Fe2O3
Gehalt
Plättchen-
anteil
MIO 1 MIOX® SG max 0,1%
>105µm >85% 80%
MIO 2 Experimentelles
Produkt
max 0,1%
>105µm >85% 10%
MIO 3 MIOX® Micro 30 d98 = 30µm >85% 80%
Rostgrad nach DIN EN ISO 4628-3
Blasengrad nach DIN EN ISO 4628-2
Enthaftung und Korrosion am Ritz nach DIN EN ISO 4628-8
Abreißversuch / Haftfestigkeit nach ISO 4624:2002
Gitterschnittprüfung nach ÖNORM EN ISO 2409:2007
Bewertung der Prüfplatten
Einfluss des Plättchenanteils
L=10% L=80%
Bewitterungsmodell
Bewitterungsmodell
Einfluss der Feinheit
Standard grade Micronized grade
Verbessertes Haftverhalten
Talk/Dolomit 3 MPa 100% A/B
Eisenglimmer Standard 2,7 MPa 20% A/B, 80% B/Y
Eisenglimmer mikronisiert 2,8 MPa 100% B/Y
Anwendungen für mikronisierte Eisenglimmer
Systeme mit verbesserter Korrosionsschutzwirkung
Beschichtungen mit reduziertem Eisenglimmergehalt
Dünnschichtsysteme
Teilweiser Ersatz von Aktivpigmenten (Zinkstaub)
Verbesserte Schutzwirkung von Grundierungen
Reduzierter Eisenglimmergehalt
2- und 3-Schichtsysteme
– Grundierung: Zn-Phosphat (60 µm)
– 2. Schicht: Formulierung a: mit Standardeisenglimmer, Gehalt 40%, 100 µm, Formulierung nach DB-TL 918 300 Standardformulierung
– 2. Schicht: Formulierung b: mit mikronisiertem Eisenglimmer, Gehalt 24%, 100 µm, Eisenglimmer wurde teilweise durch Talk ersetzt, um die PVK konstant zu halten Formulierung mit reduziertem Eisenglimmergehalt
– Optional: 3. Schicht 2k PU (60 µm)
Reduzierter Eisenglimmergehalt Prüfmethode Formulierung a Formulierung b
Blasengrad
DIN EN ISO 4628-2
0
(0)
0
(0)
Rostgrad
DIN EN ISO 4628-3
Ri 0
(Ri 0)
Ri 0
(Ri 0)
Enthaftung/Korrosion am
Ritz DIN EN ISO 4628-8
5,8mm/3,2mm
(6,2mm/2,8mm)
1,6mm/1,4mm
(5,3mm/2,8mm)
Haftfestigkeit Abreißversuch
ISO 4624:2002
1,5 MPa;
80%Y, 10% A/B, 10% B/C
(2,0 MPa;
70%A/B, 30%B/C)
1,75 MPa
100%C/Y
(2,5 MPa;
90%A/B, 10%B/C )
Werte in (): 3 Schichtsystem
Reduzierter Eisenglimmergehalt
Wasserbasierende Korrosionsschutzbeschichtungen
Rheologische Herausforderungen Hohe Dichte
Relativ grob
→ Mikronisierter Eisenglimmer Gehalt 50% reduziert
Etwa 3x so fein wie Standardtype, geringere Absetzrate
Geringerer Einfluss auf Farbe und Glanz
Dünnschichtsystem
2- und 3-Schichtsysteme
– Grundierung: Zn-Phosphat (60 µm)
– 2. Schicht: Formulierung a: mit Standardeisenglimmer, Gehalt 40%, 100 µm, Formulierung nach DB-TL 918 300 Standardformulierung
– 2. Schicht: Formulierung c: mit mikronisiertem Eisenglimmer, Gehalt 40%, 50 µm Dünnschichtsystem
– Optional: 3. Schicht 2k PU (60 µm)
Dünnschichtsystem Prüfmethode Formulierung a Formulierung c
Blasengrad
DIN EN ISO 4628-2
0
(0)
0
(0)
Rostgrad
DIN EN ISO 4628-3
Ri 0
(Ri 0)
Ri 0
(Ri 0)
Enthaftung/Korrosion am
Ritz DIN EN ISO 4628-8
5,8mm/3,2mm
(6,2mm/2,8mm)
6,4mm/3,4mm
(3,8mm/3,0mm)
Haftfestigkeit Abreißversuch
ISO 4624:2002
1,5 MPa;
10% A/B, 10% B/C,
80%C/Y
(2,0 MPa;
70%A/B, 30%B/C)
1,75 MPa
80% A/B, 20%C/Y
(2,25 MPa;
80%A/B, 10%B/C,
10%C/D ) Werte in (): 3 Schichtsystem
Dünnschichtsystem
Teilweiser Ersatz von Zinkstaub
Bis zu 50% sind möglich
Ökologische Vorteile
Kostenersparnis
Reduzierte Zn-Salzbildung
Verbessertes Haftverhalten
Formulierungsbeispiel
Formulierungsbeispiel
Verbesserte Grundierungen
Teilweiser Füllstoffersatz mit mikronisiertem Eisenglimmer (ca. 5%)
Verbesserte Korrosionsschutzeigenschaften
Kosten-Nutzenrechnung!
Schlussfolgerungen
Eisenglimmer ist ein funktionales Mineral und übertrifft in seiner Korrosionsschutzwirkung andere Mineralprodukte
Die Produktqualität, hier speziell der Anteil an Plättchen, hat einen entscheidenden Einfluss auf die Funktionalität der Beschichtung
Mikronisierte Eisenglimmer ermöglichen die folgenden neuen Einsatzgebiete
– Verbesserte Korrosionsschutzeigenschaften
– Teilweiser Ersatz von Zinkstaub
– Wasserbasierende Korrosionsschutzbeschichtungen
– Dünnschichtsysteme
– Verbesserte Grundierungen
Kontakt:
Kärntner Montanindustrie
Schloss 1
A-9400 Wolfsberg, AUSTRIA
Tel: +43 (4352) 54 5 35 - 0
Fax: +43 (4352) 54 5 35 – 135
www.kmi.at
Coatings
Michael Klinar
Sales Manager
Tel. +43 (4352) 54 5 35 – 137
Mobile: +43 (664) 859 59 80