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FP7

WELDAPRIME — Ergebnis in Kürze

Project ID: 605371
Gefördert unter: FP7-SME
Land: Belgien
Bereich: Industrie

Hochzeit für die Stahlproduktion

Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts WELDAPRIME wurde ein dünner schützender Stahl-Primer entwickelt, der gute Durchschweißmöglichkeiten und Korrosionsschutz aufrechterhält sowie zinkfrei und kosteneffektiv ist.
Hochzeit für die Stahlproduktion
Für Karbonstahl und Baustahl ist Antikorrosionsschutz von entscheidender Bedeutung, damit die Kriterien in Bezug auf die Qualität und Kosten eingehalten werden können. Der Schutz ist nicht nur erforderlich, wenn der Stahl genutzt wird, sondern auch während dessen Transports und Aufbewahrung. Hierbei ist üblicherweise die Anwendung von Primer-Schichten beinhaltet. Die meisten schweißbaren Primer verfügen allerdings für gewöhnlich über einen begrenzten Korrosionsschutz und werden oftmals zu dick aufgetragen (25-50 Mikrometer) um Qualitätsschweißen gewährleisten zu können . Dünnere Primer hingegen (unter 25 Mikrometer) resultieren oftmals in zu geringen schützenden Eigenschaften. Die derzeit verwendeten Primer beinhalten außerdem einen hohen Anteil an Zink, das beim Schweißen eine erhebliche Gesundheitsgefahr darstellt.

Im Rahmen des WELDAPRIME-Projekts wurde erfolgreich die Sol-Gel-Technologie zur Organisierung von Molekülen genutzt, um einen Primer herzustellen, der mit einem beständigen Korrosionsschutz aufwartet; Widerstand gegenüber mechanischen Schäden aufweist; erschwingliche Kosten bietet; ohne die Gesundheitsgefahren herkömmlicher Primer, die Zink enthalten, auskommt, während gleichzeitig bedeutsamerweise Qualitätsschweißen gewährleistet bleibt.

Nutzung der „Sol-Gel“-Technologie

Der Ausgangspunkt von WELDAPRIME war die Erkenntnis, dass die meisten Stahl-Primer tatsächlich schlechte Adhäsionseigenschaften aufweisen in Kombination mit der Tatsache. dass Korrosion vor allem bei Rissen innerhalb der Schicht auftritt. Unter der Prämisse, dass die Antwort zur Vermeidung dieser Probleme in den molekularen Strukturen und chemischen Verbindungen des Primer-Gemischs liegt, griff das Projektteam zur Herstellung eines Primers, der auf der Manipulation von Nanopartikeln basiert, auf sogenannte „Sol-Gel“-Techniken zurück.
Obgleich sich das allgemeine Verhalten von Nanopartikeln zu einem gewissen Grad vorhersagen lässt, gestaltet sich die Vorbestimmung deren spezifischer Interaktionen schwieriger. Die Antwort des Projekts bestand darin, während der Beurteilungsarbeit durch die Verwendung zweiter völlig unterschiedlicher Formulierungen Unsicherheiten abzuschwächen. Das Team einigte sich daraufhin auf eine einzige Formulierung für die industrielle Hochskalierung, für die versuchsweise Anwendung und für damit verbundene Schweißuntersuchungen.

Der resultierende Primer zeigte eine ausgezeichnete Adhäsion an das Substrat sowie eine gute Adhäsion an die Deckschicht. Das WELDAPRIME-Team war ebenfalls erfolgreich in der Fabrizierung dieser zinkfreien Beschichtungen bei gleichzeitiger Reduzierung der Auswirkungen auf die Schweißeigenschaften des geschützten Substrats. Das Resümee der Projektkoordinatorin Professor Luisa Coutinho: „Nach dem Schweißen zeigte das Teil keine Korrosion, das heißt, dass der Primer – auch nach dem Schweißen – immer noch als Korrosionsschutz fungierte.“
Der WELDAPRIME-Primer kann entweder durch Streichen oder Sprühen (konventionell und Airless) aufgetragen werden. Darüber hinaus entspricht der Primer aufgrund der geringen Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC, Volatile Organic Compounds) den europäischen Vorschriften für Primer, die im Gebäudebau verwendet werden.
Vorbereitung der Marktreife


Das WELDAPRIME-Team befindet sich bereits in Gesprächen mit interessierten Unternehmen und um zur großflächigen Anwendung der Innovation zu ermutigen, ist die Formel weiter optimiert worden. Prof. Coutinho erklärt: „Für die bestehende Formulierung ist nach wie vor eine Menge Zeit in Bezug auf die Vorbereitung und Aushärtung erforderlich. Da dies ausgehend von unserer Umfrage keine prioritäres Anliegen der Industrie war, stellte dies keinen Fokusbereich des Projekts dar. Dessen ungeachtet arbeiten wir bereits an industriefreundlichen Verbesserungen, um die Attraktivität unserer Lösung zu steigern.“

Der Markt für die WELDAPRIME-Innovation ist immens, da Stahl (insbesondere Karbonstahl) in einer Vielzahl von Sektoren Verwendung findet; dies schließt den Öl- und Gassektor, den Chemiesektor, den Bausektor und die Marineindustrie ein. Die globale Stahlproduktion liegt bei schätzungsweise 1400 Millionen Tonnen (etwa 145 Millionen Tonnen in Europa im Jahr 2011) und hat einen Wert von ca. 1 Billion Euro.

Fachgebiete

Regional Development

Schlüsselwörter

WELDAPRIME, Antikorrosion, Primer, Antirost, Beschichtung, Nanopartikel, Stahlschutz, Sol-Gel, Schweißen, Adhäsion,
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