Li-Leaching aus Lithiumkarbonat-Primer

Studien zur Li-Depletion in Abschnitten eines Li₂CO₃-Primers, der ein Polyurethan-Bindemittel, MgO, TiO₂, BaSO₄ zusätzlich zu Li₂CO₃ umfasst, wurden unter Verwendung einer Kombination aus partikelinduzierten γ-Strahlungs- und Röntgen-Emissionsspektroskopien sowie REM/EDS-Analysen durchgeführt. Eine Mischung aus Abbauverhalten wurde beobachtet. Im Anfangsstadium (bis ca. 48 h) war die anfängliche Freisetzung auf die Oberfläche beschränkt. Zu längeren Zeiten (168 h) bildeten sich Hohlräume tiefer in den Primer ein und nach 500 h wurde eine Li₂CO₃-Auflösung an Stellen beobachtet, die über die gesamte Dicke des Primers bis zur Metall-Primer-Grenzfläche reichen. Es entstanden mikroskopische Transportwege, an denen alle großen anorganischen Partikel beteiligt waren. SEM zeigte, dass der Bruch der Polyurethanmatrix zur Netzwerkbildung beiträgt. Die Finite-Elemente-Analyse zeigte, dass der Bruch auf innere Spannungen um Partikel zurückzuführen sein kann, die in der Polyurethanmatrix isoliert und mit der Wasseraufnahme verbunden sind.

Interpretation der Auslaugungsdaten in Bezug auf lokale Transportnetze

So schien das Transportnetzwerk durch chemische Auflösung an der Partikel/Polymer-Grenzfläche erzeugt zu werden und kann durch mechanische Degradation aufgrund interner mechanischer Spannungen verstärkt werden. Die Freisetzungskinetik des Li₂CO₃-Inhibitors aus dem Primer wurde als zeitliche Funktion verfolgt und die Daten nach einem Freisetzungsverhalten von tn analysiert. Es gab eine sehr schnelle anfängliche Freisetzung von Li, gefolgt von einer langsameren Freisetzung von Mg und in geringerem Maße von Ba. Der Wert von n variierte signifikant mit der Zeit, zeigte aber eine Mischung aus Fick’scher Freisetzung und direkter Auflösung für Mg und Ba in Zwischenzeiten, aber Transport durch ein Porennetzwerk zu längeren Zeiten. Die Auslaugungsdaten wurden in Bezug auf die lokalen Transportnetze interpretiert, die sich im Laufe der Zeit im Primer entwickelten.

Die Studie wurde veröffentlicht in: Progress in Organic Coatings Volume 134, September 2019, Pages 103-118.