Alternativen zu Steinkohlenteer-Anstrichen
Wissenschaftler haben acetyliertes Lignin als Bio-Zusatzstoff für korrosionshemmende und UV-blockierende Epoxidharze vorgeschlagen. Das Lignin verbesserte die Schutzleistung gegen Korrosion von metallischen Substraten.
Epoxidharzbeschichtungen aus Steinkohlenteer (Coal tar epoxy, CTE) bieten einen wirksamen Schutz von Stahlkonstruktionen unter kritischen atmosphärischen und Immissionsbedingungen.Gemäß den internationalen Richtlinien gilt Steinkohlenteer jedoch als erbgutverändernde und krebserregende Verbindung und wurde in vielen Ländern verboten. Um die Verwendung von CTE-Beschichtungen zu ersetzen, wird in einem neuen Papier die Verwendung von Kraft-Lignin vorgeschlagen, einem als sicher geltenden Bio-Polyphenol, das als Abfall aus der Zellstoff- und Papierindustrie gewonnen wird, um eine steinkohlenteerfreie Epoxidbeschichtung zu entwickeln.
Um eine bessere Kompatibilität mit Bisphenol-A-Diglycidylether (DGEBA) zu erreichen, wurde das Lignin einem Acetylierungsverfahren unterzogen. Das Epoxy-Lignin-Harz wurde durch Einarbeitung von acetyliertem Lignin in DGEBA gewonnen. Es wurden drei Arten von Epoxid-Lignin-Harz hergestellt, nämlich: DGEBA/7,5% Lignin, DGEBA/15% Lignin und DGEBA/30% Lignin. Für die Herstellung der Beschichtung wurde das Harz mit Isophorondiamin (IPDA) gehärtet.
Absorption von UV-Licht
Die resultierenden duroplastischen Beschichtungen wurden auf ihre chemischen, thermischen, korrosionshemmenden und UV-blockierenden Eigenschaften untersucht, wobei die DGEBA- und CTE-Beschichtungen als Referenz dienten. Die Korrosionsschutzeigenschaften der Beschichtungen wurden durch elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) bewertet. Die Haftung der Beschichtungen wurde mit der Pull-off-Methode (ASTM D4541) bewertet. Eine vollständige Absorption von UV-Licht im UV-A- und UV-B-Bereich wurde bei den mit acetyliertem Lignin versetzten Beschichtungen beobachtet, eine Eigenschaft, die sehr wertvoll ist, um UV-Schäden und eine Verringerung der Haltbarkeit von Epoxidbeschichtungen zu verhindern. Die EIS-Ergebnisse zeigten, dass die Epoxid-Lignin-Beschichtungen (mit einem Ligningehalt von 7,5 und 15 %) Impedanzmodulwerte aufwiesen, die mit denen der handelsüblichen Beschichtung vergleichbar und denen der CTE-Beschichtung überlegen waren, was auf die potenzielle Verwendung dieser Beschichtung als Korrosionsschutz hinweist.
Die Studie wurde in Progress in Organic Coatings, Volume 161, Dezember 2021 veröffentlicht.