Doppelfunktion von Seltene Erden-Carboxylat-Verbindungen auf die Barriereeigenschaften und die aktive Korrosionsinhibierung von Epoxidbeschichtungen auf Baustahl
Forschende fanden heraus, dass die Zugabe von seltenerd-Carboxylaten in Epoxidharzen die Korrosionsbeständigkeit der Beschichtungen signifikant verbessert, indem sie sowohl die Barriereeigenschaften verstärkt als auch eine aktive Korrosionshemmung bietet.
In der Untersuchung wurden zwei Seltenerdcarboxylatverbindungen, Lanthan-4-hydroxycinnamat (La(4-OHcin)3) und Yttrium-3-(4-methylbenzoyl)propanoat (Y(mbp)3), in Epoxidharz auf Bisphenolbasis eingearbeitet, um ihre Wirksamkeit in Bezug auf die Barriereeigenschaften der Beschichtung und die aktive Korrosionshemmung zu untersuchen. Die EIS-Ergebnisse zeigten, dass die Einarbeitung von Seltenerdcarboxylat-Inhibitoren die Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu einer Beschichtung ohne Inhibitoren erheblich verbesserte, wobei der globale Impedanzmodul nach 219 Tagen Immersion auf einem Niveau von über 1 GΩ cm2 blieb.
Veranstaltungstipp: Korrosionsschutzbeschichtungen
Welche Prinzipien bestimmen die Korrosion von Metallen, und wie können Schutzbeschichtungen helfen, Korrosion zu verhindern? In diesem Tutorium werden die Grundlagen elektrochemischer Prozesse erläutert, und es werden typische Inhaltsstoffe und Formulierungsmerkmale von Korrosionsschutzbeschichtungen vorgestellt und diskutiert. Diese Fragen klären wir am 05. Sep 2024 online im EC Short Course „Introduction to Anticorrosive Coatings“.
Nach den EIS-Experimenten zeigten Querschnittsansichten der Beschichtungen ein porenverschließendes Verhalten durch seltene Erden enthaltende Ausscheidungen, die die Barriereeigenschaften der Beschichtung verstärkten und den Elektrolytdiffusionsprozess verzögerten. Diese Effekte spiegelten sich auch in den elektrochemischen Parametern wider, die aus der Bruchpunktfrequenzanalyse und der Ersatzschaltbildmodellierung gewonnen wurden. Filiformkorrosionsexperimente für künstlich zerkratzte Beschichtungen deuten darauf hin, dass der Zusatz von Seltenerdcarboxylaten die Entstehung und das Wachstum von Fäden sowie die Entwicklung der Delaminationsfront der Beschichtung wirksam unterdrückte. Die aktive Korrosionshemmung steht möglicherweise im Zusammenhang mit der Bildung eines Oberflächenschutzfilms, der aus bimetallischen Komplexen und an Seltenerdmetallen reichen Ausscheidungen besteht. Die elektrochemischen Messungen und Oberflächenanalysen belegen die Doppelfunktion der Seltenerdcarboxylat-Spezies für die Verbesserung der Barriereeigenschaften der Beschichtung gegen das Eindringen von Elektrolyten und für die aktive Korrosionshemmung des darunter liegenden AS1020-Stahls.
Quelle: Progress in Organic Coatings Band 185, Dezember 2023, 107870