Einleitung: Anorganischer Zinkreichgrund – die ultimative Grundierung, die Glas und Zink in die Stahloberfläche einschmilzt
Der Härtungsmechanismus von anorganischem Zinkstaubgrundierungsmittel (IOZ) beruht im Wesentlichen darauf, dass Ethylsilikat Feuchtigkeit aufnimmt → hydrolysiert → kondensiert → ein dreidimensionales SiO2-Netzwerk bildet, das >80 Gew.-% Zinkstaub auf der Stahloberfläche bindet. Diese zinkhaltige Glasstruktur – Zink besitzt ein negativeres Potenzial als Stahl → opfert sich als Anode → Elektronen fließen vom Zink zum Stahl und bewirken Korrosionsschutz; das anorganische SiO2-Gerüst ist hitzebeständig bis >400 °C – mehr als doppelt so hoch wie die Hitzebeständigkeit organischer Epoxidharze. Anorganisches Zinkstaubgrundierungsmittel ist der einzige Primer, der auch bei Temperaturen >400 °C seine kathodische Schutzfunktion beibehält.
Zinkstaubgrundierung auf anorganischer Basis verwendet Ethylsilikat (lösemittelhaltig/feuchtigkeitshärtend) oder Alkalimetallsilikat (wasserbasiert) als Bindemittel——>80 Gew.% Zinkstaub als Opferanoden-Füllstoff——Luftfeuchtigkeit >50 % r.F. zur Vollendung der Hydrolyse→Kondensation bildet SiO2-Netzwerk——kombiniert kathodischen Schutz und Barrierenschutz——hitzebeständig >400 °C——beständig gegen Salzsprühnebel >3000 h (in Kombination mit Beschichtungssystem).
I. Lösemittelhaltig vs. wasserverdünnbare anorganische Zinkstaubfarben
| System | Bindemittel | Härtungsbedingungen | Zinkstaubgehalt | Hitzebeständigkeit | VOC |
|---|---|---|---|---|---|
| Lösemittelhaltiges Ethylsilikat | Teilhydrolysiertes Ethylsilikat-Präpolymer | RH>50%/Temperatur>10°C——Feuchtigkeit=Härter | 78-85% | >400°C | >600 |
| Wässriges Kalium-/Lithiumsilikat | Wässrige Kalium-/Lithiumsilikatlösung (pH>11) | Wasserverdunstung→Trocknung——Si-OH-Kondensation unter alkalischen Bedingungen | 75-80% | >400°C | <50 |
FAQ
Q1: Warum bleibt die Beschichtung bei einer Luftfeuchtigkeit von <50% immer weich?Die Aushärtung erfolgt in zwei Schritten: Hydrolyse und Kondensation – Wasser ist der Hydrolyse-Reaktionspartner – RH10-mal langsamer → unzureichende Si-OH-Bildung → spärlich ausgebildetes SiO2-Netzwerk durch Kondensation → Härte 50% ist die Untergrenze für die Verarbeitung – nach Trocknung >24h kann künstlich mit Wassernebel besprüht nachgehärtet werden.
Q2: Kugelförmiges vs. flächiges Zinkpulver – warum ist 7:3 optimal? Kugelförmig (3–10 μm): hohe Schüttdichte – viele leitfähige Pfade – kathodischer Schutzstrom >1 mA/m² – aber O2/Wasser dringen leicht ein. Flächig (<1 μm dick): Labyrinth-Effekt – exzellente Barriere – aber spärlich verteilte leitfähige Pfade. 7:3 = kugelförmige Leitfähigkeit + flächige Barriere – duale Synergie – jahrzehntelang bewährte optimale Mischung.
Q3: Warum traut man sich bei der Werkstattgrundierung (Shop Primer) nicht, den Zinkgehalt zu hoch zu wählen? Schweißlichtbogen >3000°C – Zink verdampft (Siedepunkt 907°C) → Poren in der Schweißnaht → Röntgenprüfung nicht bestanden; Schweißrauch ZnO überschreitet OSHA-Grenzwert → Metalldampffieber bei Schweißern. Zinkgehalt der Werkstattgrundierung auf 60–70 % begrenzt – teilweiser Verzicht auf Korrosionsschutz zugunsten der Schweißbarkeit – dies ist ein klassischer Kompromiss der industriellen Praxis.
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Zusammenfassung
Anorganischer Zinkreichanstrich – Ethylsilikat (lösemittelhaltig/Härter bei RF > 50 %/hitzebeständig > 400 °C) und alkalisches Alkalimetallsilikat (wasserverdünnbar/umweltfreundlich VOC 80 Gew.-% – Kugelform 7 + Schuppenform 3 = optimale Leitfähigkeit + Barriere. Kexin New Materials bietet ein komplettes Sortiment an anorganischen Zinkreichprodukten sowie Anleitungen für Applikation und Nachbehandlung.