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ÜBERLEGENER LANGZEIT ROSTSCHUTZ
DURCH COMPOSITE HIGH-TECHNOLOGY
EVERLAST® C. A. R. O. L.

Holger Blum Vortrag gehalten auf dem
EVERLAST® World Association Congress
am 21. September 1997 in Zürich

ABSTRAKT:
Die immer schneller fortschreitende Industrialisierung in vielen Ländern der Welt
und auf den Meeren vermittels Offshoretechnologie und der Schiffahrt stellt
ständig wachsende Anforderungen an den Korrosionsschutz von Stahlbauten.

Bedingt durch das Vordringen der Technik in immer unwirtlichere Bereiche und
Gegenden werden extreme Anforderungen an den Schutz der technischen
Anlagen vor Witterungs-und Umwelteinflüssen gestellt.

Herkömmliche, lange Zeit als ausreichend geltende Schutzsysteme werden den
Erfordernissen eines modernen Korrosionsschutzes heute nicht mehr gerecht.
Durch die Diskussion und die Gesetzgebung zum Umweltschutz ist eine neue
Situation entstanden, die immer drängender Überlegungen und Lösungen für
einen umweltfreundlichen Korrosionsschutz herausfordert. Weltweit ist ein
starkes Bestreben, giftfreie Beschichtungsstoffe mit geringem Emissionsanfall
herzustellen,klar erkennbar.

• Blei- und chromathaltige Rostschutzfarben sollen nicht mehr verwendet werden.
• Der Zeitdruck bei der Anwendung vor Ort steigt.
• Forderung nach sicherer ganzjähriger Anwendung auch in der kalten Jahreszeit.

WAS IST ROST ? Es wird behauptet, daß die Wissenschaft der Eisenkorrosion der Wirtschafts-
wissenschaft gleicht: Man kann alles erklären, aber nichts vorhersagen.
Es gibt jedoch Fakten:

Stahl kann nur geschweisst werden, wenn der Kupfergehalt über 0,25 % liegt.
Diese geringen Mengen Kupferatome wirken -neben anderen vorhandenen
Fremdatomen- im Eisengitter wie Lokalelemente und fördern in Gegenwart von
Wasser und Luft das Rosten.

Selbst auf einer durch Sandstrahlen oder Schleifen metallisch blank erscheinenden
Oberfläche befindet sich immer eine dünne, für die Bindung der Wasserhaut aber
ausreichende Eisenoxidschicht. Die auf dieser Oxidschicht als Wasserhaut
festgehaltene Menge Wasser beträgt bei trockener Luft etwa 2 g/m2, bei feuchter
Luft in der Nähe des Taupunktes etwa 20 g/m2, auf regennasser Eisenoberfläche
etwa 200 g/m2. Atmosphärische Korrosion von ungeschütztem Stahl verläuft
über die vorerwähnte an der Oberfläche befindlichen Wasserhaut.Die festgehaltene
Menge Wasser beträgt bei trockener Luft etwa 2 g/m2, bei feuchter Luft in der
Nähe des Taupunktes etwa 20 g/m2, auf regennasser Eisenoberfläche etwa 200
g/m2.Atmosphärische Korrosion von ungeschütztem Stahl verläuft auch über die
vorerwähnten an der Oberfläche befindlichen Fremdatome.

Der Ausdruck "blankes Metall" ist dabei relativ :

MIKROAUFNAHMEN An Hand von Mikroaufnahmen lässt sich zeigen: Selbst auf durch Sandstrahlen
oder Schleifen scheinbar metallisch blank entrosteten Eisenoberflächen befinden
sich noch zahlreiche Rosttrümmer eingeschlossen, wie Lagunen an einer
Meeresküste , die nur durch ganz enge Kanäle noch von der Oberfläche her zu-
gänglich sind.

Beim Eindringen von Feuchtigkeit und Luft müssen diese Korrosionskeime die
Unterrostung einleiten.Sichtbares Rosten an der Luft tritt erst bei einer relativen
Luftfeuchtigkeit zwischen 60 und 70 % auf. In trockener Luft rostet Eisen nicht .

Merkliche Rostgeschwindigkeiten treten mit der Feuchtigkeit stark zunehmend
erst bei relativen Luftfeuchtigkeiten oberhalb von 65 % auf.

ROSTURSACHEN Die sichtbare Rostung auf der Eisenoberfläche beginnt bei starker Feuchtig-
keitseinwirkung punktförmig, bei trockener Luft fadenförmig. Dieser Prozess
verläuft freiwillig bis zur völligen Zerstörung (Verrostung) der betreffenden
Stahlstruktur und verursacht weltweit jährlich Schäden von mehreren hundert
Milliarden Mark, denn:

Das durch den Verhüttungsprozess gewonnene, energiereiche Eisenmetall hat das
Bestreben sich wieder in seinen natürlichen, energiearmen, oxidischen Zustand,
den Rost, umzuwandeln, sobald Feuchtigkeit und Luftsauerstoff hinzutreten.
Liegt ein blankes Eisenstück zur Aussenbewitterung an der Luft, so beginnt in
unseren Breitengraden nach wenigen Minuten die Rostbildung in Abhängigkeit
von der Luftfeuchtigkeit und den Verunreinigungen in der Luft.

An den Lokalelementen, die die Kathode bilden : H2O + 1/2 O2 + 2e---> 2 OH-
An den Lokalelementen, die die Anode bilden : Fe ---> Fe 2+ + 2 e

So kann sich als Zwischenprodukt Eisen(II)Hydroxid nach folgender Reaktions-
gleichung bilden:

Fe2+ + 2 OH- ----> Fe(OH)2 (weisser Rost )
durch Zutritt von Wasser und Sauerstoff entsteht dann brauner Rost
2 Fe(OH)2 + 1/2 O2 ----> 2 Fe=O-OH + H2O (brauner Rost ) es gibt also :

Weissen Rost => Fe(OH)2
Braunen Rost => Fe2O3 • (H20)y
Schwarzen Rost => Fe3O4 (die stabilste Form )

Kann brauner Rost sich sich auf der Eisenoberfläche fest verankern? Nein - die
Gitterkonstante des Eisenmetallgitters ist 2,68 Å, die des Fe2O3 aber 8,3 Å, der
Unterschied ist also viel zu groß, als daß eine festhaftende homogene
Schutzschicht aufwachsen könnte !

SCHADHAFTE FILME Rostschutz, der jahrzehntelang sicher wirkt, ist bekannt : Mit giftiger
Bleimennige/Leinölgrundierung kann man Brücken, Schiffe und andere
Stahlkonstruktionen sehr sicher schützen.

Da Bleimennige - Pigment Chloride und Sulfate aufnehmen kann, besitzen
derartige Grundierungen auch eine gewisse chemische Widerstandsfähigkeit.
Das schier unlösbare Problem ist die spätere Entsorgung der alten Giftanstriche,
wenn sie denn einmal erneuert werden sollen. Der Abfall und der blei- und
chromathaltige Strahlstaub verseucht die anliegende Umwelt und verursacht
enorme Kosten.

In saurer Industrieatmosphäre versagen Rostschutzanstriche, wenn nicht Zusätze
verwendet werden, welche die Schwefelsäure in unlösliche Verbindungen
überführt.

Allerdings zerstört die Rauchgasschwefelsäure die schwachen Inhibitorkomplex-
verbindungen, die mit Eisenoxidhydrat gebildet werden können. Um die meist
sauren Verunreinigungen des Rostes zu eliminieren, wurden Zinkoxid sowie
Anionen- und Kationenaustauscherharze als Inhibitorpigmente zum Ersatz von
Blei und Chromaten in Rostschutzgrundierungen vorgeschlagen. Hierbei sind
Zusätze, die unlösliche Reaktionsprodukte bilden, um eine Hydrolyse zu
vermeiden, am zweckmäßigsten.

Chloride - meist als Kochsalz- und Sulfate wandern jedoch, wenn auch langsam,
in jeden Inhibitor-Farbfilm ein und gelangen schließlich zur Grenzfläche
Eisen/Grundierung, um die Schutzwirkung der Inhibitorpigmente aufzuheben.

Der kritische Schwellenwert für die Blasenbildung eines Farbfilmes liegt für
Chlorid aus Kochsalz bei 100 bis 500 mg/m2 und für Sulfat aus Eisensulfat bei
1000 bis 2500 mg/m2. In saurer Industrieatmosphäre beträgt beispielsweise der
Gehalt von Ferrosulfat im Rost bis zu 1000 mg/m2.

Das lösliche Salz eliminiert den elektrolytischen Widerstand des Anstrichfilms. Es
bildet sich voluminöser wasserhaltiger Rost, der den Anstrichfilm an vereinzelten
Stellen abheben kann, da alle herkömmlichen blei - und chromatfreien Rost-
schutzfarben nur reversibel, d.h. durch Chemosorbtion auf der Eisenoberfläche,
haften.

Kathodischer Rostschutz wird durch Zinkstaubanstriche erzeugt. Diese müssen
zwangsläufig mikroporös sein um zu funktionieren, indem sich das gegenüber
dem Eisen unedlere Zinkmetall opfert. Diese Zinkstaubanstriche werden mit
wasserdampfdurchlässigen Dispersionsfarben als farbiger Deckschicht versehen.

Der Nachteil dieser sehr sicheren Rostschutzmethode ist die mangelnde
dynamische Festigkeit der spröden Zinkstaubbeschichtung, die oftmals zum
Versagen bei vibrierenden Stahlkonstruktionen führt.

SCHLÜSSEL ZUR HALTBARKEIT Korrosion ist, wie vorgehend erläutert, die natürliche Wiederherstellung
verschiedener Mineraloxide, die sich nur unter hohem Energieaufwand wieder
zu den Metallen zurückführen lassen. Es ist thermodynamisch begründet, daß die
Mineraloxide stabiler als die entsprechenden Metalle sind (Zustand geringerer
Energie).

Aus diesem Grunde gibt es viele Eisenoxidvorkommen, jedoch findet
sich das gediegene Eisen nur vereinzelt auf der Erde. In manchen Basalten ist es
in äußerst feiner Verteilung beobachtet worden. Ferner findet sich das Eisen auf
der grönländischen Insel Disco in Klumpen von mehreren hundert Kilogramm
in Begleitung der Metalle Kobalt und Nickel; ebenso in Meteoriten.

Überall wo Industrie , Menschen und bewegte Natur sind, läuft beim Eisen ein
fortwährender natürlicher Umwandlungsprozess zum Rost ab, der zwar nicht
gestoppt, aber durch den Einsatz hochwertiger Beschichtungen stark gebremst
werden kann.

Der klassische Korrosionsschutz mit Hilfe aktiver Korrosionsschutzpigmente
erlitt,einmal abgesehen von der Umweltproblematik, vor allem durch die rasche
Zunahme korrosionsstimulierender Stoffe in der Atmosphäre (SO2) und die
zunehmende Beanspruchung durch NaCl infolge der Verwendung von Streusalz
und dem Fortschreiten der Meerestechnologie in jüngerer Vergangenheit
empfindliche Rückschläge.

Untersuchungen, durchgeführt von Prof. Funke, haben gezeigt, daß der
Schlüsselfaktor für den Korrosionsmechanismus und das Auftreten von
Beschichtungsfehlern in der "wet adhesion " der Beschichtung liegt. Als " wet
adhesion ; Naßhaftung " bezeichnet man die Haftung einer Beschichtung zum
Untergrund, nachdem sie eine vorgeschriebene Zeit Wasser oder großer
Feuchtigkeit ausgesetzt war.

Hier setzt das Rostschutzsystem EVERLAST® C.A.R.O.L. an :

Auf der metallblanken Stahlfläche wird durch Aufstreichen oder Aufsprühen des
niedrigviskosen FIX-IT innerhalb von wenigen Minuten bei Umgebungs-
temperatur eine eisen-organische chemische Verbindung gebildet und zwar selbst
in den feinsten Rissen und Mikrospalten der Stahloberfläche. Dieser passivierende,
schnell abbindende Schutzfilm ist nur Bruchteile eines µm stark.

Dadurch ist der Haftmechanismus im Grenzflächenbereich jetzt über eine
chemische Bindung zum Eisen erzielt worden. Die chemische Bindung von
FIX-IT an die Eisenoberfläche ist um einige Zehnerpotenzen widerstandsfähiger
als die herkömmliche Lackhaftung durch Chemosorbtion..

FIX-IT:
GRENZSCHICHT
VERSTÄRKUNG Der Prozess des Rostens an der Luft wird durch den Auftrag von FIX-IT sofort
unterdrückt. Dieser temporäre Rostschutz wirkt sich als große Verarbeitungshilfe
aus, da man nach dem Sandstrahlen des Eisens jetzt ausreichend Zeit hat, um die
eigentliche Rostschutzbeschichtung EVERLAST® C.A.R.O.L. aufzutragen.
FIX-IT erzeugt einen harten, gerichteten und kochfesten Film auf der
Eisenoberfläche.

Damit ist gemeint, daß die Moleküle des Netzwerkes " unten zum Eisen hin "
mit diesem chemisch verbunden sind und "oben zur Luft" andere chemisch
reaktive Gruppen darauf warten, daß die Barriereschutzschicht
EVERLAST® C.A.R.O.L. aufgetragen wird, mit der diese reaktiven Gruppen
sich ebenfalls chemisch in nur 1 bis 2 Minuten Reaktionszeit umsetzen.

So entsteht ein Stahl-organisches Verbund ( = Composite ) -System von überlegen
langer Haltbarkeit. Keine intakte lackierte Metalloberfläche kann ohne
vorhergehende Störung der Haftung korrodieren, der Auftrag von FIX-IT ist
daher die Lebensversicherung für die zu schützende Stahlkonstruktion.

Gegen Schläge, Stöße, Kratzer und chemischen Umwelteinflüssen ist die
Grenzschicht zum Eisen durch den Auftrag von EVERLAST® C.A.R.O.L.
geschützt.

Der hohe Zeitaufwand, das Wetterrisiko und Ablagerungen aus der Atmosphäre
auf vielen Einzelschichten sind einige Gesichtspunkte, die den Vorteil von
EVERLAST®C.A.R.O.L. illustrieren, mit nur zwei Anstrichen zu hohen
Schichtstärken zu gelangen. Eine Trockenschichtstärke von 320 bis 460 µm kann
als Grenzwert angesehen werden. In einer Schicht können 120-250 µm erreicht
werden.

LANGZEIT-
ROSTSCHUTZ Aber EVERLAST® C.A.R.O.L. ist keine herkömmliche Schutzbeschichtung.
C.A.R.O.L. bedeutet Composite Anti Rust Organic Liner. Es handelt sich um
eine spezielle Barrierebeschichtung mit enorm großer mechanischer Widerstands-
fähigkeit.
Sie enthält zur Filmverstärkung aktive blättchenförmige Barrierepigmente.
Beim Auftragen von EVERLAST® C.A.R.O.L. auf den FIX-IT-Film lagern sich
diese Pigmente direkt auf dem Substrat ab und bilden einen dichten Panzer, der
vor den Witterungseinflüssen durch die darüberliegende stark vernetzte
Bindemittelschicht geschützt wird.

Feuchtigkeit und schädliches Salz, das durch die obersten Schichten dringen
konnte, muß einen sehr viel längeren Weg bis zur Eisenoberfläche zurücklegen
als in herkömmlich pigmentierten Rostschutzfarben.

Das teer-, chlor- und weichmacherfreie EVERLAST® C.A.R.O.L. weist geringste
Durchlässigkeit für Wasser und Sauerstoff auf. Es ermöglicht die weitgehende
Wetterunabhängigkeit während der Beschichtungsarbeiten bei einer relativen
Luftfeuchte zwischen 25 und 99 %. Die rasche Durchtrockung (chemische
Vernetzung) auch unter Frostbedingungen liefert die gewünschten kurzen
Applikationsintervalle. Unterwasserbeschichtungen können in einem Ebbe/Flut
Intervall aufgebracht werden.

Diese Unterwasserbeschichtungen mit EVERLAST®C.A.R.O.L.müssen wegen
der starken Elektropassivierung mit einem nichtleitenden Topcoat versehen
werden.Das gleiche gilt für Beschichtungen mit EVERLAST®C.A.R.O.L.,die
strömendem Dampf ausgesetzt werden.

Kleine Verletzungen der Beschichtung sind unschädlich durch den Selbst-
heilungseffekt von EVERLAST® C.A.R.O.L.

Durch diese Vorteile ist EVERLAST®C.A.R.O.L. vorzuziehen,wenn ein
Transportanstrich mit enormer Widerstandsfähigkeit gegen intensive
Witterungseinflüsse und gegen chemische Abgase sowie ein Schutz gegen die
Belastung mit Seewasser, Ölen und Fetten gewünscht wird.

Ökonomisch bedeutsam ist der Einsastz von EVERLAST® C.A.R.O.L., wenn aus
Gründen von zeitlicher Beansprung oder hohen Lohnkosten eine Rostschutz-
beschichtung mit überlegen langer Lebensdauer und mit 4-facher Sicherheit an einem
Tag in "Dickschichtstärke" komplett aufgebracht werden soll.

ABBILDUNGEN

LITERATUR-
CHRONOLOGIE Dr. W. Kronsbein " Versuche mit Rostschutzanstrichen in Seewasser "
Baustoffprüfungsanstalt der Kriegsmarinewerft Wilhelmshafen, 1942.

M.J. Pryor " Passivierung von Stahl " NATURE , London 1951 Bd. 167 S. 156

Brushwell William " Qualitätsverbesserung bei Lacken für Schutz- und
Spezialfunktion " FARBE + LACK 1982 S. 541

Prof. Dr. W. Funke " Umweltfreundlicher Korrosionsschutz "
FARBE + LACK 1983 S. 86

Staatlisches Materialprüfamt : Land Nordrhein Westfalen 1983
Forschungsprojekt : Salzablagerungen auf Korrosionsschutzbeschichtungen an
Brückenuntersichtungen.

Bundesbahnzentralamt München 1984
" Erprobung Blei + Chromatfreier Grundbeschichtungen "

Funke, W. Prof. Dr. (Inst. Techn. Chem.Univ. Stuttgart )
" The role of adhesion in corrosion protection by organic coatings "
J. Oil Colour Chem. Assoc. 1985, 68(9), S. 229-32

Dipl.Chem. Dieter Schüler " Neuartige Unterwasseranstriche "
FARBE + LACK 1987 S. 193

Prof. Dr. W. Funke : Forschungsinstitut für Pigmente und Lacke Stuttgart
"Vorbehandlung von Metalloberflächen mit dünnen organischen Haftschichten"
FARBE + LACK 1987 S. 721

J.W. Brockbank : " Offshore Applicatios of Polymers ; Report # 23//RAPRA
Review Report 1989, Shawbury (UK)

Erich V. Schmid " Aussenanstriche im Hochbau - , Lebensdauer unter Umwelteinflüssen "
BAUVERLAG, Berlin 1994

CONFERENCE PROCEDINGS " Waterborne, High Solids & Radcure Technologies"
November 96 Frankfurt a. M. / Paint Research Association (PRA)
Teddington (UK)

Prof. Dr. Strathmann " Das Entscheidende passiert an der Grenzfläche "
FARBE + LACK 1996 S. 86

CONFERENCE PROCEDINGS " Protecting Industrial and Marine Structures with
Coatings " March 97 The Hague / Paint Research Association (PRA)
Teddington (UK)

Nachtrag:

Dr. G. Steinbeck ; Dr. G. Sussek " Vergleichende Beurteilung neuartiger umweltgerechter
Korrosionsschutzsysteme für den Stahlbau durch Langzeitlagerungen und Laboruntersuchungen"
1999 EUROPÄISCHE KOMMISSION - technische forschung stahl - EUR 18799 DE


ÜBERLEGENER LANGZEIT ROSTSCHUTZ DURCH COMPOSITE HIGH-TECHNOLOGY EVERLAST® C. A. R. O. L.

Holger Blum		Vortrag gehalten auf dem EVERLAST® World Association Congress am 21. September 1997 in Zürich
ABSTRAKT:		Die immer schneller fortschreitende Industrialisierung in vielen Ländern der Welt und auf den Meeren vermittels Offshoretechnologie und der Schiffahrt stellt ständig wachsende Anforderungen an den Korrosionsschutz von Stahlbauten. Bedingt durch das Vordringen der Technik in immer unwirtlichere Bereiche und Gegenden werden extreme Anforderungen an den Schutz der technischen Anlagen vor Witterungs-und Umwelteinflüssen gestellt. Herkömmliche, lange Zeit als ausreichend geltende Schutzsysteme werden den Erfordernissen eines modernen Korrosionsschutzes heute nicht mehr gerecht. Durch die Diskussion und die Gesetzgebung zum Umweltschutz ist eine neue Situation entstanden, die immer drängender Überlegungen und Lösungen für einen umweltfreundlichen Korrosionsschutz herausfordert. Weltweit ist ein starkes Bestreben, giftfreie Beschichtungsstoffe mit geringem Emissionsanfall herzustellen,klar erkennbar. • Blei- und chromathaltige Rostschutzfarben sollen nicht mehr verwendet werden. • Der Zeitdruck bei der Anwendung vor Ort steigt. • Forderung nach sicherer ganzjähriger Anwendung auch in der kalten Jahreszeit.
WAS IST ROST ?		Es wird behauptet, daß die Wissenschaft der Eisenkorrosion der Wirtschafts- wissenschaft gleicht: Man kann alles erklären, aber nichts vorhersagen. Es gibt jedoch Fakten: Stahl kann nur geschweisst werden, wenn der Kupfergehalt über 0,25 % liegt. Diese geringen Mengen Kupferatome wirken -neben anderen vorhandenen Fremdatomen- im Eisengitter wie Lokalelemente und fördern in Gegenwart von Wasser und Luft das Rosten. Selbst auf einer durch Sandstrahlen oder Schleifen metallisch blank erscheinenden Oberfläche befindet sich immer eine dünne, für die Bindung der Wasserhaut aber ausreichende Eisenoxidschicht. Die auf dieser Oxidschicht als Wasserhaut festgehaltene Menge Wasser beträgt bei trockener Luft etwa 2 g/m2, bei feuchter Luft in der Nähe des Taupunktes etwa 20 g/m2, auf regennasser Eisenoberfläche etwa 200 g/m2. Atmosphärische Korrosion von ungeschütztem Stahl verläuft über die vorerwähnte an der Oberfläche befindlichen Wasserhaut.Die festgehaltene Menge Wasser beträgt bei trockener Luft etwa 2 g/m2, bei feuchter Luft in der Nähe des Taupunktes etwa 20 g/m2, auf regennasser Eisenoberfläche etwa 200 g/m2.Atmosphärische Korrosion von ungeschütztem Stahl verläuft auch über die vorerwähnten an der Oberfläche befindlichen Fremdatome. Der Ausdruck "blankes Metall" ist dabei relativ :

MIKROAUFNAHMEN		An Hand von Mikroaufnahmen lässt sich zeigen: Selbst auf durch Sandstrahlen oder Schleifen scheinbar metallisch blank entrosteten Eisenoberflächen befinden sich noch zahlreiche Rosttrümmer eingeschlossen, wie Lagunen an einer Meeresküste , die nur durch ganz enge Kanäle noch von der Oberfläche her zu- gänglich sind. Beim Eindringen von Feuchtigkeit und Luft müssen diese Korrosionskeime die Unterrostung einleiten.Sichtbares Rosten an der Luft tritt erst bei einer relativen Luftfeuchtigkeit zwischen 60 und 70 % auf. In trockener Luft rostet Eisen nicht . Merkliche Rostgeschwindigkeiten treten mit der Feuchtigkeit stark zunehmend erst bei relativen Luftfeuchtigkeiten oberhalb von 65 % auf.
ROSTURSACHEN		Die sichtbare Rostung auf der Eisenoberfläche beginnt bei starker Feuchtig- keitseinwirkung punktförmig, bei trockener Luft fadenförmig. Dieser Prozess verläuft freiwillig bis zur völligen Zerstörung (Verrostung) der betreffenden Stahlstruktur und verursacht weltweit jährlich Schäden von mehreren hundert Milliarden Mark, denn: Das durch den Verhüttungsprozess gewonnene, energiereiche Eisenmetall hat das Bestreben sich wieder in seinen natürlichen, energiearmen, oxidischen Zustand, den Rost, umzuwandeln, sobald Feuchtigkeit und Luftsauerstoff hinzutreten. Liegt ein blankes Eisenstück zur Aussenbewitterung an der Luft, so beginnt in unseren Breitengraden nach wenigen Minuten die Rostbildung in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit und den Verunreinigungen in der Luft. An den Lokalelementen, die die Kathode bilden : H2O + 1/2 O2 + 2e---> 2 OH- An den Lokalelementen, die die Anode bilden : Fe ---> Fe 2+ + 2 e So kann sich als Zwischenprodukt Eisen(II)Hydroxid nach folgender Reaktions- gleichung bilden: Fe2+ + 2 OH- ----> Fe(OH)2 (weisser Rost ) durch Zutritt von Wasser und Sauerstoff entsteht dann brauner Rost 2 Fe(OH)2 + 1/2 O2 ----> 2 Fe=O-OH + H2O (brauner Rost ) es gibt also : Weissen Rost => Fe(OH)2 Braunen Rost => Fe2O3 • (H20)y Schwarzen Rost => Fe3O4 (die stabilste Form ) Kann brauner Rost sich sich auf der Eisenoberfläche fest verankern? Nein - die Gitterkonstante des Eisenmetallgitters ist 2,68 Å, die des Fe2O3 aber 8,3 Å, der Unterschied ist also viel zu groß, als daß eine festhaftende homogene Schutzschicht aufwachsen könnte !
SCHADHAFTE FILME		Rostschutz, der jahrzehntelang sicher wirkt, ist bekannt : Mit giftiger Bleimennige/Leinölgrundierung kann man Brücken, Schiffe und andere Stahlkonstruktionen sehr sicher schützen. Da Bleimennige - Pigment Chloride und Sulfate aufnehmen kann, besitzen derartige Grundierungen auch eine gewisse chemische Widerstandsfähigkeit. Das schier unlösbare Problem ist die spätere Entsorgung der alten Giftanstriche, wenn sie denn einmal erneuert werden sollen. Der Abfall und der blei- und chromathaltige Strahlstaub verseucht die anliegende Umwelt und verursacht enorme Kosten. In saurer Industrieatmosphäre versagen Rostschutzanstriche, wenn nicht Zusätze verwendet werden, welche die Schwefelsäure in unlösliche Verbindungen überführt. Allerdings zerstört die Rauchgasschwefelsäure die schwachen Inhibitorkomplex- verbindungen, die mit Eisenoxidhydrat gebildet werden können. Um die meist sauren Verunreinigungen des Rostes zu eliminieren, wurden Zinkoxid sowie Anionen- und Kationenaustauscherharze als Inhibitorpigmente zum Ersatz von Blei und Chromaten in Rostschutzgrundierungen vorgeschlagen. Hierbei sind Zusätze, die unlösliche Reaktionsprodukte bilden, um eine Hydrolyse zu vermeiden, am zweckmäßigsten. Chloride - meist als Kochsalz- und Sulfate wandern jedoch, wenn auch langsam, in jeden Inhibitor-Farbfilm ein und gelangen schließlich zur Grenzfläche Eisen/Grundierung, um die Schutzwirkung der Inhibitorpigmente aufzuheben. Der kritische Schwellenwert für die Blasenbildung eines Farbfilmes liegt für Chlorid aus Kochsalz bei 100 bis 500 mg/m2 und für Sulfat aus Eisensulfat bei 1000 bis 2500 mg/m2. In saurer Industrieatmosphäre beträgt beispielsweise der Gehalt von Ferrosulfat im Rost bis zu 1000 mg/m2. Das lösliche Salz eliminiert den elektrolytischen Widerstand des Anstrichfilms. Es bildet sich voluminöser wasserhaltiger Rost, der den Anstrichfilm an vereinzelten Stellen abheben kann, da alle herkömmlichen blei - und chromatfreien Rost- schutzfarben nur reversibel, d.h. durch Chemosorbtion auf der Eisenoberfläche, haften. Kathodischer Rostschutz wird durch Zinkstaubanstriche erzeugt. Diese müssen zwangsläufig mikroporös sein um zu funktionieren, indem sich das gegenüber dem Eisen unedlere Zinkmetall opfert. Diese Zinkstaubanstriche werden mit wasserdampfdurchlässigen Dispersionsfarben als farbiger Deckschicht versehen. Der Nachteil dieser sehr sicheren Rostschutzmethode ist die mangelnde dynamische Festigkeit der spröden Zinkstaubbeschichtung, die oftmals zum Versagen bei vibrierenden Stahlkonstruktionen führt.
SCHLÜSSEL ZUR HALTBARKEIT		Korrosion ist, wie vorgehend erläutert, die natürliche Wiederherstellung verschiedener Mineraloxide, die sich nur unter hohem Energieaufwand wieder zu den Metallen zurückführen lassen. Es ist thermodynamisch begründet, daß die Mineraloxide stabiler als die entsprechenden Metalle sind (Zustand geringerer Energie). Aus diesem Grunde gibt es viele Eisenoxidvorkommen, jedoch findet sich das gediegene Eisen nur vereinzelt auf der Erde. In manchen Basalten ist es in äußerst feiner Verteilung beobachtet worden. Ferner findet sich das Eisen auf der grönländischen Insel Disco in Klumpen von mehreren hundert Kilogramm in Begleitung der Metalle Kobalt und Nickel; ebenso in Meteoriten. Überall wo Industrie , Menschen und bewegte Natur sind, läuft beim Eisen ein fortwährender natürlicher Umwandlungsprozess zum Rost ab, der zwar nicht gestoppt, aber durch den Einsatz hochwertiger Beschichtungen stark gebremst werden kann. Der klassische Korrosionsschutz mit Hilfe aktiver Korrosionsschutzpigmente erlitt,einmal abgesehen von der Umweltproblematik, vor allem durch die rasche Zunahme korrosionsstimulierender Stoffe in der Atmosphäre (SO2) und die zunehmende Beanspruchung durch NaCl infolge der Verwendung von Streusalz und dem Fortschreiten der Meerestechnologie in jüngerer Vergangenheit empfindliche Rückschläge. Untersuchungen, durchgeführt von Prof. Funke, haben gezeigt, daß der Schlüsselfaktor für den Korrosionsmechanismus und das Auftreten von Beschichtungsfehlern in der "wet adhesion " der Beschichtung liegt. Als " wet adhesion ; Naßhaftung " bezeichnet man die Haftung einer Beschichtung zum Untergrund, nachdem sie eine vorgeschriebene Zeit Wasser oder großer Feuchtigkeit ausgesetzt war. Hier setzt das Rostschutzsystem EVERLAST® C.A.R.O.L. an : Auf der metallblanken Stahlfläche wird durch Aufstreichen oder Aufsprühen des niedrigviskosen FIX-IT innerhalb von wenigen Minuten bei Umgebungs- temperatur eine eisen-organische chemische Verbindung gebildet und zwar selbst in den feinsten Rissen und Mikrospalten der Stahloberfläche. Dieser passivierende, schnell abbindende Schutzfilm ist nur Bruchteile eines µm stark. Dadurch ist der Haftmechanismus im Grenzflächenbereich jetzt über eine chemische Bindung zum Eisen erzielt worden. Die chemische Bindung von FIX-IT an die Eisenoberfläche ist um einige Zehnerpotenzen widerstandsfähiger als die herkömmliche Lackhaftung durch Chemosorbtion..
FIX-IT: GRENZSCHICHT VERSTÄRKUNG		Der Prozess des Rostens an der Luft wird durch den Auftrag von FIX-IT sofort unterdrückt. Dieser temporäre Rostschutz wirkt sich als große Verarbeitungshilfe aus, da man nach dem Sandstrahlen des Eisens jetzt ausreichend Zeit hat, um die eigentliche Rostschutzbeschichtung EVERLAST® C.A.R.O.L. aufzutragen. FIX-IT erzeugt einen harten, gerichteten und kochfesten Film auf der Eisenoberfläche. Damit ist gemeint, daß die Moleküle des Netzwerkes " unten zum Eisen hin " mit diesem chemisch verbunden sind und "oben zur Luft" andere chemisch reaktive Gruppen darauf warten, daß die Barriereschutzschicht EVERLAST® C.A.R.O.L. aufgetragen wird, mit der diese reaktiven Gruppen sich ebenfalls chemisch in nur 1 bis 2 Minuten Reaktionszeit umsetzen. So entsteht ein Stahl-organisches Verbund ( = Composite ) -System von überlegen langer Haltbarkeit. Keine intakte lackierte Metalloberfläche kann ohne vorhergehende Störung der Haftung korrodieren, der Auftrag von FIX-IT ist daher die Lebensversicherung für die zu schützende Stahlkonstruktion. Gegen Schläge, Stöße, Kratzer und chemischen Umwelteinflüssen ist die Grenzschicht zum Eisen durch den Auftrag von EVERLAST® C.A.R.O.L. geschützt. Der hohe Zeitaufwand, das Wetterrisiko und Ablagerungen aus der Atmosphäre auf vielen Einzelschichten sind einige Gesichtspunkte, die den Vorteil von EVERLAST®C.A.R.O.L. illustrieren, mit nur zwei Anstrichen zu hohen Schichtstärken zu gelangen. Eine Trockenschichtstärke von 320 bis 460 µm kann als Grenzwert angesehen werden. In einer Schicht können 120-250 µm erreicht werden.
LANGZEIT- ROSTSCHUTZ		Aber EVERLAST® C.A.R.O.L. ist keine herkömmliche Schutzbeschichtung. C.A.R.O.L. bedeutet Composite Anti Rust Organic Liner. Es handelt sich um eine spezielle Barrierebeschichtung mit enorm großer mechanischer Widerstands- fähigkeit. Sie enthält zur Filmverstärkung aktive blättchenförmige Barrierepigmente. Beim Auftragen von EVERLAST® C.A.R.O.L. auf den FIX-IT-Film lagern sich diese Pigmente direkt auf dem Substrat ab und bilden einen dichten Panzer, der vor den Witterungseinflüssen durch die darüberliegende stark vernetzte Bindemittelschicht geschützt wird. Feuchtigkeit und schädliches Salz, das durch die obersten Schichten dringen konnte, muß einen sehr viel längeren Weg bis zur Eisenoberfläche zurücklegen als in herkömmlich pigmentierten Rostschutzfarben. Das teer-, chlor- und weichmacherfreie EVERLAST® C.A.R.O.L. weist geringste Durchlässigkeit für Wasser und Sauerstoff auf. Es ermöglicht die weitgehende Wetterunabhängigkeit während der Beschichtungsarbeiten bei einer relativen Luftfeuchte zwischen 25 und 99 %. Die rasche Durchtrockung (chemische Vernetzung) auch unter Frostbedingungen liefert die gewünschten kurzen Applikationsintervalle. Unterwasserbeschichtungen können in einem Ebbe/Flut Intervall aufgebracht werden. Diese Unterwasserbeschichtungen mit EVERLAST®C.A.R.O.L.müssen wegen der starken Elektropassivierung mit einem nichtleitenden Topcoat versehen werden.Das gleiche gilt für Beschichtungen mit EVERLAST®C.A.R.O.L.,die strömendem Dampf ausgesetzt werden. Kleine Verletzungen der Beschichtung sind unschädlich durch den Selbst- heilungseffekt von EVERLAST® C.A.R.O.L. Durch diese Vorteile ist EVERLAST®C.A.R.O.L. vorzuziehen,wenn ein Transportanstrich mit enormer Widerstandsfähigkeit gegen intensive Witterungseinflüsse und gegen chemische Abgase sowie ein Schutz gegen die Belastung mit Seewasser, Ölen und Fetten gewünscht wird. Ökonomisch bedeutsam ist der Einsastz von EVERLAST® C.A.R.O.L., wenn aus Gründen von zeitlicher Beansprung oder hohen Lohnkosten eine Rostschutz- beschichtung mit überlegen langer Lebensdauer und mit 4-facher Sicherheit an einem Tag in "Dickschichtstärke" komplett aufgebracht werden soll.

ABBILDUNGEN
LITERATUR- CHRONOLOGIE		Dr. W. Kronsbein " Versuche mit Rostschutzanstrichen in Seewasser " Baustoffprüfungsanstalt der Kriegsmarinewerft Wilhelmshafen, 1942. M.J. Pryor " Passivierung von Stahl " NATURE , London 1951 Bd. 167 S. 156 Brushwell William " Qualitätsverbesserung bei Lacken für Schutz- und Spezialfunktion " FARBE + LACK 1982 S. 541 Prof. Dr. W. Funke " Umweltfreundlicher Korrosionsschutz " FARBE + LACK 1983 S. 86 Staatlisches Materialprüfamt : Land Nordrhein Westfalen 1983 Forschungsprojekt : Salzablagerungen auf Korrosionsschutzbeschichtungen an Brückenuntersichtungen. Bundesbahnzentralamt München 1984 " Erprobung Blei + Chromatfreier Grundbeschichtungen " Funke, W. Prof. Dr. (Inst. Techn. Chem.Univ. Stuttgart ) " The role of adhesion in corrosion protection by organic coatings " J. Oil Colour Chem. Assoc. 1985, 68(9), S. 229-32 Dipl.Chem. Dieter Schüler " Neuartige Unterwasseranstriche " FARBE + LACK 1987 S. 193 Prof. Dr. W. Funke : Forschungsinstitut für Pigmente und Lacke Stuttgart "Vorbehandlung von Metalloberflächen mit dünnen organischen Haftschichten" FARBE + LACK 1987 S. 721 J.W. Brockbank : " Offshore Applicatios of Polymers ; Report # 23//RAPRA Review Report 1989, Shawbury (UK) Erich V. Schmid " Aussenanstriche im Hochbau - , Lebensdauer unter Umwelteinflüssen " BAUVERLAG, Berlin 1994 CONFERENCE PROCEDINGS " Waterborne, High Solids & Radcure Technologies" November 96 Frankfurt a. M. / Paint Research Association (PRA) Teddington (UK) Prof. Dr. Strathmann " Das Entscheidende passiert an der Grenzfläche " FARBE + LACK 1996 S. 86 CONFERENCE PROCEDINGS " Protecting Industrial and Marine Structures with Coatings " March 97 The Hague / Paint Research Association (PRA) Teddington (UK) Nachtrag: Dr. G. Steinbeck ; Dr. G. Sussek " Vergleichende Beurteilung neuartiger umweltgerechter Korrosionsschutzsysteme für den Stahlbau durch Langzeitlagerungen und Laboruntersuchungen" 1999 EUROPÄISCHE KOMMISSION - technische forschung stahl - EUR 18799 DE