KÄRNTNER MONTANINDUSTRIE

Mikronisierte Eisenglimmer: Mit neuen Eigenschaftsprofilen zu neuen

Einsatzgebieten

Michael Klinar, Stuttgart 2012

Übersicht Funktionale Minerale: Definition und Positionierung im

Rohstoffmix Farbe und Lack

Unterschiedliche Funktionalitäten in unterschiedlichen

Anwendungen

Eisenglimmer als funktionales Mineral:

Typen / Eigenschaften / Funktionen

Mikronisierte Eisenglimmer: verbesserte Funktionalität

Tests und Ergebnisse

Anwendungen

Schlussfolgerungen

Funktionale Minerale: Definition

Naturprodukt

Spezielle Funktion in der

jeweiligen Anwendung

Kein Füllstoff!

Verbesserung von chemischen und

physikalischen Eigenschaften

Funktionalität der Einzelpartikel

Funktionalität der Körnerkollektive

Einteilung der Rohstoffe

Binde-mittel

Pigmente Füllstoffe Additive

Funktionale Minerale

Partikelform / Oberfläche

Plättchen

Nadeln

Mikrorisse (Ölzahl)

Beschädigungen der Oberfläche

Aspektverhältnis

Mineralogie / Chemie

Kristallgitter

2D – Stabilität

3D – Stabilität

Chemische Beständigkeit

Chemisch-Mineralogischer Einfluss Influence

Korngrößenverteilung (KGV)

“Funktionalitätsfenster”

Exakter “Top Cut”

(Spritzapplikation,

Dünnschichtsysteme)

Geringer Gehalt an

ultrafeinen Partikeln (Ölzahl)

→ Steile Korngrößenverteilung

PSD comparison

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

1 10 100 1000

mesh size, microns

passin

g,

%

Beispiele

Glimmer (Muskovit, Phlogopit)

Wollastonit

Graphit

Talk (eher Füllstoff)

Huntit (Flammschutz)

Eisenglimmer

Funktionen

Verbesserung der mechanischen

Eigenschaften (Härte, E-Modulus)

Optische Eigenschaften (dekorativ,

Strahlungsabsorption, -reflexion)

Thermische, elektrische

Leitfähigkeit

Verbesserung des

Korrosionsschutzes

Eisenglimmer Basiseigenschaften

Funktionales Mineral

Mineralogie: Hämatit

Chemie: Fe2O3 (Eisen-III-oxid)

Partikelform: plättchenförmig

Farbe: dunkelgrau mit metallischem Glanz bis rot

Dichte: 4,8 g/cm³

Härte: 6,0 – 6,5 Mohs

Eisenglimmer wichtige Qualitätskriterien

Plättchengehalt

Fe2O3 – Gehalt

Farbe, vor allem Konstanz

Korngrößenverteilung

Barriereeffekt in Beschichtungen

Schildeffekt

Ausgezeichnete UV/VIS/IR Absorption-Reflexion!

Eisenglimmer Standardtypen

1 10 100

0

20

40

60

80

100D

urch

gang

/ pa

ssin

g, %

Korngröße / particle size, µm

MIOX DB

MIOX SG

MIOX AS

Maximale Korngröße 100 µm

90% feiner als 63 µm

Verwendung der Standardtypen

Schutzbeschichtungen

Schwerer Korrosionsschutz

Dekorativer Metallschutz

Öffnung neuer Anwendungsfelder

Technische Herausforderung: Erhaltung der Funktionalität

Aspektverhältnis

Steile KGV

Farbe

Mikronisierte Eisenglimmer

Spezielle Mahl- und Klassierverfahren

MIOX® MICRO und SUBMICRO - Serie

MICRO 20 MICRO 15 MICRO 10

Form plättchenförmig

Farbe rot

d98 20 µm 15 µm 10 µm

Submicro 5 Submicro 2,5

Form plättchenförmig

Farbe rot

d98 5 µm 2,5 µm

MICRO 50 MICRO 40 MICRO 30

Form plättchenförmig

Farbe grau, metallisch glänzend

d98 50 µm 40 µm 30 µm

Feinheit und Farbe

Salzsprühtest nach ISO 9227 für Barrierewirkung (Grundierungen)

Kombinierter zyklischer Korrosions-Bewitterungstest nach ISO 20340 für Korrosionsschutzwirkung von Beschichtungssystemen

UV / Kondensation / Salznebel / Temperatur

Prüfmethoden

2- und 3-Schichtsysteme, Schichtdicke zwischen 50 und 100 µm

Substrat: Stahl, gereinigt-sandgestrahlt-verzinkt

2k EP Zn-Phosphat Grundierung, 2k EP MIO,

optional 2k PU Deckbeschichtung; lösemittelbasierend

Standard formuliert nach DB-TL 918300

Systeme und Formulierungen

Eisenglimmertypen

Bezeichnung Markenname Korngröße Fe2O3

Gehalt

Plättchen-

anteil

MIO 1 MIOX® SG max 0,1%

>105µm >85% 80%

MIO 2 Experimentelles

Produkt

max 0,1%

>105µm >85% 10%

MIO 3 MIOX® Micro 30 d98 = 30µm >85% 80%

Rostgrad nach DIN EN ISO 4628-3

Blasengrad nach DIN EN ISO 4628-2

Enthaftung und Korrosion am Ritz nach DIN EN ISO 4628-8

Abreißversuch / Haftfestigkeit nach ISO 4624:2002

Gitterschnittprüfung nach ÖNORM EN ISO 2409:2007

Bewertung der Prüfplatten

Einfluss des Plättchenanteils

L=10% L=80%

Bewitterungsmodell

Bewitterungsmodell

Einfluss der Feinheit

Standard grade Micronized grade

Verbessertes Haftverhalten

Talk/Dolomit 3 MPa 100% A/B

Eisenglimmer Standard 2,7 MPa 20% A/B, 80% B/Y

Eisenglimmer mikronisiert 2,8 MPa 100% B/Y

Anwendungen für mikronisierte Eisenglimmer

Systeme mit verbesserter Korrosionsschutzwirkung

Beschichtungen mit reduziertem Eisenglimmergehalt

Dünnschichtsysteme

Teilweiser Ersatz von Aktivpigmenten (Zinkstaub)

Verbesserte Schutzwirkung von Grundierungen

Reduzierter Eisenglimmergehalt

2- und 3-Schichtsysteme

– Grundierung: Zn-Phosphat (60 µm)

– 2. Schicht: Formulierung a: mit Standardeisenglimmer, Gehalt 40%, 100 µm, Formulierung nach DB-TL 918 300 Standardformulierung

– 2. Schicht: Formulierung b: mit mikronisiertem Eisenglimmer, Gehalt 24%, 100 µm, Eisenglimmer wurde teilweise durch Talk ersetzt, um die PVK konstant zu halten Formulierung mit reduziertem Eisenglimmergehalt

– Optional: 3. Schicht 2k PU (60 µm)

Reduzierter Eisenglimmergehalt Prüfmethode Formulierung a Formulierung b

Blasengrad

DIN EN ISO 4628-2

0

(0)

0

(0)

Rostgrad

DIN EN ISO 4628-3

Ri 0

(Ri 0)

Ri 0

(Ri 0)

Enthaftung/Korrosion am

Ritz DIN EN ISO 4628-8

5,8mm/3,2mm

(6,2mm/2,8mm)

1,6mm/1,4mm

(5,3mm/2,8mm)

Haftfestigkeit Abreißversuch

ISO 4624:2002

1,5 MPa;

80%Y, 10% A/B, 10% B/C

(2,0 MPa;

70%A/B, 30%B/C)

1,75 MPa

100%C/Y

(2,5 MPa;

90%A/B, 10%B/C )

Werte in (): 3 Schichtsystem

Reduzierter Eisenglimmergehalt

Wasserbasierende Korrosionsschutzbeschichtungen

Rheologische Herausforderungen Hohe Dichte

Relativ grob

→ Mikronisierter Eisenglimmer Gehalt 50% reduziert

Etwa 3x so fein wie Standardtype, geringere Absetzrate

Geringerer Einfluss auf Farbe und Glanz

Dünnschichtsystem

2- und 3-Schichtsysteme

– Grundierung: Zn-Phosphat (60 µm)

– 2. Schicht: Formulierung a: mit Standardeisenglimmer, Gehalt 40%, 100 µm, Formulierung nach DB-TL 918 300 Standardformulierung

– 2. Schicht: Formulierung c: mit mikronisiertem Eisenglimmer, Gehalt 40%, 50 µm Dünnschichtsystem

– Optional: 3. Schicht 2k PU (60 µm)

Dünnschichtsystem Prüfmethode Formulierung a Formulierung c

Blasengrad

DIN EN ISO 4628-2

0

(0)

0

(0)

Rostgrad

DIN EN ISO 4628-3

Ri 0

(Ri 0)

Ri 0

(Ri 0)

Enthaftung/Korrosion am

Ritz DIN EN ISO 4628-8

5,8mm/3,2mm

(6,2mm/2,8mm)

6,4mm/3,4mm

(3,8mm/3,0mm)

Haftfestigkeit Abreißversuch

ISO 4624:2002

1,5 MPa;

10% A/B, 10% B/C,

80%C/Y

(2,0 MPa;

70%A/B, 30%B/C)

1,75 MPa

80% A/B, 20%C/Y

(2,25 MPa;

80%A/B, 10%B/C,

10%C/D ) Werte in (): 3 Schichtsystem

Dünnschichtsystem

Teilweiser Ersatz von Zinkstaub

Bis zu 50% sind möglich

Ökologische Vorteile

Kostenersparnis

Reduzierte Zn-Salzbildung

Verbessertes Haftverhalten

Formulierungsbeispiel

Formulierungsbeispiel

Verbesserte Grundierungen

Teilweiser Füllstoffersatz mit mikronisiertem Eisenglimmer (ca. 5%)

Verbesserte Korrosionsschutzeigenschaften

Kosten-Nutzenrechnung!

Schlussfolgerungen

Eisenglimmer ist ein funktionales Mineral und übertrifft in seiner Korrosionsschutzwirkung andere Mineralprodukte

Die Produktqualität, hier speziell der Anteil an Plättchen, hat einen entscheidenden Einfluss auf die Funktionalität der Beschichtung

Mikronisierte Eisenglimmer ermöglichen die folgenden neuen Einsatzgebiete

– Verbesserte Korrosionsschutzeigenschaften

– Teilweiser Ersatz von Zinkstaub

– Wasserbasierende Korrosionsschutzbeschichtungen

– Dünnschichtsysteme

– Verbesserte Grundierungen

Kontakt:

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Schloss 1

A-9400 Wolfsberg, AUSTRIA

Tel: +43 (4352) 54 5 35 - 0

Fax: +43 (4352) 54 5 35 – 135

www.kmi.at

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