Go to top

Metaalbescherming met magnesium

Een nieuwe coating op basis van magnesium, ontwikkeld voor de lucht- en ruimtevaartindustrie, is veelbelovend als chromaatvrij, hoogwaardig corrosiebestrijdingssysteem.

Roger Brown (Akzo Nobel Aerospace Coatings)

Sedert meer dan twintig jaar is men bij de afwerkingsindustrie bekend met het feit dat pigmenten die chroom bevatten, alhoewel ongeëvenaard in hun prestaties en flexibiliteit bij het inhibiteren van corrosie, kankerverwekkend zijn en gevaarlijk zijn voor de gezondheid als ze worden ingeademd in de vorm van stof of fijne deeltjes. Onderhoudssytemen voor de corrosiebescherming van metalen constructies zoals vliegtuigen of bruggen vereisen echter grondige verwijdering van oude coatings met behulp van schuren of stralen, hetgeen een aanzienlijke hoeveelheid chromaatstof veroorzaakt. Deze stof werkt in op zowel de werknemers als het omringende milieu.

Er wordt steeds sterkere internationale wetgevende, politieke en ethische druk uitgeoefend om het gebruik van chromaten te beperken en om geschikte alternatieven te vinden. Nieuwe regels voor de beheersing van chromaat-stof hebben de ‘veilige’ grenswaarden verlaagd tot vijf delen per miljoen, een niveau dat makkelijk kan worden overschreden bij de productie van verf en het verwijderen van coatings tijdens revisie. De blootstellingsniveaus moeten nauwlettend worden gevolgd en mensen die met de chroomproducten moeten werken moeten meerdere methoden toepassen om te voorkomen dat deze nieuwe grenswaarden zelfs maar worden bereikt, laat staan overschreden.

Er is inmiddels een in toenemende mate geavanceerd en effectief aantal chromaatvrije alternatieven voor hexavalente chroomverbindingen ontwikkeld, zoals strontiumchromaat. Maar ook de beste systemen zijn niet in staat om het gebruik van chromaten volledig te vervangen. Ze vereisen nog altijd chromateerbehandelingen om corrosie tegen te gaan en ze bieden in het algemeen niet dezelfde flexibiliteit in gebruik en applicatie als gechromateerde producten. Dit houdt in dat deze producten niet algemeen worden gebruikt en ook in commerciële zin weinig succesvol zijn. Bij gebrek aan een geschikt alternatief, hebben veel bedrijven simpelweg hun chromaatgebruik waar mogelijk tot een minimum beperkt en trachten de aanzienlijke uitdagingen en kosten van de opgelegde regels zoveel mogelijk het hoofd te bieden.


 

Een ‘universele’ oplossing
 

Chromaatpigmenten zijn ‘universeel’ in de zin dat ze met uitstekend gevolg kunnen worden gebruikt in meervoudige harssystemen. In tegenstelling hiermee zijn niet-chromaat-pigmenten specifiek voor het harssysteem en worden ze beïnvloed door factoren zoals voorbehandeling, ondergrond en omgevingscondities. Deze beperking heeft de technologische verbetering van chromaatvrije coatings vertraagd. Recent is er een nieuwe technologie ontwikkeld op basis van magnesium die een veelbelovende oplossing biedt. Magnesium heeft tal van voordelen boven de voormalige chromaatvervangende technologieën. Het is een gewoon, veilig, natuurlijk voorkomend element (een van de meest voorkomende elementen op aarde), en er kleven geen bekende gezondheids-, veiligheids- of milieurisico’s vast aan het gebruik.

Coatings op basis van magnesium bieden tevens hoge prestaties. Magnesiumpigmentatie werkt onder dezelfde condities als chromaat, met dien verstande dat het niet specifiek is aan het harssysteem of het metaal dat het moet beschermen. Voor coatingfabrikanten betekenen deze karakteristieken dat een enkel magnesiumpigment kan worden gebruikt in meervoudige toepassingen in plaats van steeds een ander pigment voor elke toepassing. Voor de lucht- en ruimtevaartsector, waar veel vliegtuigonderdelen zijn samengesteld uit verschillende aluminiumlegeringen en andere metalen zoals titaan en zelfs staal, beschermt een enkel magnesiumpigment al deze substraten. Slechts enkele van de andere chromaatvrije corrosie-inhibiterende pigmenten bezitten dit vermogen.

Er zijn ook kostenbesparingen op verf op basis van magnesium. Om te beginnen betekent een geheel chromaatvrij systeem dat de applicateur niet de financiële last van luchttoevoer en inademingscontroles draagt die nodig zijn onder de nieuwe wettelijke maatregelen. Verder hebben proeven beginaanwijzingen gegeven dat magnesium-grondlagen meer gewichtsbesparing opleveren dan bij het gebruik van gangbare grondlagen. Deze gewichtsbesparingen kunnen van invloed zijn op zowel de brandstofkosten en emissieniveaus, die beide bijzonder gevoelig liggen voor exploitanten in 2007. Gewichtsverlaging staat hoog op de verlanglijst van fabrikanten en luchtvaartmaatschappijen. Een coating die niet alleen chromaatvrij is maar ook het vliegtuiggewicht bespaart geeft dubbel voordeel.
 

Een commerciële inspanning
 

Bewijzen voor de voordelen van magnesiumhoudende coatings stapelen zich op, dankzij het baanbrekende onderzoekswerk aan de North Dakota State University (NDSU). Dr. Gordon Bierwagon, professor aan de afdeling coatings en polymeer materiaal van de NDSU, waar technologieën worden ontwikkeld voor metaalsubstraten die veel worden gebruikt door internationale lucht- en ruimtevaartindustrieën, bestudeert al meer dan vijf jaar het gebruik van magnesium als een corrosie-inhibiterend pigment. Via de inspanningen van Bierwagon en andere onderzoekers, heeft NDSU meervoudige patenten op het gebruik van magnesium. Om deze technologie op de markt te brengen is NDSU een licentieovereenkomst aangegaan met Akzo Nobel Aerospace Coatings (ANAC), die ANAC in staat stelt om van de patenten gebruik te maken en om onderzoek en ontwikkeling voort te zetten op het terrein van magnesiumcoatings en gerelateerde gebieden.

De kern van het onderzoek van ANAC, dat wordt uitgevoerd met verscheidene industriepartners onder geheimhoudingsvoorwaarden, is gericht op het uitbrengen op de lucht- en ruimtevaartmarkt van een corrosie-werend coatingsysteem dat 100% chromaatvrij is en dat tevens gelijkwaardig of zelfs beter is dan traditionele chromaatsys-temen. De firma heeft reeds een veelbelovende magnesiumrijke grondlaag ontwikkeld die kan worden aangebracht op een metalen ondergrond volgend op gangbare commerciële reinigingsprocessen. Er zijn geen conversie- of tussenlagen nodig. Dit feit houdt grote besparingen in van zowel tijd als arbeidskosten. Na het uitvoerig testen in de ANAC-laboratoria, in tal van militaire corrosielaboratoria en bij commerciële vliegtuigproducenten is het succes van het nieuwe proces bevestigd.

De magnesiumgrondlaag voldoet consistent op niveaus die gelijk of hoger zijn dan die van conventionele chromaatsystemen bij de preventie van corrosie van aluminium en andere metalen. Op basis van deze testresultaten wordt verwacht dat documenten voor de eerste kwalificaties gedurende de komende drie maanden zullen worden ingediend, zodat de coating een gekwalificeerd product wordt bij de belangrijkste fabrikanten en door keuringsinstanties van de overheid. Het is waarschijnlijk dat de coatings op basis van magnesium in de loop van 2007 de nodige goedkeuringen/Qualified Product List (QPL) vermeldingen zullen krijgen en voor het eind van het jaar op de markt zullen verschijnen.

Nieuwsbrief

Schrijf u nu in voor onze nieuwsbrief en blijf op de hoogte van alle niet te missen ontwikkelingen in de Aluminium en Roestvast Staal branche.

Velden met een * zijn verplicht