Es geht auch ohne Chrom(VI) - Beschichtungsalternativen zum Schutz vor Korrosion

Das Verbot von chrom-Vl-haltigen Beschichtungen durch die REACH-Verordnung erfordert ein Um­denken vieler Anwender aus unterschiedlichsten Industriezweigen. leistungsstarke Alternativen wie Zinklamellenbeschichtungen sind jedoch seit Jahren in der Automobilbranche etabliert und stehen der Industrie zur Bekämpfung von Rost zur Verfügung. 

Unzählige Verbindungselemente und Konstrukti­onsteile aus vielen Industriebereichen müssen sicher vor Korrosion geschützt werden. Zu diesem Zweck werden sie zum Beispiel aus Edelstahl gefer­tigt oder als Stahlbauteile phosphatiert und an­schließend lackiert, galvanisch behandelt oder feuerverzinkt. Zum Einsatz kommen auch KTL-Beschichtungen oder Pulverlackie­rungen - vor allem für die Farbgebung. Vielfach wurden bislang aber auch chrom(VI)haltige Beschichtungen eingesetzt, denn sie garantieren einen hohen Korrosionsschutz und damit eine lange Lebensdauer und den Werterhalt der meist hohen Investition.

Im April 2013 hat die Europäische Kommission jedoch Chrom(VI) und weitere Chromverbindungen in den Anhang XIV der EU-Verordnung REACH (Registration, Evaluation, Authorisa­tion of Chemicals) aufgenommen. In diesem Anhang sind sogenannte SVHC-Substanzen (Substances of Very High Concern) ge­listet, also Stoffe, die schwer wiegende Auswirkungen auf die Gesundheit des Menschen oder auf die Umwelt haben. Damit kön­nen diese Substanzen seit dem 21.9.2017, dem sogenannten Sun­set-Date, nur noch nach Autorisierung durch die Europäische Chemikalienagentur ECHA (European Chemicals Angency) ein­gesetzt werden. Diese Zulassung musste bis spätestens März 2016 beantragt werden, wobei für jede Anwendung nachzuweisen war, dass der Stoff adäquat gehandhabt wird und dass es für den Einsatz keine geeignete prozesssichere Alternative gibt. Im Einzelfall konnte dieser Nachweis nur durch spezielle Studien erbracht wer­den. Das Vorgehen insgesamt war unsicher, aufwendig und teuer und wurde deshalb von vielen Anwendern gescheut. Zukunftssichere und nachhaltige Alternativen gibt es jedoch schon lange und die Anforderungen an den Korrosionsschutz können durch chrom-VI-freie Beschichtungsarten teils deutlich überboten wer­den. Dabei kann die Umstellung des Korrosionsschutzes zugleich dazu genutzt werden, weitere Leistungsmerkmale der Beschich­tung zu etablieren oder gezielt zu optimieren. Dazu gehören zum Beispiel die Einstellung der Reibungszahl und, vor allem bei hoch­festen Verbindungen, die Vermeidung der applikationsbedingten Wasserstoffversprödung.

Innovationstreiber Automobilindustrie 

Der im westfälischen Herdecke ansässige Korrosionsexperte Dörken MKS-Systeme erfüllt diese Anforderungen und bietet da­für eine Palette hochleistungsfähiger Beschichtungssysteme: von dem schon immer chrom(VI)-freien Dörken MKS-Zinklamellen­system über den kathodisch applizierten Tauchlack Delta-eLack bis hin zu einer nickelfreien Galvanik wie zum Beispiel Delta-Pro­zinc. Der konsequente Verzicht auf Chrom(VI) und andere toxi­sche Stoffe wie Blei oder Cadmium, aber auch die niedrigen Tem­peraturen beim Vernetzen der Schichten sind dabei schon seit vielen Jahren ein wettbewerbsdifferenzierender Faktor. Vor allem die Automobilindustrie hat sich in dieser Zeit zum Innovationst­reiber für diese Technologie entwickelt. Spätestens seit der Umset­zung der EU-Richtlinie 2000/53/EG (,,Altautoverordnung") im Jahr 2007, die chrom-VI-haltige Beschichtungen im Pkw-Bereich praktisch verbietet, sind die Zinklamellensysteme als hoch leis­tungsfähiger Korrosionsschutz im Automobilbau fest etabliert. Der Zinklamellen-Basecoat bietet einen kathodischen Korrosionsschutz durch die Opferwirkung des Zinks. Durch die schuppenar­tig angeordneten Lamellenschichten kommt es zu einem Barriereeffekt, der den Angriff von korrosiven Medien wie Feuchtigkeit und Sauerstoff, im Vergleich zu herkömmlichen galvanischen Korrosi­onsschutzschichten, deutlich ver­langsamt. Weiterer Vorteil: Da im Beschichtungsvorgang kein Wasser­stoff angeboten wird, besteht keine Gefahr der Wasserstoffversprödung von hochfesten Bauteilen. Kombi­niert mit einem abgestimmten Top­coat können weitere Forderungen wie Temperaturbeständigkeit, Che­mikalienresistenz und definierte Gleit- und Reibungseigenschaften sicher erfüllt werden. Mit diesem Systemaufbau werden bei einer Gesamtschichtdicke von nur 10 µm - abhängig von Schichtauf­bau, Geometrie der Teile und Appli­kationsform - Korrosionsstandzei­ten von > 1.000 Stunden gemäß DIN EN ISO 9227 gegen Rot- und Weißrost erreicht. 


Dieses mit einer Zinklamellenbeschichtung vor Korrosion geschützte Studboltset wird in Windkraftanlagen verbaut.

Verfahren und Anlagentechnik

Die Auswahl der anzuwendenden Beschichtungstechnik hängt vom jeweiligen Bauteil ab. Alle gängigen Verfahren der Lackiertechnik las­sen sich einsetzen. Massenklein­teile werden meist im Tauch­-Schleuder-Verfahren beschichtet. Schwere, nicht schüttfähige Teile lassen sich im Spin-Coating-Ver­fahren oder durch Spritzapplikati­onen beschichten. Letzteres wird auch bei geometrisch komplizier­ten Bauteilen verwendet. Nach je­dem Beschichtungsgang wird das Material in Durchlauföfen bei Temperaturen von ca. 240°C che­misch vernetzt.