Zinc nano-slurry for offshore & marine coatings

Prosjektideen er å utvikle lavkostnad sink sub-mikron og nanopulver (nanoZn) i slurry til belegg for offshore og marin sektor. Prosjektet "nanoZn" startet høsten 2013 med tre store globale malingsleverandører som samarbeidspartnere. SINTEF og STAMI er FoU-partnere. RMP utvikler en ny produksjonsprosess for metallisk sub-mikron og nanopulver som kan redusere produksjonskostnadene, sammenlignet med eksisterende metoder. Produktet er en slurry som begrenser kritiske helse- og sikkerhetsaspekter med støv. Aktivitetene i dette prosjektet skal resultere i en forståelse av mekanismene ved bruk av sub-mikron og nanopartikler - i slurry, belegg og herdede filmer. Alle partnere skal teste det nye pulveret i deres antikorroderende belegg. Resultater: Prosjektresultatene indikerer en positiv effekt på kryp-korrosjon ved bruk av nanoZn i stedet for standard Zn-pulver. Mer uniform kryp er observert. Katodisk beskyttelse av stål med kun 50wt% RMP sink (herdet film) er demonstrert. Tidligere er det antatt at man trenger 70-80 wt% sinkpulver for å oppnå katodisk beskyttelse. Den brede partikkelstørrelsesfordelingen i RMP pulveret, og dermed flere partikler til partikkel kontaktpunkter, er sannsynlig mekanisme for de observerte forskjellene mellom nanoZn og standard sinkpulver. For Zn primere med kun 30wt% sink i herdet film ble det ikke demonstrert noen forskjell mellom nanoZn og standard sinkpulver. Agglomerering av sub-mikron sink i 30wt%-filmer ble observert.

The overall goal is to develop a cost-effective zinc nanoparticle slurry for the production of more environmentally friendly coatings in the offshore and marine sector. The market for this type of coating is approx. 30 billion NOK/year. The results are to be achieved through a multi-disciplinary collaboration with fix research sectors within SINTEF, STAMI, four coatings producers and RMP. Studies have shown that replacing zinc micron- with nanoparticles can enhance anti-corrosion coatings, and potentia lly reduce the amount of zinc, without compromising the performance. These effects can result in a better coating, and reduced emissions of metals to the environment. Reduced consumption of copper as a biocide in antifouling coating is attractive both for cost and environmental reasons. Nanozinc can provide new release mechanisms and more effective antifouling, compared to conventional biocides. Fouling on ship results in a considerable increase in fuel consumption, and thus nanozinc can provide considera ble environmental benefits. There is a lack of understanding of the effects and mechanisms in nanoslurry formulations and cured coatings, and related HSE aspects. Increased knowledge in these areas is critical before realizing a commercial product. Th e key R&D-challenges in the project are: 1) Understand how to design and operate the nano zinc-slurry process to maintain a controllable process giving a consistent product. 2) Identify the fundamental properties of the slurry and understand how these can be utilized in coating formulations. 3) Develop know-how of nano zinc behaviour and functionality in cured film. 4) Establish "safety by design" approach to ensure safe production and use of zinc nano particles. Achieving the project goals is impor tant on the way to commercialization. Through a cost effective process, RMP's goal is to become a market leader in production of high volume metallic nanoparticles.