OSMOSE

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Viele Fragen und Antworten zu einem komplexen Thema
Was bedeutet Osmose, wie entstehen diese Probleme:

VON SASCHA

Osmose ist ein physikalischer Vorgang bei pflanzlichen - tierischen und auch bei den menschlichen Zellen. Die Reaktionen auch Angst bei den Eignern von Kunststoffbooten ist mehr als verständlich. Der Grund ist, dass diese Blasenbildung weit gehend vermieden werden kann und meist auf handwerkliche Fehler, Nachlässigkeiten bei der Fertigung und besonders auf die Materialeigenschaften im Faserverstärkten Kunststoffschichten zurück zu führen ist. Auch die Eigner tragen in Unkenntnis erheblich dazu bei, die Osmosebildung zu fördern.
Das Prinzip einer Osmose ist immer gleich. Zwei aneinander grenzende Hohlräume mit einer Trennwand (Membrane). Die Trennwand ist für reine Flüssigkeiten durchlässig, jedoch nicht für die Fremdstoffe die in einer Flüssigkeit gebunden sind. Die Ursache ist immer der Dampfdruck der in einer höher konzentrierten Lösung geringer ist als bei einer geringer konzentrierten Lösung. Der Austausch aus der Konzentrationsdifferenz erfolgt so lange, bis das Gleichgewicht sich einstellt, der Druck ist in beiden Zellen gleich. Da sich bei diesen Vorgang ein Osmotischer Druck von bis zu 5 Bar entwickelt, kann ein Gelcoats der mit mehreren Lagen verstärkt wurde nicht verhindern, dass Blassen entstehen oder die Oberfläche reißt. Diese Hohlräume oder Lunker (Luftblasen) sind Fertigungsbedingt und lassen sich bei der Herstellung nur durch eine sorgfältigste Verarbeitung zum Teil vermeiden. Techniken (Vakumverfahren) wie sie im Flugzeugbau angewendet werden würden das unterbinden, sind aber kaum bezahlbar.

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Die wesentlichen Ursachen von osmotischen Schäden:

Materialbedingt, durch fehlerhafte Werkstoffe. Dies Schäden treten in der Regel nach ein paar Jahren auf. Materialien die unter Wasserbelastung versagen, Materialien mit einer zu geringen Bruchdehnung, minderwertige Laminate und Harze wie die Orthophthalsäuere, Katalysatoren mit hygroskopischen Bestandteilen, Glasmatten mit einer Emulsionsbildung hinter der Feinschicht.
Fertigungsbedingt, da von Hand hergestellte Bauteile unvermeidliche Unterschiede aufweisen. Der Übergang von minderer Qualität zur höheren Qualität ist nahtlos. Somit kann ein Bereich 100% in Ordnung sein während ein paar cm weiter dieser Teilbereich vollständig versagt. Die Ursachen können sein, - zu dünne Feinschichtaufträge,- Bläschen innerhalb der Feinschicht, - nicht Einhaltung der Wartezeiten, - Lunkerbildung bei den ersten Verstärkungslagen, - schlecht imprägnierte Fasern, - Über und Unterdosierung der Katalysatoren, - nicht Beachtung der Überarbeitungszeiten des Gelcoats, - Auszehrung von Lösungsmitteln und einer Paraffinschicht,- zu kurze Topfzeiten bei Harzen, - nicht Einhaltung der Temperatur usw.

Ursachen verursacht durch die Umwelt, wie Salz -Süß - Brackwasser, gelöste Säuren - Weichmacher - Reinigungsmittel im Wasser, unterschiedliche Temperaturen, und besonders auch die UV- Strahlung durch die Sonneneinwirkung. Besonders Boote die in Gewässern mit hohen Temperaturen eingesetzt werden, ist eine besonderen Aufmerksamkeit des Unterwasserschiffes erforderlich.

Selbstverschuldete Ursachen, wie mechanische Schäden, Nichtversiegelung des Gelcoats vor einen Antifoulinganstrich, ständiges Anschleifen des Gelcoats wegen nicht mehr zeitgemäßer Produkte, Vernachlässigung der Untergrundreinigung vor dem Auftrag ein Beschichtung oder Grundierung, Verwendung von Hart - Silikon - und Teflonantifoulings die nicht mehr Zeitgemäß sind und erhebliche Aplikationprobleme verursachen, ständiger Produktwechsel da die verwendeten Produkte nicht die Anforderungen erfüllen, die Verwendung nicht kompatibler Produkte, unterschiedliche Lösungsmittel in den Produkten, unterschiedliche Spannungskonstanten der Beschichtungen, nicht Einhaltung der Herstellerangaben bei der Verarbeitung, zu hohe Drücke bei der Verwendung von Hochdruckreinigern, usw.



Bedeutung der Feinschicht (Gelcoats)

Der Gelcoat hat eine Schlüsselrolle für den Schutz des Laminates. Leider ist er kein Alleskönner, entscheidend ist die Schichtstärke von 0,4 - 0,8 mm, die Deckschichten and der Rumpfinnen- und Außenseite, sowie die Harzqualität der beiden Verstärkungslagen hinter der Feinschicht. Entscheidend für den Osmoseschutz sind somit die ersten 2,5 mm eines Laminates auf der belasteten Wasserseite auf Grund der Hydrolysebeständigkeit. Wichtig ist der Auftrage einer gleichmäßigen Schichtstärke , die Vermeidung von Lufteinschlüssen, die Wartezeit bis zur ersten Aufbringung des Laminat, sowie die Harzqualität. Am besten hat sich dabei Isophalsäuere das mit Neopentylglykol verbessert wird bewährt. Wichtig ist die Einhaltung der Bruchdehnung mindestens 2,5%, Vermeidung einer hohen Pigmentierung sowie die Anbringung hinter der Gelcoatschicht einer Vinylester- Barriereschicht von ca. 0,4 - 0,8 mm. Auch bei der ersten Matte ist ein Pulverbeschichtetes Laminat von wichtiger Bedeutung. Auch der Einsatz ist von Bedeutung.

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Für ein Trailerboot reicht ein Isophalsäuereharz, in wärmeren Gewässern wie z.B. im Mittelmeer ist ein Neopentylglykol- Isophthalsäuereharz erforderlich. Der beste Wert wird mit Vinylesterharzen erzielt. Das bedeutet, nicht jedes Boot ist z.B. für wärmere Gewässer geeignet.

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Wie erkenne ich als Laie eine Osmose.

Ein Unterwasserschiff kann durch nicht kompatible Primer, Grundierungen, Antifoulings Blasen durch die Lösungsmitteleinschlüsse selbst produzieren. Bei den ersten optischen Anzeichen sind diese Blasen durch das anschleifen mit einen feinen Schmirgelpapier zu öffnen. Sind diese Blasen über der Feinschicht, dann ist es keine Osmose und somit kein Problem. Diese Arbeiten sollten sofort nach dem Aufslippen erfolgen, da diese nach den abtrocknen schwinden und meist nicht mehr sichtbar sind. Alle Osmoseblasen im Anfangsstadium werden nach den austrocknen wieder glatt, daher sollten sie sofort mit einen Farbstift markiert werden. Meistens treten die ersten Osmoseblasen im Bereich des Wasserpass auf. Werden die Lunker geöffnet, und es tritt eine bräunliche Flüssigkeit aus, dann ist es immer eine Osmose. Treten diese Blasen wie lange Perlenschnüre auf ca. 5 cm auf, dann sind die Mattenbinder bereits befallen. Sind die Blasen lokal begrenzt, so ist es ein örtlicher Fehler der leicht behoben werden kann. Wenn sich ein sauerer Geruch bemerkbar macht, dann ist das immer ein Hinweis auf Harzbestandteile die sich lösen, oder riecht es Mandelförmig, dann ist es eine von Peroxyid ausgelöste Osmoseblase. Zeigen sich gestrippte Bereiche (Abbild der Glasmatte in weiß), dann ist es eine Wasseraufnahme des Laminates und ein Vorstadium der Osmose. Sind die Flächen am Unterwasserschiff schon befallen, dabei die unteren Rumpfflächen noch unauffällig, dann Vorsicht. Dabei kann es sich um ein Laminat handeln das zum versagen neigt, da es im oberen Bereich (Warmwasserbereich) bereits eingetreten ist. Eine Ausbreitung ist somit zu erwarten. Sind nur einzelne Blasen im untersten Bereich und lokal begrenzt, dann ist es ein örtlicher Fehler der leicht zu beheben ist. Wenn zum Beispiel Aufwölbungen der Feinschicht entstehen, und nicht durch den Osmosischendruck verursacht wurden, sondern nur durch die Verdickung der darunter liegenden Glasmatte, dann nehmen diese Matten durch ihre Kapilarwirkung Feuchtigkeit auf und sind eine Scheinosmose und kann in laufe der Zeit zur Osmose werden.

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Vorbeugende Maßnahmen gegen Osmose

Eine Osmosevorsorge besteht in der Regel aus ergänzenden Maßnahmen. Bewährt haben sich dabei Ergänzungssysteme aus Teer- Vinyle, Teer- Epoxydharze und Vinylester die auf dem Gelcoat aufgebracht werden. Bei Vinylester muss die Beschichtungen bei 40° ca. 12 Stunden getempert werden. Vor den Antifoulinganstrich wird dann noch ein Haftgrund aufgetragen um diese Beschichtungen nicht nur zu versiegeln sondern auch zu schützen. Zusätzliche Auflagen, wie z.B. das überwintern an Land verringern das Risiko einer Osmose. Die Werften geben bei diesen Beschichtungen eine Garantie bis zu 6 Jahre. Mit Teerepoxydharzen die Penetriereigenschaften haben wird die gleiche Wirkung erzielt, diese sind leichter zu verarbeiten und eine Temperung der Beschichtung ist nicht erforderlich. Mit den aus dem Sportbootmarkt angebotenen Produkten aus Kreide oder Titanoxyd bekannt als Gelshield, VCTar, VCTar 2 usw. kann mangels Penetrierfähigkeit kaum ein befriedigendes Ergebnis für den Laien erzielt werden, da die Angegeben Werte nur unter Laborbedingungen erzielt werden. Als Notbehelf sind diese Produkte geeignet. Ansonsten wird niemals eine Werft die sich am Qualitätsstandart der Bootehersteller oder Industrie orientiert, diese Produkte verwenden, da unweigerlich weitere Aplikationsprobleme erfolgen werden. Es werden immer wieder von Werften Angebote mit diesen Produkten gemacht. Der Grund ist, sie sind unvergleichbar im Einkauf für die Werften preiswert, der Kunde freut sich da er natürlich ein entsprechende preiswertes Angebot erhalten hat. Lassen Sie sich Grundsätzlich nur ein Angebot machen, unter Vorgabe aller gleichen Produkte und ausführenden Arbeiten. Nur dann ist ein Vergleich möglich.

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Die wichtigste Schutzschicht.

Je besser die Gelcoateigenschaften, desto besser der Schutz. Ausgangslage ist immer die Harzqualität und die Verarbeitung. Bewährt haben sich Feinschichten aus Neopentylglycol- Isophthalsäuereharzen mit einer Bruchdehnung von 3,5 bis 4%. Die Einfärbung verringert die Dampfsperre. Daher werden bei manchen Werften nur glasklare Komponenten verwendet und die Bootsrümpfe dann mit hochwertigen Lacken gespritzt.
Was kann ich selbst tun..?
Schleife niemals diese Feinschichten an, auch wenn es die Händler und Vertretungen empfehlen, weil Ihre angebotenen Produkte sonst keine Haftung erzielen. Beschichte vor dem Antifoulinganstrich immer einen Haftprimer mit einer zusätzlichen Dampfsperre. Dabei ist vor der Beschichtung eine mehrmalige Entfettung mit einen Acetonreiniger oder Aceton-SOL-Reiniger erforderlich. Besser wäre Trychloräthylen das aber sehr schwer erhältlich ist. Der Verkauf wurde in Deutschland verboten. Verwende keine Silikon oder Teflonbeschichtungen als Bewuchsschutz, denn diese Beschichtungen sind für viele Aplikationprobleme verantwortlich, wenn diese nicht zweckgebunden verwendet werden. Sie sind auch für Dauerwasserliegeplätze vollkommen ungeeignet, sowie ist diese Technik seit 20 Jahren überholt. Diese Beschichtungen verursachen zum großen Teil erhebliche Aplikationsprobleme und Folgekosten, der Bootsmarkt liefert dann viele Produkte um dann die Probleme wieder zu beseitigen was normalerweise nicht erforderlich wäre. Verwende nur ein Selbstabschleifendes Antifouling, da diese Beschichtungen bei einen Neuauftrag nicht angeschliffen werden müssen. Der Gelcoat bleib somit immer unversehrt. Hart,moderne Bezeichnung -erodieren-,oder Weichantifoulings -selbspolierend- sollten nur zweckgebunden verwendet werden, wenn ein selbstabschleifendes Antifouling nicht geeignet ist, z.B. Grundberührung, Speedboote usw. Arbeiten sie mit den Hochdruckreiniger nur mit einer Schmutzfräse oder reduzieren Sie den Druck bei Verwendung der Strahldüse auf ca. 60 Bar. Vermeiden Sie einen ständigen Produktwechsel, die Beschichtungen haben alle unterschiedliche Lösungsmittelkomponenten und somit eine unterschiedliche Oberflächenspannung was unweigerlich zu Aplikationprobleme führt. Versuchen Sie Beschichtungen nur mit Abbeize zu entfernen, vermeiden Sie jede Schleifarbeit auch ein wenig kann bereits viel zu viel sein. Schützen Sie immer den Gelcoat, er ist die Achillesferse und kann den größten Werteverlußt am Boot verursachen.

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Sanierung einer Osmose, strahlen mit Stahlkugeln

Das Boot wird zugänglich aufgestellt und positioniert, alle Durchbrüche und Geber sind dabei abzudecken. Die Dehnungsfuge und Fugenmasse am Kiel ist zu entfernen. Alle Anstriche von Primer und Antifoulings sind zu entfernen. Die gesamte Fläche des Gelcoats wird angeraut, alle Lunker und Fehlstellen werden geöffnet bis zur ersten tragfähigen Glaslage. Anschließend trocknen bei 40° Celsius 12 - 16 Stunden, dann mehrmals mit Aceton oder Asolreiniger reinigen, schließen und glätten der Lunkerstellen, Grundieren und Beschichten mit Vinylester oder Teer-Epoxyd mit einer Schichtstärke 0,5 bis 1,0 mm,. Anschließend wird der Kielflansch verfugt. Epoxydbeschichtung oder Vinylester mit einen Haftgrund versiegeln. Um eine optimale Wirkung und Vernetzung dieser Beschichtung zu ermöglichen sollte das Boot bei 40° C 12 - 16 Stunden getempert werden.
Die Richtpreise pro laufenden Meter betragen: Nur GFK-Rumpf 450,- bis 600,- €, inklusive Kurzkiel 500,- bis 650,-€, bei Langkiel 550,- bis 700,-€ . Die von mir genanten Preise sind ca. Richtpreise. Für das strahlen des Kiels je nach Größe 500,€ bis 600,-€ sowie für kranen, innerbetriebliches Umsetzen und abslippen sind weitere 400,- bis 450,-€ für ein 10 m Boot einzukalkulieren.

Wird das ges. Unterwasserschiff gestrahlt, dann sind weitere erhebliche Kosten noch einzukalkulieren, da die Aufbereitung durch laminieren, spachteln, feinschleifen, planschleifen usw. sich verteuert.

Anmerkung: Ich habe weitgehend alle Themen über Beschichtungen von der Vorbehandlung bis zu Antifouling in meinen Forum behandelt. Auch die Entwicklungem und zu erwartenden Probleme. Wenn ich weitere Themen in dieses Forum stellen soll, z.B. Beschichtungsaufbau einer Stahlyacht usw. dann ist das kein Problem. Grüße Sascha