Phosphorsäure oder Tannin — was Rostumwandler chemisch unterscheidet

In jeder Werkstatt, in der mit Stahl gearbeitet wird, steht irgendwann eine bestimmte Flasche im Regal. Sie ist meistens milchig-weiß oder klar-bräunlich, riecht stechend-sauer oder leicht herb, und auf dem Etikett steht ein Wort, das mehr verspricht, als sein chemischer Hintergrund hergibt: Rostumwandler. Was diese Flaschen vereint, ist die Aufgabe — rotbraunes Eisen(III)-oxid in einen stabilen, schwarzen oder grauen Feststoff umzuwandeln, der den Folgeanstrich nicht unterwandert. Was sie unterscheidet, ist das Wirkprinzip. Zwei chemische Systeme dominieren den Markt, und welches in der konkreten Werkstattsituation das richtige ist, hängt von Faktoren ab, die selten auf dem Etikett stehen.

Wir behandeln in diesem Aufsatz Rostumwandler nicht als Produktklasse, sondern als Reaktionssysteme. Marken nennen wir nicht — wer einkaufen will, soll im Sicherheitsdatenblatt nachlesen, was er kauft.

Wirkprinzip 1 — Phosphorsäure-basierte Wandler

Der ältere und immer noch häufigste Typ arbeitet mit Phosphorsäure als Hauptwirkstoff. Die Reaktion ist klassische anorganische Chemie: H₃PO₄ greift das Eisen(III)-oxid an und überführt es in Eisen(III)-phosphat (FePO₄) oder, je nach Reaktionsverlauf, in das schwerlösliche Vivianit (Fe₃(PO₄)₂ · 8 H₂O). Aus rotbraunem Rost wird eine matt-graue, sehr feinkristalline Schicht, die — im Gegensatz zum Ausgangsstoff — fest haftet, kein Wasser bindet und elektrochemisch deutlich weniger aktiv ist.

Phosphorsäure-Wandler arbeiten schnell. Bei Werkstatttemperatur (15–25 °C) ist die Reaktion in 20 bis 60 Minuten weitgehend abgeschlossen; die Schicht ist nach drei bis sechs Stunden grifftrocken und nach 24 Stunden vollständig durchreagiert. Das macht sie zur Standard­wahl, wenn der Folgeanstrich am selben Arbeitstag aufgebracht werden soll.

Ihre Schwäche ist die pH-Aggressivität. Eine konzentrierte Phosphorsäure-Lösung greift nicht nur Eisenoxid an, sondern auch metallisches Eisen und insbesondere Zink-Beschichtungen. Auf einer verzinkten Schraube, die nur oberflächlich angerostet ist, hinterlässt ein Phosphorsäure-Wandler einen sichtbar dunklen Schatten — das Zink wurde mit angeätzt. Wer eine Mischsituation aus Rost und intaktem Zink hat, ist mit einem Phosphorsäure-Wandler schlecht beraten.

Wirkprinzip 2 — Tannin-basierte Wandler

Der jüngere Typ — in Deutschland und Italien stark verbreitet, in der US-Restaurierungsszene Standard — arbeitet mit Gerbsäuren (Tanninen). Tannine sind pflanzliche Polyphenole, in der Praxis meist aus Eichen- oder Mimosenrinde gewonnen. Sie bilden mit Eisenionen einen tiefblauen bis schwarzen Komplex, der unter dem Namen Eisen-Gallus-Tinte seit dem Mittelalter zum Beschreiben von Pergament eingesetzt wurde — der gleiche chemische Effekt, der hier zur Rostumwandlung genutzt wird.

Das Reaktionsprodukt ist ein Eisentannat, dunkel und matt, das in seiner Festigkeit dem Phosphat etwa entspricht. Die Reaktion ist langsamer — sechs bis zwölf Stunden bis zur grifftrockenen Schicht, 24 bis 48 Stunden bis zur vollständigen Durchreaktion. Dafür ist sie milder im Hinblick auf intakte Metalloberflächen. Auf einem Zinküberzug bildet sich keine sichtbare Reaktion; auf gut anhaftender Decklack-Resten bleibt das Tannat-Produkt ohne Effekt.

Praktische Folge — wann was

Die Auswahlregel lässt sich auf eine kleine Tabelle eindampfen:

• Großflächige Karosserie-Korrosion, kein verbliebenes Zink, Anstrich noch am selben Tag → Phosphorsäure. Schnell, billig, wirksam.
• Kleinflächige Korrosion zwischen verzinkten Verbindern, oder Bereiche mit Mischzustand Zink-Rost → Tannin. Mild zum intakten Material.
• Bei feuchter Werkstattluft (Werkstatt ohne Heizung im Frühjahr) → Tannin. Phosphorsäure neigt zu „Ausblühungen” weißer Phosphatkristalle, wenn Wasserdampf die Reaktion stört.
• Bei Karosseriearbeiten mit anschließendem 2K-Epoxid-Grund → Phosphorsäure. Die meisten 2K-Systeme sind auf Phosphat-Untergrund formuliert; Tannat-Schichten verlangen nach einem milderen Grundsystem.
• Bei Restaurierung historischer Substrate (vor 1970) → Tannin. Phosphorsäure kann historische Bleilegierungen und ältere Stahlsorten unerwartet angreifen.

Was beide Systeme nicht leisten

Beide Wandler arbeiten chemisch an der Oberfläche. Sie wandeln das oberste Mikrometer einer Rostschicht. Was darunter sitzt — der Rest des unbehandelten Eisenoxids in einer 200 µm starken Rostnarbe — wird nicht erreicht. Wer Rostumwandler als Ersatz für mechanische Entrostung versteht, wird in zwei Jahren wieder dieselbe Stelle behandeln. Die korrekte Reihenfolge in der Werkstatt ist deshalb unverhandelbar: mechanisch entrosten bis zur tragenden Schicht (Schmirgelpapier 80–120er Körnung, Drahtbürste, Nadelentroster), dann den verbliebenen Mikro-Rost in den Vertiefungen mit dem Wandler chemisch fixieren, dann beschichten.

Der zweite gemeinsame Schwachpunkt: beide Schichten sind nicht UV-stabil. Eine umgewandelte Schicht ohne Folgeanstrich verwittert innerhalb von Wochen — bei Tannin etwas schneller als bei Phosphat. Wer eine Werkstückoberfläche umwandelt und sie dann ungeschützt stehen lässt, hat sich Arbeit gemacht und nichts gewonnen.

Schichtdicke, Verbrauch, Restmenge

Eine ehrliche Verbrauchsschätzung, die viele Etiketten verschweigen: ein Phosphorsäure-Wandler bringt typisch 8–15 g/m² Eigengewicht auf, ein Tannin-Wandler 12–20 g/m². Das klingt nach Nichts, aber bei großen Karosserieflächen rechnet sich der Unterschied. Über alles dann: 80–120 ml/m² flüssige Lösung — der Rest verdunstet als Wasser oder als organisches Lösemittel.

Die Lagerfähigkeit angebrochener Flaschen ist überschaubar: Phosphorsäure-Wandler sechs bis neun Monate, Tannin-Wandler drei bis sechs Monate, jeweils bei dicht verschlossenem Behälter und Lagerung bei 5–20 °C. Eine Flasche, die zwei Jahre offen im Werkstattregal stand, hat ihre Wirkung verloren — auch wenn sie noch genauso aussieht wie am Anfang.

Im nächsten Aufsatz

In der kommenden Ausgabe behandeln wir den Folgeschritt: wie aus einer umgewandelten Schicht ein vollwertiger Schutzaufbau wird — mit einer Zinkstaub-Grundierung, einer Eisenglimmer-Zwischenschicht und einem 2K-PU-Decklack. Schichtaufbauten, die zwanzig Jahre halten, sind kein Marketing-Versprechen — sie sind dokumentiertes Verfahrensergebnis.