Geschichte der High-Solids: Logische Entwicklung oder Sackgasse?
Was haben Spaghetti und High Solid-Lacke gemeinsam? Spaghetti vertüdeln sich, kleben zusammen, sind alles in allem recht schwer voneinander zu trennen. Das ist bei High-Solid-Lacken ähnlich und führt zu hoher Viskosität. Was sind die Herausforderungen und Probleme dieses Lacktyps und warum braucht man sie trotzdem?
Trocknende Öle plus Harze plus Lösemittel – so oder so ähnlich waren die ersten Industrielacke aufgebaut. Lösemittel sind fast immer dabei, da die Öle die Harze nur unzureichend lösen und damit verarbeitbar machen können. Nitrolacke lösten einen Teil dieser Lacke mit fortschreitender Industrialisierung, vor allem wegen ihrer schnellen Trocknungszeit, ab.
Nitrolacke haben einen extrem niedrigen Festkörperanteil von nur ca. 20 % und damit einen sehr hohen Lösemittelanteil. Diese wurden mit fortschreitendem Gesundheits- und Umweltbewusstsein allerdings zum Problem. Warum sollte man a) so viel Lösemittel bei der Lackherstellung verarbeiten und b) dann auch noch versenden, wenn es sowieso nur verdampft und nichts zur eigentlichen Qualität des Lackes beiträgt?
Erste Erfolge mit Medium-Solid-Lacken
Neuere Entwicklungen bei den Bindemitteln sollten einen höheren Festköper erzielen. Dieser erhöhte Festkörper führt zu einer höheren Auftragsmenge, weniger Lösemitteldämpfen in der Umgebung und ist damit ein umweltfreundlicheres und potentiell gesünderes Produkt. Erste Versuche ergaben 40-50 % Festharz (heute: medium-solid) – allerdings zu einem hohen (technischen) Preis. Bei Lösungen hängt die Viskosität und damit die Verarbeitungseigenschaften hauptsächlich von der molaren Masse ab.
Je höher diese ist, desto höher die Viskosität, bis hin zur schnittfesten Masse. Dieser Weg hat also seine natürlichen Grenzen: die Balance zwischen guter Verarbeitung und guter Leistung als fertiger Lack. Der Vorteil für den Anwender gegenüber wässrigen Systemen liegt in den geringen Umrüstkosten für die Applikationsanlagen und darin, dass die Grundeigenschaften der Lacke wenig verändert werden. Es werden weiterhin Epoxy, Polyurethane und Alkydharze verwendet.
Additive und Spaghetti-Wirrwarr
Allerdings müssen auch Additive wie Netz- und Dispergieradditive und Verlaufshilfsmittel an die neuen Gegebenheiten angepasst werden. Auch hier passt der Spaghetti-Vergleich. Die festkörperreiche Sauce bleibt auf dem Spaghetti-Wirrwarr liegen und verbindet sich schlecht. So ähnlich ist es auch mit Pigmenten in Ultra-High-Solid-Systemen. Angepasste Additive überwinden jetzt die Schwierigkeiten, mussten aber erst entwickelt werden. Im Zuge der immer stärker werdenden Auflagen bezüglich Lösemitteln mussten also noch andere Lösungen, als nur die Erhöhung der Festkörper, bei gleicher molarer Masse, gefunden werden.
Reaktivverdünner mit Epoxy- oder OH-Funktionalität, helfen bei hoher Leistungsfähigkeit die Viskosität zu steuern. Polyaspartics sind hier ein Beispiel. Heute gibt es Systeme, die nur auf Basis von Polyaspartics zu 100 %-Festkörpersystemen formuliert werden können. Mit diesen Ultra-High Solid -Lacken können Verarbeiter leicht die Vorgaben der Immisionsschutzverordnung erfüllen. Gleichzeitig verbessert sich die Deckfähigkeit auf Grund der höheren Schichtdicke.
Keine eierlegende Wollmilchsau
Letzteres bringt aber auch Schwierigkeiten für den Verwender. Er muss den Umgang mit den größeren Auftragsmengen erlernen. Außerdem können in bestimmten Fällen zwei Schichten besser sein als eine. Eine Pore kann in einem Ein-Schicht-System bis zum Untergrund reichen – das ist bei einem Zwei-Schicht-System sehr unwahrscheinlich. Wenn trotzdem VOC eingespart werden soll, könnte in solchen Fällen ein wässriges System die bessere Lösung sein.
High-Solid ist also noch nicht die erhoffte Lösung für alle Fragestellungen, aber in den vergangen Jahren wurde in vielen Anwendungen der Wechsel von Low- zu High-Solid-Systemen vollzogen.
Nina Musche