Lehrbuch der Lacktechnologie 4. Auflage

Transkript

1 Lehrbuch der Lacktechnologie 4. Auflage Thomas Brock, Michael Groteklaes, Peter Mischke 1 Einleitung 1.1 Geschichtlicher Rückblick 1.2 Wirtschaftliche Bedeutung der Lacke und Farben 1.3 Einteilung und stofflicher Aufbau von Beschichtungsstoffen 1.4 Technologie der Lacke und Farben ("Lacktechnologie") 2 Lackrohstoffe 2.1 Filmbildner Allgemeine Polymerkunde Natürliche Filmbildner (Naturstoffe) Naturharze Öle, oxidative Trocknung Bitumen, Asphalt, Pech Modifizierte Naturstoffe Modifizierte Öle Cellulosederivate Modifizierter Naturkautschuk Synthetische Filmbildner Gesättigte Polyester Ungesättigte Polyester Strahlenhärtende Acrylate Alkydharze Acrylharze Kunststoffdispersionen Formaldehydkondensate Epoxid-Systeme Polyurethan-Systeme Siliciumhaltige Filmbildner Sonstige Filmbildner Nachwachsende Rohstoffe für die Bindemittelchemie 2.2 Lösemittel Einteilung und Definitionen Charakterisierung und Einteilung von Lösemitteln Lösevermögen Lösemittel, die sich nicht an Wasserstoffbrückenbindung beteiligen Lösemittel mit mäßig starker Wasserstoffbrückenbindung Lösemittel mit starker Wasserstoffbrückenbindung Eigenschaften Flüchtigkeit Polarität Oberflächenspannung Dichte Viskosität Weitere physikalische Eigenschaften Physiologische Eigenschaften Lösemittel in Beschichtungsstoffen Lösemitteleinflüsse auf Lack- und Lackierungseigenschaften

2 Lösemittel in Low Solid- und Medium Solid-Lacken Lösemittel in High Solid-Lacken Lösemittel in Wasserlacken 2.3 Pigmente und Füllstoffe Definitionen und Einteilung von Pigmenten Physikalische Grundlagen Pigmentmorphologie Optik von Pigmenten Wechselwirkungen zwischen Pigment und umgebendem Medium Weißpigmente Titandioxid-Pigmente Andere Weißpigmente Schwarzpigmente Einteilung Pigmentruße Anorganische Buntpigmente Allgemeine Eigenschaften Oxidische und Oxidhydroxid-Pigmente Cadmiumpigmente Chromat-Pigmente Bismutvanadat-Pigmente Eisenblau-Pigmente Ultramarin-Pigmente Organische Buntpigmente Allgemeine Eigenschaften Einteilung von organischen Pigmenten Optische Eigenschaften organischer Pigmente Anwendungsgebiete für organische Pigmente Glanzpigmente Metalleffektpigmente Perlglanz- und Interferenz-Pigmente Einarbeitung von Effektpigmenten in Lacke Effektausbildung Funktionelle Pigmente Korrosionsschutzpigmente Leitfähige Pigmente Füllstoffe Definition und Einteilung von Füllstoffen Herstellung von Füllstoffen Einige häufig verwendete Füllstoffe Nanopartikel Farbstoffe 2.4 Additive Einteilung und Definition Grenzflächenaktive Additive Entschäumer und Entlüfter Oberflächenadditive Rheologieadditive Allgemeines Verdickungsmittel Thixotropierungsmittel Lichtschutzmittel Biozide Netz- und Dispergiermittel Katalysatoren und Sikkative

3 2.4.8 Mattierungsmittel 3 Lacksysteme, Rezeptierung, Filmbildung 3.1 Zusammensetzung von Beschichtungsstoffen 3.2 Grundlegende Rezepturparameter 3.3 Pigmentvolumenkonzentration und Filmeigenschaften 3.4 Lösemittelbasierende Beschichtungsstoffe Low Solid- und Medium Solid-Systeme High Solids 3.5 Wässrige Beschichtungsstoffe Wasserlösliche und emulgierbare Systeme (Wasserlacke) Dispersionsfarben 3.6 Radikalisch härtende Beschichtungsstoffe 3.7 Pulverlacke Filmbildner Additive Pigmente 3.8 Anorganische Beschichtungsstoffe Wasserglasfarben (Silikatfarben) Alkylsilikatfarben 3.9 Rezeptierung des Mahlansatzes Allgemeines High Solid-Systeme Wässrige Systeme 3.10 Filmbildung Allgemeines Physikalische Trocknung Härtung (Vernetzung) flüssiger Beschichtungsstoffe Allgemeine Prinzipien Besonderheiten bei High Solids Vernetzung wässriger Filmbildner Vernetzung mit Strahlen Härtung (Vernetzung) von Pulverlacken 4 Herstellung von Lacken und Farben 4.1 Vorbemerkung 4.2 Allgemeines zur Lackherstellung Struktur einer Lackfabrik 4.3 Verfahrensabläufe der Lackherstellung 4.4 Produktionsstrategien und Rezepturbeispiel 4.5 Apparative Aspekte der Lackproduktion 4.6 Der Pulverlack-Her-stellungsgang 4.7 Ergänzendes zum Mischen und Lösen 4.8 Kneten 4.9 Dispergieren, Dispergierapparate Allgemeines zum Dispergieren Beanspruchungsmechanismen beim Dispergieren Dispergieren mit dem Dissolver Dispergieren mit der Dreiwalze Dispergieren mit Rührwerkskugelmühlen Dispergiermechanismus in Gegenwart von Mahlkörpern Aufbau und Betriebsparameter von Rührwerkskugelmühlen Verweilzeitverteilung in einer Rührwerkskugelmühle Passagen- und Zirkulationsverfahren

4 4.9.6 Dispergieren im Extruder bei der Pulverlack-Herstellung 4.10 Filtrieren 4.11 Ergänzendes zur Herstellung wasserverdünnbarer Lacke und Farben 5 Untergründe und ihre Vorbehandlung 5.1 Allgemeines 5.2 Grundlagen der Haftung 5.3 Metalluntergründe Metalle und ihre Oberflächen Die wichtigsten Metalluntergründe Stahl Zink, verzinkter Stahl Aluminium Weitere metallische Werkstoffe Beseitigung festhaftender Schichten Mechanische Verfahren, Strahlen Flammstrahlen (Flammstrahlentrosten) Beizen Reinigen, Entfetten Aufbringen von Konversionsschichten Handwerkliche Vorbereitung von Metalluntergründen 5.4 Kunststoffuntergründe Kunststoffe, Kunststoffoberflächen und ihre Lackierbarkeit Vorbehandlung von Kunststoffen 5.5 Holz und Holzwerkstoffe als Untergründe Holz Holzwerkstoffe Vorbehandlung von Holz und Holzwerkstoffen Planbearbeiten und Glätten Einige Hinweise zum Holzschutz 5.6 Mineralische Untergründe Zusammensetzung und Eigenschaften Vorbehandlung mineralischer Untergründe 6 Applikation und Trocknung 6.1 Applikationsarten und Einsatzkriterien 6.2 Streichen, Rollen, Ziehen, Wischen 6.3 Gießen 6.4 Walzen 6.5 Tauchen, Fluten und verwandte Verfahren 6.6 Elektrotauchlackierung (ETL) Elektrochemische Grundlagen Anlagentechnik und Badsteuerung Entwicklungstrends und Einsatzgebiete 6.7 Spritzverfahren Zerstäubungsarten ohne elektrostatische Aufladung Pneumatische Zerstäubung Hydraulische Zerstäubung (Airless) Neuere Verfahrensvarianten Elektrostatische Zerstäubung Hochrotationszerstäubung Filmbildung nach der Spritzapplikation Zweikomponenten-Anlagentechnik bei der Spritzapplikation

5 6.7.6 Anwendungsbereiche 6.8 Pulverbeschichten Pulversinterverfahren Elektrostatisches Pulverbeschichten 6.9 Lackierkabinen Kabinenluft-Technik Abluftreinigung Lackversorgung Automatisierung von Lackierprozessen Fördersysteme 6.10 Trockneranlagen Einbrennbedingungen Überblick über Trocknungsverfahren Umluft (Konvektions)-Trocknung Infrarot-Trocknung (IR-Strahlung) Strahlenhärtung Elektrische Trocknungsverfahren 7 Lackierprozesse 7.1 Farben und Lacke: Markt und Einsatzbereiche 7.2 Autoserienlackierung (Autoerstlackierung, OEM) 7.3 Autoreparaturlacke 7.4 Industrielle Kunststofflackierung 7.5 Lackierung von Schienenfahrzeugen 7.6 Bandbeschichtung (Coil Coating) 7.7 Elektroisoliersysteme und Elektroniklacke 7.8 Andere Metalllackierungen 7.9 Lackierung von Holz und Holzwerkstoffen 7.10 Bautenschutz/Beschichtung mineralischer Untergründe 7.11 Abtrennung, Aufbereitung und Verwertung von Lack- und Lackierrückständen 7.12 Entlacken 7.13 Qualitätsmanagement, Prozess- und Qualitätssicherheit 8 Prüf- und Messtechnik 8.1 Rheologie und Rheometrie Rheologische Grundlagen Praktische Bedeutung des Viskositätsverhaltens Messung des Fließverhaltens Viskoelastizität 8.2 Kennzahlen von Lösemitteln und Flüssigprodukten Zusammensetzung und Reinheit von Flüssigkeiten Sicherheitstechnische Kenndaten Anwendungsbezogene Kenndaten 8.3 Analytische Kennzahlen von Feststoffen 8.4 Prüfung von flüssigen Farben und Lacken Optisch relevante Eigenschaften Emissionen Filmbildung, Verlauf und Vernetzung Ringleitungsstabilität 8.5 Spezielle Prüfungen bei Pulverlacken 8.6 Beschichtungsmerkmale nach der Applikation Schichtdickenmessung Optische Filmeigenschaften, Farbe und Farbmessung Mechanisch-technologische Filmeigenschaften

6 8.6.4 Licht- und Wetterbeständigkeit 8.7 Lack- und Lackierschäden 9 Umwelt- und Arbeitsschutz 9.1 Luftreinhaltung 9.2 Wasserreinhaltung 9.3 Abfallgesetzgebung und Abfallwirtschaft 9.4 Arbeitssicherheit beim Umgang mit Lacken und Farben 9.5 Transporte 9.6 REACH (Registration, Evaluation, Authorisation of Chemicals) 9.7 Ökobilanzen: Aussagen und Grenzen Lebensläufe Stichwortverzeichnis Anhang zur Nomenklatur