Lacke und Harze
Lacke Lösungen oder Emulsionen von hochmolekularen, organischen Substanzen Bilden zusammenhängende Filme Zur Verbesserung optischer Eigenschaften Als Schutz gegen Umwelteinflüsse
Anforderungen an Lacke mechanische Stabilität Lichtechtheit der Farbe UV-Beständigkeit (bei Außenanwendung) gute Haftung auf Untergrund nicht Abrinnen im flüssigen Zustand schnell trocknen
Mögliche Lackschichten Lackschicht Grundmaterial
Mögliche Lackschichten Decklack Farbschicht Grundmaterial Grundierung
Einteilung der Lacke nach Lösungsmittel oder Polymertyp
Lacktypen wasserverdünnbare Lacke lösungsmittelverdünnbare Lacke Dispersionen lösungsmittelfreie Reaktionsharze Pulverlacke
Abgewandelte Naturstoffe Cellulosenitrat, -acetat, -butyroacetat Methylcellulose, Ethylcellulose Carboxymethylcellulose chlorierter Kautschuk modifizierte Öle
Polymerisate Acrylate und Methacrylate Polyvinylalkohol Polystyrol etc.
Polykondensate Phenol-Formaldehyd-Harze Harnstoff-Formaldehyd-Harze Melamin-Formaldehyd-Harze
Polyaddukte Polyurethane Epoxidharze
Trocknungsverhalten von Lacken rein physikalisches Trocknen durch Verdunsten des Lösungsmittels Trocknen durch oxidative Quervernetzung Vernetzung zweier Komponenten durch chemische Reaktionen
Bestandteile eines Lackes Bindemittel Lösungsmittel Farbgebende Bestandteile (Pigmente) Additive (Weichmacher, Siccative, etc.)
Bindemittel
Chinalacke Chinesische Holzschale (200 v Chr)
OT III Lackbaum Clemens Schwarzinger www.jku.at/cto
Lackbäume Baum Vorkommen Hauptkomponente Rhus vernicifera China, Japan, Korea Urushiol Rhus succedanea Vietnam, Taiwan Laccol Melanorrhoea usitata bzw. laccifera Burma, Laos, Thailand, Kambodscha Thitsiol
Lackkomponenten Urushiol Laccol Thitsiol
Oxidative Trocknung
Öle und modifizierte Öle Triglyceride ungesättigter Fettsäuren
Leinöl Linolensäure (18:3) 35-45% Linolsäure (18:2) 22-60% Ölsäure (18:1) 15-20% Gesättigte (18:0 und 16:0) 7-10%
Gewinnung von Leinöl Pressen: Warmpressen; Heißpressen Entschleimen: Schwefelsäure (1%) Bleichen: Entsäuern: Leinölfirnis: Erhitzen mit Bleicherde NaOH Zugabe, Dekantieren Entwässern(130 C), Erhitzen mit Mn oder Pb Verbindungen
Modifikation von Leinöl Standöl: bessere Beständigkeit, Wärmepolymerisation (N 2 ) Geblasenes Öl: raschere Trocknung, Zufuhr von Luft Isomerisation: konjugierte Doppelbindungen -> raschere Trocknung
Andere trocknende Öle Holzöl Oiticicaöl ohne Bearbeitung eisblumenartiges Trocknen Abhilfe: Standölkochen, Mischen mit Leinöl oder Harzen sehr ähnlich dem Holzöl rot-braunes Öl, das erst beim Kochen farblos wird
Oxidative Trocknung
Oxidative Trocknung
Nicht härtende Öle werden modifiziert durch: Dehydratisieren Styroliseren Umsetzen mit Glycerin und Phthalsäure zu Alkydharzen
Alkydharze Öle werden mit Glycerin zu Mono- und Diestern umgesetzt. Vernetzung mit Phthalsäure führt zu Alkydharzen
Naturharze Pflanzlich (Baumharze) Tierisch (Schellack)
Kolophonium Abietinsäure Lävopimarsäure Dextropimarsäure
Kunstharze Polyester Vinylpolymerisate Phenol-, Harnstoff-, Melaminharze Polyurethane Epoxidharze
Polyesterharze
Ungesättigte Polyesterharze
Ungesättigte Polyesterharze
Polymerisationsstarter inhibitoren Dibenzoylperoxid Hydrochinonderivate Azobisisobutyronitril
Universal-Harzanlage MSA, PSA, LM
Vinylchloridcopolymere: Vinylpolymerisate Polyvinylacetat:
Polyvinylalkohol: Vinylpolymerisate Polyvinylacetale:
Acrylate und Methacrylate R... H, Methyl, Ethyl, Butyl Isobutyl, Isooctyl
Hitzereaktive Polyacrylate Selbstvernetzendes Polyacrylat
Phenolharze Novolacke Resole Naturharzmodifizierte Phenolharze Alkylphenolharze
Novolacke
Resolharze
Phenole trifunktionell difunktionell monofunktionell
Naturharz modifizierte Phenolharze Veresterung mit Kolophonium
Alkylphenolharze
Melaminharze Hexamethylolmelamin
Melaminharze
Melaminharze - Vernetzungsmöglichkeiten Etherbrücke Methylenbrücke
Harnstoffharze
Polyurethanlacke Bestehen aus multifunktionellen organischen Isocyanaten, die einerseits mit Wasser (Luftfeuchtigkeit), andererseits mit alkoholischen Funktionalitäten (Polyolen) aushärten.
Isocyanate für PUR HMDI MDI TDI
Herstellung von Isocyanaten
OT III Phosgenierung
Unterschiedliche Urethanharze physikalisch trocknende Systeme durch Luftfeuchtigkeit härtende Systeme (1 Komponenten PUR Harze) Systeme, die durch Addition einer Polyhydroxyverbindung härten (2 Komponenten PUR Harze)
Urethan-Lacke
Urethan-Lacke
Poylolkomponenten Polyester-Polyole (Phthal- oder Adipinsäure mit verschiedenen Polyolen) Polyether-Polyole (durch Anpolymerisieren von Ethylen- oder Propylenoxid an 1,2- Propandiol gewonnen, PTHF)
PUR-Einbrennlacke
Epoxidharze Bisphenol A
Epoxidharze Bisphenol A Epoxidharzoligomer MW = 350-4000
Härter für Epoxidharze Ethylendiamin Diethylentriamin 3,3 -Dimethyl-4,4 diaminodicyclohexylmethan Triethylentetramin N-Aminoethylpiperazin
UV-härtende Lacke Mono- oder Oligomere müssen Doppelbindung enthalten entweder lösungsmittelfrei oder Lösungsmittel wird mit einpolymerisiert zur Sensibilisierung wird UV-Initiator zugegeben
UV-härtende Lacke Butandioldiacrylat
UV-härtende Lacke Bisphenol-A-diacrylat Ungesättigte Polyester Epoxiacrylate
UV-härtende Lacke Ethylenglykol-diacrylat Hydroxyethylacrylat Trimethylolpropan-triacrylat Dipropylenglykol-diacrylat
UV Initiatoren Hydroxycyclohexylphenylketon Bisacylphosphinoxid 2,4,6-Trimethylbenzoylphenylphosphinsäureethylester 2,2-Dimethoxy-2-phenylacetophenon
Pulverlacke fein verteilte Feststoffpartikel werden meist durch elektrostatisches Versprühen appliziert durch Einbrennen wird ein Film gebildet (thermoplastisch -> aufschmelzen Duromere -> vernetzen)
Pulverlacke
Additive
Lackadditive Lichtschutzmittel Weichmacher Sikkative Thixotropierungsmittel
Lichtschutzmittel UV-Absorber Hydroxyphenylbenzotriazole Hydroxyphenyl-s-triazine 2-Hydroxybenzophenone Oxalanilide
Lichtschutzmittel Radikalfänger Sterisch gehinderte Phenole Hindered Amine Light Stabilizers (HALS)
Weichmacher Diisooctylphthalat Diisooctyladiapat Trikresylphosphat u.v.m.
Sikkative Co-Salze Mn-Salze Pb-Salze
Thixotropierungs- und Verdickungsmittel Cellulosederivate (CMC, MC, EC) Polyacrylate Kieselsäuren