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Fokus 3: PU-Lacke

Polyurethanharzlacke
Fokus 3: PU-Lacke

PU-Lacke

Witterungsstabil, extrem belastbar und langlebig: PU-Lacke sind hart im Nehmen.

Der Durchbruch in der Polyurethantechnologie begann in den 40erJahren und wurde durch ein Entwicklerteam um den deutschen Chemiker Otto Bayer eingeleitet. Zunächst lag der Fokus auf Schaumstoffen und Klebern. Erst nach dem zweiten Weltkrieg wurden auch Lacke auf Polyurethanbasis entwickelt, die zunächst unter dem Namen „DD-Lacke (Desmodur und Desmophen) bekannt wurden. Im Laufe der Jahre hat sich diese Lackchnologie stetig weiterentwickelt, und heute sind PU-Lacke in den verschiedensten Formulierungen auf dem Markt. Polyurethanlackewerden nach der deutschen Bezeichnung PUR abgekürzt. Aber auch das amerikanische Kürzel PU wird immer häufiger verwendet und taucht inzwischen in vielen Produktnamen auf.

Unterschiedliche Systeme

Grundsätzlich kann der Verarbeiter auf verschiedene Varianten zurückgreifen: auf 1-Komponentensysteme, bei denen die Reaktionspartner schon gemischt sind, auf 2-Komponentensysteme, bei denen die Komponenten getrennt gehalten werden müssen, und auf schon „im Vorfeld“ abreagierte Polyurethan-Dispersionen. In allen Fällen erfolgt die Filmbildung durch eine Additionsreaktion von freien Isocyanatgruppen mit geeigneten Partnern. Ist dieser Partner ausschließlich die Luftfeuchtigkeit, spricht man von feuchtigkeitshärtenden PUR-Lacke. Ein weiterer Typ 1K-PUR-Lackasiert auf sogenannten „blockierenden“ Isocyanaten, die bei einer bestimmten Temperatur vom Isocyanat abgespalten werden. Typische Vertreter dieser Art von Polyurethanen sind die PUR-Pulverlacke die vor allem in der industriellen Serienbeschichtung zum Einsatz kommen.

Bei den klassischen 2-Komponentensystemen reagieren die freien Isocyanatgruppen mit einer polyhydroxyfunktionellen Verbindung. Diese Reaktion findet spontan bei Raumtemperatur statt. Deshalb werden Stammlacknd Isocyanathärter hier getrennt gehalten und erst bei Gebrauch in einem festgelegten Verhältnis miteinander vermischt. Vorteil der 2-Komponentenlackeist die hohe Vernetzungsdichte zwischen Isocyanaten und Polyolen, die bei keiner anderen Bindemittelgruppe so ausgeprägt ist. Durch den beschriebenen Vernetzungsvorgang erklären sich die hervorragende Langlebigkeit und Oberflächenhärte, die Flexibilität und UV-Stabilität sowie die chemische Beständigkeit gegen aggressive Substanzen und die gute Haftung zum Untergrund.

PUR-Systeme sind in aller Regel lösemittelhaltig. Im Baufarbenbereich gibt es jedoch auch einige wasserbasierte Alternativen, die im Hinblick auf die Widerstandsfähigkeit der Lackerfläche vergleichbare Eigenschaften wie die klassischen Systeme aufweisen. Sie werden aufgrund ihres geringen Anteils an organischen Lösemitteln und der damit einhergehenden geringen Geruchsbelästigung bei Verarbeitern, vor allem aber bei Auftraggebern immer beliebter. Diese neuen Polyure-thanharzlackekönnen sogar im Vergleich zu den sehr robusten Alkydharzsystemen in Sachen Oberflächengüte (Härte, bei gleichzeitiger Flexibilität und Beständigkeit) punkten und sind ihnen in den meisten Fällen überlegen.

PU-Lacke


Auch für die Anwendung von PUR-Systemen gelten bei der Oberflächenvorbereitung und Reinigung dieselben Bedingungen wie in der Verarbeitung von Alkyd- und Acrylsystemen. Alle zu beschichtenden Flächen müssen sauber, trocken und tragfähig hergestellt werden. Vor Beginn der Arbeiten sind die Parameter für den Einsatz des PUR-Lacke zu prüfen. Polyurethanharzlackewerden aufgrund ihrer Robustheit vor allem bei besonders hohen Belastungen eingesetzt, gerade wenn Oberflächenhärte und Elastizität kombiniert werden müssen.

Da bei 2-Komponentensystemen die Reaktionszeit von entscheidender Bedeutung ist, müssen die Arbeitschritte sorgfältig geplant werden. Das Anmischen der Mengen sollte auf die jeweilige Objektgröße abgestimmt sein, damit das Material innerhalb der Topfzeit verbraucht werden kann.

Topfzeit beachten

Das Vorhalten von zu viel Material ist unwirtschaftlich, da der Lackach Beendigung der Topfzeit unbrauchbar wird. Wird das Material über die angegebene Topfzeit hinaus verwendet, kann dies zu nachhaltigen Oberflächenstörungen und zum Haftungsverlust führen. Gerade bei wasserbasierten Systemen ist das Ende der Topfzeit nicht durch einen Anstieg der Viskosität spürbar. Deshalb sollte der Verarbeiter hier genau auf die Angaben des Herstellers achten.
PU-Lacke


Die Oberflächen werden mit einem Entfettungsmaterial und einem Schleifvlies bearbeitet und anschließend mit klarem Wasser nachgewaschen. Erst kurz vor der Verarbeitung wird die 2K-PUR-Beschichtung auf Wasserbasis (hier im Mischungsverhältnis 9:1) vorbereitet. Wichtig ist die sorgfältige Vermischung des Stammlacke mit dem Härter. Das Material wird in diesem Fall direkt als Grundbeschichtung eingesetzt, denn es bietet hervorragende Haftungseigenschaften – auch auf alten vorbehandelten Lacktergründen. Die Schlusslackrung erfolgt mit demselben Material. Dabei sollte darauf geachtet werden, dass genügend Material aufgebracht wird. So entsteht eine homogene Oberfläche, die mechanisch und chemisch entsprechend belastbar ist.
PU-Lacke

Fotos: CD-Color
Quelle: Malerblatt 07/2012
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