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Umweltfreundliche Pulverlacke
konkurrenzfähig machen |
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Entwicklung von umformstabilen Metallbeschichtungen mit
Pulverlacken |
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Die ökologischen Vorteile von Pulverlacken
gegenüber konventionellen Lacksystemen sind unbestritten. Sie werden
lösungsmittel- und damit emissionsfrei aufgebracht. Overspray
(Lackpartikel, die nicht auf dem zu lackierenden Substrat auftreffen)
wird zurückgewonnen und wiederverwendet. Damit lassen sich nahezu 100%
der Pulverlacksubstanz ausnutzen. Limitiert ist eine Anwendung der
Pulverlacktechnologie bisher dadurch, dass der Lackierprozess mit
Pulverlacken bei deutlich höheren Einbrenntemperaturen abläuft. So
vernetzen wetterstabile, thermisch härtende Pulverlacke in der Regel
bei Temperaturen über 160°C. Bei diesen Temperaturen können nicht
wärmebeständige Substrate (Holz, Kunststoffe), aber auch metallische
Legierungen mit speziellen Eigenschaften bisher nicht beschichtet
werden.
Innerhalb des vom Bundesministerium für Bildung und
Forschung geförderten Programms "Integrierter Umweltschutz in der
Kunststoff- und Kautschukindustrie" arbeiten Wissenschaftler des
Leibniz-Instituts für Polymerforschung Dresden gemeinsam mit
Projektpartnern aus der chemischen Industrie (u. a. Degussa AG, Akzo),
anderen Forschungseinrichtungen (u. a. Fraunhofer IWU Chemnitz, HTW
Dresden) und potenziellen Anwendern (u. a. Daimler Chrysler) an der
Entwicklung innovativer Pulverlacke und Verarbeitungstechnologien, die
diese Nachteile abbauen und die Pulverlacktechnologie in neuen
Anwendungsbereichen konkurrenzfähig machen.
Derzeit werden in zahlreichen Leichtbauanwendungen
Aluminiumbleche zunächst zu Bauteilen umgeformt, auf die nachfolgend
der Lack aufgebracht und ausgehärtet wird. Um eine gute Lackhaftung zu
realisieren, sind durch Umformprozesse bedingte Hilfsstoffe auf der
Metalloberfläche, wie Fette und Öle, in zeit- und kostenintensiven
Reinigungs- und Beizoperationen vor der Beschichtung vollständig zu
entfernen. Angestrebt ist nun nichts weniger als eine komplette Umkehr
des technologischen Prozesses zur Herstellung von vorlackierten
Metallbauteilen.
Nach erfolgreichem Abschluss des Forschungsprojektes wird es möglich
sein, die Pulverlackierung und Aushärtung an Blechen und Bandmaterial
vorzunehmen und diese erst nachträglich umzuformen. Dadurch werden
nicht nur Lackierstrecken bei den Anwendern überflüssig, es entfallen
auch die Reinigungs- und Beizoperationen, was erheblich zu
Umweltentlastung und Kosteneinsparung beiträgt. Die Herausforderung
für die Forscher besteht darin, das Pulverlacksystem in chemischer und
technologischer Hinsicht so zu gestalten, dass die Beschichtung dem
Umformprozess ohne Qualitätsminderung standhält. Da Aluminium bei den
derzeit in der Pulverlackierung erforderlichen Einbrenntemperaturen
von über 160 °C versprödet, sind Lacksysteme mit Härtungstemperaturen
unter 150 °C erforderlich, die nach dem Einbrennen einen flexiblen und
damit umformbeständigen Film bilden.
Am Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden wurde in den
vergangenen Jahren ein neues Katalysatorsystem entwickelt, dass für
qualitativ hochwertige Polyurethanbeschichtungen auf Basis
abspaltfreier Uretdionvernetzer Einbrenntemperaturen zwischen
120-150°C ermöglicht. Grundlagenuntersuchungen zum
Reaktionsmechanismus haben darüber hinaus gezeigt, dass die Vernetzung
in Gegenwart dieser Katalysatoren nach einem bisher nicht
beschriebenen Mechanismus in Polymerschmelzen erfolgt.
Bis zum gegenwärtigen Bearbeitungszeitpunkt wurden
Pulverlackrezepturen entwickelt, die bezüglich der resultierenden
mechanischen Eigenschaften schon voll den Anforderungen der
potenziellen Anwender entsprechen. Durch Optimierung der chemisch
reaktiven Bestandteile (Harz, Vernetzer) sowie der Pulverlackrezeptur
sollen künftig auch glatte und hochglänzende Lackschichten
realisierbar sein. |
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21. Juni 2004 |
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Quellen und weitere Informationen: |
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© 2004 ChemLin, aktualisiert am
30 April 2011
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