Farben, Lacke und Beschichtungen: Fortschritte in Anwendung und Ökologie

(15.9.2004) Zum 69. Mal führt eine der traditionsreichsten Fachgruppen der Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh), "Anstrichstoffe und Pigmente", kurz die APi, ihre Vortragstagung - diesmal in Ulm - durch. Der "Lackgipfel" zeigt, wie sehr selbst klassische Chemiegebiete die Zukunft verändernd gestalten. Beispiele sind neue Anforderungen aus dem Haus- und Automobilbau oder aus dem Umweltschutz, maßgeschneiderte Polymere zur Verbesserung der Eigenschaften von Lacken, Farben und Beschichtungen, wie geringere Feuchtigkeitsempfindlichkeit von Beschichtungen, schnellere Lackhärtung, verringerte Verfärbung und Rissbildung oder neue Pulverlacke für schmutzabweisende und leicht zu reinigende Oberflächen.

Die APi-Tagung vom 22. bis 24. September in Ulm steht ganz im Zeichen neuer umweltfreundlicher Technologien: Wasser als Verdünnungsmittel, lösemittelfreie Pulverlacke und UV-Bestrahlung als schnelles, energieschonendes Vernetzungsverfahren. Die neuen Gesetzesinitiativen der EU zum Umwelt- und Verbraucherschutz beeinflussen die Entwicklung auf dem Gebiet der Lacke, Farben und Beschichtungen, wobei der Umweltschutz bereits in den letzten Jahrzehnten für interessante Neuentwicklungen sorgte. Mit Wasser verdünnbare Beschichtungen sowie die umweltfreundlichen Pulverlacksysteme gehören dazu, die sich wegen ständiger Innovationen und einer stetig gesteigerten Gesamtperformance immer stärker auf dem Markt durchsetzen. Speziell entwickelte Pulverlacke ermöglichen schmutzabweisende und leicht zu reinigende Oberflächen, die aus ökonomischer und ökologischer Sicht insbesondere für Außenanwendungen attraktiv sind. Durch Zusatz von Nanoteilchen und Modifizierung der Polymeren sind ultrahydrophobe (wasserabweisende) Oberflächen möglich.

Die Grundlagen- und Anwendungsforschung entwickelt ständig ökologisch und anwendungstechnisch verbesserte Beschichtungsstoffe. Für Farben und Beschichtungen hat sich eine Einbettung von Pigmenten in einer Polymerhülle als sehr vorteilhaft erwiesen, die über Mikroemulsionspolymerisation erreicht werden kann. Eine neue Polymerklasse in Lackanwendungen sind hochverzweigte Polymere, die als lösliche, hochfunktionelle Produkte mit niedrigen Lösungsviskositäten von großem Interesse in verschiedenen reaktiven Abmischungen sind. Bei Beschichtungen können Diphenylethen-Polymerdispersionen die Affinität zu Oberflächen erhöhen. Moderne Netz- und Dispergiermittel basieren heute auf unterschiedlichen linearen Copolymeren.

Organische Beschichtungen werden im praktischen Gebrauch regelmäßig durch Feuchtigkeit belastet. Dabei nehmen sie je nach Art unterschiedliche Mengen Wasser auf. Wissenschaftler vergleichen daher die Wasseraufnahme chemisch unterschiedlicher Beschichtungen auf Basis wässriger und lösemittelhaltiger Bindemittel und deren Einfluss auf Beschichtungseigenschaften wie Haftfestigkeit, Korrosionsschutz und thermomechanische Eigenschaften.

Trocknung, Härteentwicklung und Chemikalienbeständigkeit, auch gegen färbende Flüssigkeiten wie Graffiti-Sprays und -stifte, sind die besonderen Stärken von Beschichtungen aus zwei K-Polyurethan-Wasser-Lacken mit sulfonathydrophilierten Polyisocyanaten als Härterkomponente. Für die Aushärtung von Lacksystemen mit UV-Strahlung werden maßgeschneiderte Photoinitiatoren entwickelt, die den Lacken als Additive zugemischt werden. Buntpigmente können wegen ihrer Wechselwirkung mit elektromagnetischer Strahlung die Vernetzungsdichte von UV-härtenden Lacksystemen entscheidend beeinflussen. Dazu werden die Pigmente auf ihre Eignung für den Einsatz in der UV-Härtung von pigmentierten Lacken mit einfachen Methoden genauer untersucht.

Kürzere Trocknungszeiten von Lacken verringern die Prozesskosten. Mit Infrarot-Strahlung trocknen schwarze Lacke viel schneller als weiße. Bei Verwendung eines neu entwickelten Absorberpigments kann die Trocknungszeit einer weißen oder hellen Farbe nun wesentlich reduziert werden.

Wasserunlösliche Additive, beispielsweise UV-Absorber, lassen sich jetzt dank eines neuen chemischen Verfahrens auch in wässrigen Lacken einsetzen. So kann auch Holz besser vor Licht und damit vor Verfärbung und Rissbildung geschützt werden.

Für besonders viel versprechende Forschungs- und Entwicklungsarbeiten vergibt die "APi" hochdotierte Preise. In diesem Jahr wird Tobias Burk, Fachhochschule Esslingen, für seine exzellente Diplomarbeit zum Thema "Untersuchung der Durchhärtung pigmentierter UV-härtbarer Lacke" von der Fachgruppe ausgezeichnet. Gestiftet vom Vincentz Network mit dem Fachgruppenorgan "FARBE&LACK" wird auch in diesem Jahr der FARBE&LACK-Preis verliehen. Der Preisträger wird am 23. September bekannt gegeben.

Die Gesellschaft Deutscher Chemiker gehört mit über 26.000 Mitgliedern zu den größten chemiewissenschaftlichen Gesellschaften weltweit. Sie hat 24 Fachgruppen, darunter die Fachgruppe Anstrichstoffe und Pigmente mit 460 Mitgliedern. Die Fachgruppe sieht ihre Aufgaben u.a. in der aktiven Förderung der Wissenschaft und Forschung auf dem Gebiet der Beschichtungsstoffe und Pigmente und damit verbundener Rohstoffe, Produkte und Technologien sowie in der Mitarbeit bei technischen und politischen Fragestellungen der europäischen und deutschen Gesetzgebung.