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Polyacrylate

Lacke und Anstrichstoffe

Lösungen

Herkömmliche Lacke bestehen aus Polymeren als Bindemittel in einem Lösemittel, oft mit Farbpigmenten und verschiedenen Hilfsmitteln (Füllstoffe, Netzmittel, Verlaufsmittel, Verdicker, Stabilisatoren, Beschleuniger für Härtung und Trocknung). Das Lösemittel (z.B. Butylacetat, Xylol, aliphatische Kohlenwasserstoffe) verdampft, bis der Lack einen geschlossenen Film bildet. Dabei bleiben Reste von 15 bis 20 % des Lösemittels erhalten, die sich langsam verflüchtigen. Verläuft dieser Prozess zu schnell, resultieren Blasen- und Rissbildung. Ist er zu langsam, fließen senkrecht aufgetragene Schichten ungleichmäßig ab. Es entstehen "Nasen".

Als Bindemittel werden entweder nicht reaktive Polymere mit hoher Molmasse oder reaktive Monomere bzw. niedermolekulare Polymere eingesetzt, die im Film mit Kettenverlängerern reagieren.

Beispiele für die erste Gruppe sind hauptsächlich Copolymerisate aus "harten" Monomerbausteinen wie Methylmethacrylat, Styrol, Vinylchlorid, Maleinsäureanhydrid und "weichen" wie Acrylaten, Vinylacetat, Vinylpropionat und Ethen.

Zur zweiten Gruppe gehören Leinöl und Phenolformaldehyd-, Harnstoffformaldehyd-, Polyester- und Expoxid-Harze sowie Polyurethane. Bei der Trocknung durch Verdunsten des Lösemittels erfolgt oft Vernetzung durch Luftsauerstoff oder zugesetzte Vernetzer.

Dispersionen

Dispersionsanstriche bilden aus einem wässrigen System durch physikalische Trocknung einen wasserfesten Film. Dieser ist im Allgemeinen hart, elastisch und widerstandsfähig. Er lässt sich auch leicht überstreichen. Die Filmbildung erfolgt dabei durch Verlaufen unter der Scherkraft der als Kügelchen dispergierten Polymerteilchen, z.B. Polyacrylate und Polymethacrylate, beim Streichen. Dieser Vorgang ist temperaturabhängig, daher existiert für jedes System eine minimale Filmbildungs-Temperatur. Bei tieferen Temperaturen entstehen keine brauchbaren Filme mehr. Es gibt auch eine obere Temperaturgrenze, ab der die Anstriche zu weich und klebrig werden. Das Wasser verdunstet einerseits und wird andererseits vom Untergrund aufgenommen. Dies wird in der folgenden Animation schematisch dargestellt.

Abb.1
Trocknen einer Lackdispersion

Auch auf saugendem Untergrund dringen die Lackpartikel aus Dispersionen, anders als bei Lösungen, nicht ins Material ein. Dadurch wird verhindert, dass beim Anstrich oder Beschichten von Papier, Textilien, Leder usw. die Fasern im Innern verkleben und das Trägermaterial hart und steif wird. Die Anstriche haften auf den meisten Untergründen gut .

Es werden Acrylat-Monomere sowohl alleine als auch in Mischungen verwendet, oft werden auch die freien Säuren oder Acrylnitril mit eingesetzt. Auch Copolymerisation mit Vinylestern (z.B. Vinylacetat und Vinylpropionat), Vinylchlorid oder Styrol ist möglich.

Reinacrylate sind besonders lichtecht und wetterbeständig und werden deshalb vor allem in unpigmentierten oder nur schwach pigmentierten Systemen als Bindemittel eingesetzt, wo diese Vorzüge besonders zum Tragen kommen: in farblosen Überzügen, Buntsteinputzen, Dispersions-Lackfarben oder Holzlasuren. Reinacrylat-Dispersionen sind sowohl die hochwertigsten als auch teuersten Produkte.

Die Eigenschaften der Kunststoffdispersionen, wie Stabilität, Fließverhalten, Benetzungsvermögen, Mischbarkeit und Haftung, Härte und Quellbarkeit der Anstriche, werden entscheidend auch durch Hilfsstoffe beeinflusst, die zur Herstellung der Kunststoffdispersionen benötigt werden. Dies sind insbesondere Emulgatoren und Schutzkolloide.

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