In Bodenbeschichtungen, industriellen Deckbeschichtungen, Schutzbeschichtungen und Klarlacksystemen sind hoher Festkörpergehalt und niedriger VOC-Gehalt zu wichtigen Zielen in vielen Formulierungsprojekten geworden. Kunden wünschen geringere Lösemittelemissionen, Baustellen wünschen weniger Geruch, und Endanwender achten stärker auf Umweltvorschriften, Verarbeitungseffizienz und die Zeit bis zur Wiederinbetriebnahme.
In der realen Formulierungsarbeit entsteht eine festkörperreiche, VOC-arme Beschichtung jedoch nicht einfach durch die Reduzierung von Lösemittel. Sobald der Lösemittelanteil gesenkt wird, verändert sich das gesamte System. Viskosität, Verlauf, Blasenfreisetzung, Verarbeitungszeit und endgültiges Erscheinungsbild können alle beeinflusst werden. Deshalb wird Polyaspartic-Harz in vielen leistungsstarken 2K-Beschichtungssystemen bewertet.
Die eigentliche Herausforderung bei niedrigem VOC liegt in der Verarbeitung
Das erste Problem in einer VOC-armen Formulierung ist normalerweise nicht die Aushärtung. Es ist die Viskosität. Wenn zu viel Lösemittel reduziert wird, kann das System zu dickflüssig werden, um sich gleichmäßig verarbeiten zu lassen. Dies kann vor Ort zu mehreren Problemen führen:
- Hoher Rollwiderstand und schlechtes Verarbeitungsgefühl
- Schlechter Verlauf und schlechte Nivellierung
- Rollspuren oder Ansatzspuren
- Schwierige Blasenfreisetzung, besonders bei dicken Schichten
- Nadelstiche
- Schlechte Benetzung des Untergrunds
- Schwächeres Erscheinungsbild und mögliche Haftungsprobleme
- Größere Schwierigkeiten bei der Pigment- und Füllstoffdispersion
- Geringere Lagerstabilität
Deshalb sagt ein hoher Festkörpergehalt allein nicht die ganze Wahrheit. Eine Beschichtung mit sehr hohem Festkörpergehalt, aber schlechter Verarbeitungsleistung, ist möglicherweise nicht nützlicher als ein System mit etwas niedrigerem Festkörpergehalt, aber besserem Verlauf, besserer Nivellierung und besserer Blasenfreisetzung. Für Formulierer besteht die eigentliche Aufgabe darin, VOC, Applikationsviskosität, Topfzeit, frühe Aushärtungsgeschwindigkeit und endgültige Filmleistung auszubalancieren.
Warum 2K-Systeme für leistungsstarke VOC-arme Beschichtungen geeignet sind
Eine 2K-Beschichtung besteht aus zwei Teilen: einer Harzkomponente und einer Härterkomponente. Diese zwei Teile werden vor der Applikation gemischt und bilden durch chemische Reaktion einen vernetzten Beschichtungsfilm. Im Vergleich zu Systemen, die hauptsächlich auf Lösemittelverdunstung beruhen, können 2K-Beschichtungen bei höherem Festkörpergehalt leichter Härte, Abriebfestigkeit, chemische Beständigkeit und Haftung aufbauen.
Die Filmbildung basiert auf chemischer Vernetzung, nicht nur auf Lösemittelverdunstung. Dadurch ist es möglich, den Lösemittelgehalt zu reduzieren und gleichzeitig eine starke Beschichtungsleistung aufzubauen. Harz und Härter können auch als System angepasst werden, sodass Formulierer je nach Härte, Flexibilität, chemischer Beständigkeit, Abriebfestigkeit und Verarbeitungszeit unterschiedliche Kombinationen auswählen können.
Dadurch sind 2K-Systeme für anspruchsvolle Anwendungen geeignet. Bodenbeschichtungen, Schutzbeschichtungen, industrielle Deckbeschichtungen und Klarlacke benötigen oft mehr als schnelle Trocknung. Sie benötigen auch frühe Festigkeit, ein stabiles Erscheinungsbild und langfristige Haltbarkeit.
Warum Polyaspartic-Harz eingesetzt wird
Polyaspartic-Harz wird normalerweise mit aliphatischen Isocyanathärtern verwendet, um Polyaspartic-Polyharnstoff-Beschichtungssysteme zu bilden. Sein Wert liegt nicht nur in der schnellen Aushärtung. Wichtiger ist, dass es Formulierern mehr Spielraum gibt, niedrigen VOC-Gehalt, hohen Festkörpergehalt, Verarbeitungsleistung und frühe Filmeigenschaften auszubalancieren.
1. Polyaspartic-Harz hilft beim Aufbau festkörperreicher, VOC-armer Systeme
Polyaspartic-Harz funktioniert gut in festkörperreichen 2K-Systemen, weil es an der Aushärtungsreaktion teilnehmen kann. Es ist nicht nur eine lösemittelähnliche Komponente, die der Beschichtung bei der Filmbildung hilft. Viele traditionelle Harzsysteme benötigen mehr Lösemittel, um die Viskosität zu senken und die Beschichtung leichter verarbeitbar zu machen.
Polyaspartic-Harz ist normalerweise ein flüssiges oder niedrig- bis mittelviskoses reaktives Harz. Es hat ein relativ niedriges Molekulargewicht und enthält sekundäre Aminogruppen, die mit Isocyanathärtern reagieren können. Während der Aushärtung reagiert das Polyaspartic-Harz mit dem Isocyanathärter und wird Teil des endgültigen Beschichtungsfilms.
Das bedeutet, dass ein Teil der viskositätsreduzierenden und verarbeitungsunterstützenden Funktion, die normalerweise vom Lösemittel übernommen wird, stattdessen durch niedrigviskoses reaktives Harz, niedrigviskosen Härter und eine geeignete Harzkombination unterstützt werden kann. Wenn Lösemittel reduziert wird, können niedrigviskose reaktive Komponenten im Film bleiben, statt zu verdunsten. Ein großer Teil der Formulierung kann reagieren und im endgültigen Beschichtungsfilm verbleiben.
In der Praxis macht genau das Polyaspartic-Harz in festkörperreichen, VOC-armen Beschichtungssystemen nützlich. Es bietet Reaktivität und hilft gleichzeitig, dass das System mit weniger Lösemittel verarbeitbar bleibt.
2. Schnellere Aushärtung hilft, die Projektzeit zu verkürzen
Polyaspartic-Harz reagiert schnell mit Isocyanathärtern. Dies hilft der Beschichtung, Anforderungen an Touch Dry, Hard Dry oder frühe Wiederinbetriebnahme schneller zu erreichen. Für Parkdecks, Lagerhallen, gewerbliche Böden, Produktionsbereiche und Reparaturprojekte ist eine kürzere Ausfallzeit ein großer Vorteil.
Schneller ist jedoch nicht immer besser. Großflächige Bodenarbeiten umfassen häufig Rakelauftrag, Rollapplikation, Blasenfreisetzung, Absanden und Nasskantenkontrolle. Wenn die Reaktion zu schnell ist, kann die Beschichtung Rollspuren, Ansatzspuren, eingeschlossene Blasen, schlechten Verlauf oder ungleichmäßige Schichtdicke zeigen.
Das Ziel in einem Polyaspartic-System besteht nicht einfach darin, die schnellste Gelzeit zu erreichen. Die Verarbeitungszeit und Aushärtungsgeschwindigkeit müssen zu den realen Applikationsbedingungen passen.
3. Die Verarbeitungszeit kann durch die Typenauswahl angepasst werden
Traditioneller Spritz-Polyharnstoff reagiert extrem schnell und erfordert normalerweise spezielle Ausrüstung. Polyaspartic-Systeme sind besser kontrollierbar, weil die sekundäre Aminstruktur ein gewisses Maß an sterischer Hinderung besitzt. Durch die Auswahl unterschiedlicher Polyaspartic-Harztypen, Härter und Formulierungsverhältnisse können Formulierer Topfzeit, Gelzeit und Trocknungsgeschwindigkeit anpassen.
Dadurch eignen sich Polyaspartic-Systeme nicht nur für das Spritzen, sondern auch für Rollapplikation, Rakelauftrag und andere Standard-Applikationsmethoden. Bei Bodenbeschichtungen und industriellen Deckbeschichtungen sollte die Beschichtung nicht nur schnell aushärten. Sie muss den Verarbeitern auch genügend Zeit geben, das Material gleichmäßig zu verteilen und eine gute Oberfläche zu erreichen.
4. Warum aliphatische Systeme für Außenanwendungen und helle Deckbeschichtungen besser geeignet sind
Polyaspartic-Harz wird häufig mit aliphatischen Isocyanathärtern verwendet, um aliphatische Polyharnstoff-Beschichtungssysteme herzustellen. Diese Systeme werden oft für Außenbeschichtungen, helle Deckbeschichtungen und Klarlacke bevorzugt, weil aliphatische Strukturen eine bessere UV-Stabilität haben.
Aromatische Isocyanatsysteme enthalten Benzolringstrukturen. Unter UV-Licht, Sauerstoff und Wärme neigen diese Strukturen eher zur Photooxidation und zur Bildung farbgebender Strukturen. Dadurch kann die Beschichtung vergilben, nachdunkeln, Glanz verlieren oder sich farblich verändern.
Bei schwarzen Beschichtungen, Korrosionsschutzgrundierungen oder Systemen, die nicht dem Sonnenlicht ausgesetzt sind, ist dies möglicherweise kein großes Problem. Bei weißen Beschichtungen, hellen Beschichtungen, Klarlacken und Deckbeschichtungen im Außenbereich können Vergilbung und Glanzverlust jedoch das Erscheinungsbild direkt beeinflussen.
Aliphatische Isocyanate enthalten keine aromatischen Ringe. Sie haben eine bessere UV-Stabilität und bilden weniger wahrscheinlich farbverursachende Strukturen. Deshalb sind aliphatische Systeme normalerweise besser geeignet für Anwendungen, die Vergilbungsbeständigkeit, Glanzerhaltung, Farberhaltung und Witterungsbeständigkeit im Außenbereich erfordern.
Deshalb werden bei Außenböden, Balkonbeschichtungen, gewerblichen Bodenbeschichtungen, hellen industriellen Deckbeschichtungen und klaren Schutzbeschichtungen oft zuerst aliphatische Polyaspartic-Systeme bewertet.
Was Formulierer berücksichtigen sollten
Bei der Entwicklung eines festkörperreichen, VOC-armen Polyaspartic-Systems sollte die erste Frage nicht lauten: „Welcher Typ trocknet am schnellsten?“ Sinnvoller ist es, zuerst die realen Anwendungsanforderungen zu definieren:
- Was ist der Ziel-VOC-Gehalt?
- Wird die Beschichtung mit Rolle, Rakel oder Spritzverfahren aufgetragen?
- Was ist die angestrebte Applikationsviskosität?
- Wie viel Topfzeit wird benötigt?
- Welche Touch-Dry-Zeit, Hard-Dry-Zeit und Zeit bis zur Wiederinbetriebnahme sind erforderlich?
- Ist die Beschichtung ein Klarlack oder ein pigmentiertes System?
- Ist der Untergrund Beton, Metall oder eine alte Beschichtung?
- Benötigt das System Witterungsbeständigkeit im Außenbereich, Abriebfestigkeit, chemische Beständigkeit oder geringen Geruch?
- Passt der Härter in Viskosität, NCO-Gehalt und Reaktionsgeschwindigkeit zum System?
Diese Details entscheiden, welches Polyaspartic-Harz verwendet werden sollte. Der Harztyp sollte nicht allein ausgewählt werden. Er sollte zusammen mit Härter, Additiven, Pigmenten, Füllstoffen und Baustellenbedingungen bewertet werden.
FEISPARTIC Polyaspartic-Harz-Auswahl von Feiyang Protech
In der FEISPARTIC-Serie sind unterschiedliche Typen dafür ausgelegt, unterschiedliche Formulierungsanforderungen zu lösen.
| Anforderung | Empfohlene FEISPARTIC-Richtung | Formulierungsüberlegung |
|---|---|---|
| Schnellere Aushärtung und ausgewogene Gesamtleistung | F420 | Ein üblicher Ausgangspunkt für schnellhärtende 2K-Polyaspartic-Beschichtungssysteme, die ein praktisches Gleichgewicht zwischen Aushärtegeschwindigkeit, Härte und gesamter Filmleistung benötigen. |
| Längere Verarbeitungszeit oder Anwendung auf großen Flächen | F520 | Geeignet für Systeme, die ein längeres Anwendungsfenster benötigen, besonders für große Bodenflächen, wärmere Baustellen oder Formulierungen, bei denen Verlauf und Nasskantenkontrolle wichtig sind. |
| Niedrigviskoser Klarlack, Low-VOC- oder lösemittelfreie Richtung | F424 | Nützlich, wenn Formulierer die Systemviskosität reduzieren müssen und dabei guten Fluss, guten Verlauf und gute Filmleistung in High-Solids- oder Klarlacksystemen erhalten wollen. |
| Viskositätsreduzierung mit einer reaktiven Komponente | F2850 | Kann als niedrigviskose reaktive Komponente helfen, die Formulierungsviskosität zu reduzieren. In Systemen mit höheren Anforderungen an Wetterbeständigkeit, chemische Beständigkeit oder Langzeitleistung sollte die Dosierung kontrolliert und durch Tests bestätigt werden. |
| Entwicklung wasserbasierter Polyaspartic-Beschichtungen | FW5502 | Kann für wasserbasierte Polyaspartic-Systeme bewertet werden, aber Filmbildung, Härterdispersion, Additive und Verarbeitungszeit sollten getrennt von lösemittelbasierten oder lösemittelfreien Systemen entwickelt werden. |
Was das für die Formulierungsentwicklung bedeutet
Polyaspartic-Harz wird in festkörperreichen, VOC-armen 2K-Beschichtungen nicht eingesetzt, weil es jedes Formulierungsproblem lösen kann. Es wird eingesetzt, weil es Reaktivität, verarbeitbare Viskosität, schnelle Aushärtung und gute Leistung von Deckbeschichtungen im Außenbereich mit weniger Lösemittel bieten kann. Für Boden-Klarlacke, dekorative Bodenbeschichtungen, industrielle Deckbeschichtungen, Schutzbeschichtungen und VOC-arme 2K-Systeme ist Polyaspartic-Harz eine wichtige Richtung zur Bewertung. Ein besserer Ansatz ist es, mit der Anwendung, den Baustellenbedingungen und der erforderlichen Leistung zu beginnen. Danach können Harz, Härter und die vollständige Formulierungsstruktur genauer ausgewählt werden.
Wenn Sie eine festkörperreiche, VOC-arme, schnellhärtende oder witterungsbeständige 2K-Beschichtung entwickeln, können Sie Feiyang Protech Ihren Ziel-VOC-Gehalt, Ihre Applikationsmethode, Topfzeit, Schichtdicke, den Untergrund und die Leistungsanforderungen mitteilen. Unser technisches Team kann geeignete FEISPARTIC Polyaspartic-Harztypen empfehlen und TDS, SDS, Muster sowie erste Bewertungsvorschläge bereitstellen.