Polyaspartic-Harz ist ein wichtiger Rohstoff für schnell härtende Zweikomponenten-Beschichtungssysteme (2K) mit hohem Festkörpergehalt und niedrigem VOC-Gehalt. Sein Nutzen geht weit über eine „schnelle Trocknung“ hinaus. Es eröffnet Formulierern den Spielraum, Beschichtungen mit hohem Festkörpergehalt, niedrigem VOC-Gehalt, einstellbarer Verarbeitungszeit, guter Witterungsbeständigkeit, Abriebfestigkeit, Chemikalienbeständigkeit und schneller Wiederinbetriebnahme zu entwickeln.
Was ist Polyaspartic-Harz?
Polyaspartic-Harz ist ein aliphatisches Reaktivharz mit sekundären Aminogruppen. Polyasparaginsäureesterharz wird typischerweise durch Reaktion eines primären Amins mit einem Maleinsäureester hergestellt. Bereits die direkten Reaktionsprodukte können einen hohen Festkörpergehalt aufweisen. Durch eine weitergehende Reinigung lassen sich verbleibende freie Fumarate und andere Nebenprodukte reduzieren, wodurch sich das Harz besser für Systeme mit strengeren Anforderungen an Geruch, VOC-Gehalt, Klarlackoptik oder Umweltverträglichkeit eignet.
Die Aspartatester-Struktur dämpft die Reaktivität der sekundären Amine durch sterische Hinderung und elektronenziehende Effekte. Dadurch kann das System weiterhin schnell aushärten und bietet den Verarbeitern zugleich ein längeres Verarbeitungsfenster als herkömmliche Spritzpolyurea-Systeme.
Für Beschichtungshersteller bietet diese Struktur mehrere praktische Vorteile bei der Formulierungsentwicklung:
- Mehr Spielraum für High-Solids-Formulierungen
- Potenzial für niedrige VOC-Gehalte
- Einstellbare Gelzeit
- Längere Topfzeit als Spritzpolyurea
- Schnelle Klebfreiheit und schnelle Durchhärtung
- Gute Witterungs- und Vergilbungsbeständigkeit
- Kompatibel mit HDI-, IPDI-, HMDI- und modifizierten Isocyanat-Härtern
- Geeignet für Auftrag mit Rolle, Rakel, Pinsel und Spritzgerät
Aus diesem Grund wird PAE-Harz häufig in Hochleistungs-Bodenbeschichtungen, Abdichtungssystemen, korrosionsbeständigen Deckbeschichtungen, Windkraftmaterialien, Dichtstoffen, Klebstoffen und industriellen Schutzbeschichtungen eingesetzt.
Funktionsweise von Polyaspartic-Harz in Zweikomponenten-Beschichtungssystemen (2K)
In einem Zweikomponentensystem fungiert Polyaspartic-Harz als harzseitige Komponente mit aktivem Wasserstoff. Seine sekundären Aminogruppen reagieren mit den NCO-Gruppen des Isocyanat-Härters zu einem leistungsfähigen Polyaspartic-Polyurea-Film. Die Aushärtungsreaktion lässt sich vereinfacht wie folgt darstellen:
Polyaspartic-Harz + Isocyanat-Härter → Polyaspartic-Polyurea-Film
Das NCO/NH-Verhältnis ist entscheidend. Die Harzseite liefert sekundäre Aminogruppen, die Härterseite NCO-Gruppen. Ist das Verhältnis zu niedrig oder zu hoch, kann dies Härte, Flexibilität, Chemikalienbeständigkeit, Klebfrei-Zeit, Durchhärtungszeit und die Langzeitleistung der Beschichtung beeinflussen.
Die Auswahl des Härters ist ebenfalls ein wesentlicher Bestandteil der Formulierungsentwicklung. Verschiedene Isocyanat-Härter können Trocknungsgeschwindigkeit, Flexibilität, Härte, Chemikalienbeständigkeit, Dehnung und die Haptik des ausgehärteten Beschichtungsfilms verändern.
| Härtertyp | Typischer Einsatz in Polyaspartic-Systemen |
| HDI-Trimer | Witterungsbeständige Deckbeschichtungen, Bodensysteme, Klarlacke, korrosionsbeständige Deckbeschichtungen |
| HDI-Prepolymer | Elastische Abdichtungsschichten, flexible Schutzbeschichtungen |
| IPDI-Prepolymer | Spezielle witterungsbeständige oder elastische Systeme |
| HMDI-/TDI-modifiziertes Prepolymer | Abdichtungen, Klebstoffe, Dichtstoffe und elastische Materialien |
Epoxidharz-, Spritzpolyurea- und Polyaspartic-Beschichtungen: die wichtigsten Unterschiede
Epoxidharz-, Spritzpolyurea- und Polyaspartic-Beschichtungen sind keine einfachen 1:1-Ersatzsysteme. Jedes System hat eigene Stärken beim Festkörpergehalt, Verarbeitungsfenster, Anlagenbedarf, Witterungsbeständigkeit und bei der Applikationseffizienz.
| Vergleichskriterium | Epoxidharzsystem | Spritzpolyurea-System | Polyaspartic-System |
| Typische Chemie | Epoxidharz + Aminhärter | Aminkomponente + Isocyanat | Polyasparaginsäureesterharz + Isocyanat |
| Festkörpergehalt | Typischerweise 70–100 %, während lösemittelfreie Epoxidsysteme sehr verbreitet und technisch etabliert sind. | In der Regel nahezu 100 % | In der Regel 70–100 %; geeignet für extrem VOC-arme oder 100%-Festkörper-Formulierungen |
| Reaktionsgeschwindigkeit | Mittel bis langsam | Extrem schnell, Gelierung häufig innerhalb weniger Sekunden | Einstellbar – von schneller Aushärtung bis zu einem längeren Verarbeitungsfenster |
| Topfzeit / Verarbeitungsfenster | Meist lang, teilweise über 4 h | Sehr kurz | Über die Formulierung einstellbar, üblicherweise etwa 30 min bis 2 h |
| Applikationsverfahren | Rolle, Pinsel, Spritzen | Vorwiegend Hochdruckspritzen | Rolle, Pinsel, Rakel, Spritzen |
| Anlagen-/Gerätebedarf | Niedrig bis mittel | Hoch; in der Regel ist Spezialausrüstung erforderlich | Niedrig bis mittel |
| UV-Beständigkeit | In der Regel gering; häufig ist ein schützender Decklack erforderlich | Übliche aromatische Systeme vergilben und kreiden in der Regel leicht | Aliphatische Systeme zeigen meist eine bessere Beständigkeit und können für witterungsbeständige Deckbeschichtungen eingesetzt werden |
| Schichtdicke pro Arbeitsgang / Applikationseffizienz | Mit selbstverlaufendem Epoxidharz kann in einem Arbeitsgang eine Schichtdicke von mehr als 2 mm erzielt werden. | Geeignet für Dickschichtauftrag, üblicherweise über 1 mm | Kann in einem Arbeitsgang eine relativ hohe Schichtdicke erzielen, üblicherweise etwa 150–500 µm, und dabei Effizienz und Optik ausbalancieren |
| Geschwindigkeit bis zur Wiederinbetriebnahme | Meist langsam | Sehr schnell | Schnell; geeignet für kurze Überarbeitungsintervalle und eine rasche Wiederfreigabe |
| Hauptvorteile | Haftung, Chemikalienbeständigkeit, Kostenkontrolle | Dickschicht, Abdichtung, Schutz, Schlagfestigkeit | Schnelle Aushärtung, Witterungsbeständigkeit, niedrige VOC-Gehalte, flexible Applikationsverfahren |
| Hauptnachteile | Vergilbung, langsame Aushärtung, längere Stillstandszeiten | Hohe Anlagenkosten, extrem kurzes Verarbeitungsfenster, schwieriger kontrollierbare Oberflächenoptik | Feuchtigkeitsempfindlich; Harz, Härter und Applikationsbedingungen müssen sorgfältig aufeinander abgestimmt werden |
Epoxidharzsysteme eignen sich weiterhin gut für Grundierungen, schweren Korrosionsschutz und Systeme mit hoher Haftung. Spritzpolyurea ist eine gute Wahl für Dickschichtabdichtungen, Schutzauskleidungen und schnelle Spritzapplikationen. Polyaspartic-Systeme liegen zwischen beiden: Sie härten schneller aus und bieten eine bessere Witterungsbeständigkeit als viele Epoxidharzsysteme, lassen sich aber mit üblichen Beschichtungsverfahren leichter verarbeiten als traditionelle Spritzpolyurea-Systeme. Mit der richtigen Formulierung und Prüfung können Polyaspartic-Beschichtungen einen hohen Festkörpergehalt, eine praxisgerechte Topfzeit, schnelle Aushärtung und gute Außenbeständigkeit bieten.
Wichtige TDS-Kennwerte für die Auswahl von Polyaspartic-Harz
Bei der Auswahl eines Polyaspartic-Harzes sollten Hersteller nicht nur auf die Trocknungsgeschwindigkeit achten. Viskosität, Festkörpergehalt, Äquivalentgewicht, Aminzahl, Gelzeit und Topfzeit sind für die Formulierungsentwicklung gleichermaßen wichtig.
| Parameter | Bedeutung für die Formulierung |
| Viskosität | Beeinflusst Fließverhalten, Verlauf, Entlüftung, Pigment- und Füllstoffdispergierung sowie das Verarbeitungsgefühl von 100%-Festkörper-Formulierungen |
| Festkörpergehalt | Beeinflusst VOC-Gehalt, Schichtdicke und Formulierungsspielraum |
| Äquivalentgewicht | Dient zur Berechnung des NCO/NH-Verhältnisses |
| Aminzahl | Gibt den Gehalt an aktiven Aminogruppen an |
| Gelzeit | Zeigt die relative Reaktionsgeschwindigkeit mit dem Härter |
| Topfzeit | Liefert ein praxisnäheres Bild des tatsächlichen Verarbeitungsfensters |
| Klebfrei-Zeit | Beeinflusst Staubunempfindlichkeit, Überarbeitbarkeit und die Zeit bis zur Wiederfreigabe auf der Baustelle |
| Durchhärtung | Beeinflusst Handhabung, Schleifen, Verpackung und Wiederinbetriebnahme |
In der FEISPARTIC-Polyaspartic-Harzreihe von Feiyang Protech unterscheiden sich die einzelnen Typen deutlich hinsichtlich Viskosität, Äquivalentgewicht und Gelzeit und eignen sich damit für unterschiedliche Formulierungsanforderungen.
| Grade | Viskosität mPa·s / 25°C | Festkörpergehalt | Äquivalentgewicht | Gelzeit | Typischer Formulierungseinsatz |
| F220 | 60-100 | 97±2% | 230 | 2 min | Ultraschnelle Aushärtung, niedrige Viskosität, spezielle Schnelltrocknungssysteme |
| F420 | 800-2000 | 97±2% | 277 | 18 min | Standard-Schnelltrocknungstyp für Bodenbeschichtungen, Korrosionsschutz, Abdichtungen und Klebstoffe |
| F423 | 800-2500 | ≥99.5% | 277 | 26 min | Geringer Gehalt an freien Monomeren, hoher Festkörpergehalt, VOC-arme Systeme |
| F449 | 200-500 | ≥98.0% | 267 | 26 min | Niedrige Viskosität, gute Haftung, mittlere Aushärtungsgeschwindigkeit |
| F424 | 400-800 | ≥99.0% | 333 | 36 min | Niedrige Viskosität bei guten Verarbeitungseigenschaften |
| F2850 | 70-140 | 97±2% | 290 | 60 min | Niedrige Viskosität; kann in Bodensystemen als reaktiver Verdünner eingesetzt werden |
| F520 | 800-2000 | 96±2% | 290 | 130 min | Lange Topfzeit für großflächige Applikationen, Korrosionsschutz und Windkraftanwendungen |
| F523 | 800-2000 | ≥99.5% | 290 | 130 min | Geringer Gehalt an freien Monomeren bei langem Verarbeitungsfenster |
| F528 | 800-2000 | 96±2% | 290 | 180 min | Langsamer reagierende Systeme |
In praktischen Formulierungen eignen sich schnell reagierende Harze für schnelltrocknende Bodenbeschichtungen, kleinflächige Reparaturen und Systeme mit kurzer Zeit bis zur Wiederinbetriebnahme. Harze mit langer Topfzeit eignen sich besser für großflächige Applikationen, Korrosionsschutz-Spritzbeschichtungen, Windkraftbeschichtungen und Dickschichtsysteme. Bei Bedarf können schnell und langsam reagierende Harze gemischt werden, um Klebfrei-Zeit, Durchhärtungszeit und Verarbeitungsfenster auszubalancieren.
Polyaspartic-Harz für 100%-Festkörper-Systeme
100%-Festkörper-Polyaspartic-Systeme sind ein wichtiges Anwendungsgebiet, insbesondere wenn niedrige VOC-Gehalte, hohe Schichtdicken und eine schnelle Verarbeitung gefordert sind. Im Vergleich zu herkömmlichen lösemittelhaltigen Systemen reagieren diese Formulierungen empfindlicher auf Harzviskosität, Härterviskosität, Entschäumungsverhalten und Applikationsbedingungen.
In 100%-Festkörper-Systemen beeinflusst die Harzviskosität unmittelbar Verlauf, Spritzzerstäubung, Rollverhalten und die Optik von Dickschichten. Niedrigviskose Typen können die Verarbeitung verbessern; Reaktionsgeschwindigkeit, Vernetzungsdichte und Endeigenschaften müssen jedoch weiterhin gemeinsam bewertet werden.
Auch die Feuchtigkeitskontrolle ist wichtig. Isocyanate können mit Wasser reagieren und CO₂ freisetzen. Daher müssen der Feuchtegehalt von Pigmenten und Füllstoffen, die Untergrundfeuchte, die Luftfeuchtigkeit und die Verträglichkeit der Additive sorgfältig kontrolliert werden. Ist die Gelzeit zu kurz, bleibt der Beschichtung möglicherweise nicht genügend Zeit zum Verlaufen und Entlüften. Ist die Gelzeit zu lang, kann das System einen Teil seines Vorteils der schnellen Wiederinbetriebnahme verlieren.
Daher geht es bei einem 100%-Festkörper-Polyaspartic-System nicht nur darum, „lösemittelfrei“ zu sein. Das eigentliche Ziel ist ein ausgewogenes Verhältnis von Viskosität, Topfzeit, Gelzeit, Entschäumung und Durchhärtung.
Hauptanwendungen von Polyaspartic-Beschichtungen
- Bodenbeschichtungen: Polyaspartic-Beschichtungen werden auf Böden in Industriebetrieben, Garagen, Parkdecks, Lagerhallen, lebensmittelverarbeitenden Betrieben und gewerblichen Gebäuden eingesetzt. Zu den wichtigsten Vorteilen zählen schnelle Wiederinbetriebnahme, Abriebfestigkeit, Chemikalienbeständigkeit, niedrige VOC-Gehalte und gute UV-Stabilität. Für schnelltrocknende Bodenbeschichtungen sind hochreaktive Harze ein geeigneter Ausgangspunkt. Bei großflächigen Arbeiten oder Verarbeitung bei hohen Temperaturen ist ein Polyaspartic-Harz mit längerer Topfzeit in der Regel die bessere Wahl.
- Abdichtungen: Polyaspartic-Systeme werden für Dächer, Brücken, Wasserparks, Kühlhäuser, Betonkonstruktionen und Reparaturprojekte eingesetzt. In diesen Anwendungen ist mehr als nur schnelle Trocknung gefragt. Die Beschichtung benötigt außerdem Dehnung, Tieftemperaturflexibilität, Haftung, Wasserbeständigkeit und langfristige Witterungsbeständigkeit. Elastische Polyaspartic-Abdichtungssysteme erfordern in der Regel eine passende Kombination aus Polyaspartic-Harz und flexiblem Isocyanat-Prepolymer.
- Korrosionsschutz: Polyaspartic-Beschichtungen werden zum Korrosionsschutz von Stahlkonstruktionen, Lagertanks, Rohrleitungen, Baumaschinen, Containern, maritimen Konstruktionen und Industrieanlagen eingesetzt. Die wichtigsten Vorteile sind hoher Festkörpergehalt, schnelle Trocknung, Witterungsbeständigkeit und Chemikalienbeständigkeit. Bei Systemen, die die Anzahl der Beschichtungslagen reduzieren, Überarbeitungsintervalle verkürzen oder die Produktionseffizienz steigern sollen, sollte das Harz anhand von Topfzeit, möglicher Schichtdicke und Trocknungsgeschwindigkeit bewertet werden.
- Windkraft: Polyaspartic-Systeme können in Spachtelmassen für Windturbinenblätter, Deckbeschichtungen für Windkrafttürme und Schutzschichten für den Außenbereich eingesetzt werden. Windkraftanwendungen erfordern Witterungsbeständigkeit, UV-Beständigkeit, Abriebfestigkeit, Rissbeständigkeit und eine effiziente Verarbeitung. In diesen Anwendungen ist das schnellste Harz nicht immer die beste Wahl. Topfzeit, Flexibilität, Haftung, Schichtdicke und Außenbeständigkeit sollten gemeinsam berücksichtigt werden.
- Dicht- und Klebstoffe: Polyaspartic-Systeme werden in Fliesenfugenfüllern, Steinklebstoffen, Vergussmassen für Elektronik, elastischen Dichtstoffen und schnell härtenden Reparaturklebstoffen eingesetzt. Im Vergleich zu einigen herkömmlichen Epoxid-, Polyurethan- oder Silikonsystemen kann die Polyaspartic-Technologie schnelle Aushärtung, Witterungsbeständigkeit, geringe Vergilbung und einstellbare Elastizität bieten. Für diese Anwendungen sind niedrigviskose Harze, elastische Harze und die passende Abstimmung mit dem Isocyanat-Prepolymer häufig wichtiger als die Wahl der kürzesten Gelzeit.
- Industrielle Schutzdeckbeschichtungen: Polyaspartic-Technologie wird in Deckbeschichtungen und Hochleistungs-Klarlacken für Maschinen, Fahrzeugteile, Stahlkonstruktionen im Außenbereich und Baumaschinen eingesetzt. Sie eignet sich besonders für VOC-arme, hochglänzende, witterungsbeständige und schnelltrocknende Systeme. Für Hersteller industrieller Beschichtungen liegt der zentrale Wert der Polyaspartic-Technologie in der Verbindung von Umweltanforderungen und Produktionseffizienz: höherer Festkörpergehalt, weniger Lösemittel, schnellere Trocknung, kürzere Überarbeitungsintervalle und flexiblere Applikationsverfahren.
Polyaspartic-Harz schafft Nutzen durch eine einstellbare Reaktionsgeschwindigkeit und seine Eignung für High-Solids- und VOC-arme Systeme. Zu den wichtigsten Auswahlkriterien für Beschichtungshersteller zählen Viskosität, Äquivalentgewicht, Aminzahl, Gelzeit, Topfzeit, Festkörpergehalt und Härterverträglichkeit. Schnelltrocknende Bodenbeschichtungen, großflächiger Korrosionsschutz, 100%-Festkörper-Systeme, Abdichtungssysteme, Windkraftanwendungen und industrielle Deckbeschichtungen stellen jeweils unterschiedliche Anforderungen an Reaktivität, Viskosität, Flexibilität, Witterungsbeständigkeit und Verarbeitungsfenster des Harzes.
Kontaktieren Sie Feiyang Protech und arbeiten Sie mit einem Hersteller von Polyaspartic-Harzen zusammen, der auf 30 Jahre Produktions- und Exporterfahrung zurückblickt. Wir unterstützen Sie bei der Auswahl des passenden Harztyps, der Abstimmung geeigneter Härter und der kundenspezifischen Anpassung von Formulierungen an Ihre Anwendung. Außerdem stellen wir Muster, technische Daten und praxisnahe technische Unterstützung bereit.