Wasserlacke

Bei Wasserlacken wird ein Teil, unter bestimmten Bedingungen auch die Gesamtmenge organischer Lösemittel durch das physiologisch harmlose, unbrennbare und umweltfreundliche Wasser ersetzt. Wasserlacke können nach der Verteilung der Bindemittel im Wasser in wasserlösliche Systeme und Dispersionen (häufig auch wasserverdünnbare Systeme genannt) eingeteilt werden. Unabhängig vom Verteilungszustand der Bindemittel im Wasser können Wasserlacke rein physikalisch trocknen und/oder über eine Vernetzungsreaktion chemisch aushärten. Die Kombination wasserlöslicher Harze mit Polymerdispersionen ermöglicht eine Vereinigung der Vorteile der jeweiligen Lacksysteme (z.B. gezielte Steuerung der Applikation und Trocknung). Bindemittelentwicklungen für wässrige Lacksysteme führten zu den sogenannten Hydrogelen und Mikrodispersionen; Hydrogele sind über Salzbildung nur teilweise (kolloidal) gelöst oder durch zusätzliche Emulgatoren in der wässrigen Phase teilgelöst. Mikrodispersionen sind sehr feinteilige, hochmolekulare Polymerdispersionen, die durch geeignete Stabilisatoren stabilisiert werden. Der Stabilisator wird in den Film miteinbezogen, wodurch eine verbesserte Beständigkeit resultiert. Diese Bindemittelentwicklungen stellen die Basis dar für industrielle Wasserlacke, z.B. wässrige Metallic- und Uni-Basislacke in der Automobillackierung. Allgemein sind Wasserlacke neben ihren klassischen Einsatzgebieten (vor allem Dispersionen im Bautenschutz) heute im Bereich der industriellene Serienlackierung als Grundierung, Füller, Decklack und Effektlack im Einsatz. Ziel der Lackentwicklung ist es, durch geeignete Polymerauswahl und rezeptive Maßnahmen einen möglichst geringen Gehalt an organischen Lösemitteln zu erzielen. Die Beschichtungen sollen in ihren Eigenschaften mit denen aus konventionellen Lacken vergleichbar sein.

 

Wasserlacke auf Basis wasserlöslicher Bindemittel

Wasserlacke auf Basis von Polymerdispersionen

System

In Wasser gelöste Harz- moleküle

In Wasser emulgierte oder dispergierte Polymerteilchen

Lösemittel

Wasser und organische Löse- mittel (ca. 2-15%) für Spritzlacke

(siehe Filmbildung)

Viskositätseinstellung

VE-Wasser (Viskositätsanomalie)

VE-Wasser

Filmbildung

Physikalische Trocknung oder chemische Vernetzung; relativ langsame, energieintensive Vorgänge

Verschmelzen der Polymer-

teilchen ab Mindestfilm-bildungstemperatur;

organische Lösemittel bis 5%

als Filmbildehilfsmittel;

relativ rasche Vorgänge

Tabelle: Wasserlacke