Gleitlack statt Fett

Moderne Schmierstoffe – die nachhaltigen Alleskönner: Neue, wasserbasierte Gleitlacke profitieren vom Trend zur Nachhaltigkeit

Überall wo sich Dinge bewegen entsteht Reibung. Und Reibung ist einfach gesagt pure Energievernichtung. Schätzungen gehen davon aus, dass ca. ein Viertel des weltweiten Energieverbrauchs auf Reibungsverluste zurückzuführen sind. Moderne Schmierstoffe leisten einen wichtigen Beitrag, um Ressourcen zu schonen und den CO2-Footprint zu verbessern. Mit ihrem breiten Leistungsspektrum reduzieren sie nicht nur die Reibung und sparen damit Energie, sondern schützen vor Verschleiß, verlängern Wartungsintervalle und Maschinenlaufzeiten, verhindern Materialabrieb oder schützen vor Korrosion. Moderne, nachhaltige Schmierstoffe bieten ihren Anwendern neben der Steigerung der Prozesseffizienz und damit verbundenen Kostenreduzierung außerdem eine Verbesserung des eigenen sowie des Footprint ihrer Kunden.

Das Problem: Neue gesetzliche Richtlinien und Verordnungen wie REACH erhöhen zwar die Anforderungen an zugelassene Schmierstoffe und fordern von Hersteller neue technische Lösungen. Dennoch sind viele Schmierstoffe und Gleitlacke noch immer mineralölbasiert. Auf der Anwenderseite geraten daher Schmierstoffe, ihre Produktion, Anwendung und Entsorgung, immer stärker in den Fokus. Denn die größten Potentiale zur Verbesserung des CO2 Footprint liegen bei den sogenannten Scope 3 Emissionen gemäß dem Greenhouse Gas Protocol, also den Emissionen in der vor- und nachgelagerten Prozesskette.

Moderne Schmierstoffe verbessern den Footprint des Anwenders

Immer mehr produzierende Unternehmen konzentrieren sich daher drauf, nicht nur ihre eigenen Geschäftsprozesse effizienter, nachhaltiger und ressourcenschonender zu gestalten, sondern dazu beizutragen, auch den Footprint des Anwenders zu reduzieren. Dies wird allgemein als Handprint eines Unternehmens bezeichnet. Hier bieten moderne, wasserbasierte Gleitlacke interessante tribologische und technische Lösungen. Denn sie kommen ohne mineralölbasierte Lösemittel aus, ermöglichen eine Lebensdauerschmierung bei konstanten Reibungszahlen, bieten Korrosionsschutz, führen zu keinen Verunreinigungen, minimieren Montage- und Wartungsaufwand und haben vor allem einen extrem großen thermischen Einsatzbereich. Für Letzteres ist exemplarisch der OKS 546 zu nennen. Ein warmhärtender, wasserbasierender Gleitlack auf Grafit Basis mit einer Einsatztemperatur von bis zu 630°C. Die Aushärtezeit ist mit ca. drei Minuten bei 190°C sehr kurz, so dass dieser Lack auch in der Produktion, z.B. zur Umformung, verwendet werden kann. Eingesetzt wird der OKS 546 u.a. bei der Herstellung von speziellen Muffen, die mit einer Fusiform Spindel aufgeweitet und zur Reduzierung der Reibung und zur Gewährleistung einer glatten Oberfläche innen beschichtet werden müssen.

Einziger Nachteil der Gleitlacke: Sie können übliche Schmierstoffe wie Öle und Fette nur bedingt ersetzen, da ihr Einsatz konstruktiv vorgeplant sein muss.Trotzdem gewinnen sie sowohl bei der Erstausrüstung / OEM als auch bei der Wartung und Instandhaltung vor dem Hintergrund der Nachhaltigkeit und der Kostenreduzierung zunehmend an Bedeutung. Begünstigt wird dies von folgenden Trends: Führende Anbieter wie OKS Spezialschmierstoffe haben Dank ihrer Forschung und Entwicklung die Produktpalette und die Anwendungsbereiche wasserbasierter Gleitlacke in den letzten Jahren deutlich erweitert und deren anfängliche Probleme eliminiert. Egal ob Schaumbildung, Wegfließen der Pigmente, mikrobiologische Zersetzung der Produkte oder die Gefahr von Korrosion auf den zu beschichtenden metallischen Oberflächen – all dies gehört bei Produkten der neuesten Generation der Vergangenheit an.

Aus Gewichts- und damit aus Energieeffizienz-Überlegungen kommen immer öfter Kunststoffe anstelle von Metall bei beweglichen Teilen zum Einsatz. Bei der Schmierung von Kunststoffteilen sind die neuen Gleitlacke anderen Schmierstoffen deutlich überlegen, was unter anderem daran liegt, dass keine mechanische Vorbehandlung der Oberfläche mehr notwendig ist. Ein Beispiel dafür ist der OKS 549/3, ein wasserbasierter Gleitlack speziell zur Beschichtung von Kunststoffen und Elastomeren entwickelt. Er enthält eine Kombination aus MoS2, Grafit und PTFE. Dieser Gleitlack vernetzt sich mit der Oberfläche des Kunststoffs oder Elastomer und platzt auch bei extremer mechanischer Beanspruchung nicht ab. Die Vernetzungstemperatur liegt bei nur 120°C. Diese Art von Gleitlacken kommt zum Beispiel bei der Beschichtung von Dichtungen in Drehgelenken von Robotern in sehr staubigen Produktionsbereichen zum Einsatz. Ölbasierte Schmierstoffe würden zu verstärkten Anhaftungen von Staub führen und damit zu erhöhtem Verschleiß der Dichtungen.

Ein weiterer Trend der für Gleitlacke spricht, ist die Geräuschreduzierung. Vor allem im Automobilbau, der zu den größten Anwenderbranchen für Gleitlacke zählt, stellt die Umstellung auf die Elektromobilität nochmals höhere Anforderungen an die geräuschfreie Verbindung von Bauteilen. Hier sind Gleitlacke mit ihrer trennenden und zugleich schmierenden Wirkung ohne dabei andere Bauteile zu verschmieren, ideal auch weil sie ihren Vorteil der Lebensdauerschmierung ausspielen können.

Verarbeitung wasserbasierter Gleitlacke

Egal ob wasser- oder lösungsmittelbasierte Gleitlacke, der Aufbau ist grundsätzlich gleich. In beiden Fällen wird der Festschmierstoff (meist MoS2, Graphit oder PTFE), in einen organischen oder anorganischen Binder eingelagert. Anstelle eines herkömmlichen Lösemittels wird bei VOC-freien Gleitlacken für die Verteilung nur Wasser beigemischt, das während der Trocknungszeit verdunstet. Bei der Verarbeitung gibt es kaum Unterschiede zu beachten. Die Beschichtung erfolgt nach einer gründlichen Reinigung der Oberfläche entweder durch Tauchen, Spritzen oder Streichen. Wasserbasierende Lacke brauchen allerdings längere Abdampfzeiten und genau wie ihr lösemittelbasiertes Pendant nach der Trocknung eine thermische Aushärtung. Metallischen Oberflächen müssen vor Aufbringung des Gleitlacks fettfrei und trocken sein. Zusätzlich kann ein Aufrauen oder eine Phosphatierung die Haftung des Gleitlacks verbessern. Bei Kunststoffen ist der Vorteil der neuen wasserbasierenden OKS Gleitlacke, dass sie sich direkt mit der Oberfläche vernetzen, eine zusätzliche Vorbehandlung zur Reinigung also nicht mehr notwendig ist.

Bei der Applizierung stehen den Beschichtern die auch bei konventionellen Lacksystemen üblichen Verfahren zur Verfügung. Je nach Anwendungsbereich kann man grob folgende Unterteilung vornehmen: Sind die zu beschichtenden Bauteile in der späteren Anwendung nicht sichtbar, können vor allem bei kleinen Massenteilen Tauchanlagen oder Zentrifugen zur kostengünstigen Applikation genutzt werden. Sind die Bauteile dagegen später sichtbar und wird eine ansprechende Oberflächenoptik erwartet, eignet sich vor allem ein Lackieren mit Spritzen.

Fazit

Das Thema Nachhaltigkeit zwingt Unternehmen nicht nur ihre direkten Emissionen (Scope 1 und 2) sondern auch die der vor- und nachgelagerten Wertschöpfungskette (Scope3) zu erfassen und zu reduzieren. Hier liegen derzeit die größten und zugleich schnell zu hebenden Potenziale. Gerade weil Schmierstoffe in fast allen Prozessen zu finden sind, kommt ihnen eine große Bedeutung zu. So wird allein das Energieeinsparpotential durch die Umsetzung tribologischer Konzepte auf 30 bis 40 % geschätzt. Besonders Gleitlacke profitieren von dieser Entwicklung, denn mit ihrer Lebensdauerschmierung senken sie Betriebskosten dank entfallender oder reduzierter Wartungen und es müssen keine Altschmierstoffe entsorgt werden. Die Reibwerte sind über die gesamte Nutzungsdauer konstant und ermöglichen so eine zuverlässige Funktion über die Lebensdauer eines Bauteils was zur Ressourcenschonung beiträgt und sie diffundieren beim Betrieb nicht in die Umgebung, was insbesondere bei Anwendungen mit hohen Hygiene- & Umweltanforderungen entscheidend ist.

Die verarbeitende Industrie ist daher gut beraten, den verwendeten Schmierstoffen und vor allem den Gleitlacken unter Nachhaltigkeitsaspekten künftig eine größere Beachtung zu schenken. Hier stehen die Spezialisten der OKS Spezialschmierstoffe GmbH mit ihrem umfangreichen tribologischen Wissen und ihrer Anwendungskompetenz Unternehmen bei der Suche nach der optimalen Gleitlacklösung für ihre Anwendung zur Seite.

OKS Spezialschmierstoffe GmbH
www.oks-germany.com