Die Familie der Isocyanate (Symbol NCO) ist sehr groß und umfasst eine Reihe von Verbindungen, die als Vernetzungspartner für Harze mit Hydroxylgruppen fungieren und Urethane bilden. Dies erklärt, warum die damit hergestellten Produkte als Polyurethanfarben oder -lacke bezeichnet werden. Allerdings kann die Familie der Isocyanate sehr unterschiedlich sein, und sie können oft miteinander gemischt werden, ebenso wie die Hydroxylharze, was zu einer breiten Palette von Endprodukten mit unterschiedlichen Kosten und Leistungen führt.
Definition von “Polyurethanisch”
Der Begriff “polyurethanisch” an sich sagt wenig aus, da die Anzahl der Urethanbindungen stark variieren kann. Zum Beispiel ist die Bildung von drei Urethanbindungen nicht dasselbe wie die Bildung von zwölf, und die Polymerisationszeiten können entsprechend unterschiedlich sein. Ein entscheidender Parameter ist der Hydroxylwert der Basisresin sowie die Anzahl der NCO-Gruppen der verwendeten Isocyanate. Wenn alle potenziell möglichen Bindungen gebildet werden, erreicht man Stechiometrie, was bedeutet, dass das System seine besten Leistungen erbringt. Der korrekte Stechiometrie-Berechnung ist komplex und sollte von erfahrenen Chemikern durchgeführt werden. Änderungen der prozentualen Nutzung durch Personen ohne fundiertes chemisches Wissen sind zu vermeiden.
Familien von Isocyanaten
Die Isocyanate werden im Wesentlichen in zwei Hauptgruppen unterteilt: aromatische und aliphatische. Die aromatischen Isocyanate, wie Toluoldiisocyanat (TDI), sind reaktiver, daher schneller bei der Polymerisation, und auch kostengünstiger. Sie bieten gute Härte und chemische Beständigkeit, leiden jedoch unter ultravioletten Strahlen, was bei längerer Sonnenbestrahlung zu Vergilbung, Mattheit und Abblättern führen kann. Aromatische Isocyanate eignen sich daher gut für Grundierungen, die überstrichen werden, und für Innenanwendungen.
Die aliphatischen Isocyanate, wie Hexamethylenisocyanat (HDI), sind UV-beständig und behalten ihre Brillanz, ohne zu vergilben. Allerdings sind sie teurer und hochwertiger. Auf dem Markt gibt es auch Mischkatalysatoren, die Eigenschaften beider Arten kombinieren und ihre Leistung je nach Verhältnis der beiden Isocyanatarten variieren.
Typen von Isocyanaten: Plastisch und Starr
Die Isocyanate können auch in plastische und starre unterteilt werden. Die starren Isocyanate (in der Regel aromatische oder Isocyanurate) sind besser für schleifbare Grundierungen geeignet, da sie eine bessere Schleifbarkeit bieten. Plastische Isocyanate sind besser für Oberflächenbeschichtungen geeignet, da sie aufgrund ihrer Flexibilität keine zukünftigen Risse oder Spinnweben im Lackfilm verursachen.
Restfeste und Festigkeitsgrade
Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor ist der Feststoffgehalt der Katalysatoren, der die Isocyanatmenge abzüglich des Lösungsmittels bestimmt. Die Festigkeitsgrade werden in MS (mittlerer Feststoff), HS (hoher Feststoff) und UHS (ultrahoher Feststoff) unterteilt, mit Werten zwischen 25 % und über 42 %. Höhere Feststoffgehalte können in spezifischen Produkten für bestimmte Anwendungen genutzt werden, können jedoch in anderen Kontexten, insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen, zu Vernetzungsproblemen führen.
Sicherheitsregulierungen
Die Europäische Union hat kürzlich die hohe Toxizität der in der Fahrzeuglackierung verwendeten Diisocyanate anerkannt. Daher verschwinden Diisocyanate mit hohem freiem Monomeranteil allmählich, zugunsten von ähnlichen Diisocyanaten mit geringeren Monomerwerten. Diese Umstellung hat zu einem Anstieg der Preise geführt, da es schwieriger ist, diese Stoffe auf dem internationalen Markt zu finden.
Wenn Sie Zweifel oder Fragen zu diesem komplexen Thema haben, das für die Anwendung von grundlegender Bedeutung ist, zögern Sie nicht, uns für weitere Erläuterungen zu kontaktieren.
Artikel geschrieben von: P.to ind.le Massimo Rubbi – Mitglied der A.I.T.I.V.A., Region Emilia-Romagna – Gerichtsgutachter Nr. 48, Landgericht Piacenza. Tel: 0039 3289205637.
