Lackformulierung und Lackrezeptur E-Book

Bodo Müller

• Herausgeber: Vincentz Network
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Serie: FARBE UND LACK // BIBLIOTHEK
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2017

Seitenzahl: 453

Beschreibung

Lackformulierung Schritt für Schritt: Die Entwicklung von Lacken ist ein kreativer Prozess - und erfordert gleichzeitig eine solide wissenschaftliche Basis. Genau diese Basis liefert das Buch "Lackformulierung und Lackrezeptur" nun bereits in der vierten Auflage: Inhaltlich vollständig überarbeitet und um aktuelle Richtrezepturen ergänzt, vermittelt das Lehrbuch die Rezeptentwicklung von Lacken in einzelnen, gut nachvollziehbaren Schritten und liefert wertvolle Hinweise, um erfolgreich praxisgerechte Formulierungen zu entwickeln.

Leseprobe

Bodo MüllerUlrich Poth

Lackformulierung und Lackrezeptur

Das Lehrbuch für Ausbildung und Praxis

4., vollständig überarbeitete Auflage

Cover: Africa Studio – shutterstock

Bibliographische Information der Deutschen Bibliothek

Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliographie; detaillierte bibliographische Daten sind im Internet über http://dnb.ddb.de abrufbar.

Bodo Müller und Ulrich Poth:

Lackformulierung und Lackrezeptur: Das Lehrbuch für Ausbildung und Praxis 4., überarbeitete Auflage

Hannover: Vincentz Network 2017

Farbe und Lack // Bibliothek

ISBN 978-3-86630-617-2

© 2017 Vincentz Network GmbH & Co. KG, Hannover

Vincentz Network, Plathnerstr. 4c, 30175 Hannover, Germany

T [phone], F [phone], [email protected]

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Haftungsausschluss

Es ist darauf hinzuweisen, dass die Autoren lediglich ihre personliche Auffassung nach bestem Wissen und Gewissen wiedergeben. Dies entbindet den Leser nicht davon, eigene Nachforschungen bei der An- oder Verwendung der verschiedenen beschriebenen Verfahren oder Erzeugnisse anzustellen und/oder erganzende Beratungsleistungen einzuholen. Eine Haftung der Autoren ist insofern unter allen rechtlichen Gesichtspunkten ausgeschlossen.

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Satz: Vincentz Network, Plathnerstr. 4c, 30175 Hannover, Germany

eBook-Herstellung und Auslieferung: readbox publishing, Dortmundwww.readbox.net

FARBEUNDLACK // BIBLIOTHEK

Bodo MüllerUlrich Poth

Lackformulierung und Lackrezeptur

Das Lehrbuch für Ausbildung und Praxis

4., vollständig überarbeitete Auflage

Auf ein Wort

Vom Erfolg der ersten bis zur dritten Auflage waren die Autoren nicht überrascht, da es bisher am Markt kein vergleichbares Fachbuch gab, das Rezepturen und Formulierungen ausführlich erklärt. Richtrezepturen gibt es zwar viele, aber was fehlt, ist eine didaktisch sinnvolle und sachkundige Auswahl, Kommentierung bzw. Wertung. Die Autoren haben sich deshalb gerne in die Pflicht nehmen lassen, die dritte Auflage zu überarbeiten und weiter zu aktualisieren. Dabei wurden einzelne veraltete Richtrezepturen durch neue ersetzt und viele neue Abbildungen eingefügt. An vielen Stellen wurden inhaltliche Überarbeitungen und Ergänzungen vorgenommen.

Die Rezeptentwicklung von Lacken (Lackformulierung) ist ein wichtiger Bestandteil der Lacktechnologie. Leider wird nur wenig darüber berichtet, weil Rezepturen zu den wohl behüteten Geheimnissen der Lackindustrie gehören. Die Richtrezepturen der Lackrohstoffhersteller sind zwar verfügbar, können aber ohne sorgfältige Auswahl und Aufbereitung nicht für ein Lehrbuch verwendet werden.

In diesem Buch soll die Lackformulierung in einzelnen Schritten vermittelt werden: In jedem Abschnitt wird zuerst die stoffliche Zusammensetzung und insbesondere die Bindemittelbasis des jeweiligen Lacktyps beschrieben. Danach werden Formulierungshinweise gegeben und bestehende Rezepte (z.B. Richtrezepturen) analysiert. Diese Analyse besteht in einer lehrbuchmäßigen Berechnung von wichtigen Lackkenngrößen wie der Pigmentierungshöhe, der Pigment-Volumen-Konzentration und ggf. der Härterzusatzmenge. Zum Schluss wird bei den wichtigsten Lacktypen die Rezeptentwicklung anhand von konkreten Aufgabenstellungen und deren Lösung erklärt. Alle Berechnungen im Zusammenhang mit Rezepturen werden Schritt für Schritt durchgeführt, damit auch ein Anfänger sie nachvollziehen kann. Die so erworbenen Fertigkeiten im Umgang mit Rezepturen können auch auf andere Anwendungen wie z.B. Kleb- und Dichtstoffe übertragen werden. Im Mittelpunkt des Buches steht die Lackformulierung und der Weg zum Rezept (vgl. Laotse: „Der Weg ist das Ziel.“).

Aus der Vielzahl der bestehenden Lack- und Beschichtungssysteme musste eine Auswahl getroffen werden, die sich auf die wichtigsten Typen beschränkt. Die im Buch verwendeten Rezepturen sind häufig aus Richtrezepten oder Patentbeispielen entwickelt worden und sind nicht als sofort produktionsfähige Lackrezepte zu verstehen. Auf patentrechtliche Einschränkungen und eingetragene Warenzeichen (z.B. ™ oder ®) wird nicht ausdrücklich hingewiesen. Darüber hinaus muss darauf hingewiesen werden, dass sich heutzutage durch Firmenverkäufe Produkt- und Markennamen kurzfristig ändern können.

Ziel des vorliegenden Lehrbuchs über Lackformulierung ist es, zukünftige Lacklaboranten oder Ingenieure, Bachelors oder Master mit der Praxis der Lackformulierung vertraut zu machen. Dabei werden die Grundlagen der Chemie sowie ein Basiswissen über Bindemittel, Pigmente und Additive vorausgesetzt. Darüber hinaus soll es auch als Nachschlagewerk für alle an Lacken und Beschichtungen interessierte Leser dienen.

Esslingen und Münster, im Juni 2016

Bodo Mü[email protected]

Ulrich [email protected]

Inhalt

Teil I Grundsätzliches

1 Einführung

1.1 Vorbemerkungen

1.2 Gesichtspunkte des Umweltschutzes

1.3 Lacke als “High-Tech”-Produkte

1.4 Begriffsbestimmungen

1.5 Beschichtungen

1.5.1 Verfestigung von Lacken

1.5.2 Phasengrenzflächen in Beschichtungen

1.6 Adhäsion/Haftung

1.6.1 Benetzung von Substraten

1.6.2 Haftkräfte und -mechanismen

1.6.3 Haftvermittler/Haftschichten

1.6.4 Korrosionsinhibitoren, Korrosionsschutzpigmente und -additive

1.7 Systematik von Lacken

1.8 Literatur

2 Pigmentdispersionen

2.1 Grundsätzliche Betrachtung von dispersen Systemen

2.2 Stabilisierung von Dispersionen

2.2.1 Elektrostatische Stabilisierung

2.2.2 Sterische Stabilisierung

2.3 Netz- und Dispergiermittel

2.3.1 Dispergiermittel

2.3.2 Netzmittel

2.4 Benetzung von Pigmenten

2.5 Literatur

3 Lackrezepturformulierung

3.1 Verhältnis Bindemittel/Feststoffe

3.1.1 Pigmentierungshöhe und Pigment-Volumen-Konzentration

3.1.2 Ölzahl

3.2 Einfluss von Pigmenten auf Lackeigenschaften

3.3 Rezepturentwicklung

3.4 Anstrichaufbau

3.5 Literatur

Teil II Lösemittelhaltige Lacke

1 Bei Raumtemperatur filmbildende Lacke

1.1 Physikalisch trocknende Lacke

1.1.1 Lacke auf Basis von Cellulosenitrat

1.1.2 Lacke auf Basis physikalisch trocknender Acrylatharze

1.1.3 Lacke auf Basis von Kautschukderivaten

1.2 Oxidativ härtende Lacke

1.2.1 Oxidative Härtung

1.2.2 Bindemittel für oxidativ härtende Lacke

1.2.3 Sikkative und Antihautmittel

1.2.4 Öllacke

1.2.5 Alkydharzlacke

1.2.6 Epoxidharzesterlacke

1.3 Zwei-Komponenten-Systeme (2K)

1.3.1 2K-Polyurethanlacke (2K-PUR)

1.3.2 2K-Epoxidharz-Lacke (2K-EP)

1.4 Beschichtungen auf Basis von silanterminierten Präpolymeren

1.4.1 Silanterminierte Polyurethane

1.4.2 Silanterminierte Epoxidharze

1.5 Literatur

2 Einbrennlacke

2.1 Definitionen

2.2 Einbrennlacke auf Basis von Aminoharzen

2.2.1 Aufbau von Aminoharzen

2.2.2 Typen und Eigenschaften von Aminoharzen

2.2.3 Kombinationspartner für Aminoharze

2.2.4 Vernetzungsreaktionen

2.2.5 Katalyse der Vernetzungsreaktionen

2.2.6 Formulierung von Einbrennlacken auf Basis von Aminoharzen

2.3 Einbrennlacke auf Basis von Phenolharzen (Resolen)

2.4 Einbrennlacke auf Basis verkappter Polyisocyanate

2.4.1 Aufbau und Eigenschaften verkappter Polyisocyanate

2.4.2 Kombinationspartner für verkappte Polyisocyanate

2.4.3 Vergleich verkappter Polyisocyanate mit Aminoharzen als Vernetzer

2.4.4 Formulierung von Einbrennlacken auf Basis verkappter Polyisocyanate

2.5 Sonstige lösemittelhaltige Einbrennlacke

2.5.1 Selbstvernetzende Acrylatharze

2.5.2 Selbstvernetzende Polyester

2.5.3 Reaktion von Epoxidgruppen mit Säurederivaten

2.5.4 Siloxane in Einbrennlacken

2.6 Überlackierechtheit

2.7 Literatur

Teil III Wässrige Lacke

1 Wasserlöslichkeit bzw. -dispergierbarkeit von organischen Lackbindemitteln

1.1 Sonderstellung von Wasser als Lacklösemittel

1.2 Polymerverteilungen in Wasser

1.3 Bindemitteldispersionen und -emulsionen

1.3.1 Primärdispersionen

1.3.2 Bindemittelemulsionen

1.3.3 Sekundärdispersionen

1.4 Wässrige Bindemittellösungen

1.4.1 Wasserlöslichkeit von Bindemitteln

1.4.2 Neutralisationsmittel

1.4.3 Colösemittel

1.5 Literatur

2 Bei Raumtemperatur trocknende/härtende wässrige Lacke und Beschichtungen

2.1 Physikalisch trocknende Anstrichstoffe

2.1.1 Filmbildung von Primärdispersionen

2.1.2 Dispersionslacke

2.2 Fassadenbeschichtungen

2.2.1 Dispersionsfarben

2.2.2 Siliconharzfarben

2.2.3 Silicatfarben (2K)

2.2.4 Dispersionssilicatfarben (1K)

2.3 Literatur

3 Bei Raumtemperatur härtende wässrige Lacke

3.1 Wässrige, oxidativ härtende Lacke

3.1.1 Wässrige Lacke auf Basis von Alkydharzen

3.1.2 Weitere wässrige oxidativ härtende Bindemittel

3.1.3 “Hybrid”-Systeme

3.2 Wässrige Zwei-Komponenten-Systeme

3.2.1 Wässrige 2K-Polyurethan-Lacke (2K-PUR)

3.2.2 Wässrige 2K-Epoxidharz-Lacke

3.3 Literatur

4 Wässrige Einbrennlacke

4.1 Allgemeines zur Formulierung wässriger Einbrennlacke

4.2 Wässrige Einbrennlacke auf Basis von Aminoharzen

4.3 Wässrige Einbrennlacke auf Basis von Phenolharzen

4.4 Elektrophoretische Lackabscheidung

4.4.1 Verfahren der elektrophoretischen Lackabscheidung

4.4.2 Anodische Elektrotauchlackierung (ATL)

4.4.3 Kathodische Elektrotauchlackierung (KTL)

4.5 Literatur

Buch-Code: LA1789K

Teil IV Lösemittelfreie Lacke

1 Zwei-Komponenten-Systeme

1.1 2K-Polyurethan-Beschichtungen

1.2 2K-Epoxidharz-Beschichtungen

1.3 Beschichtungen auf Basis ungesättigter Polyester

1.4 Literatur

2 Strahlenhärtende Beschichtungen

2.1 Definitionen der strahlenhärtenden Beschichtungen

2.2 UV-härtende Beschichtungen

2.2.1 Prinzipien der UV-Härtung

2.2.2 UV-Beschichtungsverfahren

2.2.3 UV-Initiatoren und Sensibilisatoren

2.2.4 Bindemittel der UV-Lacke

2.2.5 Reaktive Lösemittel für UV-Lacke

2.2.6 Eigenschaften und Anwendung von UV-Lacken

2.2.7 Formulierungsbeispiele

2.3 Elektronenstrahl härtung

2.4 Literatur

3 Pulverlacke

3.1 Entwicklung der Pulverlacke

3.2 Herstellung von Pulverlacken und allgemeine Eigenschaften

3.3 Applikation von Pulverlacken

3.3.1 Wirbelsinterverfahren

3.3.2 Elektrostatisches Spritzen

3.4 Zusammensetzung und Eigenschaften von Pulverlacken

3.4.1 Thermoplastische Pulverlacke

3.4.2 Vernetzende Pulverlacke

3.4.3 Ausblick für Pulverlacksysteme

3.5 Literatur

Allgemeine Literaturempfehlungen

Lacke und Beschichtungen

Lackrohstoffe

Nachschlage- und Tabellenwerke

Spezialgebiete und Vertiefung

Zeitschriften

Internet-Adressen

Autoren

Index

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