Die CTA informiert Nanotechnologie bei Parkettlacken Kleine Teilchen, große Wirkung?

Kleine Teilchen, große Wirkung? Definition: Nanotechnologie ist das neue Zauberwort. Wissenschaftler trauen dem Ansatz zu, die Werkstoffkunde völlig zu revolutionieren. Anwendung: Bei der Herstellung kleinster Nanoteilchen entstehen riesige Oberflächen, die durch Wechselwirkungen Eigenschaften von Werkstoffen völlig verändern können. Erste Erfolgsmeldungen kommen aus dem Bereich der Oberflächenbehandlungsmittel: Easy-to-clean-Beschichtungen im Sanitärbereich, antimikrobielle Oberflächen, Antihaftbeschichtungen, selbstreinigende Fassaden im Hochbau, Antifoulinglacke, Nachstellung des Lotusblumeneffekts und kratzfeste Brillenglasbeschichtungen durch monomolekulare Schichten – alles innovative Anwendungen, die auf der neuen Technologie basieren. Branche: So verwundert es nicht, dass auch in Entwicklungslabors der Hersteller von Bodenbelägen, Beschichtungen und Parkettlacken, wo höchste Anforderungen an Kratz- und Abriebsfestigkeit gestellt werden, mit dieser Technologie gearbeitet wird. Wirkung: Was heißt „nano“, welche Effekte können bei Parkettlacken erzielt werden? Der Begriff „Nanotechnologie“ ist nicht genau definiert. Ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter. Nanopartikel sind zwischen einem und 100 Nanometer lang. In der Lackindustrie versteht man unter Nanotechnologie Verfahren, um nanoskalige anorganische Stoffe in eine organische Matrix einzuarbeiten und darin zu stabilisieren. Erfahrung: Auch bisher wurden feinteilige Metalloxide als Füllstoffe oder Mattierungsmittel bei der Formulierung von Lacken verwendet und anorganische und organische Bestandteile kombiniert. Positive Auswirkungen auf Abrieb- und Kratzfestigkeit ergaben sich nicht, obwohl die Teilchengröße im Bereich von 50 bis 100 Nanometer liegen kann. Offenbar müssen außer der Partikelgröße weitere Voraussetzungen erfüllt sein, damit die gewünschten Effekte auftreten. Material: Um hohe Abrieb- und Kratzfestigkeiten zu erreichen, ist es naheliegend, anstatt der klassischen Füllstoffe möglichst harte anorganische Stoffe wie Aluminiumoxid (Al203) mit einer Mohs’schen Härte von neun oder Siliciumdioxid (SiO2) mit einer Mohs’schen Härte von sieben einzusetzen. Diamant, das härteste bekannte Material, hat eine Mohs’sche Härte von zehn. Um eine möglichst große Oberfläche zu erzeugen, müssen die Teilchen möglichst klein sein. Klassische Nanopartikel haben einen Partikeldurchmesser von zirka 20 Nanometer. Oberfläche: Es muss sichergestellt sein, dass die Nanoteilchen erhalten bleiben und nicht unmittelbar nach der Herstellung oder der Beigabe zum Lack agglomerieren. Dadurch würde deren Gesamtoberfläche verkleinert, würden mögliche Effekte zunichte gemacht. Ferner müssen die anorganischen Teilchen fest in die organische Bindemittelmatrix eingebunden sein, da diese sonst leicht ausbrechen und die Lackeigenschaften verschlechtern. Es muss eine entsprechende Menge an nanoskaligem Füllstoff zugegeben werden, um eine ausreichend große Oberfläche zu erzeugen. Parkettlacke: Dies ist bei der Herstellung von modernen kratzfesten UV-Lacken für die industrielle Beschichtung von Mehrschichtparkett weitgehend umgesetzt. Die Produkte werden als „Antiscratch-Lacke“ bezeichnet und weisen verglichen mit herkömmlichen Lacken eine klar verbesserte Kratzfestigkeit auf, die eindeutig messbar und durch den Stahlwolletest einfach zu verifizieren ist. Der Effekt wird durch Verwendung nanoskaliger Aluminium- und Siliciumoxide erreicht. Um ein Zusammenballen der eingesetzten Nanoteilchen zu vermeiden, werden diese vor der Einbringung in den Lack mit einer speziellen Oberflächenmodifizierung versehen. Außer der vermiedenen Agglomerisation wird es durch diese Oberflächenmodifizierung ermöglicht, bis zu 50 Prozent anorganischer Stoffe einzuarbeiten, ohne dass die Verarbeitungseigenschaften der Lacke beeinträchtigt werden. Durch Einbau funktioneller Gruppen kommt es zusätzlich bei der UV-Licht-induzierten Aushärtung zu einer chemischen Vernetzung mit dem organischen Bindemittel. Dadurch werden die organischen und anorganischen Lackbestandteile dauerhaft miteinander verbunden. Dies führt auch zu einer verbesserten Abriebbeständigkeit. Handwerk: Außer den industriell applizierten UV-Lacken haben aber auch handwerklich applizierte Parkettlacke sowohl bei der Neuverlegung als insbesondere auch bei der Renovierung von Parkett große Bedeutung. Um die vielseitigen Anforderungen an Arbeits- und Umweltschutz erfüllen zu können, werden dafür heute überwiegend wasserbasierte Produkte verarbeitet. Ziel der Lacktechniker ist es, die bei den UV-Lacken erreichten Eigenschaften auch bei Wasserlacken zu verwirklichen. Aufgrund der völlig unterschiedlichen Chemie der Lacksysteme – hier lösemittel- und wasserfreie 100-Prozent-Systeme, dort Dispersionen in wässriger Umgebung – lässt sich das Verfahren zur Einbindung der nanoskaligen Füllstoffe noch nicht übertragen. Hauptproblem ist, dass die Nanopartikel in der wässrigen Phase nicht stabil bleiben und zur Agglomeration neigen. Wie bei den UV-Lacken gilt es eine Oberflächenmodifikation zu finden, die die Nanopartikel in der wässrigen Phase stabilisiert und das Einbringen entsprechender Mengen Füllstoff sowie deren Vernetzung mit dem Bindemittel ermöglicht. Marketing: Das Erreichen dieses Ziels ist aktuell ein Entwicklungsschwerpunkt der Hersteller von handwerklich verarbeiteten Wasserlacken. So lange es indes noch nicht gelungen ist, mit Wasserlacken den UV-Lacken ähnliche Kratz- und Abriebsfestigkeiten zu erreichen, sollte im Marketing mit Begriffen wie „nano“ oder „Nanolacke“ bei wasserbasierten Parkettlacken zurückhaltend umgegangen werden, um die mit der neuen Technologie verbundenen Hoffnungen nicht zu enttäuschen und den Begriff „Nanotechnologie“ nicht schon in einem frühen Stadium negativ zu besetzen. Info: Die CTA, Chemisch-Technische Arbeitsgemeinschaft, ist eine Initiative namhafter Hersteller von Parkettschutzprodukten: Almarit-Lacke, Berger-Seidle Siegeltechnik, CC-Dr. Schutz, Eukula, IRSA Lackfabrik Irmgard Sallinger und Loba. Fordern Sie Informationsmaterial an: CTA, Feringastraße 6, 85774 Unterföhring, Telefon +4989/ 99216-430, Fax +4989/99216-200, www.c-t-a.de.

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