FreiLacke bringt styrolreduzierte Gelcoats zur Marktreife

2. Oktober 2020

Geruchsemissionen dauerhaft um fast ein Viertel senken

Oechsle, ein Spezialist für Kunststoffformteile aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK), fertigt Maschinen- und Baufahrzeugabdeckungen für die Maschinenindustrie. Um diese Bauteile gleich in den gewünschten Farbtönen herzustellen, bezieht das Göppinger Unternehmen Streich-Gelcoats von FreiLacke, die jeweils manuell auf ihre Formen aufgebracht werden.

Gelcoats sind farbgebende Hartlacke, die zum Schutz der Formteile noch in die Werkzeuge aufgetragen werden und sie dauerhaft vor Feuchtigkeit, UV-Strahlung oder Druckschäden schützen. Sie beinhalten in nicht unerheblichen Mengen Styrol, einen gesundheitsgefährdenden Stoff, dessen Dämpfe schon bei niedrigen Konzentrationen unangenehm riechen, selbst wenn diese unterhalb des offiziellen Arbeitsplatzgrenzwertes liegen. „Den Unternehmen werden häufig Auflagen zur Verminderung der Geruchsemissionen gemacht“, erklärt Carolin Neubert, Lack-Laborantin und unter anderem zuständig für die Composite-Entwicklung bei FreiLacke. „Deshalb erfolgen bei Herstellern wie Anwendern regelmäßige Überprüfungen des sogenannten MAK-Wertes („Maximale Arbeitsplatz-Konzentration“) durch die Berufsgenossenschaft.“

Auch GFK-Experte Oechsle stand vor dieser Herausforderung und sprach seinen langjährigen Lieferanten – FreiLacke beliefert die Kunststoffexperten schon seit 1997 – wegen der Senkung der Geruchsemission an. „Fertigungsbedingt werden bei uns die Bauteile am Nachmittag eingestrichen; das sind rund 25 Großbauteile in einer Halle. Das könnte unter Umständen zu einer zu hohen Konzentration der Styrolemissionen führen, zumal wir gut ausgelastet sind und die Nachfrage beständig steigt. Um Schwierigkeiten zu vermeiden, haben wir uns Ende 2019 direkt an unseren Lieferanten gewandt“, erklärt der stellvertretende Geschäftsführer Thomas Oechsle. „Wir stehen ohnehin in ständigem, produktivem Austausch mit FreiLacke.“

50 Monomere abgeprüft

Bereits seit längerem forschen die Lackexperten von Frei zum Thema styrolfreie bzw. styrolreduzierte Lacksysteme. „Nach Rücksprache mit Rohstoffherstellern sowie nach Messebesuchen haben wir immer wieder verschiedene Monomere gegen Styrol abgeprüft. Styrol hat den großen Vorteil, dass es sehr niedrigviskos und gleichzeitig sehr reaktiv ist. Durch seine funktionellen Gruppen bindet es sich sehr gut in den Gelcoat mit ein“, berichtet Neubert. Genau darin hätten dann die Herausforderungen an die Monomere bestanden: Insgesamt hat das FreiLacke-Labor rund 50 verschiedene Monomere auf deren Eigenschaften getestet. Neubert war zuvor in der Entwicklung von UV-Lacken tätig und kannte die entsprechenden Lieferanten. „Deshalb war das Projekt von Anfang an bei mir“, erklärt sie. „Durch diese Vorerfahrungen konnten wir bei der Anfrage von Oechsle sehr zeitnah mit den ersten Versuchen starten.“

9 Monate von der Anfrage bis zum fertigen Produkt

Für Oechsle wurden die Monomere in Bezug auf ihre Verarbeitung, Reaktivität, Wetterbeständigkeit, Viskosität sowie ihre Lagerfähigkeit getestet – immer im Vergleich zu den styrolhaltigen Produkten. „Schließlich konnten wir mit einem Alternativ-Monomer ein styrolreduzierten Gelcoat herstellen, das bessere Ergebnisse bezüglich der Wetterbeständigkeit und der Lagerfähigkeit erzielt als das herkömmliche System“, berichtet die Lacklaborantin. Nach einem begleiteten Produktionsversuch bei Oechsle und weiteren Tests erhielt das neue System von Oechsle die Freigabe. „Der Laminierer hat bei der Verarbeitung selbst gar keinen Unterschied festgestellt. Nur der Geruch sei plötzlich viel schwächer, kommentierte er“, berichtet Thomas Oechsle von der Umstellung in seinem Betrieb. Insgesamt habe die Entwicklungszeit nur ein Dreivierteljahr betragen, erklärt er zufrieden.

Weitere Farbtöne nachgeordert

Wie Neubert erklärt, fällt die Reduzierung von Gelcoat zu Gelcoat unterschiedlich aus. So ließ sich bei Oechsle der Styrolanteil um 17 bis 23 Prozent reduzieren – teilweise also um ein knappes Viertel. „Durch das verwendete Basisharz der Gelcoats (Ortho bzw. ISO-NPG) haben wir immer noch einen prozentualen Anteil an Styrol in den Systemen, aber es wird zur Einstellung der Viskosität bzw. Reaktivität kein weiteres Styrol hinzugeben. Und genau dies war die große Herausforderung: Denn die Verarbeitungsqualität sowie die physikalischen Daten sollten gegenüber der styrolhaltigen Systeme gleichbleiben“, sagt die Lackexpertin.
Nachdem die ersten zwei Gelcoats für die Maschinenbauteile von Oechsle erfolgreich umgestellt wurden, fragte der Kunde bereits nach weiteren Farbtönen. Darüber hinaus ist das neue System inzwischen auch bei anderen Kunden der Schwarzwälder Lackprofis im Gespräch; die Entwicklungen laufen.