Bindemittel im Wasser — die drei Wege

Das Grundproblem

Lackbindemittel sind meist hydrophob und lassen sich nicht einfach in Wasser lösen (siehe L-71). Damit sie trotzdem als wässriges System vorliegen, gibt es drei grundsätzliche Wege — sie unterscheiden sich darin, wie das Bindemittel ins Wasser gebracht wird (siehe auch L-70). Alle drei haben eigene Vor- und Nachteile und Einsatzgebiete.

Weg 1: Primärdispersion

Das Bindemittel wird direkt im Wasser hergestellt — durch Emulsionspolymerisation (siehe L-73). Es entstehen feine, dispergierte Polymerteilchen (Latex). So sind sehr hohe Molmassen möglich, ohne dass die Dispersion zäh wird (siehe L-73). Primärdispersionen sind die Grundlage der Dispersionsfarben. Die Latexteilchen sind rund 0,05 bis 5 µm groß (typisch 0,1 bis 1 µm) — die Dispersion ist milchig.

Weg 2: Sekundärdispersion

Das fertige Bindemittel wird zuerst getrennt hergestellt (in Lösung oder Schmelze) und dann nachträglich in Wasser dispergiert. Diesen Weg nutzt man vor allem für Polyurethan- und Acrylat-Bindemittel höherer Wertigkeit. Der Umweg über die getrennte Herstellung erlaubt ein maßgeschneidertes Bindemittel. Die Teilchen sind häufig feiner — typische Werte liegen im kolloidalen Bereich (etwa 0,01 bis 0,1 µm), sodass die Dispersion fast klar bis opaleszierend wirkt. Das ist allerdings eine Tendenz und kein Definitionsmerkmal; entscheidend ist der Herstellweg (siehe L-74).

Weg 3: Wässrige Lösung

Bindemittel mit eingebauten Carboxylgruppen werden mit einem Amin neutralisiert und dadurch wasserlöslich (siehe L-75). Solche Bindemittel sind meist niedermolekular und werden vor allem für Einbrennlacke eingesetzt, wo sie mit einem Aminoharz vernetzen (siehe L-31). Hier liegen die Moleküle einzeln gelöst vor (molekulardispers, unter etwa 0,01 µm) — die Lösung ist klar.

Wann welcher Weg

Primärdispersionen liefern hohe Molmasse und physikalisch trocknende Filme ohne Einbrennen — typische Anwendungen: Fassadenfarbe (Styrol-Acrylat), Innenfarbe (Polyvinylacetat), Holzlasur (Reinacrylat). Sekundärdispersionen erlauben maßgeschneiderte Chemie für hochwertige Systeme: PU-Parkettlack, 2K-PU-Wasserbasislack für Möbel, PU-Decklack im Korrosionsschutz. Wässrige Lösungen sind niedermolekular und werden überwiegend eingebrannt: wasserverdünnbarer Alkyd-Einbrennlack (Automobil), wasserbasierter Klarlack im Coil Coating; daneben gibt es oxidativ lufttrocknende wasserverdünnbare Alkyde (siehe L-82, L-17). Oft kombiniert man mehrere Bindemittelarten; die Wahl richtet sich nach Anwendung und Trocknungsart.

Merksatz