Wässrige 2K-Epoxidharzlacke

Das EP-Harz als Emulsion

Epoxidharz (siehe L-28) ist unpolar und wird für wässrige 2K-EP-Lacke mit einem Emulgator zu feinen Tröpfchen in Wasser emulgiert (Öl-in-Wasser-Emulsion). Diese EP-Harz-Emulsion bildet die Komponente A. Die Tröpfchengröße wird beim Emulgieren gezielt eingestellt.

Drei Härtertypen

• Wasserlösliche Härter: z. B. DETA (H₂N–CH₂CH₂–NH–CH₂CH₂–NH₂) — niedrigviskos, kurze Topfzeit, gut löslich; wegen freiem primären Amin ätzend (H314) und hautsensibilisierend (H317); heute oft durch Addukte ersetzt.
• Wasserdispergierbare Härter: z. B. Polyamidoamine auf Basis von z. B. Versamid-Derivaten als Dispersion — mittlere Reaktivität, weniger freies Amin, bessere Beständigkeit.
• Epoxidharz-modifizierte Addukt-Härter: Reaktionsprodukt aus EP-Harz und Amin, z. B. Aradur 3986 (Huntsman) oder Casamid-Typen — geringstes freies Amin, beste Filmeigenschaften, Standard im Industriekorrosionsschutz.
• Die Wahl richtet sich nach Anwendung: schnelle Trocknung oder maximale Beständigkeit.

Warum die Topfzeit begrenzt ist

Härter und Harz liegen zunächst in getrennten Tröpfchen bzw. gelöst im Wasser vor. Damit sie reagieren können, muss der Härter erst in die EP-Harz-Tröpfchen eindiffundieren. Je kleiner die Tröpfchen, desto schneller die Diffusion — und desto kürzer die Topfzeit. Auch die Rührintensität beim Ansetzen beeinflusst das Ergebnis. Tückisch: Das Topfzeitende ist bei wässrigen 2K-EP-Lacken oft nicht an einem Viskositätsanstieg erkennbar — die Mischung bleibt scheinbar verarbeitbar, ergibt aber matte, wenig beständige Filme. Deshalb gilt die Herstellerangabe zur Topfzeit, nicht der Augenschein.

Netzmittel für die Härtung

Epoxyreaktive Netzmittel — kleine epoxidhaltige Moleküle mit einer polaren und einer unpolaren Seite — setzen die Grenzflächenspannung zwischen EP-Harz-Tröpfchen und Wasser herab und werden am Ende fest ins Netzwerk eingebaut. Sie sind nicht bei jeder Formulierung zwingend, aber in der Praxis weit verbreitet — besonders wenn kritische Untergründe wie Stahl oder Beton einwandfrei benetzt werden müssen. Entscheidender Vorteil gegenüber klassischen Tensiden: Durch den Einbau ins Netzwerk wandern sie nicht aus, erzeugen keinen Schaum und schwächen die Barrierewirkung des Films nicht.

Anwendung

Wässrige 2K-EP-Lacke verbinden die für Epoxidharz typische Haftung und Chemikalienbeständigkeit (siehe L-28) mit geringer Lösemittelemission. Praxisanwendungen: Betonbodenbeschichtung in Parkhäusern und Produktionshallen, Korrosionsschutz-Grundierung nach ISO 12944 (Kategorie C3/C4), Stahlbau- und Brückenbeschichtung sowie Behälterinnenauskleidung (z. B. trinkwassergeeignete Systeme nach KTW-BWGL des Umweltbundesamtes und DVGW W 270).

Stöchiometrie und Beständigkeit

Chemisch ist es dieselbe Vernetzung wie beim lösemittelhaltigen 2K-Epoxid: Epoxidgruppen plus Amin-Wasserstoffe. Deshalb gilt dieselbe Stöchiometrie — Epoxidäquivalent des Harzes und Amin-Wasserstoff-Äquivalent des Härters müssen zueinander passen (siehe L-28 und L-29); ein grober Über- oder Unterschuss schwächt Härte und Beständigkeit. Zur Beständigkeit: Moderne wässrige 2K-EP-Systeme erreichen fast das Niveau der lösemittelhaltigen und ersetzen sie zunehmend; im sehr anspruchsvollen Korrosionsschutz können lösemittelhaltige oder High-Solid-Systeme aber noch leicht überlegen sein, weil das Wasser während der Härtung Vernetzung und Barrierewirkung etwas stören kann. Der gewählte Härtertyp entscheidet dabei mit.

Gesundheitliche Bewertung

EP-Harz enthält BADGE (Bisphenol A diglycidyl ether), einen bekannten Hautsensibilisator — auch kleine Mengen können Kontaktallergie auslösen. Primäre Amine wie z. B. DETA oder TEPA wirken ätzend auf Haut und Augen (H314) und können wie das EP-Harz Kontaktallergien auslösen (H317). Addukt-Härter sind deutlich besser verträglich, weil das freie Amin gebunden ist — ein guter Grund, im Korrosionsschutz bevorzugt Addukt-Härter einzusetzen. In wässrigen Systemen sind Lösemitteldämpfe reduziert, aber Amingeruch und Sprühnebel bei Spritzapplikation bleiben gesundheitsrelevant. Schutz: Chemikalienschutzhandschuhe (Nitril oder Butylkautschuk), Schutzbrille, bei Spritzapplikation Atemschutz.

Merksatz