Füller (Füllprimer)

Was ein Füller ist — fünf Aufgaben gleichzeitig

Die fünf Aufgaben im Einzelnen:
1. Füllen: Unebenheiten bis 20–80 µm ausgleichen, Porosität des Untergrunds schließen.
2. Schleifbarkeit: spezifische Kornstruktur durch Talkum und Bariumsulfat — das Schleifpapier soll nicht zusetzen, die Fläche soll glatt und eben werden.
3. Zwischenschichthaftung: der Füller muss auf dem Untergrund (Grundierung, KTL, blankes Metall) haften und selbst dem Decklack oder Basislack Haftung bieten.
4. Korrosionsschutz: Barrierepigmente oder Passivierungspigmente, Porenverschluss.
5. Wegschlagverhinderung: ausreichend Bindemittel, damit der aufgebrachte Decklack nicht in den Füller 'wegschlägt' und matt wird.
Ein Füllprimer (Primer-Surfacer) vereint Grundierung und Füller in einem Produkt — spart eine Schicht, wenn Untergrundanforderungen nicht zu hoch sind.
Anwendungen: Automobilserie (L-113), Fahrzeugreparatur (L-116), Industrielackierung (Maschinen, Landmaschinen, Stahlbau), Möbel und Holzwerkstoff.

Modernes System nach Anwendung

Der Alkyd-Melamin-Einbrennfüller ist historisch; heute je nach Anwendung:
• Industrie-Einbrennfüller (Metallmöbel, Landmaschinen): gesättigter Polyester-Melamin-Einbrennlack (140–160 °C); PVK ≈ 20–35 Vol.-% (Einbrennfüller typisch 20–30), Talkum und Bariumsulfat als Schleiffüllstoffe, kein BPA.
• OEM-Automobil: wasserbasierter Polyester oder PU-Dispersion + Melaminharz, wässrig (L-113).
• Reparaturfüller (Refinish): 2K-PUR, lösemittelhaltig oder High-Solid; Raumtemperatur oder forciert 60 °C (L-116).
• Korrosionsschutz-Füllprimer Industrie: 2K-EP-Füllprimer (EP-Harz + Polyaminhärter) — sehr gute Haftung und Korrosionsschutz auf blankem Stahl.
Gemeinsam bei allen: höhere PVK als der Decklack (etwa 20–35 Vol.-% gegen 13–20 Vol.-%) und Talkum als Schleiffüllstoff. Die Schichtdicke liegt je nach System unter oder über der Decklackdicke (Werte siehe Applikation und Schichtdicken).

Untergrundvorbehandlung — Querverweis

Die Vorbehandlung des Metalluntergrunds (Phosphatierung, chromfreie Konversionsschicht) ist ein eigenes Thema und Voraussetzung für die Haftung des Füllers — aber nicht Teil des Füllers selbst. Zu den Vorbehandlungsverfahren → L-64 (Untergründe und ihre Vorbehandlung). Die früher übliche Chromatierung von Zink und Aluminium nutzte Chrom(VI)-Salze; Chrom(VI) ist krebserzeugend, deshalb werden heute chromfreie Konversionsverfahren auf Titan-, Zirkon- oder Silanbasis eingesetzt. Stahl wird vor der KTL nach wie vor zinkphosphatiert (siehe L-64). Nicht zu verwechseln mit Zinkphosphat als Korrosionsschutzpigment im Lackfilm (L-41).

Objekttemperatur und Vernetzung

Maßgeblich für die Vernetzung ist die Objekttemperatur (OT), also die tatsächliche Temperatur des Werkstücks. Sie liegt unter der Ofentemperatur, weil das Werkstück langsamer aufheizt. Überbrennen (zu lange/heiß) macht den Film hart und spröde; Unterbrennen (zu kurz/kühl) ergibt Untervernetzung und damit schlechtere Beständigkeit.

Applikation und Schichtdicken

Spritzapplikation: Druckluft (HVLP), Airless oder elektrostatisch. Typische Verarbeitungsviskositäten: 20–35 s DIN-Becher 4 mm/20 °C spritzfertig.
Schichtdicken:
• Einbrennfüller (Industrie, OEM): 20–40 µm TF
• Reparaturfüller (Refinish, 2K-PUR): 30–80 µm TF
Einbrennbedingungen Industrie-Einbrennfüller: 140–160 °C Objekttemperatur (OT), 20–30 min; OEM-Automobilfüller: 160–170 °C OT, 20–25 min (siehe L-113); Reparaturfüller 2K-PUR: forciert 40–60 °C/30 min oder Raumtemperatur.

Schleifbarkeit

Ein Füller muss sich gut schleifen lassen; Talkum verbessert Schleifbarkeit und Haftung. Geprüft wird mit definiertem Schleifpapier und Anpressdruck, ob das Papier zusetzt und wie die Schleiffläche aussieht.

PVK berechnen — Formel und kritische PVK (KPVK)

Richtwerte Pigmentierungshöhen (P/B-Verhältnis)

Das Pigment-Bindemittel-Verhältnis (P/B) gibt die Einwaagemengen von Pigmenten und Füllstoffen (Pigmentgemisch) im Verhältnis zum nichtflüchtigen Bindemittelanteil (nfA) an. Richtwerte nach Müller/Poth (Tab. I-3.7):

Grundanstrich: P/B = (2–4) : 1 — hoher Füllstoffanteil für Haftung und Porenabdichtung
Zwischenanstrich: P/B = (1,5–2,5) : 1 — ausgewogen, Fülle und Zwischenschichthaftung
Deckanstrich: P/B = (0,1–1) : 1 — wenig Füllstoff für Glanz und Deckvermögen

Führt ein hohes P/B — nach Umrechnung über die Dichten — zu einer PVK oberhalb der KPVK, entstehen Porosität, Mattheit und geringe Kohäsion; ein zu niedriges P/B erhöht die Rohstoffkosten unnötig (Umrechnung siehe L-55).
Quelle: Müller/Poth, Lackformulierung und Lackrezeptur, Tab. I-3.7.

Einbrenndecklack weiß — Rezeptur mit Produktnamen (Alkyd/Melamin)

Fertigungsrezeptur eines lösemittelhaltigen Einbrenndecklacks weiß nach Müller/Poth (Tab. II-2.4); PVK = 20 Vol.-%, Ansatzviskosität 70 s DIN 4/20 °C, mit Isobutanol auf Spritzviskosität 20–35 s DIN 4 einzustellen; Einbrennen 30 min / 135 °C; Schichtdicke 45 µm; hochglänzend, flexibel, wetterbeständig:

Dispergieransatz                     Gew.-%
Setal 84 (70 % SN, allnex)           16,60  (kurzöliger Alkyd)
Kronos 2310 (Kronos Intl.)           30,50  (TiO₂ Rutil)
Disperbyk 163 45 % (Byk)             1,20  (Dispergiermittel)
Arom. KW (Sdb. 158–170 °C)           2,50

Auflacken                            Gew.-%
Setal 84 (70 % SN)                   20,37
Luwipal 072 (75 % IB, BASF)          11,49  (Melamin-Imino-Typ, 135 °C-Vernetzer)
Baysilon OL 55 (5 % SN, Borchers)     1,00  (Verlaufmittel)
Arom. KW (158–170 °C)                 3,84
Solvesso 150                          5,00
Isobutanol                            5,13
2-Ethylhexanol (BASF)                 2,50

Summe                               100,13  (≈ 100,0)
nfA ≈ 65,6 %; Lösemittelanteil ≈ 34,4 %.
Quelle: Müller/Poth, Lackformulierung und Lackrezeptur, Tab. II-2.4.

Merksatz