Alle Tafeln › Kapitel 10 · Spezial- und Funktionsbeschichtungen
L-130
Glasbeschichtung
Lacke auf Glas — Haftung auf einer glatten, polaren Oberfläche
Prüfungsteil 1A 9
Werkstoff Glas
Glas besteht überwiegend aus Siliciumdioxid in amorpher (gestaltloser) Anordnung von SiO4-Tetraedern, dazu Metalloxide wie Natrium-, Kalium- und Calciumoxid. Es ist lichtdurchlässig, hart und spröde, gegenüber vielen Medien beständig, kann jedoch insbesondere durch starke Laugen sowie je nach Glaszusammensetzung durch weitere aggressive Medien angegriffen werden, und ist empfindlich gegen plötzliche Temperaturwechsel.
Bindemittel für Glas
Je nach Anwendung (Malfarben, dauerhafte Beschichtung) können magere Alkydharze, UV-härtende UP-/Acrylatsysteme oder wässrige Dispersionen eingesetzt werden; die Eignung hängt von Glas, Vorbehandlung und Anforderung ab. Bei wässrigen Systemen kommen Dispersionen auf Basis von Polyvinylacetat und Polyvinylbutyral (PVB) zum Einsatz.
Farbstoffe und Additive
Für transparente Farbwirkung eignen sich lösliche Farbstoffe, vor allem Metallkomplex-Farbstoffe (zentrales Metallatom mit Liganden) sowie lösliche Azo-Farbstoffe (Kupferphthalocyanine hingegen sind typische organische Pigmente, keine Farbstoffe). Cellulosenitrat dient als physikalisch trocknender Filmbildner zur schnelleren Antrocknung; als Additive kommen z. B. Verlaufsmittel und Rheologieadditive gegen Läuferbildung hinzu.
Vorbehandlung und Haftung
Vor der Beschichtung muss das Glas sauber, fettfrei und trocken sein; gereinigt wird mit einem entfettenden Lösemittel. Anders als man meinen könnte, ist Glas nicht unpolar, sondern polar und hochenergetisch (Silanolgruppen an der Oberfläche) — es wird deshalb gut benetzt. Das Haftungsproblem ist zweifach: Die Oberfläche ist sehr glatt (wenig mechanische Verankerung), und der polare Verbund ist wasserempfindlich, sodass Feuchtigkeit die Haftung an der Grenzfläche unterwandern kann. Abhilfe schaffen Haftvermittler auf Silan-Basis: Sie können über hydrolysierte Silangruppen mit der Glasoberfläche wechselwirken und über organofunktionelle Gruppen an die Beschichtung anbinden; dadurch kann die Haftung und Feuchtebeständigkeit verbessert werden. Zusätzlich lässt sich die Oberfläche durch Anätzen aufrauen. Störungen durch Staub sind bei transparenten Lacken besonders sichtbar (Unebenheiten, Krater, Haftungsminderung).
Umwelt und Sicherheit
Zum Anätzen genannte Flusssäure ist hochgiftig und stark ätzend — Verwendung nur mit besonderer Fachkunde und Schutzausrüstung, sonst Alternativen bevorzugen. Wegen der Bruchgefahr beim Umgang mit Glas Schutzbrille und schnittfeste Handschuhe tragen. Lösemittelemissionen gering halten.
Merksatz
Glasbeschichtung = Haftung auf glattem, polarem Untergrund. Glas wird gut benetzt, aber die glatte, wasserempfindliche Oberfläche hält schlecht — Silan-Haftvermittler verbessern Haftung und Feuchtebeständigkeit deutlich. Bindemittel nach Zweck (magere Alkyde, UV-UP, PVAc/PVB-Dispersionen), transparente Farbstoffe, reinigen bzw. anätzen — und Glasbruch- sowie Flusssäuregefahr ernst nehmen.
- Brock/Groteklaes/Mischke, Lehrbuch der Lacktechnologie
Übungsblatt Ü-130
Prüfen, ob es sitzt.
1. Warum ist die Haftung das Hauptproblem beim Beschichten von Glas, und welche Bindemittel werden je nach Zweck eingesetzt?
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2. Ein mageres Alkydharz ist 60 %ig (in Xylol) gelöst. Wie viel Festharz steckt in 250 g der Harzlösung?
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3. Wie bereitet man Glas für die Beschichtung vor, wie lässt sich die Haftung verbessern, und welche Gefahren sind dabei zu beachten?