Alle Tafeln › Kapitel 4 · Dispergierung und Rezeptur
L-58
Rechenbeispiel: Härtermenge im 2K-PUR-Lack
Schritt für Schritt von der OH-Zahl zur Härtereinwaage
Prüfungsteil 1A 7.2 · A 10
Die Aufgabe
Ein hydroxylhaltiges Bindemittel mit der OH-Zahl 112 mg KOH/g liegt mit 500 g Festkörper vor und soll mit einem Polyisocyanat (NCO-Gehalt 22 %) bei der Kennzahl 1,0 vernetzt werden. Gesucht ist die nötige Härtereinwaage. Genau dieses Schema trägt jede 2K-PUR-Berechnung (siehe L-27) — wir gehen es Schritt für Schritt durch.
Schritt 1 — OH-Äquivalente
n(OH) = m · OH-Zahl / 56100 = 500 · 112 / 56100 = 0,9982 mol (m = Einwaage in g; 56100 = Masse KOH in mg je mol)
Schritt 2 — NCO-Äquivalentmasse
NCO-Äquivalentmasse = M(NCO) / (NCO-Gehalt/100) = 42,02 / 0,22 = 191,0 g/Äq. (M(NCO) = 42,02 g/mol)
Schritt 3 — Härtermenge und Ansatz
m(Härter) = n(OH) · NCO-Äquivalentmasse · Kennzahl = 0,9982 · 191,0 · 1,0 = 190,7 g → Gesamtansatz = 500 + 190,7 = 690,7 g (Kennzahl = NCO:OH-Verhältnis)
Kennzahl und häufige Fehler
Die Kennzahl ist das Verhältnis von NCO- zu OH-Gruppen. Bei 1,0 stehen genau gleich viele Isocyanat- wie Hydroxylgruppen zur Verfügung. Wird zu wenig Härter zugegeben (Kennzahl deutlich unter 1,0), bleiben OH-Gruppen unvernetzt: Die Netzwerkdichte sinkt, der Film bleibt weicher und klebriger, Chemikalien-, Lösemittel- und Kratzbeständigkeit fallen ab. In der Praxis wählt man oft 1,03 bis 1,05, um Nebenreaktionen des Isocyanats — vor allem mit Luftfeuchte — auszugleichen. Die Härtermenge ist der Kennzahl direkt proportional: Kennzahl 1,05 statt 1,00 bedeutet genau 5 % mehr Härter, im Beispiel also 200,2 g statt 190,7 g. Der häufigste Fehler ist, die OH-Zahl mit der falschen Bezugsmasse zu rechnen oder die NCO-Äquivalentmasse mit dem NCO-Gehalt selbst zu verwechseln.
Merksatz
Immer drei Schritte: OH-Äquivalente = Masse · OH-Zahl / 56100, NCO-Äquivalentmasse = 42,02 / (NCO%/100), dann Härter = OH-Äquivalente · NCO-Äquivalentmasse · Kennzahl.
- Brock/Groteklaes/Mischke, Lehrbuch der Lacktechnologie
- Müller/Poth, Lackformulierung und Lackrezeptur
Übungsblatt Ü-58
Prüfen, ob es sitzt.
1. Erklären Sie, warum man die Kennzahl in der Praxis oft leicht über 1,0 wählt.
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2. Ein OH-Bindemittel (OH-Zahl 90 mg KOH/g) wird mit 300 g Festkörper vorgelegt und mit einem Polyisocyanat (NCO-Gehalt 24 %) bei der Kennzahl 1,0 vernetzt. Berechnen Sie die Härtermenge und den Gesamtansatz.
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3. Ein 2K-PUR-Ansatz wird versehentlich mit deutlich zu wenig Härter gemischt (Kennzahl etwa 0,8). Welche Folge hat das für den Film?