Unter Epoxidharzen (EP-Harze) versteht man Reaktionsharze, die aus der Umsetzung von Epoxiden mit mehrwertigen Alkoholen entstehen. Über 90 % der Weltproduktion an EP-Harzen entsteht durch Umsetzung von Epichlorhydrin mit Bisphenol A. Die (unvernetzten) Epoxidharze sind normalerweise flüssig/viskos. Aus den unvernetzten Epoxidharzen entsteht durch Zugabe eines Härters das feste, vernetzte Epoxidharz, welches ein Duroplast ist. Aufgrund des sehr unterschiedlichen Gehalts an Füllstoffen und des stark variierenden Vernetzungsgrades der Harze können sich die Eigenschaften der Epoxidharze stark unterscheiden.
Quantitativ haben die Epoxidharze im Bausektor eine geringe relativ Bedeutung, da sie hauptsächlich als Bestandteil (z.B. Bindemittel) von Baustoffen eingesetzt werden. Der Verbrauch und die Bedeutung von Epoxidharzen nehmen jedoch ständig zu.
Wesentliche Bestandteile
Die Oligomere werden meist aus Bisphenol A und Epichlorhydrin synthetisiert, die Vernetzung erfolgt durch Kalt- oder Warmhärtung mit Hilfe von Aminen oder Säureanhydriden. Zur Aushärtung geeignet sind Verbindungen mit aktiven Wasserstoff-Atomen, wie Polyamine und deren Addukte, Polyaminoamide, Ketimine oder auch Polyisocyanate. Des weiteren kann die Vernetzung auch mit reaktionsfähigen Polymeren, wie Phenol-Harzen, Aminoplasten oder Polyester-Harzen, die Carboxy-Gruppen enthalten, durchgeführt werden.
Charakteristik
Unvernetzte Epoxidharze sind begrenzt beständig gegen Feuchtigkeit, Basen und gegen Salzlösungen, nicht beständig gegenüber Säuren und Oxidationsmitteln. Die Beständigkeit gegenüber organischen Lösemitteln hängt stark vom jeweiligen Produkt ab. Vernetzte Produkte sind sehr beständig gegen Feuchtigkeit, Basen, Salzlösungen und organische Lösemittel. Epoxidharze haften sehr gut auf nahezu allen Werkstoffen (Kunststoffe, Metall, Stein, Glas, Porzellan, Holz). Daher sind sie als Klebstoffe, Lacke und Beschichtungsstoffe geeignet. Der Schwund beim Aushärten ist gering. Dies macht sie für den Einsatz als Gießharze geeignet.
Die Materialien zeichnen sich durch hohe Maßhaltigkeit und das Fehlen von Spannungsrissbildung aus. Warm gehärtete Epoxidharze haben deutlich bessere mechanische, thermische, chemische und elektrische Eigenschaften als kalt gehärtete.
Anwendungsbereiche (Besonderheiten)
Zu Gießharze und Flüssigkunststoffe, Lacke für Oberflächenschutz (DIN 53188), hochfeste, chemikalienbeständige Beläge, Klebstoffe für Metalle und Kunststoffe, Bindemittel in Polymerbeton, Polymer-estrichen und -klebemörteln. Laminate, Hochfeste Rohrleitungen und Behälter.Außerhalb des Baubereichs werden Epoxidharze beispielsweise als Vergussmassen für elektrische Bauteile und hochfeste Klebstoffe in der Zahnmedizin verwendet.
Arbeitsschutz in den Herstellbetrieben:
Epichlorhydrin ist als giftig, krebserzeugend und sensibilisierend, Bisphenol A als reizend eingestuft. Neben Vorsichtsmaßnahmen gegen die akuten Gefährdungen sollten Allergiker und Asthmatiker sowie bereits gegenüber Epoxidharzen und deren Staub sensibilisierte Mitarbeiter nicht zu Arbeiten mit Epoxidharzen herangezogen werden. Für Mitarbeiter, die mit Epoxidharzen umgehen, sind arbeitsmedizinische Vorsorgeuntersuchungen notwendig. Bisphenol A hat eine hormonaktive Wirkung und wird zu den endokrin wirksamen Stoffen gezählt.
Härter
Verschiedene Amine und daraus abgeleitete Verbindungen;Sind für das Verfestigen des Harzes verantwortlich. Die Härter weisen teilweise eine starke Reizwirkung auf Haut und Schleimhaut auf. Der Härter ist nach dem Aushärten unbedenklich.
Beim Umgang mit den Binder- und Härter-Komponenten gelten umfangreiche Arbeitsschutzmaßnahmen, entsprechende Produkte (Klebstoffe usw.) sind nach GefStoffV gekennzeichnet. Bei allen Epoxidharzen besteht die Gefahr der Sensibilisierung. Bei der Anwendung von Epoxidharzen auf der Baustelle ist der Kontakt mit den flüssigen Komponenten und dem angemischten Harz unbedingt zu vermeiden (Hautschutz, Augenschutz). Weitergehende Informationen zu Vorsichtsmaßnahmen und Gefährdungen sind ggf. in den zugeordneten Bauproduktgruppen enthalten.
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