GIESSEREI-RUNDSCHAU 58 (2011) HEFT 1/2Amin TEA DMIPA DMEA DMPAChemische Zusammensetzung Triethylamin Dimethyliso- Dimethyl- Dimethylpropylaminethylamin propylaminDichte [g/cm 3 ] 0,73 0,715 0,675 0,715Geruchschwelle [mg/m 3 ] 0,4 0,04 0,004 0,04Siedepunkt [°C] 89,0 65,0 35,0 66,0Flammpunkt (Abel Pensky) [°C] –11,00 –27,0 –45,5 –27,0untere Explosionsgrenze [Vol %] 1,2 1,0 0,9 1,0obere Explosiosnsgrenze [Vol %] 9,3 8,1 11,2 8,1Zündtemperatur [°C] 215,0 190,0 190,0 190,0Zündgruppe G 3 G 4 G 4 G 4Explosionsklasse 2 2 2 2Gefahrenklasse 1 b 1 b 1 b 1 bMAK–Wert (D) [ppm, mg/m 3 ] 1,0/4,2 1,0/3,6 2,0/6,1 keine AngabenLagerklasse 3A 3A 3A 3ASymbol GHS06 – GHS06 – GHS06 – GHS07 –Totenkopf Totenkopf Totenkopf AusrufzeichenH331, H302 H331, H302 H331, H302 H302Dosierung bezogen auf Harzgehalt [%] 5,0 – 10,0 5,0 – 8,0 2,0 – 5,0 4,0 – 7,0Tabelle 1: Technische Daten der verschiedenen Amine2013, als nicht giftig eingestuft wird und eine schnelle Katalysedes PUR-Systems gewährleistet (siehe Tabelle 1).3.2 Substituierung des FurfurylalkoholsAufgrund der Dringlichkeit der derzeitigen Situation liegt allerdingsder Schwerpunkt unserer Entwicklungsaktivitäten aufSubstituierung des Furfurylalkohols.Es ist unserem Unternehmen gelungen „FA-Alternativprodukte“zu entwickeln, bei denen der Gehalt an freiem FA aufeine Grenze von unter 25 % reduziert wurde. Diese Produktesind weiterhin als „gesundheitsschädlich“ und nicht als „giftig“zu kennzeichnen, zu lagern und zu verarbeiten.Wichtig ist der FA-Anteil im Co-Polymer in der Mischungvon Harnstoffharz mit FA. In welcher Form der FA eingebrachtwird (als freies Monomer oder in anderer Form) ist nicht maßgebend.Das Polymer bleibt gleich.Bei einem Furanharz z.B., welches bis dato 80 % Furfurylalkoholals freies Monomer enthielt und in Zukunft als „giftig“ zukennzeichnen ist, enthielt das gehärtete Polymer theoretischauch 80 % kondensierten FA.Das neuentwickelte „Alternativharz“ enthält in Summeauch 80 % FA-Anteil, allerdings nur bis 24,9 % in Monomerform.Der Rest von 55,1 % liegt nicht als freier Furfurylalkoholvor. Das gehärtete Polymer dieses Harzes enthält auch 80 %kondensierten FA wie das „konventionelle“ Produkt. Der Unterschiedist allerdings, dass das „Alternativharz“ nicht als „giftig“,sondern als „gesundheitsschädlich“ eingestuft und behandeltwird. Somit wird die Forderung der CLP-Verordnung erfüllt.Über die Eigenschaften der neuen Harze wird später ausführlichberichtet.Betreffend die Isocyanate-Substituierung ab 2015 sehen wirnach heutigem Stand der Technik keine großen Möglichkeiten.3.2.1 Die neu entwickelten No-Bake Harze der H-ReiheWie bereits erwähnt, ist es unserem Unternehmen gelungen, FAhaltigeHarze zu entwickeln, bei denen der Gehalt an freiem FAunter die Grenze von 25 % reduziert wurde. Diese Produktesind weiterhin als „gesundheitsschädlich“ und nicht als „giftig“zu kennzeichnen, zu lagern und zu verarbeiten.Als Basis für die Entwicklung wurden die Herstellungsrezepturenunserer No-Bake Harze der Q-Reihe verwendet [4-6].Dies bedeutet, dass das gehärtete Polymer der neuentwickeltenHarze den gleichen FA-Gehalt aufweist wie das Polymer desHarzes aus der Q-Reihe. Der Unterschied ist allerdings, dass beidem nicht gehärteten „Alternativharz“ weniger als 25 % FA inMonomerform vorliegen.Einen Vergleich zwischen vier Harzen der Q-Reihe und den„analogen“ Alternativharzen mit der Bezeichnung „H“ gebendie Tabellen 2 und 3.Co-Kondensation von Harnstoffharz mit Furfurylalkohol12
HEFT 1/2 GIESSEREI-RUNDSCHAU 58 (2011)Harz „Furtolit“ Q 121 Q 131 Q 510 Q 531 H 121 H 131 H 510 H 531N-Gehalt [%] 2,0 3,0 0,8 3,0 2,2 3,0 0,8 3,0Wassergehalt [%] 7,0 8,0 5,0 12,0 7,2 8,4 5,5 10,4Freier FA [%] 85,0 80,0 85,5 69,5 20,84 19,3 20,74 16,5Gesamt-FA [%] 85,0 80,0 85,5 69,5 85,0 80,0 85,5 69,5Viskosität [mPa.s] 40 50 40 50 120 110 162 200Kennzeichnung „giftig“ „gesundheitsschädlich“Tabelle 2: Die Zusammensetzung der verschiedenen HarzeHarz „Furtolit“ Q 121 Q 131 Q 510 Q 531 H 121 H 131 H 510 H 531Formhärte [min] 20 29 18 45 15 23 16 25Biegefestigkeit [N/cm 2 ]1,0 [h] 320 210 280 60 260 130 150 802,0 [h] 400 390 360 210 380 370 260 2304,0 [h] 470 450 470 390 400 400 300 30024,0 [h] 490 510 500 480 400 440 380 370Tabelle 3: Vergleich der Formhärte (FH 80) und der Biegefestigkeit der verschiedenen HarzeDaraus ist zu entnehmen, dass sowohl die Eigenschaften derneuen Harze als auch die damit erreichte Reaktivität und dieFestigkeitswerte, denen der Harze der Q-Reihe entsprechen.Eine Ausnahme ist die etwas höhere Viskosität, die allerdingsin Grenzen liegt innerhalb derer eine Harzverarbeitung problemloserfolgen kann.3.2.2 Vorteile und Nachteile der neuentwickelten HarzeDie Vorteile der neuentwickelten Harze sind:1. Keine Kennzeichnung als „giftig“. Somit keine Einschränkungin der Beschaffung, in der Lagerung und im Umgang.2. Hohe Reaktivität und ausreichende Festigkeit.Die Nachteile dieser Harze sind:1. Höherer Formaldehydgehalt als bei No-Bake Harzen der Q-Reihe.2. Bei Harzen mit extrem niedrigem Wassergehalt (analog zuden Harzen Furtolit Q 105 und Q 112), kann der niedrigeWassergehalt mit 2,0 bzw. 3,5 % nicht eingehalten werden.3. Der pH-Wert dieser Harze liegt bei 5,0–5,5 und somit verkürztsich ihre Lagerzeit.4. Teurer als die „Analogharze“ der Q-Reihe.4. SchlussfolgerungenDie Neueinstufung von Furfurylalkohol bzw. FA-haltigen Harzenund Zubereitungen mit mehr als 25 % freiem Furfurylalkohol,wie auch anderen Gießereichemikalien, als „giftig“ bedingtumfangreiche Änderungen im Umgang mit diesen Stoffen.Aus diesem Grund ist es unbedingt erforderlich, dass sowohlHersteller als auch Gießereien die rechtlichen Bestimmungenumsetzen und vollziehen.Zu beachten ist, dass es sich bei dieser Verordnung um einrechtlich verbindliches Regelwerk der EU handelt, das von allenMitgliedsstaaten in nationales Recht umgesetzt werdenmuss. Bei dieser Umsetzung kann es naturgemäß zu kleinen Unterschiedenkommen, bzw. können einzelne Staaten auch strengereVorschriften erlassen.Wir als Hersteller von FA-haltigen Harzen und Zubereitungenund anderen Gießereichemikalien können nicht alle einzelnennationalen Vorschriften kennen. Wir können nur über die vonder EU als „Minderpflichten“ erlassenen Vorschriften berichten.Wir empfehlen unseren Kunden, sich über die jeweiligen nationalenVorschriften zu informieren und entsprechend danach zuhandeln.Für offene Fragen stehen sowohl die entsprechenden nationalenInteressensvertretungen als auch die Autoren gerne jederzeitzur Verfügung.5. Literaturverzeichnis[1] Das neue Einstufungs- und Kennzeichnungssystem für Chemikaliennach GHS. Umweltbundesamt für Mensch und Umwelt (D), 2006[2] Amtsblatt der Europäischen Union – Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 16.12.2008über die Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffenund Chemikalien, zur Änderung und Aufhebung der Richtlinien67/548/EWG und 1999/45/EG und zur Änderung der VerordnungNr. 1907/2006. 31.12.2008.[3] E. Schwind: „Die Neueinstufung gießereirelevanter Amine – Folgenfür die Gießerei-Industrie“. Umwelt- & Energiepolitik, BDG Report11/10. S. 19-20.[4] A. Ch. Psimenos; W. Scheitz; G. Eder: „Konventionelle No-BakeSysteme mit extrem reduziertem Monomergehalt“. Gießerei-Praxis9/2008, S. 318-321.[5] A. Ch. Psimenos; G. Eder: „Konventionelle No-Bake Systeme mitextrem reduziertem Monomergehalt. Neu von Furtenbach“. Giesserei-Rundschau56 (2009), S. 89-92.[6] A. Ch. Psimenos; W. Scheitz; G. Eder: No-Bake Harzsysteme mitstark reduziertem Monomergehalt“. Giesserei 09/2009, S. 68-71.Kontaktadresse:Furtenbach GmbHA-2700 Wr. Neustadt, Neunkirchner Straße 88Tel.: +43 (0)2622 64200 60Fax: +43 (0)2622 64200 69E-Mail: a.psimenos@furtenbach.comwww.furtenbach.com13