Editorial - Polyurethane coating and adhesive

N E W S L E T T E R F Ü R D I E C O A T I N G S U N D A D H E S I V E S I N D U S T R I E A U S G A B E 3 _ 2 0 1 0
Peter Warmbier
Senior Vice
President
Business Unit
Coatings
Adhesives
& Specialties
Marketing
EMEA/LATAM
Editorial
In dieser Ausgabe liegt der Fokus auf
Anwendungen im Automobilbereich,
wo Lacke auf Polyurethan-Basis in
punkto Qualität, Effizienz, Schutz
und Werterhaltung Maßstäbe gesetzt
haben. Bayer MaterialScience ist nicht
nur der weltgrößte Hersteller von
PU-Lackrohstoffen, sondern auch der
Technologie-Führer. Zuverlässigkeit
und Haltbarkeit sind essentielle Eigenschaften
für Auto-Klebstoffe. Auch
hier bieten wir eine Vielzahl von Klebstoffrohstoffen,
die diese Ansprüche
erfüllen. Dank unseres Know-hows
und langjährigen Erfahrung in Auto-
Anwendungen können wir Ihnen erstklassige
Lösungen für Ihre Lacke und
Klebstoffe bieten.
Vielleicht ist Ihnen das neue Gesicht
auf dieser Seite aufgefallen. Als Nachfolger
von Herrn Volker Mirgel kann
ich auf dem guten Fundament, das er
gelegt hat, weiterbauen. Dank meiner
langjährigen Erfahrungen bei Bayer,
vor allem in den Business Units Polycarbonates
und Polyurethanes, fühle
ich mich dafür gut gewappnet.
In erster Linie soll „AdCoTec“ zum
Dialog mit unseren Kunden anregen.
Ich würde mich freuen, wenn Sie
die Gelegenheit wahrnehmen, um
mit uns über diese Artikel, unsere
Produkte und natürlich Ihre Wünsche
und Anforderungen zu sprechen!
A U TO L A C K I E R U N G E N
Polyurethan – der Schlüssel
für hochwertige Oberfl ächen
Ob Luxuslimousine oder Lieferwagen, Rost war immer der größte Feind. Früher wiesen
Autos nach wenigen Jahren Rostblasen auf. Der Oberflächenglanz war vermattet oder vom
Steinschlag beschädigt. Heute sind die Probleme nahezu gelöst – dank Polyurethan.
In den 60er Jahren kamen erstmals 2K-PU-
Lacke in der Reparaturlackierung zum Einsatz.
Deren hohe Reaktivität und vollständige
Vernetzbarkeit bei Raumtemperatur
waren damals sehr geschätzt. Dank der
hohen chemischen Beständigkeit, guter
Wetterfestigkeit, Härte, Elastizität und der
durch Wasserstoffbrückenbindungen erzielten
höheren Belastbarkeit und Flexibilität
haben sich PU-Technologien immer
weiter durchgesetzt. Inzwischen finden
sich PU-Rohstoffe in allen Lackschichten
eines Autos wieder. Die weltweit ersten
Rohstoffe für PU-Lacke brachte Bayer
unter den Markennamen Desmodur ® und
Desmophen ® auf den Markt. Heute gehören
auch die Marken Bayhydur ® und Bayhydrol
® für wässrige Lackrohstoffe dazu.
Die kathodische Tauchlackierung (KTL) auf
Polyurethan-Epoxid-Basis sorgt für hohen
Korrosionsschutz und gute Metallhaftung.
Im Primerbereich sind PU-Füller den Aminoharzen
überlegen, da sie sowohl die Mikrostrukturen
der Metalloberfläche ausfüllen
als auch Schutz gegen Steinschlag bieten,
indem die mechanische Energie des Steins
in der Füllerschicht elastisch abgefedert
wird. Im farbgebenden Basislack sorgen
Polyurethane für eine gute Effektbildung
bei Metallic-Lackierungen, da die rheologischen
Eigenschaften von Polyurethan
großen Einfluss auf die Orientierung der
Pigmentpartikel und damit die Effektausprägung
haben. Der Klarlack profitiert von
der für 2K-PU-Lacke typischen hohen
Brillanz („wet look“) sowie deren chemischer
Beständigkeit, Wetterfestigkeit und
Kratzfestigkeit. Somit sieht ein Auto auch
nach Jahren immer noch wie ein Schmuckstück
auf vier Rädern aus.
Die lackierten Kunststoffteile in der Karosserieaußenhaut
waren der Wegbereiter für
die PU-Lackierung von Innenteilen, z.B.
mit „soft-feel“-Lacken, die kalten Kunststoffoberflächen
eine samtartig weiche
Haptik geben. Neben den bekannten
PU-Vorteilen überzeugen „soft-feel“-Lacke
durch geringe Lösemittelemissionen, matte
Oberflächen, eine an das Substrat anpassungsfähige
Elastizität sowie ein breites
Farb- und Farbeffektspektrum. Dank PU-
Technologien sind lederartige Sitzbezüge
strapazierfähiger als Naturleder. Schließlich
sorgen Strukturkleber auf PU-Basis für
die richtige Position von Innenraumteilen
zueinander und PU-Kaschierkleber für
den Halt von verschiedenen Materialien
aufeinander.
Bei der steigenden Nachfrage nach wässrigen
Lacksystemen und füllerlosen Lackierverfahren,
um Material und Kosten zu
sparen, nehmen PU-Lacke auf Basis von
Bayhydur ® - und Bayhydrol ® -Rohstoffen
eine Schlüsselfunktion ein – auch bei der
Herausforderung, mit weniger Lackschichten
eine gleichwertige Lackierung zu erzielen.

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Wie die Selbstheilung
funktioniert:
Flexible PUR-Netzstruktur
Rückverformung unter
Wärmeeinwirkung
S E L B S T H E I L E N D E L A C K E
Mehr als nur kratzfest
Ein neues tiefschwarzes Auto steht in der Einfahrt. „Darauf sieht man doch jeden Kratzer!“ sagt der neidische
Nachbar. Bald braucht sich kein Autobesitzer mehr über solche Kommentare zu ärgern. Dank selbstheilender Lacke
auf Basis der Polyurethantechnologie von Bayer MaterialScience wird der Lack eines Autos auch nach Jahren gut
aussehen. Weil selbstheilende Lacke die Kratzer einfach verschwinden lassen.
Nicht nur in der Automobilindustrie hat sich Polyurethan
als wichtigste Technologie für Schutzlacke
durchgesetzt. Aus gutem Grund. Das Polyurethannetzwerk
zeichnet sich durch feste chemische Bindungen
aus, die durch Wasserstoffbrückenbindungen
eine physikalische Zusatzvernetzung erhalten.
Diese kombinierte Bindungsart ist für Lacksysteme
einzigartig und führt zu außergewöhnlichen und
sehr nützlichen Eigenschaften. Das kovalente Netzwerk
mit chemisch resistenten Urethanfunktionen
sorgt für hohe Beständigkeit gegen Chemikalien und
Umweltbelastungen. Die Wasserstoffbrückenbindungen
verbinden darüber hinaus die Polymerketten
Verformung anstatt Bruch
Geheilte Oberfläche
Simulation des selbstheilenden Effekts: Zerkratzte Oberfläche Erwärmung
mit IR-Lampe
Distanz: 10 cm
Zeit: 5 Min.
über eine elektrostatische Wechselwirkung und verleihen
dem Netzwerk nicht nur eine erhöhte Festigkeit,
sondern auch ein Erinnerungsvermögen für
vorgegebene Netzwerkstrukturen. Infolgedessen
führen mechanische Beanspruchungen, die z.B. zu
Verkratzungen führen würden, bei PU-Lacken
lediglich zu kratzerähnlichen Verformungen. Durch
das Erinnerungsvermögen des Polymers an die ursprüngliche
Struktur orientieren sich die Bindungen
in den Ausgangszustand zurück, die Verformung
verschwindet und die Kratzspur ist ausgeheilt. Bei
einer Temperatur von 50-60° C wird dieser selbstheilende
Effekt beschleunigt.
Die Kombination aus verstärkter mechanischer Festigkeit
und Flexibilität sorgt ebenfalls für guten
Steinschlagschutz. Überall dort, wo Härte, Elastizität,
chemische Beständigkeit, mechanische Resistenz
und Abriebfestigkeit benötigt werden, bieten selbstheilende
PU-Lacke von Bayer MaterialScience die
ideale Lösung. Die folgende Produktkombination
zeichnet sich aus durch herausragende selbstheilende
Eigenschaften sowie chemische Beständigkeit bei
Autoserienlackierung (OEM) auf Metall- und Kunststoffoberflächen:
• Desmodur ® XP 2679: Hochfunktionelles
aliphatisches Polyisocyanat
• Desmophen ® A HS XP 2768: Elastifizierendes
Polyol mit hohem OH-Inhalt
• Geeignete Formulierung: RR 4213
Status Verkratzung
nach 3 Minunten
Wärmezufuhr
Status Verkratzung
nach 5 Minuten
Wärmezufuhr

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A U TO - T E X T I L I E N
Wo Wasser sich bewährt
Vor einem halben Jahrhundert leistete Bayer MaterialScience Pionierarbeit in der Textilbeschichtung – durch die
Verwendung von Polyurethanharzen. Seitdem setzte das Unternehmen immer wieder Meilensteine in der Entwicklung
von neuen Anwendungen, z.B. mit Textilbeschichtungen, die zu einer erheblichen Reduzierung der bei der
Herstellung von Kunstleder und anderen anspruchsvollen Textilien anfallenden Emissionen führten.
Wässrige „High Solid“-PUDs (Polyurethan-Dispersionen
mit einem Feststoffgehalt von ca. 60 %) ermöglichen
eine sparsame, effiziente und gänzlich lösemittel-
und schadstofffreie Textilbeschichtung auf
konventionellen Maschinen. Zudem zeichnen sich
diese „High Solids“ aus durch hohe Feststoffauflagen
in einem Auftrag, geringere Energiekosten, weil
weniger Wasser zu verdunsten ist, niedrigere Logistik-
und Lagerhaltungskosten sowie eine verbesserte
Verschäumbarkeit mit weniger Schaumzusätzen und
Verdickungsmittel. Einer der Stars unter den Bayer-
„High Solids“ ist Impranil ® DLU, eine aliphatische
PUD, die sich für besonders hochwertige Beschichtungen
in der Auto-Innenausstattung, z.B. Sitze,
Seitenverkleidungen und Schalthebelabdeckungen,
bestens eignet. Polsterbezüge, Sportartikel und
andere technische Waren sind weitere mögliche
Anwendungen. Impranil ® DLU zeichnet sich durch
gute Verschäumbarkeit, Elastizität, Hydrolysebeständigkeit
und hervorragende Haftung aus.
Vor allem bei Anwendungen im Auto-Innenraum
sollte eine Beschichtung für die Oberfläche von
Kunstleder eine möglichst hohe Elastizität, Abrieb-
und Kratzfestigkeit, Lichtechtheit, Alterungs- und
Hydrolysebeständigkeit aufweisen und auch emissionsarm
sein. Da Impranil ® DLC-F sich durch diese
Eigenschaften auszeichnet, ist diese aliphatische
Polycarbonatesterpolyurethan-Dispersion mit einem
Feststoffgehalt von ca. 40 % besonders geeignet für
anspruchsvolle Deckstriche. Zudem ist Impranil ®
DLC-F frei von organischen Colösern, externen
Emulgatoren und Weichmachern. Als weicher
Haftstrich bietet die anionische, aromatische PUD
Impranil ® XP 2745 hohes Haftvermögen und -festigkeit
auf unterschiedlichen Substraten – bei ähnlichen
Leistungsparametern wie lösemittelhaltigen
Produkten. In Kombination mit Impranil ® DLC-F als
Deckschicht und einem 60 % „High Solid“ als kompakter
oder schaumiger Zwischenschicht lässt sich
hochwertiges Kunstleder mit niedrigen Emissionswerten
herstellen – ideal für Anwendungen in der
Auto-Innenausstattung. Dort, wo Wasser sich besonders
bewährt.
PU-basierte
Beschichtungen:
Herausragende
Eigenschaften und
sehr geringe
Emissionspegel

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I N T E R I O R - K U N S T S TO F F L A C K I E R U N G E N
Alles von Hochglanz bis „soft-feel“
Noch vor wenigen Jahren galt Kunststoff im Innenraum eines Autos als billig. Heute ist alles anders – dank hochglänzender
oder „soft-feel“-Lacke auf Polyurethan-Basis. Wässrige Lackrohstoffe der Produktlinien Bayhydrol ®
und Bayhydur ® haben das Interieur eines Autos radikal verändert.
Im Innenraum eines Autos finden sich zahlreiche
Kunststoffteile, wie Seitenverkleidungen, Schalter,
Armaturentafel, Mittelkonsole, Einfassungen, Klappen,
usw. Hierfür kommen diverse Polymere zum
Einsatz: ABS, Polycarbonate, Polyurethane, Polyester,
Polyamide, PVC, Polyolefine sowie verschiedene
Kunststoff-Blends. Leider sind die meisten eingesetzten
Polymere kratzempfindlich und haben als
Thermoplaste eine geringe Belastbarkeit gegen
Chemikalien, Kosmetika und Reinigungsmittel. Fakt
ist, dass im Auto-Innenraum jeder Kunststoff hohen
Belastungen ausgesetzt ist, nicht nur wegen der
extremen Temperaturschwankungen.
Lacksysteme auf PU-Basis dagegen machen Kunststoffoberflächen
nicht nur kratz-, chemikalien- und
witterungsfest, sondern liefern auch die gewünschte
Farbgebung und Haptik. Heute sind sowohl hochglänzende
Schichten (Basis- und Klarlacke) als auch
mattierte, haptisch anspruchsvolle „soft-feel“-Lacke
typische Beschichtungen im Innenraum. In beiden
Anwendungsbereichen kommen Bayhydrol ® -Dispersionen
und Bayhydur ® - / Desmodur ® -Vernetzer
zum Einsatz. Die geeigneten Bayhydrol ® -Produkte
sind entweder Polyacrylat-Dispersionen (A), hydroxifunktionelle
Polyurethan-Dispersionen (U) oder
hochmolekulare Polyurethan-Dispersionen (UH).
Die Produkte ermöglichen Weichmacher- und NMPfreie
wässrige Formulierungen und weisen damit ein
überzeugendes Ökoprofil auf.
Mit der neuesten Generation von wässrigen „softfeel“-Lacken
wurden die früheren Schwächen, vor
allem in der Hydrolyseanfälligkeit und Beständigkeit
gegen Sonnenöl und Hautcremes, überwunden.
Neue kratzfeste Klarlackformulierungen auf PU-
Basis mit selbstheilendem Effekt erhalten Glanz und
Optik der Lackoberflächen länger als jede Standardformulierung.
Dass Kunststoffe inzwischen im
Innenraum von Luxuslimousinen zu finden sind,
zeugt von der Qualität und Akzeptanz der heutigen
PU-Lacksysteme.

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U V- L A C K E
Die taffen Typen: UV-härtende,
niederviskose Urethanacrylate
Urethanacrylate sind die Bindemittelbasis für qualitativ
hochwertige UV-härtende Beschichtungen.
Sie verbinden das exzellente Eigenschaftsbild von
Polyurethan-Lacken mit der Effizienz und Umweltfreundlichkeit
der UV-Technologie. Allerdings wird
diese hohe Leistung von den neuartigen Urethanacrylaten
mit Allophanatstruktur noch übertroffen:
Diese Produkte sind niederviskos und können daher
monomerfrei verarbeitet werden. Ein Vorteil, der
Lackherstellern noch mehr Formulierungsfreiheit
bietet und den Bedarf an Reaktivverdünnern oder
Lösemitteln reduziert.
Bayer MaterialScience bietet drei Allophanat-Urethanacrylate
für UV-härtende Autolacke an: Desmolux ®
XP 2666 für harte, hochreaktive Polymere; Desmolux ®
XP 2738, ein Allround-Bindemittel; und Desmolux ®
XP 2740 für zähe, elastische Beschichtungen auf
flexiblen Substraten oder als Kombinationsbindemittel
zur Einstellung der Elastizität. Alle drei Produkte sind
Besonders beliebt bei Autofahrern sind Spezialeffekte wie Perlglanz- und Metallic-Lacke. Allerdings soll die Lackierung möglichst steinschlag-
und wetterfest sein. Als Werkstoffe für Auto-Basislacke bieten wässrige Polymerdispersionen der Produktreihe Bayhydrol ® A U TO - B A S I S L A C K E
Effektlacke trotzen Steinschlag und Wetter
nicht nur
exzellenten Steinschlag- und Wetterschutz sondern auch noch viele andere Vorteile.
Etwa 80% aller Decklacksysteme im Automobilbereich
bestehen aus zwei Schichten:
Basislack und Klarlack. Aufgrund der Bestrebungen
zur Reduzierung von Lösemittelemissionen,
werden überwiegend wässrige
Basislacke eingesetzt – meist als Kombinationen
aus Polyacrylat- und Polyurethan-
Bindemitteln. In Europa liegt der wässrige
Anteil bei fast 60%.
Drei Allophanat-Urethanacrylate von Bayer MaterialScience sind weltweit die ersten wetterbeständigen UV-härtenden
Rohstoffe, die frei von monomeren Reaktivverdünnern verarbeitet werden können. Die gehärteten Lacke zeichnen sich
durch die bisher von Auto-Klarlacken her bekannten Eigenschaften aus. Da ihre hohe UV-Reaktivität auch die Verwendung
von Niederenergie-UVA-Lampen möglich macht, können diese Bindemittel für Lacke verwendet werden, die vor Ort aufgetragen
und gehärtet werden.
Neben dem positiven Ökoprofil zeigen
wässrige PU-Systeme technische Vorteile
bei der Effektgebung, Farbbrillianz, Haftung
sowie Steinschlag- und Wetterschutz.
Zudem machen Polyurethan-Basislacke füllerlose
Lackaufbauten möglich. „Dies führt
zu niedrigeren Lackier- und Entsorgungskosten
und steigert auch die Produktivität
der Lackierlinie“, betont Heino Müller,
Experte für 1K-Einbrenndispersionen bei
Bayer MaterialScience.
Je nach Anwendung, Substrat und Vernetzungsbedingungen
stehen diverse hydroxifunktionelle
Polyurethan-, Polyacrylat- und
Polyester-Dispersionen aus der Produktreihe
Bayhydrol ® lösemittelfrei zur Verfügung.
Das aliphatische Polyurethan-Bindemittel
Bayhydrol ® UH 2621, zum Beispiel, eignet
natürlich für die Außenanwendung geeignet. Im
Vergleich der Urethanacrylate zeigen Allophanat-
Urethanacrylate eine sehr gute Entlüftung, was sich
bei der Sprüh- und Gießapplikation besonders positiv
auswirkt. Erfolgreich getestet wurden wetterstabile
Klarlacke für Kunststoffe und mineralische Untergründe.
Insbesondere in Kombination mit hochfunktionellen
Oligomeren haben alle drei Produkte
eine hohe Reaktivität unter Niedrigenergie-UV-Lampen,
was sich bei Anwendungen wie z.B. Klarlacke
für Autoreparaturarbeiten als nützlich erweist. Gute
Barriereeigenschaften in korrosivem Umfeld führen
in Kombination mit geeigneten Adhäsionsverbesserern
zu qualitativ hochwertigen, pigmentierten
Beschichtungen auf Metalloberflächen. Dank ihrer
Vergilbungs- und Temperaturbeständigkeit sind
Allophanat-Urethanacrylate auch geeignet für z.B.
In-Mould-Etiketten. Weitere innovative Anwendungen
sind zu erwarten – mit ähnlich überzeugenden
Eigenschaften.
sich hervorragend für wässrige, hochsteinschlagfeste
Automobillacke sowie hoch-
und niedertemperaturtrocknende Basislacke.
Mit diesem Bindemittel lassen sich gleichmäßige,
wolkenfreie Filme mit sehr gutem
„metallic-Effekt“, ausgezeichnetem Glanz,
guter Adhäsion und überzeugender Wetterfestigkeit
formulieren. Durch Kombination
mit Vernetzern aus den Sortimenten
Bayhydur ® und Desmodur ® ergeben die
Bayhydrol ® -Dispersionen 2-komponentige
sowie mit blockierten Polyisocyanaten
(Bayhydur ® BL) 1-komponentige wässrige
Einbrennsysteme. Heino Müller: „Unsere
flexibel einsetzbaren Bindemittel tragen
wesentlich dazu bei, immer neue Optimierungs-
und Formulierungsmöglichkeiten für
wässrige Effektlacke zu erschließen.“

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A U TO - K L E B S TO F F E
Von Thermoaktivierung bis zur Kaltklebung
Zuverlässigkeit und Haltbarkeit sind die wichtigsten Eigenschaften, die ein Klebstoff für Automobilanwendungen erfüllen muss. Die Polymerdispersionen
der Produktreihe Dispercoll ® U von Bayer MaterialScience sind dafür bekannt, diese Eigenschaften bei Thermoaktivierklebungen
zu bieten. Neu ist, dass Bayer MaterialScience inzwischen Rohstoffe sowohl für Thermoaktivier- als auch Kontaktklebungen liefert.
Neben Vielseitigkeit in der Verarbeitung
und einer inhärenten Umweltfreundlichkeit
besitzen Polyurethandispersionen der
Dispercoll ® U-Produktreihe eine Reihe
von klebtechnisch wichtigen Eigenschaften:
exzellente Anfangs- und Endfestigkeit
sowie hohe Wärmebeständigkeit.
Bisher wurden diese wässrigen PU-Dispersionen
fast ausschließlich für Thermoaktivierklebungen
eingesetzt, wobei der
einseitig aufgetragene und getrocknete
Klebstoff erst durch Erwärmung auf eine
bestimmte Temperatur klebrig wird. Neu
im Dispercoll ® -Produktprogramm sind
nun PU-Dispersionen für Kontaktkle-
bungen, die deutliche Vorteile bei der
Kaschierung von Innenteilen wie Seitenverkleidungen
und Armaturentafeln aufweisen.
Dies gilt vor allem für Teile, die
in der Endbearbeitung bei niedriger bis
mittlerer Temperatur per Hand geklebt
werden.
Als Antwort auf die zunehmende Zahl
der Klebstoffanwendungen in der Auto-
Innenausstattung bietet Bayer Material-
Science nun eine umfassende Auswahl an
Klebstoffrohstoffen, die allesamt die stringenten
Anforderungen der Autoindustrie
in Bezug auf Zuverlässigkeit, Belastbarkeit,
Folienkaschierung von Autoinnentüren: Klebstoffe auf Basis der neuen PU-Dispersion
funktionieren auch bei Raumtemperatur im kritischen Randbereich
Umweltfreundlichkeit und Ästhetik
erfüllen. Weitere Informationen über
die neuen Dispercoll ® -Dispersionen für
Kontaktklebungen erhalten Sie über
wolfgang.arndt@bayermaterialscience.com
oder Ihrem lokalen Bayer MaterialScience
Außendienstmitarbeiter.
IMPRESSUM
Herausgeber:
Bayer MaterialScience AG
Business Unit
Coatings, Adhesives & Specialties
51368 Leverkusen
cas@bayermaterialscience.com
www.bayercoatings.com
Produkthaftungsklausel:
Die vorstehenden Informationen und unsere anwendungstechnische
Beratung in Wort, Schrift und durch Versuche,
erfolgen nach bestem Wissen, gelten jedoch nur als unverbindliche
Hinweise auch in Bezug auf etwaige Schutzrechte
Dritter. Die Beratung befreit Sie nicht von einer eigenen Prüfung
unserer aktuellen Bera tungs hin weise – ins besondere
unserer Sicherheitsdatenblätter und technischen Informationen
– und unserer Produkte im Hinblick auf ihre Eignung
für die beabsichtigten Verfahren und Zwecke. Anwendung,
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aufgrund unserer anwendungstechnischen Beratung von
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erfolgt nach Maßgabe unserer jeweils aktu ellen allgemeinen
Verkaufs- und Lieferbedingungen.
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