Die Polyurethan-Technologie basiert auf der Kombination von Polyisocyanat-Härtern mit hydroxyfunktionellen Polymeren wie Polyestern, Polyacrylaten, Polyethern und zunehmend auch Polycarbonaten.
Abbildung 6: Polyurethan-Bildung
Abbildung 7:
Wasserstoffbrückenbildung in
Polyurethan-Beschichtung
Die Polyole werden zuerst zum Stammlack verarbeitet und mit dem Polyisocyanat-Härter aufgrund der hohen Reaktivität seiner Isocyanat-Gruppen erst kurz vor Verarbeitung gemischt, also als 2-Komponenten-Lack verarbeitet. Je nach eingesetztem Polyol sowie gewähltem Härter lassen sich die Beschichtungseigenschaften wie Glanz, Verlauf, Kratzbeständigkeit, Chemikalienresistenz (z.B. gegen Reinigungsmittel) sowie Licht- und Wetterbeständigkeit gezielt einstellen. Durch geschicktes Formulieren lassen sich z.B. Filme mit "easy-to-clean"- oder "soft-feel"-Eigenschaften erzeugen.
Entscheidend für das Eigenschaftsniveau ist das gebildete Polyurethan-Netzwerk. Die Urethanbindungen sind hydrolyse- und verseifungsstabil. Besondere Bedeutung kommt dabei der Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Urethangruppen zu. Diese Bindungen tragen zur Erhöhung der Beständigkeiten bei und führen zu so genannten Reflow-Eigenschaften. D.h. plastische Verkratzungen der Polyurethanbeschichtung sind, ausgelöst durch die Rückstellkräfte dieser Bindungen, oberhalb der Glastemperatur (Tg) weitgehend reversibel ("selbstheilend"). Dieses Prinzip nutzt man z.B. bei 2K-Polyurethan-Automobilklarlacken zur Verbesserung der Kratzbeständigkeit. Ein Beispiel für solche selbstheilenden Produkte ist Desmodur® XP 2679. Mehr dazu finden Sie hier.
Abbildung 8: Selbstheilender 2K-Polyurethan-Klarlack mit hoher Reflow-Fähigkeit
