Polyurethanklebstoffe und ihr Potenzial für die Steinbranche

Schematische Darstellung der Polyurethansynthese (Abbildung: Akemi)
Schematische Darstellung der Polyurethansynthese (Abbildung: Akemi)

Über 80 Jahre nach der Erstsynthese von Polyurethanen durch Otto Bayer im Jahre 1937 hat sich die Produktgruppe in vielen Bereichen der Industrie bewährt. Akemi hat das Potenzial dieser 2K-Reaktionsklebstoffe für die Natur- und Kunststeinbranche erkannt und betreibt Forschungen auf diesem Gebiet.

 

Welche grundlegenden chemischen Eigenschaften haben Polyurethanklebstoffe? Und welche Chancen bieten diese Produkte? Ein Überblick.

Chemische Grundlagen
Gewonnen werden Polyurethane durch die Reaktion (Polyaddition) von höhermolekularen Polyolen (Komponente A) mit mehrfunktionalen Isocyanaten (Komponente B/Härter). Die Polyolverbindungen entscheiden maßgeblich über die mechanischen Eigenschaften, z.B. die Elastizität oder die Härte. Die Isocyanate beeinflussen die Reaktivität, Härtungsgeschwindigkeit und die Lichtstabilität des ausreagierten Produkts. Das Augenmerk wird in diesem Artikel auf die zwei unterschiedlichen Gruppen der Härterkomponente gelegt. Man differenziert zwischen hochreaktiven Isocyanaten und Isocyanaten, die besonders lichtstabile Polymere liefern. Diese beiden Härtergruppen weisen grundsätzliche Unterschiede im Hinblick auf die Eigenschafts- und Anwendungsprofile auf. Die hohe Polarität dieser Formulierungen gewährleistet eine starke Adhäsion auf zahlreichen Materialoberflächen. 

Polyurethane mit hochreaktiven Isocyanaten: Konstruktionskleber mit hervorragenden Eigenschaften
Polyurethane (PUR), mit einem hochreaktiven Isocyanathärter sind deutlich häufiger anzutreffen. Kombiniert mit entsprechenden Polyolen können hart- bis hochelastische Klebstoffe formuliert werden. Flexibel eingestellte Kleber behalten diese Elastizität auch lange nach der Aushärtung und können das unterschiedliche Wärmeausdehnungsverhalten verschiedener Substrate kompensieren. Dies ermöglicht ein breites Feld von Anwendungen. Beispiele hierfür sind die Verklebung von Natursteinfurnieren oder Dünnkeramik auf Aluminium- und Holzpaneelen im Möbelbau oder Sandwichverklebungen für Leichtbauelemente, die im Schiffs- und Flugzeugbau üblich sind. 

Die Polyurethanchemie kann auch für die großflächige Verklebung von GFK-Platten oder Unterkonstruktionen sinnvoll eingesetzt werden. Auch die Montageschäume für den Baubereich basieren auf diesen Rohstoffen. Diese Klebstoffe sind allerdings nicht für sichtbare Verklebungen geeignet. Die chemische Basis dieser Produkte sowie die hohe Reaktivität führen zu einer sehr stark ausgeprägten Vergilbung, sogar im Innenbereich. Die Polierfähigkeit elastisch eingestellter Produkte ist wegen der fehlenden Endhärte nur bedingt möglich. Ein Haupteinsatzgebiet sind große Flächen, die besonders wirtschaftlich bearbeitet werden müssen. Diese reinen 2K-Konstruktionsklebstoffe werden bei Akemi unter dem Namen Akepur vermarktet.

Polyurethane mit speziellen lichtstabilen Isocyanaten: vergilbungsstabile Klebe- und Beschichtungssysteme
Der Einsatz von speziellen Isocyanathärtern in PUR-Systemen ermöglicht di Realisierung von besonders licht- und witterungsbeständigen Polymeren. Kombiniert mit entsprechenden Polyolen werden diese Isocyanate in großem Maße für die Formulierung von Klarlacken im Fahrzeugbau sowie für die Formulierung von Klebstoffen mit höchsten Ansprüchen an Vergilbungsstabilität eingesetzt. Entsprechend formulierte Kleber haben besonders auf mineralischen Oberflächen eine hervorragende Haftung. Sie erreichen nach der Aushärtung eine genügende Härte, um eine sehr gute Polierfähigkeit
zu gewährleisten. Weitere Vorteile dieser Formulierungen sind eine sehr gute Witterungsbeständigkeit von mineralischen Verklebungen und kein Auftreten von Randzonenverfärbungen bei Natursteinverklebungen. Daher sind solche Klebstoffe besonders für Sichtbereichsanwendungen bei hellen Steinen geeignet. Bei der Firma Akemi werden diese hochwertigen 2K-Klebstoffe unter dem Markennamen Everclear angeboten und für Natursteinverklebungen, aber auch zunehmend für Keramikverklebungen eingesetzt. In Abstimmung mit den Keramikherstellern werden die Everclear Produkte bereits gezielt vorgefärbt angeboten. 

Lesen Sie mehr zum Thema in Naturstein 6/2021, ab Seite 26. 

(Veröffentlicht am 11. Juni 2021)

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