Viskosität bei Polyurea- und Polyurethan-Systemen: Einfluss auf die Verarbeitung und Applikation
Die Viskosität ist ein entscheidender Faktor bei der Verarbeitung von Polyurea- und Polyurethan-Systemen (PU-Systeme). Sie beschreibt den Widerstand eines flüssigen Materials gegen das Fließen und beeinflusst maßgeblich das Mischungsverhalten, die Verarbeitbarkeit und die Oberflächenqualität der Beschichtungen oder Schäume. In diesem Artikel erläutern wir die Bedeutung der Viskosität, die Unterschiede zwischen den Systemen und die Auswirkungen auf die Applikationstechnik.
Was bedeutet Viskosität?
Unter Viskosität versteht man die Zähflüssigkeit einer Flüssigkeit. Hochviskose Materialien sind dickflüssig (wie Honig), niedrigviskose Materialien sind dünnflüssig (wie Wasser). Im Bereich der Polyurethan- und Polyurea-Beschichtungen beeinflusst die Viskosität:
- Das Förderverhalten in Maschinen und Schläuchen
- Die Mischungsqualität in 2K-Sprühanlagen oder Mischköpfen
- Die Verlaufseigenschaften auf dem Untergrund
- Die Verarbeitungszeit und die mögliche Schichtdicke
Viskosität bei Polyurea-Systemen
Polyurea-Systeme bestehen aus zwei Reaktionskomponenten:
- A-Komponente: Isocyanat
- B-Komponente: Amin
Bei Polyurea ist es typisch, dass die Isocyanat-Komponente (A) eine höhere Viskosität aufweist als die B-Komponente. Das Amin (B) wird häufig so formuliert, dass sie eine niedrigere Viskosität besitzt, um das Mischungsverhalten und die Reaktion im Sprühprozess zu optimieren.
Einfluss auf die Verarbeitung:
- Höhere Viskosität der A-Komponente erfordert leistungsfähige Förderpumpen und eine ausreichende Vorwärmung (typisch 70-75 °C).
- Die niedrigere Viskosität der B-Komponente ermöglicht einen schnellen Reaktionsverlauf und gleichmäßige Schichtaufbauten.
Viskosität bei PU-Schaum-Systemen
Bei PU-Schäumen verhält es sich genau umgekehrt:
- Die B-Komponente (Polyol) enthält neben Polyolen auch Treibmittel, Katalysatoren und Additive, die die Viskosität deutlich erhöhen.
- Die A-Komponente (Isocyanat) hat im Vergleich dazu eine niedrigere Viskosität.
Einfluss auf die Verarbeitung:
- Die hohe Viskosität der B-Komponente stellt besondere Anforderungen an das Fördersystem.
- Eine ausreichende Materialvorwärmung (meist 40–60 °C) ist notwendig, um eine gleichmäßige Mischung und Reaktion zu gewährleisten.
Temperaturabhängigkeit der Viskosität
Die Viskosität beider Komponenten nimmt mit steigender Temperatur ab. Dies ist ein entscheidender Faktor für die Verarbeitung, insbesondere bei maschinellen Applikationen mit Heizschläuchen und beheizten Spritzanlagen.
Beispiel:
| Temperatur (°C) | Polyurea A-Komponente (mPas) | Polyurea B-Komponente (mPas) | PU-Schaum A-Komponente (mPas) | PU-Schaum B-Komponente (mPas) |
|---|---|---|---|---|
| 20 °C | 1200 | 600 | 250 | 800 |
| 40 °C | 800 | 400 | 180 | 500 |
| 60 °C | 500 | 250 | 120 | 300 |
Wichtige Praxisregel:
- Höhere Temperaturen erleichtern die Verarbeitung und Mischung, bergen aber das Risiko einer zu schnellen Reaktion (Gelieren).
- Niedrigere Temperaturen erhöhen die Viskosität, was zu Verstopfungen oder ungleichen Mischverhältnissen führen kann.
Fazit
Die Viskosität ist bei Polyurea- und PU-Schaum-Systemen ein Schlüsselelement für die erfolgreiche Verarbeitung.
- Bei Polyurea ist die A-Komponente (Isocyanat) in der Regel viskoser als die B-Komponente (Amin).
- Bei PU-Schäumen ist es genau umgekehrt: Die B-Komponente (Polyolseite) hat meist die höhere Viskosität.
Eine angepasste Temperaturführung, die richtige Anlagentechnik und das Wissen um die Viskositätseigenschaften sorgen für eine gleichmäßige Applikation und hochwertige Beschichtungsergebnisse.