Schadstofffrei gut: Der Nano-Lack

Beim Prozess des Lackierens bringt man auf Werkstückoberflächen dünne Schichten organischer Stoffe auf, die durch chemische oder physikalische Vorgänge von selbst oder mit technischen Hilfsmitteln einen haftenden, festen Lackfilm bilden. Der Film kann jedoch nur dann haften, wenn die Oberfläche vorher sehr gründlich von Staub und Fett befreit wurde. Weitere Vorbehandlungsschritte dienen dazu, die Haftung des Lacks zu verbessern und die Oberfläche vor chemischer Veränderung (Korrosion) durch reaktive Stoffe zu schützen.

Lackierer sprüht Lack auf eine Oberfläche
Der giftfreie Nano-Lack ersetzt den schadstoffreichen und umweltbelastenden herkömmlichen Lackierprozess (Foto: Alexander Litke/pixelio.de)

Nicht nur in der Automobilindustrie bestehen viele Komponenten wegen ihres geringen Gewichts heute aus Aluminium und in Zukunft aus Magnesium. Dieses Leichtmetall reagiert jedoch schnell mit dem Luftsauerstoff zu Aluminiumoxid, auf dem eine Lackschicht ohne Hilfsmittel schlecht haftet.

Bisher wurde die Oberfläche deshalb mit ätzender Chromsäure behandelt. Sie löst bereits entstandenes Aluminiumoxid und bildet als Haftschicht gleichzeitig Aluminiumchromoxid aus.

Der Nachteil ist, dass bei diesem Vorgang Chrom(VI)-haltige Abfallstoffe anfallen. Sie gelten als giftig und krebserregend und müssen deshalb aufwändig entsorgt werden müssen.

Nano-Lack: umweltverträglich und giftfrei dank Nanotechnologie

Ein deutsches Unternehmen hat unter Einsatz der Nanotechnologie eine umweltverträgliche Alternative zum Chromatierungsverfahren entwickelt: Der „Nano-Lack“ enthält im Bindemittel neben organischen Verbindungen zusätzlich Nanoteilchen aus siliziumorganischen Verbindungen (Silanen) mit 40 bis 50 nm Durchmesser. Diese Teilchen werden nach dem Sol-Gel-Verfahren hergestellt.

Die gängigen industriellen Lackierverfahren müssen daran nicht extra angepasst werden. Allerdings härtet der Lack von selbst aus, indem die Nanoteilchen durch Vernetzung ein festes, dreidimensionales Gel bilden. Weil der Lack ohne Hilfsmittel an Metallen und Kunststoffen auch ohne vorausgehende Chromatierung fest bindet, wird die Zahl der Vorbehandlungsschritte – vor allem Spülgänge – von zehn auf zwei reduziert. Dadurch wird weniger Wasser verbraucht, weniger Energie benötigt und es entstehen geringere Abfallmengen.

Bei der Verarbeitung des Nano-Lacks verdunsten weiterhin 65 Prozent weniger organische Stoffe, was zum Schutz der Atmosphäre beiträgt. Weil der Nano-Lack gegenüber herkömmlichen Lacken dünnere Schichten von gleicher Qualität bildet, lassen sich obendrein wertvolle Ausgangsstoffe einsparen.

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