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Elektrotechnik, Windkraft, Lackierung und andere Anwendungen

Epoxidharze sind aufgrund ausgezeichneter elektrischer und mechanischer Eigenschaften so genannte Schlüsselwerkstoffe in der Elektrotechnik, aber auch zum Herstellen kleiner bis sehr großer Bauteile in anderen Branchen. Ebenso können Epoxidharze in unterschiedlichsten Branchen als Beschichtungssystem oder Endlackierung eingesetzt werden. Die Epoxidharz-Systeme bestehen in der Regel aus einer Harz- und einer Härter-Komponente, welche vor der Verarbeitung gemischt werden müssen. Für die Verarbeitung stehen sowohl manuelle als auch automatische Arbeitstechniken zur Verfügung.

Epoxidharze finden bevorzugt aber nicht nur in folgen Branchen Anwendung:

  • Windkraftanlagen zur Herstellung von Rotorblättern
  • Flugzeugbau zur Herstellung von Strukturkomponenten für Flugzeuge
  • Orthopädietechnik bei der Herstellung von Orthopädiehilfsmitteln
  • Elektronik und Elektrotechnik als Tränk- und Gießharze oder als Bestandteil von Klebstoffen für elektronische Baugruppen
  • Oberflächenbeschichtungen beim Lackieren oder Grundieren von flüssigen Beschichtungsstoffen (Flüssiglackbeschichtung)

Die Qualität der mit dem Epoxidharz-Produkt vom Hersteller zur Verfügung gestellten In-formationen (Sicherheitsdatenblatt und Technisches Merkblatt) tragen erheblich dazu bei, dass über mögliche Gefahren adäquat informiert wird und notwendige Schutzmaßnahmen getroffen werden können. Das Bewertungssystem für Epoxidharz-Produkte fördert die Qualität dieser Angaben.

Der Arbeitskreis Epoxidharze arbeitet weiter an der Frage, welche Inhaltstoffe ausgewählt werden können (Substitutionsprüfung) um weniger gefährliche Produkte auf den Markt zu bringen.

In dem Anwendungsleitfaden für das Bewertungssystem befinden sich Hinweise zur Bewertung von Epoxidharz-Produkten, insbesondere der mitgelieferten Informationen und der Gebindegestaltung.

Windkraftanlagen

Für die Herstellung von Bauteilen für Rotorblätter werden glasfaserverstärkte Matten mit Epoxidharz getränkt, um nach Aushärtung einen festen Faserverbundwerkstoff zu erhalten. Dazu stehen verschiedene Arbeitsverfahren zur Verfügung.

Beim Laminieren wird das Epoxidharz durch Rollen von Hand auf Fasergelege aufgetragen. Beim Prepreg-Verfahren werden die Gelege mit Epoxidharz getränkt, angehärtet und danach in die Form gelegt, um sie dort aushärten zu lassen. Die getränkten Gelege können aber auch auf eine Form gewickelt und unter Wärmezufuhr ausgehärtet werden. Häufig findet das Vakuum-Infusionsverfahren Anwendung, bei dem zwei Halbschalen mit Glasfasermatten ausgelegt, ein Vakuum angelegt, das gemischte Epoxidharz gleichmäßig aufgebracht und bei erhöhter Temperatur ausgehärtet wird.

Kontakt zu Epoxidharzen kann durch manuelles Abwiegen und Mischen der Komponenten, durch Nachbearbeitung (Laminieren, Kleben, Fräsen und Schleifen) von Rotorblättern sowie bei Instandsetzungs- und Reparaturarbeiten am montierten Rotorblatt bzw. Turm erfolgen. Zur Ausbesserung von Fehlstellen z. B. nach Schäden durch Blitzschläge werden Tätigkeiten wie z. B. Spachteln, Lackieren von Beschichtungen, Trennschleifen, Laminieren, Kleben und Schleifen durchgeführt.

Flugzeugbau

Bei der Herstellung von Strukturkomponenten für Flugzeuge finden bei der Herstellung von Bauteilen/Baugruppen manuelle und automatisierte Verfahren wie das Vakuum-Infusions- oder das Prepreg-Verfahren Anwendung.

Der Kontakt zu Epoxidharzen kann hierbei durch Handlaminieren oder im Zuge von Rüstarbeiten während der automatisierten Fertigungsprozesse erfolgen. Es wird eine Vielzahl manueller Tätigkeiten, wie z. B. Kleben, Spritzen, Laminieren, Fräsen, Bohren, Entgraten, Schleifen, Schäften und Lackieren von Oberflächen durchgeführt. Diese Tätigkeiten umfassen sowohl die Herstellung von Bauteilen für den Außen- und Innenbereich, als auch die manuelle Nachbearbeitung/Reparatur oder Ausbesserung von Fehlstellen/Einschlüssen oder Beschädigungen.

Orthopädietechnik

Bei der Herstellung von Orthopädiehilfsmitteln, vorzugsweise im Modell- und Formenbau bzw. bei der Verwendung von Faserverbundwerkstoffe werden Epoxidharze verwendet. Sie werden im Gieß-, Laminier-, Beschichtungs-, Kleb- oder Einbettungsverfahren eingesetzt. Diese Verfahren werden eher sporadisch, meist von Hand und unter Verwendung geringer Mengen durchgeführt. Es kommen fast ausschließlich kalt härtende Epoxidharzmischungen zum Einsatz.

Bei der Prepreg-Technik kommen werkseitig mit Epoxidharz vorimprägnierte Fasermaterialien zum Einsatz. Diese lassen sich einfach verarbeiten und die Epoxidharzmenge ist genau vordosiert.

Mit Epoxidharz hergestellte Laminate zeichnen sich durch eine besonders hohe Beständigkeit auch bei dynamischer Belastung aus. Zusätzlich wird eine hohe optische Güte der Oberfläche erreicht.

Epoxidharze können sensibilisierend wirken und bei Hautkontakt allergische Kontaktekzeme auslösen. Eine einmal erworbene Sensibilisierung bleibt in der Regel lebenslang bestehen. Werden aus Epoxidharz gefertigte Werkstücke nachbearbeitet, können die hierbei entstehenden Schleif- und Frässtäube zu Hauterkrankungen, trockener Haut und Atemwegsbeschwerden führen.

Elektronik und Elektrotechnik

Epoxidharze werden als Tränk- und Gießharze oder als Bestandteil von Klebstoffen für elektronische Baugruppen wie z. B. Elektroden, Transformatoren, Sensoren, Chips, Spulen, Gehäuse, Schalter, Stecker, LED-Module, Wechselrichter, Leiterplatten, Kondensatoren, Batteriepacks, Muffen usw. eingesetzt.

Bei kleineren Stückzahlen werden für die Gießharze die Komponenten Harz und Härter von Hand abgewogen gemischt. Der Verguss erfolgt entweder manuell von Hand oder bei größeren Stückzahlen automatisch in einer Vergussanlage.

Bei Klebstoffen liegt das Epoxidharz meistens schon fertig gemischt in einer Kartusche vor und kann direkt auf Klebeflächen aufgetragen werden.

Beschichtungsvorgänge können durch Tauchen oder Auftragen erfolgen.

Für den Aushärteprozess können die Teile in Öfen getrocknet werden. Die Lagerung der Teile, vor und nach dem Härten/Trocknen, kann z. B. auf Gestell- oder Hordenwagen erfolgen.

Eine Gefährdung durch Hautkontakt mit Epoxidharzen besteht bei manuellen Tätigkeiten von Hand wie z. B. beim Abwiegen und Mischen der Komponenten, beim Vergießen, beim Befüllen, Überwachen oder Reinigen der automatischen Anlage und beim Beladen des Ofens.

Oberflächenbeschichtungen

Epoxidharzhaltige Beschichtungen werden zum Lackieren und Grundieren verwendet. Die Beschichtungen schützen Bauteile vor Korrosion. Die Ausgangsmaterialien für die Beschichtung werden von Hand oder in automatischen Anlagen dosiert, gemischt und aufgetragen. An automatisierten Anlagen müssen auch Lacknachfüll-, Rüst- und Kontrollarbeiten durchgeführt werden.

Kleine Bauteile wie z. B. Blechformteile, Verschlüsse, Schraubenköpfe, Spulen, Leisten, Hülsen und größere Bauteile wie z. B. Schaltschränke, Gehäuse, Türen, Motoren, Getriebe, Flugzeugrumpf-Innenraum, Rotornaben werden je nach Größe auf dem Tisch, in einer Lackierkabine, am Spritzstand oder an einer Spritzwand (Wasserwand) lackiert. Nach dem Antrocknen der Beschichtung kann die Lackierung bei Bedarf wiederholt werden.

Eine Gefährdung durch Hautkontakt mit Epoxidharzen besteht bei manuellen Tätigkeiten von Hand wie z. B. beim Abwiegen und Mischen der Komponenten, beim Auftragen der Beschichtung, beim Befüllen, Überwachen oder Reinigen der automatischen Anlage und beim Beladen des Ofens.