Ein Lackierbetrieb bei Wenzhou hat einen wasserbasierten 2K-Decklack auf Taschenleder gefahren. Jeden Montag startete die Linie mit einem frischen Ansatz. Jeden Freitag wanderte der Rest in den Abfallfass – bereits geliert. Die 3–4 Stunden Topfzeit hatten ihn bis Donnerstag zweimal erledigt. Sie wechselten auf eine selbstvernetzende 1K-Type und behielten denselben Ofen. Der Ausschuss sank, und die Härtewerte liefen leicht in die falsche Richtung. Genau dieser Tausch ist die ganze Entscheidung, und die meisten Datenblätter stellen sie auf den Kopf.
1K gegen 2K wasserbasiertes PU ist kein Wettstreit darum, welcher Film zäher ist. Es geht um Topfzeit, Dosieraufwand und darum, was ein angemischter Ansatz kostet, wenn die Schicht früher endet. So rechnen wir das durch.
Was in einem 2K-Ansatz tatsächlich vernetzt
Ein wasserbasiertes 2K-System härtet aus, weil zwei Reaktionspartner im Moment der Applikation zusammengebracht werden. Der Härter ist ein wasserbasiertes Polyisocyanat, und er sucht Hydroxylgruppen im Harz. YT-6300 liegt bei 100 % Festkörper bei 20,5–21,5 % NCO, und YT-1102 liegt bei 19–21 % NCO. Beide sind aliphatische Monomer-Typen, sie schleppen also keine Vergilbung in einen lichtechten Decklack.
Wasser ist der konkurrierende Reaktionspartner. Jedes NCO, das kein Hydroxyl trifft, trifft stattdessen Wasser und setzt CO2 frei. Deshalb wird ein über Nacht stehen gelassener Ansatz nicht einfach nur dick. Er schäumt, und der am nächsten Morgen abgezogene Film hat Nadelstiche, die Sie nicht ausschleifen können.
Die Topfzeit ist damit ein Countdown, kein Richtwert. YT-6300 liefert 3–4 Stunden ab dem Anmischen, YT-1102 dagegen 5–6. Deshalb nennen wir die zweite für lange Rakelstrecken und für Betriebe, die einen Ansatz für einen ganzen Tag ansetzen. Keine der beiden Zahlen übersteht einen heißen Lackierraum, und beide setzen korrektes Dosieren voraus.
Was ein selbstvernetzendes Harz stattdessen leistet
Ein selbstvernetzendes PUD trägt die Vernetzungsfunktion im Polymer selbst, am Tank wird also nichts zugegeben. Der Film entsteht, während das Wasser entweicht und die Beschichtung warm wird. Trockner und Verweilzeit steuern die Härtung, nicht eine Uhr, die beim Öffnen eines Fasses loslief.
YT-1128 ist unser aromatisches Beispiel. Es liefert 27 ± 1 % Feststoff bei pH 6–8, mit einem Modul von 1,5–3 MPa und einer Zugfestigkeit über 10 MPa. Auf Synthetikleder erreicht es eine Nasshitze-Blockfestigkeit von Glanzgrad 3,5 oder besser, ganz ohne zugesetzten Aziridin-Vernetzer. Das ist der praktische Nutzen: ein Tank, kein Ansatz und kein gelierter Abfallbehälter am Freitag.
Die ehrliche Einschränkung: Ein 1K-Film lässt sich nach dem Kauf nicht mehr einstellen. Die Vernetzungsdichte steht fest durch das, was wir in das Polymer gegeben haben. Eine Aufgabe, die wirklich 2K-Chemikalienbeständigkeit braucht, erreichen Sie nicht durch härteres Trocknen. Das sagen wir den Kunden, bevor sie ein Rezept darauf aufbauen.
Carbodiimid, das sich wie keines von beiden verhält
YT-G30 ist ein polymeres Carbodiimid mit 50 ± 2 % Feststoff in PMA, dünnflüssig bei 80–150 cps. Es reagiert mit den Carboxylgruppen, die auf einem anionischen Harz ohnehin vorhanden sind. Es braucht also einen Partner, der von Haus aus Ladung trägt. Bei Raumtemperatur ist es langsam, beim Trocknen des Films schnell. Genau diese Kombination macht den Trick aus: eine brauchbare Offenzeit im Tank ohne stöchiometrischen Countdown und eine Vernetzung, die erst kommt, wenn die Beschichtung auf dem Substrat liegt.
Es ersetzt zudem polymeres Aziridin ohne den Sensibilisierungs-Hinweis und vergilbt weniger. Diesen Vergleich haben wir in unserem Artikel Aziridin- versus Isocyanat-Vernetzer behandelt. Die Dosierung liegt bei 1–5 % auf die Rezeptur, unter Rühren zugegeben. In einer kalten Anlage steigt die Viskosität, deshalb heizen wir über 15 °C vor oder verdünnen mit PMA vor.
Der Haken ist real: kein Carboxyl, keine Reaktion. Dosieren Sie es in eine nichtionische Type ohne freie Säure, tut der Großteil des Einsatzes nichts. Es ist dieselbe Ionen-Typ-Logik, die wir in unseren PUD-Verträglichkeitsregeln dargelegt haben, nur aus einer anderen Richtung kommend.
Drei Wege im Vergleich
| Weg | Was Sie am Tank dosieren | Topfzeit | Wo er punktet | Sorten |
|---|---|---|---|---|
| 1K selbstvernetzend | Nichts | Tage, im dicht verschlossenen Fass | Lederfinish, Druckpaste, Betriebe, die kein Mischungsverhältnis einhalten können | YT-1128 |
| 2K Polyisocyanat | Härter nach NCO zu OH | 3–4 h oder 5–6 h | Härte plus Chemikalien- und Wasserbeständigkeit | YT-6300, YT-1102 |
| Carbodiimid-Additiv | 1–5 % auf die Rezeptur | Lange bei Raumtemperatur | Kohäsion und Hydrolysebeständigkeit auf carboxyliertem Harz | YT-G30 |
Was die Kostenrechnung wirklich hergibt
Wir kalkulieren diese Routen über fünf Positionen, denn das Harz-Kilogramm ist selten die größte davon.
- Ausschuss im Mischtank. Offene Zeit nehmen, durch die Schichtlänge teilen und aufrunden. Ein 3–4-Stunden-Härter bedeutet in einem Neun-Stunden-Betrieb zwei Ansätze, und der zweite ist zur Hälfte verbraucht. Genau dieser Rest landet im Abfallfass.
- Dosierung und Kontrolle. Eine 2K-Linie braucht eine Waage, ein festgeschriebenes Mischungsverhältnis und jemanden, der es prüft. Eine 1K-Linie braucht einen Fassöffner.
- Reinigung. Polyisocyanat-Chemie geliert in den Leitungen. Unser Finish für Synthetikleder Wer 2K fährt, spült an jedem Stopp einmal durch; bei 1K wird am Wochenende gespült.
- Gebindegröße gegen Verbrauchsrate. YT-1102 wird im 200-kg-Fass geliefert. Wer im Betrieb nur 40 kg pro Monat braucht, dem zieht die Feuchtigkeit im Kopfraum das NCO weg, bevor das Fass leer ist. YT-6300 im 50-kg-Gebinde gibt es genau deshalb.
- Nacharbeit. Der einzige Punkt, an dem sich 2K rechnet. Fällt ein 1K-Film beim Lösemittelwischtest oder im Heißfeuchte-Test durch, kostet die Nachbeschichtung mehr als jedes Gramm Härter, das Sie gespart haben.
Zwei Größen können wir Ihnen nicht als Zahl nennen: Ihre Ausschussquote und Ihren Ofen. Alles oben Genannte schon – aus den Datenblättern und aus dem, was wir auf Kundenlinien sehen.
Fragen, die vor der Auswahl kommen
Braucht ein selbstvernetzendes 1K-Harz trotzdem Wärme?
Es braucht Trocknung und ausreichend Verweilzeit, damit die Funktion ausbildet. Eine kalte, feuchte Linie härtet einen 1K-Film genauso unzureichend aus wie eine hastig angesetzte Mischung einen 2K-Film. Bei YT-1128 stellen wir den Messerkopf auf 10–13 s Fließzeit und 100–150 g/m² ein. Die Klebfreiheit beurteilen Sie dann am eigenen Ofenprofil.
Kann ich einem 1K-Produkt Härter zugeben, um das Beste aus beiden Welten zu bekommen?
Können Sie – dann haben Sie aber ein 2K-System mit Zusatzschritten gekauft. Das selbstvernetzende Harz konkurriert weiterhin mit Wasser um das NCO, die zusätzliche Vernetzungsdichte fällt also geringer aus, als das Etikett vermuten lässt. Und die Topfzeit, die Sie vermeiden wollten, haben Sie sich damit eingehandelt. Wenn Sie wirklich einen Sprung nach vorn brauchen, gehen Sie stattdessen den Carbodiimid-Weg auf einem carboxylierten Harz.
Wie prüfe ich die Topfzeit an der Linie ohne Labor?
Ziehen Sie zwei Proben, eine nach einer Stunde und eine zum angegebenen Offenzeitpunkt. Bei beiden die Viskosität messen, dann einen kleinen Film ziehen und stoppen, wann er nicht mehr klebrig wirkt. Wandert die zweite Probe um mehr als ein paar hundert mPa·s, reagiert der Tank schneller, als das Datenblatt behauptet. Raum kühlen oder kleiner ansetzen.
Wenn Sie die Rechnung auf Ihr eigenes Schichtmuster durchgespielt haben wollen, schicken Sie uns Auftragsgewicht, Tankgröße und Ofenlänge. Wir sagen Ihnen, ob 1K- oder 2K-Wasser-PU zu Ihrer Linie passt, welche unserer Vernetzergraden Sie einsetzen sollten und wann die günstigere Antwort ein Einkomponentenharz ist. Wenden Sie sich an unser Anwendungsteam, oder laden Sie die Datenblätter zu YT-1128 und YT-G30 herunter.
