Epoxidharze

(alternative Schreibweise Epoxydharze, Epoxy)

Was sind Epoxidharze?

Epoxiharze (EP) sind duroplastische Kunststoffe, die meist aus Harz und Härter bestehen. Mischt man beides in einem vorgegebenen Verhältnis, entsteht ein fester Kunststoff mit außergewöhnlichen Eigenschaften. Unverstärkt werden Epoxidharze als Klebstoffe und Gießharze verwendet (Elektronikvergüsse, im Bausektor für Betonrisse) sowie für Beschichtungen von Beton, Holz und Stahl. Mit Fasern und Füllstoffen verstärkt eignen sich Epoxidharze hervorragend als Konstruktionsmaterial für hochbelastete Bauteile (Faser - Verbundwerkstoffe).

Einsatzmöglichkeiten für Epoxidharze

Der Einsatz ist heute sehr vielfältig, hier nur einige wenige Beispiele:

Luftfahrt (Flugzeuge vom Kleinflugzeug bis zum Airliner)
Bootsbau (Boote, speziell die Rümpfe, Kayaks, Kanus)
Windkraft (Windkraftflügel)
Sportgeräte (Modellbau, Ski, Surfboards, Schläger aller Art)
Prototypenbau (Modelle)
Medizintechnik (Prothesen, Röntgenliegen)
Fahrzeugbau (komplette Fahrzeuge vom Chassis bis zur Karosserie, Fahrräder)
Bautechnik (Schwerlastanker, Vergüsse von Rissen, Beschichtungen)
Aquaristik (Landschaftsgestaltung, Gartenteiche)
Kunst (Abgüsse, Objekte)

Bei den Faserverstärkungen gibt es eine sehr große Auswahl an Produkten für jeden nur erdenklichen Einsatzzweck. Herausragend sind Glas- und Kohlefasern (Carbon).

Vorteile von Epoxidharzen

• Hohe statische und dynamische Festigkeit
• Geringer Härtungsschwund, gute Maßhaltigkeit
• Starke Haftung, sehr guter Klebstoff
• Hohe Temperaturbeanspruchbarkeit
• Gute Chemikalien- und Witterungsbeständigkeit
• Sehr gute dielektrische Eigenschaften (isolierend)
• Geringe Brennbarkeit, hohe Glutfestigkeit

Epoxidharz-Systeme

Nach Anwendungsgebieten werden Laminier-, Gieß- und Klebeharze sowie Formenbau- und Deckschichtharze (Gelcoats oder Feinschichtharze) unterschieden.

Laminierharze sind dünnflüssig und werden zum Tränken von Verstärkungsfasern, meist Geweben, verwendet. Nach dem Härten ergibt sich ein festes, hochbelastbares Bauteil. Das Laminieren ist ein handwerkliches Verfahren, die Fasern werden z.B. mit Walzen und Pinseln getränkt. Siehe auch "Das Handlaminieren“.

Injektionsharze
Dies sind dünnflüssige Epoxidharze mit sehr gutem Fließverhalten. Verarbeitung durch Einspritzen oder Vakuuminjizieren. Siehe auch "Das Injektionsverfahren".

Gießharze
Diese sind sehr schwundarm und entwickeln wenig exothermie (Reaktionswärme). Somit sind sie meist auch für größere Gießdicken geeignet. Siehe auch „Epoxid-Gießharz wasserklar“. 

Klebeharze
Die besten Konstruktionskleber sind heute epoxidharzbasiert. Die Verarbeitungszeiten liegen häufig bei 5 Minuten, 10 Minuten, 30 Minuten und 90 Minuten. Die Kleber sind etwas dickflüssiger und somit spaltfüllend.

Gelcoats und Formenharze
Hierbei handelt es sich um eingedickte und eingefärbte Epoxidharz-Systeme. Sie werden als erste Feinschicht verwendet, entweder um einem Bauteil eine glatte Oberfläche zu geben (Außenseite) oder für die Oberfläche bei Kunststoff-Formen.

Die Härtung von Epoxidharzen

Kalthärtung
Kalthärtende Systeme sind am einfachsten einzusetzen. Sie werden vorzugsweise bei Raumtemperatur (20 °C) verarbeitet und gehärtet. Nach ca. 24 Stunden kann entformt werden.

Warmhärtung
Kaltanhärtende Systeme
Diese Harze vernetzen bei Raumtemperatur so gut, dass sich Bauteile daraus problemlos entfernen und bearbeiten lassen. Für „normale“ Anwendungen ist die Festigkeit bereits ausreichend. Die Endfestigkeit wird jedoch erst durch eine Wärmenachbehandlung erreicht. Speziell die luftfahrtzugelassenen Epoxidharzsysteme müssen mit Wärme nachgehärtet werden. Meist genügt eine Temperatur von 50 - 60 °C über ca. 10 Stunden zur vollständigen Härtung.

Heißhärtung
Spezielle Epoxidharze eignen sich auch für Hochtemperaturanwendungen. Hierfür sind jedoch auch hohe Härtungstemperaturen erforderlich.

Auswahl des besten Epoxidharzes

Über Filter können im Shop Kriterien wie Verarbeitungszeit, Wärmebelastbarkeit und das Verarbeitungsverfahren ausgewählt werden. Bestimmte Anwendungen setzen eine Zulassung voraus, z.B. Luftfahrtzulassung im Flugzeugbau oder GL-Zulassung im Bootsbau oder TÜV im Fahrzeugbau. Ansonsten ist der Verarbeiter frei, das für ihn geeignetste System auszuwählen.

Arbeitsschutz
Harze und Härter sind Gefahrstoffe. Den besten Schutz bieten Nitrilhandschuhe (zu finden hier im Shop). Nähere Hinweise zur Arbeitssicherheit unter „Arbeitsschutz Epoxidharze“.