Strahlenhärtung

Strahlenhärtung bezeichnet einen Prozess, bei dem mit Hilfe von energiereicher Strahlung (Elektronenstrahlen, Gammastrahlung, Ultraviolett) reaktive Materialien von einem niedermolekularen in einen hochmolekularen Zustand überführt werden.

Siehe auch Strahlenchemie (Strahlenvernetzung).

Verfahrensablauf

Meist handelt es sich um zunächst flüssige Beschichtungswerkstoffe (z. B. Lacke, Druckfarben, Klebstoffe etc.), die über eine chemische Reaktion innerhalb von wenigen Sekunden in einen festen Zustand übergehen. Bei Lacken wird ein fester und trockener Film ausgebildet. Als Hilfsstoffe sind Fotosensibilisatoren beigemischt.

Als Strahlungsquellen dienen Ultraviolett-Lampen, zum Beispiel Quecksilberdampflampen oder auch Blitzröhren.

Es werden auch Ultraviolett-Leuchtdioden<ref>panacol.de: Innovation: UV-LED auch für Flächenbestrahlung (PDF; 274 kB).</ref> für diesen Zweck eingesetzt; sie sind teurer, besitzen aber eine lange Lebensdauer und sind für kleine Leistungen verfügbar (Zahnmedizin).

Elektronenstrahlen werden beispielsweise eingesetzt, um bereits teilpolymerisierte Schichten weiter zu vernetzen (Strahlenvernetzung). So entstehen beispielsweise Isolierstoffe, die das Ausgangsprodukt hinsichtlich Festigkeit, Einsatztemperatur und chemischer Resistenz weit übertreffen.<ref>Mitteilung der Firma Raytronics AG zur Strahlenvernetzung, abgerufen am 1. Oktober 2025</ref>

Reaktionsmechanismen

UV-härtende Lacke verwenden reaktive Acrylate,<ref>{{#if:{{#ifexpr:{{#if:EP|0|1}} or {{#if:0619347|0|1}}|1}}||}}{{#if: {{#invoke:Expr|TemplateBooland}}|{{#ifeq:|Patentanmeldung|Patentanmeldung|{{#ifeq:|Gebrauchsmuster|Gebrauchsmuster|Patent}}}} {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|EP0619347B1|{{#switch: {{{DB}}} | DEPATIS =EP0619347B1 | WIPO = EP0619347 | Google = EP0619347B1 | #default =EP0619347B1 }}}}{{#if:(Meth-)Acrylat-Beschichtungsmassen1993-04-071996-09-04PCB Augsburg GmbHManfred Huber et al|:|.}}{{#if:(Meth-)Acrylat-Beschichtungsmassen| (Meth-)Acrylat-Beschichtungsmassen.}}{{#if:1993-04-07| Angemeldet am {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}{{#if:1996-09-04PCB Augsburg GmbHManfred Huber et al|,}}}}{{#if:1996-09-04|{{#if:1993-04-07| veröffentlicht am | Veröffentlicht am }}{{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}{{#if:PCB Augsburg GmbHManfred Huber et al|,}}}}{{#if:PCB Augsburg GmbH| Anmelder: PCB Augsburg GmbH{{#if:Manfred Huber et al|,}}}}{{#if:Manfred Huber et al| Erfinder: Manfred Huber et al}}{{#if:| ({{{Kommentar}}})}}{{#if:1993-04-071996-09-04PCB Augsburg GmbHManfred Huber et al|.}}‌}}{{#invoke:TemplatePar|match |template= Vorlage:Patent |cat= {{#ifeq: 0 | 0 | Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Patent}} |format= |preview= |1=Land= ABC+ |2=V-Nr= /^[0-9A-Z]+$/ |3=Titel= * |4=Erfinder= * |5=Anmelder= * |6=A-Datum= * |7=V-Datum= * |8=Typ= ASCII |9=Code= ASCII |10=Kommentar= * |11=KeinLink= ASCII |12=DB=ASCII }}</ref> Epoxide,<ref>{{#if:{{#ifexpr:{{#if:EP|0|1}} or {{#if:0584570|0|1}}|1}}||}}{{#if: {{#invoke:Expr|TemplateBooland}}|{{#ifeq:|Patentanmeldung|Patentanmeldung|{{#ifeq:|Gebrauchsmuster|Gebrauchsmuster|Patent}}}} {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|EP0584570B1|{{#switch: {{{DB}}} | DEPATIS =EP0584570B1 | WIPO = EP0584570 | Google = EP0584570B1 | #default =EP0584570B1 }}}}{{#if:Epoxidharzzusammensetzung mit Sulfoniumsalzen1993-07-281998-09-30Siemens AGBernhard Stapp et al|:|.}}{{#if:Epoxidharzzusammensetzung mit Sulfoniumsalzen| Epoxidharzzusammensetzung mit Sulfoniumsalzen.}}{{#if:1993-07-28| Angemeldet am {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}{{#if:1998-09-30Siemens AGBernhard Stapp et al|,}}}}{{#if:1998-09-30|{{#if:1993-07-28| veröffentlicht am | Veröffentlicht am }}{{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}{{#if:Siemens AGBernhard Stapp et al|,}}}}{{#if:Siemens AG| Anmelder: Siemens AG{{#if:Bernhard Stapp et al|,}}}}{{#if:Bernhard Stapp et al| Erfinder: Bernhard Stapp et al}}{{#if:| ({{{Kommentar}}})}}{{#if:1993-07-281998-09-30Siemens AGBernhard Stapp et al|.}}‌}}{{#invoke:TemplatePar|match |template= Vorlage:Patent |cat= {{#ifeq: 0 | 0 | Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Patent}} |format= |preview= |1=Land= ABC+ |2=V-Nr= /^[0-9A-Z]+$/ |3=Titel= * |4=Erfinder= * |5=Anmelder= * |6=A-Datum= * |7=V-Datum= * |8=Typ= ASCII |9=Code= ASCII |10=Kommentar= * |11=KeinLink= ASCII |12=DB=ASCII }}</ref> Enolether<ref>Eignung von Arendiazoniumsalzen als Fotoinitiatoren für die kationische Fotopolymerisation, Dissertation Universität Halle 1999.</ref> und als Spezialfall auch cyclische Amine (z. B. Aziridin)<ref>Cationic Polymerization of Cyclic Amines, E. J. Goethals, E.H. Schacht, P. Bruggeman, Institute of organic chemistry Rijksuniversiteit Gent, B-9000 Gent, Belgium.</ref> als Bindemittel. Früher wurden häufig auch ungesättigte Polyesterharze verwendet. Dazu kommen Fotoinitiatoren und Hilfsmittel wie Vernetzer, Verlaufsmittel, Antioxidantien und Pigmente. Fotoinitiatoren bilden bei Belichtung Radikale oder reaktive Kationen (Supersäuren) und induzieren eine Polymerisation oder Vernetzungsreaktion längerkettiger Moleküle.

Die kationisch härtenden Systeme weisen komplexe und bislang nicht bis ins letzte Detail geklärte Reaktionsmechanismen, Kombinationen aus Kettenübertragungs-, Start- und Abbruchreaktionen, auf.

Einzelnachweise

<references />

Quellen

• Cationic Polymerization of Cyclic Amines, E. J. Goethals, E.H. Schacht, P. Bruggeman, Institute of organic chemistry Rijksuniversiteit Gent, B-9000 Gent, Belgium