Anwendung Epoxyharze

Epoxy im Holz - Bootsbau

Wie viele technologische Neuerungen findet auch die Holz-Epoxy Bootsbauweise ihren Ursprung in dem Entwicklungsschub, der durch den zweiten Weltkrieg ausgelöst wurde

Um die Vorteile von Epoxy besser verstehen zu können, ist es sinnvoll, zunächst einmal den Grundwerkstoff Holz etwas genauer zu betrachten.

Auf der Suche nach leichten Bauweisen, insbesondere für Flugzeuge, kam man in vielen Fällen auf Holz zurück. Besonders im Bereich von Spanten, Stringern und anderen tragenden Teilen erwies sich dieses leichte und doch feste Material als überaus geeignet. Nun liegt es in der gewachsenen Natur des Holzes, dass seine Festigkeit weitgehend unidirektional, das heißt in eine Richtung (entlang der Faser) ausgeprägt ist. Zwischen den einzelnen, langzelligen Fasern gibt es nur eine relativ schwache Bindung - diese Tatsache wird besonders deutlich und plausibel, wenn man einmal einen durch Sturm oder Blitz gefällten Baum betrachtet; sofern das Holz nicht verrottet und die Zellstruktur somit unterbrochen ist, wird der Bruch stets lang ausgefasert und splitterig sein. Diese Eigenschaft des Holzes lässt sich einerseits bei weitgehend in einer Richtung auf Zug belasteten Bauteilen zum Vorteil nutzen. Andererseits sind Massivhölzer quer zu Ihrer Faserrichtung sowie bei starker Druckbelastung recht bruchanfällig.

Eine bewährte Lösung dieses Problems ist die Verwendung von Sperrhölzern, bei denen mehrere, dünne Holzschichten unter sehr hohem Druck jeweils um 90° versetzt miteinander verleimt werden. So entsteht ein neuer Werkstoff, der sowohl längs als auch quer hoch belastbar ist. Auch unter Druck zeigt Sperrholz deutlich verbesserte Eigenschaften, da die quer zur Druckrichtung verleimten Fasern ein Aufsplittern verhindern. Leider sind Sperrhölzer nur als ebene Platten erhältlich, was die Einsatzmöglichkeiten bei gerundeten Bauteilen (wie z.B. Rümpfen) stark einschränkt.

Durch das Verleimen dünner, biegsamer Holzschichten über eine gegebene Form lassen sich auch "runde Sperrhölzer" herstellen - diese Methode nennt sich Formverleimen und hat sich bei der Herstellung besonders leichter und fester Bauteile bewährt. Durch das gezielte Ausrichten der Holzfasern entlang der zu erwartenden Belastungen kann unnütze Überdimensionierung vermieden und das Gewicht niedrig gehalten werden. So verleimt man Bootsrümpfe beispielsweise überwiegend diagonal und längs, um Verdrehung (Torsion) und Längsbiegung des Schiffes vorzubeugen. Um bei Sperrhölzern und formverleimten Bauteilen einwandfreie Verbindungen der einzelnen Lagen untereinander zu erreichen, muss mit herkömmlichen Leimsystemen unter hohem Anpressdruck gearbeitet werden. Es gilt hier die Regel: je höher der Druck und je schmaler die Leimfuge, desto besser die Verbindung. Bei der Herstellung von Sperrhölzern wird darum mit hydraulischen Pressen gearbeitet, die mehrere Tonnen Druck erzeugen können - beim Formverleimen ist das unmöglich.

Hier ist ein Leimsystem vorteilhaft, das zwischen den zu verklebenden Lagen eine strukturell einwandfreie Leimbrücke bauen kann - Epoxyharz. Dieses sehr dichte und kompakte, in seiner Rohform zähflüssige Harz härtet nach Beimischung des Härters ohne zu schrumpfen vollständig durch; auch Fugen von einigen Millimetern Stärke werden einwandfrei überbrückt. Es ist dadurch sogar möglich, die Holzlagen nur in ihrer gewünschten Form zu fixieren und ohne jeden Druck zu verkleben. Darüber hinaus können die Eigenschaften des Epoxyklebers durch gezielte Zugabe von Füllstoffen so abgestimmt werden, wie es für den jeweiligen Verleimungsbereich am günstigsten ist. Dieser Punkt wird im weiteren Verlauf dieser Schrift noch genauer betrachtet.

Doch die Vorteile von Epoxy sind mit seinen guten Fülleigenschaften noch lange nicht erschöpft. Durch das Hinzufügen so genannter reaktiver Verdünner, die später Teil des ausgehärteten Materials sind, kann der Chemiker die Viskosität (Flüssigkeit) des Harzes gezielt verändern, d.h. es flüssiger machen. Das Harz ist nun in der Lage, tief in die Holzoberfläche einzudringen und hier auszuhärten. Die oben angeführte geringe Festigkeit des Holzes in Querrichtung zur Faser wird wesentlich höher, da die Fasern untereinander verklebt werden. Aus dem Holz wird so ein Verbundwerkstoff mit völlig neuen Eigenschaften!

Bei richtiger Verarbeitung eines geeigneten Epoxyharzes wie z.B. SP106 lassen sich Furniere von bis zu 4mm Stärke vollständig durchtränken und zu einer Art Holzkunststoff umwandeln. Bei diesem Vorgang wird die natürliche Restfeuchte des Holzes eingeschlossen und weitere Feuchtigkeitsaufnahme ausgeschlossen, das Holz kann also auch nicht mehr verrotten. Dieser neue Werkstoff ist in der Lage, über viele Jahre hinaus hohe Lastwechsel aufzunehmen, ohne zu ermüden. Dabei ist es besonders die außergewöhnlich hohe Bruchdehnung von Epoxy, die dem Werkstoff seine Festigkeit verleiht. Verformungen von bis zu 8% sind möglich, ohne dass das Harz bricht. Dabei ist die Verformung zunächst elastisch, d.h. bei Entspannung kehrt das Harz in seine ursprüngliche Form zurück. Bei weiter zunehmender Belastung geht die Verformung in den plastischen Bereich über, d.h. es kommt zu einer irreversiblen Änderung der Form, bevor das Material schließlich bricht. Sofern der plastische Bereich der Verformung nicht erreicht wird, behält das Epoxy seine Elastizität und Wasserfestigkeit auf unbefristete Zeit und durch seinen konservierenden Effekt bleiben auch die Holzfasern langfristig hochbelastbar.

Alle diese positiven Eigenschaften wurden beim Formverleimen von Flugzeugspanten und Rippen bereits in den 40er Jahren ausgenutzt. Nach dem Krieg eroberte der neue Werkstoff dann zunächst in Amerika den zivilen Flugzeugbau und schließlich auch den Yachtbau. Hier leisteten anfangs besonders die Selbstbauer Pionierarbeit, da das Epoxy ihnen den Bootsbau wesentlich leichter machte. Heute findet man Epoxy in fast jeder Bootswerft, und es ist - trotz "highTech" und exotischer Fasern - immer noch der Holzbootsbau, der das Rückgrat der Epoxyverarbeitung bildet. Es sind im Wesentlichen drei verschiedene Methoden, die man hier immer wieder antrifft:

1. Die einfache Sperrholz Knickspantbauweise

Bei dieser auch "Multi Chine" genannten Bauweise werden ebene Sperrholzplatten über "viel-eckige" Formen verklebt. Eine Variante ist das so genannte "tortured Plywood", am besten übersetzt mit "verformtes Sperrholz". Bei dieser Methode werden dünne Sperrholzlagen über mäßig gekrümmte Radien (abwickelbare Formen) gebogen und verleimt.

2. Die Leistenbauweise oder auch "Strip Planking"

Ein Gerüst von Schotten und Hilfsspanten wird mit untereinander verklebten Leisten beplankt. Bei dieser Methode entsteht eine hohe Längsfestigkeit, die Quer- und Diagonalfestigkeit kommt aus den Schotten und Spanten. Auch hier kennen wir eine neuartige Variante, bei der vorgefertigte Leisten aus zwei Längsfurnieren mit einem dazwischen angeordneten Balsa-Kern als Planken genommen werden. Hier erreicht man die erforderliche Torsionsfestigkeit durch das Aufbringen eines Glaslaminates.

3. Das Formverleimen oder "Cold Moulding"

Drei bis sechs Lagen dünne Holzfurniere werden abwechselnd diagonal, längs und quer über ein Gerüst aus Hilfsspanten und Stringern untereinander verleimt. Dabei entsteht ein Rumpf von hoher Festigkeit, der nahezu selbsttragend ist und mit einem Minimum von Stringern und Spanten auskommt. Um die Festigkeit weiter zu erhöhen, wenden Bootswerften häufig die so genannte Vakuumtechnik über eine geschlossene, luftdichte Form an, die hier aber nur am Rande erwähnt sei.

Alle drei Methoden haben eine Reihe von spezifischen Vorteilen und man findet daher manchmal auch Varianten, die zwei der genannten Techniken miteinander vereinigen. Eines haben sie jedoch alle gemein: die überlegenen Eigenschaften von Epoxy gegenüber herkömmlichen Leimsystemen ermöglichen einfacheres Arbeiten bei gleichzeitig erhöhter Festigkeit und Langlebigkeit.

Im folgenden sollen nun zwei verschiedene SP Holz-Epoxysysteme vorgestellt und miteinander verglichen werden: Das klassische SP106/SP301 und das neuartige SP120 Spabond/SP320 Spacote. Dabei liegt es am Ende an dem jeweiligen Anwender, in Abhängigkeit von seinem Bauvorhaben sowie seinen Möglichkeiten und Fähigkeiten zu entscheiden, welchem System er den Vorzug gibt!

Einzelheiten der verschiedenen Systeme, wie z.B. Mischungsverhältnisse oder Festigkeitswerte, finden sich in den jeweiligen Datenblättern und werden hier nur kurz angesprochen. Grundsätzlich sollten diese Datenblätter vor dem Verarbeiten der SP Produkte aufmerksam gelesen werden!

SP106 Universal-Epoxy

Im folgenden soll ein Epoxyharz vorgestellt werden, das man getrost als den "Klassiker" unter den Holz Epoxys bezeichnen kann: Das System SP106 mit den Härtern schnell und langsam, im folgenden kurz und übergreifend mit "SP106" bezeichnet. Die wesentlichen Angaben über dieses Harz sind in dem speziellen Datenblatt SP106 enthalten, das einige Leser sicher bereits kennen. Der Vortrag erläutert und ergänzt dieses Datenblatt, das vor Anwendung des Produktes eingehend studiert werden sollte.

Seit nunmehr über 12 Jahren ist SP106 auf dem Markt und unzählige Holzyachten sind damit verleimt und beschichtet worden. Wegen seiner vielseitigen Verwendbarkeit ist dieses Universal-Epoxy immer noch ein echter Bestseller, obwohl es für ganz bestimmte Aufgabenbereiche heute bessere Harzsysteme von SP Systems gibt, auf die später eingegangen wird.

SP106 ist ein leicht gelblich gefärbtes, lösungsmittelfreies und relativ dickflüssiges Harz, zu dem es zwei unterschiedliche Härter gibt, mit denen sich verschiedene Verarbeitungszeiten erreichen lassen: SP langsam für eine Verarbeitungszeit von ca. 75 min., schnell für rund 45 min. Beide Härter sind dunkelbraun, so dass bei Einhaltung des Mischungsverhältisses von fünf Teilen Harz zu einem Teil Härter ein bernsteinfarbenes Gemisch entsteht. Die Härter lassen sich übrigens untereinander beliebig vormischen, wodurch sich jeder - je nach Temperatur und Anwendungsbereich - seine Verarbeitungszeit optimal einstellen kann. Mit dem nun vorliegenden Gebinde lässt sich einiges bewerkstelligen; man kann damit kleben, beschichten, spachteln (füllen) und laminieren. Bevor diese vier verschiedenen Arbeitsgänge genauer besprochen werden, erstmal einige Worte zu den optimalen Voraussetzungen.

Arbeitsbedingungen

Ein weit verbreitetes Vorurteil gegen Epoxy ist die Annahme, man könne grundsätzlich nur unter Laborbedingungen gute Ergebnisse erzielen. Dieses Vorurteil ist falsch. Richtig ist vielmehr, dass Epoxy gewisse, einfache Ansprüche an den Anwender stellt, die dieser kennen muss, um ihnen gerecht werden zu können! Im wesentlichen sind Temperatur und Feuchtigkeit im Auge zu behalten, wobei beide Faktoren auf die Umgebung (Werkstatt) und auf das Werkstück bezogen werden müssen. Dabei können beide ganz unterschiedliche Auswirkungen auf die folgenden vier wichtigsten Arbeitsvorgänge haben. Jedem der vier folgenden Absätze wird deshalb eine kurze Abhandlung über die optimalen Bedingungen vorangestellt.

Kleben mit SP106

Wie bereits einleitend ausgeführt, eignet sich Epoxy sehr gut zum Kleben unterschiedlichster Materalien; Holz ist dabei einer der am einfachsten zu verklebenden Werkstoffe. Das liegt daran, daß es erstens recht porös und damit aufnahmefähig für den Kleber ist und zweitens die Holzfasern untereinander eher schwach verbunden sind. Gute Epoxy-Verklebungen erkennt man daran, dass sie stets neben der Klebestelle brechen!

Zum Verkleben muss das Holz trocken sein, d.h. es darf nicht mehr als seine natürliche Restfeuchte von ca. 10-15% haben, die Oberfläche sollte mit grobem Sandpapier (Korn 60-100) angeraut werden. Die Luftfeuchtigkeit spielt beim Kleben eine untergeordnete Rolle, da die eingestrichenen Klebeflächen in der Regel nie lange der Luft ausgesetzt sind. Evtl. auf der Oberfläche befindliche Verschmutzungen wie z.B. Staub oder Fett sind zu entfernen. Sowohl Werkstück als auch Harz und Härter sollten mindestens 10°C haben, und auch die Umgebungstemperatur sollte nicht darunter liegen. Bei dieser Temperatur ist das Gemisch gerade noch dünnflüssig genug, um in die Poren der meisten Hölzer ausreichend tief eindringen zu können. Da Epoxy sehr gute Fülleigenschaften hat und während der Aushärtung nicht schrumpft, ist beim Kleben kein hoher Anpressdruck erforderlich - es reicht, die zu verklebenden Teile in Ihrer gewünschten Position zu fixieren.

Tempern

Grundsätzlich benötigt Epoxy zur vollständigen Aushärtung ca. eine Woche bei Raumtemperatur (18°C) - erst dann ist die volle Festigkeit erreicht. Verkürzen läßt sich dieser Zeitraum durch vorübergehendes Anheben der Temperatur (Tempern), z.B. mittels eines Heizlüfters. Bei 40°C ist die volle Aushärtung bereits nach ca. 16 Std. erreicht, bei 80°C schon nach 8 Stunden. Was bedeuten diese Zahlen nun in der Praxis?

SP106 härtet bereits bei 10°C soweit aus, dass die Klebeverbindungen über Nacht "selbsttragend" werden, also die Fixierung durch Schraubzwingen, Gurte o.Ä. entfernt werden kann. Seine maximale Festigkeit hat es jedoch noch lange nicht erreicht, und bei einer Temperatur von nur 10°C wird dieser Effekt auch niemals eintreten. Trotzdem kann man durchaus einen ganzen Rumpf bei derartigen Temperaturen verkleben, vorausgesetzt, das Harz bekommt später sein nötiges Wärmepensum "nachgereicht". Dabei müssen die o.a. Aushärtungszeiten erreicht werden, was sich in unseren Breiten beim Neubau eines Bootes, der sich meistens über mehr als ein halbes Jahr erstreckt, schon fast nicht vermeiden lässt...

Einzig bei Verklebungen, die unter hoher Spannung stehen - z.B. lamellierten Spanten - ist beim "Tempern" Vorsicht geboten; wenn man die Temperatur zu schnell hochfährt, kann das Harz nicht so schnell nachhärten, wie sich zunächst infolge der Wärme seine Viskosität wieder verringert; eine ungeklammerte Verleimung kann wieder aufspringen! Bei derartigen Verklebungen gilt also: Entweder sehr langsam erwärmen, oder zunächst die Fixierung bestehen lassen, bis die Endhärte erreicht ist.

Füllstoffe zum Kleben

Wir unterscheiden vier Arten von Füllstoffen, die alle beim Kleben angewendet werden können. Darum wollen wir jeden dieser Füller und seine Eigenschaften hier zunächst genau beschreiben. Grundsätzlich beeinflussen die Füllstoffe den Aushärtungsvorgang nicht, können also in beliebiger Menge hinzugefügt werden. Die jeweiligen Auswirkungen auf Festigkeit und Verarbeitung des Harzes sind übrigens bei allen SP Epoxyharzen gleich, so dass später nicht mehr erneut darauf eingegangen werden muss!

Collodial Silica

Colloidal Silica, auch Kieselsäure, Quarzmehl oder Aerosil genannt, ist nach dem Sinn des Wortes eigentlich kein "Füll"-Stoff, da durch sein Hinzufügen zu Flüssigkeiten deren Volumen nur geringfügig erhöht wird. Das liegt daran, daß sich dieser schneeweiße, pulverförmige Werkstoff (der bei Grenzüberschreitungen gern mit Kokain verwechselt wird!) beim Verrühren auflöst und die Flüssigkeit dabei dicker macht, ihre Viskosität also verringert. Alle anderen SP Füllstoffe sind "echte" Füller, deren Beimischen das Volumen der Mischung vergrößert. Da Colloidal Silica ein Naturprodukt und völlig ungiftig ist, findet man es auch in Lebensmitteln, z.B. in Joghurt oder Säften. Es hat die Eigenschaft, Feuchtigkeit stark zu binden, was man sofort beim Berühren bemerkt.

Diese Eigenschaft nutzt man bei Verkleben mit Epoxy gezielt aus; durch Zugabe von Colloidal Silica verdickt ("thixotropiert") man das Harz/Härter-Gebinde soweit, dass es in einer bestimmten Auftragstärke stehen bleibt bzw. auch an vertikalen Flächen nicht mehr herunterrinnt. Die Zugabemenge hängt dabei von der Grundviskosität und der gewünschten Viskosität des Harzes ab. Bei einer SP106 Mischung liegt sie bei ca. 50-100% nach Volumen. Zuviel Colloidal Silica führt unausweichlich zu einer verringerten Eindringtiefe des angedickten Harzes in die Holzoberfläche und damit zu einer Schwächung der Verklebung - man sollte sich daher stets "von unten" an die richtige Menge heranarbeiten!

Ausschließlich mit Colloidal Silica angedicktes Epoxy wird sehr hart und auch vergleichsweise schwer, da sich sein spezifisches Gewicht fast gar nicht verringert. Außerdem verstärkt Colloidal Silica das Harz keineswegs, obwohl dies häufig angenommen wird. Besonders bei strukturellen Verklebungen, die später starken Wechselbelastungen ausgesetzt werden oder bei dicken Klebefugen sollten unbedingt zusätzlich Mikrofasern angewendet werden!

Mikrofasern

Wie die Bezeichnung schon vermuten läßt, handelt es sich hierbei um Fasern, die sehr klein, d.h. kurz geschnitten sind. In der Tat lassen sich unter dem Mikroskop die einzelnen, gelblich-weißen Faser sehr schön erkennen. Sie sind aus Baumwolle und geben dem Harz zusätzliche "innere Festigkeit". Wie kommt es zu diesem Effekt?

In dem ausgehärteten Epoxy überlappen sich die einzelnen Mikrofasern und bilden mit dem Harz eine Art "kleines Laminat". Wer einmal versucht, einen im Becher ausgehärteten Rest einer solchen Mischung zu zertrümmern, kann sich diese Verstärkung eindrucksvoll vor Augen führen. Die Zugabemenge von Mikrofasern ist stark abhängig von der jeweiligen Verklebung sowie der Menge des vorher hinzugefügten Colloidal Silica; ca. 50-100% nach Volumen sind ein guter Richtwert.

Wie bei allen "echten" Füllstoffen ist das Zusammenwirken mit Colloidal Silica von entscheidender Bedeutung. Es gilt die Regel: Andicken mit Colloidal Silica, danach Mikrofasern hinzufügen, bis die gewünschte Viskosität erreicht ist. Vor der Durchführung wichtiger Verklebungen sollte man das in jedem Falle einmal an einem Muster üben, um sich diese Wechselwirkung klarzumachen. Hilfestellung gibt die SP Füllstofftabelle.

Microballoons und Glasbubbles

Da die entsprechenden deutschen Bezeichnungen - Glasbläschen und Kunststoffkügelchen - etwas merkwürdig klingen, benutzen wir für diese beiden Füllstoffe lieber die englischen Begriffe. In beiden Fällen handelt es sich um mikroskopisch kleine, runde Hohlkörper, die auch im Epoxyharz ganz ähnliche Auswirkungen auf die Festigkeit haben.

Beide Füllstoffe reduzieren das spezifische Gewicht der Mischung, wobei die braunen Microballoons noch etwas leichter sind, da sie aus Phenolharz bestehen. Glassbubbles sind im Vergleich etwas schwerer, denn sind sind aus Glas und daher auch schneeweiß und wesentlich billiger.

Beide Füllstoffe lösen sich im Harz nicht auf, sondern werden gewissermaßen von Harz umschlossen. Je größer der prozentuale Anteil im Gebinde, desto leichter und - später im ausgehärteten Zustand - weicher wird das Harzgebinde. Auch die Viskosität der Mischung ändert sich; im Gegensatz zu dem vorhergehend beschriebenen Effekt des Colloidal Silica liegt das jedoch an der zwischen den einzelnen Kügelchen entstehenden Kapillarwirkung, die das Harz am Fließen hindert bzw. den Harzfluss verlangsamt. Eine dick aufgetragene Mischung von Harz/Härter mit - beispielsweise - Glassbubbles wird im ausgehärteten Zustand oben stets leichter sein als unten, da das Harz vor der Aushärtung langsam zwischen den einzelnen Glaskügelchen nach unten fließt. Auch hier ist es also wiederum das richtige Zusammenspiel mit Colloidal Silica, das den Erfolg ausmacht!

Beim Kleben dienen sowohl Glassbubbles als auch Microballons stets nur der Vergrößerung des Volumens sowie der Verringerung des Gewichtes - sie erhöhen die Festigkeit des Klebers nicht. Bei Flächenverklebungen mit dünnen Fugen (z.B. Formverleimen) sind bis zu 200% Glassbubbles oder 300% Microballoons möglich - stärkere, strukturelle Klebefugen erfordern die Zugabe von Mikrofasern.

Beim Formverleimen dünner Furniere als Abschlusslage in Naturholzbereichen sollte man statt weißer Glassbubbles lieber braune Microballoons verwenden, da die Glassbubbles beim Durchschlagen des Klebers an die Oberfläche die Holzfärbung verderben können. Auch bei der Herstellung von Epoxy-Klebenähten, der so genannten "Fillet-Joint" Methode, die später genauer besprochen wird, ist die braune Färbung der Microballoons von Vorteil, weil sie den meistens verarbeiteten, dunklen Hölzern farblich ähnlicher ist. Trotzdem sollten Fillet-Joints aus Festigkeitsgründen immer auch einen Anteil von Mikrofasern enthalten!

Beschichten mit SP106

Als echtes Universal-Harz eignet sich SP106 auch recht gut zum Beschichten und Absperren von Holzoberflächen, insbesondere dort, wo es auf ein optimales Finish nicht ankommt, z.B. Innenseiten von Schränken oder Schapps, Bilgen oder Unterwasserbereichen der Außenhaut. Es kann mit Rolle, Pinsel oder Schwamm aufgetragen werden, zum Spritzen eignet es sich nicht.

Für die Oberflächenbehandlung des Holzes gilt das gleiche wie beim Kleben, wobei die Qualität des Finish natürlich nicht zuletzt von der Feinheit des Vorschliffs abhängt. Rohes Holz sollte mit einer Körnung von mindestens 180 geschliffen werden, damit das Harz alle Poren und Riefen schließen kann. Das Holz sollte gut trocken (max. 15%) sein und mindestens 15°C Eigentemperatur haben. Die Arbeitsbedingungen sollten beim Beschichten grundsätzlich immer genauer kontrolliert werden als beim Kleben, da die Harzoberfläche während der gesamten Aushärtungszeit der Luft ausgesetzt ist. Während dieser Zeit können Teile des Harz/Härter Gemisches mit Wasserteilchen aus der Luft reagieren - es bleiben unreagierte Bestandteile zurück, die sich als epoxy-typischer Schmierfilm auf die Oberfläche legen. Je geringer die Luftfeuchte während dieser Phase ist, desto weniger Schmierfilm entsteht. Da sich die Aushärtungszeit durch höhere Temperaturen verkürzt und das Harz schneller abbindet, führt Wärme ebenfalls zu einem besseren Resultat. Außerdem wird das Harz dünnflüssiger und dringt tiefer in die Holzoberfläche ein.

Die Auftragsstärke eines lösungsmittelfreien Epoxyharzes kann beliebig gewählt werden und wird eigentlich nur durch das Ablaufen an vertikalen oder schrägen Flächen begrenzt. Da keine Lösungsmittel enthalten sind, braucht die Beschichtung nicht ablüften, sondern das Harz härtet auch in den unteren Bereichen der Schicht vollständig durch. An horizontalen Flächen kann man dadurch bereits mit nur einer Schicht SP106 eine vollständige Versiegelung gegen Feuchtigkeit erreichen!

"Nass in nass" Beschichten

Zunächst muss man sich beim Beschichten darüber im Klaren sein, dass eine ausgehärtete, unbehandelte Epoxy-Oberfläche so ziemlich der schlechteste Haftgrund ist, den man sich vorstellen kann - kein Kleber kann hier vernünftig haften. Darum muss eine solche Fläche vor dem weiteren Beschichten unbedingt angeschliffen werden. Um Zeit zu sparen, kann man aber grundsätzlich alle Epoxyharze auch in mehreren Schichten nacheinander aufbringen werden, ohne unbedingt zwischenschleifen zu müssen. Dabei kommt es auf den richtigen Zeitpunkt an, der von der Temperatur sowie dem gewählten Härter und der Schichtstärke abhängt. Am besten bestimmt man diesen Zeitpunkt durch den "Fingerabdruck-Test"; bei mäßigem Druck mit dem Finger auf die Oberfläche muss ein deutlich sichtbarer Fingerabdruck im Material verbleiben. Bleibt Harz am Finger kleben, ist es noch zu früh. Lässt der Finger dagegen keinen Abdruck zurück, ist es mit Sicherheit zu spät und man muss wieder schleifen, bevor weiter beschichtet werden kann. Diese Regel gilt für alle SP Epoxyharze.

Spachteln und Füllen mit SP106

Aufgrund der minimalen Schrumpfung sowie bester Adhäsion (Klebkraft) und Formbeständigkeit eignet sich SP106 auch hervorragend zum Spachteln und Füllen von Holzoberflächen. Korrekt angerührte und aufgebrachte Epoxy-Spachtelmischungen sind hochgradig wasserbeständig und haften auch auf flexiblen Oberflächen dauerhaft. Da SP106 kaum schrumpft und keine Lösungsmittel enthält, kann der Spachtel in beliebiger Stärke aufgetragen werden.

Für die Arbeitsbedingungen gilt das Gleiche wie beim Beschichten. Um später eine Oberfläche zu erhalten, die sich ohne große Mühen schleifen lässt, ist es beim Spachteln besonders wichtig, die richtigen Füllstoffe im richtigen Verhältnis anzuwenden. Wegen ihres geringen Gewichtes sowie ihrer hervorragenden Schleifbarkeit eignen sich Microballoons (siehe auch Kapitel "Kleben mit SP106") besonders gut zur Herstellung von Spachtelmischungen. Glassbubbles sind ebenfalls geeignet, allerdings wird die Mischung etwas schwerer und der Arbeitsaufwand beim Schleifen ist größer, da sie härter sind als Microballoons. Mikrofasern dagegen sind völlig ungeeignet, weil sie sehr hart werden und sich zudem schlecht ziehen lassen.

Zunächst wird das fertig verrührte Harz/Härter Gemisch wiederum mit ca. 50-100% Colloidal Silica thixotropiert, damit der Spachtel sich später gut ziehen lässt und in der gewünschten Stärke stehen bleibt. Danach werden Microballoons oder Glassbubbles hinzugefügt, bis die gewünschte Viskosität erreicht ist, je nach Härter und Temperatur ca. 250-350% nach Volumen. Dieser Spachtel kann direkt und ohne vorherige Versiegelung auf das rohe, geschliffene Holz aufgetragen werden.

Wenn sich die Spachtelmischung beim Aufbringen schlecht ziehen lässt und zum Abreißen oder Krümeln neigt, ist die Mischung zu trocken, d.h. der Anteil an Microballoons ist zu hoch. Läuft der Spachtel dagegen von vertikalen Flächen ab, muss mehr Colloidal Silica hinzugefügt werden, um die Viskosität zu verringern. Ist der Spachtel später sehr schwer zu schleifen, ließ sich aber während des Auftragens gut ziehen, sollte man das Verhältnis der Füller mehr zugunsten der Microballoons verschieben. Auch beim Spachteln empfiehlt sich ein vorheriges Probieren an kleinen Mustern, um die nötige Sicherheit zu erlangen!

Das Grobschleifen der gespachtelten Fläche kann nach Aushärtung über Nacht mit Korund-Papier im Trockenschliff vorgenommen werden. Setzt sich das Papier dabei sofort zu, ist das Material noch nicht hart genug und muss länger aushärten, am besten unter Wärmezufuhr. Der epoxytypische Schmierfilm, der sich bei hoher Luftfeuchtigkeit and der Oberfläche bildet, kann vor dem Schleifen mit SP Lösungsmittel entfernt werden.

Für das Spachteln großer Flächen sowie das abschließende Fein-Füllen stehen mit SP S’Fill Fertigspachtel sowie SP302 Hibuild Epoxyprimer zwei bewährte Systeme zur Verfügung, über die der technische Service von SP Systems auf Anfrage gern Auskunft gibt!

Laminieren mit SP106

Da dieser Vorgang bei der Holzverarbeitung nur selten vorkommt, soll in diesem Zusammenhang auch nur kurz darauf eingegangen werden.

Grundsätzlich lassen sich alle am Markt befindlichen Glasfasern - mit Ausnahme von emulsionsgebundener Glasmatte - recht gut mit SP106 laminieren. Ein häufig gewähltes Glasmaterial ist das Leinwandgewebe RE210, das sich z.B. zum Beschichten von Unterwasserbereichen oder zum Verstärken von Krafteinleitungspunkten (Wanten, Vorstag etc.) eignet. Man sollte in jedem Fall den langsamen Härter verwenden, da dieser dünnflüssiger ist und das Harz/Härter Gemisch so besser in das Gewebe eingearbeitet werden kann. Auf blasenfreies Laminieren ist unbedingt Wert zu legen, da Lufteinschlüsse die Festigkeit beeinträchtigen.

Interessante Alternativen zu herkömmlichen Methoden sind das Einkleben von Schotten nach der "Fillet Joint" Methode, wobei in stark belasteten Bereichen die Verbindung mittels eines Glaslaminates verstärkt werden kann, sowie das Verstärken von geplankten Holzrümpfen mit einem Glaslaminat. Entsprechende Hinweise finden sich im nächsten Kapitel, genaue Auskünfte gibt der technische Service von SP Systems auf Anfrage.

Zusammenfassung

Abschließend soll festgehalten werden, dass mit SP106 eine Harz-/Härterkombination zur Verfügung steht, die ganz besonders auf die Möglichkeiten und Anforderungen des Selbstbauers oder des kleinen Bootsbaubetriebes zugeschnitten ist. Gute Kalthärtungseigenschaften, relativ hohe Feuchtigkeitsverträglichkeit und nicht zuletzt die Unkompliziertheit und Vielseitigkeit in der Anwendung sind die herausragenden Eigenschaften dieses Systems. Dabei müssen natürlich in bestimmten Spezialbereichen Kompromisse eingegangen werden - für diese Bereiche steht dem anspruchsvollen, Epoxy-erfahrenen Anwender heute alternativ ein neues System zur Verfügung, das im folgenden Abschnitt vorgestellt wird.

SP120 Spabond und SP320 Spacote

Bei dem vorhergehend beschriebenen SP106 handelt es sich um ein sogenanntes "first generation marine epoxy" - frei übersetzt bedeutet das etwa: "Bootsbau Epoxy der ersten Generation". Um einmal einen Vergleich aus einem anderen Bereich zu bringen, könnte man SP106 auch als den "VW Käfer" unter den Epoxys bezeichnen - er läuft und läuft und genügt zuverlässig seinem Zweck, ohne dabei besonders zu glänzen. Führt man diesen Vergleich weiter, so muss man SP320 als den Porsche und SP120 als den Mercedes Transporter unter den Epoxys bezeichnen. Beide erfüllen denselben Zweck wie der Käfer (nämlich von A nach B zu fahren), aber in bestimmten Bereichen sind sie ihm überlegen; der Porsche ist schneller, der Mercedes Transporter geräumiger. Dafür erfordern beide aber auch gewisse Voraussetzungen und Zugeständnisse beim Fahrer; der Porsche will beherrscht werden und der Mercedes Transporter ist schwerer einzuparken.

Ganz ähnlich ist es auch bei unseren Harzen; SP320 Spacote hat optimale Verlaufeigenschaften und ist von höchster Klarheit, SP120 Spabond bietet überlegene Klebekraft und niedrigere Viskosität. Damit sind die wesentlichen Unterschiede der beiden Systeme untereinander sowie im Vergleich mit SP106 schon erfasst. Was diese Unterschiede in der Praxis für Auswirkungen haben, wird im folgenden Abschnitt näher erläutert. Dabei wird bewusst auf die Wiederholung all jener Aussagen aus dem Kapitel über SP106 verzichtet, um die Übersichtlichkeit zu wahren. Am Ende wird schließlich der UV-Schutzlack SP2000 Ultravar beschrieben, der sich für alle SP Epoxysysteme gleichermaßen als Abschlusslack eignet.

SP120 Spabond Epoxykleber

Bei der Entwicklung dieses kompromisslosen Klebeharzes haben die SP Chemiker ihr Augenmerk ausschließlich auf die beim Verleimen der unterschiedlichsten Materialien gestellten Anforderungen gerichtet. SP120 ist bereits vor-thixotropiert, so dass die Beimischung von Colloidal Silica beim Kleben weitgehend entfällt. Seine Adhäsionskraft stellt alles Dagewesene in den Schatten, und das Mischungsverhältnis von 2:1 nach Volumen ermöglicht einfaches, fehlerfreies Mischen auch ohne aufwendige Dosierungseinrichtungen. Auch die für einen Kleber ganz entscheidende Bruchdehnung liegt bei SP120 deutlich höher, als z.B. bei SP106.

Das Harz SP120 ist fast milchig-weiß, zähflüssig und äußerst geruchsarm. Die beiden bräunlich gefärbten Härter "schnell" und "langsam" bieten Verarbeitungszeiten von 20 bzw. 60 min. bei 21°C. Damit lassen sich durch Mischen der Härter untereinander wiederum praktisch alle erforderlichen Verarbeitungszeiten realisieren.

Neben der einfachen Verklebung von Hölzern untereinander eignet sich SP120 Spabond auch für schwierigere Klebeverbindungen wie z.B. Teak/GFK, Holz/Stahl, Holz/Alu oder sogar Stahl/Stahl oder Stahl/Keramik.

Arbeitsbedingungen

Im Vergleich mit SP106 stellt SP120 etwas höhere Anforderungen an die Bedingungen während der Verarbeitung. Grundsätzlich ist auch SP120 ein so genanntes "kalthärtendes" System, das zur vollständigen Aushärtung nur Raumtemperatur, d.h. 18-21°C benötigt. Nach ca. 7 Tagen ist bei dieser Temperatur die volle Endfestigkeit eingetreten. Allerdings liegt die untere Temperaturgrenze für SP120 bei ca. 15°C, da erst ab dieser Temperatur eine ausreichende Reaktion eingeleitet wird. Wenn es kälter ist, wird das Harz zudem sehr zähflüssig, was korrektes Mischen und Auftragen stark erschwert.

Die Luftfeuchtigkeit spielt, aus den bereits bei SP106 angeführten Gründen, auch beim Kleben mit SP120 eine untergeordnete Rolle. Dagegen muss das Werkstück selbst natürlich ebenso sauber, trocken und angeschliffen sein, wie bei allen Epoxyharzen.

Füllstoffe für SP120

Bei den Füllstoffen gilt grundsätzlich das gleiche wie bei SP106, nur dass man auf das Thixotropieren mit Colloidal Silica in den meisten Fällen verzichten kann. Bei Kontaktverklebungen mit geringer Klebefuge kann SP120 sogar völlig ohne Füllstoffe verwendet werden.

Die "Fillet Joint" Methode

Eine einfach herzustellende und trotzdem strukturell einwandfreie Methode zur Verbindung zweier in einem Winkel um 90° zueinander stehender Platten (z.B. Schott/Rumpf oder Rumpf/Deck) ist die so genannte "Fillet Joint" Methode, die sich mit SP120 sehr gut durchführen lässt und die hier anhand eines in den Rumpf zu klebenden Schotts beschrieben werden soll.

Zunächst wird das Schott möglichst passgenau zugeschnitten. Um später nicht in unzugänglichen Bereichen arbeiten zu müssen, kann man das Schott vor dem Einbau fertig beschichten, z.B. mit SP320. Damit es später eine einwandfreie Verklebung gibt, müssen in diesem Falle die zu verklebenden Flächen (ca. 2-5cm von der Kante des Schotts sowie die Stirnseite) gut angeschliffen werden. Das gleiche gilt für den Bereich des Rumpfes, in den das Schott geklebt werden soll. Beide Klebebereiche sollten außerdem auf ca. 2-5 cm mit Tesakrepp abgeklebt werden.

Das Schott wird nun an der Stirnseite zunächst mit SP120 (ungefüllt) eingestrichen, damit die Holzfaser sich vollsaugen kann. Dann wird die Fläche reichlich mit SP120 (gefüllt mit Mikrofasern) eingestrichen und das Schott kann in den Rumpf gestellt und mittels Schraubzwingen fixiert werden. Dabei aus der Fuge hervorquellendes Harz kann später für die Füllnaht verwendet werden.

Wenn das Schott in seiner Position steht, wird die eigentliche, tragende Füllnaht gezogen. Dafür verwendet man wiederum SP120 mit Mikrofasern. Die Mischung muss so eingestellt werden, dass das Harz nicht mehr fließt und die Füllnaht in der gewünschten Höhe stehen bleibt. Kleinere Nähte in strukturell weniger belasteten Bereichen oder bei Jollen und Dinghys zieht man am einfachsten mit den gerundeten SP Rührhölzern. Dazu bringt man zunächst reichlich Harz in den Winkel zwischen Schott und Rumpf ( z.B. mittels einer alten Zuckergussspritze oder einfach einer Plastiktüte mit abgeschnittener Ecke), das dann mit dem Rührholz abgezogen wird. An den Kanten hervorquellendes Harz wird vorsichtig mit einem Spachtel entfernt.

Bei tragenden Schotten muss die Füllnaht in jedem Falle größer dimensioniert sein! Genauere Angaben sollte hier der jeweilige Konstrukteur der Yacht machen. Als Faustformel für "Fillet Joints" aus Mikrofasern gilt: r = 4 x t, wobei "r" der Radius der Füllnaht und "t" die Stärke des zu verklebenden Schotts ist. Bei Nähten, die aus kosmetischen Gründen ausschließlich mit den braunen Microballoons als Füllstoff hergestellt werden, muss der Faktor zur Berechnung des Radius mindestens auf 6 erhöht werden. Nach dem so ermittelten Maß kann man sich jetzt an der Bandsäge ein Sperrholzbrettchen zurechtschneiden, mit dem dann die Füllnaht gezogen wird. Nachdem alles überschüssige Harz mit dem Spachtel entfernt wurde, kann das Tesakrepp vorsichtig abgezogen werden. Das sollte man unbedingt vor dem Aushärten tun, da es sonst in eine arge Fummelei ausarten kann!

Eine derartige Verbindung ist so haltbar, dass bei einem evtl. Bruch stets das Schott selbst bzw. die innere Furnierlage des Rumpfes brechen wird! Soll die Festigkeit weiter erhöht und die Kraft gleichmäßiger in das Schott eingeleitet werden, kann der "Fillet Joint" noch durch das Aufbringen eines diagonal angeordneten Glaslaminates verstärkt werden. Hierzu eignet sich als Laminierharz besonders SP320, da es sehr flüssig ist und gut in die Fasern eindringt. Wie beim Laminieren im Einzelnen zu verfahren ist, erklärt auf Anfrage der technische Service von SP Systems.

Besondere Klebeverbindungen

Auf die unterschiedliche Vorbereitung der verschiedenen Materialien zum Kleben mit SP120 soll hier nur kurz eingegangen werden. Grundsätzlich wird eine Verklebung umso haltbarer, je rauer die Oberfläche beschaffen ist, da dem Kleber durch die reliefartige Oberflächenstruktur mehr Angriffsfläche geboten wird. Besonders Metalle wie Alu, Niro oder Stahl sollten also möglichst grob geschliffen oder sandgestrahlt werden. Außerdem ist darauf zu achten, dass die Oberfläche sofort nach dem Schleifen mit Kleber eingestrichen wird, um erneutes Korrodieren zu verhindern. Aluminium sollte mit einem Ätzprimer vorbehandelt werden.

Teakhölzer müssen vor dem Verkleben sorgfältig entölt werden, am bestem durch Auswaschen mit SP Lösungsmittel oder Aceton. Grundsätzlich müssen alle Oberflächen frei von Staub, Fett und anderen Verunreinigungen sein, da diese oft wie ein Trennmittel wirken.

Wer zum ersten Mal mit SP120 klebt, wird vielleicht der durchaus menschlichen Versuchung erliegen, das Resultat seiner Bemühungen schon am nächsten Tag zu überprüfen, wenn der Kleber hart geworden ist. Dabei ist folgendes zu bedenken: SP120 ist jetzt zwar hart, aber noch lange nicht ausgehärtet! Da sich die in den nächsten 6 Tagen stattfindende End-Aushärtung besonders auf die Klebekraft des Harzes auswirkt, sollte ein Test der Verklebung, z.B. durch Abschlagen mit einem Stecheisen, frühestens nach diesem Zeitraum erfolgen. Andernfalls kann es durchaus vorkommen, dass das Resultat des Tests die Anforderungen nicht erfüllt.

Klassifizierung durch den Germanischen Lloyd

Wer seine Yacht gern nach den strengen Bauvorschriften des Germanischen Lloyd klassifizieren lassen möchte, kann bei strukturellen Verklebungen auf das System SP120 Spabond zurückgreifen. Nach aufwendigen Tests durch das Bremer Fraunhofer Institut wurde diesem Epoxy-Kleber erst kürzlich der Segen des GL erteilt, was die obenstehenden Ausführungen eindrucksvoll belegt.

SP320 Beschichtungs und Mehrzweck-Epoxy

So speziell, wie SP120 auf den Anwendungsbereich Kleben zugeschnitten ist, wurde SP320 zum Beschichten entwickelt. Dabei standen vor allem Klarheit, Verlaufeigenschaften und UV-Beständigkeit im Vordergrund. Mit SP320 steht ein Harzsystem zur Verfügung, das in diesen drei Punkten unübertroffen ist!

Das Harz SP320 ist fast farblos und von höchster Transparenz. Die beiden nur ganz leicht braun gefärbten Härter SP320 "schnell" und SP320 "langsam" bieten, wiederum bei gleichem Mischungsverhältnis zum Harz, zwei verschiedene Verarbeitungszeiten: ca. 15 bzw. 40 min. Durch Mischen der Härter untereinander lassen sich auch hier die Zeiten variieren.

Eine besonders auffällige Eigenschaft von SP320 ist seine Dünnflüssigkeit, die umso erstaunlicher ist, wenn man bedenkt, dass SP320 völlig frei von Lösungsmitteln ist. Damit einher gehen sehr gute Verlaufeigenschaften, d.h. das Harz glättet sich an der Oberfläche sozusagen von selbst und bildet ein spiegel-ähnliches Finish. Durch seine hohe Klarheit verändert es den Farbton des Holzes fast gar nicht. Die hochgradige UV-Stabilität des gut durchgehärteten Harzes erhält diese Farbneutralität und Brillanz über lange Zeit.

Beschichten mit SP320 Spacote

Die wohl schönsten Holzoberflächen, die man sich denken kann, lassen sich beim Beschichten mit SP320 erzielen. Ein gutes Beispiel dafür sind die Holz-Motorboote des schweizer Herstellers Boesch, der unlängst seine Lackiererei auf SP320 umgestellt hat. Seine Boote müssen auf Jahre hinaus höchsten Ansprüchen an das Finish genügen - Lacksysteme, die nach zwei Saisons nachsacken oder gar vergilben, sind hier nicht akzeptabel. SP320 hat nicht nur für größere Lebensdauer und Festigkeit der Beschichtung gesorgt, sondern auch die Gesamtzahl der aufzubringenden Schichten um ca. 50% verringert, da es höher aufträgt, als z.B. ein DD-Lack.

Arbeitsbedingungen

Höchste Qualitätsansprüche fordern stets kompromisslose Einhaltung der jeweiligen Arbeitsvorschriften. Mit SP320 sind diese Voraussetzungen grundsätzlich einfach zu erfüllen, sofern man genau weiß, worauf es ankommt.

Wie bereits mehrfach angesprochen, sind es Luftfeuchtigkeit und Temperatur, die bei der Beschichtung mit Epoxy die wichtigste Rolle spielen. Dies gilt für SP320 Spacote in besonderem Maße, da es auf beide Faktoren empfindlicher reagiert als andere SP Harze. Wichtigste Voraussetzung ist eine Mindesttemperatur von 15°C während der ersten 8-12 Stunden (je nach Härter) der Aushärtung. Während dieser "kritischen" Phase kann sich Luftfeuchtigkeit auf der Oberfläche des reagierenden Harzes niederschlagen, die dann sofort mit bestimmten Bestandteilen des Harzes chemische Verbindungen eingeht. Diese Bestandteile fehlen dann den für sie vorgesehenen Härtermolekülen als Reaktionspartner und verbleiben unreagiert an der Oberfläche zurück; das epoxy-typische Beiprodukt entsteht. Bei SP320 ist dieses Beiprodukt stark klebrig, was leicht zu dem Trugschluss führen kann, das Material sei nicht ausgehärtet. Außerdem ist dieser klebrige Film schwer zu entfernen, so dass man ihn also am besten von vorneherein vermeidet. Dazu sind folgende Maßnahmen erforderlich:

1. Kontrolle der Luftfeuchtigkeit durch ein Hygrometer. Der abgelesene Wert sollte nicht über 65% liegen, wenn eine Top-Beschichtung gewünscht wird. Es eignen sich am besten Tage während einer längeren Trockenphase, die durchaus auch im Winter liegen können. In unseren Breiten sind immerhin ca. 1/3 der Tage eines Jahres optimal zum Beschichten mit SP320 geeignet! Besonders ungeeignet sind neblige Tage. In geschlossenen Gebäuden, wie z.B. Lackierräumen, lässt sich ein einfacher Lufttrockner, der auch ausgeliehen werden kann, installieren.

2. Erhöhung der Temperatur durch Beheizen der Werkstatt. Diese Maßnahme verringert vor allem den Zeitraum, in dem das Harz die Gelegenheit zu oben erwähnter Reaktion mit der vorhandenen Luftfeuchtigkeit hat. Dabei sind Gasheizungen ohne Wärmetauscher unbedingt zu vermeiden, da sie die Luftfeuchtigkeit dramatisch erhöhen können!

Ein häufiger Fehler ist das intensive Beheizen der Werkstatt erst am Morgen des Tages, an dem die Beschichtung, beispielsweise eines Holzrumpfes, vorgenommen werden soll. Holz ist ein hervorragendes Isoliermaterial und seine Erwärmung braucht viel Zeit. Die Luft in der umgebenden Werkstatt ist dagegen innerhalb kürzester Zeit warm. Dadurch entsteht ein Effekt, den jeder Brillenträger kennt, der einmal im Winter in eine Bäckerei gegangen ist; die vorhandene Feuchtigkeit aus der warmen Luft schlägt sich auf der kalten Glasoberfläche nieder. Exakt das gleiche passiert mit unserem Holzrumpf, wenn er kälter ist als die umgebende Luft. Man sollte also im Idealfall mit dem Aufheizen der Werkstatt bereits am Abend vorher beginnen, die Heizung kurz vor dem Auftragen des Harzes um einige Grade zurücknehmen und diese Temperatur dann bis zur Aushärtung konstant halten. Diese Maßnahme verhindert im übrigen auch die Blasenbildung durch expandierende Luft bei der ersten Schicht auf rohem Holz!

Beide Maßnahmen erfordern keinen großartigen Aufwand - sie setzen lediglich voraus, dass in einem einigermaßen isolierten Raum (der auch aus abgehängter Plastikfolie bestehen kann!) gearbeitet wird, der sich für einen Zeitraum von max. 12 Stunden auf mindestens konstant 18-20°C beheizen lässt. Unter diesen Voraussetzungen kann auch der Epoxy-unerfahrene Neuling mit SP320 Spacote hervorragende Ergebnisse erzielen!

Tempern

Durch das bereits unter SP106 beschriebene Tempern kann SP320 innerhalb kürzester Zeit vollständig durchgehärtet werden. Dabei bringen 12-16 Stunden bei 40° bereits den gewünschten Effekt. Diese Temperatur lässt sich ohne weiteres auch unter einer gut isolierenden Plastikfolie erreichen. Im Sommer kann man die Oberfläche auch mit UV-undurchlässiger, schwarzer Folie abdecken und in die Sonne stellen - in kürzester Zeit sind so bis zu 80°C erreicht!

Endbeschichtung mit SP2000 Ultravar

Um ein Vergilben der Epoxy-Oberfläche zuverlässig zu vermeiden, ist auf jeden Fall darauf zu achten, dass die beschichtete Fläche nicht vor Erreichen der Endhärte dem Sonnenlicht ausgesetzt wird. Stark exponierte Bereiche müssen - auch bei SP320 - in jedem Fall mit mindestens zwei Schichten SP2000 Ultravar Polyurethanlack abgedeckt werden. Dieser gut streich- und spritzfähige Zweikomponentenlack enthält einen UV-Filter auf Basis von Silberhalogeniden. Schädliches UV-Licht wird so vor Erreichen des darunterliegenden Epoxys oder gar des Holzes herausgefiltert. Je nach Intensität der Sonne ist dieser Anstrich alle 2-5 Jahre zu erneuern, wobei in unseren Breiten auch längere Intervalle keine Seltenheit sind.

Die Vorbereitungen zur End-Lackierung ähneln denen des Epoxys; die Fläche muss angeschliffen (ca. 280-400er Körnung) und sauber sein. SP2000 lässt sich, dank seines hohen Festkörperanteiles, sehr gut streichen und steht gut auf der Fläche. Der Lack ist nach Durchhärtung gut polierfähig und sehr kratz- und abriebfest. SP2000 eignet sich gleichermaßen als Abschlusslack für alle SP Epoxys.

Zusammenfassung

SP120 Spabond und SP320 Spacote sind mit ihren Eigenschaften und Anforderungen eher auf den professionellen Anwender mit Epoxy-Erfahrung zugeschnitten. Dabei lassen sich aber durchaus auch von einem Do-it-yourself Selbstbauer damit gute Resultate erzielen, sofern dieser sich über die vorhergehend beschriebenen Anforderungen im Klaren ist und sie erfüllen kann.

Beide Systeme - SP106 und die Kombination aus SP120 und SP320 - haben auf dem Markt für Epoxyharze ihre Berechtigung, weil Sie mit ihrer Vielseitigkeit einerseits und ihren speziellen Vorzügen andererseits das gesamte Spektrum der im Bootsbau gestellten Forderungen abdecken. Wer sich auch nach Studium dieser Ausführungen noch nicht sicher ist, welchem SP Produkt er den Vorzug geben soll, ist herzlich eingeladen, sich von unseren Anwendungstechnikern individuell und projektspezifisch beraten zu lassen!

Werkstatteinrichtung, Sicherheit und Mischen von SP Epoxy

Der Gelingen oder Scheitern eines Bootsbau-Projektes hängt häufig an der Eignung des Arbeitsplatzes sowie der sicheren und sauberen Verarbeitung aller Werkstoffe. Das Betreten des Arbeitsbereiches sollte Freude bereiten - wer widerwillig an die Arbeit geht, kann unmöglich Qualität abliefern. Gleiches gilt für die Hygiene bei der Verarbeitung von chemischen Produkten, wie Lacken und Harzen. Schlaflose Nächte durch juckende Exzeme infolge unsachgemäßer Handhabung motivieren in keiner Weise zum Weitermachen am nächsten Tag!

Der Arbeitsbereich

Der folgende Abschnitt über die Gestaltung des Arbeitsbereiches soll beispielhaft darstellen, wie eine Werkstatt zur Verarbeitung von Epoxy im Idealfalle aussehen sollte. Dabei wird hier nur auf diejenigen Geräte und Voraussetzungen eingegangen, die unmittelbar mit dem Epoxy zu tun haben. Dinge wie z.B. Beleuchtung, Holzverarbeitungsgeräte und sonstige Spezialwerkzeuge finden keine Berücksichtigung.

Beginnen wir mit dem Bereich außerhalb der eigentlichen Werkstatt; es sollte einen Ort geben, an dem man sich vernünftig umziehen, ein WC benutzen und die Hände waschen (besser duschen) kann. Hier lagern - griffbereit - SP Handwaschpaste sowie unsichtbarer Handschuh. Wer während der Arbeitspausen Mahlzeiten zu sich nehmen möchte, sollte dies aus Gründen der Hygiene außerhalb des Epoxy-Bereiches tun; Bierflaschen und Frühstücksbrote zwischen Harzkanistern sind so ziemlich die schlechteste Voraussetzung für sauberes und sicheres Arbeiten!

In der eigentlichen Werkstatt sollte es eine separate Ecke geben, in der Harze, Lacke, Lösungsmittel und Füller übersichtlich gelagert werden. Sind Glasgewebe in Gebrauch, sollten sie stets auf eine Papprolle gewickelt aufgehängt und staubsicher abgedeckt werden. Die Werkstatt selbst sollte gegen Wind und Wetter isoliert und beheizbar sein. Wenn das nicht möglich ist, kann ersatzweise um den direkten Arbeitsbereich ein "Zelt" aus 0,5mm starker PE-Folie und handelsüblicher "Blasenfolie" zum Isolieren aufgebaut werden. Diese Maßnahme erübrigt sich natürlich in den Sommermonaten sowie in südlichen Gefilden!

Ein gut zugänglicher Ort im direkten Werkstattbereich dient der Lagerung der in Gebrauch befindlichen Harz- und Füllergebinde. Hier sollte es einen Harz- und einen Härterkanister mit den entsprechenden SP Dosierpumpen, eine ausreichende Anzahl Mischbecher, eine Box Einweghandschuhe sowie diverse Rührhölzer als "Grundausstattung" geben. Diese Gegenstände stehen am besten auf einer festen Unterlage in Gürtelhöhe, z.B. einem Tisch oder einer alten Werkbank. Wer diese Möbelstücke vor ungewollter "Versiegelung" retten will, sollte sie sorgfältig mit Folie abkleben. Weniger geeignet sind Spanplatten auf Holzböcken, da derartige Konstruktionen meistens im ungeeignetesten Moment zusammenbrechen!

Unter diesem Tisch lagern - griffbereit und trotzdem nicht im Wege - die verschiedenen, jeweils benötigten Füllstoffe, zu deren Verarbeitung eine SP Staubschutzmaske bereitliegen sollte. Wichtige Unterlagen, wie z.B. Datenblätter, sollte man harzsicher in Einsteckhüllen stecken und in der Nähe aufbewahren, falls einmal Unklarheit über Einzelheiten der Verarbeitung besteht.

Weiterhin gehören in eine gut ausgestattete Werkstatt: ein Sack voll Granulat zum Aufnehmen verschütteter Harze und Lacke (notfalls tut’s auch Sägemehl), ein Feuerlöscher, viele Lappen oder Haushaltspapierrollen zum Wischen und Reinigen, eine Dose SP Lösungsmittel "schnell" zur Gerätereinigung sowie eine Dose SP Lösungsmittel "langsam" zum Aufbewahren von gereinigten Geräten. Zum Auftragen der SP Harze eignen sich besonders die SP Einweg-Schaumroller (Laminieren, Beschichten) und die SP Mohairroller (Lackieren) mit den dazugehörigen, großzügig dimensionierten SP Rollerwannen. Wer größere Gebinde ab ca. 0,5kg mischen will, kommt mit den normalen Mischbechern und Rührhölzern nicht aus und benötigt größere Becher oder Eimer. Außerdem sollte ein Spiralrührer verfügbar sein, den man in die Bohrmaschine Einspannen kann.

Diese und alle anderen Verarbeitungsmaterialien wie Pinsel, Mischgefäße etc. sollten stets in ausreichender Menge "am Lager" sein, damit man nicht irgendwann plötzlich feststellt, dass man wegen eines fehlenden Schaumrollers am Wochenende nicht weiterarbeiten kann!

Richtiges Dosieren und Mischen

Kleine Nachlässigkeiten haben oft schwerwiegende Folgen - diese Erkenntnis ist sicher jedem schon einmal in aller Deutlichkeit gekommen, sei es nun im Berufs- oder Privatleben. Eine solche, leider gar nicht so selten vorkommende Nachlässigkeit aus unserer täglichen Praxis ist das falsche Dosieren und Anrühren von Epoxyharzen. Darum soll dieses Thema hier einmal in aller Ausführlichkeit betrachtet werden!

Bei Epoxy gibt es kaum etwas wichtigeres, als das richtige Mischungsverhältnis. Jede Abweichung schwächt das Ergebnis, mehr oder weniger Härterzugabe beeinflusst nicht die Aushärtungszeit, sondern ausschließlich die Endhärte. Da Epoxy additiv reagiert (es müssen sich - je nach Harzsystem - immer 5 und 1 oder 2 und 1 Molekül zur Reaktion finden), ist gründliches Umrühren ebenso wichtig.

Dosieren

Die einfachste Methode ist das Dosieren mit den SP Minipumpen, die einfach auf die Harz- und Härterkanister aufgeschraubt werden. Jede der beiden Pumpen ist kalibriert, d.h. sie gibt Harz bzw. Härter im richtigen Verhältnis ab. Beide Pumpen sind stets mit mäßigem Druck zu betätigen, damit sie keine Luft ansaugen. Dabei sollte man immer abwechselnd Harz und Härter abfüllen, weil man sich dann nur noch merken muß, womit man angefangen hat. Ganz Schlaue fangen immer mit dem Harz an und hören mit dem Härter auf - Fehlmischungen sind so ausgeschlossen. Nach dem Dosieren die Härterpumpe mit einem kleinen Holzpfropfen schließen, da sie sonst verstopft. Wenn die Pumpen länger stehen, laufen sie oft leer und müssen zunächst vorsichtig "angepumpt" werden, damit die Luft aus den Kolben verdrängt wird. Wer geschickt ist, schafft das, ohne einen Tropfen zu verschütten. Man kann zur Sicherheit auch erstmal jeweils einige Hübe Harz und Härter in getrennte Gefäße abfüllen und später zurückschütten.SP Minipumpen gibt es für die Systeme SP106 (5:1) sowie SP320 (5:2).

SP120 ist für die Pumpen zu dickflüssig und muss mittels eines skalierten Gefäßes dosiert werden. Dafür eignen sich die SP Mischbecher ebenfalls sehr gut. Bei zylindrischen Mischgefäßen kann mit einer eingetauchten Meßlatte gearbeitet werden. Achtung: bei konischen Gefäßen funktioniert das nicht! Das Mischungsverhältnis von SP120 wurde mit 2:1 so gewählt, dass kleine Dosierfehler prozentual weniger ins Gewicht fallen und auch nicht viel gerechnet werden muss.

Wer lieber wiegt, sollte zunächst den Härter einfüllen und dann das Harz zuwiegen - Abweichungen beim Endgewicht wirken sich so weniger auf das Mischungsverhältnis aus. Achtung: Das Mischungsverhältnis nach Gewicht ist geringfügig anders, als das Volumenverhältnis, da Harz und Härter unterschiedliche Raumgewichte aufweisen - vorher im Datenblatt nachlesen! Bei elektronischen Waagen, die man nach Einfüllen des Härters auf "Null" tarieren kann, ist Vorsicht geboten: Meistens schalten sie nach kurzer Zeit ab, um Strom zu sparen, und dann macht man ein dummes Gesicht! Wer öfter große Mischungen anrührt, sollte sich eine Tabelle mit "Standard"-Mengen an die Wand malen, denn Kopfrechnen strengt an.

Mischen

Nun zum Mischen: Grundsätzlich große und kleine Mischungen vor dem Zugeben von Füllstoffen mindestens eine Minute gut durchrühren. Eine Sichtkontrolle nach evtl. Schlieren ist sicher gut, um festzustellen, ob überhaupt gerührt wurde - zum Bestimmen der Mischungsqualität taugt sie indes nicht! Kleine Mengen bis ca.300g können in SP Mischbechern mit SP Rührhölzern angerührt werden. Dabei muss besonders darauf geachtet werden, dass die Seiten und der Boden mitgenommen werden. Oft bleibt an Rand oder Boden des Bechers Harz oder Härter "pur" zurück; wenn die Mischung dann zur Neige geht, werden diese Bereiche mit dem Pinsel aufgenommen und es gibt am Ende klebrige Stellen. Wer ganz sicher gehen will, füllt das Harz vor dem Verarbeiten in ein neues Gefäß um. Besonders bei hochwertigen Beschichtungen sollte man das immer tun!

Große Mengen über 500g sollten in einem festen Eimer angerührt werden, der aber nicht zu groß sein darf (Faustregel: 0,5 bis 1,5kg/ 3L-Eimer, 1,5-3kg 5L-Eimer usw.). Zum Rühren einen Spiralrührer und eine R/L-Lauf Bohrmaschine mit Drehzahlregelung nehmen. Die Drehrichtung immer so einstellen, dass ein Sog zur Mitte des Eimers hin und von dort nach unten entsteht. Füllstoffe bleiben so im Eimer und fliegen nicht in der Werkstatt herum. T-Rührer oder abgewinkelte Rundeisen sind ungeeignet!

Nach mindestens einer Minute Rühren sollte man die Mischung in ein flaches Gefäß umfüllen. Durch diese Maßnahme vergrößert sich die freie Oberfläche des Harzes im Verhältnis zum Volumen der Mischung. Die bei der Reaktion entstehende Abwärme ("exotherme Reaktion") kann so besser entweichen, und es kommt nicht zu dem häufig beobachteten "Aufkochen" der Mischung. Im übrigen reduziert sich die in den Datenblättern angegebene Topfzeit durch zu langes Aufbewahren der Mischung im Becher oder Eimer drastisch.

Füllstoffe grundsätzlich erst nach dem Verrühren von Harz und Härter hinzufügen. Dabei sollte man zunächst die gewünschte Thixotropie (Dickflüssigkeit) durch Zugeben von Colloidal Silica einstellen. Jetzt können - je nach Anwendungsbereich - Microballoons, Glassbubbles oder Mikrofasern nach Erfordernis hinzugefügt werden. Die Menge der Füllstoffe beeinflusst die Aushärtung nicht mehr, Ausnahme: Bei sehr dicken Mischungen verkürzt sich die Topfzeit durch das erhöhte Volumen.

Die letzte Regel ist vielleicht die wichtigste: Beim Mischen sollte man konzentriert sein und sich durch nichts und niemanden ablenken lassen. Wer eine Kontrolle über sein Ergebnis haben will, sollte jeweils ein Muster von jeder Mischung beiseite stellen. Hierzu eignet sich besonders der Rest im Becher, den man dann auch entsprechend beschriften und am nächsten Tag kontrollieren kann.

Sicherheit

Wie alle Chemikalien, so erfordern auch Epoxyharze ein gewisses Maß an Vorsicht und Umsicht bei der Verarbeitung, damit es nicht zu gesundheitlichen Schädigungen des Anwenders kommen kann.

In den ersten Jahren der Anwendung von Epoxyharzen in der Holzverarbeitung wurde mit Epoxy leider teilweise zu sorglos umgegangen, so dass es zu Hautreaktionen und Allergien seitens der Anwender gekommen ist. Dabei ist den Betroffenen kaum ein Vorwurf zu machen, da sie seitens der Hersteller nicht ausreichend auf die Gefahren aufmerksam gemacht wurden. Doch auch den Hersteller trifft hier nur eine Teilschuld, weil es in dieser Anfangszeit der manuellen Epoxyverarbeitung keine speziell für diese Aufgabe formulierten Harze gab und man einfach irgendein Harz verarbeitete, weil es eben so gut hielt!

Bei den Chemikern von SP Systems ist die Verträglichkeit der Harze bei der handwerklichen Verarbeitung allererste Priorität, wenn neue Harze entwickelt werden. Gerade die hier besprochenen Systeme SP106, SP320 und SP120 sind mit der Zielvorgabe entstanden, dass jedermann mit ihnen arbeiten kann, ohne Gesundheitsschäden befürchten zu müssen. Trotz dieser Bemühungen der SP Chemiker gibt es bei der Verarbeitung aller SP Epoxys eine Reihe einfacher Grundregeln, die stets eingehalten werden müssen:

1. Hautkontakt vermeiden, Schutzcreme verwenden und/oder Handschuhe tragen. Sollte es doch einmal zu Hautkontakt kommen, mit viel Wasser und SP Handreiniger bzw. Seife reinigen.

2. Vorsicht beim Mischen und Umrühren (Spritzer), bei Verunreinigung der Augen: mit viel Wasser spülen, Arzt aufsuchen!

3. Während der Arbeit nicht essen, trinken oder rauchen.

4. Vor dem Essen, Trinken, Rauchen oder der Benutzung des WC sowie nach der Arbeit stets gründlich die Hände waschen.

5. Arbeitskleidung regelmäßig waschen oder SP Einweg-Overalls verwenden

6. Beim Schleifen von Epoxyharzen sowie grundsätzlich bei jeder Art von Staubentwicklung SP Staubfiltermaske tragen!

7. Bei der Verarbeitung von lösungsmittelhaltigen Produkten, wie z.B. SP301, in geschlossenen Räumen Atemschutzmaske mit Lösungsmittelfilter tragen bzw. gut lüften.

Wer diese Grundregeln stets befolgt, kann ohne Weiteres auch über längere Zeiträume mit SP Epoxyharzen arbeiten. Ausgenommen sind hier Personen, die gegen bestimmte Inhaltsstoffe dieser Harze allergisch sind - in diesen Fällen hilft nur der völlige Verzicht auf Epoxy!

Weitere Sicherheitshinweise enthält das SP Sicherheitsdatenblatt, produktbezogene Informationen erteilt auf Wunsch der technische Service von CTM.