EP-Harze (Epoxidharze)

Als Standardharze für das Bauwesen werden im wesentlichen nur zwei Grundtypen verwendet, Bisphenol-A und Bisphenol-F sowie Mischungen aus beiden.

Da die Viskositäten der üblichen Basisharze nicht unter etwa 6000 bis 8000 mPa·s liegen, werden zur Viskositätsverringerung ggf. sogenannte Reaktivverdünner angewendet. Ebenfalls zur Viskositätserniedrigung werden vor allem bei Versiegelungen niedermolekulare organische Lösemittel verwendet. Sie müssen vor der chemischen Reaktion möglichst vollständig entweichen, da ansonsten erhebliche Eigenschaftsverschlechterungen zu erwarten sind.

Im Bauwesen übliche Härtersysteme sind cycloaliphatische Amine, aliphatische Polyamine und Polyaminoamine (Polyamide).

Wie alle chemischen Reaktionen ist auch die EP-Härtung in ihrer Geschwindigkeit temperaturabhängig. Je nach Reaktivität der Härter kommt sie bei bauüblichen kalthärtenden Systemen unterhalb etwa +5° C bis ±0° C fast völlig zum Stillstand. Bei Wiedererwärmung springt die Reaktion wieder an.

Die Vielfalt der Verarbeitungs- und Endeigenschaften wird vorzugsweise durch den Typ und die Modifikation des Härters bzw. der Härterkombination bestimmt. Beeinflußt werden können u.a. die Viskosität, die Reaktivität ("langsame" und "schnelle" Systeme), die Wasserverträglichkeit (Anwendung auf feuchten Untergründen, Emulgierbarkeit in Wasser), die chemische Beständigkeit. Zur Viskositätserniedrigung werden auch den Härtern Reaktivverdünner beigemischt.

Epoxidharze zeichnen sich durch hohe Festigkeit, gute Haftung und gute allgemeine chemische Widerstandsfähigkeit aus (viele Lösemittel, Salze, alkalische Medien, begrenzt auch für saure Medien). Wegen der hohen Alkalibeständigkeit eignet es sich besonders gut zur Beschichtung von Beton. Epoxidharzbeschichtungen sind widerstandsfähig gegen mechanische Einwirkungen.

Bei der Verarbeitung von EP-Harzen sind insbesondere das genaue Einhalten des Mischungsverhältnisses und ein sorgfältiges Mischen der Komponenten, die einzuhaltende Topfzeit und die notwendige Aushärtungstemperatur zu beachten, die im allgemeinen mindestens 10° C betragen sollte [Riech86] .

Das Reaktionsschwinden von EP-Bindemitteln beträgt 4-5 Vol.-% [Schuh92] .

Der Untergrund sollte trocken sein. Es gibt spezielle Systeme, die zur Beschichtung feuchter Oberflächen geeignet sind.

In (Tabelle 5.3.1.3.4.2-1) werden mechanische und physikalische Eigenschaften der ungefüllten, gefüllten und glasfaserverstärkten Epoxidharzformstoffe, die bei Raumtemperatur gehärtet wurden, verglichen.

Tabelle 5.3.1.3.4.2-1:

Eigenschaften von Epoxidharz-Formstoffen [VDI2536]

Eigenschaften	Einheit	ungefüllt	glasfaser− verstärkt	mit mineralischen Füllstoffen		Meß- methode
				1:1 bis 1:2 gefüllt	1:7 bis 1:8 gefüllt
				(Quarz)
Dichte	g⁄cm³	1,1 bis 1,3	1,5 bis 1,9	1,5 bis 2,3	−	DIN 53479
Druckfestigkeit	N⁄mm²	60 bis 110	220 bis 260	60 bis 130	60 bis 130	DIN 53454 DIN 1164
Biegefestigkeit	N⁄mm²	60 bis 150	180 bis 200	30 bis 70	−	DIN 53452
Biegezugfestigkeit	N⁄mm²	−	−	−	25 bis 50	DIN 1164
Zugfestigkeit	N⁄mm²	40 bis 90	200 bis 220	10 bis 30	−	DIN 53455
E-Modul	N⁄mm²	200 bis 3000²⁾	13000 bis 15000¹⁾	4000 bis 23000²⁾	−	−
Linearer Wärmeausdehnungskoeffizient	10⁻⁶ mm⁄mmK	60 bis 70	10 bis 20	35 bis 40	−	VDE 0304
Schrumpf (linear)	%	1,5 bis 0,5	<0,1	0,1 bis 0,05	<0,1	ASTM−D 551
¹⁾ im Biegeversuch ermittelt ²⁾ im Druckversuch ermittelt