Epoxidharze

Zusammenfassung

Begriff

Epoxidharze (EP) werden auch als Epoxyharze oder Ethoxylinharze bezeichnet. Aus der Reaktion von Epoxidharz, Härter und häufig weiteren Zusatzstoffen entsteht ein Duroplast oder "Epoxidharz-System". Sowohl das Harz, aus dem der Duroplast entsteht als auch der entstandene Duroplast, wird als Epoxidharz bezeichnet. Epoxidharze sind Kunstharze bzw. synthetische Harze. Naturharze werden dagegen von Pflanzen oder Tieren abgesondert und bestehen im Wesentlichen aus Harzsäuren. Bekannte Naturharze sind z. B. Baumharz oder Schellack. Kunstharze sind seit über 50 Jahren im industriellen Einsatz und haben Naturharze weitgehend ersetzt. Epoxidharze finden wegen ihrer hervorragenden Materialeigenschaften breite Anwendung. Gefährdungen ergeben sich aus den einzelnen Komponenten, aus denen das Epoxidharz-System entsteht. Sie können schädigende Wirkung auf Haut, Schleimhäute und Atemwege haben. Substitution ist nur in wenigen Fällen möglich.

Gesetze, Vorschriften und Rechtsprechung

Der Umgang mit Epoxidharzen ist i. W. geregelt in der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV), TRGS 401 "Gefährdung durch Hautkontakt – Ermittlung, Beurteilung, Maßnahmen" und TRBA/TRGS 406 "Sensibilisierende Stoffe für die Atemwege". Ergänzende Hinweise liefert die DGUV-I 240-236 "Handlungsanleitung für die arbeitsmedizinische Vorsorge nach dem Berufsgenossenschaftlichen Grundsatz G 23 Obstruktive Atemwegserkrankungen, hier: Unausgehärtete Epoxidharze".

1 Chemische Grundlagen

Epoxidharz-Systeme bestehen i. d. R. aus:

• Harz: eingesetzt werden Harze auf Basis von Bisphenol A (DGEBA) – dies ist das kommerziell wichtigste Harz – oder Bisphenol F (DGEBF);
• Härter.

Häufig werden weitere Zusatzstoffe zugegeben, z. B. Reaktivverdünner. Reaktivverdünner senken die Viskosität und sind an der Quervernetzung beteiligt.

In Abhängigkeit von den eingesetzten Komponenten können unterschiedliche Materialeigenschaften erzielt werden. Epoxidharze können nach ihrer Aushärtung nicht mehr verformt werden (Duroplast). Anwendung finden sowohl warm härtende als auch kalt härtende Epoxidharze. Grundsätzlich härtet das Epoxidharz-System bei Erhöhung der Umgebungstemperatur schneller aus.

Warm härtende Systeme härten bei Temperaturen von bis zu 200 °C. Als Härter werden häufig Säureanhydride oder aromatische Amine eingesetzt. Die Temperaturfestigkeit beträgt bis zu 250 °C. Häufige Anwendungen sind Pulver-Lacke oder Doseninnenlacke.

Kalt härtende Systeme härten dagegen bei Umgebungstemperatur, eine Aushärtung ist jedoch auch bei höheren Temperaturen möglich. Als Härter fungieren hier Amine. Die Temperaturfestigkeit beträgt bis zu 60 °C. Kalt härtende Epoxidharz-Systeme finden breite Anwendung (vgl. Abschn. 2).

Ausgehärtete Epoxidharze haben v. a. folgende Eigenschaften:

• hohe Beständigkeit gegen Chemikalien,
• hohes Haftvermögen auf nahezu allen Oberflächen,
• geringe Schrumpfung,
• geringes Gewicht,
• lange Lebensdauer bei hoher Belastung,
• gute elektrische Isoliereigenschaften.

Wichtig

Eigenschaften

Warm härtende Epoxidharze haben wesentlich bessere mechanische, thermische, chemische und elektrische Eigenschaften als kalt härtende.

2 Verwendung

Aus den zuvor genannten Eigenschaften ergibt sich eine breite Anwendung in nahezu allen Branchen. Epoxidharze werden in Industrie und Handwerk verwendet, und zwar in folgenden Bereichen:

• Bauen,
• Elektro,
• Fahrzeuge,
• Holz,
• Kunststoffe,
• Metalle,
• Gesundheitswesen.

Zunehmend werden Epoxidharze auch im privaten Bereich bei Hobby und Heimwerken verwendet, z. B. als Spezialkleber.

Epoxidharze werden u. a. eingesetzt als:

• Beton,
• Mörtel,
• Klebstoff,
• Spachtelmasse,
• Faserverbundstoff,
• Gießharz zum Gießen von Bauteilen,
• Bodenbeschichtung,
• Farben und Lacke.

3 Gefahren

Der AGW für Bisphenol A beträgt 5 mg/m³ bezogen auf die einatembare Fraktion. Sowohl Epoxidharz als auch Härter sowie weitere Zusatzstoffe, die zur Herstellung des Epoxidharz-Systems eingesetzt werden, können gesundheitsschädlich sein. Sie haben sensibilisierendes Potenzial, können reizend, ätzend oder allergieauslösend sein:

• Epoxidharz reizt i. d. R. Augen und Haut,
• der Härter ist häufig gesundheitsschädlich beim Einatmen, Verschlucken oder Berührung mit der Haut und verursacht Verätzungen.

Beide können sensibilisierend durch Hautkontakt sein.

Haut, Atemwege und Schleimhäute sind also mögliche Wirkorte:

• Es werden v. a. Hauterkrankungen bei fehlenden Schutzmaßnahmen beobachtet, u. a. Hautausschlag, Ekzeme oder Hautschwellung.
• Sind Atemwege betroffen, können asthmatische Reaktionen ausgelöst werden. Auch Atemnot und Atemwegserkrankungen sind mögliche Folgen.
• Sind die Schleimhäute betroffen, können Augenrötung, Nasenbluten oder Fließschnupfen auftreten.

Die Reaktion erfolgt unmittelbar bei oder nach der Exposition.

Achtung

Sensibilisierung und Allergie

Epoxidharze sind einer der häufigsten Auslöser berufsbedingter allergischer Hauterkrankungen und zwar bereits nach einer sehr kurzen Sensibilisierungsphase von wenigen Tagen oder Wochen. Sensibilisierung ist eine allergische oder Überempfindlichkeits-Reaktion auf eine Substanz, die sich bei wiederholter E...