Letzten Monat bin ich von meinem üblichen Format abgewichen – im Wesentlichen, um so viele Informationen wie möglich zum Thema Harze, ihre Formulierungen, Chemien, besonderen Eigenschaften und so weiter zu liefern, um mich mehr darauf zu konzentrieren, wie sie zur Lösung von Problemen in der realen Welt eingesetzt werden. Wie ich bereits im letzten Monat erwähnt habe, gibt es ein wachsendes Interesse an LED-Beleuchtung, die eine effizientere und langlebigere Alternative zu Halogen-, Glühlampen- und Leuchtstoffröhren-Beleuchtungssystemen sowohl für Innen- als auch für Außenanwendungen bietet, sowie eine größere Ausdrucksfreiheit in Bezug auf Produktdesign und Installation ermöglicht. Es ist in der Tat keine zu starke Behauptung zu sagen, dass LED-Beleuchtung zu einem Marktphänomen geworden ist; es wird erwartet, dass sie bis 2020 zu einer 70-Milliarden-Dollar-Industrie heranwächst und ihren Marktanteil in etwas mehr als fünf Jahren von derzeit 18% auf 70% steigern wird – dies ist eine Branche, deren Bedürfnisse wir nicht ignorieren können!
Letzten Monat habe ich ein paar Anwendungen beschrieben, die zeigen, wie Harze den Herstellern von Beleuchtungsanlagen – speziell LED-Leuchtmitteln – helfen, die praktischen und manchmal technisch herausfordernden Probleme zu überwinden, denen sie häufig begegnen. In zunehmendem Maße wenden sie sich an Unternehmen wie Electrolube, um Hilfe und Anleitung zu erhalten, welches Verguss- und Verkapselungsharz oder Wärmemanagementprodukt das richtige für ihr Projekt ist.
Daher entschuldige ich mich nicht dafür, dass ich für den Blog dieses Monats noch einmal auf dieses Thema zurückkomme! Ich möchte über ein Projekt berichten, das wir vor kurzem für einen australischen Kunden durchgeführt haben, der eine Reihe von Problemen mit dem Vergussharz für spezielle LED-Leuchtmittel hatte, die er für die Beleuchtung eines Schwimmbeckens entwickelt hatte.
Hier gab es einige dringende Probleme, die den Einsatz von Spezialisten aus unseren technischen Teams in Australien und Großbritannien erforderten. Erstens musste das Leuchtmittel nicht nur gegen Süßwasser, sondern auch gegen Salzwasser abgedichtet werden – Salzwasserpools sind in Australien besonders beliebt. Diese Pools werden nicht auf die übliche Weise gechlort. Oft meiden Schwimmer den unangenehmen Geruch von Chlor und seine Auswirkungen auf Augen und Haut. Meerwasserbeständigkeit war daher das erste Gebot bei der Auswahl eines geeigneten Harzes für diese Anwendung.
Abgesehen davon, dass das Gießharz den Betriebstemperaturbereich von 5 bis 40°C abzudecken hatte und schwer entflammbar sein sollte, war die Farbe des Harzes ein weiteres wichtiges Thema für dieses Projekt, bei dem aus ästhetischen Gründen ein hellblauer Farbton bevorzugt wurde. Unser Kunde hatte für diese Anwendung ein Epoxidharz eines anderen Anbieters verwendet, aber aufgrund der stark exothermen Reaktion, die mit Epoxiden verbunden ist, kam es zu einer leichten Verformung des Gehäusebechers als Folge der hohen Temperaturen, die während der Aushärtung des Harzes entstehen, was als völlig inakzeptabel angesehen wurde. Die Wahl fiel also auf Polyurethangießharz – aber welches Produkt aus unserem großen Portfolio an Polyurethanharzen würde für unseren australischen Kunden in Frage kommen?
Polyurethanharze bieten eine hervorragende Wasserbeständigkeit; einige Produktformulierungen sind sogar speziell für den Einsatz in der Schifffahrt entwickelt worden, wie z. B. unser UR5041, das sich in Anwendungen, bei denen das vergossene Gerät auf See und überwiegend unter Wasser permanent in Betrieb ist, sehr bewährt hat. Dieses Gießharz bietet eine außergewöhnliche Beständigkeit gegen Meerwasser und hat den zusätzlichen Vorteil eines außergewöhnlich weiten Betriebstemperaturbereichs (-60°C bis 125°C), so dass es für den Auftrag in Australien sicherlich in Frage kam.
Dann gibt es noch UR5083, eines unserer besonders leistungsstarken Harzsysteme, das die einzigartige Fähigkeit besitzt, sich selbst “zu heilen”, sich wieder zu schließen, wenn es durchdrungen wurde. Diese Eigenschaft ist ideal für Anwendungen, bei denen es um die Abdichtung von unter See arbeitenden Baugruppen oder Unterwasserverkabelungen geht, bei denen Steckverbinder oder Komponenten nach dem Verguss noch durch das Harz geführt werden müssen. Das Harz hält den Kontakt mit der vergossenen Einheit aufrecht, während es beim Entfernen eines Kabels oder Steckers von diesem abrutscht und sich dahinter schließt und so eine Feuchtigkeitssperre bildet.
Ein weiterer Kandidat war unser Polyurethanharz UR5528, das sich durch hervorragende Chemikalien- und Wasserbeständigkeit auszeichnet. Unsere Kunden haben es bei vielen Gelegenheiten zum Schutz von Schiffselektronik oder anderen Anwendungen eingesetzt, bei denen das Eindringen von Feuchtigkeit ein potenzielles Problem darstellt.
Wir haben uns schließlich dazu entschlossen, dem Kunden unser Gießharz UR5097 vorzuschlagen. Das ausgehärtete Polyurethan hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit – eine wichtige Eigenschaft bei LED-Beleuchtungseinheiten – und verfügt über einen großen Temperaturbereich. Außerdem ist es flammhemmend nach UL94, was eine weitere Anforderung unseres Kunden war. Wie bei allen anderen Polyurethanharzen, die wir in Betracht zogen, wurde die extrem niedrige Wasseraufnahme von Polyurethan als die kritischste Eigenschaft für diese Anwendung angesehen.
In der Tat erfüllte UR5097 alle Anforderungen dieses Projekts – mit Ausnahme der Farbe, versteht sich. Abgesehen von UR5083, das hell-strohfarben ist, waren unsere anderen Polyurethanharze, die für dieses Projekt in Frage kamen, alle standardmäßig schwarz, so dass wir eine Neuformulierung vornehmen mussten, um die Anforderung des Kunden nach einem hellen Blau zu erfüllen. Die Farbe einer Charge des ausgewählten UR5097-Harzes wurde dementsprechend auf den gewünschten Farbton geändert, und wir stellten vor der Auslieferung sicher, dass sie richtig war, indem wir sie mit dem RAL-Standard abglichen.
Nachdem die erste Produktionscharge des Materials nach den Vorgaben des Kunden hergestellt und nach Australien verschifft worden war, waren wir zuversichtlich, ein gutes Ergebnis zu erzielen. Bei einem Höflichkeitsbesuch unseres Managers für Australien und Neuseeland, Mike Woods, der von mir begleitet wurde, entdeckten wir jedoch, dass es einige Probleme mit dem Material gegeben hatte.
Im Laufe der Zeit war es zu Ablagerungen im Harz (Part A) gekommen, und es erwies sich als zunehmend schwierig, das Produkt wieder vollständig zu homogenisieren. Außerdem trat ein wenig Vergussmasse durch einen Spalt zwischen Gerätebecher und LED-Einheit aus. Nach ein wenig hin und her überlegen war die logische Lösung, die Thixotropie des Harzes zu erhöhen, was dazu beitragen würde, die Sedimentationsrate auf ein akzeptables Niveau zu verlangsamen und gleichzeitig zu verhindern, dass das Harz weiterhin durch den vorhandenen Spalt austritt. Das in UR5097 verwendete Polymer ist außerdem sehr widerstandsfähig gegen die Übertragung von Wasser, selbst bei verschiedenen Druckunterschieden, die in Folge des Eintauchens ins Wasser, je nach Tiefe, entstehen.
Nach einigen Wochen Laborarbeit und Tests mit verschiedenen Optionen wurde das Material letztlich so modifiziert, das es über eine ausreichende Thixotropie verfügte, um die Sedimentation zu verlangsamen und ein Auslaufen durch den Spalt zu verhindern, und sich dennoch leicht mischen und in das Gerät gießen ließ. Am Ende war die tatsächliche Erhöhung der Mischviskosität des modifizierten Harzes nur geringfügig höher als die des Originalmaterials.
Da haben Sie es also – eine gut gemachte Arbeit, trotz der Rückschläge, und eine, die die volle Zustimmung unseres Kunden fand, der sicher sein kann, dass das gewählte Harz seine Leuchtmittel auch in den kommenden Jahren schützen wird.
