Zum Schutz gegen Umwelteinflüsse werden gedruckte Schaltungen oder bestückte Leiterplatten und mit ihnen versehene Elektroniken lackiert
Schutzlacke wurden entwickelt, um gedruckte Schaltungen, bestückte Leiterplatten und mit ihnen versehene Elektroniken gegen Umwelteinflüsse zu schützen. Diese Schutzlacke passen sich den Oberflächenkonturen an und bieten so exzellenten Schutz und Abdeckung, zur Verlängerung der Lebensdauer der Leiterplatten. Der ideale Schutzlack besitzt gute dielektrische Kennwerte, eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme und -durch-lässigkeit, eine gute chemische Beständigkeit und ist mechanisch strapazierfähig.
Zum Schutz gegen Umwelteinflüsse werden gedruckte Schaltungen oder bestückte Leiterplatten und mit ihnen versehene Elektroniken lackiert
VOC-freie, flexible Schutzlacke mit ausgezeichneter Haftung

Grünes Coating

Die Entwicklung der VOC-freien Schutzlacke hat eine neue Ära im Schutzlackbereich eröffnet
Die Entwicklung der VOC-freien Schutzlacke hat eine neue Ära im Schutzlackbereich eröffnet
Flexibles und kostensparendes Lackieren durch selektives Coating
Flexibles und kostensparendes Lackieren durch selektives Coating
Das Lackiersystem C-740 von Asymtek wurde für unterschiedliche Bedürfnisse des Marktes entwickelt
Das Lackiersystem C-740 von Asymtek wurde für unterschiedliche Bedürfnisse des Marktes entwickelt

Schutzlacke wurden entwickelt, um gedruckte Schaltungen, bestückte Leiterplatten und mit ihnen versehene Elektroniken gegen Umwelteinflüsse zu schützen. Diese Schutzlacke passen sich den Oberflächenkonturen an und bieten so exzellenten Schutz und Abdeckung, zur Verlängerung der Lebensdauer der Leiterplatten. Der ideale Schutzlack besitzt gute dielektrische Kennwerte, eine geringe Feuchtigkeitsaufnahme und -durch-lässigkeit, eine gute chemische Beständigkeit und ist mechanisch strapazierfähig.

Schutzlacke finden Verwendung in Automotive Applikationen, in sicherheitskritischen Anwendungen, wie im millitärischen Einsatz, in der Raumfahrt und diversen industriellen Einsatzbereichen. Auf Grund dieser sehr vielfältigen Einsatzmöglichkeiten sind auch gute thermische Eigenschaften wichtig, mit einer Restflexibilität im Tieftemperaturbereich, bis hin zu einer Aufrechterhaltung der mechanischen Beständigkeit bei erhöhten Temperaturen.

Lösungsmittelbasierend und vielseitig

Traditionell sind die gebräuchlichsten Schutzlacke lösemittelbasierend und unterschiedlichen chemischen Typs; Akryl, Silikon (konventionelle- und Silikon-Alkyde), Epoxy und Polyurethane. Die Eigenschaften eines ausgehärteten Schutzlackes werden durch sein Basisharz, in Verbindung mit den verschiedenen Additiven, bestimmt. Organische Lösemittel werden genutzt, um die Basisharze aufzulösen und die Viskosität des Lackes so weit zu verringern, dass er verarbeitbar ist. Als solcher trocknet der Schutzlack durch ein simples Verflüchtigen der Lösemittel, darüber hinaus kann in einzelnen Fällen eine Aushärtung unter Erwärmung oder Feuchtigkeitsaufnahme notwendig sein, um den Prozess der Vernetzung anzuregen, bzw. um die Eigenschaften des ausgehärteten Schutzlackes zu verbessern.

Lösungsmittelbasierende Schutzlacke sind außerordentlich vielseitig und können auf verschiedene Weise appliziert werden, z.B. im Tauch- oder Sprühverfahren und durch Pinseln. Die Viskosität des Schutzlackes ist durch eine einfache Anpassung des Lösungsmittelniveaus auf die benötigte Anwendungsmethode anpassbar. In Spritzanlagen kann ein Standard-Schutzlack beispielsweise innerhalb vernünftiger Werte mit einem geeigneten Lösungsmittel verdünnt werden, um eine niedrige Arbeitsviskosität zu erreichen, ohne die Leistung des Schutzlackes zu beeinträchtigen. Die Kehrseite, insbesondere bei der Verwendung von Schutzlacken mit geringem Feststoffanteil, ist der hohe VOC (Volatile Organic Compound – flüchtige organische Verbindungen) Anteil im Lack und der damit verbundene Einfluss auf die Umwelt, sowie Gesundheit und Sicherheit.

VOCs leisten einen Beitrag bei der Bildung von bodennahem Ozon, einer Hauptkomponente von Smog. Eine solche Immision kann viele schädliche Auswirkungen auf die Umwelt haben, insbesondere die Schädigung von Wäldern und Pflanzen. VOCs können, wenn keine ausreichende Vorsorge getroffen wird, auch Gesundheitsprobleme verursachen. Ihnen übermäßig ausgesetzt zu sein kann reizend wirken und ist im schlimmsten Fall krebsbildend. Somit ist es nur richtig zu sagen, dass die Bildung von bodennahem Ozon ein ernstes Luftverschmutzungsproblem darstellt. Flüchtige organische Verbindungen oder VOC (Volatile Organic Compounds) sind kohlenstoffbasierte Verbindungen, die bei Raumtemperatur leicht verdampfen. Sie werden in der EU Lösungsmittel-Emissions-Richtlinie folgendermaßen definiert: VOC ist jede organische Verbindung, die bei 20° C eine Dampfspannung von 0,01 kPa oder mehr aufweist oder eine unter bestimmten Anwendungsbedingungen entsprechende Verflüchtigung aufweist.

Die EU-Richtlinie über Lösungsmittel-Emissionen definiert Arbeitsprozesse wie die Herstellung und Verwendung von Schutzlacken (z.B. Leiterplattenlackierung) und Oberflächenreinigung. Es existiert ein Grenzwert für Lösungsmittelmengen pro Jahr, eingesetzt für Beschichtungen wie z.B. die Leiterplattenlackierung, und Hersteller/Anwender, deren Lösungsmittelverbrauch sich unter diesem Grenzwert befindet, fallen nicht mehr in den Zuständigkeitsbereich dieser Direktive. Maximale Arbeitsplatzkonzentrationen liegen so aber eventuell trotzdem vor. Daher sind sowohl der Hersteller als auch der Anwender von Schutzlacken von der Richtlinie über Lösungsmittel-Emissionen in jedem Fall betroffen.

Electrolube hatte Ende 2007 mit NVOC einen neuen VOC-freien Schutzlack mit dem Ziel vorgestellt, die Anforderungen, die von der EU-Richtlinie für Lösungsmittelemissionen festgelegt wurden, zu erfüllen. Zwei Jahre danach ist der Schutzlack auch weiterhin die einzige Lösung, die einen einfachen praktikablen Ersatz von lösemittelhaltigen Schutzlacken auf den jeweiligen bestehenden Anlagen ermöglicht. Zu Beginn noch ausschließlich für selektive Coating Anlagen, und jetzt, mit der Erweiterung der Produktfamilie, auch für quasi alle gängigen Verfahren verfügbar. Die VOC-freien Schutzlacke basieren auf der Polyurethantechnologie. Sie verwenden ein Polyurethan Pre-Polymer als Basisharz, ein 100%-iges Feststoffmaterial in Form einer hochviskosen Flüssigkeit. Das Pre-Polymer ist ein vorreagiertes (vorvernetztes) Polyurethan und Isocyanat, wo einige der Funktionsgruppen geblockt wurden. Unter Feuchtigkeitseinfluss wird die Reaktion beendet und bildet eine strapazierfähige, gleichmäßige Beschichtung.

Anwendungsvielfalt

Die NVOC-Schutzlacke wurden durch die Adaption von Polyurethan Pre-Polymer mit einer Mischung sorgfältig ausgewählter Verdünnungsmittel kreiert, um sicherzustellen, dass alle Materialien innerhalb des Systems miteinander reagieren. Die ausgewählten Verdünnungsmittel bieten eine massive Reduzierung der Viskosität, so dass aus 100%-igem Feststoffmaterial ein sprühbarer Lack wird, der lösungsmittelbasierenden Materialien ähnelt, jedoch ohne den Ausstoß von VOC. Der Aushärteprozess beginnt mit der Reaktion des Polyurethan Pre-Polymers mit der Luftfeuchtigkeit. Darauf folgt eine weitere Reaktion mit der Verdünnungsmittel-Mischung, die nur Kohlendioxid freisetzt. Die Vernetzungsbeschaffenheit dieses Schutzlackes führt zu ausgezeichneter mechanischer Stärke und exzellenten Abrieb-Widerstandseigenschaften. Der ausgehärtete Schutzlack ist daher extrem widerstandsfähig und besitzt einen außerordentlichen Feuchtigkeits- und chemikalischen Widerstand.

Aufgrund des Reaktionsprofils des VOC-freien Schutzlackes wird es in einer gebrauchsfertigen Rezeptur zur Spritzanwendung geliefert. Der Lack wurde von den weltweit führenden Herstellern von selektiven Spritzanlagen mit äußerst positiven Ergebnissen in einer Auswahl der verschiedenen Applikations-Techniken getestet, so mit Film- (Vorhang), Swirl- und Spray-Coatern. Es hat sich gezeigt, dass es möglich ist, den neuen Schutzlack mit den üblichen Verfahren, bei geringen Änderungen der Systemeinstellungen, aufzutragen. Der Schutzlack kann dann sofort bei Raumtemperatur, oder beschleunigt in einem konventionellen IR-Ofen, ausgehärtet werden. Der VOC freie Schutzlack bietet absolut vergleichbare Parameter und Eigenschaften, als auch die einfache Handhabbarkeit wie Lösemittel enthaltende Schutzlacke und bietet dem Anwender darüber hinaus den Vorteil eines gebrauchsfertigen Materials ohne Verdunstungsverlust. Deshalb wird bei gleicher aufgebrachter Nassschichtdicke die Schichtdicke nach der Aushärtung höher sein, als bei einem lösemittelhaltigen Schutzlack und auf eine kostenintensive Absaugung kann verzichtet werden.

Zusätzlich zu dem Standard-NVOC (ENVOC05L) Produkt für selective Coating Maschinen und Anwendungen hat das Unternehmen der NVOC-Familie auf der Productronica 2009 drei neue Produkte hinzugefügt. Diese Erweiterung beinhaltet eine höherviskose Version (ENVOC-HV05L), eine semi-thixotrope Gel-Version (ENVOC-GL01L) und eine Aerosoldose (ENVOC200H). Mit Aufnahme dieser zusätz- lichen Produkte bietet die NVOC-Familie für nahezu jede Anwendung eine umwelt- und nutzerfreundliche Alternative zu Lösemittel enthaltenden Schutzlacken.

Die 200-ml-Spraydose enthält das Standard-NVOC, um die einfache Verwendung eines VOC-freien Schutzlackes auch für die Kleinstserien-Fertigung und im Rework anzubieten. Es enthält ein sorgsam ausgewähltes alternatives und ebenfalls umweltfreundliches Treibgas. Es ist praktisch absolut ozonverträglich, mit einem Ozon-Abbaupotenzial von unter 5. Was verglichen mit herkömmlichen Treibgasen, die in der Regel ein Ozon-Abbaupotenzial von über 1000 haben können, extrem gering ist.

Die hochviskose Version wurde für Anwendungen entwickelt, die den Auftrag einer stärkeren Beschichtung erfordern, wie das Auftragen von Hand mit Pinseln, die Tauchlackierung und auch die Spritzlackierung. Sowohl die niedrigerviskose Standard-Schutzlack-, als auch die höherviskose Version sind zur Verwendung in Spritzlackieranlagen im sogenannten Sprühverfahren, als auch mit Swirl-Coater geeignet. Beide besitzen eine identische chemische Basis und somit vergleichbare Eigenschaften und spezifische Kennwerte. Der Unterschied besteht im Anteil an Verdünnungsmitteln, welche exakt in dem Maße zugesetzt wurden, um den Schutzlack in der optimalen Viskosität, zur Erreichung der erhöhten Anforderungen, zu realisieren.

Die Gel-Version ist ein einkomponentiges semi-tixotropes Material, speziell für sogenannte Glob-Top-Applikation und als Dammmaterial, überall dort, wo es nach dem Auftragen nicht weiter verfließen darf. Das semi-tixotrope Gel härtet bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur unter Aufnahme von Luftfeuchtigkeit aus. Es enthält einen UV-Marker zur leichteren Kontrolle. Idealerweise wird es dort eingesetzt, wo es herkömmlicherweise schwer ist ein befriedigendes Ergebnis zu erziehlen, auf Grund der Bauteilgröße, ihrer Kantenausbildung und Positionierung auf der Leiterplatte. Aufgetragen aus einer Spritze oder einem Nadel-Applikator (Dot-Printer) bietet es alle Vorteile der NVOC Schutzlacke, inklusive exzellenter Haftung, chemischer Beständigkeit und den guten dielektrischen Eigenschaften, als Gel.

Flexible Schutzlacke

Die Familie VOC-freier Schutzlacke bietet viele Vorteile gegenüber anderen Schutzlacken auf dem Markt. Sie wurde sorgfältig entwickelt, um die Erwartungen, die in die Ablösung eines lösungemittelbasierenden Schutzlackes gesetzt werden, zu übertreffen. Abschließend zusammengefasst bieten die VOC-freien Schutzlacke eine Auswahl an flexiblen Schutzlacken mit ausgezeichneter Haftung auf einer Vielzahl von Trägermaterialien. Sie bieten hervorragende mechanische und elektrische Eigenschaften, können in einem breiten Betriebstemperaturbereich eingesetzt werden und beinhalten Flammhemmer, um die UL94 V0-Zulassung zu erfüllen. Die Entwicklung des VOC-freien Schutzlackes hat zu einer neuen Ära im Schutzlackbereich geführt. Die Bestimmungen werden in Zukunft strenger werden und die Verwendung von lösungsmittelbasierenden Schutzlacken wird nicht mehr der Industrienorm entsprechen. Mit der kontinuierlichen Erweiterung seines Portfolios an VOC freien Schutzlacken hat Electrolube es einfacher gemacht dem Weg zu folgen; weg von der Verwendung von Lösemitteln und die Anwender von Schutzlacken auf den Weg eines verringerten Verbrauchs von Lösemitteln zu führen, um so den Weg in eine grünere Zukunft innerhalb der Schutzlackindustrie zu ebnen.

www.electrolube.com

Electrolube, Derbyshire (UK)

04.11.2010


Alle Rechte vorbehalten
Vervielfältigung nur mit Genehmigung der Konradin Mediengruppe