Produktdefinition

Begriffsdefinition

Klebstoffe lassen sich nach verschiedenen, sich nicht ausschliessenden, Merkmalen einteilen.

• den Abbindemechanismus (physikalisch oder chemisch abbindende Klebstoffe)
• die Basis des Grundstoffes (z.B. Polyurethan-Klebstoffe)
• die Verarbeitungsweise
• die Zusammensetzung des Lösemittels
• die Verarbeitungstemperatur (z.B. kalthärtende Epoxidharz-Klebstoff)
• den Verwendungszweck (z.B. Holzleim, Bodenbelags-Klebstoff)

Die hier gewählte Einteilung in Dispersions-Klebstoffe, Kleister, Lösemittel-Klebstoffe, Polyurethan-Klebstoffe und Epoxidharz-Klebstoffe ist eine pragmatische und orientiert sich u.a an dem im Hochbau üblichen Sprachgebrauch.

Charakteristik

Mit Dispersions- und Lösemittel-Klebstoffen wird eine ökologisch und arbeitshygiensch wichtige Unterscheidung vorgenommen. Mit dem Kleister resp. dem Polyurethan- und Epoxid-Klebstoffen werden ein alter und zwei neue Bindemitteltypen unterschieden, die als solche in ihren spezifischen Anwendungsbereichen von gewisser Bedeutung sind. In der nachfolgenden Tabelle sind die wichtigsten Eigenschaften der 5 Klebstoff-Produktgruppen zusammengefasst.

Diese Einteilung orientiert sich an der Klassifizierung, wie sie von den Bauberufsgenossenschaften (GISBAU) eingeführt wurde. Zusätzlich wurde die Produktgruppe Kleister  aufgenommen.

Anwendungsbereiche (Besonderheiten)

Grundsätzlich sollten bei allen chemischen Befestigungen von Bodenbelägen Dispersions-Klebstoffe verwendet werden. Wenn sie die gestellten Anforderungen erfüllen, sind sie aus ökologischen und arbeitshygienischen Gründen allen anderen vorzuziehen. Die Lösemittel- und Reaktions-Klebstoffe sollten nur in Fällen erhöhter Beanspruchung, für gewisse Parkettarten, bein hohen Anforderungen an die Witterungsbeständigkeit und in Spezialfällen angewendet werden.

Bei den Tapeten ist grundsätzlich Kleister zu verwenden. Wo dieser nicht möglich ist, kann in allen Fällen Dispersions-Klebstoff verwendet werden.

Hinweise für die ökologische Produktauswahl

In einigen Fällen können Bodenbelags-Klebstoffe vermieden werden. In kleinen bis mittelgroßen Räumen kann man Teppiche (allenfalls mit Schwerrücken) lose verlegen. Mit Hilfe von doppelseitigem Klebeband lässt sich der Bodenbelag zusätzlich fixieren. Eine andere Art der Befestigung erfolgt durch die Verlegung von speziellen Matten, die den Bodenbelag über einen Klettverschluss fixiert. Textile Bodenbeläge können zur Erhöhung des Wohnkomforts, der Lebensdauer, der schall- und wärmetechnischen Eigenschaften über eine Unterlage z.B. aus Filz oder Schaumstoffen, auf Nagelleisten verspannt werden. Die Kosten sind vergleichsweise hoch, jedoch ist ein Austausch des Bodenbelags einfach möglich.

Parkett kann schwimmend verlegt werden. Dabei werden fertige Parkett-Dielen mit Hilfe von Nut und Feder verbunden, mit Holzleim oder Klammern fixiert und lose auf dem Untergrund verlegt. Wichtig sind ausreichende Dehnungsfugen, da sich Holz durch Temperatur- und Feuchtigkeitsschwankungen in der Form verändert. Parkett kann auch verschraubt und vernagelt werden.

Innerhalb der Klebstoffe gilt der Grundsatz "Dispersions-Klebstoffe für Bodenbeläge" und "Kleister für Tapeten". Alle anderen Klebstoff-Poduktgruppen sollten der Ausnahme und der Spezialanwendung vorbehalten bleiben.

Zeichen / Labels

GISBAU-Produktcode

Im GISBAU-System wurde folgende Einteilung nach arbeitshygienischen Gesichtspunkten vorgenommen (vgl. auch Verarbeitung):

Emicode

Für die Verlegewerkstoffe von Bodenbelägen wurde ein Qualitätslabel entwickelt. Qualifizieren können sich Produkte die längerfristig minimale Emissionen von gesundheitsgefährdenden Stoffe verursachen.

Umweltproduktdeklarationen

Technische Daten (Auswahl)

Technische Regeln (DIN, EN)

Aufgrund der Vielfalt von Klebstoff-Bindemitteln, Verarbeitungsmethoden, Härtungsmechanismen und Anwendungsmöglichkeiten ist deren Klassifizierung auf  verschiedene Arten möglich. Eine Klassifizierung der Rohstoffe gibt die DIN 16920, während die DIN 8593 (Teil 8) das Kleben in das Fertigungsverfahren "Fügen" einordnet. Nach DIN 16 920 und E DIN EN 923 sind Klebstoffe nichtmetallische Stoffe, die Werkstoffe (Fügeteile) durch Oberflächenhaftung (Adhäsion) und innere Festigkeit (Kohäsion) miteinander verbinden können.

CE-Zeichen

Hauptbestandteile

Anhand von Richtrezepturen für die 5 Klebstoff-Produktgruppen lassen sich näherungsweise mengenmäßige Angaben über die Bestandteile nach Rohstoffherkunft machen. Mit Ausnahme der Kleister unterliegen die Rezepturen innerhalb einer Produktegruppe großen Schwankungen. In der nachfolgenden Tabelle ist nicht
berücksichtigt, dass für die Synthese vieler organischer Stoffe (Bindemittel, Hilfsstoffe) eine mehr oder weniger große Anzahl von Hilfsstoffen unterschiedlicher Herkunft erforderlich.

Inhaltsstoffe in Prozentanteilen nach Rohstoffherkunft:

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Gewinnung der Primärrohstoffe

Über die Rohstoffintensität (Rohstoffverbrauch pro Einheit Endprodukt) können keine Angaben gemacht werden. Sie ist nur von einigen wenigen Bestandteilen genauer bekannt  (Polyacrylate, Polyurethan, Epoxidharze, Polystyrol, Elastomere).

Nachwachsende Rohstoffe spielen abgesehen von den Kleistern in der Klebstoffindustrie eine geringe Rolle. Zwar ist der Einsatz von Baumharzen oder Ölen bei den Dispersions-Klebstoffen, Lösemittel-Klebstoffen und bei den Polyurethan-Klebstoffen möglich, kommt jedoch in den handelsüblichen Produkten selten vor.

Herstellungsprozess

Die Herstellung der Klebstoff-Bindemittel, der Kunstharze, Härter und vieler Additive erfolgt in chemischen Großbetrieben der Kunststoffindustrie. Die Synthese und die Prozesse sind denjenigen der Kunststoffherstellung identisch oder verwandt. Einige Prozesse sind unter Polyacrylate, Polyurethan, Epoxidharze, Polystyrol und Elastomere kurz beschrieben. Die Epoxid- und Polyurethanharze sind aufwendig in der Herstellung und durchlaufen eine längere Prozesskette. Die Herstellung der anderen Bindemittel ist mit derjenigen der entsprechenden Kunststoffe vergleichbar.

Die Herstellung der gebräuchlichen Lösemittel ist verhältnismäßig einfach. Sie werden in der Regel direkt aus einer Erdölfraktion herausdestilliert. Selbstverständlich gibt es auch spezielle Lösemittel, deren Herstellung bedeutend komplexer und aufwendiger ist.

Die Füllstoffe stammen aus der Bergbauindustrie. Es sind in der Regel Gesteinsmehle, die lediglich gemahlen, gewaschen und geschlämmt (Kreide) werden. Teilweise werden auch Glassande und Aluminiumoxidverbindungen eingesetzt (Epoxidharze). Die Herstellung der Füllstoffe ist vergleichsweise einfach und wenig aufwendig.

Umweltindikatoren

Graue Energie

Einheitliche Werte zum Primärenergieaufwand soll zukünftig ausschließlich die Datenbank Ökobau.dat des Informationsportals Nachhaltiges Bauen des BMVBS liefern. Soweit Datensätze der Ökobau.dat für eine Produktgruppe in WECOBIS bereits vorliegen, erfolgt eine Darstellung unter Herstellung / Umweltindikatoren. Für Klebstoffe liegen derzeit (Stand Oktober 2008) noch keine durchgängigen Datensätze in Ökobau.dat vor. Die bereits in Ecobis 2000 zitierten Werte der Grauen Energie werden daher hilfsweise noch angeboten.

In der nachfolgenden Tabelle ist die Graue Energie für die Herstellung der Bestandteile von Klebstoffen und den formulierten Produkten abgeschätzt. Die Berechnung geht von der in jeder Produktgruppe angenommenen Richtrezeptur aus und darf nur als Grobabschätzung betrachtet werden.

Diese Grösse ist ein pauschales Mass für die Umweltbelastung während der Herstellung eines Klebstoffes. Sie nimmt innerhalb der fünf beschriebenen Produktgruppen auf die Masseneinheit bezogen in der folgenden Reihenfolge signifikant zu:

• Kleister
• Dispersions-Klebstoffe
• Lösemittel-Klebstoffe
• Polyurethan-Klebstoffe
• Epoxidharz-Klebstoffe

Die in der Tabelle ausgegebenen Werte müssen im konkreten Falle auf die Flächeneinheit umgerechnet werden. Doch auch bei einer flächenbezogenen Betrachtung ändern sich die relativen Unterschiede in der Herstellungsenergie der Produktgruppen nicht. Vor allem bei den leistungsfähigen PUR- und Epoxidharz-Klebstoffen ist der Primärenergieaufwand relevant.

Wären beispielsweise 2 kg Epoxidharz pro m² für die Befestigung eines Parkettbodens notwendig, so kann die Herstellungsenergie für den Klebstoff diejenige des Bodenbelags ohne weiteres übersteigen. Die Lösemittelemission (vgl. Pkt. Verarbeitung) muss zusätzlich bewertet werden. Diese Art Umweltbelastung wird durch den Energieaufwand nicht abgedeckt.

Grobabschätzung der Grauen Energie von Klebstoff-Produktgruppen: 

* bezogen auf Einheit Inhaltsstoff, zu berücksichtigen ist jeweils der Gehalt der von Produkt zu Produkt grossen Schwankungen unterliegen kann

Funktionalität und Gebrauchtauglichkeit eines Klebstoffes sind allerdings viel wichtigere Merkmale als die Herstellungsenergie. Es soll vermieden werden, dass Klebstoff-Produkte mit niedriger Herstellungsenergie gewählt werden, die für den speziellen Anwendungsbereich nicht geeignet und funktionell unzureichend sind.

Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen

Die Anforderungen an die Verarbeitung von Klebstoffen steigen mit fortschreitender Entwicklung ständig. Die Wahl des Systems in Abhängigkeit von den zu verklebenden Materialien und der geforderten Beanspruchung ist in Anbetracht der Produktvielfalt und der raschen Entwicklung anspruchsvoll. Dazu kommen spezifische Faktoren auf der Baustelle wie Oberflächenbeschaffenheit, Feuchtigkeit, Temperatur, Zeit und Mischung, die die Eigenschaften von Klebstoffen ganz wesentlich beeinflussen. Alle diese Faktoren können im Rahmen der fünf wichtigsten Produktgruppen nicht beschrieben werden, da sie sehr produktspezifisch sind.

Generell kann man etwas verallgemeinert feststellen, dass die physikalisch härtenden Systeme wie Dispersions-Klebstoffe, Kleister und Lösemittel-Klebstoffe einfacher zu verarbeiten sind als die chemisch aushärtenden Polyurethan-Klebstoffe und die Epoxidharz-Klebstoffe. Unter den einzelnen Produktgruppen sind nur die wichtigsten Hinweise aufgeführt.

Arbeitshygienische Risiken

Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAU

Mit Hilfe des GISBAU Produkt-Codes kann auch ohne Kenntnis der genauen Zusammensetzung eines Bodenbelag-Klebstoffs eine Bewertung hinsichtlich der zu treffenden Arbeitsschutz-Maßnahmen erfolgen. Je kleiner die Ziffer des GISBAU Produkt-Codes ist, desto geringer ist die zu erwartende Gefährdung innerhalb einer Produkt-Code-Gruppe.
Die detaillierten GISBAU-Informationen zu den Klebstoff-Typen sind bei den 5 Produktgruppen auf das Wesentliche zusammengefasst. Die Details bezüglich Gesundheitsgefährdung und entsprechender Schutzmaßnahmen können unter Stoff-/ Produktgruppen GISBAU abgefragt werden.

Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die Risiken der 5 Produktgruppen:

Emissionen

Die technische Regel für Gefahrstoffe 610 (TRGS 610) teilt Vorstriche und Klebstoffe für Bodenbelags- und Parkettarbeiten je nach enthaltener Lösemittelmenge in 4 Kategorien ein:

Im Sinne des Arbeitsschutzes werden damit jene Stoffe und Bestandteile erfasst, die während der Produktverarbeitung als gefährliche Dämpfe freigesetzt werden. Lösemittel sind dabei definiert als flüchtige, organische Stoffe sowie deren Mischungen mit einem Siedepunkt unter 200°C, die bei Normalbedingungen (20^oC und 1013 Hektopascal (hPa)) flüssig sind und dazu verwendet werden, andere Stoffe zu lösen oder zu verdünnen, ohne sie chemisch zu verändern.
Nach TRGS 610 ist der Einsatz stark lösemittelhaltiger Klebstoffe und Vorstriche nur noch in wenigen Fällen technisch notwendig.

Die Lösemittelemissionen, die in der nachfolgenden Tabelle zusammengefasst sind, hängen vom Gehalt im Produkt und von der Auftragsmenge ab. Beide Größen können innerhalb einer Produktgruppe und des Anwendungsbereiches schwanken. Die GISBAU Produkt-Code-Gruppen sind in der Regel durch maximale Lösemittelgehalte definiert, so dass man mit der Auftragsmenge die flächenspezifischen Emissionen abschätzen kann. Lösemittel-Klebstoffe weisen die höchsten Emissionen auf, Kleister enthalten keine Lösemittel. Im unteren Bereich liegen Dispersions-, Polyurethan- und Epoxidharz-Klebstoffe. Der Produktentwicklungstrend geht in Richtung Dispersions-Klebstoffe mit 0% Lösemittel, die immer mehr Anwendungsbereiche abdecken.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Die längerfristige Schadstoffabgabe (TVOC)kann bei allen Klebstoffen außer Kleister zum Problem werden. Die leicht- oder schwerflüchtigen Inhaltsstoffe benötigen längere Zeit, um durch das verklebte Bauprodukt (Bodenbelag, Tapeten) hindurch zu diffundieren. In vielen Produkten sind auch hochsiedende (schwerflüchtige) Bestandteile enthalten.

Flüssigkeiten und Mischungen mit einem Siedepunkt über 200°C fallen nicht unter die Definition der Lösemittel nach TRGS 610.  Diese auch als Hochsieder bezeichneten Stoffe werden vor allem den lösemittelfreien Dispersionsklebstoffen mit GISBAU Produkt-Code D1 zugesetzt und verbessern u.a. die Konsistenz und damit die Streichfähigkeit. Beispiele hierfür sind verschiedene Glykolether (Butyldiglykol, Butyltriglykol, 2-Phenoxyethanol). Diese Stoffe können über einen längeren Zeitraum an die Raumluft abgegeben werden.
Durch Messungen sind sie aufgrund ihrer sehr geringen Konzentration in der Luft kaum erfassbar. Luftbelastungen durch diese Hochsieder liegen normalerweise weit unterhalb von Grenzwerten (MAK-Werte). Sie können in Verbindung mit dem verklebten Material zu Geruchsbelästigungen führen, aufgrund eines geringen Luftaustausches (dichte Gebäudehüllen) in der Atemluft anreichern und zu körperlichem Unwohlsein o.ä. beitragen.

Um das Emissionsverhalten von Produkten zuverlässig beschreiben zu können, wurde 1997 von der GEV (Gemeinschaft Emissionskontrollierte Verlegewerkstoffe e.V., Düsseldorf) das Klassifizierungssystem EMICODE eingeführt. Klebstoff-Produkte werden unter kontrollierten und standardisierten Bedingungen in den Prüfkammern auf Emissionen gemessen und aufgrund von Grenzwerten wie folgt eingeteilt:

EMICODE EC1: sehr emissionsarm
EMICODE EC2: emissionsarm
EMICODE EC3: nicht emissionsarm

Für den EMICODE EC1 können sich nur die GISBAU Produkt-Code-Gruppen lösemittelfrei (D1, RU1, RE1) qualifizieren. Viele handelsübliche Dispersions-Klebstoffe haben sich für den EMICODE EC1 qualifiziert.

Umweltrelevante Bestandteile:

Konservierungsmittel werden nur in wässrigen Systemen eingesetzt, um die Schimmelpilzbildung während der Lagerung der Produkte zu verhindern (Topfkonservierung). Konservierungsmittel sind Fungizide und in der Regel auch für Warmblütler giftig. In gewissen Fällen können sie an die Raumluft abgegeben werden.

Grundsätzlich sind eine Vielzahl von problematischen oder harmlosen Hilfsstoffen wie Weichmacher, Entschäumer, Antioxidantien möglich. Über das Emissionsverhalten solcher Hilfsstoffe ist noch sehr wenig bekannt.

Klebstoffe können Spuren der Ausgangsstoffe enthalten, die bei der Synthese der Kunstharze verwendet wurden. Beispielsweise können Acrylat-Monomere allergieauslösend wirken, wenn sie auf die Haut gelangen. Einige Klebstoffe enthalten deutliche Mengen an Terpenen, die bei empfindlichen Menschen Hautreaktionen hervorrufen können. In einigen Klebern ist möglicherweise das stark allergene Delta-3-Caren enthalten.

Gesundheitsgefährdung beim Ausbau

In allen Produkten können gesundheits-, luft- oder wassergefährdende Stoffe enthalten sein. Sie müssen einer speziellen Behandlung unterzogen bzw. an den Sammelstellen abgegeben werden und dürfen nicht als Restmüll entsorgt werden.
Restentleerte Metallgebinde können als Metallschrott verwertet werden. Auf einer vorbildlichen Baustelle werden keine Gebinde in die Kanalisation ausgewaschen. Die umweltgerechten Entsorgungsleistungen beim Arbeiten mit Klebstoffen sind bereits in der Ausschreibung für alle Unternehmen festzulegen.

Wiederverwendung

Mit Klebstoffen behandelte Baustoffe werden in ihrer Recyclierbarkeit beeinträchtigt. Dies kann zu Qualitätseinbußen von Sekundärbaustoffen führen. Dies gilt insbesondere für Gipsbaustoffe, Mauerwerk und Beton.

Energetische Verwertung

Keine besonderen Entsorgungsprobleme ergeben sich bei Holzwerkstoffen- und Metallbaustoffen, die mit Klebstoffresten beschichtet sind. Diese verbrennen in den Altholzverbrennungsanlagen bzw. im Elektroofen und ergeben bei vorschriftsmäßiger Rauchgasreinigung keine relevanten Emissionen.

EAK-Abfallschlüssel

Die Zuordnung von Abfallschlüsseln kann in einzelnen Fällen je nach Bundesland unterschiedlich gehandhabt werden. Daher ist im konkreten Fall eine Nachfrage notwendig. Die bei Klebstoff-Arbeiten anfallenden Abfälle sind wie folgt zu entsorgen:

Wilhelm Endlich: Kleb- und Dichtstoffe in der modernen Technik. Ein Praxishandbuch der Kleb- und Dichtstoffanwendung. Vulkan-Verlag, Essen 1998