Hauptbestandteile

Abb. 1 / Zusammensetzung nach Funktionen - Polyurethanharzfarben lösemittelhaltig

Abb. 2 / Zusammensetzung nach Funktionen - Polyurethanharzfarben wasserverdünnbar

Als Bindemittel werden im Hochbau vor allem Acrylharztypen mit vorpolymerisierten Isocyanaten chemisch zum PUR-Lack gebunden. Bei den Pigmenten und Füllstoffen handelt es sich um dieselben Stoffgruppen wie sie in allen Farbsystemen eingesetzt werden. Als Lösemittel kommen neben den bekannten aromatischen Lösemitteln wie Xylol ein Vielzahl spezieller Lösemittel (Ketone, höhere Alkohole, Ester) zum Einsatz. Bei wasserverdünnbaren Systemen werden als Lösemittel  u.a. Alkohole oder andere wasserlösliche Verbindungsgruppen eingesetzt (z. B. N-Methyl-2-pyrrolidon). Die lösemittelhaltigen Polyurethanharzfarben erfordern in der Regel verschiedenartige Hilfsstoffe, meistens auf der Basis von Polymeren.

Umwelt- und Gesundheitsrelevanz

Abb. 3 / Zusammensetzung nach Rohstoffherkunft - Polyurethanharzfarben lösemittelhaltig

Abb. 4 / Zusammensetzung nach Rohstoffherkunft - Polyurethanharzfarben wasserverdünnbar

Gewinnung der Primärrohstoffe

Die Vorläuferstoffe für die Herstellung von Polyurethanharzen, Härterkomponenten, Lösemitteln und Hilfsstoffen stammen alle aus Steinkohleteer- und Erdölfraktionen. Pigmente, v.a. die Weißpigmente, werden aus Metallerzen in verhältnismäßig energieintensiven Prozessen gewonnen. Als Füllstoffe werden Gesteinsmehle aus Kalk oder Feldspat eingesetzt.

Die Gewinnung der fossilen Rohstoffe aus Erdöl, Erdgas und Kohle wie auch der mineralischen Rohstoffe ist mit Umweltrisiken verbunden.

Verfügbarkeit

Mit der allmählichen Erschöpfung der Erdölvorräte vermindert sich auch das Potential zur Gewinnung von fossilen Rohstoffe in wenigen Jahrzehnten. Allerdings könnten die Rohstoffe auch aus Kohle hergestellt werden, was jedoch mit einem größeren Energieaufwand verbunden wäre.
Die mineralischen Rohstoffe sind auch langfristig nicht erschöpft, eine Knappheit ist nicht zu erwarten.

Verwendung von Recyclingmaterialien / Produktionsabfällen

Die Verwendung von Sekundärrohstoffen in der Produktion von Polyurethanharzfarben ist evtl. denkbar, wird jedoch in der Praxis gegenwärtig nicht umgesetzt. Produktionsabfälle werden in modernen Industriebetrieben wo möglich genutzt. Detaillierte Informationen für die Farbenproduktion liegen jedoch nicht vor.

Radioaktivität

Radioaktivität ist für Lacke nicht relevant.

Prozesskette

Umweltindikatoren / Herstellung

siehe Referenztext allgemein

Energieaufwand

Für das Standard-Bindemittel Polyurethan (Polyole und Isocyanate) sind relativ zuverlässige Daten zum Energieaufwand verfügbar. Sie stammen vom europäischen Verband der Kunststoffproduzenten und repräsentieren europäische Mittelwerte. Die Polyurethanharze gehören wahrscheinlich zusammen mit den Epoxidharzen und vermutlich den Siliconharzen zu den energieintensivsten Bindemitteln unter den Malerlacken.

Graue Energie

Die angegebene Zahlen zur Grauen Energie beziehen sich auf einen Standardaufbau für ein weiß deckendes Farbsystem. Lösemittelhaltige Polyurethanharze sind signifikant energieintensiver, als vergleichbare Systeme auf Alkydharzbasis (Alkydharzlackfarben). Der Unterschied zwischen wasserverdünnbaren Polyurethanharzfarben und lösemittelhaltigen Systemen sind etwa 30 - 35 % Lösemittel. In den Bindemitteln unterscheiden sie sich bezüglich Belastung während der Herstellung kaum. Die Unterschiede zu Dispersionslackfarben werden hauptsächlich durch die energieintensiven Bindemittel verursacht.

Arbeitshygienische Risiken

Allgemeines

AGW-Werte

Für reaktive Isocyanatgruppen sowie für Lösemittel existieren Arbeitsplatzgrenzwerte. Diese sind je nach Isocyanatgruppe oder Lösemittel verschieden hoch. Informationen zu den Grenzwerten finden sich in den GISBAU Produktdatenblättern (hier: PU10, PU20, PU30, PU40, PU50) jeweils unter "Grenzwerte und Einstufungen".

REACH / CLP

siehe Referenztext Gemische

Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAU

Polyurethanharzfarben können gemäß folgenden Einstufungskatalogen der GISBAU in GISCODES eingeordnet werden:

• Polyurethanharz-Produkte
  Bei den Polyurethanharzfarben gibt es lösemittelhaltige und lösemittelfreie Systeme, was nicht unbedingt an der Höhe des Giscodes ablesbar ist. Als lösemittelfrei gelten sie hier nur, wenn der Lösemittelgehalt < 0,5% liegt. Polyurethanharzfarben sind meistens 2-komponentig, es gibt sie aber auch 1-komponentig.
  → Einstufungskatalog Polyurethanharz-Produkte
  → GISCODES PU10 - PU60 / PU-Systeme

Es gibt auch wasserbasierte 1-komponentige Systeme, die vom Filmbildungsmechanismus und von der Anwendung her eher den Dispersionslackfarben zuzuordnen sind und dann wohl eher auch ähnlich diesen eingeordnet werden können, das sie weniger arbeitshygienische Risiken aufweisen:

• Beschichtungsstoffe (Maler und Lackierer) / Beschichtungsstoffe wasserbasiert
  Die Gruppe der Beschichtungsstoffe, wasserbasiert umfasst neben Lacken und Lasuren (i.d.R. BSW20/30) auch Wandfarben (i.d.R. BSW10/20/60). Filmgeschützte Farben (= biozid ausgerüstet) müssen - egal ob Lack, Lasur oder Wandfarbe - in BSW50 eingeordnet werden.
  → Einstufungskatalog Beschichtungsstoffe (Maler und Lackierer)
  → GISCODES BSW10 - BSW60 / Beschichtungsstoffe wasserbasiert
• Oberflächenbehandlungsmittel für Parkett und andere Holzfußböden / Wassersiegel (Lösemittelgehalt 0% bis max. 15%)
  → Einstufungskatalog Oberflächenbehandlungsmittel für Parkett und andere Holzfußböden
  → GISCODES W1-W3 / W1DD - W3/DD, Wassersiegel

Gemäß Minimierungs- und Substitutionsgebot der GefStoffV ist grundsätzlich das Produkt mit den geringstmöglichen Belastungen zu verwenden. Es ist deshalb zu prüfen, ob der Einsatz von Polyurethanharzprodukten technisch begründet ist, oder ob weniger gefährliche Produkte verwendet werden können (siehe Verarbeitung / Arbeitshygienische Risiken, Reiter Zeichen & Deklarationen, sowie GISBAU Produktdatenblätter / Ersatzstoffe.

Eine detaillierte Übersicht zur Einordnung von lösemittelbasierten wie wasserbasierten Lacken und Lasuren in die verschiedenen GISCODES findet man im Reiter Zeichen & Deklarationen / Übersichtstabelle / GISBAU Klassifizierungssystem.

Emissionen

Die Lösemittelemissionen der lösemittelhaltigen Polyurethanharzfarben sind verglichen mit möglichen Alternativen auf Wasserbasis (Polyurethanharze wasserverdünnbar oder Dispersionslackfarben) sehr hoch, gegenüber Systemen auf Lösemittelbasis (Alkydharzlackfarben) leicht erhöht. Die Lösemittelemissionen von wasserverdünnbaren Polyurethanharzfarben sind etwas höher als jene von Dispersionslackfarben.

Umweltrelevante Informationen

Wassergefährdung

Lösemittelhaltige Polyurethanharzfarben sind gemäß VwVwS (Einstufung aufgrund der Verwaltungsvorschrift wassergefährdender Stoffe) als “wassergefährdend“ eingestuft. Wasserverdünnbare Systeme hingegen müssen nach Gefahrstoffverordnung nicht mit wassergefährdenden Risikosätzen gekennzeichnet werden.

Transport

Lösemittelhaltige Polyurethanzfarben sind als Gefahrgut gekennzeichnet. Für den Transport bestehen daher spezifischen Auflagen. Wasserverdünnbare Polyurethanharzfarben müssen nach Gefahrstoffverordnung nicht mit wassergefährdenden Risikosätzen gekennzeichnet werden.

Quellen

Eigene Berechnungen und Daten, Büro für Umweltchemie

Datenbank für wassergefährdende Stoffe, Umweltbundesamt

Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

Der Ausschuss zur gesundheitlichen Bewertung von Bauprodukten (AgBB) hat ein Bewertungsschema (AgBB-Bewertungsschema) zur gesundheitlichen Bewertung der Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC und SVOC) aus Bauprodukten entwickelt. Darin sind auch Anforderungen für Farben formuliert.

Hinweis zu Oberflächenbeschichtungen für Parkette und Holzfußböden

Bei allen Lacken, die als Oberflächenbeschichtungen für Parkette und Holzfußböden eingesetzt werden sollen, ist darauf zu achten, dass eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ der Gruppen Z-157.10) mit Aussagen zum Gesundheitsschutz vorliegt (baurechtliche Anforderung!). Sie umfasst eine Emissionsprüfung zur quantitativen Bestimmung und Bewertung von Formaldehyd, sowie flüchtiger (VOC) und schwer flüchtiger (SVOC) Verbindungen auf Basis des o.g. AgBB-Bewertungsschemas.
Eine Liste aller aktuell zugelassenen Oberflächenbeschichtungen für Parkette und Holzfußböden, die demnach das AgBB-Schema einhalten, findet man beim DIBt (download Liste).

Umwelt- und Gesundheitsrisiken bei bestimmungsgemäßer Nutzung

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Innenraum

TVOC: Aus punktuellen Messungen in der Prüfkammer muss man davon ausgehen, dass bei Polyurethanen das Risiko längerfristiger Schadstoffabgabe nicht ganz ausgeschlossen werden kann. Vor allem bei unsachgemäßer Verarbeitung von Zweikomponentensystemen können Probleme entstehen, insbesondere wenn die Mischungsverhältnisse, Verarbeitungstemperaturen oder Luftfeuchtigkeiten zu wenig genau beachtet werden. Die Verarbeitung dieser Systeme erfordert erhöhte Sachkenntnis.

Schadstoffabgabe / Emissionen in den Außenraum

Umweltrelevante Bestandteile:

• enthalten keine Metallsikkative
• enthalten teilweise Konservierungsmittel
• können  Weichmacher enthalten
• enthalten teilweise eine Reihe von gesundheitsgefährdenen Hilfsstoffen auf polymerer Basis im Bereich von 1 - 3 %

Umweltrelevante Bestandteile können durch Abwitterung, Versprödung, Diffusion oder bei der Renovierung (z.B. durch Schleifen) in die Umwelt gelangen. Zudem können alle buntpigmentierten Polyurethanharze, insbesondere die kräftig leuchtenden Pigmente, umweltrelevante Schwermetalle wie Chrom, Kobalt, Nickel, Blei oder Cadmium enthalten.

Umwelt- und Gesundheitsrisiken im Schadensfall

Brandfall

Im Brandfall sind keine besonderen Risiken für Umwelt und Gesundheit zu erwarten.

Wassereinwirkung

Es sind keine besonderen Risiken für die Umwelt zu erwarten. Polyurethanharzlacke enthalten keine gemäß Gefahrstoffverordnung kennzeichnungspflichtigen Bestandteile, welche wasserlöslich sind.