Eine bessere Barriere

Mit VINNEVA^® stellt WACKER eine neue Produktlinie für polymermodifizierte Bitumenemulsionen vor. Die VAE-Polymere sorgen dafür, dass die Beschichtungen außergewöhnlich gut und dauerhaft auf der Bausubstanz haften und besser vor eindringendem Wasser schützen.

Bitumen ist ein nahezu allgegenwärtiger Werkstoff. Wir laufen täglich auf ihm, da Bitumen das Bindemittel in Asphalt bildet. Eine Bitumenbeschichtung schützt auch Kellerwände vor eindringendem Wasser. Und schon in der Antike wurden Flachdächer mit Bitumen abgedichtet – solche Konstruktionen fanden etwa in den hängenden Gärten von Babylon Verwendung, einem der sieben Weltwunder.

Heute wird Bitumen nicht mehr wie im alten Babylon als „Erdpech“ aus Brunnen gewonnen, sondern bildet einen Rückstand bei der Vakuumdestillation von Erdöl in der Raffinerie: Das dunkle, halbfeste hochmolekulare Gemisch aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen wird heute in Europa und Nordamerika meist mit Polymeren modifiziert, die das Eigenschaftsprofil verbessern.

In anderen Regionen der Welt werden bituminöse Stoffe dagegen nach wie vor überwiegend ohne polymere Zusätze verwendet. Doch der Markt für polymermodifizierte Bitumen wächst: Laut einer Studie von Global Market Insights erzielte die Branche 2016 einen Gesamtumsatz von rund 9,5 Milliarden US-Dollar. Bis 2024 rechnen die Marktforscher mit einer durchschnittlichen Wachstumsrate von 4 Prozent pro Jahr.

WACKER hat speziell für Bitumenemulsionen Bindemittel auf Basis von Vinylacetat-Ethylen(VAE)-Copolymeren entwickelt, die es unter dem Namen VINNEVA^® vermarktet. Mit der Produktlinie sollen zum einen die Anwender von nicht modifizierten Bitumenemulsionen vom Polymerzusatz überzeugt werden, da diese Additive die Beschichtungen flexibler und widerstandsfähiger gegenüber mechanischen Belastungen aller Art machen. Zum anderen bietet VINNEVA^® einige Vorteile gegenüber Wettbewerbsprodukten, die bislang in Bitumenemulsionen verwendet werden. Das sind vor allem Elastomere, also gummiartige Stoffe, wie beispielsweise Styrol-Butadien-Kautschuk (SBK) und Polychloroprene.

Zur Prüfung auf Haftzugfestigkeit wird die Bitumenemulsion zunächst auf einer Betonplatte aufgebracht. Nachdem sie getrocknet ist, schneiden die Prüfer kreisförmige Testflächen in die beschichtete Platte. Auf diese Flächen kleben sie jeweils einen metallischen Testkörper. Anschließend messen sie die Kraft, die benötigt wird, um die Testkörper samt der daran klebenden Bitumenbeschichtung vom Beton abzuziehen. Je höher die notwendige Kraft, umso schwerer lassen sich die Beschichtungen von der Bausubstanz lösen und umso besser haften sie daran.

Die wichtigste Funktion einer Bitumenbeschichtung ist es, Keller, Dächer oder ganze Bauwerke vor eindringendem Wasser zu schützen. Um zu testen, wie gut eine Beschichtung diese Funktion erfüllt, bringen die WACKER-Techniker sie auf kleine Betonwürfel auf und lassen sie unter festgelegten klimatischen Bedingungen trocknen. In einer speziellen Anlage setzen sie dann die beschichteten Würfel beispielsweise für 24 Stunden einem einstellbaren Wasserdruck aus. Nach dieser Zeit messen sie, ob etwas von der ursprünglich eingesetzten Wassermenge durch Eindringen in den Betonwürfel „verloren“ wurde. „Bei unseren Tests zeigte sich, dass Bitumenemulsionen mit VINNEVA^®-Zusatz einem höheren Druck standhielten als Beschichtungen, die mit herkömmlichen Polymeren modifiziert waren“, erklärt Markus Busold.

Daneben gibt es weitere Eigenschaften, die VINNEVA^®-modifizierte Bitumenemulsionen auszeichnen. So trocknete eine Musterformulierung in 3,5 Stunden. Wurde der VINNEVA^®-Anteil in der ansonsten gleichen Formulierung durch einen anderen Zusatzstoff ersetzt, dauerte der Trocknungsvorgang dagegen 4,5 Stunden. Außerdem sind die abgetrockneten Beschichtungen auf Basis des neuen Polymers weniger klebrig als viele andere Systeme. Eine kürzere Trocknungszeit bedeutet in vielen Fällen für die Endkunden eine Erhöhung der Produktivität, die zu einer Kostenersparnis für das Auftragen der Bitumenemulsion führen kann.

Zu berücksichtigen ist stets, dass die Eigenschaften einer Bitumenemulsion nicht allein von den eingesetzten Polymeren abhängig sind, sondern auch von der Zusammensetzung des Bitumens und von den verwendeten Additiven. Bitumen ist ein Gemisch aus aromatischen und polyzyklischen sowie unterschiedlich gesättigten, verzweigten Kohlenwasserstoffen und aus Heterozyklen. Je nachdem, woher das Rohöl stammt, sind die Anteile dieser Verbindungen am Bitumen stark unterschiedlich.

Für Beschichtungen werden Bitumenemulsionen eingesetzt, die sich in Kolloidmühlen aus heißem Bitumen und Wasser herstellen lassen, das Additive enthält. Um die Bitumenbeschichtungen mit einem VINNEVA^®-Polymer zu modifizieren, gibt es zwei Wege: Entweder wird das Polymer bereits vor der Emulsionsbildung dem Wasserstrahl zugesetzt oder am Ende der Bitumenemulsion.

Für Kunden stimmt WACKER die VINNEVA^®-Polymere deshalb individuell auf die Bitumenzusammensetzung und die Additive hin ab. Dabei unterstützen die Experten in den anwendungstechnischen Zentren des Konzerns, die in allen wichtigen Absatzmärkten angesiedelt sind. Dank dieser Präsenz vor Ort lassen sich Beschichtungen formulieren, die hinsichtlich wichtiger Eigenschaften wie Elastizität, Reißdehnung und Wasserdichtigkeit Produkten auf Basis anderer Polymere überlegen sind.

Die VINNEVA^®-Polymere basieren nicht nur auf Erdöl, sondern auch auf Erdgas. „Dank dieser diversifizierten Rohstoffbasis schwankt ihr Preis langfristig gesehen weniger als der von anderen Polymeren, die für die Bitumenmodifizierung verwendet werden“, hebt Marketing-Manager Markus Busold hervor. Außerdem enthalten sie im Gegensatz zu manchen anderen Zusatzstoffen kein Chlor.

Durch VINNEVA^®-Polymere lassen sich auch faserverstärkte oder gefüllte Bitumenbeschichtungen verbessern. Die Polymere eignen sich zudem gut für die Optimierung von Zwei-Komponenten-Systemen, die vor allem in Europa verbreitet sind. Diese bestehen aus einer flüssigen Komponente – der polymermodifizierten Bitumenemulsion – und einer pulverförmigen Komponente aus Zement und Füllstoffen. Sie lassen sich in besonders dicken Schichten auftragen.