BASF Schwarzpigmente sorgen für deutlich kühlere Oberflächen

Auch wenn diese physikalischen Prinzipien zunächst unabänderlich scheinen, so ermöglichen doch innovative Pigmente der BASF, dass sich Oberflächen trotz dunkler Färbung in der Sonne weit weniger aufheizen: Paliogen® Schwarz, Lumogen® Schwarz und Sicopal® Schwarz. Anders als Rußpigmente, die Standard-Schwarzpigmente, reflektieren sie einen Großteil der unsichtbaren Nahinfrarot-Strahlung (NIR), der immerhin über 50 Prozent der gesamten eingestrahlten Sonnenenergie ausmacht. "Da sie das sichtbare Licht wie jedes gewöhnliche Schwarzpigment komplett schlucken, bleibt der optische Eindruck Schwarz dabei erhalten", erklärt Ruth Bauer, Marketingexpertin für Effektpigmente bei der BASF.

Auf diese Weise reflektieren Paliogen® Schwarz und Lumogen® Schwarz bis zu 45 Prozent und Sicopal® Schwarz bis zu 30 Prozent der gesamten einfallenden Strahlungsenergie der Sonne. Zum Vergleich: Dieser als "Totale Solare Reflexion" (TSR) bezeichnete Wert liegt für Rußpigmente dagegen bei weniger als 5 Prozent. "In Praxistests führt die geringere NIR-Absorption im Gegensatz zu anderen Schwarzpigmenten zu einer Temperaturerniedrigung auf der Oberfläche von bis zu 20 Grad Celsius", sagt Ruth Bauer. "Davon profitiert nicht nur der Mensch. Auch das Material wird durch die niedrigeren Temperaturen geschont."

Ihre Vorteile bei der Wärmeentwicklung spielen Paliogen® Schwarz, Lumogen® Schwarz und Sicopal® Schwarz nicht nur als Pigmente in reinschwarzen Oberflächen aus: Auch Lacke, Farben und Kunststoffe in fast allen anderen Farbtönen enthalten mehr oder weniger große Anteile schwarzer Pigmente. Kommen dabei anstelle von Ruß die BASF-Schwarzpigmente zum Einsatz, so erwärmen sich auch solche Farbtöne in der Sonne deutlich weniger. Diese Wirkung entfalten sie allerdings auf unterschiedlichen Wegen: Paliogen® Schwarz und Lumogen® Schwarz aus der Klasse der organischen Pigmente lassen die NIR-Strahlung zunächst fast ungehindert passieren. Was dann mit ihr geschieht, hängt davon ab, ob der Untergrund Strahlung reflektiert oder absorbiert.

"Paliogen® Schwarz L 0086 entfaltet seine Wirkung deshalb nur in einer Lackierung auf reflektierendem Grund oder in Kombination mit reflektierenden Pigmenten", so Bauer. "Dafür liefert es aber einen höheren TSR-Wert. Als organisches Pigment hat es ein hohes Färbevermögen." Das neue Sicopal® Schwarz K 0095 dagegen reflektiert die NIR-Strahlung von sich aus und ist somit unabhängig vom Untergrund – auch wenn sich der Effekt durch einen reflektierenden Untergrund weiter optimieren lässt. Das anorganische Pigment ist besonders wetter- und temperaturbeständig sowie chemikalienresistent.

Neben der Verwendung in Autobauteilen wie etwa in den Ledersitzen des neuen BMW-Cabrios sind Dächer und Gebäudefassaden der wichtigste Einsatzort dieser Spezialpigmente. In dem Ende Januar 2008 eingeweihten "BASF-Haus" im englischen Nottingham, das modellhaft die Möglichkeiten moderner Bauchemie in einem Niedrigenergiehaus demonstriert, sind sie Teil der Beschichtung des Metalldaches. "Das klimafreundliche Dach besteht aus Leichtmetall und ist mit einem Lack der BASF Coatings AG beschichtet, in dem spezielle Pigmente mit solarreflektierenden Eigenschaften für eine niedrigere Dachtemperatur sorgen", erklärt Dr. Mark Gillot, Co-Director des Instituts für nachhaltige Energietechnik an der Universität von Nottingham. Er ist Forschungs- und Projektleiter für die 6 "Creative Energy Homes", die sich auf dem Campus der Universität befinden. "Aufgebracht wird die Lackbeschichtung im sogenannten Coil-Coating-Verfahren, bei dem flache Metallbänder direkt beschichtet und erst danach verformt werden. Durch die geringere Wärmeaufnahme über das Dach des Hauses bleibt dieses kühler, der Energieverbrauch ist im Sommer niedriger und die Lebensdauer des Daches verlängert sich aufgrund der geringeren Temperaturbelastung", berichtet Dr. Gillot weiter.

"Derart ausgestattete Dächer schützen aber nicht nur die Bewohner einzelner Häuser vor sommerlicher Hitze", sagt Anne Heimes-Scheller, Produktmanagerin für Industrielacke bei der BASF Coatings AG. "Unsere innovativen Lacke können bei großflächigem Einsatz auch dem Phänomen der ‚Urban Heat Islands’ – also der sommerlichen Überhitzung ganzer Stadtteile – entgegenwirken." Das Prinzip der Beschichtung, die weniger Sonnenstrahlung aufnimmt, ist besonders in Asien, den USA und im Mittelmeerraum interessant. Das liegt einerseits am wärmeren Klima und andererseits an einer Bauweise, die mit deutlich weniger Dämmmaterial arbeitet. Waren es dort bisher vor allem energieaufwendige Klimaanlagen, die für erträgliche Raumtemperaturen sorgten, so können künftig diese innovativen Dachbeschichtungen einer Überhitzung entgegenwirken – und das ganz ohne Strom.

Perspektive

Die Nachfrage nach NIR-reflektierenden Schwarzpigmenten für Farben und Lacke steigt kontinuierlich. Die Anwendungsgebiete für die "Cool Paints" sind vielfältig: Sie reichen von Dächern über Fassaden bis zu Metallcontainern für den internationalen Schiffsverkehr, die ihren Inhalt so vor der sengenden Sonne der Tropen schützen. Zudem ist der Einsatz nicht auf Lacke beschränkt, sondern die Pigmente eignen sich auch zum Einfärben von Kunststoffen. Als Vertreter der organischen Pigmente wird für den Einsatz in Kunststoffen das Lumogen® Schwarz-Sortiment wegen seiner erhöhten Temperaturstabilität empfohlen. Das eröffnet Kunststoffverkleidungen, Fensterrahmen und nicht zuletzt der gesamten Innenausstattung von Fahrzeugen viele Möglichkeiten.

Eine besondere Dienstleistung bietet die BASF ihren Kunden mithilfe ihres Computertools "CoolSim": Mit diesem Simulationsprogramms können BASF-Experten für jeden gewünschten Farbton errechnen, welche Pigment-Zusammensetzung für den jeweils geplanten Einsatz optimal ist, um eine möglichst kühle Oberfläche zu erhalten – ein enormer Vorteil, der eigenes Experimentieren überflüssig macht.