Additiv

Additive (lat. additivum „hinzugegeben, beiliegend“), auch Hilfsstoffe oder Zusatzstoffe genannt, sind Stoffe, die Produkten in geringen Mengen zugesetzt werden, um bestimmte Eigenschaften zu erreichen oder zu verbessern.

Additive werden eingesetzt, um einen positiven Effekt auf Herstellung, Lagerung, Verarbeitung oder Produkteigenschaften während und nach der Gebrauchsphase zu erreichen.

Einsatz von Additiven

Eigenschaften

Additive sind in der Regel auf die jeweilige Anwendung hin optimiert. So müssen beispielsweise Additive in Treibstoffen eher hydrophob sein, während Biozide in Wasserkreisläufen wiederum typischerweise hydrophil oder löslich sind.

An Additive werden neben spezifischen Eigenschaften folgende Anforderungen gestellt:

• spezifische Wirksamkeit
• evtl. lange andauernde Wirkung z. B. bei Lichtschutzmittel

Hinzu kommen die generellen Anforderungen an alle Rohstoffe:

• gute Umweltverträglichkeit
• geringe Gesundheitsgefährdung
• hohe Wirtschaftlichkeit / niedriger Preis
• hohe Stabilität
• keine negativen Einflüsse

Die Einsatzmenge wird in der Regel spezifisch abgestimmt. Allgemein ist die Menge sehr gering und umfasst meist einen Anteil von weniger als 1 % an der Gesamtrezeptur.

Bei Weichmachern allerdings kann die Menge bis zu 30 % betragen.

Typische Additive

Die Additive umfassen eine typischerweise breit gefächerte und sehr heterogene Gruppe von Anwendungsmöglichkeiten.

• Verarbeitungshilfsmittel wie Dispergiermittel, Verdickungsmittel und Emulgatoren
• Bindehilfsmittel wie Härter (sog. Co-Härter zum Einstellen eines spezifischen Eigenschaftsprofils, Lösemittel (z.B. sog. Co-Lösemittel in wässrigen Lacken und Verdünnungsmittel)
• Trockenstoffe (Sikkative) bei Kunststoffen, Lacken und Naturharzen
• Trocknungsmittel und Befeuchtungsmittel
• Zuschlagstoffe bei Baumaterialien, Betonzusatzstoffe
• Weichmacher bei Kunststoffen
• Lichtschutzmittel (UV-Absorber und / oder Radikalfänger) in Kunststoffen und Lacken
• Verlaufsmittel für eine möglichst glatte Lackoberfläche
• Entschäumer und Entlüfter in Beschichtungsstoffen
• Mattierungsmittel (hauptsächlich für Lacke)
• Triebmittel zur Schaumbildung
• Hautverhinderungsmittel
• Korrosionsschutzmittel, Enthärter und Biozide in Wasserkreisläufen, letztere auch in Pigmentpräparationen, wasserbasierten Lacken und Dispersionsfarben
• Konservierungsmittel und Antioxidationsmittel
• Nahrungsmittelzusatzstoffe und Futtermittelzusatzstoff wie Mineralien, Vitamine und Farbstoffe
• Antistatika in Laminatfußböden
• Flammschutzmittel
• Adsorptionsmittel
• Verschnittmittel sind preiswerte Zusätze, die dem Auffüllen an notwendigen, aber teuren Stoffen dienen, die für die angestrebte Eigenschaft nötig sind.

Es können jedoch auch Rohstoffe die Funktion eines Additives übernehmen, die üblicherweise nicht als Additiv eingesetzt werden bzw. so bezeichnet werden.

• Pigmente in geringen Konzentrationen
• Funktionelle Füllstoffe

Additive haben meist negative Auswirkungen auf den Materialpreis des hergestellten Produktes, da es sich bei Additiven um Spezialchemikalien handelt, die oft nur in geringen Mengen produziert werden. Je nach Art und Wirkungsweise des Additivses können auch gesundheitliche Bedenken nicht ausgeschlossen werden. In komplexeren Formulierungen können Wechselwirkungen zwischen verschiedenen gleichzeitig eingesetzten Additiven und eine daraus folgende verminderte oder gar aufgehobene Wirkung nicht ausgeschlossen werden.

Spezielle Anwendungen

Treibstoffe

Bei Treibstoffen werden Additive z. B. mittels Additivdosierpumpen zudosiert, um verschiedene Eigenschaften zu verstärken oder zu verbessern, wie z. B. bei Benzin zur Erhöhung der Klopffestigkeit (heute als Bleiersatz anstelle von Tetraethylblei) bei Ottomotoren oder Additive als Zündbeschleuniger oder für die Verbesserung der Kälteeigenschaften bei Diesel (siehe Winterdiesel, Cloud Point, Cold Filter Plugging Point). Diese Additive werden von den Mineralölgesellschaften zu den Treibstoffen, wie sie in einer Raffinerie hergestellt werden, zugemischt. Den an Tankstellen vertriebenen Kraftstoffen werden oft auch Farbstoffe beigemischt, die den Flüssigkeiten die jeweilige Markenfarbe des Mineralölkonzerns geben.

Bei mit Erdgas (CNG) und Autogas (LPG) betriebenen Ottomotoren empfiehlt sich aufgrund der höheren Verbrennungstemperatur die Beimischung von Additiven, um die Ventilsitze zu schmieren und zu kühlen. Da beim Gasbetrieb die Additive nicht über den Tank eingefüllt werden können, gibt es spezielle Einbausets, die das flüssige Additiv dosiert durch ein Ventil aus einer Flasche mittels der Ansaugluft direkt in den Vergaser saugt. Dort wird es tröpfchenweise im Gas/Luftgemisch verstäubt, und gelangt so zu den Ventilen.

Bei neueren Dieselmotoren im LKW-Bereich wird AdBlue, z. B. Air1®, nicht als Additiv bei der Verbrennung, sondern aus einem meist neben dem Diesel-Tank angebrachten AdBlue-Tank in einen speziellen Stickoxid-Katalysator elektronisch geregelt eingesprüht. Dadurch können die gesundheits- und umweltgefährdenden Schadstoffemissionen stark reduziert und die strengen Normen der Euro 4 und Euro 5 erfüllt werden.

Schmierstoffe

Prinzipiell bestehen alle Schmierstoffe aus einer Basisflüssigkeit (meistens Grundöl) sowie aus weiteren Inhaltsstoffen, welche man Additive nennt. Additive für Schmierstoffe werden in Schmierölen, Kühlschmierstoffen und Schmierfetten eingesetzt.

Die tribologischen Eigenschaften des Schmierstoffs werden mit folgenden Additiven verbessert:

• Verschleißminderer, sog. AW-Additive (Anti wear additives)
• Reibungsminderer (Friction Modifiers)
• Fressschutzadditive, sog. EP-Additive (Extreme pressure additives)
• Viskositätsindexverbesserer (VI Improvers)

Folgende Additive werden benötigt, um weitere Anforderungen an den Schmierstoff zu erfüllen:

• Korrosionsschutzadditive, sog. Korrosionsinhibitoren (Corrosion inhibitors)
• Alterungsschutzmittel, sog. Antioxidantien (Antioxidants)
• Schaumverhütungsadditive, sog. Entschäumer (Anti foam additives)
• Biozide in wassermischbaren Schmierstoffen (Biocides)
• Tenside und Emulgatoren (Surfactants/Emulsifiers)
• Dispergiermittel und Netzmittel (Dispersants/Wetting agents)
• gegebenenfalls alkalische Zusatzstoffe zur Säureneutralisation im Schiffsdieselmotor (angegeben durch die sogenannte Base Number).

Die Additive werden dem Grundöl beigemischt (bis zu 30 %). Je nach der Art der Anwendung werden die Additive ausgewählt, um die geforderten Eigenschaften zu gewährleisten. Bei Getriebeölen sind Additive für bestimmte Zwecke, z. B. zur Erhöhung der Druck- und Scherfestigkeit unerlässlich.

Beschichtungsstoffe

Lackadditive sind Hilfsstoffe, die einem Beschichtungsstoff in geringen Mengen zugesetzt werden, um diesem bestimmte Eigenschaften zu verleihen oder ihn zu verbessern.

Die Auswahlkriterien sind neben dem Preis-Leistungs-Verhältnis die Wirksamkeit und der Wirkmechanismus.

Bei der Verwendung sollte immer darauf geachtet werden ob Wechselwirkungskräfte auftreten können. Als Folge dieser Wechselwirkung können negative Eigenschaften auftreten, die durch das Additiv verbessert werden sollten.

Die meisten Additive sind flüssig oder liegen in fester Form vor. Die Einarbeitung ist dadurch sehr einfach. Sie werden nach der Dispergierung zugegeben und eingerührt. Additive, die auf den Produktionsprozess Einfluss nehmen sollen, z. B. Entschäumer, Netz-und Dispergiermittel, werden vor dem Dispergieren zugesetzt.

Wenn mehrere Additive eingesetzt werden, werden diese einzeln zugegeben. Außerdem sollte nach jedem Additiv eine gute Durchmischung erfolgen, um Wechselwirkungen auszuschließen.

Literatur

• DIN Deutsches Institut für Normung e.V. (Hrsg.): DIN-Taschenbuch 157: Farbmittel. 3. Auflage. Beuth, Berlin / Wien / Zürich 1997.
• Kurt Wehlte: Werkstoffe und Techniken der Malerei. Otto Maier, Ravensburg 1967, ISBN 3-473-48359-1.

Weblinks

 Wiktionary: additiv – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen