Das PACM-Epoxidhärter ist ein farbloses alicyclisches Diamin, 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan (CAS 1761-71-3), das bei einer Zugfestigkeit von 50–80 mPa·s und einem APHA-Wert von 30 oder darunter verkauft wird. Vier Amin-Wasserstoffatome in einem Molekül mit einer Molmasse von 210,36 g/mol ergeben ein berechnetes AHEW von 52,6 g/eq, was einer YLE-128 von 28,1 phr entspricht. Spezifikation und Dosierung folgen.

Abbildung 1. Berechneter Bedarf an PACM (52,6 g/eq), MACM (60 g/eq) und DACH (28,5 g/eq) im Bereich von 120-220 g/eq; die markierten Punkte entsprechen den Qualitäten in Tabelle 4.

1. Einleitung: Warum der unsubstituierte Ring wichtig ist

Alicyclische Diaminhärter eignen sich für Beschichtungen, die hart und hell bleiben müssen, aber die kurze Verarbeitungszeit von Diethylentriamin nicht vertragen. PACM ist der unsubstituierte Vertreter dieser Familie: zwei Cyclohexanringe, die über eine Methylenbrücke verbunden sind und jeweils eine primäre Aminogruppe tragen.

Die veröffentlichte Spezifikation umfasst fünf Zeilen und eine CAS-Nummer, mit einer Viskosität von 50–80 mPa·s bei 25 °C. Schmelzpunkt, Flammpunkt und Dichte sind nicht aufgeführt, daher werden sie hier weggelassen, anstatt sie aus dem Gedächtnis anzugeben.

Drei Quellen speisen die Zahlen: die PACM-Produktseite, drei vergleichbare alicyclische Diaminen aus demselben Katalog und die Stöchiometrie.

2. Materialien und Methoden: Spezifikation des PACM-Epoxidhärters

Eine CAS-Nummer und vier Zeilen legen die Identität fest.

2.1 Produktidentifizierung und veröffentlichte Grenzwerte

Tabelle 1 listet die Kennungen auf, die auf einer Bestellung und auf dem COA-Prüfblatt aufgeführt werden müssen.

Tabelle 1. Produktidentifizierung von PACM; die mit „berechnet“ gekennzeichneten Werte stammen aus der Molekülstruktur, nicht von der Produktseite.

Tabelle 2 wiederholt die fünf veröffentlichten Grenzwerte zusammen mit der Testgrundlage, die ein Labor normalerweise für jeden Grenzwert anwenden würde.

Tabelle 2. Veröffentlichte Spezifikation von PACM mit der entsprechenden Testmethode.

2.2 Testmethoden und Datenquellen

Das Äquivalentgewicht des Epoxidharzes wird durch Titration gemäß ASTM D1652 bestimmt, alternativ kann die Methode nach ISO 3001 angewendet werden. Die Farbmessung erfolgt gemäß ASTM D1544 anhand der Gardner-Skala, die Viskositätsmessung gemäß ASTM D445 bei 25 °C.

Nach dem Öffnen eines Fasses bewegt sich zuerst das Wasser. Daher wird es mittels Karl-Fischer-Titration nach ASTM E203 an Doppelportionen gemessen und als Mittelwert von n = 3 angegeben.

Das Äquivalentgewicht des Aminwasserstoffs ist nicht auf der Produktseite angegeben. Es ergibt sich aus der Molmasse geteilt durch die Anzahl der aktiven Wasserstoffatome: 210,36 ÷ 4 = 52,59 g/Äq.

Diese Rechnung reproduziert zwei veröffentlichte Werte aus demselben Katalog, 60 g/eq für MACM und 28,5 g/eq für DAC, auf 1% genau, weshalb in jeder Dosierungstabelle hier 52,6 g/eq verwendet werden.

3. Ergebnisse und Diskussion: Ringgeometrie und Aushärtungsreaktion

Die Ringgeometrie, nicht das Molekulargewicht, unterscheidet PACM von den linearen aliphatischen Aminen.

3.1 Warum sich Härte und Farbe des Cyclohexanrings ändern

Beide Amine sind an einen Cyclohexanring gebunden und somit primäre Amine an sekundären Kohlenstoffatomen. Die sterische Hinderung verlangsamt die Addition an ein Epoxid, weshalb eine PACM-Mischung länger verarbeitbar bleibt als eine DETA-Mischung mit gleichem Äquivalentgewicht.

Die Vernetzungsdichte verhält sich umgekehrt. Mit 52,6 g/eq und vier Wasserstoffatomen erzeugt PACM mehr Netzwerkverbindungen pro 100 g Harz als ein Härter mit 60 g/eq, und der starre Ring erhöht die Härte und die Wärmeformbeständigkeit ohne aromatische Struktur.

Die Farbe bleibt erhalten, weil kein aromatischer Chromophor vorhanden ist, der unter UV-Licht gelb werden könnte, obwohl die Oberfläche ein primäres Amin bleibt, das mit Kohlendioxid reagiert.

3.2 Vergleich mit alternativen Diaminhärtern

Tabelle 3 stellt das PACM-Epoxid-Härtungsmittel neben drei alicyclischen Diaminen aus demselben Katalog, und zwar auf den Linien, die eine Formulierung bestimmen.

Tabelle 3. Veröffentlichte Eigenschaften von vier alicyclischen Diaminhärtern; die berechneten AHEW-Werte folgen der Methode in Abschnitt 2.2.

Die Dosierung folgt dem Äquivalentgewicht nahezu linear. Bei einem Bisphenol-A-Harz von 187 g/eq DACH benötigt 15,2 Phr., 1,3-BAC 19,0 phr, PACM 28,1 phr und MACM 32,1 phr bei gleicher Stöchiometrie.

Die Viskosität ist der Punkt, an dem die Güteklasse ihren Platz verdient: 50-80 mPa·s enthält mehr Füllstoff und weniger Lösungsmittel als MACM mit 80-120 mPa·s, was darüber entscheidet, ob ein High-Solids-Primer unter einem VOC-Grenzwert bleibt.

Geschwindigkeit ist der Kompromiss: DACH reagiert schnell mit 28,5 g/eq und eignet sich für dünne Filme in einem kalten Betrieb, scheidet aber für einen 3-mm-Guss aus.

4. Formulierung und Dosierungsberechnung

Die Dosierung ergibt sich aus einer Gleichung: phr = 100 × AHEW ÷ EEW, wobei 52,6 g/eq für PACM und das EEW des tatsächlich im Topf befindlichen Harzes verwendet werden.

Tabelle 4 wendet es auf vier Harze bei voller und 0,90-Stöchiometrie an.

Tabelle 4. Berechneter PACM-Bedarf in phr für vier Yolatech-Harze bei einem stöchiometrischen Index von 1,00 und 0,90.

Ein Index von 0,90 bedeutet, dass etwa ein Zehntel des Epoxids nicht umgesetzt wurde. In der Praxis wird dieser Wert bei den meisten bei Raumtemperatur aushärtenden Beschichtungen verwendet, da ein leichter Aminüberschuss Oberflächenfeuchtigkeit und Kohlendioxid besser verträgt als ein exaktes Verhältnis.

Unterhalb von 0,85 bleibt der Film weich und die Chemikalienbeständigkeit nimmt ab; oberhalb von 1,05 bewirkt das überschüssige Amin eine Weichmachung des Netzwerks und eine Farbvertiefung. Auch längere Aushärtung führt zu keiner Erholung, daher sollte der Index vor einer Produktionssteigerung überprüft werden.

Das gleiche Äquivalentgewicht wird für Polyurethanarbeiten verwendet: Gegenüber einem Isocyanat-Äquivalent von 42,02 g/eq verbrauchen 100 g NCO-Gruppen 125,2 g PACM.

5. Verarbeitungshinweise und Betriebsfenster

Vier Einstellungen entscheiden darüber, ob sich ein PACM-System in der Anlage so verhält wie im Labor.

• Mischen Sie nach Gewicht, niemals nach Volumen. Dichteunterschiede zwischen einem gefüllten Harz und einem Amin verschieben die Volumenverhältnisse um mehrere Prozent.
• Die Lagertemperatur sollte zwischen 18 und 30 °C liegen. Unter 10 °C verlangsamt sich die Additionsreaktion stark, und eine 24-stündige Aushärtung verlängert sich auf drei Tage; falls die Anlage kälter wird, verlängern Sie die Induktionszeit und akzeptieren Sie eine Übernacht-Anhaftung.
• Die relative Luftfeuchtigkeit sollte unter 70 % gehalten werden. Darüber hinaus bildet sich Carbamat schneller, als der Film aushärtet, und die Trübung ist dauerhaft.
• Bei Bedarf 2 Stunden bei 80 °C nachhärten, wenn die Wärmeformbeständigkeit wichtig ist; es wird keine Glasübergangstemperatur (Tg) angegeben, daher bitte an Ihrem eigenen Laminat überprüfen.

Abbildung 2. Temperaturbereiche für ein bei Umgebungsbedingungen ausgehärtetes PACM-System; der Bereich von 18-30 °C umfasst sowohl die publizierte Viskosität als auch eine 24-stündige Aushärtung.

Die Chargengröße ist der praktische Faktor zur Kontrolle der Exothermie. Fünf Kilogramm in einer dünnen Schale sind bei 25 °C unbedenklich; die gleiche Menge von fünf Kilogramm in einem 20 cm großen Fass geliert im Topf.

6. Anwendungen

Auf der Produktseite werden fünf Anwendungsbereiche angezeigt. Typischerweise werden zunächst Beschichtungen getestet.

Tabelle 5. Anwendungsrollen von PACM und die jeweilige Eigenschaft.

Abbildung 3. Die fünf auf der Produktseite aufgeführten Rollen mit der jeweils zugehörigen Eigenschaft.

Die Filamentwicklung ist der komplexe Fall, der zuerst geprüft werden sollte, da 50–80 mPa·s das Roving ohne Lösungsmittel benetzen, es aber dennoch im Bad halten. Bei Polyamid-Zwischenprodukten ist die Sorte ein Baustein, kein Härter; daher bestimmt die Aminzahl des fertigen Addukts die Dosierung.

7. Einschränkungen und Materialprüfung

Im ersten Nutzungsmonat treten drei Einschränkungen auf, von denen keine durch die Zugabe von mehr Härter behoben werden kann.

7.1 Bekannte Einschränkungen und ungeeignete Fälle

Das Fehlen von Methylgruppen im Ring bedeutet, dass die unmethylierten alicyclischen Diaminverbindungen diejenigen sind, die in unbeheizter Lagerung eindicken oder kristallisieren. Da auf der Webseite kein Schmelzpunkt angegeben ist, muss der Pourpoint vor einer Winterlieferung dem Analysezertifikat der jeweiligen Charge entnommen werden.

Kalthärtung ist nicht seine Stärke. Bei 10 °C härtet der Film zwar noch aus, aber die Oberfläche bleibt deutlich länger klebrig als bei einer DACH- oder DETA-Folie, und Staub wird zum begrenzenden Faktor.

Bei Abschnitten über ca. 50 mm ist ein langsamerer Härter oder eine stufenweise Aushärtung erforderlich; dieser Härter allein neigt aufgrund der exothermen Reaktion zu Rissen. Anwendungen mit Lebensmittelkontakt, Trinkwasser oder im medizinischen Bereich fallen nicht unter die veröffentlichten Daten; Migrationsprüfungen sind nicht aufgeführt.

7.2 Wareneingangskontrolle, Verpackung, Lagerung und Sicherheit

Für die Wareneingangsprüfung werden vier Werte benötigt: APHA-Farbe, Viskosität bei 25 °C, Wassergehalt (nach Karl Fischer) und Reinheit (nach Herstellerangabe). Produkte, die außerhalb der in Tabelle 2 angegebenen Werte liegen, werden zurückgeschickt, bevor die Trommel in die Produktion gelangt. Bei einer Reinheit von 99,0 % dürfen maximal 1 % andere Amine und Wasser enthalten sein, was zu Farb- und Verarbeitungszeitunterschieden zwischen den Chargen führen kann.

Das Material wird in Fässern geliefert und ist in der Originalverpackung bei Raumtemperatur mindestens 12 Monate ab Herstellungsdatum haltbar. Die Fässer stets verschlossen, vor Flammen und Sonnenlicht geschützt aufbewahren und angebrochene Fässer mit trockenem Stickstoff befeuchten. Vor dem Mischen von Chargen unterschiedlichen Alters Rücksprache mit dem Lieferanten halten.

Die Flüssigkeit ist alkalisch und greift Kupferlegierungen an. Daher sind Handschuhe, Schutzbrille und eine lokale Absaugung die Mindestvoraussetzung; die Sicherheitsdatenblätter (SDB) sind maßgebend. RoHS- und REACH-Erklärungen werden auf Anfrage pro Lieferung ausgestellt; die hier bereitgestellten Informationen bestätigen nicht die Güteklasse.

8. Häufig gestellte Fragen

Wie hoch ist das Amin-Wasserstoff-Äquivalentgewicht von PACM?

Es sind 52,6 g/eq: 210,36 g/mol geteilt durch vier aktive Wasserstoffatome. Die Seite gibt es nicht aus; das Ergebnis stimmt mit den veröffentlichten Werten von 60 g/eq für MACM und 28,5 g/eq für DACH überein.

Wie viel PACM benötigt das YLE-128-Harz?

YLE-128 mit 184–190 g/Äquivalent benötigt bei voller Stöchiometrie 27,7–28,6 phr bzw. bei einem Index von 0,90 24,9–25,7 phr. Der genaue Wert hängt vom EEW der jeweiligen Charge ab, daher muss der Wert aus dem Analysezertifikat in die Formel einfließen.

Ist PACM dasselbe wie MACM?

Nein. PACM ist unsubstituiert (CAS 1761-71-3, AHEW 52,6 g/eq, 50–80 mPa·s); MACM trägt zwei Methylgruppen im Ring (CAS 6864-37-5, AHEW 60 g/eq, 80–120 mPa·s). Sie sind nicht gewichtsmäßig austauschbar.

Warum verfärbt sich ein PACM-Film bei feuchtem Wetter rot?

Primäre Amine reagieren mit Kohlendioxid und Wasser zu Carbamaten an der Oberfläche. Die Reaktion verläuft am schnellsten bei Temperaturen unter 15 °C und über 70 % relativer Luftfeuchtigkeit, und der Schleier lässt sich nicht mit Lösungsmitteln entfernen.

Kann PACM als Polyurethan-Kettenverlängerer dienen?

Ja. Es reagiert mit Isocyanat unter Bildung eines Harnstoffsegments, wobei 100 g NCO-Gruppen 125,2 g PACM benötigen. Aufgrund der hohen Reaktivität eignen sich Präpolymerverfahren besser als Einkomponentensysteme.

Welche Verarbeitungszeit ist bei 25 °C zu erwarten?

Es wird keine Gelierzeit angegeben, und sie lässt sich auch nicht aus AHEW berechnen. Führen Sie einen Test mit 100 g im Becher bei Raumtemperatur durch; betrachten Sie jeden angegebenen Wert, einschließlich unseres, als Ausgangspunkt.

9. Schlussfolgerungen

Die helle Farbe, eine Härte von 50–80 mPa·s und ein berechneter AHEW-Wert von 52,6 g/eq ergeben eine Dosierung von 27,7–28,6 phr auf YLE-128. Dieser Wert beeinflusst Härte und Farberhaltung bei hohem Feststoffgehalt, nicht die Aushärtungsgeschwindigkeit. Daher bleibt DACH schneller und MACM lagerbeständiger.

Zwei Zahlen bestimmen die meisten Rezepturen: das Harz-EEW und der Index zwischen 0,90 und 1,00. Beide können vor dem Öffnen des Fasses gemessen werden.

10. Literaturverzeichnis

1. Yolatech-Produktseite, PACM (CAS 1761-71-3), https://www.yolatech.com/44-diaminodicyclohexyl-methane-pacm-cas-1761-71-3 (abgerufen am 23.10.2026).

2. Technisches Datenblatt von Yolatech für PACM, Spezifikation und Packungsgröße (auf Anfrage erhältlich).

3. Sicherheitsdatenblatt von Yolatech für PACM, CAS 1761-71-3 (auf Anfrage erhältlich).

4. ASTM D1652, Epoxidgehalt von Epoxidharzen (EEW).

5. ISO 3001, Bestimmung des Epoxidäquivalents.

6. ISO 9702, Stickstoffgehalt der Aminogruppe von Amin-Epoxid-Härtern.

7. ASTM D445, kinematische Viskosität.

8. ASTM D1544, Gardner-Farbe von transparenten Flüssigkeiten.

9. ASTM E203, Wassergehalt durch Karl-Fischer-Titration.