Mit EIS-Gemischerechner zum Epoxidharz-Ersatz

Der EIS-Gemischerechner ist eine praktische Hilfe für den Arbeitsschutz, um weniger gefährliche Epoxidharze zu ermitteln (Substitution) und eine Abschätzung der Gefährdung für die Gefährdungsbeurteilung vorzunehmen. Geeignet ist der EIS-Gemischerechner für Unternehmen, die Epoxidharze herstellen oder einsetzen beziehungsweise die Verwendung planen. Seine Anwendung erfordert aber Fachkenntnisse zu Gefahrstoffen im Arbeitsschutz.

Epoxidharze enthalten verschiedene Stoffe, die häufig Auslöser berufsbedingter allergischer Hauterkrankungen sind. Daten des Informationsverbunds Dermatologischer Kliniken (IVDK) zeigen, dass bei ungezielten Testungen von 10.000 bis 15.000 Patienten pro Jahr circa ein bis zwei Prozent der Patienten positiv auf Stoffe aus Epoxidharzen reagieren.

In der Praxis lässt sich oft schwer beurteilen, wie stark ein verwendetes Epoxidharz sensibilisierend wirkt. Hinzu kommt, dass Epoxidharze verschiedene Stoffe enthalten, die der Anwender nicht ohne weiteres beurteilen kann. In der Regel setzen sich Epoxidharze aus zwei Komponenten zusammen, dem Reaktionsharz und dem Härter.

Zu den gebräuchlichsten Epoxidharzen zählen Kondensationsprodukte von Bisphenol A und Epichlorhydrin.

In der Elektronik und Elektrotechnik kommen für Tränkharze und Vergussmassen (Gießharze) häufig heiß härtende Epoxidharze mit Säureanhydriden als Härter zum Einsatz. Epoxidharze werden genutzt für Kondensatoren, Transformatoren, Drosseln, Spulen, Generatoren sowie für die Herstellung von Leiterplatten. Zudem können sie Bestandteil von Klebstoffen und Beschichtungsstoffen sein.

Im Baubereich kommen ausschließlich kalt härtende Epoxidharze mit Aminen als Härter zum Einsatz – für Farben, Lacke, Klebstoffe, Grundierungen, Versiegelungen, Abdichtungen, Gießharze, dekorative Bodenbeschichtungen, Parkhaus- und Industriebodenbeschichtungen, Kunstharzestriche, Fugenmörtel für Fliesen und Pflasterbeläge.

Gefährdung

Ausgehärtete Epoxidharze sind in der Regel ungefährlich. Allerdings können nichtausgehärtete Epoxidharze bei der Verarbeitung schon bei geringem Haut- oder Augenkontakt gesundheitliche Beschwerden wie allergische Reaktionen auslösen. Bei häufigem Hautkontakt können sich Erkrankungen entwickeln, die bei schweren Verläufen zum Arbeitsplatzverlust führen oder eine Umschulung erfordern können.

Darüber hinaus besteht ein Unfallrisiko, wenn Komponenten der Epoxidharze vermischt und nicht umgehend verarbeitet werden. Bleiben die gemischten Epoxidharze länger im Gebinde, können sie unter Wärmeentwicklung chemisch reagieren und das Gebinde sehr stark erhitzen. Beschäftigte können sich verbrennen und Verätzungen davontragen. Die damit einhergehende Freisetzung von Rauch und Dämpfen kann zu Atemwegsbeschwerden führen.

Die Atemwege sind auch gefährdet, wenn Beschäftigte zum Beispiel Aerosole einatmen, die bei der Verarbeitung entstehen. Deshalb muss eine qualifizierte Person – zum Beispiel eine Fachkraft für Arbeitssicherheit mit den entsprechenden Fachkenntnissen –  die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter per Unterweisung über die Gefahren von Epoxidharzen informieren. Um Gefährdungen zu vermeiden beziehungsweise wirksam zu minimieren, müssen Arbeitgeber geeignete Schutzmaßnahmen planen und umsetzen, die konsequent anzuwenden sind. Wenn alle technischen und organisatorischen Schutzmaßnahmen ausgeschöpft sind und dennoch Restrisiken bestehen, lässt sich durch persönliche Schutzmaßnahmen (TOP-Prinzip), beispielsweise durch das Tragen von Schutzhandschuhen, Hautkontakt vermeiden. Eine Liste geeigneter Chemikalienschutzhandschuhe für Tätigkeiten mit lösemittelfreien Epoxidharzen bietet die BG BAU (siehe „info“).

Berufskrankheiten

In den vergangenen Jahren gingen bei den Berufsgenossenschaften gleichbleibend hohe Zahlen an Meldungen von beruflich verursachten Erkrankungen ein. Die Berufskrankheiten-Statistik (siehe Abbildung) zeigt die bestätigten Epoxidharz-Erkrankungen in Betrieben der BG ETEM im Vergleich zu Betrieben aller UV-Träger im Zeitraum von 1999 bis 2019. Berücksichtigt sind Hautkrankheiten (BK-Nr. 5101), toxische Atemwegserkrankungen (BK-Nr. 4302) und allergische Atemwegserkrankungen (BK-Nr. 4301).

Epoxidharz-Website

Tätigkeiten mit Epoxidharzen werden aufgrund der speziellen technischen Eigenschaften auch künftig an der Tagesordnung bleiben. Deshalb beschäftigen sich seit vielen Jahren Vertreter von Herstellern, Anwendern, internationale Arbeitsschutzinstitutionen, Länderbehörden und Wissenschaftler in einem Arbeitskreis mit den durch Epoxidharze verursachten Gesundheitsgefährdungen und der Untersuchung von Stoffen für Epoxidharze.

Die Ergebnisse sind auf der Website der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) zugänglich (siehe „info“). Neben Sachinformationen rund um das Thema Epoxidharze sind dort auch Informationen aus verschiedenen Branchen aufgeführt. Unter der Branche Elektrotechnik finden sich die Anwendungen mit Epoxidharzen aus Unternehmen der BG ETEM (Windkraftanlagen, Flugzeugbau, Orthopädietechnik, Elektronik und Elektrotechnik, Oberflächenbeschichtungen) (siehe Kasten).

Der EIS-Gemischerechner – Hilfe bei der Ersatzstoffsuche

Die Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (DGUV) fördert die Erarbeitung von Praxishilfen, die sich für die Gefährdungsbeurteilung von Unternehmen nutzen lassen. Eine davon ist der Epoxidharz-InhaltsStoffe-Gemischerechner – kurz: EIS-Gemischerechner (siehe Abbildung). Mithilfe dieses Online-Tools lassen sich Inhaltsstoffe (Harz, Härter, Reaktivverdünner) von Epoxidharzen gezielt auf ihre sensibilisierende Wirkstärke hin bewerten (HS: hoch, GMS: gering oder mäßig). Diese Bewertung nahmen Dermatologen und Toxikologen vor (siehe „info“).

Ziel des Bewertungssystems für Epoxidharze ist es, den Anwendern eine Übersicht über mögliche sensibilisierende Inhaltsstoffe (EIS-Liste) bereitzustellen, damit sie den Grad der sensibilisierenden Wirkung von Epoxidharzgemischen abschätzen können. Der EIS-Gemischerechner unterstützt die Substitutionsprüfung, mit der weniger gefährliche Epoxidharzgemische ermittelt werden sollen.

 
Dateneingabe und Funktionsweise

Um die sensibilisierende Wirkstärke zweier Epoxidharze mit dem EIS-Gemischerechner vergleichen zu können, müssen die aktuellen Sicherheitsdatenblätter vorliegen. Benötigt werden daraus

• die Angaben zu Inhaltsstoffen,
• deren Anteile im Gemisch (in Massen-Prozent),
• das Mischungsverhältnis von Harz und Härter (siehe Abbildungen).

Sind die Anteile der Inhaltsstoffe im Gemisch in Konzentrationsbereichen angegeben, so wird immer der höhere Wert für die Eingabe in den EIS-Gemischerechner verwendet. Auch Füllstoffe lassen sich als dritte Komponente hinzufügen. Der EIS-Gemischerechner ordnet den Stoffen automatisch die sensibilisierende Wirkstärke (hoch oder gering/mäßig) zu. Für bisher noch nicht bewertete Stoffe sollte immer eine hohe sensibilisierende Wirkstärke manuell gewählt werden.

Darüber hinaus berücksichtigt der EIS-Gemischerechner die ätzende Wirkung von Stoffen, da diese die Hautbarriere schädigen und es Gefahrstoffen und Allergenen so erleichtern, in die Haut einzudringen (Penetration). Der EIS-Gemischerechner warnt die Anwenderinnen und Anwender zudem vor besonders gefährlichen Eigenschaften bei krebserzeugenden, keimzellmutagenen oder reproduktionstoxischen Gefahrstoffen der Kategorien 1A oder 1B – und bei atemwegssensibilisierenden Stoffen, wenn diese mindestens in einer Konzentration von einem Prozent enthalten sind.

 
In der Ergebniskommentierung werden beispielhaft zwei Laminierharze 1 und 2 miteinander verglichen (siehe unten stehende Abbildungen). Die jeweils ermittelten Gefährdungszahlen (GZ):

• für die Harzkomponente jeweils GZ = 750 (Laminierharz 1 und 2)
• für die Härterkomponente GZ = 4500 (Laminierharz 1) bzw. GZ = 2362,5 (Laminierharz 2)

Der EIS-Gemischerechner berechnet für das jeweilige Laminierharz eine Gesamt-Gefährdungszahl:

• GZ = 1.285,71 (Laminierharz 1)
• GZ = 798,05 (Laminierharz 2)

Für die Abschätzung der Gefährdung wurden die Gefährdungszahlen den Gefährdungskategorien I bis VI zugeordnet (siehe Abbildung unten). Je höher die Gefährdungszahl, desto höher die Gefährdungskategorie und damit die sensibilisierende Wirkstärke. In diesem Beispiel ergeben sich die folgenden Gefährdungskategorien:

• VI für das Laminierharz 1
• IV für das Laminierharz 2

Ergebnis: Das Laminierharz 2 ist weniger sensibilisierend.

Der EIS-Gemischerechner liefert nur eine Aussage über die jeweilige sensibilisierende Wirkstärke. Andere Gefährdungen, zum Beispiel die Entzündbarkeit aufgrund der enthaltenen Lösemittel, bewertet der EIS-Gemischerechner nicht; Betriebe müssen diese gesondert in der Gefährdungsbeurteilung berücksichtigen.

Die Vertreter des Arbeitskreises überprüfen die EIS-Liste fortlaufend und entscheiden über die Aufnahme neuer Stoffe. Bereits aufgenommene Stoffe sowie die Methoden zur Bewertung der sensibilisierenden Wirkstärke einzelner Stoffe werden überprüft und gegebenenfalls ergänzt, wenn neue Erkenntnisse vorliegen. Kürzlich wurde ein neues Bewertungskonzept für komplexe Stoffe wie beispielsweise Polymere erstellt, die in der Praxis immer häufiger vorkommen.

Dr. Stefanie Labs