EPDM O-Ringe geeignet für Wasser, Heißwasser, Niederdruckdampf, Kühlmittel auf Basis von Ethylen-/Propylenglykol, Bremsflüssigkeit/Ethylen-glykolbasierte Bremsflüssigkeit sowie für Außenumgebungen mit Ozonalterung; im Allgemeinen nicht geeignet für Mineralöl, Schmierstoffe, Hydrauliköl, Benzin, Diesel und andere erdbasierte Öle und Kraftstoffe.

EPDM, also Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, ist ein Elastomer, das aus Ethylen, Propylen und einer geringen Menge eines dritten Monomers besteht. Materialreferenzen führen EPDMs typische Vorteile im Allgemeinen auf: Ozonbeständigkeit, Wetterbeständigkeit, Kältebeständigkeit und Hitzebeständigkeit; zudem weist peroxidvernetztes EPDM im Vergleich zu schwefelvernetztem EPDM in der Regel eine bessere Hitzebeständigkeit und Druckverformungsrestigkeit auf.

1. Warum ist EPDM wasserbeständig, aber nicht ölbестändig?

Die Materialauswahllogik bei EPDM lässt sich in einem technischen Satz zusammenfassen: Wasser dringt nicht ein, Öl läuft direkt ab.

Wasser ist ein stark polares Medium, während das Hauptgerüst von EPDM ein unpolares Kohlenwasserstoff-Kautschuknetzwerk ist – hydrophob; Wasser, heißes Wasser und Kühlmittel auf Ethylenglykol-Basis weisen daher eine geringe Verträglichkeit mit dem EPDM-Netzwerk auf, weshalb die Volumenänderung von EPDM in Wassersystemen gering ist und seine Dichtleistung stabil bleibt. Materialhandbücher führen EPDM zudem als für heiße Wasser-, Dampf-, Ethylenglykol-basierte Bremsflüssigkeits-, polare Lösemittel-, Ozon- und Witterungsumgebungen geeignetes Material auf.

Mineralöl, Schmieröl und Kraftstoff verhalten sich umgekehrt: Sie sind hauptsächlich unpolare oder schwach polare Kohlenwasserstoff-Medien, deren Löslichkeitsparameter dem des EPDM-Hauptgerüsts ähnlich ist; sie dringen daher leicht in das Kautschukinnere ein, was zu Quellung, Aufweichung, Abnahme der Zugfestigkeit und Zunahme der Kompressionsverformung führt. In einem O-Ring dichtung – dies zeigt sich unmittelbar als Leckage, Auspressung oder Versagen. Daher wird EPDM nicht im herkömmlichen Sinne „korrodiert“, sondern durch ölhaltige Medien gelöst und quillt auf. In O-Ring-Materialhandbüchern ist EPDM daher eindeutig als mit Ölen, Fetten und Erdölprodukten – einschließlich Ölen, Schmierfetten und Mineralölen – unverträglich gekennzeichnet.

2. Betriebsbedingungen, für die EPDM-O-Ringe am besten geeignet sind

3. Kernverkaufsargumente für Kunden aus dem Wassersystembereich

Für Kunden aus den Bereichen Wasseraufbereitung, Pumpen/Ventile, Armaturen, Messgeräte und Filtrationsausrüstung liegt der Wert von EPDM-O-Ringen in folgenden Punkten:

Erstens: gute Wasserbeständigkeit. In kaltem Wasser, heißem Wasser, enthärtetem Wasser, Salzlösung, alkalischen Reinigungslösungen mit niedriger Konzentration und anderen wässrigen Medien ist EPDM im Allgemeinen stabiler als NBR. Die Stärke von NBR liegt in der Ölbeständigkeit; in heißen Wasser-, Dampf- und Ozonalterungsumgebungen ist es jedoch oft nicht die erste Wahl.

Zweitens: bessere Beständigkeit gegenüber heißem Wasser und Dampf als die meisten gängigen ölbeständigen Elastomere. Wasseraufbereitungs- und Heizsysteme unterliegen häufig thermischen Wechselbelastungen, Spülzyklen, Sterilisationsprozessen sowie intermittierenden Dampfreinigungsbedingungen. Für langfristige Anwendungen mit heißem Wasser oder Dampf sollte bevorzugt peroxidvernetztes EPDM eingesetzt werden, da dessen Wärmebeständigkeit und Kompressionsverformung besser für eine dauerhafte Dichtung geeignet sind.

Drittens: Eignung für Außeneinsatz und ozonhaltige Luftumgebungen. Wasseraufbereitungsanlagen, Pumpstationen, Kühltürme, Dachrohranschlüsse und Außenventilarmaturen sind häufig Sonnenlicht, Regen, Ozon und wechselnden Temperaturen ausgesetzt. Die Witterungs-, Ozon- und Temperaturwechselbeständigkeit von EPDM kann das Ausfallrisiko senken.

Hinweis: „ozonbeständig“ bezieht sich hauptsächlich auf die Alterungsbeständigkeit gegenüber atmosphärischem Ozon und bedeutet nicht, dass alle EPDM-Materialien einer langfristigen Einwirkung hochkonzentrierter Ozon- oder stark oxidierender Desinfektionsmittel standhalten können; bei Medien mit hochkonzentriertem Natriumhypochlorit, Chlordioxid, Peroxiden oder Ozonwasser ist eine individuelle Verträglichkeitsprüfung erforderlich.

4. Klimaanlagen-Kunden: EPDM eignet sich für Heißwasser, Kaltwasser und Ethylenglykol-Wasser-Lösungen

In Klimaanlagen eignen sich EPDM-O-Ringe für folgende Einsatzstellen: Rohrverbindungen, Flanschdichtungen, statische Dichtungen an Umwälzpumpen/Ventilstangen, Filtergehäuse, Anschlüsse von Kaltwassererzeugern, Rohrverbindungen an Ventilatorkonvektoren, Erdwärmeverteiler und Warmwassersysteme von Wärmepumpen.

Häufig verwendete Medien in HLK-Systemen umfassen Kaltwasser, Warmwasser, Frostschutzmittel auf Basis von Ethylenglykol/Propylenglykol sowie Kondensat. EPDM weist im Allgemeinen eine gute Beständigkeit gegenüber dieser Klasse wässriger Medien auf. Sein Vorteil besteht nicht darin, dass es allen Chemikalien standhält, sondern darin, dass es sehr gut zu Wasser, Warmwasser, Dampf, Ozon und polaren Medien passt.

Bei der Auswahl für HLK-Anwendungen sind zwei Probleme besonders zu beachten: Erstens, ob das System möglicherweise mit Mineralöl, Kompressoröl, Schmierstoffen oder ölbasierten Korrosionsschutzmitteln kontaminiert sein könnte – bei einer solchen Kontamination steigt das Risiko für EPDM deutlich an. Zweitens, ob Temperatur- und Druckwechsel häufig auftreten – bei einem Hochtemperatur-Zirkulationswassersystem mit großem Kompressionsset-Problem sollte bevorzugt eine EPDM-Formulierung mit geringem Kompressionsset gewählt werden, nicht einfach nur ein Produkt mit der Kennzeichnung „EPDM“.

5. Automobilkunden: EPDM eignet sich für Kühlflüssigkeit und Bremsflüssigkeit, nicht jedoch für Motoröl und Kraftstoff

In der Automobilindustrie ist die Einsatzgrenze von EPDM sehr klar definiert.

Geeignet: Kraftfahrzeug-Kühlflüssigkeitssystem.

Gehört zur Vorteilszone von EPDM, wo das Kühlmittelsystem-Medium im Allgemeinen Wasser und Ethylen-/Propylenglykol-Frostschutzmittel ist. EPDM-O-Ringe können für Wärmeaustauscheranschlüsse, Wasserpumpendichtungen, Thermostatgehäuse, schnelle Kühlmittelleitungsverbindungen, Ausdehnungsbehälter und Abgasrückführungs-(EGR-)Kühlmittelleitungen verwendet werden. Hier wird besonders auf das Kühlmittel – nicht auf Motoröl – hingewiesen.

Geeignet: Bremsflüssigkeit auf Ethylenglykolbasis.

EPDM eignet sich für DOT 3-, DOT 4- und DOT 5.1-Bremsflüssigkeiten sowie andere Bremsflüssigkeiten auf Ethylenglykol- oder Polyglykolbasis. Die Materialangabe der Bremsflüssigkeit zeigt, dass DOT 3/DOT 4-Bremsflüssigkeiten überwiegend auf Glycolether- oder Polyglykolsystemen basieren, während DOT 5 ein Silikonölsystem darstellt und DOT 5.1 ebenfalls zum Glykolsystem gehört; die tatsächliche Werkstoffauswahl muss den vom Fahrzeughersteller vorgegebenen Spezifikationen für das Bremssystem entsprechen.

Nicht geeignet: Motoröl, Getriebeöl, Kraftstoff.

EPDM ist im Allgemeinen nicht für Motoröl, Getriebeöl, ATF, mineralisches Hydrauliköl, Benzin, Diesel, Kraftstoffdampf und ähnliche Medien geeignet. In dieser Medienklasse löst sich EPDM leicht auf, was zu einer dimensionsbedingten Passungsstörung und einem reduzierten Dichtdruck führt. Für diese Anwendungen sind bevorzugt ölbeständige Werkstoffe wie NBR, HNBR, FKM oder andere zu berücksichtigen.

6. Kunden aus der Lebensmittelindustrie: EPDM eignet sich für wässrige Lebensmittel und Reinigungsmittel, ist jedoch nicht grundsätzlich für fett- bzw. ölhaltige Lebensmittel geeignet.

Wenn die Lebensmittel- und Getränkeindustrie EPDM einsetzt, müssen zwei Aspekte unterschieden werden: Materialverträglichkeit und regulatorische Zertifizierung.

Hinsichtlich der Materialverträglichkeit eignet sich EPDM für Trinkwasser, Getränke, Dampfreinigung, Spülung mit heißem Wasser, einige alkalische Reinigungsmittel sowie wässrige Lebensmittelmedien; in Lebensmittel-Dichtungsmaterial-Referenzen wird EPDM zudem häufig als für Lebensmittel- und Trinkwasserkontakt geeignetes Material aufgeführt, wobei besonders das Medium, die Temperatur und der Reinigungsprozess zu berücksichtigen sind.

Aus regulatorischer Zertifizierungssicht entspricht allgemeiner industrieller EPDM nicht lebensmittelgeeignetem EPDM. Für Lebensmittelausrüstung ist ein Werkstoff mit entsprechenden Zertifizierungen wie FDA 21 CFR 177.2600, EG 1935/2004, 3-A, NSF 51/61 auszuwählen; zudem sind Farbe, Extrahierbarkeit, Rückverfolgbarkeit und Reinigungsprozess zu bestätigen.

Zu beachten ist außerdem: EPDM ist kein öliges Lebensmittelmaterial. Garlocks FDA-zertifiziertes EPDM-Dichtungsmaterial weist ausdrücklich darauf hin, dass es nicht für den Einsatz mit fettreichen Lebensmitteln oder Butter empfohlen wird, und kennzeichnet seine Eigenschaft als elastische Dichtfähigkeit. Daher darf bei Kontakt mit Speiseöl, Milchfett, Milchprodukten oder fettreichen Lebensmitteln nicht einfach nur von „lebensmittelgeeignetem EPDM“ ausgegangen werden – vielmehr ist die konkrete Lebensmittelkategorie sowie der Umfang der Zertifizierung zu bestätigen; stattdessen kommen möglicherweise NBR, FKM, Silikon oder PTFE in Betracht.

7. Nicht geeignete Betriebsbedingungen: Der Kunde muss hierüber ausdrücklich informiert werden

Folgende Anwendungsfälle sind für EPDM-O-Ringe nicht zu empfehlen:

Nicht geeignet für Mineralöle: motoröl, Schmieröl, Getriebeöl, mineralisches Hydrauliköl, Kompressoröl.

Nicht geeignet für Kraftstoffe: benzin, Diesel, Kerosin, Flugkraftstoff, Kraftstoffdampf.

Öl-/Fett-Lebensmittel erfordern Vorsicht: speiseöle, Milchfette, Milchprodukte, fettreiche Lebensmittel, es sei denn, die spezifische EPDM-Formulierung hat entsprechende Extraktions- und regulatorische Prüfungen bestanden.

Aromatische und chlorierte Kohlenwasserstoffe sind nicht geeignet: benzol, Toluol, Xylol, Trichlorethylen usw.

Hochkonzentrierte starke Oxidationsmittel erfordern eine Verifizierung: hochkonzentriertes Chlorkalkwasser, Natriumhypochlorit, Chlordioxid, Peroxide oder Ozon-Desinfektionsmittel.

Öl-Wasser-Gemischsysteme erfordern Vorsicht: beispielsweise kann es bei langfristiger Mischung von Kühlwasser mit Schmierstoffen, Hydrauliköl oder Korrosionsschutzmitteln aufgrund von Ölkontamination zum Versagen von EPDM kommen.

8. Auswahlhinweise: So wählen Sie EPDM korrekt aus

Wasser, heißes Wasser, Dampf, Kühlflüssigkeit, Bremsflüssigkeit: ePDM vorzugsweise berücksichtigen.

Langzeitbetrieb mit heißem Wasser oder Dampf: peroxidvernetztes EPDM vorzugsweise auswählen.

Trinkwasser- und Lebensmittelindustrie: die Zertifizierung muss geprüft werden, nicht nur der Materialname.

Bei Vorhandensein von Öl nicht standardmäßig EPDM wählen. Sobald die Betriebsbedingungen Mineralöl, Kraftstoff, Schmiermittel oder Hydrauliköl enthalten, unverzüglich auf ölbeständige Werkstoffe wie NBR, HNBR, FKM oder andere umsteigen. Der typische Versagensmodus von EPDM ist keine plötzliche Ruptur, sondern eine schrittweise Quellung, Erweichung, Zunahme der Kompressionsverformung und letztlich Wasseraustritt oder -durchtritt.

Endgültige Bestätigung: Die vollständigen Betriebsbedingungen prüfen. Name des Mediums, Konzentration, Temperatur, Druck, dynamische/statische Dichtung, Reinigungsmittel, Desinfektionsmittel, Ölkontamination, Nutmaße und Kompressionsgrad beeinflussen alle das Ergebnis. Chemische Verträglichkeitsdiagramme basieren im Allgemeinen auf idealen Prüfbedingungen; die tatsächliche Anwendungstemperatur, der Druck, die Zusammensetzung und die Nutgestaltung verändern die Leistung deutlich.