Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Entwicklung, Produktion und Vertrieb organischer Beschichtungsmaterialien f\u00fcr Holz- und Holzwerkstoffe aus heimischen nachwachsenden Rohstoffen, die durch UV- oder Elektronenstrahlen geh\u00e4rtet werden k\u00f6nnen. Anla\u00df: eigene Aktivit\u00e4ten auf dem Gebiet der strahlenh\u00e4rtenden Lacke und Ausschreibung des F\u00f6rderschwerpunktes Holz.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden\u00b7 Synthese und Pr\u00e4paration der Bindemittel aus nativen \u00d6len und Fetten
\n\u00b7 Strahlenpolymerisation derselben im Laborma\u00dfstab. (UVH und ESH)
\n\u00b7 Optimierung der Vernetzung und der anwendungsrelevanten Eigenschaften
\n\u00b7 Erarbeitung und Test von praxistauglichen Lackformulierungen auf Basis der entwickelten Bindemittel
\n\u00b7 Untersuchung der Umweltvertr\u00e4glichkeit (Energie- und \u00d6kobilanz)
\n\u00b7 Pilotproduktionsversuche
\n\u00b7 Probeweise Belieferung interessierter Abnehmer
\n\u00b7 Publikation der Projektergebnisse<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Native Fette und \u00d6le sind grunds\u00e4tzlich als Rohstoffe f\u00fcr strahlenpolymerisierbare Lackbindemittel geeignet, wenn sie folgende Eigenschaften aufweisen:
\n\u00b7 Sie m\u00fcssen preiswert und leicht zug\u00e4nglich sein.
\n\u00b7 Sie m\u00fcssen mehrfach olefinische C-C-Doppelbindungen oder freie Hydroxylgruppen enthalten, an denen die Einf\u00fchrung reaktionsf\u00e4higer Acrylgruppen m\u00f6glich ist.
\n\u00b7 Sie sollten m\u00f6glichst homogen aufgebaut sein, d. h. \u00fcberwiegend sollte das Triglycerid aus einer definierten Fetts\u00e4ure und nicht aus einem Fetts\u00e4uregemisch bestehen.
\n\u00b7 Die chemische Umwandlung zum Lackbindemittel sollte aus \u00f6konomischen Gr\u00fcnden m\u00f6glichst in einem Syntheseschritt erfolgen. Daraus ergibt sich, da\u00df keine Fettspaltung zur Isolierung der Fetts\u00e4uren erforderlich wird und die Acrylierung direkt am Triglycerid stattfindet.
\nUnter diesen Voraussetzungen ergab sich im Laufe des Projektes eine Beschr\u00e4nkung auf folgende native \u00d6le: Lein-, Soja-, Rizinus- und Sonnenblumen\u00f6l sowie Glycerin, das als Zwangs- bzw. Abfallprodukt bei der Fettalkohol-Produktion und der Biodieselherstellung anf\u00e4llt. Das heimische R\u00fcb- bzw. Raps\u00f6l schied u.a. wegen seines geringen Gehaltes an mehrfach unges\u00e4ttigten Fetts\u00e4uren aus.
\nMit der Synthese des Glycerintriacrylates gelang die Darstellung eines sehr reaktionsfreudigen Reaktivverd\u00fcnners, der als Partner ein Bindemittel mit flexibilisierenden Eigenschaften ben\u00f6tigt. Dieses Bindemittel auf Basis der genannten \u00d6le wird derzeit entwickelt, wobei sich das Anforderungsprofil an den bereits am Markt befindlichen strahlenh\u00e4rtenden Lackharzen auf Basis nachwachsender Rohstoffe orientiert.
\nBei der Einf\u00fchrung reaktiver Gruppen in das Bindemittel-Molek\u00fcl kann auch von epoxidierten nativen \u00d6len ausgegangen werden, die in gro\u00dfer Menge als Weichmacher in der Kunststoffindustrie eingesetzt werden und somit preiswert zur Verf\u00fcgung stehen.
\nDie grunds\u00e4tzliche Eignung der bisher synthetisierten Bindemittel fand durch \u00dcberpr\u00fcfung ihrer Reaktivit\u00e4t der UV- und ES-H\u00e4rtung statt. An den polymerisierten Filmen wurden die mechanischen Kennwerte, wie Pendel-, Buchholz- und Bleistifth\u00e4rte bestimmt sowie die Chemikalienbest\u00e4ndigkeit untersucht. Abmischungen des Glycerintriacrylates mit den o. g. marktg\u00e4ngigen Lackharzen auf Basis nachwachsender Rohstoffe gelieferten Werte, die mit Filmen konventioneller Harze petrochemischen Ursprungs durchaus vergleichbar sind.
\nFormulierungen von Lackrezepturen f\u00fcr die Beschichtung von Holz und Holzwerkstoffen mit den bisher synthetisierten Bindemitteln waren nur eingeschr\u00e4nkt m\u00f6glich, da weder ausreichend Material noch der erforderliche zweite Bindemittelpartner zur Verf\u00fcgung stand.
\nZus\u00e4tzlich zur radikalischen UV-H\u00e4rtung, dem gebr\u00e4uchlichsten strahlenh\u00e4rtenden Verfahren, wurde erg\u00e4nzend die kationische UV-H\u00e4rtung untersucht. Mit handels\u00fcblichem epoxidiertem Lein\u00f6l und geeigneten kationischen Photoinitiatoren konnten Filme auf Holz und Papier mit guten mechanischen Eigenschaften und ansprechender Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit erzeugt werden. Die Chemikalienbest\u00e4ndigkeit dieser Filme ist zwar anfangs gering, nimmt aber innerhalb weniger Tage deutlich zu. Dieses H\u00e4rtungsverfahren wird dann f\u00fcr die industrielle Holzbeschichtung interessant, wenn es gelingt, den Mischpreis von Bindemittel und Initiator soweit zu senken, da\u00df er im Preis-Leistungsverh\u00e4ltnis den landl\u00e4ufigen, radikalisch h\u00e4rtenden Systemen in etwa gleichkommt.
\nDaneben fanden erste orientierende Versuche zur hybriden UV-H\u00e4rtung und zur kationischen ES-H\u00e4rtung statt. Das erste Verfahren ist literaturbekannt, beim zweiten Verfahren handelt es sich um eine Neuentwicklung, bei der als Startermolek\u00fcle Substanzen eingesetzt werden, die bereits bei m\u00e4\u00dfigen Strahlungsdosen ionisieren.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Eine Kurzmitteilung \u00fcber das Vorhaben ist im Sonderheft des Umweltmagazins, Band 807, (Die erste F\u00f6rdermilliarde ist erreicht) erschienen. Ferner ist geplant, die Ergebnisse des Forschungsprojektes bei der RadTech Europe Conference 1999 in Berlin vorzustellen.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Als Ergebnis der ersten Projektphase kann festgehalten werden, da\u00df die Darstellung strahlenh\u00e4rtender Lackbindemittel auf Basis nachwachsender Rohstoffe m\u00f6glich ist, wenn es gelingt, in das native Tr\u00e4germolek\u00fcl gen\u00fcgend reaktive Gruppen einzuf\u00fchren. Mit Glycerintracrylat steht solch ein reaktives Harz zur Verf\u00fcgung, das allerdings eines zweiten Partners bedarf, um optimale Filmeigenschaften f\u00fcr die Holzbeschichtung, wie H\u00e4rte, Abriebfestigkeit, Flexibilit\u00e4t, Alterungsbest\u00e4ndigkeit sowie Chemikalienfestigkeit zu erzielen. Dies ist das Ziel, das in der zweiten H\u00e4lfte des Projektes erreicht werden soll.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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