Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die europ\u00e4ische Union bem\u00fcht sich seit Jahren den Anteil an VOC Emissionen zu verringern, denn diese Verbindungen f\u00fchren zusammen mit NOX unter UV Bestrahlung zur Bildung von bodennahem Ozon (Sommersmog). Dazu wird auch im Bereich Farben und Lacke eine deutliche Einsparung von organischen L\u00f6semitteln n\u00f6tig. Bisher konnte dies durch Rezepturanpassungen erreicht werden. Zur weiteren Reduzierung von L\u00f6semitteln im Beschichtungsstoff reichen die herk\u00f6mmlichen l\u00f6semittelhaltigen Alkyd-systeme aber nicht aus und wasserverd\u00fcnnbare L\u00f6sungen k\u00f6nnen wegen zum Teil unzureichender an-wendungstechnischer Eigenschaften nicht in allen Bereichen eingesetzt werden. Deshalb soll im Rahmen dieses Projektes ein reaktiver Verd\u00fcnner und ein entsprechendes High-Solid-Alkydsystem entwickelt werden, das bei gleichen anwendungstechnischen Eigenschaften wie herk\u00f6mmliche l\u00f6semittelhaltige Systeme mit m\u00f6glichst geringem L\u00f6semittelanteil auskommt. Die entwickelten High-Solid-Harze und der Reaktivverd\u00fcnner werden dabei im Gegensatz zu den wasserverd\u00fcnnbaren Wettbewerbern zu einem gro\u00dfen Anteil aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn einem ersten Arbeitsschritt werden spezielle nat\u00fcrliche Fetts\u00e4uren modifiziert, wodurch Fetts\u00e4uremischungen entstehen, die so in der Natur nicht vorkommen. Diese Bausteine werden gezielt zur Herstellung von speziellen verbesserten High-Solid-Alkydharzen verwendet, welche mit den bereits verf\u00fcgbaren High-Solid-Harzen anwendungstechnisch verglichen werden. Des Weiteren werden die Bausteine durch verschiedene chemische Reaktionen wie z. B. Veresterung, Ring\u00f6ffnung von Epoxiden etc. mit reaktiven Gruppen verkn\u00fcpft, deren Aufgabe es ist bei der Anfangsreaktion der Autoxidation die Bildung von Hyd-roperoxiden zu erleichtern. So k\u00f6nnen gezielt niedrigviskose reaktive Verd\u00fcnner synthetisiert werden. Als Messlatte dient hier ein alter Reaktivverd\u00fcnner der HOBUM, der alle gew\u00fcnschten Eigenschaften hat, aber bei der Trocknung zu unerw\u00fcnschten Abspaltprodukten f\u00fchrt. Es werden au\u00dferdem Kombinationen der besten Reaktivverd\u00fcnner und High-Solid-Harze in entsprechenden Lacken formuliert und einer anwendungstechnischen Pr\u00fcfung unterzogen. Dabei werden insbesondere die Trocknungseigenschaften und die Freisetzung von Spaltprodukten der applizierten Farben begutachtet.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
High-Solid-Harze
\nDie Modifizierung von verschiedenen speziellen Fetts\u00e4uren hat in den daraus hergestellten Alkydharzen zu Verbesserungen in Bezug auf die Trocknung und Viskosit\u00e4t gef\u00fchrt. Hier erfolgte in der weiteren Bearbeitung eine Optimierung der Harzrezepturen und es wurde eine \u00dcbertragung auf andere Harzsysteme durchgef\u00fchrt. Die entwickelten Harze wurden einer anwendungstechnischen Pr\u00fcfung unterzogen. Sowohl alleine als auch in Kombination mit den entwickelten Reaktivverd\u00fcnnern. Die besten Harze und besten Systeme Harz\/Reaktivverd\u00fcnner wurden f\u00fcr olfaktorische Pr\u00fcfungen aufbereitet und getestet, Dabei konnten die speziellen Fetts\u00e4uren weiter charakterisiert werden. Die beste spezielle Fetts\u00e4ure wurde anschlie\u00dfend \u00fcber das Technikum in den Betriebsma\u00dfstab \u00fcberf\u00fchrt und einer gezielten Harzsynthese ebenfalls im Produktionsma\u00dfstab zugef\u00fchrt. <\/p>\n
Reaktivverd\u00fcnner
\nIm Bereich Synthese der Reaktivverd\u00fcnner erfolgten viele Versuche zur Verkn\u00fcpfung der nun ausgew\u00e4hlten speziell modifizierten Fetts\u00e4urevarianten mit anderen Substanzen. Dieser Schritt war wie vermutet schwierig und f\u00fchrte damit nicht dazu, dass die Trocknungseigenschaften des alten HOBUM Reaktivverd\u00fcnners erreicht werden k\u00f6nnten. Die Reaktionspartner, die den ersten Schritt der Autoxidation er-leichtern, lie\u00dfen sich aus verschiedenen Gr\u00fcnden sehr schwer koppeln oder brachten nicht den gew\u00fcnschten Erfolg. Trotzdem konnte \u00fcber die Projektlaufzeit ein kommerzieller Reaktivverd\u00fcnner durch die speziell modifizierten Fetts\u00e4uren entscheidend verbessert werden.<\/p>\n
System
\nDa die Trocknungseigenschaften des entwickelten sehr niedrigviskosen Reaktivverd\u00fcnners noch nicht vollst\u00e4ndig ausreichen, konnte kein High-Solid-Harz entwickelt werden, dass in Kombination mit dem Reaktivverd\u00fcnner als Bindemittelsystem ganz ohne L\u00f6semittelzusatz auskommt. Dazu m\u00fcsste eine wei-terf\u00fchrende Entwicklung erfolgen, insbesondere in Bezug auf die Kopplungskomponenten f\u00fcr den Reaktivverd\u00fcnner.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Erste Ergebnisse wurden bei der Jahrestagung Endspurt VOC des Verbandes der Ingenieure des Lack- und Farbenfaches e. V. (VILF) am 30.10.2009 in Neu-Isenburg durch Frau Dr. Monika Schneider vorgestellt. Titel: Autooxidativ trocknende Reaktivverd\u00fcnner und High-Solid-Harze. Interessenten k\u00f6nnen sich an die Projektteilnehmer wenden, um entsprechende Muster zu beziehen. Einige Muster sind bereits bei verschiedenen Firmen in Pr\u00fcfung.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Durch die speziellen modifizierten Fetts\u00e4uren konnten Verbesserungen in High-solid-Harzen hinsichtlich Viskosit\u00e4t, Trocknung und Geruch bei der Trocknung erzielt werden. Es wurden verbesserte Reaktivverd\u00fcnner entwickelt, die zusammen mit den neuen High-Solid-Harzen zu sehr vielversprechenden Gesamtsystemen f\u00fchren. Sowohl die verbesserten Reaktivverd\u00fcnner als auch die speziell modifizierte Fetts\u00e4urekomponente wurden in den Produktionsma\u00dfstab \u00fcberf\u00fchrt und sind kommerziell erh\u00e4ltlich.<\/p>\n
Die entwickelten Reaktivverd\u00fcnner sind noch nicht auf dem Stand des alten HOBUM Reaktivverd\u00fcnners, der aufgrund von Acroleinabspaltung nicht einsetzbar ist. Zurzeit sind deshalb autooxidativtrocknende High-Solid-Bindemittelsysteme g\u00e4nzlich ohne Zusatz von L\u00f6semittel und damit nahezu VOC-frei noch nicht erreichbar. Die entwickelten Reaktivverd\u00fcnner sind momentan nur f\u00fcr Lang\u00f6lsysteme eingeschr\u00e4nkt auch f\u00fcr Mittel\u00f6l-Systeme einsetzbar. Im Markt besteht aber auch Bedarf im Bereich Kurz\u00f6lsysteme. Da Akydharze das einzige Bindemittelsystem darstellen, die einen hohen Anteil an nachwachsenden Rohstoffen aufweisen und den Nachhaltigkeitsgedanken im hohen Ma\u00df unterst\u00fctzen, sollte diese wichtige Entwicklung unbedingt weitergef\u00fchrt werden. <\/p>\n
Es wurde ein \u00f6kobilanzieller Vergleich (cradle-to-gate Ansatz) zwischen High-Solid-Alkydharz und w\u00e4ssrigem Acrylat durchgef\u00fchrt, bei dem je nach Bewertungsmethode, Wirkungskategorie und Fetts\u00e4ureart die High-Solid-Alkydharze gegen\u00fcber dem Acrylat \u00f6kologische Vorteile aufweisen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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