Entwicklung und Erprobung von 2K-Beschichtungssystemen aus Polyolen auf Basis pflanzlicher Öle

Aktenzeichen 18296/01
Abschlussbericht:
Projektträger: MC-BauchemieMüller GmbH & Co.Chemische Fabriken
Steinberg 5
45133 Essen
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Telefon: 02041/101-0
Internet: -
Bundesland: Nordrhein-Westfalen
Beschreibung:
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

In Beschichtungssystemen für z. B. Fußböden wurden bisher überwiegend Polyole auf Basis petrochemischer Produkte eingesetzt. Die Zugabe von Rizinusöl bzw. von Polyolen auf Basis von natürlichen Fettsäuren war bisher nur begrenzt möglich. Um einen Beitrag zur Verbesserung des Klimaschutzes durch Reduktion der CO2-Emissionen und zur Schonung der Umwelt zu leisten, sollten dem heutigen Entwicklungsstand entsprechend zumindest die Polyolkomponenten aus nachwachsenden Rohstoffen aufgebaut werden. Als Ziel war die Entwicklung von Beschichtungssystemen aus Polyolen auf Basis pflanzlicher Öle vorgesehen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenHarburger Fettchemie Brinckman & Mergell GmbH hatte aufbauend auf den bisherigen Erfahrungen und Erkenntnissen spezielle Polyole für Beschichtungen auf Basis von Pflanzenölen zu entwickeln und herzustellen. Durch die Fa. MC-Bauchemie Müller GmbH & Co. wurden Beschichtungssysteme für die An-wendung z. B. als Industriefußboden auf Basis dieser neuen Polyole entwickelt. Dabei sollten die Stamm-Komponenten vollständig mit Polyolen auf Basis nachwachsender Rohstoffe formuliert werden. Gleichzeitig sollte zur Vereinfachung und zur Erhöhung der Akzeptanz möglichst nur ein Polyol eingesetzt werden. Der Einsatz von Weichmachern oder niedermolekularen Bestandteilen auf petrochemischer Basis sollte vermieden werden. Eine ökologische und ökonomische Bilanzierung des Verfahrens in Abgrenzung zum Stand der Technik wurde vom Institut für Technische Chemie und Umweltchemie der Friedrich Schiller-Universität Jena erstellt.


Ergebnisse und Diskussion

maßgeschneiderte Polyole, auf Basis pflanzlicher Öle, für den Einsatz in Oberflächenschutzsystemen zu entwickeln und in reproduzierbarer Qualität bereitzustellen.
Mit diesen Polyolen, auf Basis von Sojaöl und Leinöl, wurde ein Beschichtungssystem für die Anwendung als Abdichtungssystem gemäß Wasserhaushaltsgesetz sowie ein zweites Beschichtungssystem für den Parkdeckbereich entwickelt.
Aufgrund unserer Untersuchungen konnten wir zeigen, dass es möglich ist, die Polyole, auf überwiegend petrochemischer Basis, nahezu vollständig durch Polyole, auf Basis von Pflanzenölen, zu ersetzen. Bei der Erstellung der Formulierung ist zu beachten, dass diese nicht einfach an Stelle der bisher eingesetzten Polyole eingesetzt werden können. Vielmehr ist eine vollständige Neuformulierung der Beschichtungsrezeptur erforderlich. Der Einsatz von Weichmachern oder niedermolekularen Bestandteilen auf petrochemischer Basis ist ebenfalls vermeidbar.
Vom Institut für Technische Chemie und Umweltchemie in Jena wurde eine Sachbilanzierung der Ökobilanzdaten der eingesetzten Rohstoffe durchgeführt. Für den Einsatz von Polyolen, auf Basis von epoxidierten Pflanzenölen wie Sojabohnenöl und Leinölmethylester, ergeben sich eindeutige ökologische Vorteile. Die Produktion der zu mehr als 67% aus nachwachsenden Rohstoffen bestehenden Beschichtung erbrachte unter den gegebenen Randbedingungen in den ausgewerteten Kategorien jeweils deutlich geringere Umweltlasten als das technisch vergleichbare Polyurethanprodukt auf petrochemischer Basis (33% nachwachsende Rohstoffe). Im Bereich des kumulierten Energieaufwandes (KEA) konnte bei-spielsweise ein um 40% geringerer Energieverbrauch pro Tonne produzierten Bodenbelags errechnet werden. Die pro Tonne Bodenbelag eingesparte Energie ist z. B. in rund 880 Liter Normalbenzin (40 MJ/kg, 0,74 kg/L) enthalten.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

1. European Coating Show April 2003.
2. Umweltmanagement System DIN ISO 14001.
3. Publikationsvorlage, Veröffentlichung 1.Quartal 2004 ist geplant.
4. Vortrag GDCh-Bauchemie Fachtagung im Jahr 2004 ist geplant.


Fazit

Bei erfolgreicher Markteinführung wird erwartet, dass die innovativen Beschichtungen auf Pflanzenöl-Basis langfristig die etablierten petrochemischen, technisch vergleichbaren Beschichtungen substituieren werden. Somit ist ein permanenter Beitrag zur Umweltentlastung durch Energieeinsparung sowie Reduktion der Kohlendioxid-Emissionen zu erwarten.

Förderzeitraum: 03.05.2001 - 30.09.2003 (2 Jahre und 5 Monate)
Fördersumme: 97.145,46
Förderbereich: I.1.2
Stichworte: Beschichtung, Ausstellung: Nachhaltige Chemie
Publikationen:

DBU-Publikationen zu diesem Projekt
Umweltfreundliche Bodenbeschichtung