Projekt 25024/01

rforschung und Synthese neuartiger, umweltfreundlicher Polymere zwecks Einsatz in innovativen, gesundheitlich unbedenklichen RTV-1-K und 2-K-Formulierungen, die für die Reparatur, Versiegelung und Veredelung von Holz aller Art eingesetzt werden und […]

Projektträger

Evonik Hanse GmbH
Charlottenburger Str. 9
21502 Geesthacht
Telefon: 04152/809211

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Stand der Technik im Bereich von Reparaturspachtelmassen für Holz sind 2-K-Epoxidharzformulierungen. Epoxidharze enthalten gesundheitsschädliche Stoffe und verursachen in der Herstellung einen hohen Ressourcenaufwand. Ziel des beantragten Vorhabens ist die Entwicklung umweltverträglicher und vollständig kennzeichnungsfreier Formulierungen für Holzreparatur (2-K-System)- und Versiegelungsprodukte (1-K-Systeme), die eine lange Schutzfunktion für das zu behandelnde Holz garantieren. Basis ist die Entwicklung eines unter Umwelt- und Gesundheitsaspekten unbedenklichen innovativen Copolymers, dessen Eigenschaften an die verschiedenen Anwendungsbereiche angepasst werden können.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenSubstitution von Epoxidharzsystemen mittels neuartiger auf Silikonanteilen basierender, umweltverträglicher Polymere, welche nach Aushärtung hohe Shore-Härten (größer Shore A 90) in Verbund mit Holz erzielen sowie auch thermische Elastizität zeigen, licht- und witterungsstabil ausgestattet sind. Die Silan-Endgruppen des neuen Polymers sollen möglichst mit Wasser als Cross Linker neutral - ohne jegliche Korrosion - vernetzen. Dazu ist weiterhin vorgesehen, eine wässrige Paste als B-Komponente zu entwickeln. Die derartig neu synthetisierten und analysierten Polymere sollen zu anwendungsgerechten Formulierungen (Rezepturentwicklung) verarbeitet werden.


Ergebnisse und Diskussion

Die entwickelten silanterminierten Polymere bestehen aus Weich- und Hartsegmenten. Da darüber hinaus das Molekulargewicht der Polymer-Backbones in weiten Bereichen modifizierbar ist, ergibt sich die Möglichkeit der Härtesteigerung durch die Erhöhung der Hartsegmente und die Verkürzung des Backbones, was in einer höheren Vernetzungsdichte resultiert. Weiterhin wurden mit verschiedensten Füllstoffen Einflüsse auf unterschiedlichste Eigenschaften der Formulierung festgestellt. Um eine anwendungsnahe Entwicklung zu gewährleisten, wurden Endanwender gezielt und frühzeitig in die Produkt-Entwicklungsphase eingebunden.

Das Primärziel des durchgeführten Projektes kann als erreicht betrachtet werden, jedoch
sind bis zur Marktreife eines fertigen Produktes noch weitere Optimierungsarbeiten zu
leisten.

Allein die geänderte Rohstoffbasis des innovativen Reparatursystems bietet damit
deutliche Vorteile unter Energie- und Ökoaspekten.
Auch in der Endanwendung kann das beschriebene neue System aus toxikologischer und
ökotoxikologischer Sicht als den gängigen Standards überlegen bezeichnet werden. Wie
beabsichtigt ist es gemäß Gefahrstoffverordnung kennzeichnungsfrei. Sensibilisierende,
reizende, gesundheitsschädliche, ätzende sowie umweltgefährdende Komponenten
konnten eliminiert werden, das Produkt ist isocyanatfrei. Es entspricht somit weit eher
den Anforderungen an ein zeitgemäßes, den aktuellen Möglichkeiten moderner Chemie
entsprechendes Produkt, das die Gefährdung bzw. die Belastung von Mensch und Natur
weiter zu reduzieren hilft.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Markteinführung der neuen Systeme erfolgt über ein namhaftes Unternehmen im Bereich der Holzreparatur.


Fazit

Das Primärziel des durchgeführten Projektes war die Entwicklung eines
umweltfreundlichen, toxikologisch unbedenklichen Holzreparatursystems und seine
praxisnahe Prüfung. Beim Parameter Verarbeitbarkeit konnte der sehr hohe Standard des Epoxy-Referenzsystems noch nicht erreicht werden. Der etwas geringere Komfort in der
Modellierbarkeit kann jedoch durch den nicht mehr notwendigen Primer-Schritt
kompensiert werden. Bis zur Marktreife sind noch weitere Optimierungsarbeiten zu
leisten.
Dennoch kann das Hauptziel uneingeschränkt als erreicht betrachtet werden. Im Verlauf
der Arbeiten konnte ein geeignetes Spezialpolymer als Rohstoff für eine Reparaturmasse
entwickelt und bis in den technischen Maßstab hinein produziert werden. Dieses Polymer
konnte im Labor zu verschiedenen Endprodukten formuliert werden, die nicht nur der
Grundanforderung nach einer günstigen Gefahrstoffklassifizierung entsprechen, sondern
auch in der Verarbeitbarkeit deutlich über verschiedenen marktgängigen (jedoch
kennzeichnungspflichtigen) Systemen liegen.