Das Projekt "OekoMatBatt - Ökologisch und ökonomisch nachhaltige Materialien für die Kathoden- und Anodenbeschichtung in der Lithium-Ionen-Batterie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HOBUM Oleochemicals GmbH durchgeführt. Nachhaltiges Bindemittel für die Kathode der Lithium-Ionen-Batterie Die Säurehärtung von Epoxydharzen ist in vielen Industrien Standard. Insbesondere in der Elektronikindustrie sind säurehärtende Epoxy-Systeme weit verbreitet. Das Epoxysystem der Hobum wird aus Leinöl und anderen heimischen Pflanzenölen hergestellt. Epoxidiertes Leinöl (ELO) wird von der Hobum seit vielen Jahren in die Lackindustrie verkauft. Der Säurehärter Admerginsäure (ADA) kann darüber hinaus auch in Polyester und Alkydharzen eingesetzt werden. Das Epoxysystem besteht damit zu ca. 91% aus nachwachsendem Kohlenstoff. Die Kombination von ELO und ADA bietet viele Vorteile gegenüber derzeit verwendeten Systemen. Mit ADA ist ein flüssiger Säurehärter erhältlich. Dies ist für die Handhabung in der Batteriefabrik von großem Vorteil, da das Produkt problemlos in Tanks gelagert und durch Rohrleitungen gepumpt werden kann. Das Gemisch aus Säurehärter und Epoxidharz kann bei Raumtemperatur und erhöhten Temperaturen von bis zu ca. 70 Grad Celsius ohne zu gelieren verarbeitet werden. In den Projekten BeBatt und LeiKonBin haben ELO und ADA ihre grundlegende Eignung als Bindemittel in der Kathode einer Lithium-Ionen-Batterie gezeigt. Stand der Technik ist der Einsatz von PVDF (Polyvinylidenfluorid). PVDF ist ein Pulver, das unter Rühren über mehrere Stunden in NMP (N-Methylpyrrolidon) gelöst werden muss. Der Vorteil des alternativen Binders besteht darin, dass das toxische Lösungsmittel NMP durch ein nicht toxisches Lösungsmittel ersetzt werden kann. Aufgrund der flüssigen Natur beider Komponenten kann aber auch die Menge an Lösungsmittel in der Slurry-Bereitung des Kathodenmaterials verringert werden. Das hier vorgestellte Teilprojekt soll dazu beitragen die Nachhaltigkeit der LIB Produktion zu verbessern. Das Recyceln der gebrauchten Batterien wird dadurch leichter, der Einsatz von weniger, nicht toxischem Lösungsmittel, verbessert die arbeitsmedizinische Situation bei der Herstellung.
Das Projekt "Schadstoffemissionen bei der Anwendung von Beschichtungsmitteln für die Oberflächenveredelung mit CO2-Lasern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Werkstoffphysik und Schichttechnologie durchgeführt. In dem EUREKA-Verbundprojekts EU 643 EUROLASER - Safety in the Industrial Applications of Lasers (Safety INDAL) wurden schwerpunktmäßig die sekundären Gefährdungen durch partikel- und gasförmige Emissionen bei Laserstrahl-Materialbearbeitungen in 17 verschiedenen Teilvorhaben untersucht (siehe(2)). In dem Teilvorhaben 'Schadstoffemission bei der Anwendung von Beschichtungsmitteln für die Oberflächenveredlung mit CO2-Lasern' wurden die Gefahrstoffemissionen bei den beiden Laserstrahlveredlungsverfahren (a) Härten mit den für die CO2-Laserstrahlung erforderlichen absorptionserhöhenden Oberflächenbeschichtungen und (b) Einschmelzen von Siebdruckschichten untersucht. Als absorptionserhöhende Beschichtungen wurden Alkydharzfarben, Graphitspray und ein MoS2-Schmiermittel untersucht. Hauptgefahrstoffe sind das überwiegend lungengängige Aerosol und das krebserzeugende Benzol sowie einige Reizstoffe bei Beschichtungsmitteln mit organischen Harzen als Binder. Die Benzolemission kann durch wenige Prozent Sauerstoff im inerten Schutzgas um ca. 70 Prozent reduziert werden. Bei geeigneter Absaugung bestehen keine gesundheitlichen Risiken. Die organischen Emissionen von dem Bindemittel Ethylcellulose für Siebdruckbeschichtungen sind sehr gering, Benzol wird nicht freigesetzt. Es wurde eine mobile Probenahmeeinrichtung für Emissionsbestimmungen an ungekapselten Laserstrahlbearbeitungsanlagen (offenes System) entwickelt, gebaut und erprobt, die Laseranwendern zur Verfügung steht.
Das Projekt "Weiterentwicklung einer neuen Hybridlackgeneration" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von J. W. Ostendorf GmbH & Co. durchgeführt. Als primäres Ziel wurde die Ablösung von lösemittelbasierenden Alkydharzlacken im DIY Bereich definiert. Hintergrund sind Restriktionen hinsichtlich des Umwelt- und Verbraucherschutzes. Durch die gesetzliche VOC-Begrenzung (Deco Paint-Richtlinie), erste Stufe 2007 und zweite Stufe im Jahr 2010, in welcher der VOC-Gehalt bei lösemittelhaltigen Lacken auf 300 mg/L begrenzt wurde, sind alkydharzbasierte Systeme als klassische Maler- und Do-It-Yourself Lacke kaum mehr in zufriedenstellender Qualität darstellbar. Als zusätzliche Restriktion aus der REACH-Verordnung, war die Einstufung von Co-II-Salzen als karzinogen Cat. 3, anzusehen. Die gewohnte Performance der Systeme hinsichtlich Stabilität, Trocknung und Oberflächenhärte ist daher nur sehr eingeschränkt zu erreichen. In naher Zukunft ist zudem auch mit einer Einstufung der oximhaltigen Hautverhinderer als karzinogen Cat. 3 zu rechnen. Da es bis heute keinen Ersatzrohstoff gibt, gefährdet dies die Marktfähigkeit von Alkydharzsystemen im Bereich der DIY-Branche. Hiermit ist spätestens ab Juli 2015 zu rechnen. Die seitens der DBU geförderte Entwicklung hat dazu beigetragen, neue und bereits existierende Technologien so zu kombinieren, dass ein Lacksystem entstanden ist, welches in der Lage ist, die im DIY Markt etablierten lh-System zu substituieren und das Potenzial hat, sogar den Profi Anwender zu überzeugen. Aufbauend auf den Ergebnissen der geförderten Entwicklungsarbeiten ist es gelungen, eine neue Lackgeneration zur Serienreife zu entwickeln, die künftig unter dem Markennamen 'UltraColor' vermarktet werden soll. Damit ist ein wesentlicher Schritt erfolgt, zukünftigen gesetzlichen Restriktionen vorauszugreifen und gleichzeitig einen signifikanten Beitrag in Bezug auf einen proaktiven Umwelt- und Verbraucherschutz zu leisten.
Das Projekt "Neue oxidativ vernetzende Lacksysteme mit hohem Festkoerpergehalt unter Verwendung von Butadien als Rohstoff" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayer AG durchgeführt. Unter Einsatz von Butadien, welches als Nebenprodukt der Aethylenherstellung mittelfristig im Ueberschuss vorhanden sein wird, sollen neue festkoerperreiche Lacksysteme entwickelt werden, die eine Einsparung von Loesungsmitteln und Energie sowie eine umweltfreundliche Lackiertechnik ermoeglichen. Dazu ist die Pruefung ausgesuchter Substanzen als Reaktivverduenner fuer Alkydharze sowie die Synthese neuer Polymer-Substanzen erforderlich.
Das Projekt "Calendulaöl als Lackrohstoff für Naturfarben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von bio pin Bienenwachspräparate Herstellungs GmbH durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Aufgrund gesetzlicher Vorgaben muss die Gesamtemission von VOCs (flüchtige organische Verbindun-gen) in Deutschland bis 2010 auf 950 kt/a gesenkt werden. Das bedeutet eine Steigerung um ca. 30% im Vergleich zum Stand von Oktober 2002. Gegenwärtig wird der prozentual größte Anteil an VOCs bei der Verarbeitung von Farben und Lacken emittiert, in Deutschland ca. 350 kt/a. Gegenstand des Projektes ist insbesondere die Entwicklung und Optimierung einer Methode zur Umesterung von Calendulaöl zu Calendulasäuremethylester und dessen Untersuchung im Hinblick auf seine Eignung als Reaktivverdünner für Natur- und Kunstharze, weiterhin die Umesterung von Calendulaöl mit mehrwertigen Alkoholen zu Monoestern und deren Prüfung als Reaktivemulgator für wasserverdünnbare Lacke und schließlich die Untersuchung der Eignung von Calendulaöl für die Produktion von vollständig auf nachwachsenden Rohstoffen basierenden Bindemitteln. Ziel des Vorhabens ist a) ein industriell einsetzbares Verfahren zur Umesterung von Calendulaöl zu Calendulasäuremethylester; b) ein Verfahren zum Einsatz von Calendulasäuremethylester als Reaktivverdünner für die Naturharzbindemittel der Firma bio pin, das aber auch allgemein für Alkydharze einsetzbar ist; c) ein Verfahren zur Umesterung von Calendulaöl zu Calendulasäuremonoestern von mehrwertigen Alkoholen; d) Klärung der Frage, ob diese als Reaktivemulgator für wasserverdünnbare Lacke geeignet sind; e) Substitution von Tungöl durch Calendulaöl als Rohstoff für die Produktion von Farben und Lacken. Fazit: Das Projekt hat im Ergebnis gezeigt, dass Calendulaöl ganz analog zu Holzöl zu Bindemitteln für Natur-farben verarbeitet werden kann. Es hat weiter gezeigt, dass Ester des Calendulaöls, insbesondere Ethyl- und Isopropylester in einigen Anwendungsbereichen als Reaktivverdünner für Alkydharze eingesetzt werden kann. Die Umsetzung dieser wichtigen Ergebnisse erfordert eine Fortsetzung des Projekts, in der der Anbau von Calendula in Deutschland, insbesondere in der Region Weser-Ems, die Entwicklung der Extraktion und Raffinierung des Öls und die technische Umesterung entwickelt wird.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Untersuchung der Alkohol-Komponenten verschiedener Anhydroalditole" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Institut für Organische Chemie durchgeführt. Alkydharze werden seit Jahrzehnten aus Pflanzenölen und verschiedenen technischen Tri- oder Tetraolen sowie Carbonsäuren dargestellt. Ihre Anwendung als Bindemittel in Lacken ist von Bedeutung, und die Herstellungsbreite der verschiedenen technischen Produkte enorm. Hier geht es um die Nutzung neuartiger Alkohole aus Kohlenhydratgrundbausteinen. Insbesondere untersucht werden sollen die thermisch hinreichend stabilen Anhydroalditole. Basierend auf klassisch verwendeten Polyolen ist die Gewinnung von Tri- und Tetraolen vorgesehen. Monoanhydroalditole sollen ausgehend von Sorbit aus Stärke nach einfachen Verfahren optimiert dargestellt und charakterisiert werden. Als Modellfälle sind Linolsäurederivate herzustellen und abschließend mit Phthalsäure zur Vernetzung umzusetzen und die Produkte zu analysieren. Auf Basis dieser Labordaten soll bei der Fa. Worlée ein technisches Upscaling in 100g-/1kg-Maßstab in Kooperation mit dem Unilabor vorgenommen werden. Die besten Komponenten sind dann im größeren Maßstab darzustellen und entsprechend umzusetzen. Im Industrielabor geht es abschließend um die Ermittlung des Eigenschaftsprofils der neuen Komponenten im Vergleich mit denen etablierter Produkte. Aus positiven Befunden des Unilabors sind das Upscaling und erste Umsetzungen im Industrielabor zu bearbeiten. Die neuen wissenschaftlichen Erkenntnisse werden in Publikationen und auf Tagungen vorgestellt. Die Nutzung allgemein relevanter Ergebnisse wird so der Öffentlichkeit vorgestellt. Eine Umsetzung zur Herstellung neuartig modifizierter Alkydharze mit essentiellen Anteilen aus nachwachsenden Rohstoffen ist mithin ein wesentliches Ziel dieser Untersuchungen. An der Ausarbeitung von speziellen Rezepten für die Gewinnung von funktionsspezifischen angepassten Produkten werden der Industriepartner bzw. Industrieunternehmungen interessiert und engagiert sein. Damit ist davon auszugehen, dass neuartige Generationen von Alkydharzen zur Einführung in den Markt verfügbar werden.
Das Projekt "Autooxidativ trocknende Reaktivverdünner und High-Solid Harze" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HOBUM Oleochemicals GmbH durchgeführt. Die europäische Union bemüht sich seit Jahren den Anteil an VOC Emissionen zu verringern, denn diese Verbindungen führen 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 Lösemitteln nötig. Bisher konnte dies durch Rezepturanpassungen erreicht werden. Zur weiteren Reduzierung von Lösemitteln im Beschichtungsstoff reichen die herkömmlichen lösemittelhaltigen Alkyd-systeme aber nicht aus und wasserverdünnbare Lösungen können wegen zum Teil unzureichender an-wendungstechnischer Eigenschaften nicht in allen Bereichen eingesetzt werden. Deshalb soll im Rahmen dieses Projektes ein reaktiver Verdünner und ein entsprechendes High-Solid-Alkydsystem entwickelt werden, das bei gleichen anwendungstechnischen Eigenschaften wie herkömmliche lösemittelhaltige Systeme mit möglichst geringem Lösemittelanteil auskommt. Die entwickelten High-Solid-Harze und der Reaktivverdünner werden dabei im Gegensatz zu den wasserverdünnbaren Wettbewerbern zu einem großen Anteil aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen. Durch die speziellen modifizierten Fettsäuren konnten Verbesserungen in High-solid-Harzen hinsichtlich Viskosität, Trocknung und Geruch bei der Trocknung erzielt werden. Es wurden verbesserte Reaktivverdünner entwickelt, die zusammen mit den neuen High-Solid-Harzen zu sehr vielversprechenden Gesamtsystemen führen. Sowohl die verbesserten Reaktivverdünner als auch die speziell modifizierte Fettsäurekomponente wurden in den Produktionsmaßstab überführt und sind kommerziell erhältlich. Die entwickelten Reaktivverdünner sind noch nicht auf dem Stand des alten HOBUM Reaktivverdünners, der aufgrund von Acroleinabspaltung nicht einsetzbar ist. Zurzeit sind deshalb autooxidativtrocknende High-Solid-Bindemittelsysteme gänzlich ohne Zusatz von Lösemittel und damit nahezu VOC-frei noch nicht erreichbar. Die entwickelten Reaktivverdünner sind momentan nur für Langölsysteme eingeschränkt auch für Mittelöl-Systeme einsetzbar. Im Markt besteht aber auch Bedarf im Bereich Kurzölsysteme. Da Akydharze das einzige Bindemittelsystem darstellen, die einen hohen Anteil an nachwachsenden Rohstoffen aufweisen und den Nachhaltigkeitsgedanken im hohen Maß unterstützen, sollte diese wichtige Entwicklung unbedingt weitergeführt werden. Es wurde ein ökobilanzieller Vergleich (cradle-to-gate Ansatz) zwischen High-Solid-Alkydharz und wässrigem Acrylat durchgeführt, bei dem je nach Bewertungsmethode, Wirkungskategorie und Fettsäureart die High-Solid-Alkydharze gegenüber dem Acrylat ökologische Vorteile aufweisen.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Anwendungstechnische Untersuchungen verschiedener Anhydroalditole" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Worlèe-Chemie G.m.b.H., Werk Lauenburg durchgeführt. Alkydharze werden seit Jahrzehnten aus Pflanzenölen und verschiedenen technischen Tri- oder Tetraolen sowie Carbonsäuren dargestellt. Ihre Anwendung als Bindemittel in Lacken ist von Bedeutung, und die Herstellungsbreite der verschiedenen technischen Produkte enorm. Hier geht es um die Nutzung neuartiger Alkohole aus Kohlenhydratgrundbausteinen. Insbesondere untersucht werden sollen die thermisch hinreichend stabilen Anhydroalditole. Basierend auf klassisch verwendeten Polyolen ist die Gewinnung von Tri- und Tetraolen vorgesehen. Monoanhydroalditole sollen ausgehend von Sorbit aus Stärke nach einfachen Verfahren optimiert dargestellt und charakterisiert werden. Als Modellfälle sind Linolsäurederivate herzustellen und abschließend mit Phthalsäure zur Vernetzung umzusetzen und die Produkte zu analysieren. Auf Basis dieser Labordaten soll bei der Fa. Worlée ein technisches Upscaling in 100g-/1kg-Maßstab in Kooperation mit dem Unilabor vorgenommen werden. Die besten Komponenten sind dann im größeren Maßstab darzustellen und entsprechend umzusetzen. Im Industrielabor geht es abschließend um die Ermittlung des Eigenschaftsprofils der neuen Komponenten im Vergleich mit denen etablierter Produkte.
Das Projekt "Kostengünstige biopolymere Innenraumbeschichtungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung durchgeführt. Die Endlichkeit fossiler Rohstoffe und die Klimawandeldiskussion gibt Anlass, fossile Rohstoffe durch biobasierte Ausgangsstoffe zu ersetzen. Im Bereich der organischen Beschichtungen existieren bereits in einigen Anwendungsbereichen marktfähige biobasierte Produkte; diese sind jedoch nur eigenschränkt anwendbar und decken den Bedarf in der Breite nicht ab. Das Ziel dieses Forschungs-vorhabens ist es daher, auszuloten, in welchen Anwendungsbereichen Beschichtungen auf welcher biopolymeren Basis so formuliert werden können, dass hieraus kostengünstige, marktgerechte Produkte resultieren können. Biopolymere Matrices weisen oft keine optimalen Eigenschaften hinsichtlich Beständigkeit und Schutzwirkung auf. Biopolymere Systeme mit starker Schutzwirkung sind daher oft nur zu hohen Kosten zugänglich. Daher sollen sich die im Rahmen dieses Projektes auszuführenden Arbeiten auf Innenraum-Formulierungen konzentrieren. Speziell zielen die auszuführenden Ansätze auf Wandfarben, Metall- und Holzbeschichtungen ab. Ziel ist es, diese in einem Preis/LeistungsVerhältnis zugänglich zu machen, das dem der konventionellen, marktetablierten Produkte nahe kommt. Hierbei sollen biopolymer basierende Formulierungen entstehen, die auf der Grundlage von Estern und Ethern (stärke-, und proteinbasiert) sowie auf Polyurethan- und Alkydbasis hergestellt werden. In Optimierungszyklen werden die polymeren Syntheseprodukte, dann die anwendungsspezifisch mit Funktionsadditiven auszustattenden Klarlacke und schließlich die Modellformulierungen charakterisiert und hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeitsbilanz und Aussicht auf Transfer in den Markt bewertet. Abschließend soll ausgesagt werden können, auf welcher chemischen Basis unter Anwendung welcher Additive welche Innenraumbeschichtungen mit Aussicht auf Markterfolg hergestellt werden können. Hierdurch wird es KMU möglich sein, mit minimalem unternehmerischem Risiko selbst biobasierte Innenraumbeschichtungen zu entwickeln und in den Markt einzuführen.
Das Projekt "Loesungsmittelarme Anstrichmittel fuer den schweren Korrosionsschutz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Goldschmidt Industriechemikalien durchgeführt. Die von Rohstofferzeugern entwickelten Richtrezepturen loesungsmittelarmer Anstrichmittel fuer den schweren Korrosionsschutz sollen fuer die Lackherstellung zur Anwendungsreife optimiert und entsprechenden Qualitaets- und Anwendungspruefungen unterzogen werden.
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