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Entwicklung eines Enzym-basierten Trockenstoffes für wasserverdünnbare Alkydharzlacke zum Ersatz umweltbelastender Ölkunstharzlacke und zur Verbesserung des derzeitigen technischen Standes von Wasserlacken

Teilprojekt K^Allianz: TeFuProt 'Technofunktionelle Proteine'^Teilprojekt C^Teilprojekt M^Teilprojekt F^Teilprojekt I, Teilprojekt J

Entwicklung neuer innovativer Produkte für das Anwendungsgebiet Farben und Lacke, die Proteine als Bindemittel oder Additive enthalten. Nach Screening zur Verfügung gestellter, ggf. modifizierter Proteine hinsichtlich ihres grundsätzlichen Verhaltens in wässrigen und/oder nicht-wässrigen Lackformulierungen sollen aussichtsreiche Kandidaten weitergehenden Untersuchungen unterzogen werden hinsichtlich spezifischer Eigenschaftsmerkmale, die sie als potentielle neue Lackrohstoffe zu vermitteln in der Lage sind. Hierbei werden sowohl mögliche Verwendungen als Bindemittel als auch als Additive, z. B. zur Steuerung der Rheologie oder zur Verbesserung der Haftung, berücksichtigt. Die Prüfungen sollen schwerpunktmäßig auf Holz und mineralischen Untergründen im Benchmark mit bestehenden Systemen der Fa. Naturhaus erfolgen; andere sich ggf. herausstellende attraktive Anwendungsmöglichkeiten werden fallweise miteinbezogen bzw. im Verbund mit anderen interessierten Allianzpartnern weiter verfolgt. Zur Optimierung und Weiterentwicklung der innerhalb der Allianz zur Verfügung gestellten Proteine und Protein-Modifikate erfolgt ein kontinuierlicher Informationsaustausch mit den involvierten Allianzpartnern.

Forcierung des Wasserlackeinsatzes durch neue Trocknungsverfahren

Der Einsatz von umweltfreundlichen Wasserlacksystemen scheitert bei vielen Anwendungen am Trocknungsverhalten der Lackschichten. In vielen kleinen und mittleren Betrieben, z. B. Schreinereien, werden deshalb immer noch Lösemittellacke verarbeitet. Der forcierte Einsatz von Wasserlacken in den unterschiedlichsten Branchen zur deutlichen Reduzierung der VOC-Emissionen ist anzustreben. Jährlich werden in Baden-Württemberg 65.000 Tonnen VOC emittiert. Hiervon können mindestens 60 % durch Einführung umweltfreundlicher Lackierverfahren eingespart werden. Die Trocknung mit thermischer Energie ist kostenintensiv, andererseits dauert die Raumlufttrocknung ohne Energiezufuhr bei Wasserlacken zu lange. Eine Alternative ist die Trocknung mit entfeuchteter Luft. Zur Evaluierung der unterschiedlichen Technologien für die oben genannte Problemstellung wurden theoretische und experimentelle Untersuchungen über das Trocknungsverhalten von Wasserlackschichten durchgeführt. Aus diesen Untersuchungen sind konkrete Maßnahmen zur Verbesserung bestehender Techniken sowie zum effektiven Praxiseinsatz kostengünstiger Trocknungsverfahren abzuleiten. Für Baden-Württemberg ergeben sich umweltrelevante und wirtschaftliche Vorteile, da es hier zahlreiche kleine und mittlere lackverarbeitende Firmen gibt und ein großes Potenzial an Anlagenherstellern vorhanden.

Entwicklung eines lösemittelarmen Nano-Lacks auf Wasserbasis durch eine physiikalische Reduzierung der Oberflächenspannung von Wasser

In diesem Vorhaben soll ein Lack entwickelt werden, der in seinen späteren Eigenschaften hervorragende technische Anwendungsvorteile bietet. Der nun zu entwickelnde Lack soll auch den durch das Unternehmen Zuelch im Zeitraum bis November 2007 entwickelten schmutzabweisenden und lösemittelhaltigen Lack weit übertreffen. Es wird in diesem Vorhaben ein Lack entwickelt, bei dem auf mehreren Ebenen gleichzeitig Untersuchungen und Entwicklungen angestellt werden müssen. Die bisherigen Entwicklungen von Konkurrenten aber auch von Zuelch selbst weisen ein entscheidendes Manko auf: die Einbringung von Nanopartikeln in den Lack ist nur dann möglich, wenn durch Lösungsmittel und organische Netzmittel die Oberflächenspannung des Wassers chemisch reduziert wird. Mit diesem Vorgehen 'erkauft' man sich aber immer einen weiteren Nachteil des Lackes, der (je nach technischer Ausgereiftheit) einen hohen Anteil an Lösungsmittel aufweist. (Nicht VOC-konform; langkettige Netzmittel stehen einer außergewöhnlichen Oberflächenhärte entgegen). In diesem jetzt geplanten Entwicklungsvorhaben soll ein Lack entwickelt werden, bei dem durch physikalische Veränderung der Oberflächenspannung des Wassers die Nanopartikel in den Lack eingebracht werden. Die Oberflächenspannung von Wasser soll physikalisch reduziert werden, damit die Nanopartikel in das Wasser eingebracht und stabil gehalten werden.

Entwicklung eines Reinigungsverfahrens für stark adhäsive industrielle Verschmutzungen auf der Basis thixotroper Soil-Release-Gele

In industriellen und gewerblichen Lackierkabinen liegt der Lackverlust, welcher als Lacknebel (sog. Overspray) nicht das zu beschichtende Teil erreicht, bei 10-90% der eingesetzten Lackmenge. Der Overspray, der nicht durch die Abluftanlage abgesaugt wird, bildet auf den Kabinenwänden stark adhäsive Verschmutzungen. Deren Entfernung erfordert den Einsatz organischer Lösemittel oder abrasiver Verfahren, welche umweltschädlich sind, die Flächen beschädigen können und einen hohen Personaleinsatz erfordern. Als vorbeugende Maßnahme werden Abziehfolien oder - lacke vor Beginn der Lackierarbeiten auf die Wände aufgebracht und später zusammen mit dem Overspray wieder abgezogen. Dieses Verfahren ist sehr aufwändig. Ziel des Projektes war die Entwicklung eines Reinigungsverfahrens für stark adhäsive industrielle Verschmutzungen auf der Basis thixotroper Polymerdispersionen. Für ein umweltfreundliches Verfahren sollte nur Wasser als Lösungsmittel eingesetzt werden. Die Reinigung sollte leicht und in kurzer Zeit möglich sein und die Beschichtung auf den Wänden zeitsparend zu erneuern sein. Als Basis für die Polymerdispersionen wurden verschiedene Filmbildner zusammen mit Additiven auf ihre Wirksamkeit untersucht. Mischungen aus einem Ethylenoxid Propylenoxid Block-Copolymer mit Polyethylenglycol, Carboxymethylcellulose und pyrogener Kieselsäure unter Zusatz eines Netzmittels erwiesen sich als besonders geeignet. Die aufgebrachten Polymerbefilmungen waren beständig gegen lösemittel und wasserbasierte Lacke und auch bei erhöhter Temperatur und Luftfeuchtigkeit ausreichend stabil. Auf allen Substraten war eine vollständige Entfernung der aufgebrachten Lackanschmutzungen bei sehr geringem Wassereinsatz und geringem manuellen Aufwand möglich. Die Polymerbefilmungen eignen sich auch, um bereits mit Lack angeschmutzte Soil-Release Polymerschichten durch nochmaligen Dispersionsauftrag zu stabilisieren. Dadurch können personalintensive Reinigungsschritte bei der regelmäßigen Wartung der Lackierkabinen eingespart werden, was eine erhebliche Kosteneinsparung bedeutet.

IGF: Quellverminderung/Trocknungsverfahren für Wasserlacke

Using a Membrane Separation Process for the Depigmentation of Water Lacquer

The objective is to de-pigment mixed lacquers, which result from spraying water lacquers. This is to be done decentrally, on-site, with the help of membrane separation processes. It is anticipated that the technical and economic feasibility of this recycling method will be demonstrated. If widely used, this process would lead to a reduction of waste in paint shops. Most paint shops have problems with the purity of colour in recycled lacquers. Moreover, a vacuum evaporation cannot currently separate water lacquer into solid and fluid components economically. This new process consists of separating the components of the mixed lacquer by various membranes. It shows that economical de-pigmentation can be carried out in small- and medium-sized business. The primary ecological effects include conserving raw materials and avoiding waste. The advantage is the decentralized on-site processing in which the mixed lacquers need not be ultrafiltered for transportation and diluted afterwards. This results in additional water savings.

Wasser als umweltfreundliches Medium bei Herstellung, Verarbeitung und Anwendung von Kunststoffen, Teilvorhaben 4

Integrierter Umweltschutz in der Keramikindustrie: Entwicklung eines Verfahrens zur Dekoration von hochwertiger, verzierter Gebrauchskeramik ohne Einsatz von organischen Loesemitteln

Saccharosefolgechemie II, Teilvorhaben 7: Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen auf Kohlenhydratbasis in der Lackindustrie

Im Rahmen des Vorhabens sollen neuartige Zuckerderivate im Labormaßstab hergestellt werden und in lacktechnischen Prüfungen hinsichtlich ihrer Eignung als Lackkomponente geprüft werden. Dabei liegt der Schwerpunkt für den Einsatz der neuartigen Zuckerderivate bei den Wasserlacken. Ziel der Arbeiten ist es aus den Zuckerderivaten sowohl Additive als auch Bindemittel für Anwendungen im Lackbereich zu entwickeln. Aus den Additiven bzw. Bindemitteln werden Richtrezepturen formuliert und mit wettbewerbsfähigen Handelsprodukten verglichen.

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