Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Entwicklung von Alkydharzen mit Anhydroalditolen als Alkoholkomponenten; Teilvorhaben 2: Anwendungstechnische Untersuchungen verschiedener Anhydroalditole

Anschrift
Worlée-Chemie GmbH - Werk Lauenburg
21481 Lauenburg
Worléestr. 1
Kontakt
Dr. Toine Biemans
Tel: +49 4153 596-4760
E-Mail: tbiemans@ch.worlee.de
FKZ
22021308
Anfang
01.06.2010
Ende
31.05.2012
Aufgabenbeschreibung
Alkyldharze 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.
Ergebnisdarstellung
Im Rahmen dieses Projekts wurden chemisch katalysierte Prozesse entwickelt, um in hohen Ausbeuten neuartige Verbindungen (Anhydroalditole) zu synthetisieren, die zur Herstellung von Alkydharzen geeignet sind und damit die Substitution der bisher verwendeten erdölbasierten Polyole ermöglichen. Die hergestellten Alkydharze sind grundsätzlich geeignet zur Herstellung von Bindemitteln für Lacke und Farben. Der Zugang zu möglichen Ersatzstoffen für das aus petrochemischen Vorläufern gewonnene und am häufigsten verwendete Pentaerythrit als Polyol wurde in einfachen Synthesesequenzen aus nachwachsenden Rohstoffen erarbeitet. Im Teilvorhaben 2 wurden anwendungstechnische Untersuchungen zum Einsatz der im Teilvorhaben 1 entwickelten Aldititolderivate als Komponente zur Herstellung von Alkydharzen durchgeführt. Bei den Alkydharzen handelt es sich um synthetische Polyesterharze. Ihre Darstellung erfolgt empirisch unter thermischen Bedingungen aus Polyolen, Fettsäuren bzw. Pflanzenölen sowie mehrbasigen Carbonsäuren. Für die Arbeiten im Teilvohaben 2 wurden die aussichtsreichsten im Teilvorhaben 1 hergestellten Alditolderivate ausgewählt. Diese Beschränkung war notwendig, weil für die nachfolgenden Anwendungen größere Mengen an Alditolen synthetisiert werden mussten. Die ausgewählten Alditolderivate sind mehrmals in der Alkydharz-Synthese eingesetzt worden. Weitere Komponenten zur Herstellung der Alkydharze waren Sojaölfettsäure, Leinölfettsäure, Glycerin, Phthalsäureanhydrid (PSA) und Benzoesäure. Weiter ist Xylol als azeotropisches Lösemittel verwendet worden, um das abgespaltene Wasser zu entfernen und damit das Gleichgewicht der Veresterungsreaktion zu verschieben. Am Ende der Reaktion wurde Vakuum angelegt und das Lösemittel entfernt. Es wurden Alkydharze mit unterschiedlichen Molekulargewichten und unterschiedlichen Viskositäten erhalten. Ausgewählte Alkydharze konnten auch auf die übliche Weise sikkativiert und getrocknet werden.

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