Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

 

Verbundvorhaben: Thermoaktivierbare Bio-Klebstoffe (ThermoBiK); Teilvorhaben 3: Anwendungstechnische Untersuchungen

Anschrift
Jowat SE
32758 Detmold
Ernst-Hilker-Str. 10-14
Kontakt
Dr. Hartmut Henneken
Tel: +49 5231 749-5300
E-Mail: hartmut.henneken@jowat.de
FKZ
22032212
Anfang
01.08.2014
Ende
31.12.2017
Aufgabenbeschreibung
Lösemittelfreie, wasserbasierte Dispersionsklebstoffe werden bei der Herstellung einer Vielzahl von Konsumgütern eingesetzt. Produzenten in den Schwerpunktbereichen Automobil, Möbel und Schuh verwenden dabei typischerweise einzeln an Werkstoffe und Fertigungsverfahren angepasste, thermoaktivierbare Klebstoffformulierungen. Hauptkomponenten (neben Wasser), aus denen die Klebstoffdispersionen bestehen, sind Polyurethane aus Isocyanaten und Polyesterpolyolen wobei die Eigenschaften des Polyurethans im Wesentlichen durch die Polyesterpolyolkomponente bestimmt werden. Polyesterpolyole werden heute kommerziell aus erdölbasierten Diolen und Dicarbonsäuren hergestellt. Zwingende Eigenschaft der Polyesterpolyole für die oben beschriebenen Anwendungsfelder ist eine gute Kristallisation, da nur dann die erforderliche Thermoaktivierbarkeit der Polyurethandispersionen erzielt werden kann. Mittels Thermoaktivierung wird die bei Raumtemperatur nichtklebrige Schicht klebfähig. Projektziel ist die Entwicklung neuer kristalliner Polyesterpolyole, darauf aufgebauter thermoaktivierbarer Polyurethandispersionen und darauf basierender Klebstoffformulierungen; die Entwicklung soll sich dabei an der bereits bestehenden Verfügbarkeit nachwachsender Rohstoffe orientieren bzw. an der Möglichkeit der wirtschaftlichen Herstellung. Formulierung der von BAYER entwickelten neuen Rohstoffe als Bindemittel in PU Dispersionen. Rezepturentwicklung mit Hilfe statistischer Versuchsplanung und Formulierungsroboter.
Ergebnisdarstellung
Lösemittelfreie, wasserbasierte Polyurethandispersions (PUD)-Klebstoffe werden bei der Herstellung einer Vielzahl von Konsumgütern eingesetzt. Produzenten in den Schwerpunktbereichen Automobil, Möbel und Schuh verwenden dabei typischerweise einzeln an Werkstoffe und Fertigungsverfahren angepasste, thermoaktivierbare Klebstoffformulierungen. Diese basieren bis heute ausschließlich auf petrochemischer Basis. Im Teilvorhaben 3 des Verbundvorhabens Thermoaktivierbare Bioklebstoffe hat die Firma Jowat SE die von Covestro entwickelten thermoaktivierbaren PU-Dispersionen für anwendungstechnische Untersuchungen in Einsatzbereichen der Möbelindustrie und der Automobilindustrie eingesetzt und getestet. Einige dieser biobasierten, thermoaktivierbaren PUDs sind grundlegend zur Anwendung in der Möbel- und Automobilindustrie geeignet und stellen eine prinzipiell funktionierende Alternative zu den herkömmlichen fossilen PUDs dar, die das Potential haben durch geeignete Formulierung in den Zielanwendungen die konventionellen petrochemischen Systeme zu ersetzen. Im Möbelbereich konnten zwei 2K-Klebstoffformulierungen auch bei einem Kunden im realen Anwendungsfall getestet werden. Der Versuch erfolgte im Vergleich zu kommerziellen (petrochemisch basierten) Mustern der Fa. Jowat. Beim Klebstoffauftrag und bei der weiteren Verarbeitung waren keine grundsätzlichen Unterschiede zum Referenzklebstoff ersichtlich. Im Automobilbereich konnten keine externen Versuche beim Kunden durchgeführt werden. Dafür wurden aber mit 2 Formulierungen im hauseigenen Technikum auf einer Vakuumtiefziehanlage Armablagen des Audi A4 mit einer PVC-Schaumfolie kaschiert. Mit den beiden biobasierten Dispersionen wurden im Vergleich zu den reinen Referenzdispersionen vergleichbare Festigkeiten erhalten. Damit erfüllen diese beiden Dispersionen die Grundvoraussetzungen, um auch als Formulierungsbestandteil für Klebstoffe im Automobilbereich eingesetzt zu werden.

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