Projekt

Mit Hilfe der radikalischen Polymerisation in homogener Phase in überkritischem Kohlendioxid ist die Synthese von Polymeren gelungen, die sich als Bindemittel für Acrylpulverlacke eignen. Sie können anschließend ohne vorhergehende Isolierung mit den anderen Pulverlackkomponenten in überkritischem Kohlendioxid vermischt werden.

Bisher werden Acrylpulverlackbindemittel unter Verwendung umweltschädlicher Lösemittel produziert. Die Verarbeitung des Bindemittels zum Pulverlack erfolgt üblicherweise in mehreren aufeinander folgenden Schritten, welche energieintensiv sind. Daher ist es wünschenswert, einen ökologisch und ökonomisch sinnvollen Prozess zu erarbeiten, in dem keine Lösemittel verwendet werden und der eine weniger aufwendige Formulierung des Lacks erlaubt.

Ziel der Untersuchungen war die Erarbeitung eines Prozesses zur Bindemittelherstellung und Pulverlackformulierung sowie Generierung des Pulverlackes in bzw. mit überkritischem Kohlendioxid.

Vorgehensweise und Ergebnisse:

• Nach ersten Untersuchungen zum Phasenverhalten der Monomere und der Bindemittel in überkritischem Kohlendioxid wurde die Polymerisation in überkritischem Kohlendioxid bearbeitet.
• Durch umfangreiche kinetische Messungen konnten zahlreiche kinetische Konstanten ermittelt werden. Mit diesen Werten konnten Modelle aufgestellt werden, welche experimentell hervorragend validiert wurden.
• Außerdem konnte durch ein Modell ohne hohen experimentellen Aufwand eine Initiierungsstrategie optimiert werden. Experimentell konnten Polymere in homogener Phase bis zu hohen Umsätzen gewonnen werden, die bzgl. ihrer Molmasse und ihrer chemischen Struktur für die Verwendung als Pulverlackbindemittel geeignet sind.
• Nach Phasenuntersuchungen der einzelnen Pulverlackkomponenten in überkritischem Kohlendioxid wurden Pulverlacke komplett in überkritischen Fluiden formuliert. Für diesen Zweck wurde eine Semi-Technikumsanlage aufgebaut.
• Bei der Versprühung aus überkritischer Phase gelang es begrenzt, die Partikelgrößenverteilung und die Partikelmorphologie zu beeinflussen bzw. zu steuern.
• Ein Konzept für eine integrierte Anlage zur Bindemittelsynthese und Pulverlackherstellung ohne Isolation des Bindemittels wurde erarbeitet.

Die erarbeiteten Ergebnisse wurden patentiert.

Bezugsquelle:
Der Abschlussbericht zum Vorhaben kann unter der Signatur
F 05 B 1029 ausgeliehen werden bei der
Technischen Informationsbibliothek (TIB) Hannover
Welfengarten 1B
30167 Hannover