Biobasierte Zwischenprodukte für Lackanwendungen unter Berücksichtigung der Nachhaltigkeit

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1 Biobasierte Zwischenprodukte für Lackanwendungen unter Berücksichtigung der Nachhaltigkeit Bingen, November 15th 2017 Dr. ir. Toine Biemans Head of R&D, Worlée Chemie

2 Über Worlée Gegründet 1851 als hanseatisches Handelshaus Familienunternehmen, in fünfter Generation geführt Kerngeschäft: Veredelung von Rohstoffen Produktion von Rohstoffen Innovative Lösungen für die Produktund Anwendungsentwicklung Drei Standbeine: Natürliche Rohstoffe (Worlée NaturProdukte GmbH) Chemische Rohstoffe (Worlée-Chemie GmbH) Kosmetische Rohstoffe (Worlée-Chemie GmbH) Etablierter und zuverlässiger Partner im B2B-Bereich Standort Hamburg Standort Lauenburg Standort Lübeck I 2 I

3 The Three Elements of Sustainability Society Equitable Sustainable Economy Bearable Viable Environment I 3 I

4 Das Nachhaltigkeitsengagement der Worlée-Chemie ISO 9001 (Qualität) ISO (Umwelt) ISO (Energie) OHSAS (Arbeitssicherheit) DIN Spec (Gesundheit; in Arbeit) I 4 I

5 Biobased Raw Materials vs Sustainability The Three Elements of Sustainability Society Equitable Sustainable Economy Bearable Viable Environment I 5 I

6 Current use of Biobased Raw Materials Alkyd resins: fatty acid modified polyesters O O O PSA + O H O H H O H O Penta H O O O C O 2 H O H O H F S H O 2 C P S A P e n t a O H P S A F S P e n t a P S A P S A H O 2 C H O P e n t a F S P S A P S A F S P e n t a P S A P e n t a O H P S A P S A H O 2 C H O P e n t a O H F S F S P e n t a O H P S A C O 2 H I 6 I

7 Conventional building blocks for alkyd resins Alkydresin Fatty acids & Oils Polycarboxylic acids Monocarboxylic acids Polyols Natural oils Linseed oil Sunflower oil Bi-functional Phthalic anhydride Isophthalic acid Benzoic acid p-t-butylbenzoic acid Rosin Bi-functional Ethyleneglycol Neopentylglycol Natural fatty acids Soya fatty acid Cotton fatty acid Tri-functional Trimellitic anhydride Tri-functional Trimethylpropane Glycerine Synthetic fatty acids Isononanoic acid 2-Ethylhexanoic acid Tetra-functional Pentaerythrythol Hexa-functional Dipentaerythrythol I 7 I

8 Available biobased building blocks for alkyd resins Alkydresin Fatty acids & Oils Polycarboxylic acids Monocarboxylic acids Polyols Natural oils Linseed oil Sunflower oil Bi-functional Phthalic anhydride Isophthalic acid Benzoic acid p-t-butylbenzoic acid Rosin Bi-functional Ethyleneglycol Neopentylglycol Natural fatty acids Soya fatty acid Cotton fatty acid Tri-functional Trimellitic anhydride Tri-functional Trimethylpropane Glycerine Synthetic fatty acids Isononanoic acid 2-Ethylhexanoic acid Tetra-functional Pentaerythrythol Hexa-functional Dipentaerythrythol I 8 I

9 Top value added chemicals from biomass Succinic acid Lactic acid Furandicarboxylic acid Cashew Nutshell Liquid Itaconic acid U.S. Department of Energy, 2004 Rosin Glycerine Sorbitol Isosorbide Xylitol I 9 I

10 A selection of biobased raw materials Saccharide: e.g. Isosorbide, Sorbitol Furandicarboxylicacid: Cashewnutshell oil: Lactic acid: Itaconic acid: Succinic acid: Pentaerythritol: After heating: Anacardic acid Cardol Cardanol 70% 18% 5% 10% 80% Lignin: 1,3-Propandiol: 1,4-Butandiol: I 10 I

11 Available biobased building blocks for alkyd resins Alkydresin Fatty acids & Oils Polycarboxylic acids Monocarboxylic acids Polyols Natural oils Linseed oil Sunflower oil Bi-functional Succinic acid Dimer fatty acids Rosin Bi-functional 1,3-Propanediol 1,4-Butanediol Isosorbide Natural fatty acids Soya fatty acid Cotton fatty acid Tri-functional Itaconic acid Lactic acid Tri-functional Glycerine Tetra-functional Bio-Pentaerythrythol Hexa-functional Bio-Dipentaerythrythol Sorbitol I 11 I

12 Biobased Raw Materials vs Sustainability The Three Elements of Sustainability Society Equitable Sustainable Economy Bearable Viable Environment I 12 I

13 Nachhaltige Anbau von Leindotteröl (Camelina sativa) I 13 I

14 Kooperation mit der Leuphana Universität Lüneburg Industriell genutzte landwirtschaftliche Produkte vs Lebensmittelproduktion I 14 I

15 In der Vergangenheit führte steigende Pflanzenöl- Nachfrage zur Abholzung von Wäldern für die Schaffung von weiteren Nutzflächen Lösungen: - Einjährige Ölpflanzen als Zwischenfrucht - Mischfruchtanbau Keine Konkurrenz mit der Landwirtschaft für Nahrungsmittel I 15 I

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17 Mischfruchtanbau I 17 I

18 Trennung Saatgut Stärke Produzent Erbsen Leindotter Samen Leindotter Samen Erbsen Landwirte Ölmühle Wertschöpfungskette Holzpflege Produkte Leindotter Öl Presskuchen (Tierfutter) Farbe & Lack Produzent Alkydharz Emulsion I 18 I

19 Ökologische Vorteile Keine zusätzliche Ackerfläche benötigt keine Konkurrenz zu Lebensmittelherstellung nachhaltige Produktion von Leindotter Umweltschutz Leindotter: Aufgrund seiner Seltenheit auf der Roten Liste der Nutzpflanzen Mischfruchtanbau führt zu Synergien Erbsenpflanzen nutzen Leindotter als Rankhilfe erleichtert Ernte weniger Unkrautdruck als bei Erbsenreinsaat Reduktion der Pflanzenschutzmittel Blühender Leindotter bietet Futter für bedrohte Insekten Stärkung der biologischen Vielfalt I 19 I

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21 Plant Oils Linolensäure : HO 2 C C18:3i Linolsäure : HO 2 C 9 12 C18:2i 11 Konjugierte Fettsäure : HO 2 C 9 C18:2c Algae Oil Eicosapentaensäure I 21 I

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23 Linolensäure : HO 2 C C18:3i Linolsäure : HO 2 C 9 12 C18:2i 11 Konjugierte Fettsäure : HO 2 C 9 C18:2c Fragen: - wird C18 benötigt? - was wird benötigt? H O 2 C C12:3i I 23 I

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29 Chitosan Chitin Alkaline Deacylation Chitosan I 29 I

30 I 30 I

31 Thank you for your attention! I 31 I