Institut für Lacke und Farben e.v. Abbauverhalten von Filmkonservierungsmitteln in Fassadenfarben

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1 Institut für Lacke und Farben e.v. Abbauverhalten von Filmkonservierungsmitteln in Fassadenfarben Dipl. Chem. orbert Hinzelmann Tel.: 0391/ Hinzelmann, 14. ovember 2012 Folie r.: 1

2 Belastungen von Außenfassaden. Hinzelmann, 14. ovember 2012 Folie r.: 2

3 Algen und Pilzbewuchs Bildquelle: M.Burkhardt,Applica 12/2006, Einsatz von Bioziden in Fassaden Lebensbedingungen Algen Wasser, Feuchtigkeit Licht CO 2. Hinzelmann, 14. ovember 2012 Lebensbedingungen Pilze Wasser, Feuchtigkeit organische ährstoffe Folie r.: 3

4 Schutzmöglichkeiten oder ist die atur stärker? Oberflächeneffekt Abperleffekt Feuchteverhinderung: Hydrophobe und IR Beschichtung Chemische Effekte: Alkalität Photokatalyse Biozide. Hinzelmann, 14. ovember 2012 Folie r.: 4

5 Biozideinsatz Die Biozid Produkte Richtlinie (98/8/EG) Biozide sind Stoffe oder Zubereitungen, denen bestimmungsgemäß die Eigenschaft innewohnt, Lebewesen abzutöten oder zumindest in ihrer Lebensfunktion einzuschränken. Sie werden u.a. als Holzschutzmittel, Desinfektionsmittel, Prozesskonservierungsmittel, Insektizide, Rodentizide eingesetzt. HAUPTGRUPPE 2: Schutzmittel Produktart 7: Beschichtungsschutzmittel. Hinzelmann, 14. ovember 2012 Folie r.: 5

6 Biozide in Fassadenfarben Algizid Algizid und Fungizid Fungizid H SCH 3 H H H S O Cl Cl H O CH 3 CH 3 Terbutryn (METT) Octylisothiazolinon (OIT) Diuron (DMCU) S O Zn O S H H O OMe H SCH 3 H Zinkpyrithion (ZPT) Carbendazim (BCM) Irgarol (MCTT) CH 3 O C H 3 O H O I H CH 3 CH 3 3 Iodopropinylbutylcarbamat (IPBC) Isoproturon (IPU). Hinzelmann, 14. ovember 2012 Folie r.: 6

7 Biozide Eigenschaften Wasserlöslichkeit [mg/l] Weitere Anwendungsbereiche OIT 480 IPBC 156 Kosmetik IPU 65 Herbizid DMCU 35 Herbizid METT 25 Herbizid ZPT 8 Kosmetik BCM 8 Getreideschutz MCTT 7 Antifoulingbeschichtung. Hinzelmann, 14. ovember 2012 Folie r.: 7

8 Marktübersicht Fassadenfarben Basierend auf 35 Proben wurden OIT, METT, MCTT und IPU als biozide Wirkstoffe identifiziert. Da kein Wirkstoff allein in der Lage ist, einen Pilz und Algenbefall zu verhindern, muss in der Praxis auf Kombinationen mehrerer Wirkstoffe zurückgegriffen werden. Die Wirkstoffkonzentrationen der Biozide in Fassadenfarben liegen im Bereich von 500 bis 2000 ppm. Acrylat Silikon Anzahl 10/35 7/35 OIT 6/10 4/7 METT 6/10 5/7 Anzahl ohne Biozid 3/2 1/1. Hinzelmann, 14. ovember 2012 Folie r.: 8

9 Bindemittelscreening 90 Polyacrylatharz POLYDIMETHYLSILOXAE %T Wellenzahlen (cm-1) charakteristische IR Banden Acrylatharz Silikonharz 1735 cm cm cm cm cm cm 1. Hinzelmann, 14. ovember 2012 Folie r.: 9

10 Biozidanalytik HPLC System ausgestattet mit Trennsäule ucleodur C x 4,6 mm, 5 μm Partikelgröße HPLC Bedingungen Mobile Phase: Flussrate: Injektionsvolumen: Säulentemperatur: Detektion bei [nm]:. Hinzelmann, 14. ovember 2012 A: 24% Wasser B: 76% Methanol 1mL/min 20 µl 30 C OIT bei 280 nm METT bei 230 nm Agilent Technologies (HPLC) 1200 Folie r.: 10

11 Probenpräparation Faserzementplatten DI A5 eutralwaschung ph < 8 Universalgrund 1 Schicht (Universalgrundierung) Fassadenfarbe 2 Schichten (Auftragen nach technischem Merkblatt) Konditionierung 7 bis 14 Tage im Klimaraum (23 C, 50% RH). Hinzelmann, 14. ovember 2012 Folie r.: 11

12 Versuche zum Abbauverhalten der Biozide Klimasimulation nach DI E ISO Freibewitterung nach DI E ISO 2810 Laborauswaschtest nach DI E Algen und Pilzbewuchstest nach DI E bzw. DI E Hinzelmann, 14. ovember 2012 Folie r.: 12

13 iederschlagsmenge Raum Magdeburg , , ,3 86,3 Mai 50 13,8 25,7 August Hinzelmann, 14. ovember 2012 Folie r.: 13

14 Biozidabbau während Freibewitterung Acrylatharzsystem Silikonharzsystem 100 OIT 100 OIT 80 METT 80 METT Mai 09 Aug 09 ov 09 Feb 10 MaiAug ovfeb Mai Mai 09 Aug 09 ov 09 Feb 10 Mai Aug ov Feb Mai Zeit [Monate]. Hinzelmann, 14. ovember 2012 Folie r.: 14

15 Algen und Pilztest Algenbewuchs und Biozidretentionswert in [%] Acrylatharzsystem METT OIT Algenbewuchs 0 M 6 M 12 M Silikonharzsystem METT OIT Algenbewuchs 0 M 6 M 12 M Bildquelle: Internet. Hinzelmann, 14. ovember 2012 Zeit [Monate] Folie r.: 15

16 Biozidabbau bei Klimasimulation Acrylatharzsystem Silikonharzsystem OIT METT OIT METT Zeit [Stunden]. Hinzelmann, 14. ovember 2012 Folie r.: 16

17 Biozidabbau durch Laborauswaschung Acrylatharzsystem Silikonharzsystem OIT METT OIT METT Auswaschgang [Tag]. Hinzelmann, 14. ovember 2012 Folie r.: 17

18 Zusammenfassung In Fassadenfarben wurden Kombinationen mehrerer Biozide gefunden. Octylisothiazolinon, Terbutryn, Irgarol und Isoproturon wurden als verwendete Wirkstoffe identifiziert. Im Laufe der Zeit wurde während der Freibewitterungs versuche bei Acrylatsystemen ein höheres Biozidretentionswert unabhängig vom individuellen Wirkstoff beobachtet. Beim Silikonharzsystem wurde beim Algentest eine Zunahme des Bewuchses während der gesamten Prüfdauer festgestellt. ach zwei Jahren Freibewitterung war bei den Pilztests kaum Bewuchs feststellbar. Die Biozidgehalte entsprachen den Mindesthemmkonzentrationen.. Hinzelmann, 14. ovember 2012 Folie r.: 18

19 Danksagung Dieses Projekt wurde durch die Investitionsbank Sachsen Anhalt gefördert (ZWB r. 0804/00080). Danke für Ihre Aufmerksamkeit!. Hinzelmann, 14. ovember 2012 Folie r.: 19

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