GREEN SOLVENTS. in Lacken und Beschichtungen. Dr. Christian Braunshier

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1 in Lacken und Beschichtungen Dr. Christian Braunshier

2 AGENDA Green Solvents in Lacken und Beschichtungen Allgemeines Begriffe, Grüne Chemie, Definitionen Lösungsmittel Definition, Verbrauch, Kennzeichnung, Eigenschaften Green Solvents Beispiele, Eigenschaftsvergleich, Zusammenfassung 2

3 Allgemeines - Begriffe Es gibt keinen international anerkannten Standard für Grüne Produkte / Grüne Chemie Green Solvents sind Bestandteil der Grünen Chemie. Deren Schwerpunkt im Bereich chemischer Reaktionen, Synthese /Herstellung liegt Grob Allgemein kann folgendes gelten: Grüne Produkte und Verfahren sollen Umweltverschmutzungen verringern oder (bestenfalls) ganz vermeiden Unter Umweltverschmutzung kann im weiteren Sinn auch die Beeinträchtigung des Menschen in all seinen Belangen (Sicherheit, Gesundheit, Wohlbefinden) verstanden werden. 3

4 Allgemeines - Begriffe Bauchemie - Aspekte Flüchtige organische Verbindungen (VOC) Regelungen zur Reduktion und/oder Vermeidung: VOC-Regelung, VbF-Regelung Sicherung natürlicher Ressourcen Berücksichtigung begrenzter Ressourcen (z.b. Erdöl) Verschiedene Regelungen führen zu (bzw. sollen zu führen) geringeren Energieverbrauch (zb Sparlampe, Wärmedämmung, ) 4

5 Green Solvents - Bedeutung Was ist ein Green Solvent? Umweltfreundliche Lösungsmittel oder Biolösungsmittel aus Nutzpflanzen (University of Bristol) Grünes Lösungsmittel: Mögliche Gefahren die aus den Eigenschaften der bisherig verwendeten Produkte resultieren zu MINIMIEREN oder zu BESEITIGEN Es sind also Produkte gesucht mit Höherem Flammpunkt VbF, ADR, Lagerung Höherem Siedepunkt (Hochsieder) - VOC Geringerer Auswirkungen auf Mensch und Umwelt HSE 5

6 Allgemeines - Begriffe Mit dem laufend steigenden grünen Verständnis steigt auch die Nachfrage nach entsprechenden Produkten. 8

7 Allgemeines Forschung & Entwicklung Green Solvents Conference gegr. 2002, Tagung alle 2 Jahre, zuletzt 2014, Dresden ( Okt.) Schwerpunkte: Anwendung bei der Synthese Ionische Flüssigkeiten Katalysatoren wasserbasierende Produkte /Anwendungen 9

8 Allgemeines Grüne Chemie Aus diesen Überlegungen ergeben sich die 12 Prinzipien der Environmental Protection Agency der USA (EPA) Paul Anastas (EPA), John C. Warner (Polaroid) (Übersetzung: Wikipedia) 1. Vermeidung von Abfällen anstelle deren Entsorgung 2. Atomökonomie und Atomeffizienz 3. Verwendung und Herstellung harmloserer und weniger giftiger Chemikalien 4. Entwicklung von ungefährlichen Produkten 5. Verwendung von ungefährlichen Lösungsmitteln und Hilfsstoffen 6. Bessere Energieeffizienz 7. Bevorzugte Verwendung von erneuerbaren Rohstoffen 8. Kürzere Synthesewege 9. Katalysatoren statt stöchiometrischer Reagenzien 10. Produkte sollen in der Umwelt abbaubar sein 11. Analytische Methoden zur Überwachung der Umweltverschmutzung 12. Von Grund auf sichere Prozesse Brenntag Green Product Line 10

9 Allgemeines - Definition Traditionell: Edukte, Lösungsmittel, Hilfsmittel Produktionsprozess Produkte, Abfälle (Fest Flüssig Gasförmig) Verbesserung: Edukte, Lösungsmittel, Hilsmittel (Katalysatoren) Produktionsprozess mit Recyclierung (von Lösungsmittel, Hilfsmittel, Katalysatoren) Produkte und deutlich reduzierte Abfälle 11

10 AGENDA Green Solvents in Lacken und Beschichtungen Allgemeines Begriffe, Grüne Chemie, Definitionen Lösungsmittel Definition, Verbrauch, Kennzeichnung, Eigenschaften Green Solvents Beispiele, Eigenschaftsvergleich, Zusammenfassung 12

11 Lösungsmittel - Definition Lösungsmittel klassische Lösungsmittel Alkohole (Methanol, Ethanol, Isopropanol, ), Ketone (Aceton, MEK, Isobutylketon), Aliphatische- /Aromatische Kohlenwasserstoffe, Ether ( oxygenated solvents ), NMP, DMSO, 13

12 Lösungsmittel - Verbrauch Weltweit, Anwendung Gesamtbedarf 2012: ca. 28 Mio. Tonnen (Asien ca. 50%) Rest Asien China Japan N- Amerika Europa Graphik: mdpi.com Open Access 14

13 Lösungsmittel Bedarf, Aussichten, Trends International: wichtigste Lösungsmittel-Gruppe Alkohole (Methanol, Ethanol, Isopropanol, n-butanol) Jahr 2011: weltweit ca. 6,4 Mio. Tonnen Österreich: ca Tonnen pro Jahr (für Lacke und Farben relevante Produkte) Name Tonnen Benzine na Isopropanol 9900 Aceton 9000 Ethylacetat 7600 Ethanol 6400 n-butylacetat 5500 MEK 5200 Xylol 4700 Butanol 2500 Toluol

14 Lösungsmittel Bedarf, Aussichten, Trends Aussicht - weltweit Anstieg: Ethanol (ca. 3 % p.a.) und Ethern ( Green Solvents) Rückgang: halogenierten Lösungsmitteln (Westeuropa und Nordamerika) Aromaten und reine Kohlenwasserstoffe Trend High Solid -Systeme (Lösungsmittel Reduzierung), Wasserbasierender Systeme (Lösungsmittel Vermeidung), Green Solvents (möglicher Ersatz - Risiko Minimierung). Recycling 16

15 Green Solvents Allgemeines Begriffe, Grüne Chemie, Definitionen Lösungsmittel Definition, Verbrauch, Kennzeichnung, Eigenschaften Green Solvents Beispiele, Eigenschaftsvergleich, Zusammenfassung 17

16 Gruppe der Acetale Klassifizierung Acetale (green Solvent) und ersetzte Produkte (klassisches Solvent) Acetal Siedep. Flammp. CLP Piktogramm Methylal 42,3-30,5 Ethylal 87,1-7 Butylal 177,9 62,2 Keine TOU Tetraoxaundec an Keine 2-Ethylhexylal Keine 1,3 Dioxolan 76 < 2,5 Ersetzt n.butylacetat MEK, verschiedene Aromate NMP (SVHC!), NEP Testbenzin, Texanol DMF (Dimethylformamid) CLP Piktogramm [Angaben: Lambiotte] 18

17 Acetale, Wirkung im Vergleich D3 Acetalmischung nach 30 sek D3 Acetalmischung nach 120 sek 20

18 Acetale, Wirkung im Vergleich Lösewirkung auf MS-Polymer (Silyl-Terminated PolyEther(STPE)) NMP Methylal Ethylal - Butylal 21

19 Gruppe der Glykolether Klassifizierung Ketone, Ester, Glykolether (Auswahl) Diisobutylketon Boiling point Flash point Einstufung 1) keine Verwendung für low VOC Coating UCAR Filmer IBT keine low VOC Coating UCAR n-pentylpropionat keine low VOC Coating low odor Dowanol DPnB low VOC Coating Dowanol TPnB keine NON VOC Coating coalescent agent [Quelle: DOW] 1) VERORDNUNG (EG) Nr. 1272/2008, EU-Richtlinien 67/548/EWG oder 1999/45/EG 22

20 Gruppe der dibasischen Ester Dibasische Ester (DBE) werden gemäß Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 sowie im Sinne der EG-Richtlinien 67/548/EWG oder 1999/45/EG als nicht gefährlich eingestuft. Anwendung: Reiniger Entfernung von Kleberrückständen - Abbeizer Siedepunkt /Siedebereich: (je nach Produkt) C Flammpunkt: 99 C Leicht biologische Abbaubar: bis 97% in 28d 23

21 Brenntag Blending Solution Konkrete Anfragen vom Markt: Entlackung Forderung: Austausch von NMP Ersatz von NMP bzw. NEP durch TOU Kleberestentfernung auf Holzplatten Forderung: weniger entflammbarer Reiniger (Lösungsmittel) Ersatz von entflammbaren Lösungsmitteln gegen weniger gefährliche Produkte (höherer Flammpunkt vergleichbares Löseverhalten) Kleberestentfernung auf Kautschukfolien Forderung: schnelle Verdunstung optimierter Arbeitsprozess Ausarbeitung einer Lösungsmischung mit einem Kompromiss aus Lösekraft, Kennzeichnung und Verdunstungsrate 24

22 Zusammenfassung Green Solvents sind Teil des Überbegriffes Grüne Chemie Vielleicht kein endgültiger Schritt (und vielleicht auch) keine befriedigende Lösung ABER eine Minimierung möglicher Gefahren für Mensch UND Umwelt sei es im Umgang (z.b. Lagerung, Umgang mit Lösungsmittel) als auch im direkten Einfluss auf den Organismus 25

23 Zusammenfassung Es waren viele kleine Schritt von hier 26

24 Zusammenfassung Nach hier 27

25 Danke für Ihre Aufmerksamkeit BRENNTAG bemüht sich, daß die in dieser Päsentation enthaltenen Informationen und Daten zutreffend sind. Eine Haftung oder Garantie für die Aktualität, Richtigkeit und Vollständigkeit der zur Verfügung gestellten Informationen und Daten ist jedoch ausgeschlossen. Please be informed that this presentation contains confidential information. The presentation shall be kept confidential and shall not be distributed without prior written permission of Brenntag Holding GmbH. 28