Entwicklung neuer Grundierungssysteme für den Lack-, Farben- und Beschichtungsbereich unter Verwendung von pflanzlichen Proteinen als Bindemittel

• Förderprogramm: ZIM (BMWi)
• Bearbeitungszeitraum: 01.05.2013 – 31.08.2015
• Projektpartner: Kreidezeit Naturfarben GmbH

Ausgangslage:

Die Anwendung von synthetischen Polymeren und deren Derivaten als Grundierungsmittel für die Holzindustrie führt durch Volatile Organic Compounds (VOC) zur Umweltbelastung. Mit der Bewegung „Green Coating“ versucht beispielsweise die Kunststoff- und Papierindustrie neue Bindemittel auf der Basis von einheimischen Rohstoffen zu finden. Einige Naturfarbenhersteller setzen alternative Stoffe als Grundierungskomponenten ein, z. B. Casein oder Schellack. Diese Rohstoffe zeigen zwar die notwendigen Qualitäten bezüglich ökologie und Nachhaltigkeit, sind aber technisch nur sehr bedingt einsetzbar.

Untersuchungen haben folgende Problematiken aufgezeigt:

• Casein und Schellack müssen mit Hilfsstoffen aufgeschlossen werden;
• einige Hilfsstoffe sind bzgl. Einstufung / Kennzeichnung sehr kritisch, z.B. Borsalz;
• Lösungen dieser Rohstoffe sind extrem anfällig gegen mikrobiellen Abbau, d.h. die Lösungen müssen evtl. konserviert werden;
• es besteht bei beiden Rohstoffen eine hohe Gefahr der Versprödung sowie bei Schellack eine bleibende Wasserempfindlichkeit.

Ziele:

Im Rahmen des Projektes soll eine geeignete neue Grundierungskomponente (Bindemittel) für Naturfarben auf Basis pflanzlicher Proteine entwickelt werden. Das neuartige Grundierungssystem ist Bestandteil des gesamten Beschichtungssektors und soll drei wichtige Aufgaben erfüllen:

• Absättigung stark saugender Untergründe
• Verfestigung der Untergründe
• Schaffung einer Haftbrücke zur nachfolgenden Beschichtung.

Aufgrund ihrer nativen Struktur und Modifizierbarkeit sind pflanzliche Proteine eine interessante Alternative für die Verwendung als Bindemittel. Die globulären Proteinfraktionen, Albumine und Globuline besitzen umfangreiche techno-funktionelle Eigenschaften.

Ergebnisse:

Für die Umsetzung der angestrebten Eigenschaften wurden marktverfügbare hochkonzentrierte Pflanzenproteinmuster und weitere Pflanzenquellen wie Raps, Ackerbohnen, Sonnenblumen und Lein geprüft. Als ölkomponente für die wässrig-ölige Grundierung sind Lackleinöl, Firnis und ein Lackleinöl/Kolophonium-Harzprodukt getestet worden. Die Anforderungen bezüglich der Emulgierbarkeit, der Standzeit der Grundierungslösung und der Verarbeitungseigenschaften auf Holz werden erreicht. Die Umsetzung dieses Verfahrens kann durch den Projektpartner in Eigenregie mit einem geringen Investitionsaufwand betrieben werden.