Wasserbasierte PUD-Klebstoffe mit biobasierter Polyol-Komponente — technisch ebenbürtig, CO2-Footprint kleiner

Die Covestro Deutschland AG hat in Kooperation mit den Klebstoffherstellern Jowat SE (BioPlastik-Partner) und Henkel AG & Co. KGaA Polyurethan-Dispersionsklebstoffe (PUD) mit einem biobasierten Anteil von über 50 Prozent entwickelt. Technisch könnten sie herkömmliche Klebstoffe in den Bereichen Holz, Möbel und Automobil ohne große Anpassungen ersetzen. Das Fraunhofer-Institut für Umwelt‑, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT (IBB-Netzwerkmitglied) belegte außerdem den Beitrag der neuen Produkte zum Klimaschutz. Lösemittelfreie, wasserbasierte Polyurethan-Dispersionen (PUD) kommen als Klebstoffe in vielen Produkten zum Einsatz. Sie bestehen aus einer Urethan- und einer Polyesterpolyol-Komponente. Im Projekt gelang es den Forschern, die Polyesterpolyole auf Basis nachwachsender Rohstoffe herzustellen: Bernsteinsäure, Sebacinsäure, 1,3‑Propandiol und 1,4‑Butandiol eigneten sich als Monomere. Die so hergestellten PUD-Klebstoffe hatten einen biogenen Kohlenstoffanteil von insgesamt über 50 Prozent. In den Anwendungsbereichen Holz, Möbel und Automobil wiesen sie technische Kennwerte nahe am Marktstandard auf. Für biobasierte Schuhklebstoffe besteht noch Optimierungsbedarf. Auch die Herstellung demonstrierten die Forscher exemplarisch für einen der am besten geeigneten Polyester bis in den Produktionsmaßstab. ​„Einer kommerziellen Umsetzung stehen eigentlich nur noch die Rohstoffkosten im Wege. Sie sind bei den biobasierten Chemikalien aktuell noch höher als bei den fossilen Pendants. Mittelfristig können sich diese Preise jedoch angleichen“, erklärt Projektleiter Dr. Martin Melchiors von Covestro. Dann bestehen gute Marktchancen, denn nicht zuletzt haben die Bio-Klebstoffe Vorteile im Hinblick auf den Klimaschutz, das belegte eine Berechnung des Fraunhofer UMSICHT: Demnach haben die biobasierten PUDs einen um mehr als 25 Prozent verringerten CO₂-Footprint im Vergleich zu herkömmlichen fossilbasierten PUDs. Bei seiner Suche nach einem Ersatz für Erdöl in Klebstoffen legte das Forscherteam Wert darauf, überwiegend einheimische Rohstoffe zu nutzen, um künftige neue Abhängigkeiten von Exportländern zu vermeiden. Alle im Vorhaben verwandten Biochemikalien lassen sich – zum Teil biotechnologisch – aus den nachwachsenden Rohstoffen Lignocellulose, Stärke, Saccharose, Rizinusöl und Glycerin herstellen, die wiederum Bestandteil von u.a. Holz, Pflanzensamen oder Mais sind oder bei der Biodieselproduktion anfallen. Von diesen Rohstoffen wird nur das Rizinusöl aus einer nicht in Europa wachsenden Pflanze, dem Wunderbaum, gewonnen. Das Vorhaben ​“Thermoaktivierbare Bio-Klebstoffe (ThermoBIK)” wurde vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) gefördert. Der Abschlussbericht und weitere Informationen stehen auf fnr​.de unter den folgenden Förderkennzeichen zur Verfügung: 

• FKZ 22018212: Covestro Deutschland AG, Entwicklung neuer Polyesterpolyole und Polyurethandispersionen
• FKZ 22032112: Henkel AG & Co. KGaA, anwendungstechnische Untersuchungen
• FKZ 22032212: Jowat SE, anwendungstechnische Untersuchungen 

Quelle: FNR (PM 2018 – 68)