Institut für Kunststofftechnologie und -recycling e. V. – IKTR


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Geförderte Projekte: 2


Beschichtungen unter Verwendung wässriger Polymerdispersionen auf Basis biozider Polymere


Bewuchs von Alternaria alternata auf einem mit BP-V326 beschichteten Probekörper; © IKTR e. V.
Bewuchs von Alternaria alternata auf einem mit BP-V326 beschichteten Probekörper; © IKTR e. V.

Projektidee

Ziel des FuE-Projektes war die Entwicklung eines Bindemittels für Innenraumbeschichtungen auf der Basis fungizid funktionalisierter Polymere in Form feinteiliger, wässriger Polymerdispersionen.
Es sollten aus den Stoffklassen der der Aminoacrylate, der N-substituierten Maleimide und der Betaine für die Etablierung einer bioziden Wirkung aussichtsreiche Verbindungen ausgewählt und systematisch miteinander kombiniert werden. Die Stoffsysteme sollten für die Herstellung von wässrigen Bindemitteldispersionen geeignet sein.

Kundennutzen

Durch Emulsionspolymerisation konnten verschiedene Kombinationen biozider Struktureinheiten in eine Styrol/Acrylat-Bindemittelbasis eingefügt werden. Die so erhaltenen Dispersionen erwiesen sich als zur Filmbildung geeignet.
Unter den verschiedenen Kombinationen biozider Strukturelemente erwies sich die Kombination von N-substituierten Maleimiden und Sulfobetainen hinsichtlich Verfügbarkeit der Ausgangsstoffe, Stabilität der erhaltenen Dispersionen, biozider Wirkung, Filmbildung und des Polymerisationsverhaltens in Emulsionspolymerisation als besonders geeignet.
Die Bestimmung der Partikelgrößenverteilung ergab, dass die erhaltenen Dispersionen vergleichbar mit kommerziellen Produkten sind. Zur überprüfung der Verwendbarkeit der synthetisierten Emulsionspolymerisate zur Formulierung von Dispersionsfarben wurden verschiedene anwendungstechnische Kenngrößen ermittelt (Wasseraufnahme, Wasserdampfdurchlässigkeit, Pigmentbindevermögen und Oberflächenspannung). Bezüglich der Wasseraufnahme und Wasserdampfdurchlässigkeit konnte festgestellt werden, dass es sich - bedingt durch die Styrol/Acrylat-Bindemittelbasis - um eine hydrophobe Beschichtung handelt und die durch die Betaine eingebrachten ionischen Strukturen die Wasserdampfdurchlässigkeit nicht wesentlich beeinflussen. Das Pigmentbindevermögen, bestimmt über die kritische Pigmentvolumenkonzentration anhand von Glanzmessungen, liegt wie auch die Oberflächenspannung der Dispersion in einem Bereich, der dem konventioneller anionisch stabilisierter Acrylat-Copolymerisate entspricht. Demzufolge ist das gewählte Stoffsystem für die Formulierung von Dispersionsfarben geeignet. Es ist mit den entwickelten Polymerdispersionen als Filmbildnern möglich, Beschichtungen herzustellen, in denen das Bindemittel aktiv den Bewuchs durch Schimmelpilze bekämpft. Es wurde nachgewiesen, dass die für die Herstellung der Polymerdispersionen verwendeten funktionellen Monomere aus der Klasse der Maleimide, Sulfobetaine und Aminoacrylate in Kombination zur Bewuchshemmung gegen Schimmel geeignet sind.

Ausblick

Im Projekt wurde der Nachweis erbracht, dass wässrige Polymerdispersionen, wobei durch die Verwendung biozider Struktureinheiten das Polymer selbst mit einer bioziden, im Speziellen fungiziden, Funktionalität versehen ist, entwickelt wurden. Dieses Polymer bildete während der Trocknung durch Koaleszenz einen zusammenhängenden Film mit für Innenraumbeschichtungen typischen Verfilmungseigenschaften aus.
Aufgrund der guten Entwicklungsergebnisse werden die Markteintrittschancen für das im Rahmen dieses Projektes entwickelten Produktes als sehr erfolgreich eingeschätzt.
Die übertragung der Projektergebnisse in die Wirtschaft verlief bisher positiv (Akquirierung von drei Industrieaufträgen).

Stand: 18.01.2016
Projektdaten aktualisiert: 05.12.2015

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