Bio-Basis Polyaspartic Ester (PAE) Harz

Biobasierte Polyasparaginsäureesterharze sind ein hochmolekulares Material, das Umweltverträglichkeit mit starker Leistung verbindet und in Beschichtungen, Klebstoffen und Verbundwerkstoffen zunehmend an Bedeutung gewinnt.

Kernkonzepte von biobasiertem Polyasparaginsäureesterharz

1. Polyasparaginsäureester

Eine spezielle Klasse von Polyaminverbindungen, die durch die Polymerisation von Aspartatester-Monomeren gebildet werden.

Als Schlüsselkomponente von Polyasparaginsäure-Polyharnstoff-Systemen reagiert es mit Isocyanaten unter Bildung von Hochleistungsbeschichtungen.

Vorteile:

1. Hervorragende Witterungsbeständigkeit; UV-Beständigkeit und Anti-Vergilbung
2. Hohe Elastizität und Haftung
3. Einstellbare Aushärtungsgeschwindigkeit
4. Niedriger VOC-Gehalt; umweltfreundlich

2. Biobasiert

Bezieht sich auf Rohstoffe, die aus nachwachsender Biomasse gewonnen werden und herkömmliche, auf Erdöl basierende Rohstoffe ersetzen.

Häufige biobasierte Rohstoffe:

• Rizinusöl → zur Synthese von biobasierten Polyolen verwendet
• Milchsäure → zur Herstellung von biobasierten Monomeren verwendet
• Kolophonium → zur Modifizierung von Harzen und zur Leistungssteigerung verwendet

Kernvorteile von biobasiertem Polyasparaginsäureesterharz

Wichtige Anwendungsbereiche von biobasiertem Polyasparaginsäureesterharz

1. Hochleistungsfähige, umweltfreundliche Beschichtungen

• Bodenbeschichtungen: Fabriken, Parkhäuser (Abriebfestigkeit, Chemikalienbeständigkeit)
• Automobilbeschichtungen: Klarlackschicht (UV-Beständigkeit, hoher Glanz)
• Windturbinenblattbeschichtungen: für Szenarien mit sehr hohen Anforderungen an die Witterungsbeständigkeit

2. Klebstoffe und Dichtstoffe

Wird zum Verkleben in Bau- und Luft- und Raumfahrtverbundwerkstoffen verwendet, als Ersatz für Epoxidharze.

3. 3D-Druckmaterialien

Die Photopolymerisationseigenschaften von biobasierten Polyasparaginsäureesterharzen machen sie für den UV-Härtungs-3D-Druck geeignet.

Technische Herausforderungen und Lösungen für biobasiertes Polyasparaginsäureesterharz

Repräsentative Unternehmen und F&E-Fortschritte

• Covestro: Einführung von teilbiobasierten PAE-Harzen für Automobilbeschichtungen.
• Evonik: Entwicklung von PAE-Monomeren auf Basis von Rizinusöl.

Akademische Forschung:

• Cornell University (USA): Verbesserung der thermischen Stabilität von PAE unter Verwendung von Lignin-basierten Materialien.
• EU-Horizont-Projekt: Entwicklung von 100 % biobasierten Polyharnstoffbeschichtungen.

Zukünftige Trends

1. Politische Treiber: Die EU-REACH-Verordnung und Chinas „Dual-Carbon“-Ziele erhöhen die Verbreitung von biobasierten Materialien.
2. Kreislaufwirtschaft: Kombination mit chemischen Recyclingtechnologien zur Realisierung einer Kreislaufnutzung von Harzen.
3. Höhere Leistung: Entwicklung von flammhemmendem und selbstheilendem biobasiertem PAE, um fortschrittliche Anwendungsanforderungen zu erfüllen.

Empfehlungen zur Auswahl von biobasiertem Polyasparaginsäureesterharz

Wenn Sie herkömmliche, auf Erdöl basierende Polyharnstoff-/Polyurethansysteme ersetzen müssen, priorisieren Sie die folgenden Bewertungen:

• Biobasierter Gehalt (ASTM D6866-Zertifizierung)
• Aushärtungsgeschwindigkeit und Anwendungsfenster (um Konflikte mit bestehenden Prozessen zu vermeiden)
• Langzeit-Witterungsbeständigkeitsdaten (Berichte über beschleunigte Alterungstests)

Gegenwärtig sind die Kosten für biobasierte Polyasparaginsäureesterharze höher als für Produkte auf Erdölbasis. Es ist ratsam, sie zunächst in High-End-Märkten (z. B. Elektrofahrzeuge, Luxusverpackungen) einzuführen, um Kosten und Premium-Preise auszugleichen.

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