Biobasierter Rohstoffersatz für Polyaspartic

Vier technische Wege für die Substitution biobasierter Ausgangsstoffe in der Polyaspartikum-Umwelttechnologie

1Monomere auf der Basis von Pflanzenölen

Kernrohstoff: Rizinusöl (mehr als 80% der biobasierten PAE werden aus dieser Quelle synthetisiert)

Chemische Methode: Rizinusöl → Hydrolyse → Ricinolsäure → Talgsäure → 1,10-Dekanediamin → Bio-basiertes PAE-Monomer

Vorteile:

• Die Hydroxy-Fettsäure-Struktur verleiht Flexibilität (Verlängerung bei Bruch > 250%).
• Natürliche Hydrophobie (Wasserkontaktwinkel > 95°).

Einschränkungen: Schlechter Fluss bei niedriger Temperatur (erfordert biologische Weichmacher wie Tri-N-Butylcitrat).

2. Monomere der Zuckerfermentation

Repräsentative Monomere:

• 1,5-Diaminopentan (aus Lysindekarboxylierung) → zur Synthese von biobasiertem PDI (Pentamethyldisocyanat) verwendet.
• Succininsäure (E. coli-Gärung) → zur Herstellung biobasierter Kettenverlängerer verwendet.

Leistungsmerkmale:

• Die aliphatische Kettenstruktur verbessert die Hydrolysebeständigkeit (nach 240 h Kochen in Wasser bei 100 °C, Haftung > 90%).
• Die Reaktivität ist um ~ 30% höher als bei PAE auf Erdölbasis (die Oberflächentrocknungszeit wird auf 8 Minuten verkürzt).

3. Lignin-abgeleitete Monomere (Durchbruchrichtung)

Technischer Weg: Lignin → Vanillin → biobasierte aromatische Amine → modifizierte PAE.

Innovationswert:

• Einführt starre Phenylringe; die Härte steigt auf 3H (Stifthärte).
• UV-absorbierende Eigenschaften (QUV-Alterung 3000 h, ΔE < 1,5).

Repräsentative Forschung: LigniPolyTM-Serie, entwickelt von VTT (Finnland), Biogehalt 40%.

4. CO2-abgeleitete Monomere (Begrenzungsforschung)

Technisches Prinzip: Gefangenes CO2 aus der Industrie + epoxidierte Pflanzenöle → Zyklische Carbonate → Aminolyse zu PAE.

Umweltwert: ca. 0,3 t festgelegter CO2 pro Tonne Harz (LCA-CO2-Fußabdruck kann negativ sein).

Strategien zur Leistungsoptimierung für biobasierte PAE-Harze

Rahmen für die Entscheidung über die technische Auswahl von Polyaspartikel für die Umwelttechnologie

Beginnen Sie mit dem Anwendungsbedarf: Entscheiden Sie zunächst, ob eine Härtung über 100 °C erforderlich ist.Vorrang für starre Lignin-/FDCA-Systeme geben und dann Farbgrenzen bewerten, oder wechseln Sie auf entfärbtes Lignin plus FDCA, wenn eine schwache Farbe erforderlich ist. Wenn eine Härtung über 100 °C nicht erforderlich ist, fragen Sie, ob eine schnelle Trocknung (< 10 min) erforderlich ist; wenn ja,wählen Sie eine zuckerbasierte PDI mit einem Nanozellulose-katalysierten System, und wenn nicht, wählen Sie ein flexibles System auf Basis von Rizinusöl.

Grundlagen der Politik und Zertifizierung

Internationale Bescheinigungen:

• ISCC PLUS (Zertifizierung der Massenbilanz).
• USDA BioPreferred® (Mindestgehalt an Biobasis für industrielle Beschichtungen: 25%).

Richtungen für technologische und wirtschaftliche Durchbrüche

Kontrolle der Rohstoffkosten

• Entwicklung von Energiepflanzenölen (z. B. Kamelinaöl) zur Ersetzung von Rizinusöl für Lebensmittel.
• Enzym-katalysierte Prozesse zur Verringerung des Energieverbrauchs (die Bioamination von Evonik reduziert den Energieverbrauch um ~ 60%).

Entwicklung von Leistungsprämien

• Funktionale Komponenten (z. B. Graphen zur Wärmeleitfähigkeit, Silberionen zur antibakteriellen Wirkung) enthalten.
• Entwicklung von abbaubaren Polyureen (Esterase-ausgelöste Hydrolyse) für landwirtschaftliche Mulchfolien.

Neueste Entwicklungen

Das Changchun Institute of Applied Chemistry der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat eine In-situ-Polymerisation mit Cellulose-Nanokristallen erreicht:die Härte von biobasiertem PAE um ~ 50% erhöht und die Kosten nur um ~ 10% erhöht.

Feiyang ist seit 30 Jahren auf die Herstellung von Rohstoffen für polyaspartische Beschichtungen spezialisiert und kann polyaspartische Harze, Härter und Beschichtungsformulationen liefern.
Bitte kontaktieren Sie uns:Marketing@feiyang.com.cn
 

Unsere Produktliste:

• Polyaspartikalharz
• Isocyanat-Härter
• Epoxy-Härter
• Spezialchemikalien

Kontaktieren Sie noch heute unser technisches Team, um zu erfahren, wie die fortschrittlichen polyaspartikalen Lösungen von Feiyang Protech Ihre Beschichtungsstrategie verändern können. Kontaktieren Sie unser Technisches Team