Nachhaltige Klebstoffalternative

Reaktive Schmelzklebstoffe (RHM) auf Isocyanatbasis werden aufgrund ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften verstärkt eingesetzt, von der Verpackung über den Automobilbau bis hin zu technischen Textilien. Die Zusammensetzung dieser urethanbasierten Klebstoffe birgt jedoch auch Gefahren, z.B. die Freisetzung von gefährlichem Isocyanat. Im Projekt „BioRUHM“ strebt das Fraunhofer IFAM gemeinsam mit Projektpartnern die Entwicklung eines Konzepts auf urethanfreier Basis an.

Verfügbare alternative RHMs liegen im Leistungsspektrum weit zurück

Hauptbestandteil der polyurethanbasierten reaktiven Schmelzklebstoffe ist ein feuchtigkeitshärtendes PU-Prepolymer, das durch Reaktion mit der Umgebungsfeuchte aushärtet. Die Hauptrohstoffe für die Herstellung des Prepolymers sind Polyole und Diisocyanate.

Dies ist mit einem wesentlichen Nachteil dieser Klebstoffklasse verbunden: der Freisetzung von gefährlichem Isocyanat (NCO) aus Resten von überschüssig eingesetzten Monomeren oder als Folge der Rückspaltung von Urethangruppen bei erhöhten Temperaturen, wie es bei der Verarbeitung häufig der Fall ist. Die hochreaktive NCO-Gruppe birgt u.a. die Gefahr einer Sensibilisierung. Daher besteht für diese Stoffklasse eine Kennzeichnungspflicht. Einige der derzeit verfügbaren alternativen RHMs liegen in ihrem Leistungsspektrum zum Teil weit hinter den PU-basierten zurück und konnten sich daher nicht am Markt durchsetzen.

Im Projekt „BioRUHM“ wird die Entwicklung eines reaktiven Schmelzklebstoffkonzeptes auf urethanfreier Basis angestrebt. Hierfür sollen Prepolymere mit reaktiven Endgruppen aufgebaut werden.

Die Projektpartner und die Rolle des Fraunhofer IFAM

Das „BioRUHM“ Team teilt sich entsprechend der Expertisen auf. Die Adtracon GmbH koordiniert das Vorhaben und bringt neben relevanten Anwendungsbeispielen und deren Spezifikationen, Produktreferenzen und Formulierungsarbeit ein, und führt die erforderlichen Prüfungen durch, um das Konzept für konkrete Anwendungen zu qualifizieren.

Die Hobum als Partner auf der Rohstoffseite steuert ihre Kompetenzen zu biobasierten Bausteinen bei und arbeitet mit dem Fraunhofer IFAM an der Synthese von Prepolymeren und dem Aufbau einer Datenbank zu biobasierten Polyesterpolyolen.

Am Fraunhofer IFAM werden die Analysen zu den Polyesterpolyolen ergänzt, zusammengeführt und für das Design der angestrebten Prepolymere bewertet. Die reaktiven Prepolymere werden schließlich am Fraunhofer IFAM auf ihre Biokompatibilität und Unbedenklichkeit untersucht.

Projektpartner

• Adtracon GmbH, Hilden (Koordinator)
• HOBUM Oleochemicals GmbH, Hamburg
• Fraunhofer IFAM, Bremen

Förderung

Gefördert durch das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages; Projektträger dieses Projektes ist die FNR

Förderkennzeichen: 2220NR187

Laufzeit: 01.11.2022 – 31.10.2025