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IMPAG GmbH

Jürgen Hennrich
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Fokusberichte

Performance Chemicals


27.02.2017

Moderne Lösemittel

Lösemittel wurden in der Vergangenheit nahezu bedenkenlos eingesetzt. Wichtig war, ein möglichst effizientes und billiges Produkt für die entsprechende Anwendung zu finden. Der Einsatz «klassischer» Lösemittel wird aber aus Umweltschutz- und Arbeitssicherheitsgründen immer kritischer betrachtet. So hat man begonnen, sich intensiv mit dem – zum Teil nicht unerheblichen – schädlichen Potenzial für Mensch und Umwelt vieler der im Einsatz befindlichen Lösemittel auseinanderzusetzen. Gleiches gilt auch für deren Nachhaltigkeit.

Die Alternative, freiwillig auf den Einsatz dieser gefährlichen Stoffe zu verzichten, scheiterte bislang an den meist höheren Kosten für die verträglichen Austauschprodukte. So wurde oft nur dann auf «Grüne Chemie» umgestiegen, wenn der Gesetzgeber keine andere Möglichkeit liess.

In den letzten Jahren entwickelte sich ein neues Umweltbewusstsein, das sich mit den Möglichkeiten des reduzierten Einsatzes giftiger oder gefährlicher Substanzen sowie deren Substitution durch umweltverträglichere Stoffe auseinandersetzt und auch dem Aspekt der Nachhaltigkeit Rechnung trägt. Für viele Anwendungen gibt es heute bereits entsprechende, leistbare Lösungen – auch auf Basis nachwachsender Rohstoffe.

Dibasische Ester: Alternative Lösemittel

Dibasische Ester (DBE) sind eine Mischung aus Methylestern der Adipin-, Bernstein- und Glutarsäure, die in unterschiedlichsten Mischungsverhältnissen (zum Teil auch «unverschnitten» als Reinprodukt) gängig sind. Darüber hinaus ist auch ein Blend aus Isobutylestern der Säuren erhältlich.

So wie auch andere hier bereits vorgestellte Lösemittel, zählen die DBE zu den modernen, umweltfreundlichen Alternativen zu gängigen Lösemitteln. DBE sind so gut wie VOC-frei, haben einen sehr hohen Flammpunkt, sind biologisch abbaubar, nicht korrosiv und auch nicht giftig. DBE sind klare farblose Flüssigkeiten und haben einen milden, fruchtigen, sehr verträglichen Geruch. Dadurch ist eine nahezu bedenkenlose Verwendung von DBE in den meisten Anwendungen möglich.

DBE können für nahezu jedes gängige Lösemittel als Austauschprodukt verwendet werden, insbesondere aber leicht flüchtige aromatische Lösemittel oder auch die sehr  bedenklichen Produkte Methylenchlorid und n-Methylpyrrolidon ersetzen. DBE ist leicht löslich in Alkoholen, Ketonen, Ethern sowie den meisten Kohlenwasserstoffen, jedoch nur gering in Wasser und höher paraffinierten Kohlenwasserstoffen.

Trotz der durchwegs positiven ökologischen und gesundheitlichen Eigenschaften des Produktes zeichnen sich DBE durch eine hervorragende Lösekraft aus, die es sogar ermöglicht, bereits ausgehärtete Oberflächen zu lösen.

Die Hauptanwendungen finden sich in den Bereichen
Lacke und Farben (vielseitig anwendbar; hervorzuheben sind dabei Coil- und Can-Coatings, Textildruckfarben, Holzlacke für Kinderspielzeug, Farben für Lebensmittelverpackungen, etc.)

  • Abbeizmittel
  • Weichmacher
  • Bindemittel (insbesondere Giessereiharze)
  • Lösemittelmischungen für Reinigungszwecke (zB. Reinigung von Elektronikkomponenten, Spritzgussformen, PU-Equipment usw.)
  • u.v.m.

SOLKETAL: EHS-freundlich und nachhaltig

Zu den erwähnten Lösemitteln zählt auch Isopropylidenglycerin oder auch SOLKETA (4-Hydroxymethyl-2,2- dimethyl-1,3-dioxolan / CAS 100-79-8). Die Homologie dieses Lösemittels beruht auf dem zugrunde liegenden Ringsystem des 1,3-Dioxolans sowie der Hydroxymethylgruppe in vierter Position. Dadurch ist Solketal in erster Linie ein primärer Alkohol, gleichzeitig aber auch ein zyklischer Ether. Solketal ist ein zyklisches Ketal und besitzt zwei Methylgruppen. Rohstoff für Solketal ist das bei der Biodieselproduktion anfallende Substandardglyzerin (SSG). Dabei wird höchstes Augenmerk darauf gelegt, dass das SSG auf rein pflanzlicher Basis erzeugt wird. Somit kann Solketal durchaus als nachhaltiges Lösemittel bezeichnet werden.

Physikalische Eigenschaften
Solketal ist bei Raumtemperatur eine niedrigviskose Flüssigkeit (11cP@25°). Der Gefrierpunkt liegt mit ca.
-26,5° C weit unter dem Nullpunkt. Obwohl der Dampfdruck von Solketal bei 20° C gerade einmal bei 0,1 mbar liegen kann, wird es mit einem Siedepunkt von etwa 190° C der Gruppe der Hochsieder zugerechnet.

Mischbarkeit
Solketal zeigt sich grundsätzlich als höchst universell einsetzbare und verträgliche Substanz. Selbst mit unpolaren Stoffen wie Aliphaten besteht Mischbarkeit in ausreichender Grösse. Mit Cycloaliphaten und Aromaten ist Solketal vollständig mischbar. Auch in Pflanzenölen löst es sich zu einem hohen Prozentsatz. Ebenso für Ether und Chlorkohlenwasserstoffe ist die Verträglichkeit mit Solketal sehr gut. Die wohl wichtigste und herausragende Eigenschaft des Rohstoffes ist aber wohl die vollständige Mischbarkeit mit Wasser.

Lösekraft
Natürlich bedarf es in jedem Fall entsprechender anwendungstechnischer Tests, um eine eindeutige Aussage über die Lösekraft in einer spezifischen Anwendung treffen zu können. Die hervorragende Lösekraft von Solketal für die verschiedensten Systeme wie Polyester, Polyacetate, Polyacrylate, Epoxide, Polyurethane, Harnstoff- und Melaminharze ist jedoch seit vielen Jahren hinlänglich literaturbekannt und auch entsprechend dokumentiert. Aber auch komplexere Makromoleküle wie Polyesterimide lassen sich mit Solketal bestens lösen. Dadurch können die bisher eingesetzten Lösemittel zu einem hohen Anteil substituiert werden.

Eigenschaften
Solketal ist ungiftig, nicht irritierend, von sehr geringem, angenehmen Geruch und damit hervorragend humanverträglich. Es ist weder gefährlich, noch unterliegt es der Kennzeichnungspflicht. Dazu ist Solketal auch sehr gut umweltverträglich. Neben seiner herausragenden Eigenschaften als Lösungsmittel, eignet sich Solketal darüber hinaus zur Einstellung rheologischer Eigenschaften und kann als Dispergierhilfsmittel, Emulgator sowie Benetzer eingesetzt werden. Solketal kann auch lackbildende Eigenschaften entwickeln und so die Filmbildung und Trocknung beeinflussen.

Anwendungen
Die schon zuvor beschriebene Vielseitigkeit des Lösemittels ermöglicht auch breitgefächerte Anwendungen:

  • Abbeizmittel
  • Druckfarben und Tinten
  • Klebstoffe
  • Kunstharze
  • Lacke und Farben
  • Pflanzenschutzmittel
  • Pharma, Vet und Kosmetikprodukte
  • oberflächenaktive Substanzen
  • Schmierstoffe
  • Wasch- und Reinigungsmittel
  • u.v.m.
Spezifikation
Reinheitmin.97.0%
Isomeremax.0.2%
Glycerinmax.0.3%
Wassermax.0.5%
Säurezahlmax.0.2 mgKOH/g
Farbemax.10 hazen

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