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Auf dem Weg zu biobasierten, VOC-armen UV-Beschichtungen mit terpenbasierten Acrylaten

UV-Beschichtungen sind für ihre schnelle Verarbeitung und hervorragende Leistung bekannt. Sie haben jedoch zwei Nachteile: Der Monomergehalt ist VOC und es gibt kaum nachhaltige, biobasierte Optionen. Beides kann mit terpenbasierten Acrylaten überwunden werden.

Biobasiert UV-Lack
Das UV-Beschichtungsverfahren ist schnell und effizient, könnte aber auf der Rohstoffseite nachhaltiger sein. Quelle: Sergey Ryzhov – stock.adobe.com

Terpenbasierte Acrylmonomere bieten eine nachhaltige und umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Acrylmonomeren. Durch ihre Verwendung in UV-Beschichtungssystemen mit hohem Feststoffgehalt können die Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen (VOC) erheblich reduziert werden. Diese biobasierten Acrylate können zur Modulation der Glasübergangstemperatur (Tg) verwendet werden, wodurch sie die Leistung petrochemischer Monomere wie Styrol und Methylmethacrylat erreichen oder sogar übertreffen können.

Veranstaltungstipp: UV-Lacke

Globale Megatrends wie Ressourceneffizienz, Klimawandel und Umweltschutz beeinflussen auch die Lackindustrie. Strahlenhärtende Beschichtungen liefern gleich mehrere interessante Eigenschaften, die dabei helfen können, diesen Trends zu begegnen. Lassen Sie sich im Seminar „UV-Härtung“ am 05.03.2025 erklären, wie die Strahlenhärtung genau funktioniert und welche Chemie für UV-Lacke von Bedeutung ist. Nach diesem Seminar verstehen Sie wie UV-Lacke formuliert werden und warum auch die Anlagentechnik eine wichtige Rolle spielt.

Neuartige Monoterpen-Copolymere, die mit limonenbasierten Acrylaten und einem nopolbasierten Methacrylat synthetisiert wurden, zeigten eine hervorragende Härtungsleistung, thermische Stabilität und Lösungsmittelbeständigkeit, wobei die VOC-Emissionen um bis zu 98 % reduziert wurden. Der Speichermodul und der Verlustmodul der jeweiligen Homopolymere der limonenbasierten Monomere wurden durch DMA-Messungen analysiert. Die Ergebnisse zeigten, dass diese sehr harte Polymere mit einem geringen Vernetzungsgrad ergeben. Diese Erkenntnisse unterstreichen das Potenzial von terpenbasierten Acrylaten als vielseitige, leistungsstarke und nachhaltige Ersatzstoffe für fossile Monomere in UV-Beschichtungssystemen.
Quelle: Obermeier et al., SSRN, 2025