Studie naar milieuvriendelijke alternatieven voor polyurethaancoatings 

Polyurethaancoatings waren lange tijd het exclusieve domein van fossiele grondstoffen. Alternatieven werden voor onmogelijk gehouden. Onder impuls van de alsmaar strengere duurzaamheidseisen is de interesse in biogebaseerde alternatieven echter sterk toegenomen. Zijn deze ook even betrouwbaar en kwalitatief als hun fossiele voorgangers? Een recente Sirris-studie beoogde dat te bewijzen.

Polyurethaancoatings hebben vele verschillende toepassingen. Vanwege hun duurzame karakter, chemische weerstand en esthetische kwaliteiten worden ze vaak gebruikt in industriële en consumentgerichte toepassingen. In het verleden werd aangenomen dat deze kwaliteiten alleen te verkrijgen waren met fossiele grondstoffen, met name isocyanaten zoals hexamethyleendi-isocyanaat, beter bekend als HDI.

De toenemende duurzaamheidseisen en strengere regelgeving hebben echter geleid tot een zoektocht naar biogebaseerde alternatieven die dezelfde hoogwaardige resultaten bieden.

Biogebaseerde PDI: een volwaardig alternatief voor HDI?

De jongste jaren is er een nieuw alternatief voor fossiele grondstoffen opgedoken: zogeheten biogebaseerde isocyanaten, zoals pentamethyleendi-isocyanaat (PDI). Daarbij wordt gebruik gemaakt van hernieuwbare grondstoffen zoals zetmeel, dat wordt uiteindelijk verder wordt verwerkt tot isocyanaattrimeren. Deze trimeren bevatten een aanzienlijk aandeel hernieuwbare koolstof en kunnen worden geïntegreerd in bestaande polyurethaanformules.

De vraag is of deze biogebaseerde alternatieven de prestaties van fossiele systemen in de praktijk kunnen evenaren of overtreffen. De onderzoekers van Sirris bestudeerden de prestaties van coatings geformuleerd met PDI, het biogebaseerd isocyanaat, en vergeleken deze met de prestaties van conventionele HDI-systemen. Hieruit kwamen een aantal interessante resultaten naar boven.

Belangrijkste bevindingen

Zo bleken de coatings op basis van PDI sterker en beter bestand tegen krassen en slijtage dan coatings gemaakt met traditioneel HDI. Dit is getest op diverse oppervlakken en is ook van toepassing op metaal en composietsubstraten. PDI-coating bieden meer glans en zijn tegelijkertijd iets meer waterafstotend.

Wel is het zo dat coatings op basis van PDI een iets lagere thermische stabiliteit hadden. Voor de meeste toepassingen is dit verschil niet kritisch, maar voor omgevingen met hoge blootstelling aan hitte is het wel relevant.

Technisch haalbaar

Volgens de studie van Sirris is ‘de overgang naar biogebaseerde isocyanaten in polyurethaancoatings technisch haalbaar’ en ‘biedt het duidelijke milieuvoordelen’. Hoewel de thermische stabiliteit van de coatings verschilt, zijn de prestaties op belangrijke gebieden vergelijkbaar of beter. De bevindingen suggereren dat biogebaseerde coatings in de bestaande processen kunnen worden geïntegreerd, mits enkele aanpassingen op het gebied van uitharding en formulering.