Keil und Nitroil haben gemeinsam ein neues chemisches Recyclingverfahren entwickelt. Damit lassen sich etwa PUR-Produktionsreste in Rohpolyol zurückführen.

Der neue chemische Recyclingprozess eröffnet die Möglichkeit, ein Recycling-Polyol zu erzeugen, das sich direkt wieder für die PUR-Weichschaumherstellung eignet.

Produktionsreste ressourcenschonend recyceln

Recycling

Umweltmanagement

Polyurethan-Schaumstoffe (PUR)

Halbzeuge und Zwischenprodukte

Kunststoff-Halbzeuge

Polyurethan

Kunststoff Werkstoffe

Kunststoff-Recycling

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Kunststoff-Aufbereitung

Kreislaufwirtschaft

Hier stimmt die Chemie

Covestro will den PUR-Baustein Anilin künftig auf Basis von pflanzlicher Biomasse statt aus petrochemischen Rohstoffen gewinnen.

16:9

Kunststoffe, biobasiert

Biokunststoffe

Kunststoff

Bauwesen

Baustoffe

PUR-Baustein Anilin bald biobasiert?

Der Innovationstag hat längst Tradition, und dieses Jahr fiel er mit dem zwanzigjährigen Firmenjubiläum zusammen.

Drei Generationen führte das Jubiläum der BBG zusammen: Firmengründer Oskar Braunsberger, der das Unternehmen vor 20 Jahren verkauft hatte, den geschäftsführenden Gesellschafter Hans Brandner (Mitte) und dessen Sohn Sebastian Barton aus der US-Niederlassung

Die BBG präsentierte sich mit Partnern vor internationalen Gästen

Werkzeug- und Formenbau

Dienstleistungen

Werkzeug-, Formen- und Modellbau

PUR-Schäummaschinen

Schäumen / Reaktive Verarbeitung

Dichtungsschäumen

Schäumwerkzeuge

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Werkzeuge für die Kunststoffverarbeitung

Formenträger-Fest in Mindelheim

Aus Polyurethan und Polycarbonat entsteht bei Covestro ein ganzer Strauß an Produkten für alle wichtigen Anwendungsbereiche. Nach Bayer-Ausgründung und Börsengang steht nun ein internes Effizienzprogramm an.

Den Prototyp einer Kunststofffaser auf CO2-Basis zeigen Wissenschaftler Pavan Manvi von der RWTH Aachen University (rechts) und Forscher  Dr. Jochen Norwig  (© Covestro)

Covestro setzt auf Digitalisierung und Nachhaltigkeit

Messe K-Kunststoffmesse

kunststoffe.de

Polycarbonat

Thermoplaste

Moleküle in Echtzeit überwachen

Beim chemischen Recycling können aus Kuntstoffabfällen mithilfe von leistungsfähigen Prozessen hochwertige Ausgangsstoffe für neue Kunststoffprodukte gewonnen werden.

Multifunktionsrecyclinganlagen können nicht nur Polyurethan über verschiedene Verfahren spalten, sondern auch andere Kunststoffe wiederverwerten

Solvolyse mit unterschiedlichen Lösungsmitteln im Praxiseinsatz

Maßgeschneiderte Polyole aus  Kunststoffabfällen

Ein Grund für den steten Anstieg an CO2 in der Atmosphäre ist auch die Nutzung fossiler Energieträger für die Kunststoffproduktion. Ändern soll sich das durch ein neues Verfahren, bei dem CO2 zum Baustein für hochwertige Kunststoffe wird.

Die Demonstrationsanlage von Covestro in Dormagen produziert 5000 t/a Polyole mit CO2-Anteil. Gegenwärtig prüft das Unternehmen einen großindustriellen Ausbau der Produktion auf 100 000 t/a

CO2 ersetzt Erdöl in der Kunststoffproduktion

Nachhaltigkeit

Vom Klimakiller zum Rohstoff

Auf den ersten Blick stand die K in diesem Jahr ganz klar im Zeichen von Recycling und Kreislaufwirtschaft. Abseits dieser Themen waren aber auch in klassischen Kunststoffbereichen wie Automotive viele Neuerungen zu besichtigen.

Im Konzeptfahrzeug VisionVenture von Hymer wurden insgesamt 22 Materialien von BASF verwendet. Vor allem für die Lackierung und die scheinbar aus massivem Schiefer bestehende Wandverkleidung des Badezimmers im Camper kommen spannende Neuentwicklungen zum Einsatz 

Automobiltrends auf der K 2019

Automotive

Elektronik

Elektromobilität

Mobilität

Streifinger, Florian

Verbände, Institutionen, Messen

Polyamide

Elektromobilität und ein Konzeptfahrzeug

Nun ist der Verkauf abgewickelt – Covestros ehemalige Polyurethan-Systemhäuser wechseln zum Finanzinvestor H.I.G. Capital. Kunststoffe sprach pünktlich zum Start des Unternehmens mit dem neuen Geschäftsführer Dr. Jörg Schottek.

Kunden von PUR-Systemhäusern kommen aus vielen verschiedenen Branchen. PUR ist nicht nur als Dämmmaterial für Häuser gefragt, sondern kommt auch im Haushalt und Automobil zum Einsatz

Interview zum Verkauf der Polyurethan-Systemhäuser von Covestro

Unternehmen und Unternehmer

Wirtschaft

„Wir möchten uns über Zukäufe in  Italien erweitern“

Zukünftig wird das Geschäft mit Polyurethan (PUR) stark von der Digitalisierung und dem Aufbau geschlossener Stoffkreisläufe geprägt sein.

In China wird erstmals ein PUR-Harz kommerziell für die Herstellung glasfaserverstärkter Windrotorblätter genutzt

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Polyurethan (PUR)

Schaumstoffe und Vorprodukte

Schaumstoffe

Standardkunststoffe

Absatz erreicht 20 Mio. Tonnen

Im Rahmen des Projekts PU Kasch entwickelte ein Forschungskonsortium eine wirtschaftliche und emissionsarme Verfahrensvariante zur kontinuierlichen Herstellung textiler Laminate.

Der Gasbedarf für die Flammkaschierung wurde im Vergleich zum konventionellen Brenner um ca. 40 % reduziert, während die Emissionen verringert wurden

Kaschiermaschinen

Sondermaschinen

Lehrstühle und Institute

Hochschulen

Beschichten, Kaschieren, Laminieren

Extrusion

Technik Trend

Alternative zur Flammkaschierung von Polyurethanschäumen

Zentrales Thema in allen Polyurethan-Anwendungen ist die Umstellung der bisherigen Linearökonomie auf eine Kreislaufwirtschaft und der Einsatz von nachhaltigen Rohstoffen für die Herstellung dieses Kunststoffs. Dafür setzen die Hersteller unter anderem auf biobasierte Rohstoffe, chemisches Recycling und verwenden CO2 als Synthesebaustein. Digitalisierung, Elektromobilität, autonomes Fahren und die Baubranche treiben außerdem die PUR-Entwicklung voran.

Dämmplatten und Metall-Verbundelemente sind die Haupteinsatzgebiete von PUR in der Baubranche. Da Gebäude für 40 % des weltweiten Energieverbrauchs verantwortlich sind, können durch effizientere Materialien große Einsparungen erzielt werden, etwa durch verbesserte Dämmstoffe

Polyurethan (PUR): Effizienzsteigerungen im Ressourcenverbrauch und in der Produktion

Bauchemie

Baubetrieb / Bauwirtschaft

Windkraft

Energieerzeugung

Erneuerbare Energie

Nachhaltiges Wachstum

Die Geschäftsführung der Hennecke Group besteht zukünftig aus dem CEO Thomas Wildt, CSO Rolf Trippler und dem neuen kaufmännischen Geschäftsführer.

Die Geschäftsführung der Hennecke Group in ihrer neuen Zusammensetzung (v. l.): Rolf Trippler (CSO), Thomas Wildt (CEO) und Christian Kleinjung (CFO)

Kunststoffverarbeitungsmaschinen

Hennecke Group mit neuem CFO

Das Thüringische Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt (TITK) hat ein neues Technikum für Extrusion in Betrieb genommen. In Fokus stehen dabei Anwendungen aus den Bereichen Medizintechnik sowie nachhaltige Materialien.

TITK-Direktor Benjamin Redlingshöfer, Thüringens Wirtschaftsminister Wolfgang Tiefensee und Anton Fürst, Geschäftsführer der Leistritz Extrusionstechnik GmbH (v.l.), haben das neue Technikum am Rudolstädter Forschungsinstitut in Betrieb genommen. Im Bild testen sie gerade ein PCM-Verbundmaterial für den Transport temperatursensibler Güter – zum Beispiel Insulin, Blutkonserven oder Impfstoffe

Medizintechnik (KU)

Kunststoffverarbeitung

Extrusionsanlagen für KU-Verarbeitung

Extrusionsanlagen

TITK nimmt neues Extrusionstechnikum in Betrieb

Das EU-Forschungsprojekt Carbon4PUR ist erfolgreich abgeschlossen. Das Projekt hat sich mit der Frage beschäftigt, wie sich Hochofengas aus der Stahlherstellung als Kohlenstoffquelle für Kunststoffe einsetzen lassen und Antworten gefunden.

Dämmplatten aus Polyurethanhartschaum auf Basis der Carbon4PUR-Technologie.

Wertstoffe aus dem Schornstein

Das Treibhausgas CO2 kann mithilfe neuer Technologien und zusammen mit weiteren chemischen Derivaten zu Kunststoff-Vorprodukten umgewandelt werden. Covestro entwickelt auf dieser Rohstoffbasis nachhaltige Dämmstoffe für den Bausektor.

Mithilfe der CO2 -Technologie stellt Covestro bereits das CO2 -basierte Vorprodukt Cardyon her, das zur Herstellung von Matratzen, Sportböden, Textilfasern und Komponenten für den Fahrzeuginnenraum genutzt wird.

Dämmstoffe

Dämmplatten für Gebäude binden Treibhausgase CO2

Polyurethan (PUR): Nachfrage nach dem Polymer wächst weltweit

Weltweit richten viele Polyurethanhersteller Produktion und Sortiment sowie vor- und nachgelagerte Prozesse auf die Kreislaufwirtschaft aus. Das Ziel ist es, möglichst klimaneutral zu werden.

Weltweit richten viele Polyurethanhersteller Produktion und Sortiment sowie vor- und nachgelagerte Prozesse auf die Kreislaufwirtschaft aus. Das Ziel ist es, möglichst klimaneutral zu werden. Das Polymer kann aber auch bei daraus hergestellten Produkten einen Beitrag zu einer höheren Nachhaltigkeit liefern. Mit PUR lässt sich Gewicht sparen, die Dämmung verbessern und die Lebenszeit von Produkten verlängern.

Nach dem coronabedingten Absatzrückgang im Jahr 2020 hat sich der Weltmarkt für Polyurethan (PUR) kräftig erholt und mittlerweile sogar das Niveau von vor der Pandemie klar übertroffen: Lag der Absatz 2019 noch bei circa 22 Mio. t, stieg er in 2021 auf die Rekordmarke von ca. 23 Mio. t. Das starke Wachstum wurde dabei von allen Weltregionen getragen. Überdurchschnittlich nahm der PUR-Verbrauch wie in den Vorjahren im asiatisch-pazifischen Raum (APAC) und dort speziell in China zu, knapp gefolgt von Nordamerika. Dort stieg der Absatz im Vergleich zu den Vorjahren deutlich. Der APAC-Markt war 2021 für mehr als die Hälfte des weltweiten Absatzes verantwortlich und wird voraussichtlich auch weiterhin überproportional wachsen. Die Region EMEA (Europa, Mittlerer Osten, Afrika) ist mit einem Anteil von knapp 30 % der zweitgrößte PUR-Markt. Auf Rang drei liegen Nord-, Mittel- und Südamerika mit zusammen knapp 20 %.

Die Markterholung erfasste alle Anwendungssegmente für das Polymer, fiel aber im Automobilsektor geringer aus, als erhofft. Gründe dafür waren unter anderem durch die Coronapandemie gestörte Lieferketten und insbesondere der Chip-Mangel infolge der globalen Halbleiterkrise. Die meisten Automobilhersteller mussten deshalb ihre Produktion drosseln, was sich auch auf die Nachfrage nach PUR auswirkte. Dagegen entwickelte sich der Einsatz von PUR-Hartschaumsystemen bei der Wärmedämmung von Gebäuden vor dem Hintergrund der weltweiten Bemühungen um Klima- und Ressourcenschonung ausgesprochen erfreulich.

Es wird erwartet, dass der PUR-Weltmarkt mittelfristig unverändert um jährlich circa 4 - 5 % wachsen wird. Große Unsicherheitsfaktoren stellen allerdings die weiteren Entwicklungen des Kriegs in der Ukraine, der Coronapandemie und der weltweiten inflationären Tendenzen dar. Nicht zu unterschätzen und abzuwägen sind auch mögliche Force-Majeure-Situationen durch Unwetter wie 2021 die Winterstürme im Süden der USA. Sie wirkten sich negativ auf die Produktion aller wichtigen PUR-Rohstoffe, nämlich Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Toluol-Diisocyanat (TDI) und Polyole, aus.

Beim Kapazitätsausbau der PUR-Vorprodukte MDI und TDI liegt der Fokus zwar weiterhin auf China, doch wird das Wachstum des PUR-Markts weltweit mit dem Bau neuer Anlagen begleitet. Das gilt aufgrund der erwarteten starken Entwicklung der Marktnachfrage vor allem für MDI. Covestro hat beispielsweise die Pläne zum Bau einer World-Scale-Anlage für MDI wieder aufgenommen und will in der zweiten Jahreshälfte 2022 die Standortentscheidung bekanntgeben. Die Inbetriebnahme ist dann für 2026 geplant. Außerdem wird das Unternehmen den Ausbau seiner MDI-Kapazitäten am Standort Tarragona in Spanien um 50 000 t/a auf 220 000 t/a bis 2025 abschließen. Die Kapazität der TDI-Anlage im Werk Dormagen soll durch Debottlenecking im Jahr 2023 erweitert werden.

Auch BASF erweitert seine Kapazitäten. Der Chemiekonzern hat die erste Phase des schrittweisen Ausbaus der MDI-Produktion im US-amerikanischen Geismar von 300 000 auf 400 000 t/a Ende 2021 abgeschlossen. Die Endkapazität von 600 000 t/a soll ungefähr bis 2025 zur Verfügung stehen. Der chinesische Hersteller Wanhua hat Anfang 2021 seine MDI-Kapazitäten in Yantai um 600 000 auf 1 100 000 t/a erhöht. Die Erweiterung der MDI-Anlage des Unternehmens in Ningbo in China von 1 200 000 t/a auf 1 500 000 t/a ist noch im Gang. Im Rahmen eines Joint-Ventures errichten Wanhua und der lokale Partner Fujian Petrochemical außerdem eine neue MDI-Anlage in Fuzhou in China mit einer Jahreskapazität von 400 000 t. Das Projekt soll bereits Ende 2022 abgeschlossen sein. Am gleichen Standort vergrößert Wanhua auch die Kapazität einer von Fujian Southeast Electrochemical übernommenen TDI-Anlage um 150 000 t/a auf 250 000 t/a.

Neben dem Kapazitätsausbau bei den Rohstoffen MDI und TDI wird auch in neue Anlagen für thermoplastische Polyurethane (TPU) und PUR-Spezialitäten investiert. Ein Beispiel dafür ist die neue Produktionslinie für Desmodur-15-Isocyanat-Präpolymere, die Covestro kürzlich in Barcelona in Betrieb genommen hat. Mit den Präpolymeren lassen sich Ultra-Hochleistungselastomere für anspruchsvolle Aufgaben etwa in der Fördertechnikindustrie formulieren. Außerdem will Covestro bis Ende 2023 seine Kapazitäten für die TPU-Folien Platilon im niedersächsischen Bomlitz erweitern (Bild 1). Die Investition zielt auf den global steigenden Bedarf an mehrlagig coextrudierten TPU-Folien, die unter anderem im Automobilinnenraum, dem Bauwesen, in der Wundversorgung und für Outdoor-Kleidung verwendet werden.

Die meisten Hersteller von PUR-Rohstoffen und -Systemen haben inzwischen mit dem Einstieg in die Kreislaufwirtschaft begonnen. Sie gilt nicht nur in der Chemieindustrie als fundamentaler Lösungsansatz, um dem Klimawandel zu begegnen, nachhaltig mit Ressourcen umzugehen und Abfälle zu vermeiden. Die Nachfrage nach zirkulären Produkten steigt in wichtigen PUR-Anwendungsgebieten wie etwa dem energieeffizienten Wohnungsbau und der Elektromobilität. Covestro beispielsweise richtet seine Strategie vollständig auf zirkuläres Wirtschaften aus und will bis 2035 klimaneutral werden. Das Unternehmen plant dafür bis 2030 1 Mrd. EUR in entsprechende Projekte zu investieren, um in Zukunft komplett zirkulär zu wirtschaften. Der Aufbau von Stoffkreisläufen führt dazu, dass die PUR-Hersteller nachhaltige Rohstoffe wie Rezyklate und biobasierte Materialien zur Produktion etwa von Hart- und Weichschäumen, Gießsystemen, Folien oder TPU einsetzen.

Zum Nachweis der Nachhaltigkeit bei erneuerbaren Rohstoffen dient neben der REDcert2-Zertifizierung, die zum Beispiel vom TÜV Nord durchgeführt wird, vor allem der ISCC-Plus-Standard (International Sustainability and Carbon Certification). Dahinter verbirgt sich ein internationales System zur Nachhaltigkeitszertifizierung unter anderem von Biomasse und -energie. Rohstoffe, Produkte und auch ganze Standorte werden nach dem Standard zertifiziert. Covestro hat etwa die Produktion an den Standorten Shanghai (China), Antwerpen (Belgien), Krefeld-Uerdingen, Leverkusen, Dormagen und Map Ta Phut (Thailand) nach ISCC Plus zertifizieren lassen.

Die beiden Standards sind mit einer Massenbilanzierung bei der Produktion verbunden. Diese Methode erlaubt es, fossile und alternative Rohstoffe in der Produktion zu mischen, aber in der Buchführung zu trennen. Dadurch können nachhaltige Rohstoffe auch durch mehrstufige Produktionsprozesse verfolgt und den Endprodukten rechnerisch zugeordnet werden. Die massenbilanzierten Alternativrohstoffe sind identisch mit ihren fossilen Pendants, die sie teilweise oder vollständig ersetzen. Es handelt sich dabei um eine sogenannte Drop-in-Lösung. Sie können daher auf bestehenden Anlagen zum Einsatz kommen. Dadurch entstehen PUR-Systeme, mit denen die Verarbeiter den CO2-Fußabdruck ihrer Produkte verringern und in die Kreislaufwirtschaft einsteigen können.

Mittlerweile werden am Markt sowohl nach ISCC-Plus als auch nach REDcert2 zertifiziertes MDI und TDI angeboten. Beispielsweise hat BASF kürzlich sein Portfolio an MDI um das treibhausgasneutrale Lupranat Zero erweitert. Covestro vertreibt ebenfalls erneuerbare MDI-Typen, die „von der Wiege bis zum Werkstor“ klimaneutral sind (Bild 2). Betrachtet wird dabei der partielle Produktlebenszyklus von der Rohstoffgewinnung (cradle) bis zum Werkstor (Covestro gate), auch cradle-to-gate genannt.

Die Methodik dieser Ökobilanz, die kürzlich vom TÜV Rheinland kritisch geprüft wurde, basiert auf den ISO-Normen 14040 und 14044. Bei der Berechnung wird die biogene Kohlenstoffbindung auf der Grundlage vorläufiger Daten aus der Lieferkette berücksichtigt und es wurden keine Kompensationsmaßnahmen angewandt.

Die MDI-Typen basieren auf Pflanzenabfällen und bieten etwa die Chance, PUR-Dämmschäume nachhaltiger herzustellen und damit die CO2-Bilanz von Gebäuden deutlich zu verbessern. Covestro bietet außerdem erneuerbare TDI-Typen an (Bild 3). Sie leiten sich ebenfalls unter anderem von Pflanzenabfällen ab. Den deutlich reduzierten CO2-Fußabdruck dieser Produkte will zum Beispiel der Hersteller von Komfortprodukten Sinomax nutzen, um seine CO2-Emissionen zu reduzieren. Ende 2021 unterzeichnete das Unternehmen mit Covestro einen Liefervertrag für solche TDI-Typen. Auch zirkuläre TPU-Compounds werden mittlerweile angeboten. Seit Anfang des Jahres führt der Covestro ISCC-Plus-zertifizierte TPU-Produkte in den europäischen Markt ein. Zuvor hatte das Unternehmen bereits mehrere TPU-Produkte auf Basis alternativer, teils biobasierter Rohstoffe vertrieben. Eines davon setzt der Outdoor-Ausrüster Vaude in der Schaumstoff-Zwischensohle des Wanderschuhs Lavik Eco ein (Bild 4). Eine andere TPU-Produktreihe basiert auf postindustriellen Rezyklaten (PIR) und ist nach dem Recycled Claim Standard (RCS) zertifiziert, einem internationalen Standard zur Rückverfolgung rezyklierter Rohstoffe innerhalb von Lieferketten. Zum Einsatz kommen diese TPU unter anderem in der Schutzhülle des Fairphone 4 (Bild 5) des niederländischen Herstellers Fairphone.

Eine zentrale Rolle beim Aufbau von PUR-Stoffkreisläufen spielen auch Rezyklate und Rohstoffe aus Altprodukten und Abfällen. PUR-Weichschaum rückt dabei besonders in den Fokus, weil er bei der Entsorgung von ausgedienten Matratzen sowie Polster- und Sitzmöbeln in großen Mengen anfällt. Covestro kooperiert dabei mit Eco-mobilier, einer französischen Umweltschutzorganisation und gleichzeitig einem gemeinnützigen System mit erweiterter Herstellerverantwortung für das Sammeln und Rezyklieren von Altmöbeln. Gemeinsam wollen sie zur Verwertung von Matratzen aus PUR-Schäumen ein Geschäftsmodell für ein effizientes, chemisches Recycling auf industrieller Ebene aufbauen. Covestro hat dafür eine Technologie entwickelt, mit der sich im Gegensatz zu den meisten anderen Verfahren alle ursprünglich verwendeten Rohstoffe zurückgewinnen lassen. Um den Prozess weiter zu optimieren, betreibt das Unternehmen im Werk in Leverkusen eine Pilotanlage.

Andere PUR-Hersteller beschäftigen sich ebenfalls mit Recycling-Konzepten für Weichschaum. Beispielsweise will BASF zusammen mit dem Schaumstoffspezialisten Neveon das Recycling von Matratzen voranbringen und entwickelt dafür ein nasschemisches Verfahren. Auch Repsol und Rampf Eco Solutions kooperieren beim Polyol-Recycling aus alten Matratzen. Repsol errichtet dafür eine Anlage in Spanien auf Basis der Rampf-Technologie. Dow Polyurethanes hat außerdem im September 2021 beim Spezialchemieunternehmen Orrion Chemicals Orgaform im französischen Semoy eine gemeinsame Anlage für das chemische Recycling ausgedienter PUR-Matratzen in Betrieb genommen. Mit ihr werden Polyole gewonnen, um daraus erneut Weichschaumprodukte aus PUR herzustellen.

PUR-Hartschäume: Bessere Dämmung, mehr Fertigungseffizienz

Der Stoffkreislauf für Hartschäume zur Wärmedämmung von Gebäuden und Kühlschränken soll ebenfalls geschlossen werden. Dazu kooperieren 22 Partner unter Federführung von Covestro im EU-Innovationsprojekt Circular Foam. Als mögliche Recyclingpfade werden dabei die Chemolyse und die smarte Pyrolyse untersucht. Ziel ist es, Polyole und Amine als Rohmaterialien in möglichst hoher Qualität zurückzuerhalten, um sie erneut zur Herstellung von Hartschaum zu nutzen.

Das neue EU-Energielabel für Kühl- und Gefriergeräte hat die Anforderung an die Dämmleistung von PUR-Hartschäumen noch einmal verschärft (Bild 6). Um die Wärmeleitung der Schäume weiter zu senken, bieten sich unter anderem hochreaktive Fast-Demould-PUR-Systeme in Kombination mit Fülltechnologien wie der Multi-Point-Injektion an. Die PUR-Systeme wurden bereits erfolgreich in den Markt eingeführt. Sie haben den zusätzlichen Vorteil, dass sie eine beträchtliche Steigerung der Fertigungseffizienz und höhere Auslastung der Produktionsanlagen ermöglichen. Aktuelle Entwicklungen in dem Bereich zielen darauf ab, die Aushärtezeiten im Vergleich zu konventionellen PUR-Technologien um rund die Hälfte zu verkürzen. Gleichzeitig verbessert sich die Dämmleistung der Schäume um 2 – 5 %. Die Dichte der Schäume und wichtige mechanische Eigenschaften wie die Druckfestigkeit bleiben unverändert.

PUR macht Windkraftanlagen  wettbewerbsfähiger

Ein PUR-Einsatzfeld mit sehr guten Wachstumschancen sind Windkraftanlagen (Titelbild). Denn PUR kann einen großen Beitrag dazu leisten, Windenergie wettbewerbsfähiger und kostengünstiger zu machen. Das ist das Ergebnis einer von Covestro beauftragten Studie der bewind GmbH, einem global tätigen Beratungsunternehmen für Windenergie-Technologien. Untersucht wurde, wie sich das Verarbeitungsverhalten und die physikalisch-mechanischen Eigenschaften der PUR-Materialien von Covestro auf den Herstellprozess von Windrotorblättern und die Leistung von Windkraftanlagen auswirken. Die Simulation am Beispiel einer Offshore-Windturbine mit 12 MW und 100 m langen Rotorblättern ergab drei wesentliche Vorteile im Vergleich zu konventionellen Epoxidsystemen.

Bei der Rotorblattproduktion mit PUR-Infusionsharzen und -Pultrudaten können bis zu 8 % Kosten durch kürzere Fertigungszyklen und geringeren Materialbedarf eingespart werden. Dank des hohen mechanischen Eigenschaftsniveaus von PUR sind die Rotorblätter zudem leichter auslegbar, was ihre Lebensdauer von 25 auf 27 Jahre erhöht und entsprechend 8 % mehr Energieausbeute zur Folge hat. Der Einsatz der PUR-Systeme in Kombination mit Schutzbeschichtungen aus dem Polymer macht die Rotorblätter außerdem länger haltbar, sodass sich die Kosten für Reparatur und Wartung um bis zu 30 % reduzieren. Insgesamt verbessern sich zwei zentrale Kenngrößen der Effizienz von Windkraftanlagen: Die Stromgestehungskosten über die Lebensdauer der Anlage sinken um circa 2,4 %, während die jährliche Energieproduktion um etwa 1 % zulegt.

Covestro hat die Leistungsfähigkeit seiner PUR-Infusionssysteme für Rotorblätter – unter anderem in puncto Alterungsbeständigkeit – von der internationalen Klassifizierungsgesellschaft DNV für den globalen Einsatz zertifizieren lassen. Die DNV-Zertifikate erlauben es, die PUR-Rotorblätter mit geringeren Sicherheitsreserven und damit leichter auszulegen. Um internationale Kunden aus der Windkraftindustrie auch in Europa besser unterstützen zu können, hat Covestro kürzlich in Leverkusen ein Windtechnologiezentrum eingerichtet. Es ergänzt das bereits bestehende Innovation Center in Shanghai.

Viele PUR-Entwicklungen für das Automobil tragen derzeit dem Leichtbaugedanken Rechnung. Im Hinblick auf die Reichweite von Elektrofahrzeugen ist das im Automobilbereich gerade ein wichtiger Fokus. Bei PUR-Schäumen wird etwa daran gearbeitet, über geringere Schaumdichten Gewicht einzusparen. Ein Beispiel dafür sind halbharte Schäume für Instrumententafeln. Lagen die Schaumdichten für diese bisher bei 150 kg/m3 und darüber, kann mit neuen PUR-Systemen wie Bayfill 53IF71 von Covestro die Dichte bei Standard-Schaumdicken um 30 % gesenkt werden. Das PUR-System ergibt Bauteile mit sehr guten Eigenschaften und lässt sich stabil verarbeiten. Es eröffnet außerdem Leichtbaupotenzial bei neuen Konstruktionskonzepten für die Instrumententafel wie dem Dünnwandschäumen. Damit sind Wanddicken von nur 3,5 mm und große Dickensprünge in der Schaumschicht problemlos umsetzbar. Für geschäumte Armauflagen im Bereich der Türverkleidung und Mittelkonsole werden mittlerweile ebenfalls Systeme mit reduzierter Dichte angeboten.

Auch das hohe Gewicht der Batterien für Elektrofahrzeuge schafft neue Anwendungschancen für leichte PUR-Verbundwerkstoffe wie Pultrudate. Das gilt beispielsweise für Bauteile im Bereich der Batterie wie Rahmen, Abdeckungen und Träger. Hochsteife und -feste Konstruktionen aus PUR können dabei in ihrer Stabilität metallische Lösungen übertreffen.

Der Elektromobilitätstrend führt auch zu einer höheren Nachfrage nach PUR-Weichformschäumen für das „Geräuschmanagement“ der Fahrzeuge. Einerseits müssen die vergleichsweise leisen Elektrofahrzeuge vor Lärm von außen abgeschirmt werden, andererseits sollen sie für Fußgänger gut hörbar sein. PUR-Weichformschaum ist dafür eine gute Lösung, weil er unter anderem Luft- und Körperschall reduziert – und das wiederum bei geringem Gewicht.

Eine vielversprechende Automobilanwendung für TPU-Folien sind leichte, aufrollbare Sonnenblenden für große Pkw-Panoramadächer. Vorteil der lichtstabilen und flexiblen Heißschmelzfolien ist, dass sie sehr dünn und wirtschaftlich bei niedrigen Temperaturen auf Textildeckgewebe laminiert werden können und gut einfärbbar sind. Das verbessert den Schutz vor Sonnenstrahlen. Covestro und Loomia Technologies haben ein Konzept für diese Rollos entwickelt, das vor allem auf Elektrofahrzeuge zielt. Es integriert Beleuchtung und Heizung in die Rollos. Für solche Anwendungen bietet Covestro auch flammgeschützte Folien aus dem Sortiment Platilon an, die die amerikanischen Norm FMVSS 302 (Federal Motor Vehicle Safety Standard) erfüllen.

TPU-Folien in der Medizintechnik  gefragt

In der Medizintechnik etablieren sich TPU-Folien in der Wundversorgung und bei direkt auf der Haut getragenen elektronischen Pflastern. Diese sogenannten Wearables messen Vitalparameter und zeichnen diese auf und unterstützen den Patienten mit Informationen. Vorteil der Folien ist, dass sie atmungsaktiv, hautfreundlich, abriebfest und flexibel sind und daher hohen Tragekomfort bieten. Auch bei Wearables ist die Abkehr von Einwegprodukten gefragt. Covestro hat deshalb mit dem Partner accensor tragbare, intelligente Pflaster mit Sensoren (Smart Patches) auf Basis von TPU-Folien entwickelt. Sie bestehen aus zwei Elementen: dem Disposable Patch mit den Sensoren für den Einmalgebrauch und dem ReUse Patch, in dem die restliche Elektronik untergebracht ist. Die wertvollen elektronischen Teile werden dadurch wiederverwendet.

Eine Produktinnovation für Wundverbände, Pflaster und andere medizinische Produkte, die eine hohe Atmungsaktivität erfordern, sind die matten, mehrschichtigen TPU-Folien Platilon XM von Covestro. Die Blasfolien mit Polypropylenträger (PP) werden transparent und in mehreren Hauttönen angeboten. Sie sind auf der Haut kaum sichtbar und daher unauffällig (Bild 7).

Covestro AG  

https://www.covestro.com

Ausgabenartikel KU10-22

Bild 1. Blasfolienanlage von Covestro am Standort Bomlitz: Der Kunststoffhersteller erweitert aktuell dort die Produktion von mehrlagig coextrudierten TPU-Folien, da die Nachfrage danach aus verschiedenen Branchen steigt.

Bild 2. Klimaneutrales MDI kann etwa zur Produktion von Dämmelementen aus PUR-Hartschaum genutzt werden. Sie bieten eine effiziente Dämmung für Gebäude. 

Bild 3. Eine wichtige Anwendung für erneuerbares, massenbilanziertes TDI sind Weichschäume für Polstermöbel.

Bild 4. Die Zwischensohle für den Wanderschuh Lavik Eco von Vaude basiert auf den teilweise biobasierten TPU-Schäumen Desmopan EC 33000 von Covestro.

Bild 5. Der Smartphone-Hersteller Fairphone nutzt unter anderem TPU-Rezyklat-Typen wie Desmopan 3095AU RC100 in der Schutzhülle des Fairphone 3 und Fairphone 4. Das vollständig recycelte TPU ist chemikalien- und abriebbeständig und leicht zu verarbeiten.

Polyurethan bietet bei Windkraftanlagen drei große Vorteile gegenüber Materialien wie Epoxidharzen und verbesserte zwei entscheidende Kriterien der Anlagen. 

Bild 6. Bei der Dämmung etwa von Kühlschränken bringt die Kombination von Fast-Demould-PUR-Systemen mit neuen Fülltechnologien wie der Multi-Point-Injektion eine Verbesserung der Dämmleistung.

Bild 7. Wundauflagen auf Basis von matten Mehrschicht-TPU-Folien bieten ein angenehmes Tragegefühl und haften länger auf der Haut, da die Reibung an Textilien minimiert ist. Daher müssen die Verbände und Pflaster seltener erneuert werden.

KU 10-22_PUR_Covestro - Hauptartikel

Die Polyurethan-Hersteller versuchen klimaneutraler zu werden. Der Kunststoff liefert auch bei daraus hergestellten Produkten einen Nachhaltigkeitsbeitrag.

Marktübersicht Polyurethan

Dr. Andreas Chrisochoou ist Senior Manager Market Insights and Solutions bei Covestro.

Patrizia Wegner leitet das Marketing im Segment Performance Materials in der Region Europa, Nahost, Afrika und Lateinamerika bei Covestro.

Alle Marktangaben basieren auf Erhebungen und Einschätzungen von Covestro. Die darüber hinausgehenden Informationen zu Investitionen und technischen Entwicklungen stammen ebenfalls von Covestro oder aus Presseinformationen der genannten Unternehmen.