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Veröffentlicht
21.04.2022.

Reduzierte VOC-Vorteile für die Farbstoffe

Veröffentlicht Do., 21.04.2022 - 19:26

Einführung

Flüchtige organische Verbindungen oder flüchtige organische Verbindungen (VOC) werden für ihre negativen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt anerkannt, aber weniger häufig im Zusammenhang mit ihrem Nutzen für die Qualität und Leistung der Farbstoffe erwähnt. Die Nachfrage der Verbraucher nach sichereren und umweltfreundlicheren Produkten wächst, und die Beschichtungsindustrie reagiert darauf, indem sie mehr in die Verringerung ihrer Umweltauswirkungen und die Schaffung leistungsfähiger, wettbewerbsfähiger wasserbasierter Beschichtungen als Alternative zu den VOC-schweren Lösungsmitteln investiert. Dieser Blog-Post wird das Thema flüchtige organische Verbindungen wieder einführen und einen Einblick in die wesentlichen Leistungsvorteile von Farbstoffen mit reduziertem VOC-Gehalt geben.

Warum weniger VOC-Angelegenheiten

Flüchtige organische Verbindungen (VOC) sind alle organischen Verbindungen, die in Farbstoffen verwendet werden; sie sind Chemikalien, die während ihrer Anwendung leicht verdampfen und für ihre negativen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt anerkannt werden.

Weitere Informationen zu VOC finden Sie auf unserem Blog-Pop: Link

Laut der Umweltschutzbehörde (EPA) stellen „VOC ein Risiko für Gesundheit und Umwelt dar. Noch unter sonnigen Bedingungen und in Anwesenheit von Stickoxiden (in Fahrzeugabgasen enthalten) reagieren VOC auf bodennahes Ozon. Ozon ist einer der Bestandteile des Sommersmogs und schadet der menschlichen Gesundheit durch Atemwegserkrankungen, Pflanzen und das allgemeine Ökosystem. Ozon kann über weite Strecken, ggf. Hunderte von Kilometern, von dort aus transportiert werden, wo es gebildet wird (A). „

Beschichtungen mit reduzierten VOC-Werten sind in der Regel wasserbasierte und hochfeste Farben, die eine ordnungsgemäße Technik und Anwendung erfordern, um wettbewerbsfähige Leistungsmerkmale zu gewährleisten, und die als bessere Alternativen zu Lösungsmittelbeschichtungen anzusehen sind. Mit geeigneten Formulierungen liefern diese Beschichtungen dann eine gute und möglicherweise sogar höhere Leistung, die unter anderem Merkmale wie „UV-Schutz, Färbungsleistung, Abriebfestigkeit und Wasserabwehr“ aufweist (B).

Die Messungen des VOC-Gehalts in Farbstoffen der Beschichtungschemie werden in der Regel in Gramm je Liter oder Pfund je Gallone (B) berechnet.

die

Anerkennung der VOC-Werte eines bestimmten Farbstoffes kann durch Prüfung der Farbverpackung erfolgen, bei der sie typischerweise für alle Dekorationsbeschichtungen als Kategorie von minimalem (sehr niedrigem VOC-Gehalt) bis   sehr hoch dargestellt wird (Abbildung 1). Das Farbschild kann auch einen VOC-Gehalt von null oder gar nicht aufweisen, während Produkte mit Umweltkennzeichen automatisch auf einen minimalen oder niedrigen VOC-Gehalt hinweisen (C).

Abbildung 1. VOC-Ebenen Kategorisierungs- und Kennzeichnungsbeispiele (C, g).

 

Minimale VOC
Niedrige VOC
Mittlerer VOC
Hoher VOC
Sehr hoher VOC

VOC-Ebene GM/L

< 5

5-49

50-99

100-249

> 250

Abbildung 2. VOC-Werte, die in kategorisierten Beschichtungen gemäß den EU-Vorschriften zulässig sind (C, h).

 
Niedrige VOC
Hoher VOC
Sehr hoher VOC
VOC-Ebene GM/L 5-49 100-249 > 250
wasserbasierter
  • Innenmassewand und decken;
  • Außenwände aus Mineralsubstrat-
  • Primer und verbindliche Primer
  • Innenwände und decken;
  • innen- und Außenrinnen und - lacke für Holz- und Metall-
 
solventbasierter
  • Innenmaske und decken
  • Innenwände und decken
  • Außenwände aus Mineralsubstrat;
  • Innenanstriche und Außenstriche für Holz und Metall;
  • Primer und verbindliche Primer

In Bezug auf Dekorationsbeschichtungen legen die Richtlinien der Europäischen Union die VOC-Grenzwerte fest, die je nach Beschichtungskategorie und vor allem danach variieren, ob die Beschichtung wasserbasiert oder lösungsmittelbasiert ist (Abbildung 2). Sowohl Lösungsmittel - als auch wasserbasierte Innenmassewand und Deckenbeschichtungen müssen den niedrigen VOC-Werten entsprechen, während Beschichtungen in anderen Kategorien stärker verteilt sind und höhere VOC-Konzentrationen zulassen. Daher dürfen die Innenbeschichtungen sowie Trim- und Beschichtungsbeschichtungen für Holz und Metall hohe VOC aufweisen, weshalb es für die breite Öffentlichkeit empfehlenswert ist, VOC-Werte anzuerkennen und fundierte Produktentscheidungen in Bezug auf ihr Wohlergehen und die Umwelt zu treffen. Während wasserbasierte Beschichtungen in der Regel niedrigere VOC-Werte aufweisen, sollte auch anerkannt werden, dass es Kategorien gibt, die in ihren VOC-Emissionen durch politische Entscheidungsträger weniger eingeschränkt sind (H).

in Bezug auf die menschliche Gesundheit, wenn man VOC-freie Farben und Farben mit niedrigen VOC-Werten berücksichtigt, sind im Vergleich zu herkömmlichen Farben bessere und sicherere Entscheidungen, doch ist darauf hinzuweisen, dass diese Werte nicht auf ein völlig sicheres Produkt hindeuten, da sie immer noch semi-flüchtige organische Verbindungen enthalten können, die gesundheitliche Reaktionen bei chemisch empfindlichen Menschen, kleinen Kindern und   Menschen mit bereits bestehenden Gesundheitsbedingungen verursachen können. Typische Quellen für halbflüchtige Verbindungen in Farben sind Kohlenwasserstoffe, Aldehyde, Ether, Ester, Phenole und andere. Liegt die Farbstoffliste vor, sollten diese bei gesundheitlichen Bedenken (D) vermieden werden.

Leistung reduzierter VOC-Farben

Reduzierte VOC-Farben sind in der Regel wasserbasierte (Latex- und Acryl -) Farben sowie hohe Feststofffarben. Um die Leistungsvorteile von Farben mit geringem VOC zu veranschaulichen, lohnt es sich daher, deren Leistung und Nutzen mit denen von Farben auf Lösungsmittelbasis (hoher VOC-Gehalt) zu vergleichen. Es sei darauf hingewiesen, dass die niedrig-VOC-Farben eine bedeutende Unterkategorie von wasserbasierten Farben darstellen.

  1. Die Dauerhaltbarkeit wasserbasierter Beschichtungen zeigt eine bessere Elastizität als ölbasierte Beschichtungen und eine gute Kraftschaltung der meisten Substrate, mit Ausnahme stark gekalbter Substrate, bei denen ölbasierte Farben eine bessere Leistung aufweisen. Herkömmliche Lösemittelfarben können in Innenanwendungen gelebte Farben zeigen, die häufigere Ummalungen erfordern, um die Farbleistung zu erhalten, und damit mehr Geld und Ressourcen einbringen. Darüber hinaus sollen durch Lösungsmittel getragene Beschichtungen (High VOC) bei der Applikation und Trocknung des Films bis zu 20 % der Filmdicke verlieren, was sich negativ auf die langfristige Leistung der Beschichtung auswirkt.
  2. Farbaufbewahrungswasser-Farben sind besser als ölbasierte Farben bei Färbung und Kreide.
  3. Die einfache Anwendung wasserbasierter Farben ist einfacher und gleichmäßiger als ölhaltige Farben. Die Verwendung wasserbasierter Farben bei feuchten und sehr niedrigen Temperaturen ist nach wie vor eine der Herausforderungen, auf die sich die Hersteller von wasserbasierten Beschichtungen konzentrieren, aber eine effiziente Alternative zur Beschichtung von weniger VOC unter diesen Bedingungen wäre ein Hochwasserbeschichtungsprodukt.
  4. Der Geruch aufgrund des reduzierten Gehalts an flüchtigen organischen Verbindungen hat im Gegensatz zu den ölbasierten Farben einen sehr neutralen Geruch. Außerdem gelten wasserbasierte Farben als nicht entzündbar.
  5. Säuberungsfarben auf Wasserbasis sind mit Wasser leicht zu reinigen und erfordern keinen chemischen Eintrag im Gegensatz zu ölbasierten Farben, die ein Lösungsmittel zur Säuberung benötigen. Da das Lösungsmittel die Hauptquelle für VOC ist, ist dies ein wichtiges Kriterium für die Auswahl wasserbasierter Farben.
  6. Die Trocknungszeitfolie der wasserbasierten Farben trocknet in deutlich kürzerer Zeit (1-6 Stunden) als die ölbasierten Farben (bis zu 24 Stunden), so dass ein Gemäldeprojekt mit wasserbasierten Farben aufgrund verkürzter Zeit zwischen mehreren Schichten (f, g, I) kürzere Gesamtzeit benötigt.

Referenzen:

abschließende

Farbstoffe mit reduzierten VOC-Werten sind wasserbezogene Beschichtungen mit reduzierter Lösungsmittelkonzentration in ihrer Formulierung. Da das Bewusstsein der Verbraucher für VOC im Zusammenhang mit negativen Auswirkungen auf Gesundheit und Umwelt zunimmt, bemühen sich politische Entscheidungsträger und Beschichtungshersteller aktiv um die Schaffung eines Marktes für Beschichtungsstoffe mit geringem VOC und eine bessere Anerkennung des VOC-Gehalts in Farbstoffen. Obwohl die Gesundheits- und Umweltvorteile von Beschichtungen mit geringem VOC gut verstanden sind, kann die Zurückhaltung der Verbraucher gegenüber diesen Beschichtungen immer noch mit Zweifeln an der Produktleistung verbunden sein. Nach verschiedenen Quellen haben Innovationen bei der Formulierung von Farbprodukten jedoch zu niedrig-VOC-Beschichtungen geführt, die ihren Gegenstücken entsprechen und in einigen Leistungskategorien sogar die Lösungsmittelbeschichtungen übertreffen. Bei der Auswahl von Beschichtungen mit geringem VOC sollte auf die Farbkategorie, die VOC-Level-Kennzeichnung auf der Verpackung sowie auf die Tatsache geachtet werden, dass das jeweilige Farbmittel durch ein Umweltsiegel anerkannt wurde.

 

Autorin:   von   Anse Romančuka, herausgegeben von Linda Kikuste

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