Biobasierte Klebstoffe und Dichtstoffe: Wie ökologische Rohstoffe industrielle Anwendungen verändern

Foto: MRC Témiscamingue / Unsplash

Industrieklebstoffe und -dichtstoffe basieren traditionell auf petrochemischen Rohstoffen, die einen hohen CO₂-Fußabdruck und eine Abhängigkeit von fossilen Ressourcen mit sich bringen. Mit dem zunehmenden Druck in Richtung Nachhaltigkeit und strengeren Umweltvorschriften eröffnet sich jedoch Raum für Innovationen. Biobasierte Alternativen, die aus erneuerbaren Quellen wie pflanzlichen Ölen, Stärken oder Lignin hergestellt werden, bieten vergleichbare Haftung und Beständigkeit, jedoch mit deutlich geringerem Einfluss auf die Umwelt. Dieser Artikel befasst sich mit konkreten Beispielen, technischen Vorteilen und praktischen Aspekten des Übergangs zu umweltfreundlicheren Lösungen bei Klebstoffen und Dichtstoffen.

Was sind biobasierte Klebstoffe und Dichtstoffe und warum gewinnen sie an Bedeutung

Biobasierte Klebstoffe und Dichtungsmassen stellen eine Kategorie von Haftmaterialien dar, deren Grundrohstoffe aus erneuerbaren Quellen stammen, wie pflanzliche Öle, Stärken, Lignin, Proteine oder natürliche Harze. Im Gegensatz zu traditionellen synthetischen Klebstoffen, die aus Erdölderivaten hergestellt werden, bieten sie eine umweltfreundlichere Alternative mit einem geringeren CO₂-Fußabdruck. Ihre wachsende Popularität hängt mit dem weltweiten Druck auf Nachhaltigkeit, die Reduzierung von CO₂-Emissionen und den Übergang zur Kreislaufwirtschaft zusammen. Für industrielle Anwendungen sind sie nicht nur aus ökologischer Sicht attraktiv, sondern auch aufgrund gesetzlicher Anforderungen wie der REACH-Verordnung, die die Verwendung gefährlicher Stoffe einschränkt.

Die Bedeutung biobasierter Klebstoffe und Dichtungsmassen unterstreicht zudem die Tatsache, dass viele von ihnen die Kriterien für ökologische Zertifizierungen erfüllen, beispielsweise Ecolabel oder Cradle to Cradle. Dies ermöglicht Herstellern, einen Wettbewerbsvorteil auf Märkten zu erlangen, auf denen Kunden umweltfreundlichere Lösungen fordern. Obwohl sie historisch vor allem in weniger anspruchsvollen Anwendungen eingesetzt wurden, ermöglichen moderne Technologien ihren Einsatz auch in Industriezweigen mit hohen Anforderungen an Festigkeit, Beständigkeit und Lebensdauer, wie der Automobilindustrie, dem Bauwesen oder der Elektronik.

Wichtige Rohstoffe und Produktionstechnologien für biobasierte Klebstoffe

Die Grundrohstoffe für die Herstellung biobasierter Klebstoffe und Dichtungsmassen variieren je nach den geforderten Eigenschaften des Endprodukts. Zu den am häufigsten verwendeten gehören pflanzliche Öle (z. B. Soja-, Lein- oder Rizinusöl), die durch chemische Prozesse wie Epoxidierung oder Umesterung modifiziert werden, um adhäsive Eigenschaften zu erhalten. Stärke und Cellulosederivate werden für die Herstellung wasserverdünnbarer Klebstoffe genutzt, während Lignin, ein Nebenprodukt der Papierindustrie, als Ausgangsmaterial für thermoplastische Klebstoffe mit hoher Festigkeit dient.

Eine weitere bedeutende Gruppe sind Proteine, beispielsweise Kasein oder Sojaprotein, die traditionell in der Holzindustrie eingesetzt werden. Moderne Technologien ermöglichen ihre Modifizierung, wodurch die Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und Mikroorganismen verbessert wird. Für industrielle Anwendungen sind auch natürliche Harze wie Kolophonium oder Schellack entscheidend, die mit anderen Komponenten kombiniert werden, um die gewünschte Elastizität und Haftung zu erreichen. Die Herstellung umfasst häufig auch den Einsatz von Enzymen oder Fermentationsprozessen, die den Energiebedarf senken und die Effizienz der Rohstoffumwandlung erhöhen.

Foto: Annie Spratt / Unsplash

Vorteile und Grenzen biobasierter Klebstoffe in industriellen Anwendungen

Der Hauptvorteil von biobasierten Klebstoffen und Dichtungsmassen liegt in ihrem Umweltprofil: geringere Treibhausgasemissionen während des Lebenszyklus, biologische Abbaubarkeit oder Kompostierbarkeit einiger Typen sowie eine verringerte Abhängigkeit von fossilen Ressourcen. Für industrielle Anwender sind sie auch unter dem Gesichtspunkt der Arbeitssicherheit attraktiv, da sie häufig keine flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) oder giftige Bestandteile enthalten, was die Handhabung vereinfacht und die Anforderungen an Schutzausrüstungen reduziert. In einigen Fällen können sie auch bessere technische Eigenschaften bieten, beispielsweise höhere Hitzebeständigkeit oder Flexibilität.

Auf der anderen Seite gibt es auch Einschränkungen, die ihrer breiteren Anwendung im Wege stehen. Zu den wichtigsten gehört der höhere Preis im Vergleich zu synthetischen Alternativen, der auf die anspruchsvollere Herstellung und geringere Produktionsvolumina zurückzuführen ist. Einige biobasierte Klebstoffe weisen zudem eine geringere Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit, Chemikalien oder extremen Temperaturen auf, was ihre Verwendung unter anspruchsvollen Bedingungen einschränkt. Eine weitere Herausforderung ist die Konsistenz der Eigenschaften, da natürliche Rohstoffe eine größere Variabilität aufweisen können als synthetische Materialien. Hersteller kombinieren daher häufig biobasierte Komponenten mit teilweise synthetischen Additiven, um ein optimales Verhältnis zwischen Nachhaltigkeit und Leistungsfähigkeit zu erreichen.

Zukunft biobasierter Klebstoffe: Trends und Chancen für die Industrie

Die Zukunft biobasierter Klebstoffe und Dichtungsmassen ist eng mit Innovationen im Bereich der Chemie nachwachsender Rohstoffe und dem wachsenden Druck auf Nachhaltigkeit in der Industrie verbunden. Einer der Schlüsseltrends ist die Entwicklung hybrider Systeme, die biobasierte Komponenten mit synthetischen Additiven kombinieren, um die gewünschten Eigenschaften bei gleichzeitiger Wahrung des ökologischen Profils zu erreichen. Beispielsweise bieten Klebstoffe auf Basis epoxidierter Pflanzenöle mit Zusatz biobasierter Härter eine vergleichbare Festigkeit wie herkömmliche Epoxidharze, jedoch mit einem geringeren CO₂-Fußabdruck.

Eine weitere Möglichkeit besteht in der Nutzung von Abfallrohstoffen, beispielsweise aus der Lebensmittel- oder Landwirtschaftsindustrie, die sonst auf Deponien landen würden. Die Forschung konzentriert sich auch auf die Verbesserung der Beständigkeit von biobasierten Klebstoffen gegenüber Feuchtigkeit und Mikroorganismen, was ihren Einsatz in Außenanwendungen erweitern würde. Für industrielle Kunden wird es entscheidend sein, die Entwicklung der Gesetzgebung zu verfolgen, wie etwa Anforderungen an die Recyclingfähigkeit von Verpackungen oder Beschränkungen der Verwendung gefährlicher Stoffe, die die Nachfrage nach umweltfreundlichen Alternativen weiter fördern können. Mit zunehmender Verfügbarkeit und Verbesserung der technischen Parameter werden biobasierte Klebstoffe und Dichtstoffe zu einem Standardbestandteil des Portfolios moderner Produktionsunternehmen.

Foto: Tom Claes / Unsplash

Wie biobasierte Klebstoffe und Dichtstoffe industrielle Normen und Zertifizierungen erfüllen

Biobasierte Klebstoffe und Dichtstoffe entwickeln sich in den letzten Jahren zu einer vollwertigen Alternative zu herkömmlichen synthetischen Produkten, auch im Hinblick auf technische und gesetzliche Anforderungen. Um in industriellen Anwendungen eingesetzt werden zu können, müssen sie dieselben Standards wie konventionelle Materialien erfüllen – sei es in Bezug auf mechanische Festigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit, Temperaturstabilität oder chemische Kompatibilität. Hersteller biobasierter Klebstoffe investieren daher in die Entwicklung von Rezepturen, die vergleichbare Parameter erreichen, oft unter Verwendung einer Kombination aus natürlichen Polymeren und modifizierten Additiven. Ein wichtiger Aspekt ist auch die Zertifizierung nach dem REACH-System, die die Sicherheit der Rohstoffe und Endprodukte für Anwender und Umwelt bestätigt.

Für industrielle Kunden ist auch die Frage der auf Nachhaltigkeit ausgerichteten Zertifizierungen entscheidend, wie beispielsweise das „biobased“-Label nach europäischen oder amerikanischen Standards. Diese Zertifikate bestätigen den Anteil erneuerbarer Rohstoffe im Produkt, was für Unternehmen wichtig ist, die ihren CO₂-Fußabdruck reduzieren oder interne ESG-Ziele erfüllen möchten. Biobasierte Klebstoffe und Dichtstoffe erfüllen zudem häufig die Anforderungen an einen niedrigen Gehalt an flüchtigen organischen Verbindungen (VOC), was für Anwendungen in geschlossenen Räumen oder in Branchen mit strengen Umweltvorschriften, wie der Automobil- oder Möbelindustrie, vorteilhaft ist.

Praktische Anwendungsbeispiele biobasierter Klebstoffe in der Industrie

Biobasierte Klebstoffe und Dichtstoffe finden in einem breiten Spektrum industrieller Branchen Anwendung, wo ihre ökologischen Eigenschaften mit technischer Leistungsfähigkeit kombiniert werden. In der Holzindustrie werden beispielsweise zunehmend Klebstoffe auf Stärke- oder Ligninbasis für die Herstellung von Sperrholz, Spanplatten oder Möbeln verwendet. Diese Materialien reduzieren nicht nur die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen, sondern verbessern auch das Arbeitsumfeld dank eines geringeren Gehalts an Formaldehyd und anderen Schadstoffen. Ähnlich finden biobasierte Klebstoffe im Verpackungssektor Anwendung bei der Herstellung von Papier- und Kartonverpackungen, wo Recyclingfähigkeit und Kompostierbarkeit im Vordergrund stehen.

Ein weiterer bedeutender Bereich ist die Automobilindustrie, wo biobasierte Dichtstoffe und Klebstoffe für die Verbindung von Innenraumkomponenten wie Türverkleidungen, Armaturenbrettern oder Isoliermaterialien eingesetzt werden. Hier spielen Eigenschaften wie geringes Gewicht, Beständigkeit gegen Temperaturschwankungen und die Fähigkeit zur Schwingungsdämpfung eine Schlüsselrolle. In der Elektroindustrie kommen biobasierte Klebstoffe bei der Herstellung von Leiterplatten oder Isolierschichten zum Einsatz, wo eine hohe elektrische Beständigkeit und langfristige Stabilität gefordert sind. Diese Anwendungen zeigen, dass biobasierte Materialien nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch technisch gleichwertig zu ihren synthetischen Pendants sein können.

Wie Sie den richtigen biobasierten Klebstoff oder Dichtstoff für eine bestimmte Anwendung auswählen

Die Auswahl des geeigneten biobasierten Klebstoffs oder Dichtstoffs hängt von mehreren Schlüsselfaktoren ab, die bereits in der Planungsphase der Produktion berücksichtigt werden müssen. Der erste Schritt besteht in der Definition der erforderlichen technischen Eigenschaften, wie z. B. Festigkeit der Verbindung, Beständigkeit gegen Feuchtigkeit, Temperaturbereich oder chemische Kompatibilität mit den zu verbindenden Materialien. Beispielsweise sind für Anwendungen in feuchter Umgebung Klebstoffe auf Basis von mit pflanzlichen Ölen modifizierten Polyurethanen geeignet, während für Hochtemperaturanwendungen häufiger Epoxidharzsysteme mit biobasierten Komponenten verwendet werden. Wichtig ist auch die Aushärtezeit und die Applikationsmethode zu berücksichtigen – einige biobasierte Klebstoffe erfordern eine längere Verarbeitungszeit oder spezifische Trocknungsbedingungen.

Ein weiteres Kriterium ist das ökologische Profil des Produkts, das durch Zertifizierungen und transparente Informationen über die Herkunft der Rohstoffe belegt sein sollte. Kunden sollten Dokumentationen anfordern, die den Anteil an erneuerbaren Komponenten, einen niedrigen VOC-Gehalt oder die Kompostierbarkeit bestätigen, sofern dies für die jeweilige Anwendung relevant ist. Nicht zuletzt muss die wirtschaftliche Seite berücksichtigt werden – biobasierte Klebstoffe und Dichtstoffe können zunächst teurer sein als konventionelle Alternativen, aber ihre langfristigen Vorteile, wie eine geringere Umweltbelastung oder die Verbesserung des Markenimages, können zu erheblichen Einsparungen oder Wettbewerbsvorteilen führen. Die Zusammenarbeit mit einem Lieferanten, der technische Unterstützung und Muster für Tests anbietet, ist daher entscheidend für die erfolgreiche Implementierung dieser Materialien in den Produktionsprozess.

Suchen Sie eine nachhaltige Lösung für Ihre Produktion?

Die GCG Group bietet ein breites Sortiment an biobasierten und emissionsarmen Rohstoffen für Klebstoffe und Dichtstoffe, einschließlich detaillierter technischer Datenblätter und Sicherheitsdatenblätter (SDS). Unsere Experten helfen Ihnen, die optimale Lösung für Ihre spezifischen Anwendungen auszuwählen und die volle Kompatibilität mit Ihren Produktionsprozessen sicherzustellen. Kontaktieren Sie uns – oder sehen Sie sich direkt unseren Katalog mit über 1 300 Produkten an.