BIO-SUSHY

Nachhaltiger Oberflächenschutz durch glasartige Hybrid- und Biomaterialbeschichtungen

Projektziele & Inhalte:

Das im Rahmen von HORIZON-CL4-2022 RESILIENCE 01-23 geförderte Projekt BIO-SUSHY zielt darauf ab, innovative Beschichtungslösungen zu entwickeln, die der EU-Chemiestrategie für Nachhaltigkeit entsprechen, indem sichere und dauerhafte wasser- und ölabweisende Beschichtungen als Ersatz für PFAS in verschiedenen Anwendungen entwickelt werden. BIO-SUSHY hat sich zum Ziel gesetzt, drei PFAS-freie neuartige Beschichtungen zu entwickeln, nämlich thermoplastische Pulverbeschichtungen auf biobasierter Basis und zwei hybride Sol-Gel-Beschichtungen, die in der Textil-, Lebensmittel- und Kosmetikverpackungsindustrie angewendet werden sollen.

Das BIO-SUSHY-Konzept stützt sich auf drei Säulen:

• F&E-Beschichtungsentwicklung (Säule 1)
• Computermodellierung für die Leistungsbewertung (Säule 2)
• Toxizitätsbewertung und SSbD-Methodik (Säule 3)

Dieser Prozess wird Sicherheit und Umweltverträglichkeit gewährleisten und die Umweltauswirkungen um 25 % verringern. Das Projekt folgt und implementiert Best-Practice-Methoden, die durch EU-Programme festgelegt wurden, um die Exzellenz der Forschung und optimierte Ergebnisse durch ein Programm zur Datenharmonisierung und -verwaltung sicherzustellen.

Ziel ist die Entwicklung von drei neuen Beschichtungen unter Verwendung von zwei Technologien (Säule 1 bezieht sich auf die Forschung und Entwicklung von Beschichtungen)

1. Thermoplastische Pulverbeschichtungen – Die Methodik zur Entwicklung der thermoplastischen Pulverformulierungen umfasst das Auswählen und Kombinieren von pulverförmigen Inhaltsstoffen, um verschiedene Beschichtungen mit Hilfe eines Schmelzmischverfahrens herzustellen. Das Endprodukt wird mittels elektrostatischer Pulversprühung auf Lebensmittelschalen aufgebracht. Es wird einen hohen Anteil an biobasiertem Material aufweisen, um die Entsorgung zu erleichtern, wobei der Schwerpunkt auf Kompostierbarkeit und Recycling liegt.
2. Hybride Beschichtungen aus dem Sol-Gel-Prozess – Die hybriden Beschichtungen auf der Grundlage der Sol-Gel-Technologie werden entwickelt, indem funktionalisierte organische Bestandteile und biobasierte Partikel zur Verbesserung der Haftung auf Fasern bewertet werden. Die Wirksamkeit der neuen Beschichtungen wird im Pilotmaßstab mit Schwerpunkt auf dem Textilrecycling nachgewiesen. Die Hybridbeschichtung wird durch Mischen von Sol-Gel-Vorläufern, Anti-Schmutz-Zusätzen und Partikeln mit einem Lösungsmittel aus Alkohol und Wasser hergestellt. Es werden biobasierte Bindemittel verwendet, um die Wasserabweisung zu erhöhen und die Ölabweisung durch kontrollierte Aushärtung und Selbststrukturierung zu verbessern.

Die Entwicklung von F&E-Beschichtungen wird außerdem durch computergestützte Modellierung (Säule 2) unterstützt, die auf physikalischen und datengesteuerten Modellierungswerkzeugen beruht, um sowohl die abweisenden Eigenschaften von Beschichtungsoberflächen als auch die Auslaugmechanismen von Verbundwerkstoffen vorherzusagen. Zusammen mit experimentellen Messungen wird die Modellierung als größeres Rechenwerkzeug dienen, das die gesamte Datenerfassung und -pflege in einer harmonisierten und mit Anmerkungen versehenen Infrastruktur für die Ausbildung und die Bereitstellung in bestehenden Datenbasen umfasst. Darüber hinaus wird die SSbD-Methodik implementiert – ein Rahmen für die Bewertung der Produktsicherheit und -nachhaltigkeit in der Designphase der Produktentwicklung, um sichere und nachhaltige neuartige Beschichtungen für Textilien, Lebensmittelverpackungen und Kosmetika zu gewährleisten.