Drei Töpfe mit Lackfarbe
imago/Niehoff
Bild: imago/Niehoff

- Farben und Lacke aus Kartoffelstärke

Jährlich werden in Deutschland 100.000 Tonnen Farben und Lacke als Beschichtung für den Korrosionsschutz produziert. Dabei ist der Anteil biobasierter Lösungen verschwindend gering. Meist sind sie teuer oder längst nicht so gut wie erdölbasierte Beschichtungen. Forscher am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung in Potsdam-Golm haben jetzt eine vielversprechende und kostengünstige Alternative auf der Basis von Kartoffelstärke entwickelt. Maren Schibilsky hat sich das angeschaut.

Im Labor des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung öffnet Jens Buller einen großen Plastikeimer mit Kartoffelstärke. Der weißpulvrige kostengünstige Rohstoff findet im Non-Food-Bereich bereits vielfach Verwendung - erzählt der Chemiker. In Kosmetik- und Pharmazieprodukten, in Bioplastik, in Klebe- oder Baustoffen. Doch als biobasierter Anstrich ist er völlig neu: "Stärke hat ja von sich aus schon ganz gute Filmbildungseigenschaften. Diese Filmbildungseigenschaften wollen wir eben nutzen für Farben und Lacke und mussten dann die Nachteile, die Stärke in dieser Anwendung hat, eben noch umgehen durch verschiedene Modifizierungen."

Es waren einige chemische Prozesse notwendig, um die Wasserlöslichkeit, den Feststoffgehalt und das Filmbildevermögen der Kartoffelstärke zu verbessern erzählt Christina Gabriel. Nur so lässt sich ein leistungsstarkes Beschichtungsmaterial daraus machen. Zwei Jahre hat die junge Forscherin experimentiert. Erst mit kleinen Mengen in einem Glaskolben, dann mit größeren Chargen in einem Versuchsreaktor: "Wir legen erst Wasser vor. Dann füllen wir unsere natürliche Stärke nach. Dann ist der erste Schritt der Abbau der Stärke, den wir mit H2O2, also mit Wasserstoffperoxid durchführen, um dann anschließend unsere Stärke noch zu verestern, um so die finalen Eigenschaften zu erhalten."

Rund einhundert Versuche hat Christina Gabriel durchgeführt. Erst dann war die Forscherin mit der Wasserlöslichkeit, der Filmbildung und den Haftungseigenschaften der entstehenden Stärke-Ester zufrieden. Aber es gibt noch Forschungsbedarf meint Jens Buller, Leiter der Abteilung ´Stärkemodifikation´ am Fraunhofer Institut für Angewandte Polymerforschung in Potsdam: "Die ersten Ergebnisse waren ja schon ermutigend. Es gibt noch einen geringen Optimierungsbedarf, um die Resistenz zu erhöhen, die Wasserresistenz."

Denn die stärkebasierten Filmbildner müssen nicht nur wasserlöslich, sondern später als Beschichtung auch wasserabweisend sein.  Die Forscher führten viele Härtetests durch, um die Langzeitstabilität des neuen Materials zu testen. Es musste stark schwankenden Temperaturen genauso widerstehen wie starken Salzwasserlösungen. Und das Ergebnis kann sich sehen lassen  meint Christina Gabriel: "Hier sehen wir unsere beschichtete Aluminiumplatte, die wir vor Korrosion schützen wollen mit unserem besten Stärkeester, den wir bisher herstellen konnten. Wir sehen eine klare Beschichtung, einen zusammenhängenden Film, der sehr gute Haftungen auf der Aluminiumfläche zeigt."

Als nächstes wollen die Forscher die neue Beschichtung auf Stahl und verzinktem Stahl testen. Erste Firmen haben bereits an der Fraunhofer Entwicklung Interesse angemeldet. Jens Buller: "Bei diesen Farben und Lacken geht es vor allem um einen Korrosionsschutz. Und da testen wir die Anwendungen vor allem im Innenraumbereich, d.h. für Türen und Fenster und sonstiges, was da zu finden ist."

Auch Computergehäuse und Feuertüren können mit dem Anstrich geschützt werden. Jens Buller rechnet damit, dass die ersten stärkebasierten Farben und Lacke 2020 auf den Markt kommen.

Sendung

Der Roboter I2D2s mit seinem Erfinder Christoph Hocke (Bild: dpa)
dpa

WissensWerte

Was ist wissenswert in Naturwissenschaft und Technik? Auf diese und andere Fragestellungen rund um Wissenschaft und Forschung geben Thomas Prinzler und  Kollegen Antworten.