Von Solvent zu Wasser – robuste Coatingauswahl unter volatilen Rohstoffbedingungen
Technische Zusammenfassung
Die Volatilität auf den Öl- und Energiemärkten hat erneut deutlich gemacht, wie stark die Coatingindustrie strukturell von petrochemischen Rohstoffen abhängig ist. Traditionelle solventbasierte Coatingsysteme basieren auf ölbasierten Bindemitteln und Lösungsmitteln und reagieren daher besonders empfindlich auf Schwankungen der Rohstoffpreise.
Dieser Artikel vergleicht solventbasierte, hybride und wasserbasierte Coatingtechnologien hinsichtlich VOC-Gehalt, Rohstoffabhängigkeit und relativer Preissensitivität. Die Analyse basiert auf einer einheitlichen technischen Referenz von 160 µm Trockenschichtdicke sowie einem indexbasierten Ansatz zur Bewertung der Preissensitivität. Die Ergebnisse zeigen, dass moderne wasserbasierte Systeme nicht nur die VOC-Emissionen reduzieren, sondern auch das strukturelle Rohstoffrisiko – ohne Kompromisse bei der industriellen Performance.
Eine strukturelle Herausforderung – keine vorübergehende Krise
Die Coatingindustrie ist seit jeher in hohem Maße von der Volatilität der Öl-, Gas- und Energiemärkte abhängig. Diese Abhängigkeit ist grundlegend in der Formulierung der Beschichtungssysteme verankert. Konventionelle solventbasierte Systeme basieren in hohem Maße auf organischen Lösungsmitteln, Epoxidharzen und Isocyanaten, die aus petrochemischen Wertschöpfungsketten stammen.
Steigen die Ölpreise, wirken sich diese Veränderungen schnell auf die Rohstoffbeschaffung, den Energieverbrauch, die Logistik und die chemische Verarbeitung aus. Für industrielle Anwender von Coatings bedeutet dies eine höhere Preisvolatilität, eine geringere Kostenplanbarkeit und ein steigendes wirtschaftliches Risiko. Diese Effekte sind struktureller Natur und treten immer wieder auf, sobald die Marktvolatilität zunimmt.
VOC-Profil industrieller Coatingtechnologien
Der VOC-Gehalt ist ein eindeutig definierter Materialparameter und wird als Gramm VOC pro Liter Coating (g/L) angegeben. Neben der Einhaltung gesetzlicher Anforderungen liefert der VOC-Gehalt auch Aufschluss über die petrochemische Abhängigkeit einer Formulierung.
Figure 1 – Declared VOC content (g/L) for selected coating technologies used as an industrial reference.
Relative Rohstoffabhängigkeit und Preissensitivität (indexbasiert)
Absolute Coatingpreise variieren je nach Region, Abnahmemenge und Zeitpunkt. Um einen belastbaren Vergleich der verschiedenen Technologien zu ermöglichen, werden Rohstoffabhängigkeit und Preissensitivität daher als relativer Index dargestellt. Der Indexwert 100 steht für eine geringe Abhängigkeit von ölbasierten Rohstoffen und ein vergleichsweise stabiles Rohstoffprofil.
Abbildung 2 – Relative Rohstoffabhängigkeit und Preissensitivität als Index (100 = Referenz).
VOC-Belastung pro Quadratmeter – einheitliche technische Referenz
Um die materialbezogenen VOC-Werte in einen anwendungsrelevanten Vergleich zu überführen, wurde die VOC-Belastung auf Grundlage einer einheitlichen Referenzschicht von 160 µm Trockenschichtdicke (DFT) berechnet. Bei identischer Schichtdicke verursachen solventbasierte Epoxidsysteme typischerweise rund 30 g VOC/m², während vergleichbare wasserbasierte Epoxidsysteme in der Regel unter 4 g VOC/m² liegen. Dies entspricht einer Reduzierung der VOC-Belastung pro beschichteter Fläche um 80–90 %.
Methodischer Hinweis
Die VOC-Werte werden gemäß der geltenden regulatorischen Definition in g/L angegeben. Die VOC-Belastung pro Quadratmeter basiert auf der theoretischen Ergiebigkeit bei einer Trockenschichtdicke von 160 µm. Die Referenzschicht dient ausschließlich als Vergleichsmodell und stellt kein vollständiges Coatingsystem nach ISO 12944 dar. Rohstoffabhängigkeit und Preissensitivität werden mithilfe relativer Indizes dargestellt, um Einflüsse durch absolute Preise, Währungen und Zeitpunkte auszuschließen.
Die Unterschiede zwischen den Coatingtechnologien sind als relative Unterschiede hinsichtlich Rohstoffabhängigkeit und Preissensitivität zu verstehen. Bei erheblichen Störungen der Lieferketten können alle Technologien betroffen sein – jedoch in unterschiedlichem Ausmaß.
Performance in ISO 12944-Umgebungen
Moderne Coatingtechnologien decken heute ein breites Leistungsspektrum ab – von Systemen für C2-Umgebungen über C3 und C4 bis hin zu anspruchsvollen C5-Umgebungen in ausgewählten Systemaufbauten.
Bei Nowocoat spezifizieren und liefern wir Coatingsysteme für dieses gesamte Spektrum. So können vollständig wasserbasierte Acrylsysteme für ausgewählte C5-Anwendungen gemäß ISO 12944 entwickelt und spezifiziert werden. Die Performance wird dabei durch den gesamten Schichtaufbau, die Funktion der einzelnen Schichten, die Oberflächenvorbehandlung und die Prozesskontrolle bestimmt – nicht durch das Vorhandensein oder Fehlen organischer Lösungsmittel.
Je nach Applikationsverfahren und Prozesskontrolle können solventbasierte Systeme in bestimmten Anwendungen weiterhin Vorteile hinsichtlich Oberflächenbild und Finish bieten.
Von der Technologieauswahl zur Prozessimplementierung
In der Praxis gelingt der Umstieg auf VOC-ärmere und wasserbasierte Coatingsysteme nur selten durch einen reinen Produktaustausch. Der entscheidende begrenzende Faktor ist häufig der bestehende Applikations- und Trocknungsprozess.
Ein zentraler Bestandteil des Nowocoat-Ansatzes ist die Vor-Ort-Analyse der bestehenden Coatinglinie des Kunden. Dabei werden unter anderem Applikationstechnik, Lüftung, Luftführung, Trocknung sowie der gesamte Material- und Prozessablauf bewertet. Auf dieser Grundlage werden Coatingsysteme und Prozessparameter angepasst, um einen schrittweisen Übergang zu Lösungen mit geringerer Umweltbelastung zu ermöglichen – ohne Durchsatz, Qualität oder Prozesssicherheit zu beeinträchtigen.
Aus prozesstechnischer Sicht erfordert die Verdunstung von Wasser in der Regel einen höheren Energieeinsatz als die Verdunstung organischer Lösungsmittel. Dies kann die Trocknungskapazität und die Prozesswirtschaftlichkeit in industriellen Coatinglinien mit hohem Durchsatz beeinflussen.
Formulierungsbasierte Coatinglösungen
Eine besondere Stärke von Nowocoat ist die umfassende Formulierungskompetenz in den Bereichen Polyaspartic-Hochfestkörper-Systeme, wasserbasierte Epoxidbeschichtungen und einkomponentige wasserbasierte Acrylsysteme. Diese Technologien bilden die Grundlage für maßgeschneiderte Lösungen statt standardisierter Katalogprodukte.
Nowocoat gehört zu den wenigen Anbietern, die Coatingformulierungen gezielt an die individuellen Produktionslinien ihrer Kunden anpassen können. Dazu zählen unter anderem die Optimierung des Aushärtungsprofils, der Offenzeit, des Glanzgrades, des Handhabungsfensters sowie die Anpassung an vorhandene Trocknungs- und Lüftungskapazitäten.
Insbesondere Polyaspartic-Systeme erfordern ein hohes Maß an Formulierungskompetenz. Die Möglichkeit, Reaktionsgeschwindigkeit und Oberflächenfinish präzise auf einen spezifischen Produktionsprozess abzustimmen, ist nur wenigen Coatingherstellern möglich und entscheidet häufig über den erfolgreichen industriellen Einsatz.
Optimiert für die Roboterapplikation
Die Roboterapplikation stellt deutlich höhere Anforderungen an Coatingsysteme als die manuelle Applikation. Parameter wie Viskositätsstabilität, Aushärtungsprofil, Zerstäubungsverhalten, Overspray-Kontrolle und Benetzungsverhalten müssen präzise auf die Roboterparameter und die Taktzeit der Produktionslinie abgestimmt werden.
Eine besondere Stärke von Nowocoat ist die langjährige Erfahrung mit roboterapplizierten Coatings – insbesondere im Bereich von Polyaspartic-Hochfestkörper-Systemen, wasserbasierten Epoxidbeschichtungen und einkomponentigen wasserbasierten Acrylsystemen. Diese Technologien werden gezielt für den zuverlässigen Einsatz in vollautomatisierten Produktionslinien entwickelt.
Formulierungsanpassungen sind bei der Roboterapplikation häufig entscheidend, unter anderem durch:
- Abstimmung der Reaktionsgeschwindigkeit auf die Taktzeit des Roboters
- Optimierung der Offenzeit für einen gleichmäßigen Schichtaufbau
- Kontrolle von Glanzgrad und Oberflächenbild bei konstantem Spritzbild
- Gewährleistung der Stabilität in kontinuierlich betriebenen Umlaufsystemen
Gerade bei Polyaspartic-Systemen ist die Fähigkeit, Aushärtungsverhalten und Applikationsfenster gezielt auf die Roboterapplikation abzustimmen, nur bei sehr wenigen Herstellern vorhanden. Diese Kompetenz ermöglicht die Implementierung leistungsfähiger Coatinglösungen mit hohem Durchsatz und niedrigen VOC-Werten, ohne Kompromisse bei Linieneffizienz oder Oberflächenqualität einzugehen.
Qualifizierte Lösungen für anspruchsvolle Verteidigungsanwendungen
Innerhalb der Nowocoat Group werden Coatinglösungen für den Verteidigungsbereich über unser Schwesterunternehmen AB Röa bereitgestellt. Ausgewählte Coatingsysteme werden entsprechend den relevanten Anforderungen des Verteidigungssektors entwickelt, geprüft und qualifiziert – einschließlich der geltenden NATO-STANAG-Standards.
Diese Qualifizierung steht für ein hohes Maß an Robustheit in Bereichen wie Korrosionsbeständigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Langzeitbeständigkeit unter kontrollierten und reproduzierbaren Prüfbedingungen. Obwohl Verteidigungsanwendungen einen hochspezialisierten Bereich darstellen, lassen sich die zugrunde liegenden Qualifizierungskriterien und Performanceanforderungen unmittelbar auf anspruchsvolle industrielle Anwendungen übertragen.
Für Industriekunden bietet dies zusätzliche Sicherheit, dass Coatingsysteme, die für niedrige VOC-Werte, Roboterapplikation und prozessspezifische Optimierung entwickelt wurden, auch höchsten Anforderungen an Performance und Zuverlässigkeit gerecht werden – weit über die üblichen industriellen Standards hinaus.
Fazit – Coatingauswahl als Risikomanagement
Der Übergang von solventbasierten zu hybriden und wasserbasierten Coatingtechnologien ist längst nicht mehr auf Anwendungen mit geringer oder mittlerer Beanspruchung beschränkt. Über das gesamte Spektrum der ISO 12944-Umgebungen – von C2 über C3 und C4 bis hin zu ausgewählten C5-Anwendungen – bieten moderne wasserbasierte Technologien einen zuverlässigen Korrosionsschutz.
VOC-arme Systeme zeichnen sich durch eine geringere Abhängigkeit von petrochemischen Rohstoffen und eine höhere Kostenstabilität aus, während sie gleichzeitig eine industrielle Performance bieten, die mit traditionellen solventbasierten Coatings vergleichbar ist. In einem zunehmend volatilen Rohstoffmarkt ist die Wahl des richtigen Coatingsystems daher längst zu einer Frage des Risikomanagements geworden – und nicht des Kompromisses.
Henrik Sørensen | Head of Industry, Nowocoat Group (einschließlich AB Röa)
