Ein Bindemittel verbindet die Welt - Wacker Chemie AG


Ein Bindemittel verbindet die Welt

Aus dem Pioniergeist von WACKER-Chemikern der ersten Stunde ist in 75 Jahren eine Weltmarke entstanden: VINNAPAS® Bindemittel sind heute in zahlreichen Branchen und auf allen Kontinenten zu Hause. Sie verkuppeln bunte Pigmente zu streichfähigen Farben und Lacken, bilden die Grundlage für Klebstoffe und sorgen dafür, dass der Putz auf der Fassade und die Textilschicht am Teppichrücken haften bleibt. Auch heute noch finden sich immer wieder neue Anwendungsfelder.

Ohne Bindemittel würde die Welt ihren Halt verlieren: In der Bauindustrie sorgen polymere Dispersionen und Dispersionspulver der Marke VINNAPAS® dafür, dass der Putz zuverlässig auf Ziegeln und Beton haftet, sich leichter verarbeiten lässt und, je nach Anforderung, auch wasserabweisend wirkt. Die Verpackungsindustrie setzt VINNAPAS® Dispersionen zum Beispiel zur Formulierung von weichmacherfreien Klebstoffen ein. Solche Klebstoffe werden bei der Verpackung von Lebensmitteln verwendet, um sicherzustellen, dass möglichst keine unerwünschten Substanzen in die Nudeln oder Frühstücksflocken migrieren. Die Farbenindustrie wiederum formuliert mit VINNAPAS® Dispersionen und bunten Pigmenten streich- und druckfähige Innen- und Außenfarben, Lacke und Papierbeschichtungen. Teppichhersteller nutzen VINNAPAS® Bindemittel, um die Textilschicht und den Teppichrücken zusammenzuhalten. Und in Tischservietten, Feuchttüchern oder Hygienebinden verbessern VINNAPAS® Dispersionen als Additiv die besonderen Eigenschaften dieser Vliesstoffe, etwa den Weichgriff und die Saugfähigkeit.

Es begann mit einer Emulsion

Seit 1. April 1938 liegt für das bei WACKER angewandte Polymerisationsverfahren, das es erstmals ermöglichte, die Viskosität der polymeren Emulsion nach Bedarf einzustellen, ein Patent vor. Zeitgleich begann die Produktion von Polyvinylacetat-Dispersionen im Industriemaßstab.

Die Erfolgsgeschichte der innovativen Bindemittel von WACKER hält mittlerweile seit 75 Jahren an. Im November 1937 begann das Werk Burghausen mit der Herstellung der damals sogenannten VINNAPAS® Emulsion H60, die leicht modifiziert bis heute produziert wird. Für das bei WACKER angewandte Polymerisationsverfahren, das es erstmals ermöglichte, die Viskosität der polymeren Emulsion nach Bedarf einzustellen, liegt seit 1. April 1938 ein Patent vor. Seit diesem Zeitpunkt wurde VINNAPAS® H60 im industriellen Maßstab hergestellt – anfangs verließen rund 25 Tonnen dieser Dispersion im Monat das Werk. Entwickelt hatten das Verfahren der WACKER-Chemiker Dr. Herbert Berg sowie Diplom-Ingenieur Herbert Mader und Martin Doriat. Innerhalb kurzer Zeit wurde die VINNAPAS® Emulsion H60, die zur Formulierung von Holzleim diente, zum Verkaufsschlager. Auch heute noch gehört Holzleim zu den Standardanwendungen der mittlerweile sehr groß und vielfältig gewordenen VINNAPAS® Familie. Bereits zwei Jahre nach der Produktionsaufnahme stellte WACKER über 40 Tonnen der H60-Dispersion pro Monat her. Bei dieser Type handelte es sich um ein sogenanntes Homopolymer, bestehend aus einer wässrigen Polyvinylacetat-Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 60 Prozent (daher der Name), die durch die Zugabe von Polyvinylalkohol als Schutzkolloid stabilisiert wurde. Aber schon vor der Entwicklung des 1938 patentierten Polymerisationsverfahrens hatte WACKER Erfahrungen mit der Herstellung von Polyvinylacetat gesammelt. 1924 schuf Dr. Willy O. Herrmann im Consortium, der Forschungseinrichtung des Konzerns in München, die technologische Grundlage, indem er ein Verfahren zur Herstellung von Vinylacetatmonomer durch Anlagerung von Essigsäure an Acetylen entwickelte. Für dieses – flüssige – Monomer tauchte in den damaligen Produktionsberichten bald die Bezeichnung „Vinna“ auf – der erste Hinweis auf den späteren Markennamen VINNAPAS®.

Erste Versuche mit Sonnenlicht

Doch noch fehlte es an Möglichkeiten zur Polymerisation, denn in diesen heroischen Anfangsjahren der Kunststoffchemie beherrschten die Chemiker noch keine Verfahren zur zielgerichteten Herstellung von Polymeren. Doch war bereits seit 1912, seit den Arbeiten des Frankfurter Chemikers Fritz Klatte, bekannt, dass flüssiges Vinylacetat unter Lichteinfluss dazu neigt, spontan zu polymerisieren. Anfangs ließen die WACKER-Techniker deshalb das Monomer in Zehn-Liter-Glasflaschen füllen; diese Behälter wurden dann so lange der Sonne ausgesetzt, bis sich in ihnen Polyvinylacetat-Festharz gebildet hatte. Um an den Inhalt zu gelangen, zerschlug man anschließend die Flaschen. Ein Jahr später – 1925 – stand dann mit Entdeckung der Peroxide ein Katalysator bereit, um den Polymerisationsprozess zu beschleunigen. Kurz darauf erhielt das Consortium ein umfassendes Anwendungspatent für Bindemittel und Klebstoffe auf Basis von Polyvinylacetat, die unter dem Markennamen VINNAPAS® verkauft wurden. Nach dem Durchbruch mit dem 1938 patentierten Polymerisationsverfahren entwickelten die WACKERChemiker das Bindemittel zügig weiter: Sie fügten den homopolymeren VINNAPAS® Dispersionen beispielsweise Weichmacher-Additive hinzu und schufen so elastische Verklebungen, die sich für Papieranwendungen eigneten. Auch Leimfarben bekamen durch den Zusatz eine bessere Wasserfestigkeit. Noch im Jahr 1943 wurden 2.600 Tonnen an VINNAPAS® Dispersionen in Burghausen hergestellt.

Dispersionsfarbe wird Standard

Arbeiter in der VINNAPAS® Anlage des Werks West Mitte der 1950er-Jahre.

Nach Kriegsende stand die Produktion zunächst still, bis sie im September 1945 wieder aufgenommen wurde. Die Ende der 1930er-Jahre entwickelten, sogenannten plastifizierten VINNAPAS® Dispersionen, denen ein Weichmacher zugesetzt wurde, setzten sich in den Nachkriegsjahren in der breiten Masse durch. Das Polyvinylacetat ersetzte bald den Leim als Bindemittel – und die Dispersionsfarbe wurde zum heute weltweit etablierten Standard.

In den Jahren des bundesdeutschen Wirtschaftswunders, den 1950er- und 1960er-Jahren, etablierten sich die neuen Bindemittel als Plattform für immer neue Innovationen. Die WACKER-Techniker experimentierten mit der chemischen Struktur der Polymerketten, bauten sogenannte Copolymere ein – und kreierten dadurch neue Eigenschaften. 1955 wurde die Type 50/25 VL auf den Markt gebracht, bei der Vinyllaurat als Monomer ohne weichmachende Additive im daraus hergestellten Copolymer fungierte. Durch diesen Molekülbaustein wurde der Dispersionsfilm plastisch; zudem konnte der Weichmacher nun nicht mehr verdunsten. Vorteil: Der Dispersionsfilm behielt langfristig seine hohe Flexibilität und wurde im Laufe der Zeit nicht spröde. Das Produkt eignete sich daher beispielsweise für Tapetenkleister und verbesserte dessen Nassklebekraft und Trockenfestigkeit.

1962 kamen terpolymere Dispersionen mit Vinylchlorid hinzu, und 1964 folgte ein echter Quantensprung: VINNAPAS® EP1, die erste wässrige Copolymer-Dispersion auf Basis von Vinylacetat und Ethylen, trat ihren Siegeszug an, zunächst auf dem Klebstoffmarkt. Die Copolymerisation mit Ethylen erweiterte schlagartig das Anwendungsspektrum der VINNAPAS® Dispersionen, da die Ethylenkomponente der Polymerkette eine größere Flexibilität verlieh und zudem ermöglichte, in späteren Formulierungen des Endproduktes auf Weichmacher zu verzichten.

Essigsäureflaschen in einem Versuchslabor im Consortium, der Forschungseinrichtung des WACKER -Konzerns in München, um das Jahr 1930. Die Essigsäure wurde damals noch mit Acetylen zu Vinylacetatmonomer umgesetzt.

Einige Jahre zuvor hatte VINNAPAS® einen weiteren Entwicklungssprung hingelegt: polymere Bindemittel in Form von sogenannten Dispersionspulvern. Hierbei wird speziellen Dispersionen über Sprühtechnik das Wasser entzogen, womit das polymere Bindemittel lagerfähig und gut transportierbar wurde. Der WACKER-Chemiker Dr. Max Ivanovits ließ sich bei der Entwicklung des Dispersionspulvers vom Prinzip des löslichen Pulverkaffees inspirieren – und baute eine Versuchsanlage zur Sprühtrocknung im Miniaturformat. Sein Hintergedanke: Wenn es dem Konzern gelingen sollte, Dispersionen als redispergierbare Pulver bereitzustellen, würde der Markt für polymere Bindemittel perspektivisch explodieren. Nachdem Ivanovits Versuche rasch von Erfolg gekrönt waren, begann am 2. Juli 1957 die industrielle Herstellung von Dispersionspulver in Burghausen: Die ersten 13,2 Tonnen rieselfähiges Dispersionspulver kamen aus einem PVC-Trockner. Die einzelnen Pulverteilchen bestehen aus einer wasserlöslichen Schutzkolloid-Matrix, in die wasserunlösliche Polymerteilchen eingebettet sind. Mittels eines sogenannten Antiblockmittels werden die Partikel vor dem Verkleben geschützt.

Produktionstechnisch gab es anfangs viel zu optimieren, vor allem bei der Sprühtrocknungstechnik. Doch die wohl größte Herausforderung zu dieser Zeit war, dass es anfangs keinen Markt für Dispersionspulver gab. Das änderte sich in den 1960er-Jahren jedoch schlagartig, als das Bauen zunehmend industrialisiert wurde und die Architekten neue Konstruktionen und Bauweisen erprobten. Die Weiterentwicklung der VINNAPAS® Bindemittel zu Vinylacetat-Ethylen-Copolymeren und die Entwicklung des Sprühtrocknerverfahrens kamen damals gerade zum richtigen Zeitpunkt.

Seit der Ölkrise in den 1970er-Jahren wurde das Energiesparen zur besonderen Herausforderung der Baubranche – 1977 trat in Deutschland die erste Verordnung über einen energiesparenden Wärmeschutz bei Gebäuden in Kraft, die etwa Isolier- oder Doppelverglasung für Neubauten vorschrieb. Mittlerweile ist die Energieeinsparverordnung, wie sie heute heißt, mehrfach verschärft worden. Weil die Gebäude auf Energieeffizienz getrimmt und seit Ende der 1980er- Jahre verstärkt mit Wärmedämmverbundsystemen ausgestattet wurden, mussten leistungsfähigere Mörtel her. Für die Chemiker und Anwendungstechniker des Geschäftsbereichs WACKER POLYMERS stellte sich die Herausforderung, VINNAPAS® Produkte für diese Systeme weiterzuentwickeln. Denn die Polystyrolplatten, die zur Wärmedämmung vor die Hausfassade gesetzt werden, haben den Nachteil, dass sie mit reinen Zementmörteln keine stabile Verbindung eingehen. Doch bereits ein Anteil von etwa vier Prozent VINNAPAS® Dispersionspulver im Mörtel reicht aus, damit sich zwischen Polystyrolplatte und Klebemörtel eine dauerhafte und stabile Bindung bildet.

Permanente Weiterentwicklung

VINNAPAS ® Dispersionen werden im Werk West im Jahr 1959 in Fässer abgefüllt.

Die erfolgreiche Zusammenarbeit mit unseren Kunden war der Schlüssel zum Erfolg, deshalb arbeiten die WACKER-Experten bei der Entwicklung ihrer Produkte traditionell eng mit den jeweiligen Industriepartnern zusammen. Denn nur so lassen sich die Eigenschaften von VINNAPAS® optimal auf die Anforderungen des Marktes abstimmen. Und so konnten schließlich Anfang der 1960er-Jahre die polymermodifizierten Trockenmörtel die Anforderungen der modernen Bauindustrie erfüllen. Zu den Vorteilen gehört die konstante Qualität, eine verbesserte Haftung auf allen Untergründen, die erhöhte Flexibilität sowie die einfache und sichere Verarbeitung – Anmischfehler auf der Baustelle sind mit der werkseitigen Polymervergütung praktisch ausgeschlossen.

In den 1960er-Jahren wurde auch der Boden für das heute größte Einsatzgebiet der VINNAPAS® Produkte bereitet: Fliesenkleber. Der Einsatz von Dispersionspulver ermöglichte das sogenannte Dünnbettverfahren, so dass Fliesenleger wesentlich ökonomischer arbeiten können. Auch die Selbstverlaufsmassen ließen sich dadurch erst etablieren – eine große Vereinfachung für Bodenarbeiten: Jetzt genügte ein Arbeitsgang, um Unebenheiten auszugleichen und eine homogene und widerstandsfähige Basis für den Fliesenbelag oder andere Fußbodenbeläge zu schaffen. Die Vorteile: weniger Materialbedarf, kürzere Trocknungszeiten, bessere Oberflächenqualität und Belastbarkeit des Fußbodenaufbaus – und zuverlässige Haftung der Ausgleichsmasse auf verschiedensten Untergründen.

Weltweites Erfolgsprodukt

VINNAPAS® – Zeitgeschichte im Container

Das breite Spektrum an vorteilhaften Eigenschaften machte die VINNAPAS® Produktfamilie zum echten Globetrotter: 1998 gründete WACKER gemeinsam mit dem US-Partnerunternehmen Air Products and Chemicals (AP) die beiden Joint Ventures Wacker Polymer Systems und Air Products Polymers, eines davon für Pulver und eines für Dispersionen zuständig – und legte damit den Grundstein für den weltweiten Erfolg. Ein Jahrzehnt später – 2008 – übernahm WACKER die Anteile seines Partners an den beiden Joint Ventures und baute damit international seine Position als Marktführer für VAE-Dispersionen und -Dispersionspulver aus. WACKER kann in den drei Regionen Amerika, Asien und Europa bei VAE-Dispersionen und -Dispersionspulvern auf eine integrierte Wertschöpfungskette zurückgreifen. Ausgehend von dem Grundrohstoff Ethylen sowie Essigsäure produziert WACKER POLYMERS in einem über mehr als 75 Jahre entwickelten, integrierten Prozess Vinylacetat und schließlich Vinylacetat-Ethylen. Durch die Produktion im Verbund werden alle Nebenprodukte intelligent weiterverwendet und wieder in den Produktionskreislauf eingespeist. Die Produktionsstandorte in Burghausen und im chinesischen Nanjing mit ihren VAE-Betrieben und Sprühtrocknern gehören zu den größten der Welt; weitere große Produktionsstätten unterhält der Geschäftsbereich WACKER POLYMERS in Köln, Calvert City (Kentucky) und im koreanischen Ulsan. Der Umsatz, den der Geschäftsbereich mit Dispersionen und Dispersionspulver auf der Basis von Polyvinylacetat und Vinylacetat-Copolymeren erzielt, hat im letzten Jahr erstmals die Schwelle von einer 1 Mrd. € überschritten – ein weiterer Meilenstein in der 75 Jahre währenden Erfolgsgeschichte von VINNAPAS®.

Mit der globalen Präsenz wuchs auch die Bedeutung der Kundenbetreuung vor Ort. Weltweit unterhält WACKER ein Netz von anwendungstechnischen Zentren. Zuletzt eröffnete das Technical Center in Mexiko-Stadt; weitere Einrichtungen befinden sich unter anderem in Burghausen, Seoul, Singapur, Mumbai, Moskau, Dubai, Shanghai, Peking, São Paulo und Allentown. In den Technical Centern arbeiten Experten von WACKER POLYMERS mit ihrem regionalspezifischen Know-how eng mit den Kunden vor Ort zusammen, um maßgeschneiderte Lösungen für deren Bedarf zu erarbeiten. So werden VINNAPAS® Produkte auf die Bedürfnisse der lokalen Industrie, auf klimaspezifische Unterschiede, wie sie besonders für die Bauindustrie relevant sind, und auf nationale Normen, Verordnungen oder Bautraditionen zugeschnitten.

Die Kampagne

Mit einer Wanderausstellung feiert der WACKER-Konzern das Jubiläum der VINNAPAS® Dispersionen: Im März 2013 beginnt ein Frachtcontainer seine Reise über drei Kontinente – und lässt die Besucher hinter die Kulissen der VINNAPAS® Produkte blicken. Das Minimuseum zeigt die Innovationen aus den letzten 75 Jahren, welche Megatrends sie bedienen und was VINNAPAS® Dispersionen so wertvoll für künftige technologische Entwicklungen macht. Der Frachtcontainer startete in Nürnberg auf der European Coatings Show und reist jetzt ein Jahr lang um den Globus. Weitere Stationen der VINNAPAS® Ausstellung sind zum Beispiel die Chinacoat in Shanghai vom 20. bis 22. November 2013, die Middle East Coatings Show in Dubai vom 10. bis 12. März 2014 sowie die American Coatings Show in Atlanta vom 8. bis 10. April 2014.

Für die Vermittlung des entsprechenden Fachwissens in Kundenschulungen und Händlerseminaren sind die konzerneigenen Fort- und Weiterbildungseinrichtungen der WACKER ACADEMY zuständig, die der Konzern an einem Dutzend Standorte auf drei Kontinenten unterhält. Die Trainer der WACKER ACADEMY kooperieren dabei eng mit den Experten der Technical Center. Die Ansiedlung von Vertrieb, anwendungstechnischen Laboren und Schulungszentrum unter einem Dach ermöglicht eine enge Abstimmung zwischen Verkaufs- und Entwicklungsteam und bietet optimale Voraussetzungen für die Kundenbetreuung in der Region.

Aus dem Pioniergeist der WACKER-Chemiker der ersten Stunde ist in 75 Jahren permanenter Weiterentwicklung eine Weltmarke entstanden: VINNAPAS® ist heute eine Technologieplattform, die in zahlreichen Branchen bekannt ist. Mit VINNAPAS® bekommen Klebstoffe, Farben, Mörtel, Teppiche, Vliesstoffe, technische Textilien und viele andere Produkte exakt die Eigenschaften, die sie in ihrem aktuellen Einsatzgebiet brauchen. Und die Ansprüche an die Werkstoffe der Zukunft steigen: Die Materialien müssen nicht nur immer spezifischeren Anforderungen genügen, sondern auch umwelt- und klimafreundlicher, energieeffizienter und nachhaltiger werden. Die VINNAPAS® Bindemittel von WACKER sind dabei eine Schlüsselkomponente, die viele Innovationen erst möglich macht. Gestern, heute und ganz sicher auch in Zukunft.