Leistungsfähige Schmiermittel PFAS-Verbot: Auch Schmierstoffe sind betroffen

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Unter die PFAS-Beschränkung fallen auch verschieden Schmierstoffe wie vom Hersteller Chemie-Technik aus Vöhringen zu erfahren ist.

Allen PFAS-haltigen Substanzen ist gemein, dass sie eine außergewöhnlich hohe chemische Stabilität besitzen. Dieser Vorteil ist auch bei Schmiermitteln, an die hohe Anforderungen gestellt werden wichtig. Von den fluorhaltigen Substanzen werden hauptsächlich zwei Gruppen eingesetzt: Perfluorpolyether (PFPE) und Polytetrafluorethylen (PTFE).

Der Restriktionsvorschlag sieht ein nahezu vollständiges Verkehrsverbot PFAS-haltiger Substanzen vor, das drei Übergangsfristen kennt: 18 Monate, 6,5 Jahre und 13,5 Jahre. Für PFAS in Schmierstoffen sind die folgenden Fristen erwähnt:

Aufgrund der hohen Kosten werden PFPE-Schmierstoffe nur dann eingesetzt, wenn es keine technische Alternative gibt. Der Restriktionsvorschlag nimmt diese Argumentation auf und schlägt eine Übergangsfrist von 13,5 Jahren für kritische Anwendungen („harsh environments“ und „safe functioning and safety of equipment“) vor. Die Ausnahmeregelung ist allerdings kein „Freibrief“: Hersteller und Händler müssen Produkte, Anwendungen und Mengen melden. Im Rahmen eines Managementplans muss der Verwender den Einsatz dieser Produkte begründen, Einsatzbedingungen definieren und eine sichere Entsorgung garantieren.

Der Einsatz von PTFE als Verdicker von PFPE-Ölen ist tendenziell den kritischen Anwendungen zugeordnet; bei den Silikonölen ist die Einschätzung weniger eindeutig. Wird PTFE als Schmierstoffadditiv eingesetzt, so wird dies differenzierter bewertet. Der Restriktionsvorschlag unterscheidet bei den Anwendungen. So werden beispielsweise PTFE-haltige Fahrradkettenöle und geräuscharme Schmierstoffe im Kfz nicht als „ausnahmewürdig“ betrachtet und unterliegen einer Übergangsfrist von nur 18 Monaten. Weiterhin ist davon auszugehen, dass der Einsatz von PTFE als Schmierstoffadditiv unter dieser Fragestellung (= kritische/unkritische Anwendung) betrachtet und reguliert wird. Im nicht-industriellen Bereich könnte PTFE-Pulver unter Umständen auch durch neue Bestimmungen aus dem Bereich Mikroplastik reguliert werden.

Da neben der Industrie auch die verschiedensten Umwelt- und Naturschutz­ver­bände an den Konsultationen teilnehmen, erwartet der Schmierstoffhersteller weitergehende Maßnahmen oder ein Verschärfen der Bedingungen für den Einsatz von PFAS. Im Fokus stehen insbesondere die sogenannten „umweltoffenen“ Anwendungen.

Durch die kommenden PFAS-Regulierungen kommt es bereits zu Reaktionen auf der Anbieterseite. Im Vorgriff auf einen schrumpfenden Markt reduzieren die ersten Unternehmen Geschäftsaktivitäten beziehungsweise ziehen sich aus dem Markt zurück. Als Rückkopplungseffekt wird es höchstwahrscheinlich zu Einschränkungen in der Rohstoffverfügbarkeit und Rohstoffvielfalt kommen; die weitere Entwicklung des Preisniveaus von PFAS ist unsicher.

Was sollten Sie bezüglich Ihrer Schmierstoffe tun?

Unternehmen sollten die eingesetzten Schmiermittel und deren Anwendung in Zusammenarbeit mit dem Lieferanten auf PFAS prüfen. Bei PFPE-Ölen und PFPE-Fetten (auch PTFE-verdickt) ist laut Chemie-Technik – nach heutigem Stand – eine Übergangsfrist von 13,5 Jahren zu erwarten, wenn es sich um eine kritische Anwendung handelt. Da PFPE-Schmierstoffe zumeist in sehr speziellen Anwendungen eingesetzt werden, ist diese Bedingung vermutlich oft erfüllt. Die Kehrseite: Spezielle Anwendungen beziehungsweise Anwendungsbedingungen erfordern erhöhte oder längere Entwicklungsaufwände für ein gleichwertiges PFAS-freies Austauschprodukt.

Bei Schmierstoffen, die PTFE als Additiv enthalten, werden die Einsatz­bedingungen über die Länge der Übergangsfrist entscheiden. Bei unkritischen Anwendungen oder wenn der Markt bereits PTFE-freie Alternativen bereithält, könnte der „worst case“ mit der kurzen Übergangsfrist von 18 Monaten eintreten. Für diese Kombination ist es aktuell am dringendsten, über alternative Produkte oder Produktstrategien nachzudenken.

Aus Sicht des Unternehmens bringt der Restriktionsvorschlag massive technische Auswirkungen auf das Leistungsvermögen von Schmierstoffen mit sich. Eine ähnliche Situation findet sich bei den fluorhaltigen Kunststoffmaterialen, die als Konstruktionselemente eingesetzt werden. Vor diesem Hintergrund sollte bei allen Aktivitäten beachtet werden, dass sich der Restriktionsvorschlag aktuell im Konsultationsprozess befindet und danach noch das europäische Gesetzgebungsverfahren durchlaufen muss – Änderungen sind damit garantiert.

Das sollten Sie zu PFPE und PTFE wissen

Polyfluorpolyether (PFPE) sind Flüssigkeiten, die als Schmieröle oder verdickt als Schmierfette eingesetzt werden. Ein typischer Einsatzbereich sind Hoch­temperatur- und Vakuum­anwendungen. Durch die hohe Stabilität sind diese Öle/-fette für Lebens­dauer­schmierungen prädestiniert. Sie sind nicht brenn­bar, strahlungsresistent und weisen eine universelle Material­kompatibilität insbesondere mit Kunststoffen auf. Kombinationen von leicht­flüchtigen mit schwer­flüchtigen PFPE-Ölen werden zum Erzeugen dünnster Schmierfilme für Elektrokontakte eingesetzt. Insgesamt handelt es sich bei diesen Fetten und -Ölen um teure, aber äußerst leistungsfähige Schmierstoffe. Ihre Eigenschaften werden derzeit durch keine andere Schmierstoffgruppe abge­bildet.

PTFE wird als mikronisiertes Pulver oder als Dispersion bei der Schmierstoff­her­stellung verwendet. In höheren Konzentrationen kommt es als Verdicker, in niedrigeren Konzentrationen als Schmierstoffadditiv und/oder Hilfsverdicker zum Einsatz. Als Verdicker findet man PTFE in PFPE-Ölen oder in Silikonölen, als Schmierstoffadditiv in vielen konventionellen Schmierstoffen. Es verbessert signifikant die Schmiereigenschaften bei Grenz- und Misch­reibungszuständen, vermindert den Reibwiderstand, hat geräusch- und schwingungsdämpfende Eigenschaften und verringert das sogenannte Ruck­gleiten (Stick-Slip-Effekt).

Diese Aktivitäten erfolgen, um Ersatzmaterialien zu entwickeln

In Vöhringen werden Untersuchung von alternativen Rohstoffen und Verdickersystemen durchgeführt, denn insbesondere bei den Festschmierstoffen gibt es vielversprechende Alternativen zum PTFE. Silikonöle lassen sich unter Umständen auch feststofffrei verdicken, ohne die Zulassung für die Lebensmittelindustrie zu verlieren. Außerdem werden PFAS-freie Alternativprodukten mit den ersten Anwendern entwickelt. Die Ergebnisse dienen als Basis für weitere Produkte und Anwendungslösungen. Prinzipiell gilt: Es gibt keine Standardlösungen, denn die Anwendungen und Produkte sind zu unterschiedlich und erfordern eine spezifische Betrachtung.

Quelle: Chemie-Technik