Quellen

Eco-profiles of the European Plastics Industry, Polyurethane rigid foam, PlasticsEurope, Brussels, 2005

Herstellungsprozess

Die Herstellung der Ausgangsprodukte (Reaktionsprodukte, Polyole und Isocyanate) findet in Betrieben der Großchemie statt. Die Verarbeitung der Polyurethane zum ausgehärteten Produkt erfolgt je nach Anwendung (Dämmstoffe, Harze, Lacke, Klebstoffe, Ortschaum) in der Regel durch kleinere Unternehmen bzw. auf der Baustelle.

Um den Umgang speziell mit den toxischen Isocyanaten zu reduzieren und die damit verbundenen Risiken für die Beschäftigten der verarbeitenden Betriebe zu senken, werden heute bereits vorpolymerisierte Komponenten als Vorprodukte an die weiterverarbeitenden Betriebe geliefert (Prepolymer-Prozess).

Speziell bei der Herstellung der Polyurethan-Schaumprodukte wird normalerweise ein Verfahren angewendet, bei dem alle benötigten Materialien (Ausgangsstoffe, Hilfsstoffe, Additive) vermischt werden. Danach verläuft die Bildung der Polyurethane und das Aufschäumen gleichzeitig (one-shot-Prozess).

Charakteristische Emissionen

Die Emissionen der Herstellung werden in den Ökoprofilen von PlasticsEurope ausgewiesen (siehe Quellen).

Maßnahmen Gesundheitsschutz

Bei der Herstellung der Vorprodukte sind Gefahrstoffe mit erheblichem Risikopotential beteiligt: Benzol, Phosgen, Ethylenoxid, Chlor. Vor allem bei den drei letztgenannten Stoffen besteht ein Störfallrisiko, da die Stoffe gasförmig vorliegen.

Benzol kann beim Verschlucken und Eindringen in die Atemwege tödlich sein (H304), kann Krebs erzeugen (H350), genetische Defekte verursachen (H340) und schädigt die Organe (H372).

Phosgen ist tödlich beim Einatmen (H330) und verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden (H314).

Ethylenoxid ist ein extrem entzündbares Gas (H220), verursacht Haut- und schwere Augenreizungen (H315 & H319), ist giftig beim Einatmen (H331), kann die Atemwege reizen (H335), genetische Defekte verursachen (H340) und Krebs erzeugen (H350).

Chlor verursacht Haut- und schwere Augenreizungen (H315 & H319), ist giftig beim Einatmen (H331), kann die Atemwege reizen (H335) und ist sehr giftig für Wasserorganismen (H400).

Die Zwischenprodukte Diisocyanate sind als gesundheitsschädlich bis giftig, reizend und sensibilisierend eingestuft (TDI, MDI). Beim Umgang mit Isocyanaten ist generell Vorsicht geboten. Somit sind umfangreiche Arbeitsschutzmaßnahmen notwendig. Neben Vorsichtsmaßnahmen gegen die akuten Gefährdungen von Isocyanaten sollten Allergiker und Asthmatiker sowie bereits gegen Isocyanate sensibilisierte Mitarbeiter nicht zu Arbeiten mit Isocyanaten oder deren Zubereitungen herangezogen werden. Erkrankungen durch Isocyanate sind meldepflichtige Berufskrankheiten. → siehe auch Stoff-/Produktgruppen GISBAU

MDI verursacht Haut- und schwere Augenreizungen (H315 & H319), kann allergische Hautreaktionen verursachen (H317), ist gesundheitsschädlich bei Einatmen (H332), kann bei Einatmen Allergie, asthmaartige Symptome oder Atembeschwerden verursachen (H334), die Atemwege reizen (H335), vermutlich Krebs erzeugen (H351) und die Organe schädigen bei längerer oder wiederholter Exposition (H373).

TDI verursacht Haut- und schwere Augenreizungen (H315 & H319), kann allergische Hautreaktionen verursachen (H317), ist tödlich beim Einatmen (H330), kann bei Einatmen Allergie, asthmaartige Symptome oder Atembeschwerden verursachen (H334), die Atemwege reizen (H335), vermutlich Krebs erzeugen (H351) und ist schädlich für Wasserorganismen, mit langfristiger Wirkung (H412)

Für die Gefährdungsbeurteilung und daraus abzuleitende Schutzmaßnahmen für Arbeiten mit Isocyanaten liegt die TRGS 430 vor. Arbeitsplatzgrenzwerte liegen nur für monomere Isocyanate vor. Bei der Herstellung von PUR-Klebstoffen treten jedoch auch polymere Isocyanate auf. Die TRGS 430 beschreibt deshalb Verfahren zur Bewertung einer möglichen Gefährdung durch die gesamte Isocyanatexposition. Die Gefährdungsbeurteilung muss vom Arbeitgeber durchgeführt, schriftlich dokumentiert und bei maßgeblichen Veränderungen aktualisiert werden. Die TRGS 430 legt für die Herstellung von Isocyanaten technische Schutzmaßnahmen fest.

Transport

Das Vorprodukt Phosgen unterliegt Transportbeschränkungen gemäß ADR, wird allerdings kaum transportiert, sondern gleich vor Ort produziert und weiterverarbeitet.

Das Vorprodukt Ethylenoxid und das Zwischenprodukt Isocyanat unterliegen Transportbeschränkungen gemäß ADR

Quellen

Eco-profiles of the European Plastics Industry, Polyurethane rigid foam, PlasticsEurope, Brussels, 2005

H-Sätze:

European Chemicals Agency, C&L Inventory Database, ECHA

Transport:

Anlage zur Bekanntmachung der Neufassung der Anlagen A und B des Europäischen Übereinkommens vom 30. September 1957 über die internationale Beförderung gefährlicher Güter auf der Straße (ADR) (in der ab dem 1. Januar 2011 geltenden Fassung)

Beständigkeit Nutzungszustand

Eine sachgemäße Verarbeitung vorausgesetzt, gelten Produkte aus Polyurethanen (PUR) als sehr beständig. Dies setzt allerdings eine genügende Stabilisierung der Produkte durch entsprechende Additive (z.B. UV-Stabilisatoren als Schutz gegen Abbau durch UV-Licht) voraus. Da die Produkte jedoch erst seit relativ kurzer Zeit im Bausektor eingesetzt werden, können kaum Aussagen über einen längeren Zeitraum als etwa 20 - 30 Jahre getroffen werden. PUR ist unempfindlich gegen Feuchtigkeit und gegen Salzlösungen, beständig gegenüber Laugen, verdünnten Säuren und organischen Lösemittel.

Unter der Rubrik Baustoff- und Gebäudedaten / Nutzungsdauern von Bauteilen findet sich auf dem Informationsportal Nachhaltiges Bauen eine Datenbank mit Nutzungsdauerangaben von ausgewählten Bauteilen des Hochbaus für den Leitfaden „Nachhaltiges Bauen“.
→ Datenbank als PDF

Wiederverwendung / Wiederverwertung / Beseitigung

Referenz

Umwelt- und Gesundheitsrisiko Rückbau

Bei einem geordneten Rückbau kommt es zu keinen besonderen Umwelt- oder Gesundheitsrisiken.

Wiederverwendung

Eine Wiederverwendung von PUR-Hartschäumen, insbesondere PUR-Dämmstoffen ist denkbar. Allerdings enthalten ältere PUR-Dämmstoffe heute verbotene FCKW als Treibgas. Einer Wiederverwendung steht auch entgegen, dass PUR-Dämmstoffe teilweise mit der Konstruktion verklebt werden, was einen Ausbau unbeschädigter Platten verhindert.

Stoffliche Verwertung

Generell ist die stoffliche Verwertung von Duroplasten schwierig, meist landet der Baustoff auf der Mülldeponie. Ein werkstoffliches Recycling von Polyurethanen (PUR) aus Bau- und Abbruchabfällen ist derzeit noch nicht die Regel.

Es gibt jedoch zwei Möglichkeiten PU wiederzuverwerten: Beim mechanischen PU Recycling werden Produkte aus Polyurethan zerkleinert, granuliert oder gemahlen. Durch den Einsatz von Bindemittel oder frischem Polyurethan werden diese Polyurenthanreste gemischt. So entstehen neue Formteile mit einem hohen Recycling-Anteil. Zudem gibt es das chemische Recycling, wobei hier vor allem mit Acidolyse gearbeitet wird, also dem Aufbrechen von PUR mit Säure.

Energetische Verwertung

Wegen des Stickstoffanteils ist der Heizwert von PUR tiefer als der anderer Kunststoffe. Ebenfalls aufgrund des Stickstoffgehalts von PUR entsteht ein großer Anteil von Stickoxiden, die mittels aufwendiger Entstickungsverfahren (Katalysatoren) aus den Rauchgasen entfernt werden müssen. Wegen der enthaltenen Flammschutzmittel erzeugt die Verbrennung der Polyurethan-Kunststoffe halogenhaltige Rückstände, die deponiert werden müssen.

Gemäß den Angaben im Ökoprofil von PlasticsEurope beträgt der Heizwert von PUR-Hartschaum rund 37 MJ / kg PUR-Hartschaum.

Beseitigung / Verhalten auf der Deponie

Gemäss TA-Siedlungabfall dürfen Abfälle aus Polyurethan nicht mehr abgelagert werden. Additive können vermutlich über längere Zeit aus dem Kunststoff herausgelöst werden und tragen zu einer Belastung des Bodens bzw. der Deponie-Abwässer bei. Allerdings sind keine Daten über das längerfristige Verhalten von PUR in Deponien verfügbar.

Abfälle, die Polyurethanharze z. B. als Beschichtung oder Klebstoff enthalten und nicht verwertet werden können, dürfen nur auf Deponien abgelagert werden, wenn sie Grenzwerte für den organischen Anteil einhalten. Gemäß Anhang B der TA-Siedlungsabfall sind 3 Masse-% organisches Material erlaubt für Deponien der Deponieklasse I und 5 Masse-% für Deponien der Deponieklasse II.

EAK-Abfallschlüssel

Ausgehärtete PUR-Produkte

17 02 03

Kunststoffe (Bau- und Abbruchabfälle)

Weitere mögliche EAK-Abfallschlüssel aufgrund der verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten sind ggf. in den zugeordneten Bauproduktgruppen enthalten.

Quellen

Eco-profiles of the European Plastics Industry, Polyurethane rigid foam, PlasticsEurope, Brussels, 2005

Thomas B. Bech, Bjarke S. Donslund, Steffan K. Kristensen, Troels Skrydstrup; "Chemical separation of polyurethane via acidolysis – combining acidolysis with hydrolysis for valorisation of aromatic amines"; Green Chemistry, Volume 26, 2024