Aromaten vormen de basis van uiteenlopende industrieel geproduceerde chemicaliën, waaronder ingrediënten voor coatings, kunststoffen en lijmen. Dat was ruim 10 jaar geleden voor TNO de drijfveer om technologie te ontwikkelen voor de productie van biobased aromaten. Monique Wekking was destijds betrokken bij dit onderzoek. ‘We richtten ons specifiek op aromaten voor moeilijk te recyclen producten zoals coatings en smeermiddelen.’ Uit een samenwerkingsproject met onder andere kunstharsproducent Worlée en verfproducent Baril Coatings, kwam naar voren dat ftaalzuuranhydride de bottleneck vormde om coatings verder te vergroenen.

Deze specifieke component vervult een belangrijke rol in de bindmiddelen in coatings, legt Wil van Meer, projectadviseur duurzaamheid van Worlée, uit. ‘Coatings bestaan uit een pigment, een oplosmiddel, additieven en bindmiddelen. Deze laatste geven coatings specifieke eigenschappen, bijvoorbeeld op het gebied van resistentie. Bindmiddelen in alkydcoatings zijn opgebouwd uit drie componenten; vetzuren, alcoholen en dizuren – ftaalzuuranhydrides. Terwijl vetzuren altijd van plantaardige oorsprong zijn en alcoholen ook uit groene grondstoffen te verkrijgen zijn, geldt dat niet voor ftaalzuuranhydride. Daarom zijn we op zoek gegaan naar een alternatief hiervoor.’  

Professionele hulp 

Dat alternatief werd gevonden in bio-MPA; 3-methyl-ftaalzuuranhydride. Om de ontwikkeling van dit product een boost te geven richtte TNO, samen met Wekking, Roger Blokland en Stefano Iannacone, Relement op. ‘Toen we bij TNO startten met de ontwikkeling van bio-aromaten was dat een nieuwe chemische uitdaging in het lab. Op dat niveau ben je blij als je überhaupt een kilo product kan maken’, zegt Wekking. ‘Maar dat is ook het punt waarop veel technologie strandt. Want hoe schaal je dan op naar honderd kilo en vervolgens naar tonnen? Daarvoor heb je heel andere kennis nodig dan de chemie op laboratoriumschaal.’

‘Alleen een duurzaamheidspropositie is niet voldoende voor een succesvol businessmodel’  

Monique Wekking, Relement 

Relement riep professionele hulp in. Die vonden ze bij de multipurpose pilot plant van Solvay (inmiddels Syensqo) in Lyon. Wekking: ‘Zij hebben kennis in huis over het opschalen van nieuwe chemische biobased processen. Ze konden helpen bij de verschillende stappen en dachten met ons mee. Dat hadden we met ons kleine team – we zijn nu met zes mensen – nooit kunnen bereiken.’ De kennis van Solvay heeft ervoor gezorgd dat het proces gevalideerd en verbeterd is. ‘Dat geeft ook aan externe partijen meer vertrouwen.’ 

Dubbele propositie 

In eerste instantie wilde Relement een duurzaam alternatief voor ftaalzuuranhydride op de markt te brengen. ‘Maar alleen een duurzaamheidspropositie is niet voldoende voor een succesvol businessmodel’, aldus Wekking. ’Met Bio-MPA bieden we ook een performance propositie, want deze biobased component zorgt ook voor een betere chemische resistentie en slijtvastheid.’ Voor Worlée is deze dubbele propositie interessant, zegt Van Meer. ‘We maken ingrediënten voor alkydcoatings voor industrieel gebruik, denk daarbij aan staalcoatings of coatings voor verkeersborden. Voor deze toepassing is de resistentie van groot belang. We maken ook ingrediënten voor coatings voor professionele schilderslakken en de “doe-het-zelf”-markt. Hier is het duurzame karakter juist van belang.’ 

Bagasse  

Als grondstof gebruikt Relement het commercieel beschikbare furfural, gemaakt op basis van hemicellulose uit biomassa. Wekking: ‘Hemicellulose zit in het niet-eetbare deel van biomassa, bijvoorbeeld in bagasse, een reststroom van rietsuiker. Terwijl cellulose veel toepassing vindt als grondstof voor kleding, is de hemicellulose-stroom meestal een bijproduct. In de toekomst kunnen we furfural ook afnemen van verschillende  — opkomende — bioraffinaderijen, waarvoor het een voordeel is dat zij deze reststroom kunnen verwaarden.’ Over de reactie van furfural tot MPA wil Wekking weinig anders kwijt dan dat er Diels-Alder chemie wordt toegepast. Dat is immers het geheim van de smid.  

Voor afnemers zoals Worlée is het een groot voordeel dat er bij gebruik van de nieuwe component vrijwel geen aanpassingen nodig zijn in de infrastructuur en het productieproces. Van Meer: ‘Bio-MPA is, in veel van onze oplosmiddel- en watergebaseerde alkydharsen en emulsies, als drop-in chemicalie voor ftaalzuuranhydride te gebruiken. Door de verbeterde performance propositie is het bij de ontwikkeling en het in de markt zetten van een nieuw product heel belangrijk dat de hele keten hierbij betrokken is geweest.’  

‘Bio-MPA is als drop-in chemicalie voor ftaalzuuranhydride te gebruiken’

Wil van Meer, Worlée 

Onlangs sloot Relement een overeenkomst met de Duitse contractproducent Allessa om de eerste tonnen bio-MPA te gaan produceren. Een strategische keuze, zegt Wekking. ‘Het is voor ons belangrijk dat we ons product zo snel mogelijk naar de markt kunnen brengen. Daarom is het aantrekkelijk om gebruik te kunnen maken van bestaande infrastructuur. Het investeren in een productiefaciliteit zou veel duurder zijn en meer tijd in beslag hebben genomen. Op de langere termijn willen we wel zelf gaan produceren, maar we moeten die Valley of Death door.’ 

Relement voorziet een verdere groei in de vraag naar bio-MPA. ‘Deze stof kan bijvoorbeeld ook in composieten worden toegepast.’ Als volgende stap ziet Wekking het gebruik van de technologie om ook andere aromaten te maken. Maar de COO waakt ervoor om te veel hooi op de vork te nemen. ‘We zijn een kleine organisatie, we moeten niet te veel tegelijk willen doen. Zo kunnen we gecontroleerd groeien.’