N-Methylpyrrolidon, auch bekannt als N-Methyl-2-Pyrrolidon oder NMP, ist ein farbloses chemisches Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt, hohem Flammpunkt und niedrigem Dampfdruck. In vielen Produktionsprozessen sind diese Eigenschaften äußerst erwünscht und haben NMP zu einem weit verbreiteten Lösungsmittel in der Petrochemie- und Kunststoffindustrie sowie in der Fertigung gemacht.
NMP wird auch bei der Herstellung vieler Konsumgüter verwendet, darunter Pigmente, Kosmetika, Insektizide, Herbizide und Fungizide. NMP ist in den meisten Haushalten zu finden und wird in einigen Nagellackentfernern, Haarfärbemitteln, Mascaras, Farbstoffen für Tintenstrahldruckertinten sowie Kunsthandwerksprodukten verwendet. Es ist in vielen Farben, Bodenreinigern, Klebstoffen, Herbiziden und Pestiziden enthalten.
Das starke Lösevermögen von NMP als wassermischbares organisches Lösungsmittel hat zu seiner Verwendung als Oberflächenbehandlung für Textilien, Harze und metallbeschichtete Kunststoffe sowie als Abbeizmittel geführt. Es handelt sich um ein Mehrzweckreinigungsmittel, das im Halbleiterherstellungsprozess sowie im Elektrodenbeschichtungsprozess bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt wird.
Eine der größten kommerziellen Anwendungen von NMP ist die Beschichtung von Elektroden zur Herstellung Lithium-Ionen-Batterien. Eine typische Kathodenfertigungslinie verwendet das in NMP gelöste Polymer Polyvinylidenfluorid (PVDF), gemischt mit Kohlenstoff und aktivem Material, um eine Aufschlämmung herzustellen, die mit einem Schlitzdüsenbeschichter auf den Stromkollektor aufgetragen wird. Der gesamte Prozess ist kostspielig, umweltschädlich und erfordert viel Energie.
Die steigenden Risiken von NMP
NMP wird seit vielen Jahren als branchenübliches Lösungsmittel für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Mit zunehmendem Bewusstsein für die Chemikalie, ihre Toxizität und ihre möglichen Schäden als Luftschadstoff, der zurückgewonnen und recycelt werden muss, wurde NMP aus der Herstellung vieler Produkte entfernt und ist in den Produktionsprozessen einiger Länder sogar verboten.
NMP wurde aus der Herstellung vieler Produkte entfernt und ist in den Produktionsprozessen einiger Länder sogar verboten.
NMP wird am häufigsten über die Haut aufgenommen. Viele dieser Produkte enthalten unterschiedliche Prozentsätze an NMP, was die potenzielle Reizwirkung des Produkts beeinflusst. Bei Artikeln mit einem geringen NMP-Anteil ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass sie schädliche Auswirkungen auf Verbraucher haben. Es wird jedoch weiterhin empfohlen, Produkte mit NMP zu meiden.
NMP-Exposition kann eine Vielzahl von Gesundheitsproblemen verursachen. Die Environmental Protection Agency (EPA) klassifiziert NMP als entwicklungstoxischen Stoff, ein Toxin, das aufgrund einer Schädigung der Umwelt Wachstum, Entwicklung und Verhalten beeinträchtigt. NMP kann Haut und Augen reizen sowie die Lunge und die Atemwege reizen und das Atmen erschweren. NMP-Exposition kann möglicherweise die Nieren und die Leber schädigen und zu Neurotoxizität und Reproduktionstoxizität führen. Jede NMP-Exposition bei schwangeren Frauen oder Frauen, die schwanger werden könnten, kann zu Entwicklungsstörungen des Fötus führen, einschließlich einer Gewichtsabnahme des Fötus und möglicherweise zum Tod.
OSHA, die US-Arbeitsschutzbehörde für die US-Regierung, begrenzt die NMP-Exposition von Arbeitnehmern auf 10 ppm (parts per million) an einem Acht-Stunden-Tag. Ebenso legt der Bundesstaat Kalifornien den zulässigen Expositionsgrenzwert (PEL) auf 1 ppm oder 4 mg/m3 fest. Da es leicht über die Haut absorbiert wird, muss der Urin von Arbeitern, die NMP ausgesetzt sind, unmittelbar nach der Schicht einen NMP-Wert von unter 100 mg/L aufweisen. Alle diese Informationen finden Sie im SDB (Sicherheitsdatenblatt) der Chemikalie, das allgemein im Internet zugänglich ist, aber vom Hersteller jedem Kunden zur Verfügung gestellt werden muss. Die chemische Industrie bezeichnet die CAS-Nummer 872-50-4. Die Suche nach Sicherheitsdaten ist anhand der CAS-Nummer wesentlich einfacher.
Das GHS (Globally Harmonized System) klassifiziert NMP auf einer vergleichenden Sicherheitsskala (4 ist leicht bis 1 äußerst gefährlich) als:
- Entzündbare Flüssigkeiten (Kategorie 4) H227 Brennbare Flüssigkeit.
- Hautreizung (Kategorie 2) H315 Verursacht Hautreizungen
- Augenreizung (Kategorie 2A), H319 Verursacht schwere Augenreizung.
- Reproduktionstoxizität (Kategorie 1B), H360 Kann die Fruchtbarkeit beeinträchtigen oder das ungeborene Kind schädigen
- Spezifische Zielorgan-Toxizität – einmalige Exposition (Kategorie 3),
- H335 Kann die Atemwege reizen
Sichere, saubere und NMP-freie Alternativen
Während Unternehmen mit NMP-freien Alternativen bei der Herstellung von Li-Ionen-Batterien experimentieren, beinhalten viele der Lösungen weiterhin den Einsatz langer, energiesaugender thermischer Trockenöfen. Miltec ist seit über dreißig Jahren Experte für UV-Technologie und hat in den letzten zwanzig Jahren patentierte Kathodenbindemittel entwickelt, die so formuliert sind, dass sie unter hochintensivem UV-Licht sofort trocknen. Dieser Prozess macht den kostspieligen Prozess der NMP-Lösungsmittelrückgewinnung überflüssig und reduziert den ökologischen Fußabdruck.
Ein UV-Herstellungssystem kostet 1/10 oder weniger als ein thermisches Trocknungssystem, das NMP (mit PVDF) verwendet. Obwohl es sich nicht um ein lösungsmittelfreies Verfahren handelt, erfordern die verwendeten Lösungsmittel keine Kosten für Abscheidung und Rückgewinnung und sie verdampfen viel schneller als NMP. Da in den UV-Bindemitteln von Miltec kein NMP enthalten ist, arbeiten die am Produktionsprozess beteiligten Mitarbeiter in einer viel sichereren Umgebung.
Besuchen Sie Batterie-Website von Miltec UVe um mehr zu erfahren.
