AT511516B1 - Verfahren zur herstellung eines elastomer-polymer-compounds - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Elastomer-Polymer-Compounds nach dem Elastomerpartikel mit einem Polymer vermischt und beschichtet werden oder mit einer Vorstufe für ein Polymer vermischt und beschichtet werden und danach diese Vorstufe des Polymers polymerisiert wird, wobei als Polymer mindestens ein Thermoplast eigesetzt wird oder als Vorstufe für das Polymer mindestens ein vernetzbares Kunstharz eingesetzt wird, das nach der Vernetzung ein Thermoplast bildet. Weiter betrifft die Erfindung einen nach diesem Verfahren hergestellten Füllstoff.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Elastomer-Polymer-Com-pounds nach dem Elastomerpartikel einem Polymer vermischt und beschichtet werden oder mitmit einer Vorstufe für ein Polymer vermischt und beschichtet werden und danach diese Vorstufedes Polymers polymerisiert wird, einen Füllstoff für Beschichtungen bestehend aus einemElastomer-Polymer-Compound aus Elastomerpartikel und einem Polymer, wobei die Elasto¬merpartikel mit dem Polymer beschichtet sind, sowie die Verwendung des Füllstoffes.

[0002] Die Entsorgung von Altreifen und Altgummi erfolgt derzeit weltweit überwiegend durchDeponierung und in untergeordnetem Ausmaß durch Verbrennung. Durch die Richtlinie1999/31/EG des Rates vom 26. April 1999 über Abfalldeponien ist in der EU vorgesehen, dassMitgliedsstaaten Maßnahmen treffen, damit ganze Reifen vier Jahre nach dem Inkrafttreten derRichtlinie nicht mehr auf einer Deponie angenommen werden, ausgenommen Reifen, die alsMaterial für technische Zwecke verwendet werden, sowie geschredderte Altreifen sieben Jahrenach dem Inkrafttreten der Verordnung.

[0003] Gemäß Stand der Technik erfolgt eine Verwertung von Altreifen und Altgummi vorwie¬gend durch energetische Nutzung als Ersatzbrennstoff in der Zementklinkerproduktion oder indafür speziell ausgestatteten Kraftwerken. Eine stoffliche Verwertung gemäß Stand der Technikist, abgesehen von begrenzten Möglichkeiten zur Weiterverwendung der Gebrauchtreifen oderNutzung geeigneter Reifenkarkassen in der Herstellung runderneuerter Reifen, durch die me¬chanische Aufbereitung der Altprodukte und die Gewinnung verwertbarer Gummigranulate undGummimehl möglich.

[0004] In einigen Ländern, wie z. B. in Österreich, ist die Deponierung von Abfällen mit mehr als5% organischem Kohlenstoffgehalt (damit auch von Altreifen und Altgummi) gesetzlich verbo¬ten.

[0005] Es ist bekannt, Altreifen und Altgummi grob und dann fein zu zerteilen und den Elasto¬meranteil, der in Form eines Granulates mit Korndurchmessern bis zu etwa 3 mm anfällt, nachAbscheiden des Armierungsanteils zur Herstellung von diversen Produkten einzusetzen.

[0006] So beschreibt z.B. die DE 202 06 801 U1 ein granulatförmiges Additiv, vorzugsweiseanwendbar zur Bitumenmodifikation im Straßenbau, bestehend im Wesentlichen aus recycel¬tem, gemahlenem Gummi und einem Bindemittel. Das Bindemittel bindet die feinvermahlenenPartikel zeitweilig zu einem körnigen, gut rieselfähigen Granulat, das in z. B. heißem Bitumensehr gut löslich ist. Das Bindemittel ist biopolymeren Ursprungs, vorzugsweise auf Getreidebas¬is. Der Anteil des Bindemittels beträgt ca. 1 bis 80%. Die maximale Körnung des wesentlichenAnteils des verwendeten Gummimehles ist kleiner gleich 1 mm. Die Mehrzahl der Gummi- undZuschlagstoffpartikel eines jeden Granulatkorns kann vollständig oder fast vollständig von demBindemittel umhüllt sein bzw. umhüllt das Bindemittel eine äußere Hülle um viele nicht direktvon Bindemittel umhüllte Partikel. Zur Herstellung des gummibasierten Additivs wird das spezi¬elle Gummimehl zusammen mit einem biopolymeren Bindemittel extrudiert. Die Extrusion erfolgtmittels Doppelschneckenextruder mit definiertem Verhältnis von Schneckenlänge zu Schne¬ckendurchmesser (L/D-Verhältnis). Der Extrusionsprozess wird so gestaltet, dass eine Agglo¬meration des Gummimehls erfolgt, die aber bei der Erhitzung z.B. im Bitumen wieder aufgelöstwird. Zur Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften können bei der Extrusion weitereAdditive wie Fasern, Duftstoffe oder Akzeptoren zugeben werden. Damit können Geruchsbeläs¬tigungen, die beim Einarbeiten der Gummipartikel durch das Erhitzen im Bitumen auftreten,minimiert werden.

[0007] Aus der DE 40 11 794 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Grundmaterial zumHerstellen von Platten, Matten und Formartikeln aus Mischungen von gemahlenen Gummiabfäl¬len mit oder ohne Verstärkungseinlagen, Mastiziermittel, Naturkautschuk, Beschleunigersystem,Zinkoxid und Schwefel bekannt, nach dem der Gummiabfallmischung 2 Gew.-% bis 6 Gew.-%eines aliphatisch aromatischen Weichharzes, gegebenenfalls verbatcht mit Naturkautschuk, als zähflüssige Substanz mit einem spezifischen Gewicht von 0,8 bis 1,2 g/cm3 und einer Viskositätvon 60 mPas bis 100 mPas bei 80 °C zugefügt werden, wobei das Einmischen auf der Walzeerfolgt. Das Weichharz kann auch in fester Form, verbatcht mit Kieselsäure, zugefügt werden.

[0008] Die DD 265 460 A1 beschreibt eine Korrosionsschutzschicht für mit Seewasser beauf¬schlagte Kühler die aus einem Epoxidharz-Gummimehl-Compound besteht und ein VerhältnisHarz/Gummimehl = 40 bis 60:60 bis 40 aufweist. Das Gummimehl kann eine Körnung vonweniger als 200pm und eine Härte von 45 bis 85 Shore aufweisen.

[0009] Die DE 1 248 923 B beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern durchAnteigen einer formbaren Mischung in einem Kneter, Walzen bzw. Gießen in Formen und Här¬ten der Mischung im Trockenofen, wobei eine Mischung aus 78 - 82 Gew.-% zerkleinertemAltkautschuk, 16-12 Gew.-% eines 20 %igen wässrigen Papierschlammes, 5 - 3 Gew.-% einerEpoxyverbindung und 2,5 -1,5 Gew.-% eines Amins verwendet wird.

[0010] Aus der DE 198 35 728 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus zer¬kleinerten Kunststoffabfällen und Zweikomponenten-Polyurethan-Bindemitteln aus einer Polyol¬komponente und einer Isocyanatkomponente bekannt, nach dem man einen Teil der zerkleiner¬ten Kunststoffabfälle mit der Isocyanatkomponente und einen Teil der zerkleinerten Kunststoff¬abfälle mit der Polyolkomponente beschichtet, die beschichteten Kunststoffabfälle mischt undgemeinsam in eine Form einbringt und dort zu Formkörpern verpresst.

[0011] Die DE 24 47 625 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung elastischer Schichtstoffe,bei welchem man ein durch Einwirkung von Feuchtigkeit aushärtendes Polyurethan-Bindemittelauf Basis von hydroxylgruppenhaltigen Polyäthern und Polyisocyanaten mit Gummi- und/oderelastomeren Kunststoff-Granulaten sowie gegebenenfalls weiteren Hilfs- und Zusatzstoffenmischt und die Mischung nach erfolgter Formgebung mit Wasser aushärtet, wobei als feuchtig¬keitshärtendes Polyurethan-Bindemittel auf Basis von hydroxylgruppenhaltigen Polyäthern undPolyisocyanaten ein freie Isocyanatgruppen aufweisendes Umsetzungsprodukt dieser Reakti¬onspartner im NCO/OH-Verhältnis von 2 : 1 bis 15 : 1 eingesetzt wird, und wobei die Polyiso-cyanat-Komponente zu 20 - 80 Gew.-% aus 2,4'- Diisocyanatodiphenylmethan besteht.

[0012] Aus der DE 202 17 142 U1 sind lose, rieselfähige Gummipartikel bekannt, die einenAltgummikern enthalten, der auf seiner kompletten Oberfläche eine dauerelastische Ummante¬lung, bestehend aus einem Bindemittel, aufweist.

[0013] Die DE 42 25 333 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern auszerkleinertem bzw. gemahlenem kompaktem Altgummi, dessen Teilchen mit einem härtbarenKunststoff durchmischt werden, das zum Aushärten gebracht, als Bindemittel die Zwischenräu¬me zwischen den Altgummiteilchen ganz oder teilweise ausfüllt, wobei die Altgummiteilchen inForm von Gummischrot bzw. Gummischnitzeln in einem Mischer durchmischt werden undwährend des Mischvorganges das Bindemittel, z. B. Diisocyanate und Polyole sowie ein Treib¬mittel getrennt zugeführt und in den Mischer eingesprüht werden, und wobei nach weiteremDurchmischen das Mischgut zum Aushärten in eine Form eingegeben wird sowie gegebenen¬falls anschließend der Formkörper mindestens einseitig mit einer Folie oder einer Beschichtungbzw. Ummantelung versehen wird, und wobei weiter zusätzlich ein löslicher, vorzugsweisewasserlöslicher Füll- bzw. Zusatzstoff beigegeben und untermischt wird, bspw. Kartoffelstärke,Zucker, Dextrine, Schlichten oder dergleichen.

[0014] Aus der DE 103 45 964 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Granulats bekannt,das als Kern eine Mischung aus einem zerkleinerten Gummimaterial, einem Mineralstoff undeinem Bindemittel umfasst, und eine äußere Schicht aus einem mineralischen Material aufweist,mit den Schritten: [0015] 1) Vermischen eines zerkleinerten Gummimaterials, eines mineralischen Materials und eines Bindemittels in einer Mischvorrichtung für einen Zeitraum von 1 bis 10 Minu¬ten; [0016] 2) Zugabe eines mineralischen Materials unter weiterem Mischen für einen Zeitraum von 1 bis 10 Minuten; [0017] 3) Abbinden des Bindemittels unter Mischen für einen Zeitraum von 4 bis 20 Minuten und [0018] 4) Entfernen des Granulats aus der Mischvorrichtung.

[0019] Die EP 1 036 810 A2 beschreibt einen elastomeren Handschuh mit einer Schicht ausnatürlichem oder synthetischem Kautschuk, auf die mindestens eine Schicht einer Beschich¬tung aus einer Polymermischung aufgetragen wird, die mindestens ein filmbildendes Polymerund mindestens ein Wachs umfasst.

[0020] Die DE 10 2004 026 685 A1 beschreibt eine Zusammensetzung enthaltend [0021] a) Kautschuk, [0022] b) Vernetzungsmittel, [0023] c) Verbundteilchen aufgebaut aus Trägerteilchen, auf deren Oberfläche Teilchen aus einem Vernetzungshilfsmittel und/oder Alterungsschutzmittel mit einem mittlerenDurchmesser von weniger als 25 pm aufgebracht sind und/oder Konglomerate ausmehreren Trägerteilchen, auf deren Oberfläche Teilchen aus Vernetzungshilfsmittelund/oder Alterungsschutzmittel mit einem mittleren Durchmesser von weniger als25 μηι aufgebracht sind, und [0024] d) gegebenenfalls weitere an sich übliche Zuschlagstoffe.

[0025] Aus der DE 10 2008 000 367 A1 ist ein Verfahren zur Beschichtung von Gummipartikelnbekannt, nach dem man eine Mischung A aus einem aliphatischen Anhydrid und einem MSA-modifizierten Polybutadien mit einer Mischung B aus einem cycloaliphatischen Epoxidharz,Silikonöl, einem Netz- und Dispergiermittel, einem Antioxidans, Bariumsulfat, Pigmenten, einemLösungsmittel und einem Katalysator in einem Trommelmischer mit den Gummipartikeln mischtund bei 80 °C bis 120 °C aushärtet.

[0026] Die DE 10 2009 000 178 A1 beschreibt ein Verfahren zur Beschichtung von Gummipar¬tikeln, nach dem man eine Mischung A aus einem aliphatischen Anhydrid, einem MSA-modifizierten Polybutadien, mit einer Mischung B aus einem cycloaliphatischen Epoxidharz, undüblichen Hilfsstoffen, einem Katalysator und gegebenenfalls einem Lösungsmittel in einerMischapparatur vermischt und dann diese Lackmischung zu den Gummipartikeln in der Be¬schichtungsapparatur unter Mischen einmal zugibt und vor der zweiten und ggf. den weiterenZugaben aushärtet und die Beschichtung in einem letzten Schritt endhärtet.

[0027] Aus der Firmendruckschrift „Neues Grün sorgt für den richtigen Kick", Evonik ProductStory Nr. 33, 10. Mai. 2010 sind Gummipartikel bekannt, die mit einem Zweikomponentenlackbeschichtet sind.

[0028] Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Verwertbarkeit von Altgummi zu verbessern.

[0029] Diese Aufgabe der Erfindung wird mit dem eingangs genannten Verfahren, unabhängigdavon durch den eingangs genannten Füllstoff sowie unabhängig durch die erfindungsgemäßenVerwendungen gelöst, wobei nach dem Verfahren vorgesehen ist, dass als Polymer für dieVermischung mit den Elastomerpartikel mindestens mindestens ein Thermoplast eingesetztwird oder dass als Vorstufe für das Polymer mindestens ein vernetzbares Kunstharz eingesetztwird, das nach der Vernetzung ein Thermoplast bildet, dass bei dem Füllstoff das Polymer eine,insbesondere vernetzte, thermoplastische Umhüllung der Elastomerpartikel bildet, gemäß einerVerwendung des Füllstoffes vorgesehen ist, dass ein, insbesondere vernetzbares Thermoplastzur Reduktion des Geruches von Gummipartikel eingesetzt wird, bzw. gemäß einer weiterenVerwendung des Füllstoffes vorgesehen ist, dass ein vernetzbares Thermoplast zur Herstellungeines rieselfähigen Füllstoffes auf Basis eines Elastomer-Polymer-Compounds mit einer Parti¬kelgröße zwischen 0,001 mm und 0,15 mm eingesetzt wird.

[0030] Von Vorteil ist dabei, dass der Altgummi feiner gemahlen werden kann, und trotzdem einrieselfähiges Produkt erhalten wird, wobei die geringe Korngröße nach dem Mahlen beibehaltenwird, also keine Agglomeratbildung stattfindet, da diese durch die thermoplastische Umhüllungzumindest weitgehend vermieden werden kann. Zudem kann damit dem Füllstoff, also dempartikulären Altgummi, eine bessere Beständigkeit gegen Klimafaktoren, insbesondere UV-Strahlung, verliehen werden. Darüber hinaus wird durch die zumindest teilweise Einhüllung derGummipartikel eine Geruchsreduktion des Altgummis erreicht, wodurch dieser als Füllstoffvielseitiger verwendbar ist. Es sei in diesem Zusammenhang erwähnt, dass mit dem Ausdruck„Geruchsreduktion“ in Hinblick auf den Altgummi nicht gemeint ist, dass der Eigengeruch desAltgummis an sich verringert wird, sondern gemeint ist, dass verhindert bzw. reduziert wird,dass der Eigengeruch des Altgummis wahrnehmbar ist.

[0031] Gemäß einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass das Kunstharz vorpolymerisierteingesetzt wird, so dass es sich im sogenannten B-Zustand befindet. Die unterbrochene Poly¬merisierung und/oder Vernetzung kann durch Zufuhr von Wärme oder Strahlungsenergie fort¬gesetzt werden, wobei das vorpolymerisierte Harz ausreagiert und in den so genannten C-Zustand übergeht. Die Verwendung eines vorpolymerisierten Kunstharzes hat den Vorteil, dasses in der Mischphase mit den Gummipartikel in noch flüssiger Form vorliegen kann, wodurchdie Benetzung und damit die Ausbildung der zumindest teilweisen Umhüllung der Gummiparti¬kel verbessert werden kann. Gleichzeitig kann damit aber auch die Zeit bis zur Ausreaktion desKunstharzes verkürzt werden, wodurch eine Agglomeratbildung der Gummipartikel selbst beisehr feiner Aufmahlung des Gummimehls, besser verhindert werden kann. Es ist damit derFüllstoff besser in dünnen Beschichtungen, wie z.B. Lacken, etc., einsetzbar.

[0032] Bevorzugt ist das Polymer oder das Kunstharz bzw. mindestens eines der Harze aus¬gewählt aus einer Gruppe umfassend oder bestehend aus Polyolefine, Polystyrole, Polyester,Polyamide, Polyimide oder einer Mischung zweier oder mehrerer dieser Harze, da mit diesenPolymeren bzw. Harzen die Benetzbarkeit der Gummipartikel sowie der Verarbeitbarkeit derGummi-Kunstharz-Mischung verbessert werden kann. Zudem kann damit auch eine Funktiona-lisierung der Oberfläche des Gummi-Polymer-Compounds und damit eine bessere Einbindungdieses Compounds in die Basis eines Beschichtungssystems erreicht werden.

[0033] Vorzugsweise wird ein selbstvernetzenden Kunstharzes eingesetzt, da damit die Eigen¬schaften des fertigen Gummi-Polymer-Compounds vergleichmäßigt werden können.

[0034] Vorzugsweise beträgt der Anteil des Thermoplastes bzw. der Kunstharzanteil an demCompound zwischen 5 Gew.-% und 50 Gew.-%. Unterhalb von 5 Gew.-% wurde beobachtet,dass die Umhüllung teilweise so unvollständig ausgebildet wird, sodass die Feinheit der Partikeldurch die feine Aufmahlung im Mischprozess mit dem Polymer bzw. dem Kunstharz nicht auf¬recht erhalten werden kann und sich Agglomerate bilden. Es ist aber auch die Reduktion desGummigeruchs des Compounds nicht bzw. nicht im gewünschten Ausmaß erreichbar. Oberhalbvon 50 Gew.-% leidet die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens, da in diesem Fall bereits mehr als50 Gew.-% des Altgummis durch einen Neustoff ersetzt werden müsste. Generell sei an dieserStelle angemerkt, dass ein Anteil des Polymers bzw. des Kunstharzes an dem Compoundvorzugsweise im unteren Teilbereich des angegebenen Bereichs liegt.

[0035] Gemäß einer anderen Ausführungsvariante kann vorgesehen werden, dass das Elasto¬mer-Polymer-Compound nach dem Vermischen der Elastomerpartikel mit dem Polymer bzw.dem Kunstharz pelletiert wird. Durch die Pelletierung des Dry- Blends kann die Rieselfähigkeitdes fertigen Compounds bzw. generell dessen Handhabung verbessert werden. Zudem kanndurch die Pelletierung eine weitere Reduktion der Geruchsbelästigung durch die Gummipartikelerreicht werden, da in den Pellets Gummipartikel vorhanden sind, die nicht nur von einerSchicht aus dem Thermoplast bzw. dem Kunstharz umgeben sind, sondern zumindest teilweiseauch von einer Schicht aus dem Compound selbst, wodurch die Diffusionswege für die ge¬ruchsverursachenden Moleküle, falls Diffusion auftritt, verlängert werden können.

[0036] Es hat sich dabei als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Pellets mit einer Korngrößezwischen 2 mm und 5 mm hergestellt werden. Unterhalb von 2 mm werden die voranstehend genannten Effekte nicht im gewünschten Ausmaß erreicht. Oberhalb von 5 mm kann es Vor¬kommen, dass die Einmischung in Beschichtungssysteme verschlechtert wird, insbesondereeine längere Einmischzeit erforderlich ist.

[0037] Die Elastomerpartikel können aufgrund der Verwendung des Thermoplastes bzw. desKunstharzes sehr fein gemahlen werden, ohne zu agglomerieren, wodurch sich das Einsatz¬spektrum von Altgummi erhöhen lässt. Vorzugsweise werden dabei die Gummipartikel auf eineKorngröße zwischen 0,001 mm und 1 mm gemahlen bzw. mit einer Korngröße aus diesemBereich eingesetzt. Gummipartikel mit einer Korngröße unterhalb von 0,001 mm sind nur mehrmit höherem energetischem Aufwand herstellbar, wodurch sich der Einsatz von Altgummi inHinblick auf andere, in der Wiederverwertung weniger problematischere Füllstoffe relativiert.Korngrößen über 1 mm sind zwar prinzipiell möglich, bevorzugt werden jedoch Gummipartikelmit einer Korngröße von maximal 1 mm, da die vollständige Ausbildung der thermoplastischenUmhüllung, also die Einkapselung der Gummipartikel, bei größeren Korngrößen ebenfalls nurmit einem höheren Aufwand gewährleistbar ist.

[0038] Es ist aber auch möglich, dass die Elastomerpartikel in mehreren verschiedenen Korn¬größenbereichen eingesetzt werden, wodurch ein Produkt mit einem Korngrößenspektrum zurVerfügung gestellt werden kann, und damit ein Produkt, das einen höheren Anteil an Füllstoff ineinem Beschichtungssystem erlaubt. Es sei darauf hingewiesen, dass unter einem Korngrößen¬spektrum in Sinne der Erfindung nicht die üblicherweise statistische Verteilung der Korngrößenum einen Mittelwert, wie sie bei großtechnischen Mahlprozessen üblich ist, verstanden wird.

[0039] Durch zumindest teilweise Umhüllung der Gummipartikel des Füllstoffes kann die Kom¬pressibilität der Elastomerpartikel, speziell wenn diese einen größeren Partikeldurchmesseraufweisen, zumindest teilweise ausgeglichen werden, wodurch auch Anwendungen für denAltgummi erschlossen werden, die aufgrund gerader dieser Kompressibilität nicht zugänglichwären. Durch die „harte Schale“ des Füllstoffes können dessen mechanische Festigkeitswerteverbessert werden, wodurch dieser besser in Beschichtungen im Bereich von statisch tragen¬den Bauteilen einsetzbar ist, insbesondere als Verstärkungsstoff. Von Vorteil ist dabei eineMaximalkorngröße der Gummipartikel von 1 mm.

[0040] Um diese Eigenschaften des Füllstoffes weiter zu verbessern, ist nach einer weiterenAusführungsvariante des Füllstoffes vorgesehen, dass das Polymer der Umhüllung einen Ver¬netzungsgrad (Härtungsgrad) von zumindest 50 % aufweist.

[0041] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese im Nachfolgenden näher erläutert.

[0042] Einführend sei festgehalten, dass die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wiez.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene Ausführungsvariante bezogenund bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen sind.

[0043] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbeschichtung von rezykliertenElastomer-Partikeln mit Polymeren, die anschließendes Feinstmahlen und auch erneutes Ver¬netzen mit Thermoplast- oder Gummimatrices ermöglicht. Damit können die sonst nötigenkryogenen Verfahren umgangen und überhaupt noch feinere Pulver (=Dryblends) hergestelltwerden. In Folgeprozessen bewirkt diese Oberflächenbeschichtung, dass in Analogie zu einererneuten Vulkanisation die Elastomer-Partikel mit einer Thermoplast- oder Gummi-Matrix ver¬netzt werden können. Weiter ermöglicht die Oberflächenbeschichtung eine bessere Anbindungder Partikel an beliebige Thermplast-Matrices. So können rezyklierte Elastomer-Partikel ohneDevulkanisation wieder in Gummiverarbeitungs-Prozesse zugeführt werden, die im Endproduktauch bei höheren Dosierungen keinen Eigenschafts-Abfall bewirken. Außerdem können diefeinen Elastomer-Partikel in Thermoplasten signifikante Elastifizierungen bewirken. Durch dieerzielbare Feinheit können diese Partikel auch in dünnen Lackschichten eingesetzt werden.

[0044] Durch Verwendung von reinen Thermoplasten als Oberflächenbeschichtung könnendiese Dryblends auch direkt einem Formgebungsprozess zugeführt werden.

[0045] Zur Herstellung des Gummi- bzw. generell Elastomer-Polymer-Compounds bzw. des Füllstoffes aus diesem Gummi/Elastomer-Polymer-Compound werden in einem ersten Schrittdie Altgummiabfälle bzw. generell die eingesetzten Gummi- bzw. Elastomerprodukte gegebe¬nenfalls nach einer Vorsortierung auf die gewünschte Korngröße vermahlen. Dazu können die(Alt)gummiteile bedarfsweise vorerst in einem Vorzerkleinerungsschritt auf eine größere Parti¬kelgröße zu so genannten Elastomerschnitzel vorzerkleinert, insbesondere geschreddert, wer¬den. Diese Elastomerschnitzel können beispielsweise eine Größe von 5 cm bis 20 cm aufwei¬sen. Für das Mahlen/die Nachzerkleinerung selbst und gegebenenfalls das Schreddern werdenfür diesen Zweck übliche Mühlen, insbesondere Prall- oder Strahlmühlen, bzw. Schredderverwendet, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind.

[0046] Ein mögliches Verfahren zum mechanischen Zerkleinern ist in der AT 413 355 B be¬schrieben. Demnach können, insbesondere wenn Altreifen oder Förderbänder, etc. eingesetztwerden, vorerst die metallischen und/oder textilen Bestandteile, wie z.B. Armierungen, Corde,etc., entfernt werden, beispielsweise mittels Magnetabscheider um die metallischen Bestanteileabzusondern.

[0047] Es ist auch möglich das Mahlen bzw. die Nachzerkleinerung bei einer Temperatur unter¬halb der Raumtemperatur durchzuführen, beispielsweise mit flüssigem Stickstoff, wenngleich,wie dies bereits voranstehend ausgeführt wurde, für die Erfindung nicht notwendig ist.

[0048] Das Resultat der mechanischen Zerkleinerung ist eine Elastomer- bzw. Gummimehl, dasvorzugsweise eine Korngröße zwischen 0,001 mm und 1 mm, insbesondere zwischen0,001 mm und 0,4 mm, aufweist.

[0049] Es sei allerdings darauf hingewiesen, dass es im Rahmen der Erfindung auch möglichist, für das Elastomer-Polymer-Compound größere Elastomerpartikel zu verwenden, beispiels¬weise bis zu einer Partikelgröße von bis zu 3 mm, sodass gegebenenfalls auf das Nachzerklei¬nern bzw. dem Mahlschritt verzichtet werden kann und die Gummipartikel nach der Vorzerklei¬nerung direkt eingesetzt werden können.

[0050] Des Weiteren ist es möglich, dass die Vorbereitung der Elastomerprodukte ausschlie߬lich aus einer mechanischen Grobzerkleinerung oder einer mechanischen Feinzerkleinerung mitdem Ergebnis von Elastomerpartikel voranstehend genannter Korngröße bestehen kann, dassalso mit anderen Worten die metallischen und/oder textilen Bestandteile der Elastomerproduktemitverarbeitet werden, wenngleich dies nicht die bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindungist.

[0051] Bei der Vor- und Nachzerkleinerung fallen in der Regel Elastomerpartikel mit unter¬schiedlichem Durchmesser, d.h. unterschiedlicher Partikelgröße, an. Bei Bedarf kann einehöhere Homogenität der Partikelgrößenverteilung erreicht werden, indem die grob und/oder feinzerkleinerten Elastomerpartikel sortiert werden, beispielsweise mit Hilfe von entsprechendenSieben, sodass ein Gummi- bzw. Elastomermehl mit einem engen Korngrößenspektrum erzeugtwird, das beispielsweise eine Abweichung von der mittleren Partikelgröße (arithmetisches Mit¬tel) von maximal ± 20 %, insbesondere maximal ±10 %, des Mittelwertes aufweist.

[0052] Daneben besteht allerdings auch die Möglichkeit, dass bewusst verschiedene Korngrö¬ßenfraktionen für die weitere Verarbeitung eingesetzt werden.

[0053] In der Folge werden die Elastomerpartikel mit einem Polymer oder mit einer Vorstufe fürein Polymer versetzt und mit diesem zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, beschichtet,und diese beschichteten Partikel nach der Beschichtung auf die endgültige Korngröße bzw.Korngrößenverteilung vermahlen. Für dieses Feinmahlen können übliche Mühlen, insbesonderePrall- oder Strahlmühlen, bzw. Schredder verwendet, wie sie aus dem Stand der Technik be¬kannt sind.

[0054] Durch die an die Beschichtung anschließende Feinmahlung können Elastomer-Polymer-Compound Partikel erzeugt werden, die einen Partikeldurchmesser mit einer Verteilung zwi¬schen 0 pm und 60 pm aufweisen. Im Vergleich dazu werden mit heute üblichen kryogenenMahlverfahren Korngrößen mit einer Verteilung zwischen 0 pm und 180 pm erreicht. Es können also mit dem Verfahren nach der Erfindung einerseits ohne zusätzliche Maßnahmen, wie z.B.Sieben, deutlich kleinere Partikel hergestellt bzw. bereitgestellt werden, und andererseits kanndurch die nicht zwingend notwendige kryogene Aufarbeitung der Verfahrensablauf vereinfachtwerden.

[0055] Durch diese Beschichtung wird eine deutliche Reduktion des Geruches der Elastomer¬partikel erreicht. Darüber hinaus kann damit eine Elastomermehl hergestellt werden, dass trotzder feinen Aufmahlung im Micrometerbereich nach wie vor rieselfähig ist und nicht agglomeriert.Das Polymer ist dabei ein Thermoplast bzw. ein, gegebenenfalls vernetzbares, Kunstharz, dasnach der Vernetzung ein Thermoplast bildet.

[0056] Wie nachstehend noch erläutert wird, wird mit dem Verfahren eine Geruchsreduktion derElastomerpartikel erreicht, obwohl durch das an die Beschichtung anschließende Feinmahlendie Oberfläche der Elastomerpartikel teilweise wieder frei gelegt wird. Die verwendeten Ther¬moplaste bzw. Harze sind bei den Verarbeitungsbedingungen allerdings relativ dünnflüssig,benetzen also auch poröse Stellen an der Oberfläche gut. Die durch die Aufmahlung eventuellfrei werdende Oberfläche trägt daher kaum zur Geruchsbildung bei.

[0057] Es besteht auch die Möglichkeit mehr als ein verschiedenes Thermoplast oder Kunst¬harz einzusetzen, beispielsweise eine Mischung aus zwei, drei oder vier verschiedenen Ther¬moplasten oder Kunstharzen.

[0058] Wie bereits voranstehend ausgeführt, kann das eingesetzte Kunstharz bereits vorpoly¬merisiert sein, sich also im so genannten B-Zustand befinden.

[0059] Die Vermischung mit dem Thermoplast oder dem vernetzbaren Kunstharz mit denElastomerpartikeln erfolgt vorzugsweise in einem Extruder, insbesondere in einem Doppel¬schneckenextruder, wobei auch Einfachschneckenextruder verwendet werden können. Eskönnen aber auch andere bekannte Mischer eingesetzt werden.

[0060] Vorzugsweise ist Thermoplast oder das Kunstharz bzw. mindestens eines der Harzeausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend bzw. bestehend aus Polyolefine, insbesonderePolyethylene, Polypropylene, Polystyrole, Polyester, Polyamide, Polyimide. Es wird damit nichtnur eine Geruchsreduktion der Elastomerkomponente des Füllstoffes bzw. eine feinere Aufmah¬lung der Elastomerpartikel erreicht, sondern kann durch die Funktionalisierung der Oberflächeder Elastomerpartikel eine bessere Anbindung, im Vergleich zu Elastomerpartikel ohne Polyme¬rumhüllung, an eine Matrix eines Beschichtungssystems, in dem der Füllstoff verwendet wird,erreicht werden. Insbesondere werden Thermoplaste oder Kunstharze bevorzugt, die als freifunktionelle Gruppen für eine weitere Reaktion oder für elektrostatische Wechselwirkungen mitder Matrix zumindest eine Gruppe ausgewählt aus einer Gruppe umfassend oder bestehendaus Hydroxylgruppen, Carboxylgruppen, Aminogruppen, Ketongruppen, Amidgruppen, Imid-gruppen, oder Mischungen aus zumindest zwei daraus aufweisen.

[0061] Bevorzugt ist das Polymer bzw. die Vorstufe für das Polymer ein selbstvernetzendesPolymer, sofern ein vernetzendes Polymer eingesetzt wird, sodass die Vernetzung bei Misch¬vorgang mit den Elastomerpartikel von selbst einsetzt. Die Vernetzung kann dabei durch eineim Vergleich zu Raumtemperatur erhöhte Temperatur eingeleitet werden, ebenso sind aberauch andere Anregungsquellen verwendbar, beispielsweise Strahlungsquellen, wie z.B. IR-Strahlungsquellen, UV- Strahlungsquellen oder Elektronenstrahlstrahlungsquellen, wobei indiesem Fall die Anregung der Vernetzung nach dem Vermischen der Vorstufe für das vernetztePolymer mit den Elastomerpartikel in einem eigenen Verfahrensschritt erfolgen kann. Ebensokönnen peroxidische Vernetzungssysteme verwendet werden. Bei all diesen letztgenanntenVerfahren ist es möglich, dass der Vorstufe Starterkomponenten zugesetzt werden, beispiels¬weise IR- oder UV-lnitiatoren. Derartige Verbindungen sind ebenso wie die Verbindungen zurperoxidischen Vernetzung aus dem Stand der Technik zur Kunststoffverarbeitung bekannt,sodass in Bezug darauf auf die einschlägige Literatur dazu verwiesen sei.

[0062] Vorzugsweise wird ein Kunstharz verwendet, das eine Gelierzeit zwischen 0,5 Minutenund 10 Minuten, insbesondere zwischen 1 Minute und 5 Minuten, aufweist.

[0063] Das Einmischen der Vorstufe für das, gegebenenfalls vernetzte, thermoplastische Poly¬mer kann bei einer Temperatur durchgeführt werden, die ausgewählt ist aus einem Bereich miteiner unteren Grenze von 20 °C und einer oberen Grenze von 145 °C, insbesondere aus einemBereich mit einer unteren Grenze von 20 °C und einer oberen Grenze von 120 °C. Die Zeitdau¬er für die Einmischung kann zwischen 20 Sekunden und 3 Minuten betragen, insbesonderezwischen 30 Sekunden und 2 Minuten, betragen.

[0064] Der Anteil, in dem das zumindest eine Thermoplast oder die Vorstufe für das vernetztePolymer den Elastomerpartikeln zugesetzt wird bzw. in dem das, gegebenenfalls vernetzte,Polymer im Füllstoff enthalten ist, beträgt zwischen 5 Gew.-% und 50 Gew.-%, insbesonderezwischen 7 Gew.-% und 40 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 7 Gew.-% und 25 Gew.-%. DenRest auf 100 Gew.-% bilden die Elastomerpartikel, gegebenenfalls zusammen mit weiterennicht reaktiven Nebenkomponenten, wie z.B. metallische und/oder textile Komponenten ausden eingesetzten Altstoffen, wie z.B. Altreifen.

[0065] Gemäß einer Ausführungsvariante des Verfahrens ist vorgesehen, dass das Elastomer-Polymer-Compound nach dessen Herstellung noch pelletiert wird, wozu herkömmlich Pelletier¬analgen verwendet werden können, wie z.B. Pelletierpressen. Vorzugsweise wird dabei dasElastomer-Polymer-Compound auf eine durchschnittliche Größe (arithmetischer Mittelwert) derPellets zwischen 2 mm und 5 mm pelletiert. Hierbei ist von Vorteil, wenn für das Elastomer-Polymer-Compound verschiedene Partikelgrößenfraktionen der Elastomerpartikel eingesetztwerden, da damit eine höhere Dichte der Pellets erreicht werden kann. Gegebenenfalls kanndie Pelletierung vor der der Vernetzung des Polymers durchgeführt werden, insbesondere wenneine bereits vorpolymerisierte Vorstufe für das Polymer verwendet wird.

[0066] Mit dem beschriebenen Verfahren kann ein Füllstoff hergestellt werden, der bevorzugt inBeschichtungen eingesetzt wird, bestehend aus einem Gummi-Polymer-Compound aus Gum¬mipartikel und einem Polymer, wobei die Gummipartikel mit dem Polymer zumindest teilweisebeschichtet sind, und wobei das Polymer eine, gegebenenfalls vernetzte, thermoplastischeUmhüllung der Gummipartikel bildet.

[0067] Zur Einstellung der Härte der Beschichtung, kann der Polymerisationsgrad des Polymersgeregelt werden, wobei das Polymer bevorzugt bis zu einem Polymerisationsgrad von zumin¬dest 50 %, insbesondere zumindest 70 %, vorzugsweise zumindest 80 % aufweist. Letztereskann beispielsweise über den Anteil an vernetzbaren Gruppen im Polymer und/oder die Tempe¬ratur, bei der die Polymerisation bzw. Vernetzung stattfindet und/oder über die Zeitdauer derPolymerisation bzw. der Vernetzung eingestellt werden. Ebenso ist es möglich, dass Hartparti¬kel in einem Anteil von bis zu 30 Gew.-% in das Polymer der Umhüllung eingemischt werden.

[0068] Es sei an dieser Stelle erwähnt, das das thermoplastische Material als polymerisierbaresoder bereits polymerisiertes Material eingesetzt werden kann.

[0069] Es ist bevorzugt, wenn die Polymerumhüllung mit einer Schichtdicke ausgewählt auseinem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 pm und einer oberen Grenze von 5 pm, insbe¬sondere aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 1 pm und einer oberen Grenze von2 pm, hergestellt wird.

[0070] Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, dass verschiedene Korngrößenfraktionenfür die weitere Verarbeitung des Compounds in Beschichtungen eingesetzt werden, beispiels¬weise Elastomer-Polymer-Partikel mit einer Partikelgröße zwischen 0,001 mm und 0,01 mm undElastomer-Polymer-Partikel mit einer Partikelgröße zwischen 0,04 mm und 0,06 mm, um z.B.eine höhere Packungsdichte des Füllstoffes in einer Matrix eines herzustellenden Produktes zuerhalten.

[0071] Selbstverständlich sind die genannten Werte nur beispielhaft zu verstehen. Des Weite¬ren können auch mehr als zwei Partikelgrößenfraktionen, beispielsweise drei oder vier, einge¬setzt und miteinander vermischt werden. Beispielsweise können eine Fraktion mit einer Parti¬kelgröße zwischen 0 pm und 20 pm mit einer Fraktion zwischen 25 pm und 35 pm und einerFraktion zwischen 40 pm und 60 pm miteinander vermischt werden. Der Anteil der einzelnen

Partikelgrößenfraktionen kann dabei zwischen 0 % und 95 %, insbesondere zwischen 10 % und50 %, pro Fraktion betragen, wobei sich der konkrete Anteil nach dem herzustellenden Produktrichtet, in dem der Füllstoff aus dem Elastomer-Polymer-Compound eingesetzt wird.

[0072] Der Füllstoff wird insbesondere einer Beschichtung, wie z.B. einem Lack, einer Kunst¬stoffbeschichtung, einer Farbe, eingesetzt.

[0073] Geruchstest: [0074] Zur Bestimmung der Geruchsreduktion von Gummimehl wurde ein Geruchstest durchge¬führt. Dazu wurde ein Elastomer-Polymer-Compound aus Altreifen und einem Polyethylenhergestellt, wobei die Elastomerpartikel eine Partikelgröße zwischen 0,7 mm und 1 mm aufwie¬sen. Der Polyethylenanteil an dem Compound betrug 33 Gew.-%, der Rest wurde durch dasElastomer gebildet.

[0075] Von diesem Elastomer-Polymer-Compound wurden jeweils gleiche Mengen von 20 geiner Gruppe von 50 Personen zur Evaluierung des Geruchs der Proben gereicht und eineeinheitliche Instruktion zum Bewertungssystem und dem Verfahren der Geruchsevaluierunggegeben. Nachdem die Testpersonen die Intensität der Gerüche der Proben festgestellt haben,folgte eine Reihung nach der subjektiven Empfindung der Geruchsstärke. Ein Elastomer-Polymer-Compound mit der geringsten Geruchsintensität wird mit 0 und mit der stärksten mit 5bewertet, entsprechend dem steigenden Geruch.

[0076] Um einen Vergleichswert zu erhalten, wurden den Testpersonen auch Proben von je 20g des unbehandelten Elastomermehls gereicht.

[0077] Der Test wurde stets als Einzelbefragung durchgeführt und es wurde darauf geachtetwerden, Informationen und externe Einflüsse wie Licht und Lärm konstant zu halten. Zum Neut¬ralisieren der einseitigen Geruchsempfindung wurden den Testpersonen Kaffeebohnen ge¬reicht.

[0078] Alle befragten Testpersonen gaben an, dass die mit dem Polyethylen umhüllten Probeneine deutliche Geruchsreduktion zeigen, wobei die Werte für den Geruch der Proben zwischen1 und 2 schwankten. Die reinen Elastomerproben wurden hingegen mit Werten zwischen 4 und5 bewertet.

[0079] Ähnliche Geruchstest wurden auch mit Polypropylen (Anteil 25 Gew.-%) bzw. Polyester¬harzen (Harzanteil 15 Gew.-%) als Polymerkomponente durchgeführt, wobei vergleichbareErgebnisse erzielt wurden, sodass auf deren Wiedergabe verzichtet wird.

[0080] Zur Evaluierung des Anteils an zuzusetzendem Polymer bzw. Kunstharz wurden Probenbeginnend mit einem Anteil an 5 Gew.-% Kunstharz in 5 Gew.-% Schritten bis zu einem Anteilvon 50 Gew.-% Kunstharz hergestellt. Als Kunstharz wurde wieder ein Polyethylen eingesetzt.

[0081] Der Geruchstest wurde analog wie voranstehend für jede unterschiedliche Probe durch¬geführt, allerdings wurden für diesen Test nur 20 Testpersonen befragt.

[0082] Es wurde dabei festgestellt, dass Proben mit einem Anteil von 5 Gew.-% Thermoplastmit Werten zwischen 2 und 3 bewertet wurden, Proben mit 10 Gew.-% Thermoplast mit Wertenzwischen 1 und 2 und Proben ab 15 Gew.-% Thermoplast mit Werten zwischen 0 und 1.

[0083] Zum Vergleich wurde auch eine Probe mit 2,5 Gew.-% Thermoplast hergestellt. DieseProbe wurde von allen Testpersonen mit 4 bewertet.

[0084] Es zeigte sich also, dass ab ca. 15 Gew.-% keine weitere wesentliche Verbesserung inHinblick auf die Geruchsreduktion der Elastomerpartikel erreicht werden kann. Mit den höherenPolymeranteilen kann jedoch der Füllstoff hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaftenangepasst werden, wodurch das Einsatzspektrum des Füllstoffes vergrößert werden kann.

[0085] Es wurden im Rahmen der Erfindung auch Untersuchungen zur Anbindung des Elasto-mer-Polymer-Compounds an Polyolefinmatrices basierend auf PE und PP durchgeführt. Eswurde dabei festgestellt, dass die Verteilung dieses Füllstoffes in der Matrix homogener erreicht werden kann, wobei keine Entmischungstendenz bzw. keine bzw. nur eine geringe Tendenz zurAgglomeratbildung festgestellt werden konnte.

[0086] Die Ausführungsbeispiele beschreiben mögliche Ausführungsvarianten des Elastomer-Polymer-Compounds, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass auch diverse Kombinationen dereinzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind.

Claims (16)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung eines Elastomer-Polymer-Compounds nach dem Elastomerpar¬tikel mit einem Polymer vermischt und beschichtet werden oder mit einer Vorstufe für einPolymer vermischt und beschichtet werden und danach diese Vorstufe des Polymers po¬lymerisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Polymer mindestens ein Thermoplasteigesetzt wird oder dass als Vorstufe für das Polymer mindestens ein vernetzbares Kunst¬harz eingesetzt wird, das nach der Vernetzung ein Thermoplast bildet.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharz vorpolymeri¬siert eingesetzt wird.
3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Po¬lymer oder das Kunstharz bzw. mindestens eines der Harze ausgewählt ist aus einerGruppe umfassend Polyolefine, Polystyrole, Polyester, Polyamide, Polyimide oder eine Mi¬schung zweier oder mehrerer dieser Harze.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein selbst¬vernetzendes Kunstharz eingesetzt wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Poly¬mer oder das Kunstharz in einem Anteil zwischen 5 Gew.-% und 50 Gew.-% zugesetztwird.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass dasElastomer-Polymer-Compound nach dem Vermischen der Elastomerpartikel mit dem Po¬lymer oder dem Kunstharz pelletiert wird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dass die Pellets mit einer Korngröße zwischen 2 mm und5 mm hergestellt werden.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass dieElastomerpartikel mit einer Korngröße zwischen 0,001 mm und 1 mm eingesetzt werden.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elasto¬merpartikel in mehreren verschiedenen Korngrößenbereichen eingesetzt werden.
10. 10. Füllstoff für Beschichtungen bestehend aus einem Elastomer-Polymer-Compound ausElastomerpartikel und einem Polymer, wobei die Elastomerpartikel mit dem Polymer be¬schichtet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer eine, insbesondere vernetzte,thermoplastische Umhüllung der Elastomerpartikel bildet.
11. 11. Füllstoff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer oder das Kunst¬harz ausgewählt ist aus einer Gruppe umfassend Polyolefine, Polystyrole, Polyester, Poly¬amide, Polyimide oder eine Mischung zweier oder mehrerer dieser Harze.
12. 12. Füllstoff nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass dasPolymer der Umhüllung einen Vernetzungsgrad von zumindest 50 % aufweist.
13. 13. Füllstoff nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Poly¬mers oder des Kunstharzes zwischen 5 Gew.-% und 50 Gew.-% beträgt.
14. 14. Füllstoff nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass dieElastomerpartikel eine Korngröße zwischen 0,001 mm und 0,1 mm aufweisen.
15. 15. Verwendung eines Füllstoffes nach einem der Ansprüche 10 bis 14 mit einem, insbesonde¬re vernetzbaren, Thermoplast zur Reduktion des Geruches von Gummipartikel.
16. 16. Verwendung eines Füllstoffes nach einem der Ansprüche 10 bis 14 mit einem, insbesonde¬re vernetzbaren, Thermoplast zur Herstellung eines rieselfähigen Füllstoffes auf Basis ei¬nes Elastomer-Polymer-Compounds mit einer Partikelgröße zwischen 0,001 mm und0,15 mm. Hierzu keine Zeichnungen