CS208368B1

CS208368B1 - Způsobúpravy anebo kompanndování částečně zesítěnýchpolyurethanových odpadů

Info

Publication number: CS208368B1
Application number: CS762971A
Authority: CS
Inventors: Dieter Bobke; Ruediger Fauss; Robert Koschek; Herbert Krell; Dieter Meissner; Hans-Joachim Radusch
Original assignee: Dieter Bobke; Ruediger Fauss; Robert Koschek; Herbert Krell; Dieter Meissner; Radusch Hans Joachim
Priority date: 1975-05-05
Filing date: 1976-05-04
Publication date: 1981-09-15
Also published as: GB1551274A; FR2310383A1; HU176966B; FR2310383B1; DE2615840A1; SU983129A1

Description

(54) Způsob úpravy anebo kompanndování částečně zesítěných polyurethanových odpadů

Předmětem vynálezu je způsob úpravy anebo kompaundování částečně zesítěných polyurethanových odpadů, které nelze zpracovávat jako termoplasty, pro získání termoplasticky zpracovatelných polymerů linearisací pro výrobu tvarovaných částí, profilů a formovacích hmot pro mechanické zpracování.

Při výrobě tvarových dílů z buňkových nebo kompaktních polyurethanových elastomerů nebo z polyurethanových integrálních pěněných soustav vzniká značné množství výrobků, které nevyhovují optickým nebo fysikálním požadavkům a obvykle se musí zahodit, protože dosud známé metody úpravy odpadů jsou příliš komplikované, popřípadě vyžadují příliš velký náklad na strojní vybavení a investice. Nyní je již docela dobře možné rozpojit tyto odpady na výchozí složky slučovací reakce polyurethanu, které je pak možno použít jako reakčních složek při izokyanatovém polyadičním postupu. Podle pat. spisu NDR č. 108 106 se například polyurethanové odpady tepelně zpracují a v následující operaci se zesítťují s izokyanatanem. Z literatury je známo vedle chemických postupů na provádění úprav také použití polyurethanových odpadů jako plniva, když byly předtím mechanicky rozpojeny a rozmělněny. Je také známo, že urethanové a allofanátové skupiny, obsažené v polyurethanu, jsou poměrně termostabilní a při vyšších teplotách se rozpadají. Je také z dřívější literatury známo převádět kompaktní polyurethanové elastomerní složky a odpady intenzivním mícháním v plastické fázi s pomocnými složkami, které jsou chemicky podobné odpadům, do stavu, ve kterém jsou zpracovatelné termoplasticky (DOS 1 753 702). Podle jiného známého řešení (patentní spis NDR 112 228) se pro lepší rozmělňování spékají odpady z fólií z plastických hmot a dílů z pěněných hmot v peci při teplotě od 150 °C do 280 °C.

Pro kompaundování těchto hmot se používá šnekových extrudérů s více šneky nebo speciálních upravených směšovacích extrudérů a vytlačovacích strojů, kterými se dosáhne intenzivního směšování plastických materiálů, které jsou modifikovány. Při výrobě termoplastických kaučukových směsí je tak možno dodat základní surovině řadu termoplastů, jako je například polystyrén a etylénvinylacetátový kopolymer nebo odpady pryže, aby se zlepšily její fyzikální a mechanické vlastnosti. Vlastnosti vysokopolymemích materiálů jsou kromě toho ovlivnitelně také přísadami organických a anorganických plniv.

Tyto známé způsoby a metody provádění úprav polyuretanových odpadů mají řadu nedostatků, dosahované výsledky nejsou vyhovující a tyto postupy jsou navíc velice nákladné, přičemž další jejich nevýhoda spočívá v tom, že použitím polyuretanových odpadů jako plniva se nevyužije všech velmi dobrých vlastností a velké mechanické pevnosti tohoto materiálu. Přidáním složek, obsahujících izokyanatan (patentní spis NDR č. 108 106) se nedosáhne žádných nebo se dosáhne jen bezvýznamných zlepšení vlastností výsledného produktu; kromě toho dochází v důsledku nekontrolovaného termického odbourání, resp. odbourávání ke značnému poškození materiálu. Také není třeba jako je tomu např. u řešení podle DOS č. 1 753 702, aby se při upravování materiálu použilo plně hodnotného termoplastického polyuretanu jako pomocné složky.

Úkolem vynálezu je vytvořit předpoklady pro úpravu odpadů z polyuretanu a dosáhnout slučováním a mícháním těchto odpadů s termoplastickými materiály zlepšení fyzikálních a mechanických vlastností polyuretanového regenerátu v takovém rozsahu, jaký je potřebný pro obor dalšího použití tohoto regenerovaného materiálu, popřípadě dosáhnout přidáním polyuretanových odpadů k vysokopolymernímu materiálu příznivého utváření jeho vlastností, aby se tak šetřily dříve používané primární suroviny a využilo se tak materiálně technických předností polyuretanových odpadů, jejichž používáním by se ušetřily termoplasty.

Základní úloha vynálezu spočívá ve vyřešení zpásobu úpravy polyuretanových odpadů, kterým by bylo možno jednoduchým postupem obdržet žádaný produkt, který by měl vysokou mechanickou pevnost a mohl by se zpracovávat jako termoplast, přičemž přidáním jednoho nebo několika organických nebo anorganických komponentů nebo složek k polyuretanovému odpadu, který zde představuje základní složku, popřípadě přimícháním polyuretanového odpadu k polymerům vysokého polymeračního stupně se má vytvořit směs, která je vhodná k vytváření tvarových výrobků, zejména lisovaných podešví, které by měly plnou užitnou hodnotu, a které by se mohly vyrábět vstřikovým litím. Tato získaná hmota má sloužit zejména k výrobě spodků obuvy.

Tento úkol je podle vynálezu vyřešen způsobem úpravy polyuretanových odpadů, jehož podstata spočívá v tom, že se tyto odpady po mechanickém rozmělnění podrobí kontrolovanému tepelnému rozkladu pri teplotě od 130 do 280 °C a době trvání od 10 s do 40 min. a přitom se současně provede odplynění, nebo se provede jejich kompaundování při současné úpravě tak, že v jedné výrobní operaci se provede tepelný rozklad pri stejných podmínkách, odplynění a intenzivní promíchání s použitím termoplastických nebo elastických organických nebo anorganických materiálů jako složek kompaundování, přičemž do takto upravené hmoty se přídavně vpraví nadouvadlo, nebo se dodatečně zaválcuje bubny a přidá se barvivo.

Další význam vynálezu spočívá v tom, že pri kompaundování se místo polyurethanového, resp.

polyurethanových odpadů použije již upravený polyurethanový odpad.

Rozvinutí vynálezu spočívá rovněž v tom, že polyurethanové odpady se kompaundují s práškovým PVC, měkčenými granulemi PVC, s aglomerovaným PVC, termoplastickým kaučukem anebo etylénvinylacetátovým kopolymerem.

Posledním význakem vynálezu pak je, že do zpracovávaného odpadu se přimísí plniva, jako skelná vlákna, křída, kaolin, pryžová moučka anebo změkčovadlo.

Technicko-ekonomické účinky vynálezu a zejména jeho technický pokrok je třeba spatřovat v tom, že jak upravený polyurethanový odpad, tak také ve stejném stupni pracovního postupu vytvořená směs dávají optimální soustavy materiálu, které mají měnitelné vlastnosti a jsou ve srovnání s jinými termoplasty, popřípadě s konvenčními termoplastickými kaučukovými směsmi rovnocenné, mají obdobné mechanické a fysikální vlastnosti, přičemž v některých hlediscích je dokonce předčí; jsou použitelné v další výrobě pro hotovení profilových výrobků protlačováním nebo tvarových dílů vstřikovým litím, zejména tvarovaných podešví, popřípadě vytvářených spodků obuvi všeho druhu.

Vynález bude blíže objasněn pomocí několika následujících příkladů.

Příklad 1

Polyurethanový odpad integrální pěněné soustavy se pomocí řezacího granulátoru mechanicky rozpojí na malé částice a v tepelné komoře se po dobu 30 minut pri teplotě 220 °C rozloží teplem. Pri tomto tepelném rozkladu se produkt spéká. Spečený produkt se musí před dalším zpracováním a další úpravou v řezacím granulátoru opět rozmělnit na malé částice. Takto upravený polyurethanový odpad se potom může strojním zařízením na vstřikové lití vytvarovat na tvarové výrobky, zejména na podešve obuvi. Podešve mají následující fyzikální pevnosti a další hodnoty:

Zdánlivá hustota Pevnost v tahu Protažení pri přetržení Pevnost v dalším trhání Oděr pri zatížení 10 N Tvrdost A podle Shora

1,25 g/cm³9,5 MPa

250 %

320 N/cm 170 mm³77°

Příklad 2

Polyurethanový odpad integrální pěněné soustavy se pomocí řezacího granulátoru mechanicky rozmělní na malé částice a fluidním způsobem se tepelně rozkládá proudem vzduchu o teplotě 220 °C po dobu 15 minut; teplota proudu vzduchu však může kolísat mezi 220 a 230 °C. Takto upravený polyurethanový odpad se potom na strojním zařízení pro vstřikové lití vytvaruje na podešve obuvi. Podešve mají následující fyzikální vlastnosti a pevnosti:

Zdánlivá hustota 1,25 g/cm³

Pevnost v tahu 9,8 MPa

Protažení pri přetržení 330 %

Pevnost v dalším trhání 310 N/cm

Oděr při zatížení ION Tvrdost A podle Shora

160 mm³76°

Příklad 3

Polyurethanový odpad integrální pěněné soustavy se pomocí řezacího granulátoru mechanicky rozmělní a ve šnekovém extrudéru se dvěma šneky se při teplotě 130 °C až 170 °C tepelně rozloží a odplyní. Následnou granulací vytvořené granule se potom zpracovávají strojním zařízením na vstřikové lití na podešve obuvi. Takto vyrobené podešve mají následující fysikální vlastnosti.

Zdánlivá hustota 1,23 g/cm³

Pevnost v tahu 8,0 MPa

Protažení při přetržení 550 %

Pevnost v dalším trhání 340N/cm

Oděr při zatížení 10N 205 mm³

Tvrdost A podle Shora 84°

Příklad 4

Termoplastický kaučuk se smíchá s polyurethanovým odpadem v poměru 80 dílů směsi termoplastického kaučuku ku 20 dílům granulátu polyurethanového odpadu a 0,6 % azodikarbonamidu ve vhodném mísiči. Tato směs se přivádí do speciálně upraveného míchacího extrudéru opatřeného hnětadlem, kde se při součaně probíhajícím odplyňování odvádějí prchavé zplodiny rozkladu a provádí se míchání.

Provozní parametry míchání:

Teplota míchacího šneku 130 °C

Teplota pláště 180 °C

Teplota vytlačovacího ústrojí 160 °C

Počet otáček míchacího šneku 44 za min.

Počet otáček šneku vytlačovacího ústrojí 65 za min.

Tímto zařízením se vytvoří směs, která má následující mechanické a fyzikální vlastnoti:

Pevnost v tahu 2,8 až 3,2 MPa

Protažení při přetržení 300 až 450 %

Pevnost v dalším trhání 50 až 100 N/cm

Zdánlivá hustota 0,75 až 0,85 g/cm³

Oděr při zatížení 10 N 180 až 240 mm³

Tvrdost A podle Shora 60 až 65 °

Pevnost v ohybu za mrazu

-20 °C < 100 000 ohybů

Tuto směs je možno použít jako substitučního materiálu pro výrobu spodků obuvi a je možno ji zavést do výroby vycházkové a sportovní obuvi.

Příklad S

Pro vytvoření směsi PVC s odpadem polyurethanu se smíchá 90 dílů aglomerátu měkčeného PVC s 10 díly polyurethanového odpadového granulátu v kombinovaném vytápěném a chlazeném mísicím zařízení. Takto vytvořená směs se přivádí do šnekového extrudéru se dvěma šneky, ve kterém se provádí současně odplynění, aby se odvedly prchavé látky, které jsou zplodinami rozkladu polyurethanových odpadů a kompaundování.

Provozní parametry kompaundování:

Teplota prvního vyhřívaného pásma 130 °C

Teplota druhého vyhrivanéhopásma 150 °C

Teplota třetího vyhřívaného pásma 130 °C

Teplota čtvrtého vyhřívaného pásma 160 °C

Teplota pátého vyhřívaného pásma 165 °C

Teplota dýzy 130 °C počet otáček šneku 30 za min.

Na tomto zařízení se získá materiál, který má následující mechanické a fyzikální vlastnosti:

Pevnost v tahu 4,5 až 6,5 MPa

Protažení pri přetržení 300 až 500 %

Pevnost v dalším trhání 120 až 220 N

Zdánlivá hustota 1,15 až 1,2 g/cm³

Oděr při zatížení 10 N 200 až 250 mm³

Tvrdost A podle Shora 70 až 75°

Takto vytvořená směs je vhodná jako substituční materiál například pro hotovení spodků obuvi a může být použita pro výrobu domácí, vycházkové, dětské a sportovní obuvi.

Příklad 6

Pro vytvoření směsi polyurethanového odpadu se skleněnými vlákny se smíchá 85 dílů rozmělněného polyurethanového odpadu s 15 díly přástu ze sklených vláken ve šnekovém extrudéru se dvěma šneky.

Provozní parametry zpracování:

Teplota prvního vyhřívaného pásma 60 °C

Teplota druhého vyhřívaného pásma 60 až 70 °C

Teplota třetího vyhřívaného pásma 150 až 160 °C

Teplota čtvrtého vyhřívaného pásma 85 až 95 °C

Teplota pátého vyhřívaného pásma 150 až 155 °C

Teplota vytlačovacího ústí 150 °C

Počet otáček šneku 150 za min.

Takto vytvořený polyurethanový regenerát, vyztužený skelnými vlákny, má následující mechanické a fyzikální vlastnosti:

Pevnost v tahu 10 až 12 MPa

Protažení při přetržení 300 až 450 %

Pevnost v dalším trhání 100 až 140 N/cm

Zdánlivá hustota 1,25 až 1,3 g/cm³

Polyurethanový regenerát, vyztužený skelnými vlákny, je vhodný jako substituční materiál pro výrobu tvarových dílů a předmětů pro technické účely, např. pro výrobu těsnění, popřípadě spodků obuvi, určené zejména pro speciální účely.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob úpravy anebo kompaundování částečně zesítěných polyurethanových odpadů, které nelze zpracovávat jako termoplasty, pro získání termoplasticky zpracovatelných polymerů linearisací pro výrobu tvarovaných částí, profilů a formovacích hmot pro mechanické zpracování, vyznačující se tím, že se tyto odpady po mechanickém rozmělnění podrobí kontrolovanému tepelnému rozkladu při teplotě od 130 do 280 °C a době trvání od 10 s do 40 min. a přitom se současně provede odplynění, nebo se provede jejich kompaundování při současné úpravě tak, že v jedné výrobní operaci se provede tepelný rozklad při stejných podmínkách, odplynění a intenzivní promíchání s použitím termoplastických nebo elastických organických nebo anorganických materiálů jako složek kompaundování, přičemž do takto upravené hmoty se přídavně vpraví nadouvadlo, nebo se dodatečně zválcuje a přidá barvivo.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že při kompaundování se místo polyurethanových odpadů použije již upravený polyurethanový odpad.
3. Způsob podle bodu 1 a 2, vyznačující se tím, že polyurethanové odpady se kompaundují s práškovým PVC, měkčenými granulemi PVC, s aglomerovaným PVC, termoplastickým kaučukem anebo etylénvinylacetátovým kopolymerem.
4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že do upraveného odpadu se přimísí plniva, jako skelná vlákna, křída kaolin, pryžová moučka anebo změkčovadla.