DD224604A1

DD224604A1 - Verfahren zur herstellung von formkoerpern aus gemischen verschiedener thermoplastischer kunststoffe

Info

Publication number: DD224604A1
Application number: DD84262398A
Authority: DD
Inventors: Heidemarie Spiess; Zofia Funke; Lothar Starke
Original assignee: Buna Chem Werke Veb
Priority date: 1984-04-27
Filing date: 1984-04-27
Publication date: 1985-07-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Formkoerpern aus Gemischen von verschiedenen thermoplastischen Kunststoffen, vorzugsweise von Kunststoffabfaellen industrieller oder gewerblicher Herkunft, die weitere Kunststoffe als Verunreinigungen enthalten oder von Kunststoffabfaellen aus Haushalten. Ziel der Erfindung ist die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Formkoerpern, die aus solchen Thermoplastgemischen hergestellt werden. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass den auf einer Schneidmuehle zerkleinerten Kunststoffabfaellen oder dem in Pulver- oder Granulatform vorliegenden Thermoplastgemisch, bestehend aus einem Polyolefinkunststoff oder Polyolefingemischen sowie Polyvinylchlorid und/oder Polystyren, eine oberflaechenaktive Stubstanz oder eine Mischung oberflaechenaktiver Substanzen, vorzugsweise Mischpolymerisate des Propylenoxid und Ethylenoxid, Fettsaeureethanolamide, Alkylpolyglykolethersulfate, Alkylpolyglykolethersulfosuccinate, Polysiloxan-Polyalkylenoxid-Mischpolymerisat, Natriumoleylmethyltaurid oder Alkylaminpolyglykolether in einem Anteil von 0,5 bis 4 Masse-% zugegeben wird. Der so modifizierte Formstoff wird auf einer geeigneten Aufbereitungsanlage, wie einem Innenmischer, Mischwalzwerk und/oder Extruder homogenisiert und anschliessend granuliert. Eine andere Moeglichkeit der Aufbereitung ist die Agglomerierung auf einem Schnellmischer. Das so entstandene Granulat oder Agglomerat wird nach einem herkoemmlichen Verarbeitungsverfahren wie Spritzgiessen, Pressen oder Extrudieren zu Formkoerpern verarbeitet. Die Erfindung kann bei der Verarbeitung gemischter Thermoplastabfaelle und bei der Modifizierung von Thermoplasten angewandt werden.

Description

2iüel· der Erfindung

Verfahren zur Herstellung von ^orsikörpern aus Gemischen verschiedener thermoplastischer Kunststoffe

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung Όetrifft ein Verfahren zur Herstellung von SOrmkb'rpern aus Gemischen von verschiedenen thernoplastischen Kunststoffen, T3ie von Kunststoffabfällen industrieller oder gewerblicher Herkunft, die weitere Kunststoffe als Verunreinigung enthalten oder von Kunststoff abfällen aus Haushalten.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

.is ist bekann", ia3 2ian "hernoplastischen Kunststoffen oberflächenaktive Substanzen zusetat, un ihre Adhäsioni eigenschaften der Oberfläche, ihre Coapoundierbarkeit

mit anorganischen und organischen Füllstoffen sowie Pigmenten, ihre Yerschäunibarkeit, Fibrillierung und Schlagzähmodifizierung zu verbessern.

Nach DD-PS 50 947 werden Polyolefinen, vornehmlich dem Polyethylen, Mischpolyamide und ethoisylierte Fettalkoholderivate oder Alkylarylpolyglykolether zugesetzt, um die Adhäsionseigenschaften der Oberfläche zum Zwecke des Verklebens und Bedrückens zu verbessern. Nach DD-PS 116 050 entsteht eine Mischung guter Festigkeit aus kristallinen und nichtkristallinen Polyolefinen sowie Pigmenten und Füllstoffen, wenn dieser Mischung ein wärmebeständiges üensid zugegeben wird und nach DD-PS 154· 103 unterstützen in einem Gemisch von Polyethylen hoher und niederer Dichte Stearate das Hinarbeiten von Ruß. In Mischungen aus Polypropylen und Polynorbornen wird nach US-PS 4 203 884 das einarbeiten von Büß durch Zugabe von Stearinsäure ermöglicht. Mischungen aus verschiedenen Polyethyientypen entstehen auch durch Zugabe von Ditertiärbutylphenol, Zinksalz des 2-~Mercaptoimidazols und Zinkstearat oder Butylstearat (FB-PS 2 442 370; DD-PS 153 605). Mit Hilfe ungesättigter Carboxy!säure oder deren Ester entstehen Mischungen aus Polyethylen und Sthylen-Propylen-Copolymeren (US-PS 4 289 666). Nach US-PS 4 254 028 läßt sich Polystyren mit seinen Copolymeren mit Hilfe von Metallsalzen höherer Fettsäuren und Carboxy!säuren modifizieren. Zur Modifizierung von PoIycarbonat mit Polyethylen oder Polypropylen wird im US-PS 4 358 563 die Anwendung höherer Fettsäuren und von Polyamid 6.6 mit anderen Polymeren in US-PS 4 321 336 die Anwendung von Methacrylsäure, Methacrylsäureestern oder Polydimethylsiloxan vorgeschlagen. Die dargestellten Lösungen beziehen sich auf die Herstellung von zweikompo-

nentigen Mischungen ausgewählter Kunststoffe. Bs sind keine oberflächenaktiven Substanzen aufgeführt, die auf mehrComponent ige Systeme, bestehend aus Polyethylen hoher und niederer Dichte, Polypropylen, Ethylenvinylacetat-Gopolyaere, Polystyren und Polyvinylchlorid, ?;ie sie vorzugsweise bei Kunststoffabfällen auftreten, verbindungsfordernd wirken.

Zur Herstellung von Formstoffen aus verschiedenen Kunststoffen ist weiterhin die Anwendung matrixbildender Zusatzstoffe bekannt. In DD-P3 107 941 wird zur Verarbeitung gemischt anfallender Thermoplaste der Zusatz eines Co- oder lierpolymeren aus SMj hy I en mit einem Vinylester, vorzugsweise Sthylenvinylacetat und in DD-PS 150 068 zum gleichen Zwecke der Zusatz von Bitumen vorgeschlagen. Die Anwendung von nachchloriertem Polyethylen als Matrixbildner wird industriell genutzt (DS-CS 2 152 757).

Die verbindungsfordernde 7/irkung dieser Substanzen auf mehrkomponentige Kunststoffgemische erfolgt erst bei Zusätzen über 20 %. Damit ist diese Methode der Modifizierung unwirtschaftlich.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist, bei Gemischen von verschiedenen thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere von Kunststoffabfällen industrieller oder gewerblicher Herkunft oder aus Kunststoffabfällen der Haushalte, die mitein- ander unverträglich sein können, durch Zusätze diese Mischbarkeit soweit zu verbessern, daß Formkörper daraus hergestellt werden können, die ausreichende mechanische !Eigenschaften besitzen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Gemischen verschiedener thermoplastischer Kunststoffe, vorzugsweise aus gemischten 'Thermoplastabfällen, bestehend aus einem Polyolefinkunststoff oder Polyolefinkunststoffgemischen sovvie Polyvinylchlorid und/oder Polystyren zu entwickeln.

Merkmale der Erfindung

Erfindungsgemä3 ^ird die Aufgabe dadurch gelöst, daß den auf einer Schneidmühle zerkleinerten Kunststoffabfällen oder dem in Pulver- oder G-ranulatf orm vorliegenden Shermoplsstgemisch, bestehend aus einem Polyolefinkunststoff oder Polyolefingemisoh sowie Polyvinylchlorid und/oder Polystyren, eine oberflächenaktive Substanz oder eine Mischung oberflächenaktiver Substanzen, insbesondere

- Mischpolymerisate des Propylenoxids und Ethylenoxids, die vorzugsweise aus 15 bis 100 Molen Propylenoxid und 20 bis 4-0 Masse-% PoIyethylenoxid, bezogen auf das Gesamtmolekulargewicht, bestehen

- Fettsäureethanolamide mit einer Länge der Alkylkette von 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, gesättigt oder ungesättigt .

- Alky!polyglykolethersulfate, deren Alkylrest 10 bis 16 Kohlenstoffatome aufweist und die einen Ethoxylierungsgrad der Polyglykoletherkette von 2 bis 8, vorzugsweise 3 bis 6 besitzen

- Alkyipolyglykolethersulfosuccinete, deren Alkylrest 10 bis 16, vorzugsweise 12 bis 14 Kohlenstoffatome aufweist und deren Ethosylierungsgrad der Polyglykoletherkette 2 bis 8 beträgt

- Polysiloxan-Polyalkylenoxid-Mischpolymerisate, Molekulargewicht der PoIysiloxanket;te 3000 bis 6000, die Seitenkette ist ein Polyalkylenoxid, das aus ca. 14 bis 26 Molen Propylenoxid und Polyethylenoxid, vorzugsweise 40 bis 50 % Polyethylenoxid, bezogen auf das Gesamtmolekulargewicht, besteht

- Natriuinoleylmethyltaurid

- Alkylaninpolyglykolether, deren Alkylrest 10 bis 18, vorzugsweise 12 bis 14 Kohlenstoffatome aufweist, und deren Ethoxylierungsgrad der Polyglykoletherkette 2 bis 5 oder SO bis 100 beträgt,

in einem Anteil von 0,5 bis 4 Masseprozent zugegeben wird, Der so modifizierte Formstoff wird auf einer geeigneten Aufbereitungsanlage, wie einem Innenmischer, Mischwalzwerk und/oder Extruder homogenisiert und anschließend granuliert. Sine andere Möglichkeit der Aufbereitung ist die Agglomerierung auf einem Schnellmischer. Das so entstandene Granulat oder Agglomerat wird nach einem herkömmlichen Verarbeitungsverfahren, -jie Sprit zgieiBen, Pressen oder Extrudieren zu Formkörperη verarbeitet. Das Einarbeiten der oberflächenaktiven Stoffe ist ohne zusätzlichen Aufwand in den geeigneten Aufbereitungsanlagen möglich. Durch die erfindungsgemäße Lösung können auch aus einem Gemisch von Kunststoffabfallen, das aus drei oder mehreren Komponenten unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung besteht, durch den Zusatz geringer Mengen oberflächenaktiver Stoffe Formkörper mit höherem Niveau der mechanischen Eigenschaften hergestellt werden. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Kunststoffmischung hat weitere Vorteile bei der Herstellung der Formkörper. Durch den Einsatz des speziellen Poiymergemisches wird die Entfernung der Plastteile aus dem Werkzeug so erleichtert, daß auf den Einsatz von Formtrennmitteln oder spezieller 77erkzeuge sum Auswerfen der Formteile verzichtet werden kann. _r

usführungsbeispiele

Beispiel 1

Sin Kunststoffabfallgemisch, bestellend aus 4-0,9 Masse-% Polyethylen hoher· Dichte, 20,4- Masse-% Polyethylen niederer Dichte, 22,6 Masse-% Polyvinylchlorid und 16,1 Masse-% Polystyren wurde auf einer Schneidmühle mit . einem 4- mm-3ieb zerkleinert. Dem Mahlgut wurden 1,5 Masse-% eines Mischpolymerisates des Propylenoxid und Ethylenoxid, Sthosylierungsgrad ca. 50, Propoxylierungsgrad ca. 80 zugesetzt. Das modifizierte Kunststoffabfallgemisch -wurde auf einem Schnellmischer agglomeriert und granuliert. Das so entstandene Granulat ^urde in einer Kunststoffpresse bei 160 ⁰C in 10 min zu Formkorpern gepreßt. Durch den Zusatz der oberflächenaktiven Substanz erhöhte sich die Schlagbiegefestigkeit von 4-,5. auf 5,9

ο kJ/m und die Bruchdehnung von 6,4- auf 13,1 %.

Beispiel 2

Sinem Thermoplastgemisch'in Pulverform gleicher Zusammensetzung 'sie in Beispiel 1 wurden 1,5 Masse-% eines Sokosfettsäurediethanolamids oder wahlweise 1,5 Masse-% eines Hübölfettsäurediethanolamids zugegeben. Die Pulvermischung TCurde auf einem Binschneckene:cüruder bei et^a I90 ⁰O homogenisiert, su einem Strang geformt und granuliert. Das so entstandene Granulat ^urde wie im Ausfuhrungsoeispiel 1 su Formkörpern verpreßt. Durch den Zusatz der oberflächenaktiven Substanzen stieg die Schlagbisgefestigkeit von 4,3 auf 6,0 kJ/m~ an und die Bruchdehnung erhöhte sich von 7,3 auf 11,2 %.

Beispiel 3

Einern Thermoplastgemisch in Pulverform gleicher Zusammensetzung ^ie in Beispiel 1 ^urde 1,0 Masse-% des Ether-

suliats eines G^Q-G^g-Fettalkohol-Ethylenosid-Addukts des Bthosylierungsgrades 6 zagegeben. Die Pulvermischung wurde wie in Beispiel 2 beschrieben homogenisiert und granu--. liert. Bas so entstandene Granulat wurde auf einer Spritζ-gießmaschine bei eins a 150 ⁰C zu Iformkörpern verarbeitet. Durch den Zusatz der oberflächenaktiven Substanz stieg

2 die Schlagbiegefestigkeit von 8,5 auf 9>5 kJ/m und die Bruchdehnung von 9j9 suf 11,2 %.

Beispiel 4

Sinem Ihermoplastgemisch. in Pulverform gleicher Zusammensetzung «!ie in Beispiel 1 viurde 1,0 Masse-/S eines Ether-. sulfats eines Kokosalkohol-Ethylenoxid-Adduktes mit einem Staosylierungsgrad 3 zugegeben. Die Pulvermischung wurde vile in Beispiel 2.beschrieben homogenisiert und granuliert und wie in Beispiel 3 beschrieben verspritzt. Durch, den Zusatz der oberflächenaktiven Substanz erhöhte sich die Schlagbiegefestigkeit von 8,5 auf 9,6 kJ/m~ und die Bruch-dehnung von 9>9 suf 12,5 %.

Beispiel 5

Einem Thermoplastgemisch in Pulverform gleicher Zusammensetzung wie in Beispiel 1 wurden 2,5 Masse—% eines SuIfobernsteinsäuremonoesters eines Kokosfettaikoholethoxylates des Sthozylierungsgrades ca. 3 zugegeben. Die Pulvermischung wurde auf einem Schnellmischer agglomeriert und das Agglomerat auf einer Spritzgießmaschine bei etvja 160 G zu ?ormkörpern weit erverarbeitet. Durch den Zusatz der oberflächenaktiven Substanz; erhöhte sich die Schlagbiegefes"Gigkeit von 8,5 suf 9>S kJ/m^ und die Bruchdehnung von 9,8 auf 12,8 %,

Beispiel 6

üinem Thermoplastgemisch in Pulverform, bestehend aus 4-0 Masse-% Polyethylen hoher Dichte, 20 Masse-% Polyethylen niederer Dichte und 4-0 Masse-% Polyvinylchlorid, wurden 4- Masse-% eines Polysilosan-Polyalkylenosid-Bilischpolymerisats, das Molekulargewicht der Siloxankette beträgt 6000, die Seitenkette ist ein Polyalkylenoxid aus 20 Molen Propylenoxid und Ethylenoxid (50 Masse-% bezogen auf das Gesamtmolekulargeviicht) , zugegeben. Die Pulvermischung ^iurde wie in Beispiel 2 beschrieben homogenisiert, granuliert und zu Formkörpern verspritzt. Durch den Zusatz der oberflächenaktiven Substanz erhöhte sich

ρ die Schlagbiegefestigkeit von 9,1 auf 11,3 kJ/m und die Bruchdehnung von 9,2 auf 12,7 %.

Beispiel 7

Binem Thermoplastgemisch in Pulverform, bestehend aus 4-0 Masse-% Polyethylen hoher Dichte, 20 Masse-% Polyethylen niederer Dichte und 4-0 Masse-% Polystyren, wurden 2 Masse-% Uatriumoleylmethyltaurid zugegeben. Die Pulvermischung Tjurde ^ie in Beispiel 2 beschrieben homogenisiert, granuliert und zu Formkörper^ verspritzt. Durch den Zusatz der oberflächenaktiven Substanz erhöhte sich die Schlagbiegefestigkeit von 7»7 auf 9»1 kJ/cT" und die Bruchdehnung von 3,0 auf 9₅3 %.

Beispiel 3

Bin Kunststoffabfallgemisch gleicher Zusammensetzung v?ie in Beispiel 1 wurde auf einer Schneidmühle mit einem 4- mm-Sieb zerkleinert. Dem Mahlgut wurden 1,5 Masse-% eines Tensidgemisches, bestehend aus eines. Mischpolymerisat des Propylenoxid und Ethylenoxid, ^thosylierungsgrad ca. 50, Propoxylierungsgrad ca. 30 und einem SuIfooernsteinsäuremonoester eines Kokosfettalkoholethoxyiates

des 3thoxylierungsgrades ca. 3 im Verhältnis 1 : 1 zugegeben-. Das modifizierte Kunststoffabfallgemisch -jurde auf einem Schnellmischer agglomeriert und das Agglomerat auf einer Kunststoffpresse bei etisa 160 ⁰G zu iPormkörpern weiterverarbeitet. Durch den Zusatz der oberflächenaktiven Substanzen erhöhte sich die Schlagbiegefestigkeit von 4,5 auf 6,3 kJ/m und die Bruchdehnung von 7,3 auf 14,2 %.

Beispiel 9

Ξϋη Kunststoffabfallgeaisch gleicher Zusammensetzung wie in Beispiel 1 wurde auf einer Schneidmühle mit einem 4 mm-Sieb zerkleinert. Bern Mahlgut wurden 1,5 Masse-Feines -ensidgemisches, bestehend aus einem Mischpoly-'" merisat des Propylenosid und Ethylenoxid, Sthosylierungsgrad ca. 50, Proposylierüngsgrad ca. 80 und einem KÖkos-· fettsäurediethenolamid im Verhältnis 1 : 1 zugegeben. Das modifizierte Kunststoffabfallgemisch 7/urde vjie in. Beispiel 8 beschrieben zu Formkörpern weiterverarbeitet. Durch den Zusatz der oberflächenaktiven Substanzen erhöhte sich die Schlagbiegefestigkeit von 4,5 auf 6,,4

ο kJ/m und die Bruchdehnung von 7,3 auf 13,4 %,

Beispiel 10

Sin Kunststoffabfailgemisch gleicher Zusammensetzung ^i in Beispiel 1 vjurde auf einer Schneidmühle mit einem 10 mm-Sieb zerkleinert. Dem Mahlgut wurden 1,5 Masse-% eines 2ensidgemisches, bestehend aus einem Mischpolymer sat des Propylenoxid und Sthylenosid nit einem Sthosylierungsgrad ca. 50 und ?ropo:cylierungsgrad ca. 30 und einem Hübölfettsäurediethsnolamid im Verhältnis 1 : 1 zugegeben. Das Kunststoffabfaiigemisch wurde auf einem kontinuierlich arbeitenden Innenmischer homogenisiert, auf einem Sinschneckenexöruder granuliert und auf einer

10

Kunststoffpresse bei 160 ⁰G in 10 min zu Formkörpern verpreßt. Durch den Zusatz der oberflächenaktiven Substanzen erhöhte sich die Schlagbiegefestigkeit von 4,5 auf 6,2'· kJ/m~ und die Sruchdehnung von 7,3 auf 12,6 %.

Beispiel 11

Einem Shermoplastgemisch in Granulatform, bestehend aus 40 Masse-% Polyethylen hoher Dichte, 20 Masse-;"? Polyethylen niederer Dichte und 40 Masse-% Polyvinylchlorid, wurden 2,5 Masse-/3 eines Kokosfettamin-Sthylenoxid-Adduktes mit einem Bthoxylierungsgrad 2 zugegeben. Die Mischung wurde in einem Schnellmischer hergestellt und weiter wie in Beispiel 10 beschrieben homogenisiert und zu Formkörpern verpreßt. Durch den Zusatz der oberflächenaktiven Substanz erhöhte sich die Schlagbiegefestigkeit von 4,5 auf 6,1 kJ/m und die Bruchdehnung von 7,3 auf 12,1 %,

11

Claims

Erf ind UDg s a ns pr uc h

1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus Gemischen verschiedener thermoplastischer Kunststoffe, vorzugsweise aus gemischten 'Thermoplastabfällen, bestehend aus einem Polyolefinkunststoff oder Polyolefinkunststoffgemischen sowie Polyvinylchlorid und/ oder Polystyren, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoplast gemisch 0,5 bis 4- Masse-% einer oberflächenaktiven Substanz enthält.
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoplastgemisch ein Mischpolymerisat des Propylenoxid und Ethylenoxid enthält, das zu 20 bis 90 % aus Polypropylenoxid und zu 10 bis 80 % aus Polyethylenoxid, vorzugsweise 60 bis SO % Polypropylenoxid und .20 bis 40 fo Polyethylenoxid besteht.
3. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoplastgemiscn. ein Fett säureethanolamid mit einer Länge der Alky!kette von 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, gesättigt oder ungesättigt, enthält.
4. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoplastgemisch ein Alkylpolyglykolethersulfat enthalt, dessen Alkylrest 10 bis 16 Kohlenstoffatome aufweist und das einen Sthoxylierungsgrad der PoIyglykoletherketae von 2 bis 3, vorzugsweise von 3 bis 6 besitzt.
5. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoplastgemisch ein Alkylpolyglykolethersulfcsuccinat enthält, dessen Alkyirest IC bis 16, vor-

12

zugs-wieise 12 bis 14 Kohlenstoff st ome aufweist und
dessen Sthoisylierungsgrad der Polyglykoletherkette
2 "bis 8 beträgt.
6. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das iOhermoplastgemisch ein Polysiloxan-Polyalkylenoxid-Mischpolymerisat enthält, das Molekulargewicht der Siloxankette beträgt 3000 bis 6000, die Seitenkette ist ein Polyalkylenoxid, das aus 14· bis 26
Molen Propylenoxid und Polyetihylenoxid, vorzugsweise 4-0 bis 50 Masse-% bezogen auf das Gesamtmolekulargewicht, besteht.
7. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoplast gemisch ein Hatriumoleylmethyltaurid enthalte
8.. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoplastgemisch einen Alkylaainpolyglykolether enthält, dessen ilkylrest 10 bis 18, vorzugsweise bis 14- Kohlenstoffatome aufweist und dessen Sthosylierungsgrad der Polyglykoletherkette 2 bis 5 oder
80 "bis 100 beträgt.
9. Verfahren nach den Punkten 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, da3 das Thermoplastgemisch eine Kombination der unter den Punkten 2 bis 8 genannten Produkte "
untereinander enthält.