DE19503632C1 - Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Werkstoffen durch Einarbeiten von Glasfaservlies unter Verwendung von recycelten Materialien - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Werkstoffen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zur Erhöhung der Gebrauchswerteigenschaften sowohl von thermoplastischen als auch von elastomeren und du­ roplastischen Materialien ist es allgemein bekannt, in diese Materialien Glasfasern unterschiedlichster Konstitution einzuarbeiten.

In der DE 33 10 951 A1 wird eine Formmasse aus mineralfaserverstärkten thermoplastischen und/oder duroplastischen Polymeren beschrieben, der als Verstärkungsfaser E-Glas-Wollefasern bestimmter Abmessungen zugemischt werden.

In der DE 43 05 947 A1 sind thermoplastische Form­ massen mit der Möglichkeit ihrer Verstärkung durch Glasfasern beschrieben, wobei die Einarbeitung der Hilfsstoffe in die Formmasse auf üblichen Misch­ aggregaten erfolgen kann.

In der DE 31 28 677 A1 wird die Herstellung von Folien aus Polyethylen und Polypropylen mit einem Zusatz von Glasfasern einer bestimmten Abmessung angegeben. Die beigemischten Glasfasern sind sehr fein und kurz.

In der DE 35 24 396 A1 wird ein flächiger Verbundstoff aus niedermolekularem Polypropylen und Glasfasermatten beschrieben.

In der DE 37 41 539 A1 wird ein Leichtverbundstoff, bestehend aus einer Thermoplastmatrix und drei­ dimensional angeordneten Verstärkungsfasern angegeben, wobei die Verstärkungsfasern auch Gläser der verschie­ densten Art sein können. Die Verstärkungsfasern müssen dabei eng vorgegebene Parameter erfüllen. Der so gewonnene Leichtverbundstoff dient der Herstellung von gepreßten Platten.

Bei den aufgeführten bekannten Verfahren dient das thermoplastische, elastomere oder das duroplastische Material als Matrix und die Glasfaser als Zusatz­ medium.

Andere bekannte technische Lösungen verwenden die Glasfaser als Matrix und dosieren die Polymerphase entweder in reiner Form oder in Kombination mit Bindemitteln oder dgl. dazu.

In den DE 41 02 345 A1 und DE 40 29 095 A1 werden Formkörper und Leichtbauplatten auf der Basis von Mineralfasern, zum Beispiel Glasfasern, und einer wäßrigen Dispersion eines Polymerisats oder eines thermoplastischen Bindemittels beschrieben.

Mit der DE 38 15 246 wird ein Verfahren zum Herstellen von Bewehrungselementen aus Glasfasern, die mit einer Ummantelung aus Kunststoff versehen sind, angegeben.

Die bekannten Lösungen beziehen sich fast ausschließlich auf den Einsatz von Neumaterialien sowohl im Polymer- als auch im Glasfaserbereich. Das Eigenschaftsbild der bekannten glasfaserver­ stärkten Polymere ist für viele Anwendungsgebiete nicht ausreichend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem hochwertige thermo­ plastische Werkstoffe mit gezielt verbesserten Eigenschaften in Form von Granulaten und/oder Regeneraten hergestellt werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Durch die erfindungsgemäße Zudosierung von Glasfaservlies entweder direkt und/oder eingearbeitet in einer matrixverträglichen Form als Zusatzkomponente zu der polymeren Matrix, wird eine wesentliche Verbesserung der Gebrauchswerteigenschaften der Werkstoffe erreicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß gleichzeitig sowohl als Polymermatrix als auch als Zusatzkomponente Sekundärrohstoffe angewendet werden können und eine positive Eigenschaftsmodifizierung des Endproduktes bewirken. Die Zusatzkomponente Glasfaservlies fällt zum Beispiel bei der Herstellung von Glasfasermatten sowie bei der Zerlegung von Glasfaservliesprodukten an und kann derzeitig nur zu einem geringen Teil wiederverwertet werden. Als Polymermatrix können zum Beispiel aufbereitetes High Density Polyethylen (HDPE) aus Flaschenfraktionen oder Polypropylen aus Becherfraktionen des Dualen Systems in Deutschland (DSD) verwendet werden. Das erfindungs­ gemäße Verfahren kann im Polymermatrixbereich für die unterschiedlichsten Materialien thermoplastischer Natur zur Anwendung kommen. Hierzu zählen insbesondere Agglomerat und auch Regranulat.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich außerdem durch den Vorteil aus, daß die im Glasvlies enthalte­ nen Acetate und auch Acrylate zusätzlich zur Glasfaser eine gezielte positive Eigenschaftsmodifizierung bezüglich Verträglichkeitsvermittlung, Steifigkeits­ verbesserung, Reißdehnungserhöhung und Schlagzähig­ keitserhöhung ermöglichen.

Die Erhöhung der Verträglichkeitsvermittlung ist insbesondere beim Einsatz nicht ganz sortenreiner Ausgangsmaterialien (Regranulate) von Vorteil.

Es können auch Glasfasern mit Zusätzen von Polyacetaten und Polyacrylaten so modifiziert und eingesetzt werden, daß in Kombination mit der Thermoplastmatrix Granulate und/oder Regranulate mit verbesserten Eigenschaften entstehen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungs­ beispielen näher beschrieben. In einer Tabelle sind ausgewählte technische Parameter der Werkstoffe ohne und mit einem Glasfaservlieszusatz zusammengestellt.

Die gewählten Prüfbedingungen sind definiert durch:
Temperatur = 200-220°C; Spritzdruck = 60 bar; Einspritzstrom = 60 m³/sec.

Tabelle

In einem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Regranulat aus Hohlkörperfraktionsmaterial aus dem Dualen System Deutschland (DSD), also aus Sekundärroh­ stoffen, aufbereitet. Zu diesem aufbereiteten Regranu­ lat werden 10% Glasvlies zudosiert. Die Zudosierung des Glasvlieses erfolgt in Form von Polyethylen-Agglomerat. Das Glasvlies ist in dem Polyethylen-Agglomerat eingearbeitet. Es werden deutliche Verbesserungen der Parameter Reißdehnung, Steifigkeit, Schlagzähigkeit gegenüber Materialien ohne diese Glasvlieszusätze erreicht (Tabelle: Vergleich A und Beispiel 1).

In einem zweiten Ausführungsbeispiel wird aus Produktionsabfällen ein aus 50% Polypropylen und aus 50% Polyethylen (Low Density Polyethylen) bestehendes Compound als Agglomerat hergestellt, dem 10% Glasvlies in reiner Form zugesetzt wird. Auch hier ist gegenüber dem Material ohne Glasvlieszusatz eine deutliche Verbesserung der Parameter Reißdehnung und Kerbschlagzähigkeit zu verzeichnen (Tabelle: Vergleich B und Beispiel 2).

In einem dritten Ausführungsbeispiel wird aufbereite­ tes Material aus Polypropylen-Bechern aus dem Dualen System Deutschland als Grundstoff verwendet, dem 10% Glasvlies, eingearbeitet in ein Polypropylen-Agglome­ rat, zugesetzt wird. Gegenüber dem Material ohne Glas­ vlieszusatz werden wesentlich verbesserte Parameter bei der Kerbschlagzähigkeit und der Steifigkeit erreicht (Tabelle: Vergleich C und Beispiel 3).

Die aufgezeigte Verbesserung der Parameter bezieht sich auf die aus dem jeweiligen Granulat hergestellten Formkörper.

Die in der Tabelle aufgeführten Parameter "MFI" bezeichnen den Schmelzindex der Materialien.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Materialien können geschmolzen und granuliert und zu Spritzgußartikeln verarbeitet werden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Werkstoffen durch Einarbeiten von Glasfaservlies unter Verwendung von recycelten Materialien in Form von Granulaten und/oder Regeneraten, dadurch gekennzeichnet, daß der polymeren Matrix Glasfaservlies als Zusatzkomponente direkt und/oder eingearbeitet in einer matrixverträglichen Form zugeführt wird, wobei als Ausgangsmaterialien recycelte Materialien oder Kombinationen recycelter und neuer Materialien verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß bezogen auf 100 Rezeptur-Gewichtsanteile des Werkstoffes

• - 30 bis 90 Gewichtsanteile der polymeren Matrixsubstanz, vorzugsweise 90 Gewichtsanteile, und
• - 70 bis 10 Gewichtsanteile, vorzugsweise 10 Ge­ wichtsanteile, Glasfaservlies zugeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasfaservlies je 20 Gewichtsanteile Acetat und Acrylat aufweist.