DE19828286A1 - Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Kunststoffen unter Verwendung von stärkehaltigen Materialien sowie damit hergestellter thermoplastischer Kunststoff - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Kunststoffen unter Verwendung von stärkehaltigen Materialien sowie damit hergestellter thermoplastischer KunststoffInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Kunststoffen unter Verwendung von stärkehaltigen Materialien. Als Ausgangsstoffe werden mindestens ein stärkehaltiges Material mit einem Anteil zwischen 20 und 70 Gewichtsprozent und ein polycarboxylfunktionalisiertes Pflanzenölharz mit einem Anteil zwischen 5 und 60 Gewichtsprozent gemischt. Diese Mischung wird unter Temperierung und Schereinwirkung in den thermoplastischen Kunststoff überführt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen
Kunststoffen unter Verwendung von stärkehaltigen Materialien. Sie betrifft ferner
einen thermoplastischen Kunststoff und daraus hergestellte Formteile.
Thermoplastische Kunststoffe werden überwiegend aus petrochemischen
Grundstoffen synthetisiert, so beispielsweise Polyolefine, Polyvinylchlorid,
Polysterol, Polyester, Polyether, Polyurethane, Polyepoxide oder Polyamide.
Seit einigen Jahren werden alternativ auch Kunststoffe aus nachwachsenden
Rohstoffen vorgeschlagen. Das Interesse an diesen neuen Entwicklungen liegt
einerseits in einem zunehmenden Umweltbewußtsein, andererseits besteht
auch die Hoffnung, Produkte mit vorteilhaften Eigenschaften für spezielle
Anwendungen zu erhalten. Auch die Frage der späteren Entsorgung der
Kunststoffe und die erneuerbare Rohstoffquelle gewinnen zunehmend an
Bedeutung. Als nachwachsende Rohstoffe kommen dabei z. B. Kohlenhydrate,
wie Zucker, Cellulose, Stärke sowie Pflanzenproteine oder Pflanzenöle in
Betracht.
Ein in Betracht kommender nachwachsender Rohstoff ist Stärke.
Polymermaterialien mit oder aus Stärke sind aufgrund ihrer chemischen Struktur
äußerst hydrophil. Die Überführung der nativen Stärken in destrukturierte oder
thermoplastifizierte Stärken (TPS) ändert an der Feuchteempfindlichkeit
grundlegend nichts. Dies steht einer Verwendung daraus erzeugter
thermoplastischer Kunststoffe nachteilig entgegen. Um trotzdem vielleicht mit
Stärke arbeiten zu können, werden zur Eingrenzung der Feuchteempfindlichkeit
gegenwärtig im wesentlichen zwei Wege beschritten. Zum einen wird versucht,
über Derivatisierungen zu thermoplastischen Stärkeestern oder Stärkeethern
oder durch Zusatz von hydrophobierend wirkenden Polymeren das Problem zu
lösen. Niedrig substituierte Stärkeester mit einem Substitutionsgrad (DS) unter 2
weisen jedoch keine befriedigende Feuchtebeständigkeit auf. Mit höheren
Substitionsgraden wird das Polymer zwar deutlich feuchtstabiler, jedoch nimmt
dafür die Sprödigkeit zu und es wird auch das vielfach erwünschte biologische
Abbauvermögen signifikant gemindert, wie beispielsweise in der DE 43 26 118 A1,
der DE 196 07 485 A1, der DE 195 29 410 A1 und der WO 96/20220
festgestellt wird.
Ein anderer Weg besteht in dem Zusatz von hydrophoben Polymeren. Auch
dadurch kann die Feuchtebeständigkeit verbessert werden. Als hydrophobe
Polymere werden dabei u. a. biologisch abbaubare Polymere vorgeschlagen,
beispielsweise in der DE 42 37 535 A1, der EP 0 722 980 A1, der US-
PS 5 656 682 und der EP 0 542 155 A1.
Es werden aber auch schwer abbaubare synthetische Produkte fossilen
Ursprungs, wie Polyolefine, Polyamide oder Polyurethane u. a. eingesetzt. Bei
einer derartigen, in der DE 41 21 111 A1 und der WO 96/17888
vorgeschlagenen Verwendung von relativ preiswerten synthetischen Polymeren,
wie z. B. Polyolefinen, ist deren Anteil nur schwer biologisch abbaubar. Die
wenigen biologisch abbaubaren hydrophoben Polymerwerkstoffe, die
beispielsweise in der DE 42 37 535 A1 und der DE 42 00 485 A1 vorgeschlagen
werden, sind gegenwärtig preislich so ungünstig, daß sich ihre Anwendung in
größerem Umfang ausschließt.
Wie in der DE 42 37 535 A1 festgestellt wird, erfordert das Inkorporieren der
hydrophoben Polymere in die hydrophile Stärkekomponente zusätzliche
Phasenvermittler, um eine hinreichende zeitliche Stabilität der hergestellten
Blends zu erreichen. Im Vergleich zu Kunststoffen aus den reinen Polyolefinen
ist außerdem eine Eigenschaftsverschlechterung bezüglich Transparenz,
Festigkeit, Verarbeitbarkeit, thermischer Zersetzung, Hydrophilie,
Dimensionsstabilität und andere Eigenschaften zu verzeichnen.
Neben der Hydrophilie weisen stärkehaltige Kunststoffe auch eine erhebliche
Sprödigkeit auf. Als Weichmacher werden daher konventionelle Produkte der
Kunststoffindustrie, wie Phthalate, Adipate, Azalate, Citrate und Polyglycole in
der DE 43 26 128 A1 und der DE 44 18 678 A1 vorgeschlagen, alternativ auch
Weichmacher auf natürlicher Basis, wie Sorbitol, Glycerol, Sojaölepoxid oder
Leinölepoxid. Dabei wird entweder in einem oder in mehreren Schritten
thermoplastische Stärke unter Zusatz von bis zu 40% Plastifizierungsmitteln
hergestellt und anschließend mit bis zu 30% hydrophoben Polymeren
verknetet. Unter diesen Bedingungen sinkt dann allerdings der reale Anteil der
Stärke vielfach auf unter 50% der Kunststofformulierung, so daß sich diese
Produkte nur noch bedingt als Stärkeprodukte ansehen lassen, die
beispielsweise in der DE 44 43 539 A1 beschrieben werden.
Zusätzliche Vernetzungsmittel, wie Isocyanate oder Epoxide können die
Festigkeit der stärkehaltigen Kunststoffe wesentlich erhöhen. Mit Hilfe von
anorganischen Füllstoffen können die Zugfestigkeitswerte deutlich gesteigert
werden, was in der DE 44 43 539 A1 vorgeschlagen wird, wobei der Anteil für
kompostierbare Produkte jedoch limitiert ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Herstellung
von thermoplastischen Kunststoffen vorzuschlagen, das stärkehaltige
Materialien verwendet und trotzdem die Nachteile der oben dargestellten
Produkte möglichst verringert.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Ausgangsstoffe mindestens ein
stärkehaltiges Material mit einem Anteil zwischen 20 und 70 Gewichtsprozent
und ein polycarboxylfunktionalisiertes Pflanzenölharz mit einem Anteil zwischen
5 und 60 Gewichtsprozent gemischt werden, und daß diese Mischung unter
Temperierung und Schereinwirkung in den thermoplastischen Kunststoff
überführt wird.
Es entsteht dadurch ein thermoplastischer Kombinationswerkstoff.
Als besonders bevorzugter Vorgang zur Einführung der Scherkräfte hat sich
dabei ein Extrusionsvorgang erwiesen. Bei einem Extrusionsverfahren wirken
sowohl Temperatur als auch mechanische Scherkräfte in das Material ein. Unter
Einwirkung dieser Scherkräfte und der Temperatur erfolgt eine
Thermoplastifizierung der stärkehaltigen Komponente.
Besonders bevorzugt ist es, wenn das polycarboxylfunktionalisierte
Pflanzenölharz aus einem halbtrocknenden oder trocknenden Pflanzenöl oder
Mischungen davon und einem ungesättigten Dicarbonsäureanhydrid hergestellt
wird.
Native Pflanzenöle ohne eine Funktionalisierung ergeben keine chemische
Reaktion mit den Stärkemolekülen. Erst durch die Einführung von
Säureanhydridgruppen, bevorzugt über das Maleinsäureanhydrid, wird eine
reaktive carboxylfunktionalisierte Ölkomponente erhalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt bei einer Temperatur
zwischen 120°C und 250°C, vorzugsweise zwischen 130°C und 230°C
durchgeführt.
Werden den Ausgangsstoffen noch bestimmte Additive zugeführt, so können
die angestrebten herzustellenden thermoplastischen Kunststoffe hinsichtlich
ihrer Eigenschaften weiter optimiert werden. Als Additive kommen dabei
beispielsweise Plastifikatoren, Farbstoffe, Gleitmittel, Vernetzungsmittel oder
Streckmittel in Betracht, zu denen Einzelheiten in den Unteransprüchen genannt
sind. Diese weiteren Additive sollten insgesamt Anteile von 40
Gewichtsprozenten nicht übersteigen.
Die erfindungsgemäß herstellbaren thermoplastischen Kombinationswerkstoffe
wurden mit einem Zweiwellenextruder ZK50x15D (Hersteller: Dr. Collin GmbH)
entwickelt. Dabei wird eine stärkehaltige Komponente mit einem Pflanzenölharz
zu thermoplastischen Kunststoffen umgesetzt. Die eingesetzten
Pflanzenölharze werden nach einem in der DE 196 19 398 C2 vorgeschlagenen
Verfahren durch Addition von Maleinsäureanhydrid an die Doppelbindungen von
halbtrocknenden oder trocknenden Pflanzenölen, deren Gehalt an zweifach und
dreifach ungesättigten Fettsäuren mindestens 50% erreicht, synthetisiert. Als
Pflanzenöle eignen sich besonders Leinöl, Drachenkopföl, Bohnenkrautöl,
Perillaöl mit jeweils dominierenden Anteilen an Linolensäure und Safloröl,
Mohnöl, Nachtkerzenöl oder Hanföl mit überwiegenden Anteilen an Linolsäure
im Fettsäuremuster. Diese Öle können allein oder in Mischungen mit
Maleinsäureanhydrid und Katalysatoren, wie Borsäure oder Sulfonsäuren, in
Abhängigkeit des Maleinierungsgrades zu halbflüssigen bis festen Harzen
umgesetzt werden. Weitgehend voll maleinierte Harze aus überwiegend
Linolensäure enthaltenden Ölen, wie sie in DE 196 19 398 C2 beschrieben sind,
werden nach Mahlung pulverförmig eingesetzt. Öle oder Ölmischungen mit
einem geringeren Doppelbindungspotential oder untermaleinierte Harze, bei
denen das verfügbare Doppelbindungspotential nur teilweise ausgenutzt wird,
werden in flüssiger, bzw. verflüssigter Form appliziert. Die Applikation dieser
Harze kann sowohl durch Vormischung mit der stärkehaltigen, ggf. mit weiteren
Additiven angereicherten Komponente erfolgen, wobei der Harzanteil wegen
beginnender Klebrigkeit der Mischung auf bis zu 20% limitiert ist, als auch in
separater Dosierung mit an sich bekannten Dosiereinrichtungen realisiert
werden, wobei der Anteil der Harzkomponente am Gesamtrohstoffeinsatz 5-60
% beträgt.
Als stärkehaltige Komponente kann sowohl Weizenstärke, Kartoffelstärke oder
Maisstärke allein oder in Mischung und/oder in Anteilen von 0-40% der
Stärkekomponente Weizenmehl und/oder Maismehl beigefügt werden. Als
besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, die stärkehaltige Komponente auf
Restfeuchten unter 6% vorzutrocknen, wobei für die Ausführung der
erfindungsgemäßen Lehre ein Über- oder Unterschreiten der jeweiligen
Verkleisterungstemperaturen der stärkehaltigen Komponente während des
Trocknungsvorganges ohne wesentliche Bedeutung ist.
Es können weitere Additive zugesetzt werden. So hat sich als vorteilhaft
erwiesen, der Ausgangsmischung Weichmacher natürlichen Ursprungs, wie
Sorbitol, Glycerol und/oder Pflanzenölepoxide, wie Sojaölepoxid oder
Leinölepoxid, in Anteilen von bis zu 35% der Gesamtmischung zuzusetzen.
Während halbflüssige Addukte der Pflanzenöle nicht zwingend eine
weichmachende Komponente erfordern, ist besonders bei Verwendung
pulverförmiger Pflanzenöladdukte ein entsprechender Zusatz vorteilhaft.
Für eine verbesserte Entformbarkeit von z. B. spritzgegossenen Formteilen hat
sich als vorteilhaft erwiesen, der Rohstoffanmischung Calcium- und/oder
Magnesiumstearat in Anteilen von bis zu 10% der Rohstoffmischung
beizufügen, wobei bei Verwendung von epoxidierten Pflanzenölen auch eine
verbesserte Trennung beobachtet wird.
Überraschend wurde gefunden, daß bereits die mit den oben beschriebenen
Komponenten erhältlichen Extrudate in Abhängigkeit des Maleinierungsgrades
des eingesetzten Pflanzenölharzes eine zitronengelbe bis gelbbraune Farbe
aufweisen, opak bis durchscheinend sind, sich von den Werkstoffeigenschaften
her bereits für weniger anspruchsvolle Anwendungen eignen und insbesondere
bei Verwendung untermaleinierter Harze eine gute Wasserbeständigkeit
aufweisen.
Durch Zusatz von anorganischen Füllstoffen, wie Siliziumdioxid (z. B. Wessalith®
der DEGUSSA AG), Kieselsäure, Kaolin, Calciumcarbonat oder Graphit in
Anteilen von bis zu 5%, ist eine erhebliche Anhebung der mechanischen
Eigenschaften erreichbar, wobei insbesondere Calciumcarbonat zu einer
merklichen Farbaufhellung beiträgt, Siliziumdioxid und Kieselsäure
überraschenderweise die Flexibilität des Extrudats erhöhen.
Für weitergehend anspruchsvollere Anwendungen können den Rohstoffen
zusätzlich Isocyanate, insbesondere ein polymeres Diphenylmethan-4,4'-
diisocyanat (z. B. Desmodur® 1520 A20 der BAYER AG) als Vernetzungsmittel
beigefügt werden, die insbesondere die Elastizitätsmodule der Extrudate
signifikant erhöhen, jedoch auch zu einer Farbverdunkelung führen.
Weitere bei der Kunststoffherstellung übliche Additive, wie vor allem organische
oder anorganische Farbstoffe, können mit üblichen Techniken der Rohmischung
oder auch dem Extrudat zugesetzt werden, ohne daß nachteilige Wirkungen auf
die mechanischen Eigenschaften der Extrudate erkennbar sind.
Für eine spätere Entsorgung über biologischen Abbau ist es zu bevorzugen,
wenn die diskutierten anorganischen Zusatzstoffe in ihrer Summe nicht über 40%
der Gesamtmasse hinausgehen.
Die vorstehend dargestellten Komponenten werden vor der Extrusion
mechanisch vermischt, wobei die flüssigen, halbflüssigen oder bis 80°C
verflüssigbaren Komponenten ganz oder teilweise, einzeln oder vorvermischt,
mit den pulverförmigen Bestandteilen vermischt oder ganz oder teilweise,
einzeln oder vorvermischt, separat in den Extruder mittels üblicher und
bekannter Einrichtungen und Verfahren dosiert werden können. Die
Verarbeitung der Rohstoffe erfolgt im Extruder, wobei nicht nur eine
Plastifizierung der Stärkekomponente, sondern auch eine Veresterung mit der
Pflanzenölkomponente zu Halbestern eintritt.
Die Verwendung von maleinierten Pflanzenölen zur Herstellung von
thermoplastischen Stärkeestern weist gegenüber den konventionellen Verfahren
zur Darstellung entsprechender Ester von organischen Säuren eine Reihe von
Vorteilen auf. So gelingt die Plastifizierung und Veresterung in einem
Verfahrensschritt, ohne daß es zusätzlicher Katalysatoren, Lösungsmittel oder
Halogenverbindungen bedarf. Die Pflanzenölkomponente weist auch bei
Verarbeitungstemperaturen von über 200°C einen äußerst geringen
Dampfdruck auf, der Umweltbelastungen durch merkliche Entgasungen
während der Verarbeitung weitgehend ausschließt. Im Gegensatz zu
Stärkeacetaten, die erst bei Substitutionsgraden DS < 2 hinreichende Feuchte
beständigkeit erreichen, ist das erfindungsgemäße Extrudat bereits ab DS < 0,1
für normal beanspruchte Anwendungen ausreichend hydrophob. Dennoch kann
sich eine weitergehende Hydrophobierung notwendig machen. Diese kann
unproblematisch durch Zusatz bekannt hydrophober Polymerer, wie
Polymilchsäure (PLA), Polycaprolacton, Cellulosediacetat, Polyhydroxybutter
säure/Hydroxyvaleriansäure-Copolymere oder Polyhydroxybuttersäure, sowohl
vor der Extrusion als auch als Granulatzusatz vor der Verarbeitung zu z. B.
Spritzgußteilen erfolgen. Die Kompatibilität mit den erfindungsgemäßen
thermoplastischen Kornbinationswerkstoffen ist gegeben, ohne daß weitere
Phasenvermittler zugesetzt werden müssen.
Die entstehenden Kunststoffe können auf konventionellen
Kunststoffverarbeitungsanlagen weiterverarbeitet werden.
Zusammengefaßt schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von
thermoplastischen Kombinationswerkstoffen aus stärkehaltigen Materialien,
vorzugsweise Weizen- und Kartoffelstärke sowie Weizenmehl, und mit
Maleinsäureanhydrid polycarboxylfunktionalisierten Pflanzenölen vor. Die
Komponenten werden ggf. unter Zusatz weiterer Additive von im wesentlichen
natürlichen Ursprungs, wie Weichmacher, Farbstoffe, Gleitmittel, Füllstoffe
und/oder Vernetzungsmittel, gemeinsam extrudiert.
Die Extrudate sind geeignet für eine Verwendung zur Herstellung insbesondere
von Spritzguß-, Extrusions-, Blasform- oder Tiefziehteilen.
Die Erfindung sei an folgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert, die
jedoch keine Einschränkung des erfinderischen Gedankens darstellen. Zur
Unterscheidung verschiedener Begriffe ist in den Ansprüchen und der
Beschreibung bei den Anteilen des stärkehaltigen Materials und der
polycarboxylfunktionalisierten Pflanzenölharze von Gewichtsprozenten an der
Gesamtansatzmischung gesprochen worden. Im folgenden bedeutet die
Angabe "Teile" den Anteil eines bestimmten Produkts, beispielsweise von Mehl,
jeweils an der Gesamtmenge des stärkehaltigen Materials, also nicht an der
Gesamtmenge der Ausgangsstoffe.
In den Beispielen A1, A2 und A3 wird zunächst die Herstellung von möglichen
carboxylfunktionalisierten Pflanzenölharzen beschrieben, die dann anschließend
in den Beispielen B1, B2, B3, B4 und B5 zu den angestrebten
thermoplastischen Kunststoffen umgesetzt werden. Es entstehen so
Kombinationswerkstoffe.
900 Tle. Leinöl mit einem Linolensäuregehalt von 60,9% der Gesamtfettsäuren
werden mit 660 Tln. Maleinsäureanhydrid (MSA) und 36 Tln. Borsäure in einem
2-l-Dreihaiskolben unter Rühren erhitzt. Nach Überschreiten einer Temperatur
von 200°C, wird die Reaktion noch 2,5-3,5 h bei Temperaturen von 220-240°C
weitergeführt. Nach Abbruch der Umsetzung wird das Harz im erwärmten
Zustand aus dem Kolben entfernt und auf Raumtemperatur abgekühlt.
Anschließend wird das Harz zu einem gelblich-braunen Pulver gemahlen.
900 Tle. Brachenkopföl mit einem Linolensäuregehalt von 63,8% der
Gesamtfettsäuren werden mit 300 Tln. Maleinsäureanhydrid (MSA) und 24 Tln.
Borsäure entsprechend Beispiel A1 in einem 2-l-Dreihalskolben unter Rühren
erhitzt. Nachdem die Temperatur 200°C überschritten hat, wird die Reaktion
noch 2-3 h bei Temperaturen von 220-240°C weitergeführt. Nach Abbruch der
Reaktion wird das entstandene Harz auf ca. 50-90°C abgekühlt.
900 Tle. Leinöl mit einem Linolensäuregehalt von 60,9% der Gesamtfettsäuren
werden gemäß Beispiel A1 mit 300 Tln. Maleinsäureanhydrid (MSA) und 24 Tln.
Borsäure in einem 2-l-Dreihalskolben unter Rühren erhitzt. Nachdem die
Temperatur 200°C überschritten hat, wird die Reaktion noch 2-3 h bei
Temperaturen von 220-240°C weitergeführt. Nach Abbruch der Reaktion wird
das entstandene Harz auf ca. 50-90°C abgekühlt.
1000 Tle. auf 1,5% Restfeuchte vorgetrocknete Weizenstärke werden mit 600
Tln. Pflanzenölharz nach Beispiel A1 und 800 Tln. Sorbitol mechanisch
vorvermischt und im Zweiwellenextruder bei Temperaturen von 180-230°C zu
einem durchscheinenden, rötlich-braunen Werkstoff umgesetzt, der
thermoplastisch verarbeitbar ist.
1000 Tle. auf 1,5% Restfeuchte vorgetrocknete Weizenstärke werden mit
einem Durchsatz von 2 kg/h in den Zweiwellenextruder dosiert. 800 Tln.
Pflanzenölharz nach Beispiel A2 werden mittels Dosierpumpe separat mit einem
Durchsatz von 1,6 kg/h in die Einzugszone des Extruders dosiert und bei
Temperaturen von 145-230°C zu einem durchscheinenden, zitronengelben
Werkstoff umgesetzt. Der entstandene Werkstoff ist weitgehend hydrophob,
dehnbar und thermoplastisch verarbeitbar.
900 Tle. Weizenstärke und 100 Tle. Weizenmehl werden auf 1,5% Restfeuchte
vorgetrocknet und mit einem Durchsatz von 2 kg/h in den Zweiwellenextruder
dosiert. 800 Tln. Pflanzenölharz nach Beispiel A2 werden mittels Dosierpumpe
separat mit einem Durchsatz von 1,6 kg/h in die Einzugszone des Extruders
dosiert und bei Temperaturen von 145-230°C zu einem durchscheinenden,
sandfarbenen Werkstoff umgesetzt. Der entstandene Werkstoff ist weitgehend
hydrophob, dehnbar und thermoplastisch verarbeitbar.
1000 Tle. auf 1,5% Restfeuchte vorgetrocknete Weizenstärke werden mit 25
Tln. feinkörnigem Siliziumdioxid, 25 Tln. Calciumcarbonat, 50 Tln.
Calciumstearat und 20 Tln. eines polymeren Diphenylmethan-4,4'-diisocyanats
mechanisch vorgemischt und mit einem Durchsatz von 2 kg/h in den
Zweiwellenextruder dosiert. 800 Tln. Pflanzenölharz nach Beispiel A3 und 150
Tle. Sojaölepoxid werden jeweils separat mittels Dosierpumpen mit einem
Durchsatz von 1,6 kg/h, bzw. 0,3 kg/h in die Knetzone des Extruders dosiert und
bei Temperaturen von 145-230°C zu einem dunkelgelben Werkstoff umgesetzt.
Der entstandene Werkstoff ist weitgehend hydrophob, mechanisch stark
belastbar, dehnbar und thermoplastisch verarbeitbar.
1000 Tle. auf 1,5% Restfeuchte vorgetrocknete Weizenstärke werden mit
0,6 Tln. eines grünen anorganischen Farbstoffes vermischt bei einem Durchsatz
von 2 kg/h in den Zweiwellenextruder dosiert. 800 Tln. Pflanzenölharz nach
Beispiel A3 werden mittels Dosierpumpe separat mit einem Durchsatz von 1,6
kg/h in die Einzugszone des Extruders dosiert und bei Temperaturen von 145-
230°C zu einem durchscheinenden hellgrünen Werkstoff umgesetzt. Der
entstandene Werkstoff ist weitgehend hydrophob, dehnbar und thermoplastisch
sehr gut verarbeitbar.
Claims (19)
1. Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Kunststoffen unter
Verwendung von stärkehaltigen Materialien,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Ausgangsstoffe mindestens ein stärkehaltiges Material mit einem
Anteil zwischen 20 und 70 Gewichtsprozent und ein
polycarboxylfunktionalisiertes Pflanzenölharz mit einem Anteil zwischen 5
und 60 Gewichtsprozent gemischt werden, und daß diese Mischung unter
Temperierung und Schereinwirkung in den thermoplastischen Kunststoff
überführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das stärkehaltige Material Weizenstärke und/oder Kartoffelstärke
und/oder Maisstärke enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das stärkehaltige Material außerdem Weizenmehl und/oder Maismehl
enthält, wobei der Anteil der stärkehaltigen Mehlkomponente an dem
stärkehaltigen Material weniger als 40 von 100 Teilen des stärkehaltigen
Materials beträgt.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das stärkehaltige Material auf Restfeuchten von unter 6%
vorzugsweise von unter 3%, vorgetrocknet wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das polycarboxylfunktionalisierte Pflanzenölharz zuvor in einer
Additionsreaktion aus halbtrocknenden oder trocknenden Pflanzenölen mit
Maleinsäureanhydrid gewonnen wird.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß den Ausgangsstoffen zusätzlich Calciumstearat und/oder
Magnesiumstearat und/oder ein nicht notwendig
polycarboxylfunktionalisiertes Pflanzenöl als Gleitmittel mit einem Anteil von
bis zu 10% zugesetzt werden.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß den Ausgangsstoffen anorganische und/oder organische Farbstoffe in
Anteilen von 0 bis 2%, vorzugsweise 0,02 bis 0,5%, zugesetzt werden.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß den Ausgangsstoffen ein Weichmacher mit einem Anteil von 0 bis 35%
zugesetzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Weichmacher Sorbitol und/oder Glycerol und/oder
Pflanzenölepoxide, insbesondere Sojaölepoxid oder Leinölepoxid,
eingesetzt werden.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß den Ausgangsstoffen 0 bis 30% anorganische Füllstoffe zugesetzt
werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Füllstoffe Kieselsäure und/oder Siliziumdioxid und/oder
Calciumcarbonat und/oder Graphit und/oder Kaolin eingesetzt werden.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß man den Ausgangsstoffen als zusätzliche Vernetzungsmittel
Polyisocyanate, insbesondere polymeres Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat,
in Anteilen von 0 bis 4% zusetzt.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß feste und pulverförmige Ausgangsstoffe vorvermischt werden.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß flüssige, halbflüssige oder bis 80°C verflüssigbare Komponenten ganz
oder teilweise, einzeln oder vorvermischt, mit den pulverförmigen
Bestandteilen vermischt oder ganz oder teilweise, einzeln oder vorvermischt,
separat dosiert werden.
15. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das stärkehaltige Material und das polycarboxylfunktionalisierte
Pflanzenölharz zusammen mindestens 60% der Ausgangsmischung
ausmachen.
16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischung extrudiert wird.
17. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Extrusionsvorgang mit einer Temperatur zwischen 120°C und
250°C, vorzugsweise mit 130°C bis 230°C, erfolgt.
18. Thermoplastischer Kunststoff, hergestellt nach einem der vorstehenden
Ansprüche.
19. Formteil, hergestellt aus einem thermoplastischen Kunststoff nach
Anspruch 18.
Priority Applications (2)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998128286 DE19828286C2 (de) | 1998-06-25 | 1998-06-25 | Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Kunststoffen unter Verwendung von stärkehaltigen Materialien sowie damit hergestellter thermoplastischer Kunststoff und Formteil |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19828286A1 true DE19828286A1 (de) | 1999-12-30 |
DE19828286C2 DE19828286C2 (de) | 2000-11-30 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998128286 Expired - Lifetime DE19828286C2 (de) | 1998-06-25 | 1998-06-25 | Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Kunststoffen unter Verwendung von stärkehaltigen Materialien sowie damit hergestellter thermoplastischer Kunststoff und Formteil |
Country Status (2)
Country | Link |
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EP (1) | EP0967247A1 (de) |
DE (1) | DE19828286C2 (de) |
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Cited By (1)
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