DE19916543B4

DE19916543B4 - Verfahren zur Wiederaufbereitung von nichtvulkanisierten PUR-Elastomer-Erzeugnissen

Info

Publication number: DE19916543B4
Application number: DE1999116543
Authority: DE
Inventors: Peter Naday
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 1999-04-13
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2019-04-14
Also published as: DE19916543A1

Abstract

Verfahren zur Wiederaufbereitung von nichtvulkanisierten PUR Elastomer-Erzeugnissen (kompakt oder mikrozellular), die nicht thermoplastisch sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfälle, Ausschussteile oder alte gebrauchte Produkte bis zu einer Größe von 10–15mm in einer herkömmlichen Schneidemühle zerkleinert werden, danach aufgewärmt werden, die so aufgewärmten Teile in einem Walzwerk bei einer Temperatur von 120–210°C aufgeschmolzen werden, die erzielten plastischen PUR Teile in einer Schneidemühle bis zu einem Mahlgut mit einer Größe von 3–4mm zerkleinert werden.

Description

Es ist bekannt, dass die Wiederverwendung oder Entsorgung von Abfällen, Ausschussteilen und von alten Produkten aus PUR mikrozellularen oder kompakten Elastomeren, ein großes Problem darstellt. Die chemische Wiederverwendung kann nur einen Teil der Rohstoffe (Polyol) rückläufig machen. Die werkstoffliche Verwertung dieser Abfälle ist schwierig, weil das Elastomer Polyurethan sehr elastisch ist und die Zerkleinerung zu einem Problem wird.
Dieses Problem kann durch ein neuartiges Wiederaufbereitungsverfahren gemäß den Patentansprüchen 1–13 gelöst werden.
In der EP 0551 655 A1 wird ein Verfahren zum Zerkleinern von Polyurethan-Abfällen beschrieben. Die Abfälle werden bis zu einem Pulver zerkleinert. Das erzielte Pulver kann danach in verschiedenen Wiederverwendungsverfahren eingesetzt werden.
Die Abfälle oder Ausschussteile werden zuerst in einer Schneidemühle bis zu einer Größe von 10–15mm zerkleinert. Das so erzeugte Mahlgut wird für den nächsten Schritt aufgewärmt.
Die Vorwärmung kann bis zu einer Temperatur von 90–120°C gehen. Danach wird das Mahlgut auf einem Walzwerk bei einer Temperatur von 120–210°C ausgewalzt. Durch diesen Vorgang werden die mikrozellularen Elastomere entgast, kompaktiert, teilweise geschmolzen und fein zerkleinert. Nach diesem Vorgang werden die Abfälle plastisch, die Elastizität des elastomerischen Polyuretans wird somit reduziert. Der Vorgang des Walzens bei hoher Temperatur ist wichtig, weil die mechanischen Kräfte, die in diesem Vorgang herrschen, die Makromoleküle nicht zerstören können. Die mechanischen Kräfte, die im Spritzguss und in der Extrusion vorhanden sind, zerstören die Polyurethanmoleküle, und somit können diese nicht mehr wiederverwendet werden.
Nach dem Walzen werden die Abfälle, die nun nicht mehr elastisch sind, erneut zu einer Korngröße von 3–4mm zerkleinert. Dieser Vorgang verläuft schnell, weil die Abfälle bereits plastisch sind. Er findet in einer herkömmlichen Schneidemühle statt.
Nach diesem Vorgang können die Abfälle in zwei verschiedenen Varianten des Verfahrens weiter verarbeitet werden (1).
Die erste Variante ist eine Compoundierung mit Thermoplasten oder thermoplastischen Elastomeren, die mit dem Polyurethan verträglich sind oder die durch Verträglichmacher compoundiert werden können.
Dieser Vorgang erfolgt in folgenden Compoundieranlagen:

– Walzen (für weiche Thermoplaste)
– Kneter
– Extruder (mit einer Schnecke oder mit Doppelschnecke)

Das Verhältnis Thermoplast/wiederverwendetes Polyurethan ist von 90/10 bis zu 60/40. Die Temperatur des Vorganges ist vom Thermoplast abhängig.
Nach dem Compoundierungsvorgang werden die Mischungen granuliert. Die Granulierung erfolgt im Falle einer Extrusion mit Granulierkopf im selben Vorgang. Im Falle einer Abwesenheit des Granulierkopfes oder nach dem Walzen kann eine erneute Zerkleinerung durchgeführt werden.
Die so erzeugten Granulate können durch Spritzguss, Extrusion oder Kalandrieren verarbeitet werden. Das Kalandrieren kann nur bei weichen Thermoplasten funktionieren und es können Folien produziert werden.
Eine andere Variante des Verfahrens ist das Pressen der zerkleinerten Abfalle. Diese werden in einer hydraulischen Presse bei einer Temperatur von 160–210°C und unter einem Druck von 100–300 bar in einem Werkzeug gepresst und anschließend unter demselben Druck bis zur Raumtemperatur abgekühlt. Wenn die Endtemperatur höher ist (60–110°C), können bei mikrozellularen Polyurethan-Elastomeren auch geschäumte Produkte erzeugt werden. Die erzeugten Produkte können weiter, entweder unter einer kompakten oder unter einer geschäumten Form, am besten einer Platte, verwendet werden.
Beispiel Nr. 1
500g mikrozellulare Polyurethan-Elastomer-Abfälle werden bis zu einer Größe von 10–15mm in einer Schneidemühle zerkleinert. Nach diesem Vorgang wird das Mahlgut in einem Trockenschrank bis zu einer Temperatur von 100°C aufgewärmt. Danach werden die Abfälle mit einer Temperatur von 130–140°C durchgewalzt. Der Walzspalt beträgt 0,1–0,5mm. Somit wird das Material geschmolzen, verliert dadurch seine Elastizität und wird plastisch und kompakt.
Danach werden die Abfälle in einer herkömmlichen Schneidemühle bis zu einer Korngröße von 3–4mm zerkleinert. Die ursprüngliche Menge von 500g Polyurethan-Elastomer-Abfällen wird mit 2000g Polyoxymethylen (POM) in einer Granulieranlage bei einer Temperatur von 190–200°C compoundiert. Die so erzielten Granulate haben gute mechanische Eigenschaften und können anschließend im Spritzguss- oder Extrusionsverfahren verwendet werden. Das Polyoxymethylen (POM) wird durch Compoundierung schlagzäh.
Beispiel Nr. 2
500g mikrozellulare Polyurethan-Elastomer-Abfälle werden bis zu einer Größe von 10–15mm in einer Schneidemühle zerkleinert. Nach diesem Vorgang wird das Mahlgut in einem Trockenschrank bis zu einer Temperatur von 100–120°C aufgewärmt. Danach werden die Abfälle mit einer Temperatur von 130–140°C durchgewalzt. Der Walzspalt beträgt 0,1–0,5mm. Somit wird das Material geschmolzen, verliert dadurch seine Elastizität, und wird plastisch und kompakt.
Danach werden die Abfälle in einer herkömmlichen Schneidemühle bis zu einer Korngröße von 3–4mm zerkleinert. Die ursprüngliche Menge von 500g Polyurethan-Elastomer-Abfällen wird mit 2000g Polycarbonat (PC) in einer Granulieranlage bei einer Temperatur von 240–250°C compoundiert. Die so erzielten Granulate haben gute mechanische Eigenschaften und können anschließend im Spritzguss- oder Extrusionsverfahren verwendet werden. Das Polycarbonat (PC) wird durch Compoundierung schlagzäh.
Beispiel Nr. 3
500g mikrozellulare Polyurethan-Elastomer-Abfälle werden bis zu einer Größe von 10–15mm in einer Schneidemühle zerkleinert. Nach diesem Vorgang wird das Mahlgut in einem Trockenschrank bis zu einer Temperatur von 100–120°C aufgewärmt. Danach werden die Abfälle mit einer Temperatur von 130–140°C durchgewalzt. Der Walzspalt beträgt 0,1–0,5mm. Somit wird das Material geschmolzen, verliert dadurch seine Elastizität und wird plastisch und kompakt.
Danach werden die Abfälle in einer herkömmlichen Schneidemühle bis zu einer Korngröße von 3–4mm zerkleinert. Die ursprüngliche Menge von 500g Polyurethan-Elastomer-Abfällen wird mit 2000g Styrol-Acrylnitryl Copolymer (SAN) in einer Granulieranlage bei einer Temperatur von 210–220°C compoundiert. Die so erzielten Granulate haben gute mechanische Eigenschaften und können anschließend im Spritzguss- oder Extrusionsverfahren verwendet werden.
Beispiel Nr. 4
500g mikrozellulare Polyurethan-Elastomer-Abfälle werden bis zu einer Größe von 10–15mm in einer Schneidemühle zerkleinert. Nach diesem Vorgang wird das Mahlgut in einem Trockenschrank bis zu einer Temperatur von 100–120°C aufgewärmt. Danach werden die Abfälle mit einer Temperatur von 130–140°C durchgewalzt. Der Walzspalt beträgt 0,1–0,5mm. Somit wird das Material geschmolzen, verliert dadurch seine Elastizität und wird plastisch und kompakt.
Danach werden die Abfälle in einer herkömmlichen Schneidemühle bis zu einer Korngröße von 3–4mm zerkleinert. Die ursprüngliche Menge von 500g Polyurethan-Elastomer-Abfällen wird mit 2000g Methyl-Methacrylat-Butadien-Styrol Terpolymer (MBS) in einem Kneter bei einer Temperatur von 220–230°C compoundiert. Die Mischung wird danach in einer Schlagmühle zerkleinert Die so erzielte Mischung hat gute mechanische Eigenschaften und kann anschließend im Spritzguss- oder Extrusionsverfahren verwendet werden.
Beispiel Nr. 5
500g mikrozellulare Polyurethan-Elastomer-Abfälle werden bis zu einer Größe von 10–15mm in einer Schneidemühle zerkleinert. Nach diesem Vorgang wird das Mahlgut in einem Trockenschrank bis zu einer Temperatur von 100–120°C aufgewärmt. Danach werden die Abfälle mit einer Temperatur von 130–140°C durchgewalzt. Der Walzspalt beträgt 0,1–0,5mm. Somit wird das Material geschmolzen, verliert dadurch seine Elastizität, und wird plastisch und kompakt.
Danach werden die Abfälle in einer herkömmlichen Schneidemühle bis zu einer Korngröße von 3–4mm zerkleinert. Die ursprüngliche Menge von 500g Polyurethan-Elastomer-Abfällen wird in einem Walzwerk mit 2000g Styrol-Isopren-Styrol Blockcopolymer (SIS) bei einer Temperatur von 190–200°C compoundiert. Dieser Compound kann danach in einem Doppelschneckenextruder granuliert werden. Die Granulate können in Spritzguß, Extrusion oder Kalandrieren verwendet werden. Durch das Compoundieren kann das Klebverhalten vom Styrol-Isopren-Styrol Blockcopolymer verbessert werden.
Beispiel Nr. 6
500g mikrozellulare Polyurethan-Elastomer-Abfälle werden bis zu einer Größe von 10–15mm in einer Schneidemühle zerkleinert. Nach diesem Vorgang wird das Mahlgut in einem Trockenschrank bis zu einer Temperatur 100–120°C aufgewärmt. Danach werden die Abfälle mit einer Temperatur von 160–170°C durchgewalzt. Der Walzspalt beträgt 0,1–0,5mm. Somit wird das Material geschmolzen, verliert dadurch seine Elastizität und wird plastisch und kompakt.
Danach werden die Abfälle in einer herkömmlichen Schneidemühle bis zu einer Korngröße von 3–4mm zerkleinert. Die ursprüngliche Menge von 500g Polyurethan-Elastomer-Abfällen wird mit einer Menge von 800g weich Polyvinylchlorid (weich PVC) und 200g Ethylen-Vinyl-Acetat Copolymer in einem Walzwerk bei einer Temperatur von 160–180°C compoundiert. Die so erzielten Platten können in einem Kalander kalandriert werden um Folien zu erzeugen.
Beispiel Nr. 7
500g kompakte Polyurethan-Elastomer-Abfälle werden bis zu einer Größe von 10–15mm in einer Schneidemühle zerkleinert. Nach diesem Vorgang wird das Mahlgut in einem Trockenschrank bis zu einer Temperatur 100–120°C aufgewärmt. Danach werden die Abfälle mit einer Temperatur von 150–160°C durchgewalzt. Der Walzspalt beträgt 0,1–0,5mm. Somit wird das Material geschmolzen, verliert dadurch seine Elastizität und wird plastisch und kompakt.
Danach werden die Abfälle in einer herkömmlichen Schneidemühle bis zu einer Korngröße von 3–4mm zerkleinert. Dieses Mahlgut wird in einer hydraulischen Presse mit einem Plattenwerkzeug zu einer Platte mit einer Dicke von 4mm gepresst. Die Parameter sind:

– Presstemperatur-180-°C-Presszeit-3 Minuten
– Kühltemperatur-23°C-Kühlzeit 4 Minuten
– Druck-200 bar

Die so erzielten Platten sind sehr elastisch und können durch Stanzen verarbeitet werden.

Claims

Verfahren zur Wiederaufbereitung von nichtvulkanisierten PUR Elastomer-Erzeugnissen (kompakt oder mikrozellular), die nicht thermoplastisch sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfälle, Ausschussteile oder alte gebrauchte Produkte bis zu einer Größe von 10–15mm in einer herkömmlichen Schneidemühle zerkleinert werden, danach aufgewärmt werden, die so aufgewärmten Teile in einem Walzwerk bei einer Temperatur von 120–210°C aufgeschmolzen werden, die erzielten plastischen PUR Teile in einer Schneidemühle bis zu einem Mahlgut mit einer Größe von 3–4mm zerkleinert werden.
Verfahren zur Wiederaufbereitung von nichtvulkanisierten PUR Elastomer-Erzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, dass das erzielte plastische Mahlgut gemäß Anspruch 1 mit weichem, halbharten und harten Polyvinylchlorid in Kneter, Extruder oder Walzen compoundiert wird.
Verfahren zur Wiederaufbereitung von nicht vulkanisierten PUR Elastomer-Erzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, dass das erzielte plastische Mahlgut gemäß Anspruch 1 mit Ethylen-Vinyl-Acetat oder mit einer Mischung von weichem Polyvinylchlorid und Ethylen-Vinyl-Acetat auf einem Walzwerk compoundiert wird.
Verfahren zur Wiederaufbereitung von nicht vulkanisierten PUR Elastomer-Erzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, dass die erzielten Mischungen gemäß Anspruch 2 und 3 entweder kalandriert oder granuliert werden können.
Verfahren zur Wiederaufbereitung von nichtvulkanisierten PUR Elastomer-Erzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, dass das erzielte plastische Mahlgut gemäß Anspruch 1 mit Polystyrol oder mit Co- und Terpolymere, die Styrol enthalten, in Kneter oder Extruder compoundiert wird.
Verfahren zur Wiederaufbereitung von nichtvulkanisierten PUR Elastomer-Erzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, dass das erzielte plastische Mahlgut gemäß Anspruch 1 mit Polymethylmethacrylat oder mit Co- und Terpolymere, die Methlylmethacrylat enthalten, in Kneter oder Extruder compoundiert wird.
Verfahren zur Wiederaufbereitung von nichtvulkanisierten PUR Elastomer-Erzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, dass das erzielte plastische Mahlgut gemäß Anspruch 1 mit Styrol-Butadien, oder Styrol-Isopren oder Styrol-Ethylen/Propylen- oder Styrol-Ethylen-Buten-Block-Copolymeren enthält, in Kneter, Walzwerk oder Extruder compoundiert wird.
Verfahren zur Wiederaufbereitung von nichtvulkanisierten PUR Elastomer-Erzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, dass das erzielte plastische Mahlgut gemäß Anspruch 1 mit Polycarbonat im Kneter oder Extruder compoundiert wird.
Verfahren zur Wiederaufbereitung von nichtvulkanisierten PUR Elastomer-Erzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, dass das erzielte plastische Mahlgut gemäß Anspruch 1 mit Polyoxymethylen Homo oder Copolymeren im Kneter oder Extruder compoundiert wird.
Verfahren zur Wiederaufbereitung von nichtvulkanisierten PUR Elastomer-Erzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, dass das erzielte plastische Mahlgut gemäß Anspruch 1 mit Veträglichmacher und anderen Polymeren im Kneter oder Extruder compoundiert wird.
Verfahren zur Wiederaufbereitung von nichtvulkaniserten PUR Elastomer-Erzeugnissen, gemäß den Ansprüchen 2–10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis Thermoplast oder thermoplastisches Elastomer/PUR von 90/10 bis 60/40 variieren kann.
Verfahren zur Wiederaufbereitung von nichtvulkanisierten PUR-Elastomer Erzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, dass das erzielte plastische Mahlgut gemäß Anspruch 1 in einer hydraulischen Presse unter einem Druck von 100–300 bar und Temperatur von 160–210°C gepresst und danach unter Druck bis zur Raumtemperatur abgekühlt wird.
Verfahren zur Wiederaufbereitung von nichtvulkanisierten PUR-Elastomer Erzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, dass das erzielte plastische Mahlgut nur von mikrozellularen Elastomeren gemäß Anspruch 1 in einer hydraulischen Presse unter einem Druck von 100–300 bar und Temperatur von 160–210°C gepresst und danach unter Druck bis zu einer Temperatur von 80° abgekühlt wird, um eine Schaumstruktur zu erzeugen.