DE2121484C3 - Wideraufgebauter Polyvinylchloridschaum und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft wiederaufgebauten Polyvinylchloridschaum sowie Verfahren zu dessen Herstellung.

Bei der Herstellung und Verarbeitung von Polyvinylchloridschaum fallen beträchtliche Mengen Abfall an, der sich nach herkömmlichen Methoden nicht leicht regenerieren läßt.

Wenn es auch in der normalen Betriebspraxis üblich ist, Polyvinylchlorid mittels Wärme und Druck auf Einrichtungen wie Walzenstühlen, Innenmischern oder Doppelschneckenextrudern umzuschmelzen, so erfährt doch das Material weitere thermische Veränderungen, welche Verfärbung und Abbau bewirken.

Das Umschmelzen von Polyvinylchlorid-Schaumabfällen ist vor allem dann sehr problematisch und liefert im allgemeinen kein brauchbares Endprodukt, wenn die Schaumstoffabfall zusammen mit Geweberesten oder Faserflocken anfallen. Um solche Abfälle verwerten zu können, ist es aus der GB-Ps 869624 bekannt, Abfallstücke aus porösen Polyvinylchloridteilchen u. dgl. mit einer Vorstufe eines Polyurethanharzes zu vermengen, zu formen und das Polyurethanharz dann zu härten.

Bei Schaumstoffkörpern, die nach dem obenerwähnten bekannten Verfahren hergestellt wurden, läßt jedoch die Bindung zwischen den einzelnen Schaum-Stoffabfallteilchen zu wünschen übrig und die Bindung verschlechtert sich dann noch weiterhin beim Altern.

Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, einen SchaumstofTkörper und ein Verfahren zu seiner Herstellung aus porösen Polyvinylchloridabfallteikhen unter Verwendung eines Polyurethanharzes als Bindemittel anzugeben, der sich Hiirrh einen verbesserten Zusammenhalt zwischen den verwerteten Abfallteilchen und durch eine bessere Alterungsbeständigkeit als die in bekannter Weise aus Abfallteilchen hergestellten Schaumstoffkörper auszeichnet

Diese Aufgabe wird durch einen Schaumstoff-Formkörper aus porösen Polyvinylchloridteilchen, die durch ein Polyesterharz miteinander verbunden sind, gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Polyvinylchloridteilchen einen durchschnittlichen Durchmesser

ίο zwischen 3 und 15 mm haben und daß das Polyesterharz eine Methylenpolyisocyanat-Verbindung enthält Ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Schaumstoffkörpers ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß poröse Polyvinylchloridteilchen, welche

is eine durchschnittliche Teilchengröße zwischen 3 und 15 mm haben, und ein Vorstufe eines Polyurethanharzes, die ein Methylenpolyisocyanat enthält, verwendet werden.
Die Polyurethanharzvorstufe wird voreugsweise mit einem nicht entflammbaren, verträglichen Verdünnungsmittel verdünnt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verdünnungsmittel verwendet, das auf Polyvinylchloride eine Quellwirkung ausübt.

Die Verwendung eines Methylenpolyisocyanats als Isocyanat-Komponente des als Bindemittel dienenden Polyurethanharzes, d. h. eines Di- oder Polyisocyanates, in dem die Gruppen, welche die Isocyanatreste tragen, miteinander durch eine Methylen- oder Methyliden-Gruppe verbunden sind, führt zu einer wesentlich

besseren Bindung und Alterungsbeständigkeit als sie bisher mit dem üblicherweise verwendeten Toluoldiisoeyanat erreicht werden konnten.

Beispiele von geeigneten Methylenpolyisocyanaten aus der bevorzugten Klasse umfassen 4,4'-Diphenylmethandiisoeyanat (MDI) und seine Homologen, Triphenylmethanisocyanate (wie Triphenylmethan-4,4',4"-triisoeynat) und Polymethylenpolyphenylisocyanate.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung umfaßt das Zerkleinern von Polyvinylchloridschaum, üblicherweise Abfall, auf eine Teilchengröße von zwischen 3 und 15 mm durchschnittlichem Durchmesser, Mischen der erhaltenen Teilchen mit einer Vorstufe eines Polyurethan-Bindemittels, Erhalten von einem Methylenpolyisocyanat, Verpressen der erhaltenen Masse und Bewirken einer Härtung des Bindemittels. Es können Bindemittel angewandt werden, welche gemäß 1-Schluß- oder Vorpolymerisat-Verfahren hergestellt wurden, obwohl das 1-Schuß-Verfahren für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bevorzugt wird. Das Isocyanat wird mit einer oder mehreren Verbindungen mit organischer Kette umgesetzt, z. B. mit einem Polyol, das ein mittleres Molekulargewicht von 1000 bis 8000 besitzt, und das zumindest zwei aktive, Wasserstoff enthaltende Gruppen aufweist. Die Menge des vorhandenen Polyisocyanates sollte zumindest ausreichen, den aktiven Wasserstoff in dem anwesenden polymeren Material zu vernetzen.
Diese aktiven Wasserstoff-Gruppen werden dem Isocyanat in freiem Zustand durch das Polyol dargeboten, jedoch können sie ebenso auch teilweise oder ganz in dem Polyvinylchlorid-Abfall vorhanden sein. Manche Weichmacher für Polyvinylchlorid (ganz besonders Phthalate) können in diese Reaktion eintreten, besonders, wenn ein neutrales Trägermedium verwendet wird, welches eine derartige Flüssigkeit aus dem Polyvinylchloridschaum extrahieren kann. Natürlich ist dies nicht immer wünschenswert, weil diese

Reaktion eine Härtung des Polyvinylchloridschaums herbeiführen kann.

Um die obige Reaktion zu fordern und zu beschleunigen, können verschiedene Katalysatoren, wie Amine oder Organozinn-Verbindungen angewandt werden. Unter geeigneten Bedingungen kann die Reaktion mit Wasser allein oder sogar mit atmosphärischer Feuchtigkeit zu Ende geführt werden, jedoch werden in den meisten Fällen Katalysatoren bevorzugt und häufig wird mehr als ein Katalysator angewandt

Es können flexible, halbstarre und vollständig starre Bindungssysteme angewandt werden, gemäß den Eigenschaften, welche gefordert sein können.

Das System wird vorzugsweise mit einem verträglichen Verdünnungsmittel verdünnt, um die Leichtbeweglichkeit des Bindemittels zu steigern und die Reaktionsgeschwindigkeit zu regeln. Ein derartiges Mittel sollte vorzugsweise nicht entflammbar sein und möglichst eine gewisse Quellwirkung für Polyvinylchlorid besitzen, um einen innigeren physikalischen und chemischen Kontakt zwischen dem Bindemittel und dem Schaum zu fördern.

Wenn auch ausreichende Kalt-Härtungssysteme zur Anwendung gelangten, welche die Masse in einem Zeitraum von einer halben bis 2 Stunden in unbeheizten Preßformen härten, so beschleunigt doch die Nachbeheizung der Masse, entweder in der Preßform oder im Anschluß daran die Härtungsreaktion.

Um ein Produkt für spezifische Endanwendungen zu rezeptieren, können Additive und Modifiziermittel, wie z. B. feuerhemmende Mittel, Mehltau- und Ungeziefer-Repellents, Füllstoffe und faser-verstärkende

Mittel angewandt werden.
Der gemäß Erfindung wiederaufgearbeitete Abfall

kann zu Blöcken oder Zylindern gegossen werden, welche auf üblichen Einrichtungen verarbeitet werden können. Die nach diesem Verfahren hergestellten Blöcke, Zylinder oder Preßteile finden ihre Anwendung in Schallisolierung, Anti-Vibrationsmontagen, Polsterungen für hohe Beanspruchung und thermoplastisches Schweißen.
Das folgende Beispiel soll die Praxis des Verfahrens

erläutern

5,240 g Polyvinylchloridschaum, hergestellt gemäß dem »Elastomere-Verfahren, wurde auf eine Partikel-Nenngröße von 8 mm zerkleinert und in einen Schaufelmischer eingeiuilt.

622 g eines starren Polyätherharzes modifiziertes Sorbitolpolyätherpolyol wurden mit 795 g Methylenchlorid gemischt und dazu 0,87 g eines Organozinn-Katalysators und 6,3 g eines Amin-Katalysators zugegeben. Weiterhin vurden 13,1 g einer Farbpaste, die drei Teile eines organischen blauen Pigments in einem Teil Trixylenylphosphat enthielt, zugegeben. Die Bestandteile wurden sorgfältig miteinander gemischt und schließlich 356 g kommerzielles Diphenylmethandiisocyanat zu der vorstehenden Flüssigkeit hinzugegeben.

Die Mischung wurde wiederum sorgfältig gemischt und in den Mischer eingefüllt, der mit einer Geschwindigkeit von 110 UpM betrieben wurde. Nach 3 Minuten wurde die Masse in eine kaite Metallpreßform umgefüllt. Der Deckel der Form wurde verschlossen und die Masss au! 28,317 dm³ komprimiert. Die Preßform wurde bei Raumtemperatur in ³A₁ Stunden gehärtet, und anschließend der gepreßte Block in Platten geschnitten, welche als Schallisolationsplatten verwendet wurden.

Die Farbe des Produktes war einheitlich Blau, was eindeutig zeigte, daß das Bindemittel die gesamte Masse vollständig durchdrungen hatte.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaumstoff-Formkörper aus porösen Polyvinylchloridteilchen, die durch ein Polyurethan miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyvinylchloridteilchen einen durchschnittlichen Durchmesser zwischen 3 und 15 mm haben und daß das Polyurethan eine Methylenpolyisocyanat-Verbindung enthält

2. Verfahren zum Herstellen eines Schaumstoff-Fonnkörpers nach Anspruch 1 durch Verkleben von Abfallstücken aus porösen Polyvinylchloridteilchen, bei welchem diese Teilchen mit einer Vorstufe eines Polyurethans gemischt werden, die Mischung geformt wird und das Polyurethan dann gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß poröse Polyvinylchloridteilchen, welche eine durchschnittliche Teilchengröße zwischen 3 und 15 mm haben, und eine Vorstufe eines Polyurethans, die ein Methylenpolyisocyanat enthält, verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorstufe des Polyurethans mit einem nicht entflammbaren, verträglichen Verdünnungsmittel verdünnt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Verdünnungsmittels, das eine Quellwirkung auf Polyvinylchlorid ausübt.