DE3900441A1 - Verfahren zum freisetzen von chlorfluoralkanen aus schaumkunststoff - Google Patents
Verfahren zum freisetzen von chlorfluoralkanen aus schaumkunststoffInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Freisetzen
von Chlorfluoralkanen aus Schaumkunststoff, insbesondere
aus geschäumtem Polyurethan.
Etwa die Hälfte der erzeugten Chlorfluoralkane, auch als
"Frigene" bezeichnet, wird als Treibmittel für Aerosole,
Sprüh- und Schaumprodukte benutzt. Vor allem Trichlorfluor
methan (R 11), Dichlordifluormethan (R 12), Dichlortetrafluor
äthan (R 114) und Mischungen dieser Produkte werden dafür
verwendet. Mengenmäßig an zweiter Stelle folgt die Anwen
dung der Chlorfluoralkane als Kältemittel für Klima- und
Kälteanlagen. Insbesondere die oben genannten, meist verwen
deten Vertreter der Chlorfluoralkane greifen die Ozon
schicht in der Atmosphäre an. Nach Berechnungen könnte sich
die Ozonschicht im Verlauf der nächsten 50 bis 100 Jahre um
10 bis 15% abbauen, wenn weiterhin die gleichen Mengen an
Chlorfluoralkanen in die Atmosphäre freigesetzt werden wie
bisher. Durch einen Abbau der Ozonschicht um 1% können
wegen des höheren Durchtritts von UV-Licht die Hautkrebser
krankungen möglicherweise um etwa 4% zunehmen.
Bei der Herstellung von Kälteschutzstoffen wird gerne auf
geschäumtes Polyurethan, auch als "Moltopren" bezeichnet,
wegen der gegenüber Polyamiden geringeren Feuchtigkeitsauf
nahme, zurückgegriffen. Dazu wird das flüssige Reaktionsge
misch auf der Basis von Isozyanaten in die zu isolierenden
Hohlräume gespritzt, wo dieses dann unter Zugabe von Chlor
fluoralkanen aufschäumt. Die Chlorfluoralkane bleiben in
Bläschen des Kälteschutzstoffes eingekapselt. Solche Kälte
schutzstoffe werden u. a. in großem Umfang in Haushaltskühl
schränken verarbeitet und stellen bei rund 2,3 Millionen
Kühlschränken, die jährlich allein in der Bundesrepublik
Deutschland in den Müll gelangen, eine erhebliche Belastung
der Umwelt dar, insbesondere weil aus den verrottenden bzw.
verschrotteten Gehäusen die Chlorfluoralkane in die At
mosphäre entweichen. Es dauert je nach Dicke des Kälte
schutzstoffes ca. 20 bis 30 Jahre, bis sämtliche Chlorfluor
alkane entwichen sind. Eine ähnliche Problematik stellt
sich bei vielen, ebenfalls aus Schaumkunststoff gefertigten
Produkten, wie beispielsweise Dämmstoffen und PKW-Teilen.
Um die Diffusion der Chlorfluoralkane aus Schaumkunststoff
beispielsweise auf der Basis von Polyurethan zu beschleuni
gen, war es bisher üblich, den Schaumkunststoff im Schutze
einer Absauganlage zu shreddern. Eine solche Absauganlage
führt in einem starken Luftstrom mit einem Exhauster die
Abgase von der Shredderanlage zu einer Wiederaufbereitungs
anlage für Chlorfluoralkane. Aufbereitungsanlagen die durch
Adsorptions- bzw. Desorptionszyklen die freigesetzten Chlor
fluoralkane zunächst an Aktivkohle binden und dann wieder
aufbereiten, sind aus einer Studie der Yokohama National
University bekannt. Andere Verfahren wandeln Chlorfluoral
kane durch eine Behandlung mit metallischem Natrium in un
schädliche Stoffe um.
Das bekannte Verfahren zum Freisetzen von Chlorfluoralkanen
mit Shredderanlagen hat den Nachteil, daß selbst bei sehr
weitgehender Zerkleinerung des Schaumkunststoffes nicht al
le Chlorfluoralkane enthaltenden Bläschen aufgeschlossen
werden, so daß sich bei der endgültigen Lagerung der Schaum
kunststoffe immer noch das Problem der allmählichen Diffu
sion der Chlorfluoralkane stellt. Insbesondere die eingangs
erwähnten, in Kühlschränken vorrangig verarbeiteten "Molto
prene" haben eine geschlossenporige Struktur, die durch das
bekannte Verfahren kaum wirtschaftlich vollständig aufge
schlossen werden kann und somit die Entsorgung von Kühl
schränken erheblich erschwert. Ein weiterer Nachteil des be
kannten Verfahrens besteht in der unvollständigen Erfassung
sämtlicher freiwerdender Chlorfluoralkanmoleküle durch den
Luftstrom der Absauganlage.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfah
ren zu schaffen, das es erlaubt, Chlorfluoralkane aus
Schaumkunststoff wirtschaftlich möglichst vollständig zu
entfernen und abzutransportieren.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei einem Ver
fahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß die Ober
fläche des Chlorfluoralkane enthaltenden Schaumkunststoffes
in einem Vakuum vergrößert wird, wobei das Vakuum so einge
stellt wird, daß der Gasdruck der Chlorfluoralkane inner
halb der Zellen des Schaumkunststoffes ausreicht, um diese
zum Platzen zu bringen. Die Wirksamkeit des Verfahrens kann
durch ein pulsierendes Vakuum noch gesteigert werden, da
dadurch eine die Zellstruktur schwächende Schwingungsbewe
gung der Zellenwände entsteht.
Der überwiegende Anteil der Chlorfluoralkane enthaltenden
Schaumkunststoffe kann in einem Feinvakuum (500 Pa - 1/100
Pa) entsorgt werden. Je nach Beschaffenheit der verwendeten
Grundmaterialien und der Herstellungsverfahren der Schaum
kunststoffe kann jedoch im Einzelfall ein Hochvakuum erfor
derlich werden bzw. ein Großvakuum genügen, um die Zellen
des Schaumkunststoffes zum Platzen zu bringen.
Die Schaumkunststoffe können nämlich je nach Herstellungs
verfahren mit großen und kleinen gegeneinander abgeschlos
senen Hohlräumen hergestellt werden, wobei die Festigkeit
und die Dichte der Schaumkunststoffe maßgeblich von den
verwendeten Grundmaterialien abhängig ist. Als Grundmateria
lien eignen sich die bereits eingangs erwähnten, zur Her
stellung von Kälteschutzstoffen geeigneten Isozyanate sowie
synthetischer Gummi, Silikone, Polyvinylchloride und viele
mehr. Verwendet werden Schaumkunststoffe als thermisches
Isoliermaterial einschließlich der Kälteschutzstoffe, als
akustisches Isoliermaterial, auch als Dämmstoff bezeichnet,
sowie als Bestandteil von Verbundwerkstoffen, wie sie bei
spielsweise an PKW-Armaturenbrettern zu finden sind.
Durch eine vorzugsweise mechanische Zerkleinerung des
Schaumkunststoffes, beispielsweise durch Zerstückelung bzw.
Perforation, vor und/oder während der Vakuumbehandlung kann
das Verfahren insbesondere bei Schaumkunststoff mit größe
rer Dicke effizienter gemacht werden, weil die mitten in
dem Schaumkunststoff liegenden, durch die Vakuumbehandlung
schwieriger zu zerstörenden Zellstrukturen, durch eine Zer
kleinerung mit hoher Wahrscheinlichkeit näher an eine Ober
fläche des nun zerkleinerten Schaumkunststoffes gelangen.
Der Schaumkunststoff kann sowohl innerhalb als auch außer
halb des Vakuums, vorzugsweise in einem Bereich zwischen
Raumtemperatur und Pyrolysetemperatur des Schaumkunststof
fes, temperiert werden. Innerhalb des Vakuums bieten sich
insbesondere Infrarotstrahlen zur Temperierung des Schaum
kunststoffes an. Außerhalb des Vakuums kommen als Wärme
träger insbesondere Heißluft, Wasserdampf oder feinstver
teilte Ölnebel in Betracht. Bei Verwendung feinstverteilter
Ölnebel als Wärmeträger werden die austretenden Chlorfluor
alkane an die Öltröpfchen gebunden, so daß bei diesem
Verfahren neben der Temperierung des Schaumkunststoffes die
Chlorfluoralkane voraufbereitet werden.
Insgesamt bietet somit das erfindungsgemäße Verfahren die
Möglichkeit, die Oberfläche des Schaumkunststoffes unter
Zerstörung seiner Zellen in einem Vakuum zu vergrößern und
somit die Chlorfluoralkane nahezu vollständig aus dem
Schaumkunststoff, selbst wenn er geschlossenporig ist, zu
entfernen. Bei sehr dickem Schaumkunststoff kann zur Steige
rung der Effizienz des Verfahrens eine Zerkleinerung zusätz
lich zu der Vakuumbehandlung des Schaumkunststoffes vorge
sehen werden. Die nahezu vollständige Erfassung der freige
setzten Chlorfluoralkanmoleküle ergibt sich aus der kon
struktiven Anordnung der Mittel zur Erzeugung eines Vaku
ums, die grundsätzlich so eingerichtet sind, daß nahezu
kein Molekülaustausch mit der Umgebung stattfindet.
Claims (14)
1. Verfahren zum Freisetzen von Chlorfluoralkanen aus
Schaumkunststoff, insbesondere aus geschäumtem Poly
urethan, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche
des Schaumkunststoffes in einem Vakuum vergrößert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schaumkunststoff zusätzlich vor und/oder während
der Vakuumzerstörung zerkleinert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß der Schaumkunststoff einem pulsierenden Vaku
um ausgesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich
net, daß der Schaumkunststoff mechanisch zerkleinert
wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumkunststoff
vor und/oder während der Vakuumzerstörung temperiert
wird.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumkunststoff
mittels Infrarotstrahlen temperiert wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumkunststoff
durch feinstverteilt aufgesprühte Ölnebel temperiert
wird.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumkunststoff
durch Heißluft temperiert wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumkunststoff
durch Wasserdampf temperiert wird.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumkunststoff
zusätzlich vor und/oder während der Vakuumzerstörung
durch Perforation oder Zerstückelung zerkleinert wird.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß das Vakuum als Fein
vakuum eingestellt wird.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumkunststoff
ein zahlreiche gegeneinander abgeschlossene Hohlräume
enthaltender Kunststoff ist.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumkunststoff
ein Isoliermaterial ist.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumkunststoff
Bestandteil eines Verbundwerkstoffes ist.
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