DE3937249A1

DE3937249A1 - Dekorative formteile aus kunststoff-abfall

Info

Publication number: DE3937249A1
Application number: DE19893937249
Authority: DE
Inventors: Stephan Hemmer; Ulrich Dr Koenig
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1989-11-09
Filing date: 1989-11-09
Publication date: 1991-05-16

Description

Die Erfindung betrifft plattenförmige Kunststoff-Formteile mit dekorativer Oberfläche.

Verstärkte duroplastische Kunststoffe werden in steigendem Maße als Ersatz für Metall und Holz für die Herstellung von Bauteilen in der Automobil-, Elektro- und Haushaltgeräte-Industrie verwendet. Besonders geeignete Materialien dafür sind ungesättigte Polyesterharze, die entweder mit Glasfasern verstärkt in flächiger Form (SMC-Massen) oder mit Füllstoffen versehen in teigiger Form (BMC-Massen) zum Einsatz kommen. Beispiele für daraus hergestellte Bauteile sind Karosserieteile, Scheinwerfer reflektoren, Luftansaugkrümmer, Wasserpumpen, Blattfedern und Lenksäulen von Automobilen; Kühlschrankgehäuse, Staubsauger, Elektrogeräte, Briefkästen, Telefonhäuschen, ferner Leiterplatten und elektronische Bauteile. Wegen der begrenzten Lebensdauer der Geräte bereitet die Beseitigung bzw. Verwertung der Kunststoff-Bauteile Probleme. Bauteile aus thermoplastischen Kunststoffen können grundsätzlich durch Aufschmelzen aufgeschlossen und wiederverwendet werden; dies ist bei Duroplasten nicht möglich. Auch bei der Herstellung der Bauteile entstehen in mehr oder weniger großen Mengen Abfälle. Derartige Abfälle wurden bisher auf Deponien gelagert oder verbrannt, Recycling-Methoden waren bisher nicht bekannt. Die beiden genannten Methoden zur Entsorgung von Kunststoff-Abfällen sind aber nicht befriedigend.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, einen Weg zur Verwertung von Abfällen aus faserverstärkten duroplastischen Kunststoffen aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man die Kunststoff-Abfälle in zerkleinerter Form härtbaren Kunstharzen zusetzt und daraus plattenförmige Kunststoff-Formteile herstellt.

Gegenstand der Erfindung sind demzufolge plattenförmige Kunststoff-Formteile mit dekorativer Oberfläche, bestehend aus

A) 20-60 Gew.% eines vernetzten duroplastischen Kunststoffs,
B) 10-70 Gew.% eines inerten Füllstoffs,
C) 0-50 Gew.% Glasfasern,
D) 0,1-5 Gew.% Farbstoffe und/oder Pigmente,
E) 0-20 Gew.% weiterer üblicher Kunstharz-Additive,

wobei die Formteile 10 bis 80 Gew.% zerkleinerten Kunststoffabfall mit einer mittleren Teilchengröße (Gewichtsmittel) zwischen 1 und 40 mm enthalten.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der plattenförmigen Kunststoff-Formteile, bei dem man zerkleinerten Kunststoff-Abfall mit einem härtbaren duroplastischen Kunststoff und einem Härter sowie gegebenenfalls Füllstoffen und weiteren Kunstharz-Additiven mischt, die Masse formt und aushärtet und gegebenenfalls die Oberfläche des erhaltenen Formteils poliert und/oder mit einer Deckschicht versieht.

Zu den einzelnen Komponenten ist folgendes zu sagen:

A) Als härtbare Kunstharze, aus denen der vernetzte duroplastische Kunststoff gebildet wird, kommen in Frage: ungesättigte Polyesterharze, Vinylesterharze, Epoxidharze, Polyurethane, Phenolharze, Harnstoff- und Melaminharze.
Bevorzugt sind ungesättigte Polyesterharze, die im allgemeinen als Lösungen von 80 bis 40 Gew.% ungesättigter Polyester in 20 bis 60 Gew.% eines copolymerisierbaren Monomeren vorliegen. Die Polyester sind Kondensationsprodukte aus mehrwertigen, insbesondere zweiwertigen Carbonsäuren und deren veresterbaren Derivaten, insbesondere deren Anhydride, die mit mehrwertigen, insbesondere zweiwertigen Alkoholen esterartig verknüpft sind, und gegebenenfalls zusätzliche Reste einwertiger Carbonsäuren oder einwertiger Alkohole enthalten, wobei zumindest ein Teil der Einsatzstoffe über ethylenisch ungesättigte, copolymerisationsfähige Gruppen verfügen muß. Als copolymerisierbare, ethylenisch ungesättigte monomere Verbindungen kommen die üblichen Allyl- und Vinylverbindungen in Frage, vorzugsweise Styrol.
B) Die Formteile enthalten 10 bis 70, vorzugsweise 20 bis 60 Gew.% Füllstoffe. Dabei ist Kreide bevorzugt. Daneben kommen auch Glaskugeln, Quarzsand, Kaolin, Aluminiumoxidhydrat, Kieselgel, sowie Metallpulver in Frage. Es ist bevorzugt, einen Teil der Füllstoffe bei der Herstellung der Formteile separat zuzusetzen.
C) Die Formteile enthalten 0 bis 50, vorzugsweise 10 bis 40 Gew.% Glasfasern. Diese Glasfasern, die im allgemeinen eine mittlere Länge von 0,5 bis 10 mm haben, werden bevorzugt mit dem Kunststoffabfall bei der Herstellung der Formteile, eingebracht.
D) Die Formteile enthalten 0,1 bis 5, vorzugsweise 0,2 bis 4 Gew.% Farbstoffe und/oder Pigmente. Bevorzugt sind einerseits harzlösliche Farbstoffe, die im allgemeinen zu dekorativen Zwecken erst bei der Hertstellung der Formteile separat zugesetzt werden, andererseits unlösliche Pigmente, wie z. B. Titandioxid oder Ruß, die im allgemeinen schon im Kunststoff-Abfall enthalten sind. Durch gezielten Zusatz von Titandioxid oder Glimmer können auch dekorative Schiller- oder Schliereneffekte erzeugt werden.
E) Ferner kann die Formmasse 0 bis 20 Gew.% Thermoplasten als Antischrumpf-Zusatz, Kautschuke zum Elastifizieren, Gleitmittel, Trennmittel unde Stabilisatoren enthalten.

Erfindungsgemäß enthalten die Formteile 10 bis 80, vorzugsweise 20 bis 60 Gew.% zerkleinerten Kunststoff-Abfall mit einer mittleren Teilchengröße (Gewichtsmittel) zwischen 1 und 40, vorzugsweise 2 bis 20 mm.

Der zerkleinerte Kunststoff-Abfall besteht im wesentlichen aus vernetztem, duroplastischem Kunststoff, Verstärkungsfasern und gegebenenfalls Füllstoffen und weiteren Additiven. Daneben können auch - je nach Herkunft des Abfalls - untergeordneten Mengen thermoplastische Kunststoffe, Reste von elastischen Werkstoffen, z. B. Gummi, ferner Holz-, Pappe-, Papier- und Metallpartikel enthalten sein. Im allgemeinen hat der Abfall folgende Zusammensetzung:
20-80 Gew.% duroplastischer Kunststoff,
10-40 Gew.% Fasern, z. B. Glasfasern,
0-70 Gew.% Füllstoffe, z. B. Kreide.

Zumeist bestehen die Kunststoff-Abfälle aus gebrauchten Fertigteilen oder aus Produktionsabfällen auf Basis von glasfaserverstärkte Polyesterharzen, insbesondere SMC- und BMC-Bauteilen.

Diese Teile werden mit Schneidmühlen oder Prallmühlen grob zerkleinert. In manchen Fällen kann eine weitere Zerkleinerung mit schlagenden Maschinen, wie Hammermühlen oder Rotormühlen angebracht sein. Der zerkleinerte Kunststoffabfall wird dann mit einem härtbaren duroplastischen Kunstharz, vorzugsweise wieder einem ungesättigten Polyesterharz als Bindemittel vermischt. Ein Härter, vorzugsweise ein geeignetes Peroxid, wird zugesetzt. Gegebenenfalls können an dieser Stelle weitere Füllstoffe, Farbstoffe, Pigmente und andere Kunstharz-Additive zugemischt werden.

Diese Ausgangsmaterialien werden auf knetend arbeitenden Werkzeugen, beispielsweise auf Zweiwellen-Knetern oder Walzenpaaren vermischt. Es entsteht eine trockene sauerkrautartige Masse.

Die Weiterverarbeitung zu Formteilen kann auf üblichen Pressen vorgenommen werden. Je nach Art des zugesetzten Härtersystems kann kalt oder heiß (vorzugsweise bei 80 bis 150°C) verpreßt werden, wobei die Masse verformt und gehärtet wird. Wenn das Schüttgewicht des Kunststoff-Abfalls sehr niedrig, z. B. weniger als 0,2 g/cm³ ist, empfiehlt sich ein kaltes Vorpressen vor dem Aushärten, um Luft zu verdrängen.

Gegebenenfalls kann dann noch die Oberfläche des Formteils dekorativ veredelt werden, z. B. durch Schleifen, Polieren, durch Aufbringen von Lackschichten oder von Gelcoat-Schichten.

Die plattenförmigen Formteile eignen sich als Ersatz für Terrazzo-Kunstmarmor; sie können als Fußboden-, vorzugsweise aber als Wandverkleidungsmaterial eingesetzt werden.

Die im Beispiel genannten Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel

70 Teile eines ungesättigten Polyesterharzes aus einer 67%igen styrolischen Lösung eines Maleinsäure/Polypropylenglykol-Polyesters, 30 Teile Polyvinylacetat als Antischrumpfkomponente und 150 Teile Kreide als Füllstoff, 5 Teile Ruß als Pigment sowie 4 Teile Zinkstearat als Trennmittel und 1.7 Teile tert. Butylperbenzoat als Härter werden zu einer Paste vermischt.

In dieser Paste werden unter andauerndem Kneten auf einem Zwei-Zangen-Kneter 250 Teile eines SMC/BMC-Abfalls eingetragen. Der Abfall besteht aus 40% Kreide, 30% Glasfasern und 30% eines gehärteten Polyesterharzes, seine mittlere Teilchengröße beträgt etwa 5 mm.

Die Formmasse wird in einem Preßrahmen bei 150°C, 60 bar zu einer 10 mm dicken Platte verpreßt. Nach 10 min ist die Härtung beendet, die Platte kann aus der Form entnommen werden.

Die Platte wird nach dem Abkühlen mit einem Bandschleifer angeschliffen und mit einer 0,5 mm dicken Gelcoat-Schicht aus lichthärtendem Polyesterharz auf Basis Isophthalsäure/Neopentylglykol versehen.

Claims

1. Plattenförmige Kunststoff-Formteile mit dekorativer Oberfläche, bestehend aus

A) 20-60 Gew.% eines vernetzten duroplastischen Kunststoffs,
B) 10-70 Gew.% eines inerten Füllstoffs,
C) 0-50 Gew.% Glasfasern,
D) 0,1-5 Gew.% Farbstoffe und/oder Pigmente
E) 0-20 Gew.% weiterer üblicher Kunstharz-Additive,

dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile 10 bis 80 Gew.% zerkleinerten Kunststoffabfall mit einer mittleren Teilchengröße (Gewichtsmittel) zwischen 1 und 40 mm enthalten.

2. Kunststoff-Formteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff-Abfall aus zerkleinerten SMC- und/oder BMC-Bauteilen besteht.

3. Verfahren zur Herstellung der Kunststoff-Formteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Kunststoff-Abfall mit einem härtbaren duroplastischen Kunststoff und einem Härter, sowie gegebenenfalls Füllstoffen und weiteren Kunstharz-Additiven mischt, die Masse formt und aushärtet und gegebenenfalls die Oberfläche des erhaltenen Formteils poliert und/oder mit einer Deckschicht versieht.

4. Verwendung der Kunststoff-Formteile nach Anspruch 1 als Wandfliesen.