DE4038132C1 - Recycling of difficult to dispose plastic e.g. styrene], PVC, etc. - by comminuting plastic, spraying with alkali metal water glass soln., moulding, impregnating with water glass soln. etc. - Google Patents
Recycling of difficult to dispose plastic e.g. styrene], PVC, etc. - by comminuting plastic, spraying with alkali metal water glass soln., moulding, impregnating with water glass soln. etc.Info
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Abstract
Description
Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist ein nichtbrenn barer, hitzebeständiger Dämmstoffkörper, erhältlich aus geschäumtem Kunststoff und Alkaliwasserglas.The subject of the present application is a non-burning barely, heat-resistant insulation body, available from foamed plastic and alkali water glass.
Als Verpackungsmaterial für zerbrechliche und empfind liche Waren wird in steigendem Maße geschäumter Kunst stoff, insbesondere Polystyrolschaumstoff, verwendet. Für gleiche Zwecke werden aus diesen Substanzen sogenannte Chips aufgeschäumt, die ebenfalls als Verpackungsstoff in Form von losem Füllgut verwendet werden. Nach Gebrauch werden diese Verpackungsstoffe nicht wiederverwendet und daher auf Mülldeponien und in Verbrennungsöfen entsorgt.As packaging material for fragile and sensitive goods are increasingly foamed art fabric, especially polystyrene foam, used. For these substances have the same purposes Foam chips, which are also used as packaging material in Form of loose filling can be used. After usage these packaging materials are not reused and therefore disposed of in landfills and incinerators.
Ausgehend von der Tatsache, daß eine Verbrennung in ent sprechenden Verbrennungsöfen wegen der Entstehung zahl reicher unverträglicher Chemikalien sehr problematisch ist und ein Großteil der Kunststoffe auf Mülldeponien nicht oder nur sehr langsam verrottet, liegt der Er findung das technische Problem zugrunde, die anfallenden geschäumten Kunststoffe, die bisher nicht wiederverwendet werden, einer sinnvollen und ökonomischen Wiederverwertung zuzuführen und diese in einen flamm- und feuerfesten thermischen Dämmstoff einzuarbeiten.Based on the fact that combustion in ent speaking incinerators because of the number rich incompatible chemicals very problematic is and a large part of the plastics in landfills not rotting or rotting very slowly, lies the he the technical problem underlying, the accruing foamed plastics that have not previously been reused a sensible and economical recycling feed and this into a flame and fire resistant incorporate thermal insulation.
Dieses technische Problem wird gelöst durch einen nicht brennbaren hitzebeständigen Dämmstoff, erhältlich aus ge schäumten Kunststoff und Alkaliwasserglas, durch folgende Schritte:This technical problem is not solved by one flammable heat-resistant insulation material, available from ge foamed plastic and alkali water glass, by the following Steps:
- a) Zerkleinern des geschäumten Kunststoffes,a) crushing the foamed plastic,
- b) Besprühen des zerkleinerten Gutes mit wäßriger Alkaliwasserglaslösung, b) spraying the comminuted material with aqueous Alkali water glass solution,
- c) Trocknen des besprühten zerkleinerten Gutes,c) drying the sprayed comminuted material,
- d) Pressen des besprühten zerkleinerten Gutes in die gewünschte Form,d) pressing the sprayed comminuted material into the desired shape,
- e) Tränken des in der Form befindlichen gepreßten Gutes mit einer wäßrigen Alkaliwasserglas lösung,e) Soaking the pressed in the mold Good with an aqueous alkali water glass solution,
- f) Trocknen der Form mit dem getränkten Gut.f) drying the mold with the soaked material.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Dämmstoff körper nach dem letzten Trocknungsschritt mit einer Suspension von 30 bis 50 Gew.-% wäßriger Wasserglas lösung und 50 bis 70 Gew.-% feinteiligem Quarzmehl, Ton erdezement, Aluminiumoxid-Hydrat, Kaolin, Graphit, Zir coniumdioxid, Titandioxid in Kontakt gebracht und an schließend getrocknet werden.In a further embodiment, the insulation material body after the last drying step with a Suspension of 30 to 50 wt .-% aqueous water glass solution and 50 to 70 wt .-% finely divided quartz powder, clay earth cement, alumina hydrate, kaolin, graphite, zir conium dioxide, titanium dioxide contacted and on finally be dried.
Weiterhin kann der Dämmstoffkörper mit einer Suspension von 10 bis 20 Gew.-% Wasserglas und 80 bis 90 Gew.-% Quarzmehl bestrichen werden. Als geschäumte Kunststoffe können Polystyrol-, Polyurethan-, Polyvinylchlorid-, Phenol-Formaldeyd- und Melamin-Formaldehydschäume oder Mischungen derselben verwendet werden. Die geschäumten Kunststoffe haben nach dem Zerkleinern vorzugsweise einen Durchmesser von 1 bis 10 mm. Als Wasserglas kann Natrium- und/oder Kaliumwasserglas verwendet werden. Zum Besprühen des zerkleinerten Gutes hat die Wasserglaslösung einen Wasseranteil von 5 bis 30 Gew.-%. Die Trocknung der Dämm stoffkörper erfolgt bei 40 bis 180°C, je nach Art der verwendeten Kunststoffe. Weiterhin umfaßt die Erfindung als Zwischenprodukt die beschichteten Schaumstoffteilchen, die erhältlich sind durch Zerkleinern des geschäumten Kunststoffes, anschließendem Besprühen des zerkleinerten Gutes mit wäßriger Alkaliwasserglaslösung und Trocknung des besprühten zerkleinerten Gutes. Furthermore, the insulation body with a suspension from 10 to 20% by weight water glass and 80 to 90% by weight Quartz powder. As foamed plastics can polystyrene, polyurethane, polyvinyl chloride, Phenol-formaldehyde and melamine-formaldehyde foams or Mixtures of the same can be used. The foamed After shredding, plastics preferably have one Diameter from 1 to 10 mm. As a water glass, sodium and / or potassium water glass can be used. For spraying of the shredded good has the water glass solution Water content from 5 to 30 wt .-%. The drying of the insulation fabric body takes place at 40 to 180 ° C, depending on the type of plastics used. The invention further comprises as an intermediate product the coated foam particles, which are available by crushing the foamed Plastic, then spraying the crushed Good with aqueous alkali water glass solution and drying of the sprayed crushed good.
Im folgenden wird die Herstellung der erfindungsgemäßen Dämmstoffkörper und der beschichteten Schaumstoffteilchen als Zwischenprodukt näher erläutert.The following is the preparation of the invention Insulation body and the coated foam particles explained in more detail as an intermediate.
Die geschäumten Verpackungskörper werden in einer speziell hierfür entwickelten Schrotmühle in einzelne Partikel in rundlicher Form mit dem Durchmesser von 1 bis 10 mm zer kleinert. Danach wird dieses zerkleinerte Gut mit einer wäßrigen Alkaliwasserglaslösung mit einem Wasseranteil von 5 bis 30 Gew.-% besprüht und danach vorzugsweise in einem Heißluftgegenstrom bei einer Temperatur von 40 bis 180°C je nach Art des verwendeten Grundstoffes getrocknet.The foamed packaging is made in a special developed grist mill into individual particles in rounded shape with a diameter of 1 to 10 mm diminishes. Then this shredded good with a aqueous alkali water glass solution with a water content sprayed from 5 to 30 wt .-% and then preferably in a hot air counterflow at a temperature of 40 to 180 ° C depending on the type of raw material used.
Der dabei entstehende anorganische Überzug hat den Zweck, die durch das Zerkleinern angerissenen Schaumstoffpartikel mit einem wasserdichten, sehr dünnen Film zu versehen, um das Eindringen von Wasser in die Partikel zu verhindern.The resulting inorganic coating has the purpose the foam particles torn by the crushing with a waterproof, very thin film in order to to prevent water from entering the particles.
Diese als Zwischenprodukt erhaltenen, beschichteten Schaumstoffteilchen werden nach dem Trocknen in eine de finierte Form gegeben, deren Oberfläche mit einem Trenn mittel, zum Beispiel einem polymeren Fluorkohlenwasser stoff oder einem Trennwachs überzogen ist und danach unter Druck mit einer Platte, die ebenfalls mit diesem Trennmittel beschichtet ist, zusammengedrückt. Diese gefüllte Form wird dann in eine Alkaliwasserglaslösung getaucht, wobei die niedrigviskose wäßrige Lösung rasch in die Lufträume zwischen den einzelnen Partikeln ein dringt. Danach wird die Form zur besseren Abtrennung des Formkörpers, die deshalb an geeigneten Stellen perforiert sein kann, mit den Schaumstoffpartikeln in dieser zu sammengedrückten Form herausgehoben. Überschüssige Wasser glaslösung, die nicht an den Oberflächen der Partikel gebunden ist, verläßt sehr rasch die Plattenmasse und fließt ab. Coated as an intermediate product Foam particles are dried in a de given shape, the surface of which is separated medium, for example a polymeric fluorocarbon fabric or a release wax is covered and after under pressure with a plate that also with this Release agent is coated, compressed. These filled mold is then placed in an alkali water glass solution immersed, the low viscosity aqueous solution rapidly into the air spaces between the individual particles penetrates. Then the shape for better separation of the Shaped body, which is therefore perforated at suitable points can be with the foam particles in this too squeezed out shape. Excess water glass solution that is not on the surfaces of the particles bound, leaves the plate mass and very quickly flows off.
Die so gepreßte Form wird danach in einem Trockenofen bei niedriger Luftfeuchtigkeit und einer Temperatur von 40 bis 180°C je nach Kunststoffart getrocknet. Die Trock nungszeit richtet sich nach der Dicke des Dämmstoff körpers und liegt im Bereich von 10 bis 30 min. Nach dem Trocknen wird der Dämmstoffkörper aus der Form herausge trennt und kann vorzugsweise einem weiteren Beschichtungs schritt unterzogen werden, wobei der Dämmstoffkörper für wenige Sekunden in eine Suspension aus 30 bis 50 Gew.-% Wasserglaslösung und 50 bis 70 Gew.-% feinteiligem Quarz mehl, Tonerdezement, Aluminiumoxid-Hydrat, Kaolin, Graphit, Zirconiumdioxid und Titandioxid eingetaucht wird. Vorzugsweise werden diese Substanzen mit einem Teilchendurchmesser von 1 bis 50 Mikrometer verwendet. Bei diesem Vorgang dringt die viskose Lösung in die Randzonen der Platte ein und sorgt für eine zusätzliche Beschichtung. Nach einer erneuten Trocknung werden alle Seiten des Dämmstoffkörpers mit einer Suspension aus 10 bis 20 Gew.-% Wasserglaslösung und 80 bis 90 Gew.-% Quarzmehl, Tonerdezement, Aluminiumoxid-Hydrat, Kaolin, Graphit, Zirconiumdioxid und Titandioxid bestrichen und danach mit einer Metallvorrichtung geglättet, um eine völlig gleichmäßige Oberfläche zu erzielen. Danach wird wiederum getrocknet.The mold pressed in this way is then placed in a drying oven low humidity and a temperature of 40 dried up to 180 ° C depending on the type of plastic. The dry time depends on the thickness of the insulation material body and is in the range of 10 to 30 min. After this The insulation body is dried out of the mold separates and can preferably be another coating step, the insulation body for a few seconds into a suspension of 30 to 50% by weight Water glass solution and 50 to 70 wt .-% fine-particle quartz flour, alumina cement, alumina hydrate, kaolin, Dipped in graphite, zirconium dioxide and titanium dioxide becomes. These substances are preferably combined with a Particle diameters from 1 to 50 microns are used. During this process, the viscous solution penetrates into the Edge zones of the plate and provides an additional Coating. After drying again, all Sides of the insulation body with a suspension of 10 up to 20% by weight water glass solution and 80 to 90% by weight Quartz powder, alumina cement, aluminum oxide hydrate, kaolin, Brushed graphite, zirconium dioxide and titanium dioxide and then smoothed with a metal device to make a to achieve a completely uniform surface. After that again dried.
Zur Erhöhung der Zugfestigkeit kann in die obere Deck schicht eine zugfeste Matte, zum Beispiel aus Glasseiden gewebe oder Glasvlies, eingelegt werden.To increase the tensile strength can be in the upper deck layer a tensile mat, for example made of glass silk fabric or glass fleece.
Die so hergestellte Dämmstoffplatte weist eine hohe Druck festigkeit, eine hohe Formbeständigkeit bei erhöhten Tem peraturen und eine große Biegezugfestigkeit auf.The insulation board produced in this way has a high pressure strength, high dimensional stability at elevated temperatures temperatures and a high bending tensile strength.
Der Dämmstoffkörper ist weiterhin nicht brennbar und sehr hitzebeständig. Bei einer Erhitzung auf über 100°C schmelzen zunächst die Schaumstoffpartikel zusammen ohne hierbei Gase oder Qualm abzugeben, weil durch die gas dichten Deckschichten allseitig kein Sauerstoff zur Ver brennung an die Schaumstoffpartikel gelangen kann. Im Temperaturbereich von 500 bis 700°C erweicht die wasser glashaltige Oberfläche der Schaumstoffpartikel, die an organische Randzone hält jedoch diesen Temperaturen stand, so daß auch im Bereich von 1000 bis 1200°C die Platte ihre äußere Form behält.The insulation body is still non-combustible and very heat resistant. When heated to over 100 ° C first melt the foam particles together without to release gases or fumes because of the gas dense cover layers no oxygen on all sides burning can get to the foam particles. in the Temperature range from 500 to 700 ° C softens the water glassy surface of the foam particles attached organic fringe zone however maintains these temperatures stood so that even in the range of 1000 to 1200 ° C. Plate retains its external shape.
Insbesondere kann man die Hitzebeständigkeit des Dämm stoffkörpers durch das bereits beschriebene Eintauchen in eine Suspension aus 30 bis 50 Gew.-% Wasserglaslösung und 50 bis 70 Gew.-% Quarzmehl, Tonerdezement, Aluminiumoxid- Hydrat, Kaolin, Graphit, Zirconiumdioxid und Titandioxid verbessern. Das Ergebnis einer solchen Modifikation ist ein Überzug porzellanartiger Qualität auf die geschäumten partikel, wobei dieser Überzug erst bei Temperaturen über 500°C richtig hart und stabil wird, so daß in Temperatur bereichen von 1000 bis 1200°C eine hervorragende Hitze beständigkeit erzielt wird. Auch ist es möglich, die mechanische Festigkeit des so hergestellten Dämmstoff körpers dadurch zu verbessern, daß Glas- und Mineral faserreststücke, die als Abfall anfallen, mit den Schaum stoffpartikeln vermischt werden und dann die bereits be schriebenen weiteren Verfahrensschritte vorgenommen wer den.In particular, you can see the heat resistance of the insulation body by immersing in a suspension of 30 to 50 wt .-% water glass solution and 50 to 70% by weight quartz powder, alumina cement, aluminum oxide Hydrate, kaolin, graphite, zirconium dioxide and titanium dioxide improve. The result of such a modification is a coating of porcelain-like quality on the foamed particles, this coating only at temperatures above 500 ° C becomes really hard and stable, so that in temperature ranges from 1000 to 1200 ° C an excellent heat resistance is achieved. It is also possible that mechanical strength of the insulation material produced in this way improve the body in that glass and mineral Fiber residues that arise as waste with the foam particles are mixed and then the already be Written further procedural steps carried out who the.
Die folgenden Figuren zeigen besondere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Dämmstoffplatte.The following figures show special embodiments the insulation board according to the invention.
Die Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Dämmstoffplatte. Es bedeuten: Fig. 1 shows the insulating panel according to the invention. It means:
- 1 Polystyrolschaumstoffpartikel 1 polystyrene foam particle
- 2 Der Wasserglasüberzug mit wäßriger Alkaliwasserglas lösung (Schritt B). 2 The water glass coating with aqueous alkali water glass solution (step B).
- 3 Die Randzonenverstärkung gemäß Verfahrensschritt E. 3 The edge zone reinforcement according to process step E.
- 4 Die Randzonenverdichtung mit einer Suspension aus Wasserglaslösung und Quarzmehl. 4 The edge zone compaction with a suspension of water glass solution and quartz powder.
- 5 Eine in den nichtbrennbaren hitzebeständigen Dämm stoffkörper eingearbeitete zugfeste Einlage. 5 A tensile insert inserted into the non-combustible heat-resistant insulation body.
Die folgenden Beispiele sind besonders bevorzugte Aus führungsformen der Erfindung:The following examples are particularly preferred embodiments of the invention:
Die Verfahrensschritte a) bis f) werden so vorgenommen, wie oben beschrieben. Alle gewünschten Eigenschaften an einen Dämmstoffkörper werden erfüllt. Bei einer Brand prüfung nach DIN 4102 wird die Klassifizierung nach A2 erfüllt. Der Körper ist bis zu einer Temperatur von 1000°C volumenbeständig. Die Feuerwiderstandszeit bei 986 K beträgt 90 min.Process steps a) to f) are carried out in such a way that as described above. All desired properties an insulation body are fulfilled. In the event of a fire testing according to DIN 4102 is the classification according to A2 Fulfills. The body is up to a temperature of Volume resistant at 1000 ° C. The fire resistance time at 986 K is 90 min.
Bei dem Produktionsverfahren gemäß Beispiel 2 wird bei
Verfahrensschritt e) statt der wäßrigen Alkaliwasser
glaslösung eine Suspension folgender Zusammensetzung
eingesetzt:
30-50 Gew.-% Natriumkaliwasserglaslösung und
50-70 Gew.-% anorganische Medien in Pulverform mit
einer Körnung von 1 bis 50 µm bestehend aus Quarz
mehl, Kaolin, Aluminiumhydroxid und -oxid, Rot
schlamm, Tonerdezement, Graphit-Kohlenstoff, Cal
ciumoxid, Calciumcarbid, Caliumhydroxid, Magnesium
oxid, Zirconiumoxid, Zirconiumsilicat oder Ab
mischungen dieser Substanzen.In the production process according to Example 2, a suspension of the following composition is used instead of the aqueous alkali water glass solution in process step e):
30-50 wt .-% sodium potassium water glass solution and 50-70 wt .-% inorganic media in powder form with a grain size of 1 to 50 microns consisting of quartz powder, kaolin, aluminum hydroxide and oxide, red mud, alumina cement, graphite carbon, Cal cium oxide, calcium carbide, calcium hydroxide, magnesium oxide, zirconium oxide, zirconium silicate or mixtures of these substances.
Wichtig ist, daß diese Additive nach der Eingabe in die Wasserglaslösung kräftig durchgemischt werden, damit auch die kleinsten Substanzen im Bereich von 1-10 µm völlig von dem Wasserglas benetzt werden und dadurch nach dem Trocknungsprozeß eine feste Verbindung eingehen.It is important that these additives after entering the Water glass solution to be mixed vigorously, so too the smallest substances in the range of 1-10 µm completely be wetted by the water glass and thereby after the Make a firm connection in the drying process.
Weiterhin wird im Verfahrensschritt gemäß Anspruch 2 eine ähnliche Suspension eingesetzt, wobei in Abänderung diese Suspension viskoser sein kann und zum Beispiel 10 bis 20 Gew.-% Alkaliwasserglaslösung und 80 bis 90 Gew.-% anor ganischer Additive enthält.Furthermore, in the method step according to claim 2 similar suspension used, with the modification of this Suspension can be more viscous and for example 10 to 20 % By weight of alkali water glass solution and 80 to 90% by weight of anor contains ganic additives.
Man erhält so eine Modifikation die von 1000 bis 2000°C hitzebeständig ist. In diesen hohen Temperaturbereichen bleibt die Funktion des Klebers Alkalisilicat zwischen diesen Additiven voll erhalten und die Substanz gewinnt zusätzlich im inneren an Festigkeit.This gives a modification of 1000 to 2000 ° C is heat resistant. In these high temperature ranges the function of the alkali silicate adhesive remains between fully preserve these additives and the substance wins additional strength inside.
Der Dämmstoffkörper wird wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch im Schritt d) von allen Seiten mit einem Druck von 0,5 bis 2 atm zusammengedrückt. Durch diesen Druck werden die elastischen Schaumpartikel in Hexaederkörper geformt. Es entsteht somit eine sehr dichte Packung, die bezüglich der Raumstatik ideale Eigenschaften aufweist.The insulation body is produced as in example 1, however in step d) from all sides with a pressure of 0.5 to 2 atm compressed. Be through this pressure the elastic foam particles are shaped into hexahedron bodies. The result is a very dense packing, with regard to the structural analysis has ideal properties.
Im Schritt f) wird nach anfänglichem Trocknen bei 40-180°C die Temperatur schließlich auf 200-500°C erhöht.In step f) after initial drying at 40-180 ° C. the temperature finally increased to 200-500 ° C.
Dabei schmelzen die Schaumpartikel und hinterlassen ku gelförmige Lufträume. Dieser so hergestellte Dämmstoff körper hat eine Wärmeleitzahl von 0,024 bis 0,027 W/mK bei 0°C. Er ist im Brandfall volumenstabil und ohne jegliche Qualmabgabe auf 1200-2000°C erhitzbar.The foam particles melt and leave behind ku gel-shaped air spaces. This insulation material produced in this way body has a thermal conductivity of 0.024 to 0.027 W / mK at 0 ° C. In the event of a fire, it is stable in volume and without any smoke emission can be heated to 1200-2000 ° C.
Claims (16)
- a) Zerkleinern des geschäumten Kunststoffes,
- b) Besprühen des zerkleinerten Gutes mit wäßriger Alkaliwasserglaslösung,
- c) Trocknen des besprühten, zerkleinerten Gutes,
- d) Pressen des besprühten, zerkleinerten Gutes in die gewünschte Form,
- e) Tränken des in der Form befindlichen gepreßten Gutes mit einer wäßrigen Alkaliwasserglas lösung,
- f) Trocknen der Form mit dem getränkten Gut.
- a) crushing the foamed plastic,
- b) spraying the comminuted material with aqueous alkali water glass solution,
- c) drying the sprayed, comminuted material,
- d) pressing the sprayed, comminuted material into the desired shape,
- e) impregnating the pressed material in the mold with an aqueous alkali water glass solution,
- f) drying the mold with the soaked material.
- a) Zerkleinern des geschäumten Kunststoffes,
- b) Besprühen des zerkleinerten Gutes mit wäßriger Alkaliwasserglaslösung,
- c) Trocknen des besprühten, zerkleinerten Gutes,
- d) Pressen des besprühten, zerkleinerten Gutes in die gewünschte Form,
- e) Tränken des in der Form befindlichen gepreßten Gutes mit einer wäßrigen Alkaliwasserglas lösung,
- f) Trocknen der Form mit dem getränkten Gut.
- a) crushing the foamed plastic,
- b) spraying the comminuted material with aqueous alkali water glass solution,
- c) drying the sprayed, comminuted material,
- d) pressing the sprayed, comminuted material into the desired shape,
- e) impregnating the pressed material in the mold with an aqueous alkali water glass solution,
- f) drying the mold with the soaked material.
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