DE4125267A1 - Recycling-kunststofformmasse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Recycling-Kunststofformmasse aus Thermoplast-Abfall, geringen Mengen von Kunststoffab­ fall aus vernetzten Polymeren und einem härtbaren Kunst­ harz.

In den letzten Jahren nahmen neben dem Hausmüll auch die Kunststoff-Abfälle ständig zu. Das Ablagern der Kunst­ stoff-Abfälle auf Müllhalden ist zwar der bequemste Weg, schafft aber wegen des immer knapper werdenden Deponie­ raums steigende Entsorgungsprobleme. Eine andere Mög­ lichkeit ist die Verbrennung des Kunststoffabfalls, um daraus Energie zurückzugewinnen. Aber auch die Verbren­ nungskapazitäten sind begrenzt. Es besteht also ein Be­ darf, für den Abfall neue Verwendungsmöglichkeiten auf­ zuzeigen.

Bekannt ist, nach DE-OS 29 05 338 Polyolefin-Kunststoff­ abfall und Produkte auf Cellulosebasis wie Holz oder Pappe und Papier zu Formteilen zu verpressen. Ebenso beschreibt die DE-OS 32 42 120 Formkörper aus Kunst­ stoffabfall, Pappe und Talk. Desgleichen wird in US-PS 36 71 615 Altpapier-Kunststoffabfall zerkleinert und zu Bodenbelag gepreßt.

Alle diese Produkte sind wegen der Entzündlichkeit des verwendeten Celluloseproduktes nur bei niedrigen Tempe­ raturen verarbeitbar. Deswegen kann auch nur Kunststoff­ abfall mit niedriger Glastemperatur eingesetzt werden, im allgemeinen Polyolefine.

Die DE-OS 24 44 420 beschreibt Platten aus Kunststoff­ abfall und silikatbeschichteten Füllstoffen, in denen neben Duroplasten auch Thermoplasten in untergeordneter Form verwendet werden.

Die japanische Patent-Anmeldung 48 45 572 beschreibt Kunststoffabfall aus Polymethylmethacrylat, Harnstoff­ harzen und ABS oder anderen Kunststoffen als Füllstoffe für ungesättigte Polyesterharze.

Die DE-OS 24 02 976 beschreibt ein Konstruktionsmaterial aus Kunststoffabfall, der aus Thermoplasten und Füll­ stoffen zusammengesetzt ist. Die Zusammensetzung enthält keine härtbaren Duromeren.

Die DE-OS 25 48 309 beschreibt eine Spritzgußmasse, die aus einer Mischung von Thermoplasten und Faserstoffen oder anderen flächigen Füllstoffen wie Papier oder Pappe besteht.

Schließlich wird in der DE-OS 39 22 740 eine Recycling- Kunststofformmasse beschrieben, die aus einem härtbaren Kunstharz und zerkleinertem Kunststoffabfall auf Basis von vernetztem faserverstärkten duroplastischen Kunst­ stoff besteht.

Duroplastische und thermoplastische Kunststoffe werden für die Herstellung von Bauteilen in der Automobil-, Elektro- und Haushaltsgeräte-Industrie verwendet. Die begrenzte Lebensdauer der Geräte führt immer häufiger zu Beseitigungs- bzw. Verwertungsproblemen. Bauteile aus rein thermoplastischen Kunststoffen können grundsätzlich durch Aufschmelzen wiederverwertet werden. Dies ist bei Duroplasten nicht möglich. Da aber Duroplasten und Ther­ moplasten durchaus zusammen in den Bauteilen und Geräten eingesetzt werden, sollten diese auch als Mischung ver­ wertbar sein.

Die Erfindung zeigt einen Weg zur Verwertung von Abfäl­ len aus Duroplast- und Thermoplastmischungen.

Man kann nämlich die Duroplast- und Thermoplast-Abfall­ mischungen mit härtbaren Duroplasten versetzen und die so entstandene Formmasse zu neuen Teilen aushärten.

Gegenstand der Erfindung ist also ein Chemiewerkstoff, bestehend aus

• A) thermoplastischem Kunststoffschrott mit einer mitt­ leren Teilchengröße von 0,1 mm bis 5 mm (mittlerer Durchmesser),
• B) vernetztem, gegebenenfalls füllstoffhaltigem duro­ plastischen Kunststoffschrott mit einer mittleren Teilchengröße von 0,1 mm bis 5 mm (mittlerer Durch­ messer) und
• C) Reaktionsharz.

Besonders vorteilhaft sind folgende Mengen:

• A) 1 bis 45% thermoplastischer Kunststoffschrott,
• B) 1 bis 5% vernetzter duroplastischer Kunststoffschrott,
• C) 50 bis 99% Reaktionsharz.

Als thermoplastischer Kunststoffabfall oder -schrott kommen in Frage Abfälle oder gealterte oder gebrauchte Materialien z. B. folgender Stoffe:
Polycarbonate, Polyamide, Polyester;
Polyolefine wie Polystyrol,
Polyvinylchlorid, Polyethylen,
Polypropylen; Polyurethan,
Polyphenylensulfide, Polyphenylenoxide,
Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer,
Polysulfone, Polyetheretherketone
sowie Mischungen dieser Materialien untereinander.

Der thermoplastische Kunststoffabfall wird in einem ge­ eigneten Lösungsmittel vorgequollen, das Lösungsmittel entfernt und der Rückstand zu Pulver gemahlen.

Der thermoplastische Kunststoffabfall kann auch mit an­ deren üblichen Methoden wie Häckseln, Mahlen usw. zer­ kleinert werden.

Der zerkleinerte Kunststoffabfall B besteht im wesent­ lichen aus vernetztem, duroplastischen Kunststoff, Ver­ stärkungsfasern und gegebenenfalls Füllstoffen und wei­ teren Additiven. Die häufigsten Kunststoffabfälle B sind glasfaserverstärkte Polyesterharze, Glas- oder Kohlen­ stoff-faserverstärkte Epoxidharze, glasfaserverstärkte Polyurethane und glasfaserverstärkte Phenolharze.

Der Kunststoffabfall B wird mit Schneidmühlen oder Prallmühlen grobzerkleinert. Dieser Abfall wird dann weiter mit Hammermühlen oder Rotormühlen zu den erfin­ dungsgemäß eingesetzten Partikeln fein gemahlen. Im allgemeinen werden dabei Korngrößen von kleiner als 0,3 mm erreicht.

Die Teilchengröße wird durch Siebanalyse bestimmt.

Als härtbare Duroplasten C kommen z. B. in Frage: unge­ sättigte Polyesterharze, Vinylesterharze, Epoxidharze, Polyurethane, Phenolharze, Harnstoff- und Melaminharze. Die Formmasse kann auch übliche Füllstoffe wie Kreide, Kurzglasfasern, Quarzsand, Kaolin, Aluminiumoxidhydrat, Kieselgel, Metallpulver oder Holzmehl enthalten. Ferner kann die Formmasse übliche Kunstharzadditive wie Härter, Beschleuniger, Stabilisatoren, Farbstoffe, Inhibitoren oder Gleitmittel enthalten.

Diese Ausgangsmaterialien werden auf knetend arbeitenden Werkzeugen, z. B. auf Zweiwellenknetern oder Walzenpaaren vermischt. Es entsteht eine trockene "sauerkrautartige" Masse.

Die Verarbeitung zu Formteilen kann auf üblichen Pressen vorgenommen werden, wobei kalt oder heiß, vorzugsweise bei 80 bis 350°C verpreßt wird.

Die aus dem erfindungsgemäßen Chemiewerkstoff herge­ stellten Teile können dort eingesetzt werden, wo das außere Bild keine Rolle spielt und keine allzu hohen An­ forderungen an die mechanischen Eigenschaften gestellt werden. Beispiele dafür sind Eisenbahnschwellen, Palet­ ten, Schachtauskleidungen, Werkzeugschränke, Lkw-Auf­ bauten.

Die in den Beispielen genannten Teile und Prozente be­ ziehen sich auf das Gewicht.

Beispiele Beispiel 1

Folgende Mischung wurde hergestellt:

45 Teile eines Polypropylen-Pulvers, das durch Quellung von Polypropylen-Formkörpern aus gealtertem Material in Ethylacetat, anschließendes Entfernen des Quellungsmittels und Vermahlen des Rückstandes, hergestellt wurde,
5 Teile eines gehärteten UP-Harzabfalls, der durch Behandlung mit Rotormühlen zu einer Korngröße von kleiner 0,3 mm gemahlen wurde,
50 Teile eines ungesättigten Polyesterharzes auf Basis Maleinsäurenahydrid, Diethylenglykol, Ethylenglykol, Dicyclopentadien und 35% Styrol vorbeschleunigt,
2 Teile Benzoylperoxid-Paste (50%ig in Dioctylphthalat).

Die Mischung war gut rührbar und gießbar und wurde unter Kalthärtungsbedingungen bei 25°C ausgehärtet:

Gelzeit:|6,2 min
Härtezeit:	14,0 min
Temperatur:	62°C

Es entstand ein gehärteter Formkörper mit glatter Ober­ fläche.

Beispiel 2

Folgende Mischung wurde hergestellt:

45 Teile eines Polycarbonat-Pulvers, das durch Quellung von Polycarbonat-Formkörpern aus gealtertem Material in Styrol hergestellt wurde,
5 Teile eines gehärteten UP-Harzabfalls wie in Beispiel 1,
50 Teile eines ungesättigten Polyesterharzes.

Die Mischung ergabe in Pulver, das auf einer Presse bei 270°C mit einer Preßkraft von 190 kN zu einer 1 mm dicken Platte verpreßt wurde.

Durch DSC wurden folgende Eigenschaften ermittelt:

Tg:|116°C
Schmelzpeak:	236°C

Beispiel 3

Folgende Mischung wurde hergestellt:

45 Teile eines Polyphenylensulfid-Pulvers, das aus gealterten Teilen durch Zerkleinern und Mahlen hergestellt wurde,
5 Teile eines gehärteten UP-Harzabfalls wie in Beispiel 1,
50 Teile eines ungesättigten Polyesterharzes wie in Beispiel 1.

Die Mischung ergab ein Pulver, das auf einer Presse bei 300°C mit einer Preßkraft von 190 kN zu einer 1 mm dicken Platte verpreßt wurde.

Durch DSC wurden folgende Eigenschaften ermittelt:

Tg:|70°C
Schmelzpeak:	280°C

Claims (4)

1. Chemiewerkstoff, bestehend aus

• A) thermoplastischem Kunststoffschrott einer mittleren Teilchengröße von 0,1 bis 5 mm (mittlerer Durchmesser),
• B) vernetztem, gegebenenfalls füllstoffhaltigem duroplastischen Kunststoffschrott einer mitt­ leren Teilchengröße von 0,1 bis 5 mm (mitt­ lerer Durchmesser) und
• C) Reaktionsharz.

2. Chemiewerkstoff nach Anspruch 1, bestehend aus:

• A) 1 bis 45% thermoplastischen Kunststoffschrott,
• B) 1 bis 5% vernetzem duroplastischem Kunststoffschrott,
• C) 50 bis 99% Reaktionsharz.

3. Chemiewerkstoff nach Anspruch 1, worin A durch Ouellen in einem Lösungsmittel vorbehandelt worden ist.

4. Chemiewerkstoff nach Anspruch 1, worin B aus gemah­ lenen Teilchen besteht.