EP2245086A1 - Verfahren zur herstellung von beschichteten gummipartikeln und beschichtete gummipartikel - Google Patents

Verfahren zur herstellung von beschichteten gummipartikeln und beschichtete gummipartikel

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Publication number
EP2245086A1
EP2245086A1 EP09712030A EP09712030A EP2245086A1 EP 2245086 A1 EP2245086 A1 EP 2245086A1 EP 09712030 A EP09712030 A EP 09712030A EP 09712030 A EP09712030 A EP 09712030A EP 2245086 A1 EP2245086 A1 EP 2245086A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rubber particles
coated rubber
weight
coated
rubber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09712030A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Berlineanu
Kirsten Luce
Margit Bukohl
Nicole Dudek
Siegfried Jittenmeier
Marisa Cruz
Rainer Fuchs
Frank Dieter Kuhn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Evonik Degussa GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Evonik Degussa GmbH filed Critical Evonik Degussa GmbH
Publication of EP2245086A1 publication Critical patent/EP2245086A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/0427—Coating with only one layer of a composition containing a polymer binder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08J7/00—Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/043—Improving the adhesiveness of the coatings per se, e.g. forming primers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08J7/04—Coating
    • C08J7/046—Forming abrasion-resistant coatings; Forming surface-hardening coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08J2423/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982—Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991—Coated
    • Y10T428/2998—Coated including synthetic resin or polymer

Definitions

  • the invention relates to a process for the coating of rubber particles, manufactured from used tires, the coating agent, the coating method and the coated rubber particles and its use as bedding in artificial turf or for other floor coverings, for example in sports facilities.
  • the coating of rubber surfaces is also possible.
  • EP 1 416 009 (Mülsener Recycling and [Handelsgesellschaft mbH) describes a loose, free-flowing rubber granulate which is coated with a polyurethane-based binder.
  • the binder can optionally also be dyed.
  • the diameter of the rubber particles is between 0.5 mm and 2.5 mm, the average layer thickness of the coating is 5 microns to 20 microns, in some places, the layer may be up to 35 microns thick. Mechanical or chemical properties of the coated rubber particles are not disclosed.
  • DE 196 31 251 (ContiTech Holding) describes a rubber granulate body coated with a flame retardant binder coating.
  • the binder used is a rubber, as a flame retardant inorganic flame retardants, such as magnesium hydroxide or aluminum hydroxide used.
  • the rubber granulate bodies provided with the flame-retardant coating are processed into flame-retardant rubber workpieces.
  • DE 24 55 679 (Bayer AG) describes the coating of rubber particles with a diameter of 0.5 to 6 mm with a binder based on polyisocyanates, these coated particles are processed into elastic floor coverings.
  • a granular, free-flowing product that could be used as bedding for artificial turf is not described in the four last-mentioned patent publications, but is the networking of the resulting coated particles to a massive flooring in the foreground of efforts.
  • Rubber granules and a binder wherein an epoxy resin or a (meth) acrylate resin is used as the binder.
  • WO 2002/18706 (Fieldturf Inc.) describes a portable, modular artificial turf element of turf surface element and base element and a Einsteu in the turf surface element.
  • the litter may consist of unspecified rubber particles, sand or a mixture of sand and rubber particles. A coating of the rubber particles is not mentioned.
  • WO 2002/060290 (Groundsape Technologies LLC) describes a material of vulcanized rubber particles, a first colored coating layer covering the vulcanized rubber particles, and a second coating layer protecting the colored coating layer from abrasion.
  • the second Coating layer has a binder as a polyacrylate, a polyurethane or a styrene / butadiene rubber.
  • US 2002/0128366 (Coffey) describes a process for the preparation of colored particles of vulcanized rubber, comprising the following steps: An aqueous pigment dispersion is added to the still undyed vulcanized rubber particles and the two components are mixed until the rubber particles are colored, then added Add an elastomeric latex, mix again and allow the latex to set.
  • the elastomer used is either a styrene / butadiene rubber or a polybutadiene rubber.
  • the cited prior art has the drawback of not disclosing physical and / or chemical data demonstrating the long-term weathering stability required for synthetic turf filling materials. Furthermore, there is a lack of data on the abrasion resistance of the coated rubber particles, this property is important for trouble-free play on the equipped with Kunststoffrasenhellmaterialien sports venue, because too high a proportion of abrasion leads to high dust and too high an amount of agglomerated particles leads to uncontrolled and unpredictable jumping behavior striking balls.
  • the filling materials must have a certain resistance to moistening and the resulting leaching of especially heavy metal-containing aqueous solutions, since the DIN V 18035-7 (pre-standard) provides that to improve the sports and protective functional properties and to reduce wear a way to humidify the artificial turf surface can be provided.
  • a multi-component system for coating rubber granules in a fluidized bed apparatus, a solids mixer or in a drum mixer This system consists of a
  • Binder component based on epoxy resin and an anhydride hardener Binder component based on epoxy resin and an anhydride hardener.
  • the crosslinking reaction can be carried out with different catalysts.
  • the curing of the coating takes place in a temperature range of 60 degrees Celsius to 150 degrees Celsius, preferably in a temperature range of 80 degrees Celsius to 120 degrees Celsius.
  • the heating of the mixture can also be done by infrared radiators, the heating can also be done in a second step.
  • rubber particles but also rubber surfaces or rubber coatings can be coated with the mixture according to the invention.
  • the binder component may consist of one or more epoxy resins.
  • Solid resins can be usefully dissolved in reactive diluents, such as, for example, aliphatic monoglycidyl ethers, cresyl glycidyl ethers, p-tert-butylphenol glycidyl ethers, butanediol diglycidyl ethers, hexanediol diglycidyl ethers, thymethylolpropane thglycidyl ethers, etc., and low-viscosity, liquid epoxy resins.
  • This binder component may be a mixture of the substances mentioned, but also pigments, fillers, additives, anti-aging agents, UV absorbers, solvents, leveling agents, catalysts.
  • a cycloaliphatic epoxy resin with the designation Epikote ® Resin 760 from the company. Hexion is used.
  • the anhydride can be modified with maleic anhydride polymers of different chemical base and or or or
  • Methylhexahydrophthal Acidanhydrid (Epikure ® Curing Agent 868, Hexion), Methyltetrahydrophthal Acidanhydrid (Epikure ® Curing Agent 866, Hexion) included.
  • maleic anhydride modified polymers are meant polyalkenylenes, preferably based on 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethylbutadiene-1.3 and chloroprene.
  • the polyalkenylenes may be 1, 4 or 1, 2 linked. But there may also be mixtures of 1, 2 and 1, 4 linkages, the 1, 4 linkage can take both cis and trans arrangements. Very particular preference is given to using a polybutadiene having about 75% 1,4-cis, about 24% 1,4-trans and about 1% 1,2-double bonds (polyoel Degussa). Furthermore, it is also possible to use polyalkenylenes which are synthesized from at least one of the abovementioned monomeric dienes and one or more vinyl compounds and / or AI kens.
  • Suitable vinyl compounds are, for. As styrenes or substituted styrenes, vinyl ethers or acrylic or methacrylic acid esters. Suitable alkenes are for. Ethene, propene, butene or isobutene. Also, natural oils such as coconut oil, palm oil, castor oil, olive oil, peanut oil, rapeseed oil, soybean oil, sunflower oil, poppy oil, linseed oil, wood oil, etc. can be modified with maleic anhydride.
  • natural oils such as coconut oil, palm oil, castor oil, olive oil, peanut oil, rapeseed oil, soybean oil, sunflower oil, poppy oil, linseed oil, wood oil, etc. can be modified with maleic anhydride.
  • the maleic anhydride modified polymers may contain 1 to 20 weight percent maleic anhydride.
  • the preferred maleic anhydride content is between 7 and 14 weight percent.
  • POLYVEST ® OC 800 S is a maleic anhydride - is modified Polyol 110 Degussa and under this name available from Evonik Degussa GmbH.
  • POLYVEST ® OC 800 S contains randomly distributed succinic anhydride units. The originally apolar polybutadiene becomes more polar and accessible to various chemical reactions. POLYVEST ® OC 800 S has good electrical properties
  • POLYVEST ® OC 800 S is soluble in aliphatics, aromatics, ethers and compatible with long oil alkyd resins, rosin, rosin esters and zinc resinates. It can be used as a crosslinking component in 2K systems, as a polymeric chalk activator for rubber, in particular for EPDM mixtures and for water-soluble, oxidatively drying binders.
  • the hardener component can optionally be formulated as a solvent-free or solvent-containing clearcoat or filled system.
  • the hardener component may optionally contain organic and / or inorganic pigments, wetting agents, dispersants, lubricants, organic and / or inorganic fillers, antioxidants, UV absorbers, UV stabilizers. Stabilizers, IR absorbers, flow aids or leveling agents are attached.
  • Solvents which can be used are solvents customary in the paint industry, for example esters of organic carboxylic acids and aliphatic alcohols, for example ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate or methoxypropyl acetate.
  • catalysts can be added as a third component of the mixture of binder and hardener component prior to application.
  • An admixture to the binder or hardener component is also possible.
  • Tertiary amines such as triethylamine, cyclohexyldimethylamine, benzyldimethylamine, N-methylimidazole, organic titanates, zirconates, zinc and bismuth carboxylates can be used as catalysts.
  • the particles to be coated rubber particles are used, which are preferably obtained by reprocessing used tires.
  • the size of the rubber particles is between 0.1 mm and 10 mm, preferably between 0.5 mm and 7.5 mm and particularly preferably between 0.4 mm and 4 mm.
  • the thickness of the coating is between 1 ⁇ m and 100 ⁇ m, preferably between 2 ⁇ m and 50 ⁇ m, and very particularly preferably between 5 ⁇ m and 25 ⁇ m.
  • the components can be premixed or via a
  • Multi-component mixing plant such as a 2K mixing and spraying system can be applied.
  • the coating material necessary for the coating consisting of A-, B and catalyst component, can be applied once or in several steps. After the task of each individual layer can be further coated immediately or a cross-linking step (time, heating) are interposed.
  • Cycloaliphatic epoxy resin wherein between 10% and 80% by weight of cycloaliphatic epoxy resin, preferably between 20% by weight and 40% by weight of cycloaliphatic epoxy resin and most preferably 30% by weight of cycloaliphatic epoxy resin are used,
  • Silicone oil in amounts between 0.1% and 5.9% by weight,
  • Barium sulfate wherein between 1% and 50% by weight of barium sulfate, preferably between 20% and 45% by weight barium sulfate, and most preferably between 30% and 40% barium sulfate by weight, are used,
  • Solvent about 10% by weight - 20% by weight (the other components supplement to 100% by weight) and a mixture B of one
  • Aliphatic anhydride wherein between 1% by weight and 50% by weight of aliphatic anhydride, preferably between 5% by weight and 20% by weight of aliphatic anhydride and most preferably between 5% by weight and 15% by weight of aliphatic anhydride are used and
  • Polybutadiene preferably between 90% and 65% by weight of MSA-modified polybutadiene and most preferably 85% by weight of MSA-modified polybutadiene
  • mixtures are mixed in a ratio of 10 parts by weight of mixture A to 1 part by weight of mixture B to 1 part by weight of mixture A to 10 parts by weight of mixture B mixed with catalyst and mixed at 80 degrees Celsius to 120 degrees Celsius in a drum mixer with the rubber granules. It is also possible to adjust other mixing ratios and to dispense with the premixing of the coating components and at the same time add them to the submitted rubber granules.
  • the preferred mixing ratios are given in the table.
  • the A mixture is prepared as follows:
  • Blanc fixe micro iller barium sulphate, Sachtleben
  • Wingstay L antioxidant, Eliokem
  • the B mixture is prepared and stored under nitrogen. It will be
  • Epikure Curing Agent 868 Adliphatic Anhydride, Hexion
  • the formulations according to the invention have outstanding properties, such as abrasion values before and after exposure and weathering, elasticity before and after exposure and weathering, and are stable to weathering influences.
  • the formulations of the invention have excellent color stability after exposure and weathering, as well as excellent stability under thermal cycling and exposure to high temperatures, for example at 50 degrees Celsius over 4 weeks.
  • the formulations according to the invention dry out slightly.
  • the free-flowing particles according to the invention for example on site, can be provided with an adhesive or polymerizing or crosslinking layer, which allows the particles to be poured into an arbitrarily shaped matrix and cured.
  • an adhesive or polymerizing or crosslinking layer which allows the particles to be poured into an arbitrarily shaped matrix and cured.
  • the polymer matrix polyurethane resins or epoxy resins can be used. By different colors of matrix and rubber granulate any color effects can be realized.

Landscapes

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Abstract

Das Verfahren beschreibt ein neues Herstellungsverfahren für beschichtete Partikel aus Gummigranulat, die Beschichtung, die damit beschichteten Partikel und die Verwendungen der beschichteten Partikel.

Description

Verfahren zur Herstellung von beschichteten Gummipartikeln und beschichtete Gummipartikel Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Gummipartikeln, hergestellt aus Altreifen, das Beschichtungsmittel, das Beschichtungsverfahren und das beschichtete Gummipartikel sowie seine Verwendung als Einstreu in Kunstrasen oder für andere Bodenbeläge, beispielsweise im Sportstättenbau. Die Beschichtung von Gummioberflächen ist ebenfalls möglich.
Stand der Technik
EP 1 416 009 (Mülsener Recycling- und [Handelsgesellschaft mbH) beschreibt ein loses, rieselfähiges Gummigranulat, welches mit einem Bindemittel auf Polyurethan- Basis überzogen wird. Das Bindemittel kann optional auch eingefärbt werden. Der Durchmesser der Gummipartikel liegt zwischen 0,5 mm und 2,5 mm, die mittlere Schichtdicke der Beschichtung beträgt 5 Mikrometer bis 20 Mikrometer, an einigen Stellen kann die Schicht bis 35 Mikrometer dick sein. Mechanische oder chemische Eigenschaften der beschichteten Gummipartikel werden nicht offenbart.
DE 196 31 251 (ContiTech Holding) beschreibt einen mit einem flammhemmend ausgerüsteten Bindemittelüberzug beschichteten Gummigranulatkörper. Als Bindemittel dient ein Kautschuk, als Flammschutzmittel werden anorganische Flammschutzmittel, wie beispielsweise Magnesiumhydroxyd oder Aluminiumhydroxyd eingesetzt. Die mit der schwer entflammbaren Beschichtung versehenen Gummigranulatkörper werden zu schwer entflammbaren Gummiwerkstücken verarbeitet. DE 24 55 679 (Bayer AG) beschreibt die Beschichtung von Gummipartikeln mit einem Durchmesser von 0,5 bis 6 mm mit einem Bindemittel auf Basis von Polyisocyanaten, diese beschichteten Partikel werden zu elastischen Bodenbelägen weiterverarbeitet.
DE 25 24 877 (Schramm) beschreibt einen Fußbodenbelag, beispielsweise für Stallböden, aus beschichteten Partikeln, der in situ ausgehärtet wird. Irgendwelche nähere Angaben zu den physikalischen Eigenschaften der Beschichtung werden nicht gemacht.
DE 21 10 327 (Allwelt) beschreibt ein Herstellungsverfahren für elastische Sportböden aus Altreifengranulat und Bindemittel. Granulat und Bindemittel werden vermischt und härten zum Boden aus.
Ein körniges, rieselfähiges Produkt, das als Einstreu für Kunstrasen verwendet werden könnte, wird in den vier letztgenannten Patentpublikationen nicht beschrieben, vielmehr steht die Vernetzung der erhaltenen beschichteten Partikel zu einem massiven Bodenbelag im Vordergrund der Bemühungen.
DE 196 38 312 (Martin) beschreibt ein fugenloses Dämmmaterial aus
Gummigranulat und einem Bindemittel, wobei als Bindemittel ein Epoxidharz oder ein (Meth)acrylatharz verwendet wird.
WO 2002/18706 (Fieldturf Inc.) beschreibt ein transportables, modulares Kunstrasenelement aus Rasenflächenelement und Basiselement und einer Einsteu in das Rasenflächenelement. Die Einstreu kann aus nicht näher spezifizierten Gummipartikeln, aus Sand oder aus einer Mischung aus Sand und Gummipartikeln bestehen. Eine Beschichtung der Gummipartikel wird nicht erwähnt.
WO 2002/060290 (Groundsape Technologies LLC) beschreibt ein Material aus vulkanisierten Gummipartikeln, einer ersten, farbigen Beschichtungsschicht, die die vulkanisierten Gummipartikel bedeckt und einer zweiten Beschichtungsschicht, die die farbige Beschichtungsschicht vor Abrasion schützt. Die zweite Beschichtungsschicht weist als Bindemittel ein Polyacrylat, ein Polyurethan oder einen Styrol/Butadien-Gummi auf.
US 2002/0128366 (Coffey) beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von gefärbten Partikeln aus vulkanisiertem Gummi, umfassend folgende Schritte: Man fügt eine wäßrige Pigmentdispersion zu den noch ungefärbten vulkanisierten Gummipartikeln hinzu und mischt die beiden Bestandteile solange, bis die Gummipartikel gefärbt sind, fügt dann einen Elastomer-Latex hinzu, mischt erneut und lässt den Latex abbinden. Als Elastomer verwendet man entweder einen Styrol/Butadien-Gummi oder einen Polybutadien-Gummi.
Nachteile des Standes der Technik
Der zitierte Stand der Technik weist als Nachteil auf, daß keine physikalischen und/oder chemischen Daten offenbart werden, die die für Kunstrasenfüllmaterialien erforderliche Langzeitbewitterungsstabilität belegen. Ferner fehlen Daten zur Abriebfestigkeit der ummantelten Gummipartikel, diese Eigenschaft ist wichtig für den störungsfreien Spielbetrieb auf der mit Kunstrasenfüllmaterialien ausgerüsteten Sportstätte, denn ein zu hoher Anteil an Abrieb führt zu hoher Staubentwicklung und ein zu hoher Anteil an agglomerierten Partikeln führt zu unkontrolliertem und unvorhersehbarem Sprungverhalten der auftreffenden Bälle.
Ferner sollte ein einfaches Beschichtungsverfahren für die Gummigranulate entwickelt werden, um den Forderungen nach kostengünstiger Herstellung nachzukommen. Aufgabe
In Anbetracht des oben zitierten Standes der Technik mit seinen Nachteilen bestanden nun die Aufgaben, ein weiters Herstellungsverfahren zur Herstellung eines freifliesenden Gummigranulats zur Verfügung zu stellen. Das Verfahren soll einfach sein, gut in einen größeren Maßstab übertragbar sein und mit möglichst wenig Lösungsmittel auskommen. Darüber hinaus soll das Verfahren kostengünstig sein.
Die technischen Anforderungen an eine Kunstrasenfläche für Sportstätten sind in der DIN V 18035-7 (Vornorm) niedergelegt. Diese Norm gilt für eine Vielzahl von Sportarten, wie beispielsweise Fußball, Hockey, American Football oder Tennis.
Die Füllmaterialen müssen eine gewisse Resistenz gegen Befeuchtung und die daraus resultierende Auswaschung von insbesondere schwermetallhaltigen wässrigen Lösungen aufweisen, da die DIN V 18035-7 (Vornorm) vorsieht, daß zur Verbesserung der sport- und schutzfunktionellen Eigenschaften und zur Verringerung des Verschleißes eine Möglichkeit zur Befeuchtung der Kunstrasenfläche vorgesehen sein kann.
In der Tabelle 6, Zeile 19 der Norm ist festgelegt, daß elastische Füllstoffe beispielsweise aus EPDM-Vulkanisat und/oder Gummirezyklat bestehen können. Die Kornbandbreite soll zwischen 0,5 mm und 4 mm liegen, wobei der Anteil an Bestandteilen unter 0,5 mm geringer als 1 % sein soll. Die Kornform soll kantig geschnitten sein. Lösung
Gelöst werden die Aufgaben durch ein Verfahren des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen werden in den abhängigen Ansprüchen unter Schutz gestellt.
Die Aufgaben werden gelöst durch ein Mehrkomponentensystem zur Beschichtung von Gummigranulatkörpern in einem Wirbelschichtapparat, einem Feststoffmischer oder in einem Trommelmischer. Dieses System besteht aus einer
Bindemittelkomponente auf Epoxidharzbasis und einem Anhydridhärter. Die Vernetzungsreaktion kann mit verschiedenen Katalysatoren befördert werden.
Die Aushärtung der Beschichtung erfolgt in einem Temperaturbereich von 60 Grad Celsius bis 150 Grad Celsius, bevorzugt in einem Temperaturbereich von 80 Grad Celsius bis 120 Grad Celsius.
Die Erwärmung der Mischung kann auch durch Infrarotstrahler erfolgen, wobei die Erwärmung auch in einem zweiten Schritt erfolgen kann.
Darüber hinaus können nicht nur Gummipartikel, sonder auch Gummioberflächen oder Gummibeläge mit der erfindungsgemäßen Mischung beschichtet werden.
Zusammensetzung der Beschichtung
Die Bindemittelkomponente kann aus einem oder mehreren Epoxidharzen bestehen. Hierbei kommen die klassischen Bisphenol A-Harze, Bisphenol F-Harze, Bisphenol AF-Harze, cycloaliphatische Epoxidharze und Epoxidharze auf Basis von hydrierten Bisphenol A in Frage. Festharze können sinnvoll in Reaktivverdünnern, wie beispielsweise aliphatische Monogylcidylether, Cresylglycidylether, p-tert Butylphenol-glycidylether, Butandioldiglycidylether, Hexandioldiglycidylether, Thmethylolpropan-thglycydilether etc. und niedrigviskosen, flüssigen Epoxidharzen gelöst werden. Diese Bindemittelkomponente kann eine Mischung aus den genannten Stoffen sein, aber auch Pigmente, Füllstoffe, Additive, Alterungsschutzmittel, UV-Absorber, Lösemittel, Verlaufmittel, Katalysatoren enthalten. Vorzugsweise wird jedoch ein cycloaliphatisches Epoxidharz mit der Bezeichnung Epikote® Resin 760 der Fa. Hexion eingesetzt.
Der Anhydridhärter kann mit Maleinsäureanhydrid modifizierte Polymere unterschiedlicher chemischer Basis und bzw. oder
Methylhexahydrophthalsäureanhydrid (Epikure® Curing Agent 868, Fa. Hexion), Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid (Epikure® Curing Agent 866, Fa. Hexion) enthalten.
Unter mit Maleinsäureanhydrid modifizierten Polymeren versteht man Polyalkenylene, bevorzugt auf Basis von Butadien-1.3, Isopren, 2,3- Dimethylbutadien-1.3 und Chloropren.
Es können Homo- oder auch Copolymerisate der o. g. Monomere eingesetzt werden, bevorzugt sind aber Homopolymere, vor allem die des Butadien-1.3. Die Polyalkenylene können 1 ,4- oder 1 ,2-verknüpft sein. Es können aber ebenso Gemische aus 1 ,2- und 1 ,4-Verknüpfungen vorliegen, wobei die 1 ,4-Verknüpfung sowohl eis- als auch trans-Anordnungen einnehmen kann. Ganz besonders bevorzugt wird ein Polybutadien mit ca. 75 % 1 ,4-cis-, ca. 24% 1 ,4-trans- und ca. 1 % 1 ,2-Doppelbindungen eingesetzt (Polyöl Degussa). Des Weiteren können auch Polyalkenylene eingesetzt werden, die aus mindestens einem der o. g. monomeren Diene und einer oder mehreren Vinylverbindungen und/oder AI kenen aufgebaut sind. Geeignete Vinylverbindungen sind z. B. Styrole oder substituierte Styrole, Vinylether bzw. Acrylsäure- oder Methacrylsäureester. Geeignete Alkene sind z. B. Ethen, Propen, Buten oder iso-Buten. Auch natürliche Öle, wie Kokosöl, Palmöl, Ricinusöl, Olivenöl, Erdnussöl, Rapsöl, Sojaöl, Sonnenblumenöl, Mohnöl, Leinöl, Holzöl etc. können mit Maleinsäureanhydrid modifiziert werden.
Die mit Maleinsäureanhydrid modifizierten Polymere können 1 bis 20 Gewichtsprozent Maleinsäureanhydrid enthalten. Der bevorzugte Maleinsäureanhydridgehalt beträgt zwischen 7 und 14 Gewichtsprozent.
POLYVEST® OC 800 S stellt ein mit Maleinsäureanhydrid - modifiziertes Polyöl 110 der Degussa dar und ist unter diesem Namen bei der Evonik Degussa GmbH erhältlich.
POLYVEST® OC 800 S enthält statistisch verteilte Bernsteinsäureanhydrideinheiten. Das ursprünglich apolare Polybutadien wird dadurch polarer und für verschiedene chemische Reaktionen zugänglich. POLYVEST® OC 800 S weist gute elektrische
Isoliereigenschaften und Tieftemperatureigenschaften auf. POLYVEST® OC 800 S ist löslich in Aliphaten, Aromaten, Ethern und verträglich mit langöligen Alkydharzen, Kolophonium, Harzestern und Zink-Resinaten. Es kann als Vernetzerkomponente in 2K-Systemen, als polymerer Kreideaktivator für Kautschuk-, insbesondere für EPDM- Mischungen und für wasserlösliche, oxidativ trocknende Bindemittel eingesetzt werden.
Die Härterkomponente kann wahlweise lösemittelfrei bzw. lösemittelhaltig als Klarlack oder gefülltes System formuliert werden.
Als weitere Komponenten können daher der Härterkomponente optional noch organische und/oder anorganische Pigmente, Netzmittel, Dispergiermittel, Gleitmittel, organische und/oder anorganische Füllstoffe, Antioxidantien, UV-Absorber, UV- Stabilisatoren, IR-Absorber, Fliesshilfsmittel oder Verlaufshilfsmittel beigefügt werden.
Als Lösungsmittel können in der Lackindustrie üblichen Lösungsmittel verwendet werden, wie beispielsweise Ester aus organischen Carbonsäuren und aliphatischen Alkoholen, wie beispielsweise Ethylacetat, Propylacetat, Butylacetat oder Methoxypropylacetat.
Die Verwendung von aliphatischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen, Ketonen und Ethern ist gleichfalls möglich.
Zur Beschleunigung der Vernetzungsreaktion können Katalysatoren eingesetzt werden.
Diese Katalysatoren können als dritte Komponente der Mischung aus Bindemittel- und Härterkomponente vor der Applikation zugegeben werden.
Eine Beimischung zur Bindemittel- oder Härterkomponente ist auch möglich. Tertiäre Amine wie beispielsweise Triethylamin, Cyclohexyldimethylamin, Benzyldimethylamin, N-Methylimidazol, organische Titanate, Zirkonate, Zink- und Wismutcarboxylate können als Katalysatoren eingesetzt werden.
Bindemittelkomponente
Härterkomponente Mischungsverhältnis
Katalysator
Als zu beschichtende Partikel werden Gummipartikel verwendet, die vorzugsweise durch Wiederaufbereitung von Altreifen gewonnen werden. Die Größe der Gummipartikel liegt zwischen 0,1 mm und 10 mm, bevorzugt zwischen 0,5 mm und 7,5 mm und besonders bevorzugt zwischen 0,4 mm und 4 mm.
Da die Gummipartikel, bedingt durch den Herstellungsprozess, keine regelmäßige Form aufweisen, sind die obigen Werte nur als Anhaltspunkte zu verstehen.
Die Dicke der Beschichtung liegt zwischen 1 μm und 100 μm, bevorzugt zwischen 2 μm und 50 μm und ganz besonders bevorzugt zwischen 5 μm und 25 μm.
Da die Gummipartikel, bedingt durch den Herstellungsprozess, keine regelmäßige Form aufweisen, sind die obigen Werte nur als Anhaltspunkte zu verstehen. Insbesondere können durch Füllung von Kavitäten der Gummipartikel lokal deutlich dickere Beschichtungen entstehen.
Die Komponenten können vorgemischt oder über eine
Mehrkomponentenmischanlage, wie beispielsweise eine 2K-Misch- und Spritzanlage aufgebracht werden. Das zur Beschichtung nötige Lackmaterial, bestehend aus A-, B- und Katalysatorkomponente, kann einmalig oder in mehreren Schritten aufgetragen werden. Nach der Aufgabe jeder einzelnen Schicht kann sofort weiter beschichtet werden oder ein Vernetzungsschritt (Zeit, Erwärmung) dazwischengeschaltet werden.
Durchführung der Erfindung
Eine Mischung A aus einem
• cycloaliphatischen Epoxidharz, wobei zwischen 10 Gewichts-% und 80 Gewichts-% cycloaliphatisches Epoxidharz, bevorzugt zwischen 20 Gewichts-% und 40 Gewichts-% cycloaliphatisches Epoxidharz und ganz besonders bevorzugt 30 Gewichts-% cycloaliphatisches Epoxidharz eingesetzt werden,
• Silikonöl in Mengen zwischen 0,1 Gewichts-% und 5,9 Gewichts-%,
• einem Netz- und Dispergiermittel in Mengen zwischen 0,1 Gewichts-% und 2,9 Gewichts-%, • Antioxidans
• Bariumsulfat, wobei zwischen 1 Gewichts-% und 50 Gewichts-% Bariumsulfat, bevorzugt zwischen 20 Gewichts-% und 45 Gewichts-% Bariumsulfat und ganz besonders bevorzugt zwischen 30 Gewichts-% und 40 Gewichts-% Bariumsulfat eingesetzt werden,
• Titandioxid,
• weiteren Pigmenten,
• Lösungsmittel, ca. 10 Gewichts-% - 20 Gewichts-% (Die weiteren Komponenten ergänzen zu 100 Gewichts-%) und eine Mischung B aus einem
• aliphatischen Anhydrid, wobei zwischen 1 Gewichts-% und 50 Gewichts-% aliphatisches Anhydrid, bevorzugt zwischen 5 Gewichts-% und 20 Gewichts-% aliphatisches Anhydrid und ganz besonders bevorzugt zwischen 5 Gewichts-% und 15 Gewichts-% aliphatisches Anhydrid eingesetzt werden und
• einem MSA-modifizierten Polybutadien, wobei zwischen 99 Gewichts-% und 50 Gewichts-% MSA-modifiziertes
Polybutadien, bevorzugt zwischen 90 Gewichts-% und 65 Gewichts-% MSA- modifiziertes Polybutadien und ganz besonders bevorzugt 85 Gewichts-% MSA-modifiziertes Polybutadien eingesetzt werden
werden im Verhältnis von 10 Gewichtsteile Mischung A zu 1 Gewichtsteil Mischung B bis 1 Gewichtsteil Mischung A zu 10 Gewichtsteile Mischung B gemischt, mit Katalysator versetzt und bei 80 Grad Celsius bis 120 Grad Celsius in einen Trommelmischer mit dem Gummigranulat gemischt. Es ist ferner möglich andere Mischungsverhältnisse einzustellen und auf die Vormischung der Beschichtungskomponenten zu verzichten und sie gleichzeitig zu dem vorgelegten Gummigranulat zuzugeben. Die bevorzugten Mischungsverhältnisse sind in der Tabelle angegeben.
Herstellung der Mischung A
Die A-Mischung wird wie folgt hergestellt:
• 30,3 Gewichts-% Epikote Resin 760 (Cycloaliphatisches Epoxydharz, Hexion),
• 1 ,4 Gewichts-% Tegomer E-Si 2330 (Siliconöl, Evonik Degussa GmbH),
• 12 Gewichts-% Methoxypropylacetat (Lösungsmittel), • 0,4 Gewichts-% Tego Dispers 650 (Netz- und Dispergiermittel, Evonik Degussa GmbH),
• 32,9 Gewichts-% Blanc fixe micro (Füllstoff Bariumsulfat, Sachtleben),
• 15 Gewichts- % Kronos 2190 (Pigment TiO2, Kronos), • 0,5% Gewichts-% Heliogengrün L 8730 (Pigment, BASF),
• 6,5% Gewichts-% Hostapermgelb H5G (Pigment, Clahant),
• 1 Gewichts-% Wingstay L (Antioxidant; Fa. Eliokem)
werden dispergiert und in einer Perlmühle gemahlen bis die entsprechende Kornfeinheit erreicht wird.
Herstellung der Mischung B
Die B-Mischung wird unter Stickstoff hergestellt und gelagert. Dabei werden
• 15 Gew.-Teile Epikure Curing Agent 868 (Aliphatisches Anhydrid, Fa. Hexion) mit
• 85 Gew.-Teilen Polyvest EP OC 1000 S (spezielles MSA-modifiziertes Polybutadien von Evonik
unter Rühren vermischt, bis eine homogene Formulierung entstanden ist.
Die erfindungsgemäßen Formulierungen weisen hervorragende Eigenschaften auf, wie beispielsweise Abriebwerte vor und nach Belichtung und Bewitterung, Elastizität vor und nach Belichtung und Bewitterung, und sind stabil gegenüber Bewitterungseinflüssen. Darüber hinaus weisen die erfindungsgemäßen Formulierungen eine hervorragende Farbstabilität nach Belichtung und Bewitterung auf sowie eine hervorragende Stabilität bei Temperaturwechselbelastung auf und bei Belastung mit hohen Temperaturen, beispielsweise bei 50 Grad Celsius über 4 Wochen. Außerdem trocknen die erfindungsgemäßen Formulierungen leicht ab.
In einer weiteren Ausführungsform können die erfindungsgemäßen rieselfähigen Partikel, beispielsweise vor Ort, mit einer klebenden oder polymerisierenden oder vernetzenden Schicht versehen werden, die es erlaubt, die Partikel in eine beliebig geformte Matrix zu gießen und auszuhärten. Als Polymermatrix können Polyurethanharze oder Epoxidharze verwendet werden. Durch unterschiedliche Einfärbungen von Matrix und Gummigranulat können beliebige Farbeffekte realisiert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Beschichtung von Gummipartikeln,
dadurch gekennzeichnet, daß man
eine Mischung A aus einem
aliphatischen Anhydrid, einem MSA-modifizierten Polybutadien,
mit einer Mischung B aus einem
cycloaliphatischen Epoxidharz,
Silikonöl, einem Netz- und Dispergiermittel,
Antioxidans
Bariumsulfat, Pigmenten,
Lösungsmittel und
Katalysator
in einem Trommelmischer mit den Gummipartikeln mischt und bei 80 Grad Celsius bis 120 Grad Celsius aushärtet.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, daß
man das Verfahren in einem Wirbelschichtreaktor durchführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, daß
man das Verfahren in einem Feststoffmischer durchführt.
4. Beschichtete Gummipartikel, erhältlich nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 3.
5. Verwendung der beschichteten Gummipartikel nach Anspruch 4 zum Bau von Sportstätten.
6. Verwendung der beschichteten Gummipartikel nach Anspruch 4 als Einstreu für Kunstrasen.
7. Kunstrasen,
dadurch gekennzeichnet, daß
er mit beschichteten Gummipartikeln nach Anspruch 4 gefüllt ist.
8. Verwendung der beschichteten Gummipartikel nach Anspruch 4 als Element im Landschaftsbau.
9. Verwendung der beschichteten Gummipartikel nach Anspruch 4 als Füllstoff zur Herstellung von Belägen, indem man das beschichtete Gummipartikel in eine Polymermatrix einbringt und die Polymermatrix aushärtet.
10. Beschichteter Gummi, erhältlich nach einem Verfahren der Ansprüche 1 bis 3.
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