NL9301388A

NL9301388A - Samengesteld uitgangsmateriaal met vlakken.

Info

Publication number: NL9301388A
Application number: NL9301388A
Authority: NL
Original assignee: Basf Ag
Priority date: 1992-08-11
Filing date: 1993-08-10
Publication date: 1994-03-01
Also published as: DE4226516A1; CH685437A5

Description

Samengesteld uitgangsmateriaal met vlakken

De uitvinding heeft betrekking op een samengesteld uitgangsmateriaalmet vlakken uit een polypropeen-matrix en versterkende vezelmatten.

Samengestelde uitgangsmaterialen uit met glasmatten versterkt poly-propeen (GMPP) worden in toenemende mate in de automobielsektor als bouw¬delen in het niet zichtbare gebied gebruikt. Er werd ook reeds voorge¬steld om bij de bereiding van GMPP hergebruikt materiaal uit afval van deGMPP-verwerking toe te voegen, om deze voor een opnieuw gebruiken toe tevoeren.

Er werd nu gevonden dat ook hergebruikte doppen van drankflessen opbasis van polypropeen geheel of gedeeltelijk als thermoplast-matrix bijde bereiding van GMPP kunnen worden gebruikt.

Onderwerp van de uitvinding is derhalve een samengesteld uitgangs¬materiaal met vlakken uit een polypropeen-matrix met versterkende vezel¬matten, waarbij ten minste 5 gew.#, bij voorkeur ten minste 20 gew.% vande matrix uit hergebruikte doppen van drankflessen bestaat.

Verrassenderwijze bleek dat de doppen van drankflessen zonder inge¬wikkelde voorbehandeling rechtstreeks als matrix bij de bereiding vanGMPP kunnen worden gebruikt en dat de gevormde delen die uit het samenge¬stelde uitgangsmateriaal volgens de uitvinding werden gemaakt slechtsiets slechtere eigenschappen bezitten dan die uit samengestelde uitgangs¬materialen met een verse polypropeen-matrix.

Een voorbeeld van doppen van drankflessen zijn doppen van Coca-Cola-f lessen. Het gaat om schroef doppen, die samen met de lege flessen wordenteruggegeven en verzameld. Deze bestaan uit polypropeen, dat voor hetweekmaken 4-15 gew.# etheen in de vorm van polymeerblokken bevat, diedaarin zijn gepolymeriseerd. Voor het vergroten van de ondoorlatendheidvoor gas bevat de dop in het algemeen een laag van een etheen/vinyl-acetaat-copolymeer met een vinylacetaat-gehalte van 4-15 gew.%, die tot20# van het gewicht daarvan kan bedragen.

De doppen van drankflessen kunnen in principe zonder voorbehandelingrechtstreeks als matrixmateriaal voor de bereiding van de samengesteldeuitgangsmaterialen worden gebruikt; het is echter doelmatig om ze eerstdoor eenvoudig wassen te reinigen en tot een optimale deeltjesgrootte vanongeveer 1-10 mm te verkleinen. Dit kan in eenvoudige hamermolens ofsnijmolens gebeuren, waarbij het stortvolume van ongeveer 150 kg/m3 totongeveer 400 kg/m3 toeneemt.

Tijdens het smelten in de extrudeerinrichting kan - indien noodzake- lijk - de viscositeit van het hergebruikte polypropeen worden verminderd,doordat men het aan een peroxidische afbraak in de smelt onderwerpt,waarbij de smeltindex MFI bijvoorbeeld van ongeveer 7 op 10 tot 500(230®C, 2,16 kg) wordt vergroot.

In principe is het mogelijk om de hele polypropeen-matrix uit herge¬bruikt materiaal te maken, het is echter in veel gevallen doelmatig omvers polypropeen bij te mengen. Bij voorkeur heeft de matrix dan de vol¬gende samenstelling; A. 5-100 gew.% hergebruikte doppen van drankflessen, B. 0- 95 gew.Ji vers polypropeen, C. 0- 80 gew.% van een van B verschillende thermoplast, D. 0-70 gew.# hergebruikt, met vezels versterkt polypropeen.

Als vers polypropeen B komt niet alleen een homopolymeer in aanmer¬king, maar ook copolymeren of entpolymeren van propeen.

Thermoplasten C die de voorkeur hebben zijn polyamide, polyetheen,polycarbonaat en polybuteentereftalaat.

Het hergebruikte materiaal D kan uit afval van de GMPP-verwerkingbestaan, of uit opgewerkte spuitgietdelen.

De matrix voor het samengestelde uitgangsmateriaal volgens de uit¬vinding wordt afhankelijk van de samenstelling bij temperaturen tussen180 en 26Ο°C gesmolten. Daarbij kunnen de gebruikelijke toevoegsels,zoals stabilisatoren, hulpmiddelen bij het stromen en kleurstoffen, wor¬den toegevoegd.

Daarna wordt de smelt met versterkende vezelmatten samengevoegd, bijvoorkeur in een dubbelbandpers, zoals in DE-B-2.948.235 wordt beschreven.Als versterkende vezels worden bij voorkeur glasvezels gebruikt, men kanechter ook koolstofvezels en natuurvezels, b.v. uit sisal of jute, ge¬bruiken. Glasvezelmatten hebben gewoonlijk een gewicht per eenheid vanoppervlakte van 200 tot 1200 g.m'2; het glasvezelgehalté van het samen¬gestelde uitgangsmateriaal bedraagt bij voorkeur 20 tot 60 gewDevezelmaten kunnen in genaaldprikte vorm en/of door kunsthars gebondenworden gebruikt.

De samengstelde uitgangsmaterialen volgens de uitvinding kunnenworden uitgesneden en volgens gebruikelijke werkwijzen door persen ofdieptrekken bij temperaturen boven het verwekingstraject van de thermo¬plast tot vormdelen worden verwerkt, die b.v. in de automobielindustrie,bij de machi-nebouw en voor huishoudelijke apparaten worden gebruikt.

De in de voorbeelden genoemde delen en procenten hebben betrekkingop het gewicht.

Voorbeeld I

a) Twee versterkende vezelmatten met een oppervlakte-gewicht van ieder340 g.m"2, bestaande uit met hars gebonden, continu verlegde glasvezels,werden met een smeltfilm, bestaande uit 50 delen verkleind hergebruikt materiaal (bestaande uit 90% polypropeenmet 7% etheen-eenheden en 10% etheenvinylacetaat-copolymeer met 8%vinylacetaat-eenheden) 50 delen vers polypropeen (MFI 70, 230*C; 2,l6 kg) 2 delen van een stabilisator-lading op basis van een mengsel uit eensterisch gehinderd fenolderivaat, een sterisch gehinderd triaryl-fosfaat en dialkylesters van thiopropionzuur in polypropeen1,5 delen van een lading roet (30% roet) op een dubbelbandpers tot een in de vorm geperst halffabrikaat met eenglasgehalte van 30% en een dikte van 2,0 mm verwerkt. De smelttemperatuurbij het mondstuk van de extrudeerinrichting bedroeg 220®C, de temperatuurvan de hete perszone 230eC, de koelperszone werd met water gekoeld. Het• op die wijze bereide halffabrikaat werd in een kontaktoven boven desmelttemperatuur van de matrix verhit, in een op 40°C afgekoelde persvormovergebracht en daar verdicht.

b) Proef a werd herhaald, waarbij echter 100 delen vers polypropeen zon¬der hergebruikt materiaal werden gebruikt.

c) De mechanische eigenschappen van de verdichte vormdelen werden geme¬ten:

Voorbeeld II

Twee versterkende vezelmatten, bestaande uit genaaldprikte gesnedenglasvezelmatten met een oppervlakte-gewicht van 660 g.m"2, werden met driegesmolten films van het verkleinde hergebruikte materiaal van voorbeeld Iop een dubbelbandpers tot een vloei-pers-halffabrikaat verwerkt. Bij hetsmelten van het hergebruikte materiaal werd dit door toevoegen van per¬oxide van een smeltindex van 7,8 tot 70 (230®C, 2,16 kg) opgebouwd; erwerden dezelfde hoeveelheden stabilisator en roet als in voorbeeld I

toegevoegd.

De smelttemperatuur aan het mondstuk van de extrudeerinrichtingbedroeg 220°C, de temperatuur van de hete perszone van de dubbelbandpersbedroeg 230°C, de koelperszone werd met water van kamertemperatuur ge¬koeld.

Men liet de aftreksnelheid tussen 0,5 to/min en 4 m/min variëren. Dedikte van het verkregen halffabrikaat ligt bij 3>8 m® bij een glasgehaltevan 30 gew.J».

Mechanische eigenschappen van het geperste halffabrikaat (opwarm-temperatuur 210°C, halffabrikaat van 3t8 mm tot 2 mm samengeperst ondergelijktijdig vloeien):

Treksterkte (getest volgens EN 61) 52 MPa

Elasticiteitsmodulus (EN 61 0,05-0,5 % rek) 4200 MPa

Claims

1. Samengesteld uitgangsmateriaal met vlakken uit een polypropeen-matrixen versterkende vezelmatten, met het kenmerk, dat ten minste 5 gew.% vande matrix uit hergebruikte doppen van drankflessen bestaat.

2. Samengesteld uitgangsmateriaal met vlakken volgens conclusie 1, methet kenmerk, dat de matrix de volgende samenstelling heeft: A. 5"100 gew.% hergebruikte doppen van drankflessen B. 0-95 gew.% vers polypropeen C. 0- 80 gew.% van een van B verschillende thermoplast, D. 0- 70 gew.% hergebruikt, met vezels versterkt polypropeen.

3. Samengesteld uitgangsmateriaal met vlakken volgens conclusie 1 of 2,met het kenmerk, dat het hergebruikte materiaal A de volgende samenstel¬ling heeft: 80-100 gew.# van een heterofase polypropeen/polyetheen-copolymeer met 4-15 gew.% ethyleen-eenheden 20- 0 gew.% van een etheen/vinylacetaat-copolymeer met 4-15 gew.% vinylacetaat-eenheden.

4. Samengesteld uitgangsmateriaal met vlakken volgens conclusie 1 of 2,met het kenmerk, dat de versterkende vezels glasvezels zijn en het glas-vezelgehalte 20-60 gew.% bedraagt.

5· Werkwijze voor de bereiding van het samengestelde uitgangsmateriaalmet vlakken volgens conclusie 1-4, met het kenmerk, dat de doppen van dedrankflessen, eventueel na reinigen en verkleinen, in een extrudeer-inrichting worden gesmolten, daarbij eventueel met verdere matrixbestand-delen B, C en D worden gemengd en de smelt samen met versterkende vezel¬matten wordt geperst.