PL200752B1 - Sposób wytwarzania materiałów termoizolacyjnych z odpadów poli(tereftalanu etylenu) - PET - Google Patents

Abstract

Sposób polegający na rozdrobnieniu tworzywa PET zawierającego do 40% wagowych zanieczyszczeń, zmieszaniu z substancją wiążącą w postaci kleju chemoutwardzalnego lub termoutwardzalnego i prasowaniu w formach charakteryzuje się tym, że surowiec stanowi odpad bezpośrednio ze składowiska na przykład komunalnego w postaci opakowań z tworzywa PET o grubości ścianek powyżej 0,25 mm, a uzyskany granulat w kształcie płatków o gęstości pozornej 170 - 400 kg/m3 w ilości, co najmniej 60% wagowych otrzymanego wyrobu zagęszcza się w trakcie prasowania do gęstości 200 - 715 kg/m3. Sposób pozwala na uzyskanie wyrobów posiadających jednocześnie zdolności do przesiąkania wodą i/lub paroprzepuszczalnych.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania materiałów termoizolacyjnych z odpadów poli(tereftalanu etylenu) - PET, zdolnych do przesiąkania wodą i/lub paroprzepuszczalnych.

Znane są różnego rodzaju materiały przeznaczone do wykonywania termoizolacji np. w budownictwie. Zaliczyć do nich można porowate, ceramiczne materiały np. keramzyt, surowce pochodzenia naturalnego takie jak: drewno i trociny, trzcinę, korek, watę celulozową i szeroką grupę materiałów uzyskiwanych z polimerów syntetycznych. W tej ostatniej znany jest i powszechnie stosowany spieniony polistyren - ekspandowany i spiekany w formach styropian lub o wyższej wytrzymałości, na zginanie i działanie sił ściskających, spieniony polistyren uzyskiwany w procesie wytłaczania porującego. Znany i stosowany jest spieniony poliuretan - sztywny, o wyjątkowo korzystnym współczynniku przewodnictwa cieplnego oraz w postaci pianki o gorszych właściwościach termoizolacyjnych, ale posiadającej też właściwości dźwiękochłonne. Przemysłowe wyroby ocieplające wytwarza się też ze spienionego polietylenu, polipropylenu i poli(chlorku winylu). Znane są technologie, w których otrzymuje się płyty termoizolacyjne w ramach recyklingu materiałowego, ze stopionej mieszaniny różnych tworzyw termoplastycznych po dodaniu do niej poroforów głównie chemicznych. Znane są również powszechnie stosowane płynowe lub zbelowane wyroby ocieplające wykonane z wełny mineralnej, wełny szklanej i wielu innych materiałów posiadających strukturę porowatą.

Z wyżej wymienionych materiałów część stanowią materiały niepalne, inne palą się lub są samogasnące, nasiąkają wodą lub korzystnie dla izolacyjności nie nasiąkają nią a inne mogą wodę po zawilgoceniu (zalaniu) utrzymywać, pogarszając właściwości termoizolacyjne lub ją bardzo szybko odprowadzać, zwłaszcza gdy są źle nią zwilżalne. Wyroby charakteryzujące się małą odpornością na działanie sił zginających takie jak: wełna szklana i mineralna, wata celulozowa nasączona solami boru, granulat ze spienionych tworzyw termoplastycznych i płyty styropianowe o małej gęstości nadają się do wytwarzania ociepleń w przestrzeniach, gdzie takie oddziaływania nie występują. Inne materiały termoizolacyjne do których zaliczamy np. płyty ze sztywnej pianki poliuretanowej, ekspandowany polistyren - styropian o gęstości powyżej 40 kg/m³ polistyren spieniony podczas wytłaczania znany pod nazwą ekstrudowany, nadają się do ocieplania wylewek betonowych podłóg i zewnętrznych ścian elewacyjnych budynków, dzięki korzystnym właściwościom wytrzymałościowym.

Innym znanym surowcem stosowanym do otrzymywania materiałów termoizolacyjnych jest odpadowy poli(tereftalan etylenu) - PET. Z materiałów informacyjnych firmy Eastmah Chemicals i Martin - Color - Fi wynika, iż wytwarzają z butelek PET włókna cięte, które od 1991 roku stosuje się jako techniczny materiał izolacyjny. Wydajność energetyczna takiej izolacji jest większa niż izolacji z włókna szklanego. Inny znany materiał izolacyjny typu „sandwich uzyskuje się w ten sposób, że skędzierzawione, puchowe włókna otrzymywane z recyklingu butelek z PET umieszcza się pomiędzy dwoma warstwami folii. Materiał ten pod nazwą handlową „Puffiber jest stosowany do izolacji w zimie dużych obiektów budowlanych, w których należy utrzymywać temperaturę około 18°C. Inne rozwiązanie dotyczące wytwarzania spienionych płyt izolacyjnych na bazie PET w ramach jego recyklingu, polega na jego możliwie drobnym zmieleniu, stopieniu oraz dodaniu do stopu czynnika spieniającego i stabilizatora pianek. Uformowane płyty mają te same właściwości izolacyjne, co spieniony polistyren, ale przewyższają go większą odpornością na zapalenie. W czasie spalania nie emitują też tak silnego zanieczyszczenia jak polistyren. Wszystkie znane i stosowane dotychczas w procesach recyklingu PET procesy technologiczne wymagają wielu jednostkowych procesów takich jak np. dokładna segregacja odpadowych tworzyw, mycie ich i suszenie, usuwanie etykiet i kleju, separacja frakcji recyklatu granulatu, aglomeracja, proces energochłonnego uplastyczniania, wytłaczania i cięcia - uzyskania regranulatu, przędzenia lub ekspandowania.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania materiałów termoizolacyjnych z odpadów poli(tereftalanu etylenu) - PET w postaci bloków, płyt, prefabrykatów, posiadających jednocześnie zdolności do przesiąkania wodą i/lub paroprzepuszczania na bazie odpadów poprodukcyjnych i poużytkowych poli(tereftalanu etylenu) takich jak folie, wytłoczki, taśmy, butelki, z pominięciem wszystkich dotychczasowych zabiegów związanych z oczyszczaniem pozyskiwanego surowca odpadowego.

Istotą sposobu według wynalazku jest to, że surowiec stanowi odpad bezpośrednio ze składowiska na przykład komunalnego w postaci opakowań z poli(tereftalanu etylenu) - PET o grubości ścianek powyżej 0,25 mm a uzyskany granulat w kształcie płatków o gęstości pozornej 170 - 400 kg/rm' w ilości co najmniej 60% wagowych otrzymanego wyrobu zagęszcza się w trakcie prasowania do uzyskania gęstości wyrobu w granicach 200 - 715 kg/m3.

PL 200 752 B1

Sposób według wynalazku pozwala na uzyskanie wyrobów o właściwościach termoizolacyjnych a jednocześnie paroprzepuszczalnych i wodoprzesiąkliwych. Pojawienie się tych właściwości wynika z obecności w strukturze materiału powietrza, będącego dobrym izolatorem oraz na wskroś usytuowanych kanalików umożliwiających paroprzepuszczalność i wodoprzepuszczalność, a skutecznie utrudniających szybkie przenikanie energii cieplnej. Dzięki odpowiednio dobranej gęstości pozornej surowca i jego ilości w zależności od potrzeb można otrzymywać wyrób o właściwościach termoizolacyjnych, zdolny do przesiąkania wodą, oraz paroprzepuszczalny, a właściwości te mogą być regulowane. Mogą to być wyroby w postaci bloków przeznaczonych do cięcia na płyty bądź formowane od razu płyty lub prefabrykaty budowlane. Otrzymywane tą drogą tworzywa mają nieporównywalną ze styropianem odporność na działanie sił ściskających i zginających, co ma ogromne znaczenie przy ocieplaniu np. wylewek podłóg hal przemysłowych.

Produkt według wynalazku zwłaszcza odporny na ściskanie jest pożądany w technologiach docieplania fundamentów - piwnic budynków, gdyż umożliwia spływanie wód opadowych do drenażu. Do tej pory stosowało się w takich przypadkach płyty sączące wykonywane z pojedynczych kulek ze spienionego polistyrenu połączonych bitumitem.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładach wykonania w których do otrzymywania płyt jako substancję wiążącą stosowano żywice epoksydowe, żywice mocznikowo-formaldehydowe i poliuretanowe w ilościach 10-20% w przeliczeniu na masę odpadową, rozcieńczane rozpuszczalnikami stosowanymi w ilości 10% w przeliczeniu na substancję wiążącą.

P r z y k ł a d 1

Płytę wykonano z granulatu o gęstości pozornej 170 kg/m³, pochodzącego w 100% wagowych z opakowań z tworzywa PET o grubości ścianek powyżej 0,25 mm. Przy zagęszczeniu w trakcie prasowania w formach do uzyskania gęstości wyrobu wynoszącej 200 kg/m3, otrzymano płytę o następujących parametrach: współczynniku przewodzenia ciepła λ < 83 [mW/m K], dobrej wodoprzesiąkliwości (Wp) i paroprzepuszczalności (Pp) oraz wodonasiąkliwości (Wn) powyżej 8%.

Przy dalszym prasowaniu do uzyskania gęstości wyrobu 500 kg/mr³, uzyskano płytę o λ = około 85 [mW/m K] oraz nieco gorszych parametrach Wp, Pp, Wn.

P r z y k ł a d 2

Płytę wykonano z granulatu o gęstości pozornej 240 kg/rm', pochodzącego w 60% wagowych z opakowań z tworzywa PET o grubości ścianek powyżej 0,25 mm. Przy prasowaniu do uzyskania gęstości wyrobu wartości 270 kg/m' uzyskano płytę o λ > 85 [mW/m K], o dobrych parametrach: Wn i Pp nieco gorszym Wp, w przypadku gęstości otrzymanego wyrobu wynoszącej 450 kg/m' uzyskano płytę o λ = 90 [mW/m K] oraz nie posiadającą korzystnych wartości parametrów Ww, Pp i Wn.

P r z y k ł a d 3

Płytę wykonano z granulatu pochodzącego w 60% wagowych z opakowań z tworzywa PET o grubości ścianek powyżej 0,25 mm, o gęstości pozornej granulatu wynoszącej 180 kg/m³.

Przy formowaniu do gęstości wyrobu = 217 oraz 310 kg/m' uzyskano wyrób o λ < 83 [mW/m K] i posiadający pożądane parametry Wp, Pp oraz Wn, zaś przy formowaniu do gęstości wyrobu = 420 kg/m' λ = 85 [mW/m K], przy równocześnie dobrych parametrach Wn i Pp oraz nieco gorszym Wp.

Dla porównania wykonano sposobem według wynalazku płyty z płatków z płaskich folii o grubościach kolejno: 0,20 mm, 0,25 mm i 0,30 mm. Wszystkie uzyskane wyroby płytowe przeznaczone do badań posiadały współczynnik przewodzenia ciepła λ > 90 [mW/m K] oraz nie posiadały interesujących wartości parametrów oznaczonych symbolami Wp, Pp oraz Wn.

Claims (1)

1. Sposób wytwarzania materiałów termoizolacyjnych z odpadów poli(tereftalanu etylenu) - PET, polegający na rozdrobnieniu tworzywa PET zawierającego do 40% wagowych zanieczyszczeń, zmieszaniu z substancją wiążącą, korzystnie w postaci kleju chemoutwardzalnego lub termoutwardzalnego i prasowaniu w formach, znamienny tym, że surowiec stanowi odpad bezpośrednio ze składowiska na przykład komunalnego w postaci opakowań z tworzywa PET o grubości ścianek powyżej 0,25 mm a uzyskany granulat w kształcie płatków o gęstości pozornej 170 - 400 kg/m3 w ilości co najmniej 60% wagowych otrzymanego wyrobu zagęszcza się w trakcie prasowania do uzyskania gęstości wyrobu 200 ^- 715 k^g/m³.