WO1993003089A1 - Aufbereitung und weiterverwendung von lackschlamm - Google Patents

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WO1993003089A1
WO1993003089A1 PCT/EP1992/001748 EP9201748W WO9303089A1 WO 1993003089 A1 WO1993003089 A1 WO 1993003089A1 EP 9201748 W EP9201748 W EP 9201748W WO 9303089 A1 WO9303089 A1 WO 9303089A1
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paint
coagulate
sludge
polyurethane
expanded polyurethane
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PCT/EP1992/001748
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Helmut Pelzer
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Hp-Chemie Pelzer
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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
    • C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
    • C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
    • C08J11/06—Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions
    • C08J11/08—Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions using selective solvents for polymer components
    • 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
    • C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
    • 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the invention relates to a process for the preparation of paint sludge from the disposal of paint spray booths by drying at elevated temperature and the further use of the dried paint sludge coagulate for the production of molded parts in automobile construction or for the recovery of the paint content by extraction.
  • a number of neutral and alkaline products are available for coagulating conventional paints, especially those used in the automotive industry.
  • To coagulate i.e. In order to detack the paint particles and to achieve agglomeration to form a coagulate that can be discharged, powder or liquid alkaline and neutral products have been added to the water circulating in the paint spray booths and connected lines and units.
  • DE 34 21 257 C2 discloses one-component formulations for detackifying, precipitating and coagulating stone chip and underbody protection on the basis of waxes, wax-like plastics and plastic dispersions and also synthetic resin lacquers in wet separators of spray painting systems with the achievement of a floating lacquer sludge and their use.
  • An essential component of the formulations are polyurethane foam powder. Drying and possibly reusing the coagulum is not suggested.
  • EP-0 376 020 A2 relates to powder from paint residues, which is obtained by removing the water and the organic solvents from the paint residue and pulverizing the filter cake thus obtained. A method for producing a filled, aqueous, sprayable dispersion using this powder is also described. This dispersion can be used for coating metal surfaces or surfaces of alloys.
  • DE 30 18 506 C2 discloses a process for reusing aqueous paint sludges.
  • the sludge is broken up into particles in order to obtain individual semi-solid pieces with a size of not more than 1 cm.
  • the particles are ground and compressed into a coherent, porous, gas-permeable solid.
  • AI materials are described on the basis of synthetic resins that can be used for painting, which are produced from the still reactive paint wastes that occur during painting, which after extensive separation of the liquid constituents at low temperature with additives are mixed in an amount of 5 to 90 wt .-% and cured.
  • These materials preferably contain vibration-damping materials, e.g. B. expanded clay, and are particularly useful as anti-drumming and cladding materials in or on the motor vehicle.
  • the materials thus serve as anti-drumming materials to reduce the transmission of mechanical vibrations to the most restrictive body parts. Accordingly, the materials are applied to floor panels, doors, hoods and petrol tanks. In order to achieve sufficient damping values, layers of a certain thickness are required, which according to the technical teaching are between 1.8 and 3 mm.
  • US Pat. No. 4,699,730 describes the coagulation of paint residues by means of silicate additives in the wash water. Bentonites and kaolinite, among others, are used as such additives.
  • EP 0 402 573 A2 discloses a process for the production of bituminous products using lacquer slurries in the form of foils, sheets or plates.
  • DE 31 50 718 A1 is referred to, from which it is known to mix reactive paint waste after dewatering at low temperatures with additives and to process vibration-damping plates.
  • DE 39 36 974 C1 relates to the processing of paint sludge coagulate into shape-retaining objects, the initially aqueous paint coagulate being dewatered by the action of the mass and then with partial retention of the reactivity of the Binder is dried and mixed with fibers. The coagulate is then pressed in a compression molding tool under the action of heat and pressure to form a dimensionally stable object.
  • DE 35 25 254 C1 relates to the reprocessing of lacquer waste in still uncrosslinked form in an aqueous dispersion and the use thereof as heat-curable deadening materials.
  • the use of inorganic carrier materials has established itself as a coagulating agent in the aforementioned publications.
  • DE-A-37 39 224.7 describes a process for the coagulation of paints or varnishes by using powdered expanded polyurethane as a coagulating agent.
  • the lacquer sludge coagulate is dried or centrifuged after being removed from the collection container, which reduces the volume and makes the paint pelletizable, which facilitates its removal.
  • the object of the present invention is to supply the paint sludge previously disposed of on an industrial scale by combustion / carbonization or landfill, by appropriate processing, for further use, in particular in the automotive sector.
  • the above-mentioned object is achieved by a combined method for the preparation of paint sludge from the disposal of paint spray booths containing powder-coated, expanded polyurethane coated with paint particles by drying the paint sludge at a temperature in the range from 50 to 200 ° C. and further using the coagulum thus obtained as an additive in acoustically active moldings.
  • Lacquer sludge in the sense of the present invention contains in particular the paint oversprays that occur in the automotive industry of the various paints used for the body, in particular fillers, base-coat, clear-coat and solid-color paints, but also generally those in the case of customary paint or Exposure procedure z.
  • paint sludge such as is obtained according to DE-A-37 39 224.7
  • paint sludge for the first time in the form of "completely" dried paint sludge coagulate, for further use in the production of moldings in automobile construction or for the recovery of the paint content can be supplied by extraction with paint solvents.
  • the paint sludge to be used can be obtained in a manner known per se, for example, by aqueous slurries of powdery, expanded polyurethane for the coagulation of paints, waxes and / or coating agents in circulating water and settling tanks of paint disposal systems starts. These are continuously mixed with the circulating water and / or the settling basin of the systems by means of known, suitable metering devices, for which the aqueous slurries mentioned are particularly suitable. However, it is also possible to add powdered, expanded polyurethane discontinuously, for example once or several times a day.
  • the resulting paint particles are also completely detacked in a manner known per se; with the circulating water these are also discharged from the plants in the form of a readily disposable coagulum, without there being any malfunctions in the plant parts due to sticking or blockages. If the density is set accordingly, the paint particles are kept floating or floating in the dispersion by the movement of the circulating water and can thus be separated from the circulating water without problems even in continuously operating disposal systems. Even in conventionally operating plants, there are no problems with the separation of the coagulum.
  • a powdered expanded polyurethane is preferably used as the coagulant, which can be obtained by crushing expanded polyurethane, often referred to as polyurethane foam.
  • This polyurethane preferably has a density of less than 1000 kg / m ⁇ and in particular between 0 and 200 kg / m-3.
  • the grain of the powder is preferably _ ⁇ 3 mm in particular ⁇ 0.8 mm.
  • the selection of the density allows the detackified paint particles to be held in suspension or on the surface of the circulating water, for example in a calming basin, while the relatively small grain size is responsible for good meterability.
  • the small grain size means that the polyurethane has a large surface area.
  • the fine polyurethane powder which is taken away by the circulating water, and the small paint droplets, which are not deposited on the surfaces to be painted, are brought into intimate contact in a swirling zone, the paint droplets becoming larger with the powder granules made of expanded polyurethane Form agglomerate and be taken through the circulating water to a collection container in which they float on the surface of the circulating water at a suitable density.
  • the particles agglomerated with the polyurethane powder are separated from the collecting container. Clear water flows back into the circuit to the pump template or directly. into the spray booth.
  • the amount of expanded polyurethane added to the weight of the lacquer flowing through the fluidization zone is preferably set to a value of 0.3. It is particularly preferred to set the weight of the powder of expanded polyurethane added to the weight of the dry substance of the paints passed through the swirling zone to a value of 0.5.
  • the lacquer sludge coagulate produced by the above process and known from DE 37 39 224 C2 has a water content of about 40 to 60% after light drying or centrifuging and has generally been incinerated or landfilled to date. During long-term storage of the coagulum, for example at room temperature, the water content drops very sharply to values of less than 10%.
  • the water content can also be reduced accordingly by a slight increase in temperature.
  • this paint sludge coagulate is now dried at an elevated temperature in a temperature range from 50 to 200.degree.
  • the paint sludge is dried at a temperature in the range from 120 to 200 ° C. and optionally ground to a free-flowing coagulate.
  • the temperature range corresponds to the drying of paints in the automotive sector.
  • the paint particles bind firmly to the polyurethane core. Evaporate solvent and / or water and, if necessary after grinding, a neutral, chemically inert, finely divided powder is formed.
  • the drying is preferably carried out in a fluidized bed dryer, although all other common dryers for the paint sludge are also suitable for this.
  • the neutral inert lacquer sludge coagulate obtained in this way can If necessary, they can now be recycled as powder, namely as an additive in acoustically active molded parts in the automotive sector, and can to date partially or completely replace conventional additives, such as heavy spar, chalk and bentonite.
  • An important advantage of the invention is that the use of the coagulum powder in the acoustic parts is independent of the specification or the color tone of the original paint, since the color tone of these molded parts is of little importance. In this way, selective separations of disposal lines can be avoided.
  • acoustic parts in the automotive sector are those based on polyurethane foams. These are prepared by reacting a monomer containing isocyanate groups with a polyol, if appropriate with a blowing agent, at suitable temperatures. Further, in particular acoustically active, additives such as fillers can be added to the constituents mentioned. Heavy spar (barium sulfate) in various quantities has proven itself in the automotive sector as an acoustically effective additive. With the help of the present invention, it is now possible to reduce the amount of heavy spar to be used by using dried paint sludge coagulate from the disposal of paint spray booths based on powdered, expanded, expanded polyurethane coated with paint particles.
  • polyester melamine or polycarylate lacquers or their overspray used in the automotive sector can thus be reused and no longer have to be disposed of at high cost and / or with high energy expenditure.
  • the method is also suitable for the disposal and further use of so-called "high-solid lacquers" with a high solids content or polyurethane stone chip protection and filler lacquers.
  • a second preferred temperature range for drying the paint sludge from the disposal of paint spray booths is 50 to 100 ° C, in particular 80 to 85 ° C.
  • the polyurethane foam thus obtained with adhering lacquer with particle sizes in the range from 0.01 to 3 mm can be shaped directly into a foam structure without the addition of binders, with the addition of fibers or foam flakes and their mixtures and by the action of pressure and temperature .
  • the lacquer sludge coagulate can also replace more or less large proportions of binder in the production of molded parts if the drying temperature has been correctly selected.
  • the pressures and temperatures to be used for the production of the molded parts are familiar to the person skilled in the art.
  • expanded polyurethane contains a so-called hard phase and an amorphous phase. If the drying temperature is set to the abovementioned range, it is possible to obtain the amorphous phase in such a way that it subsequently acts as a binder in the production of molded parts. Accordingly, the paint sludge coagulate from the disposal of paint spray cabins can be used as an acoustically effective additive in molded parts and / or as a binder component in the same molded parts. Phenolic resin binders or one-component polyurethanes are usually used in the prior art for the production of nonwoven parts or flake composite foam parts.
  • the binder component conventionally used with the dried paint sludge coagulate in particular in moldings which contain fiber materials, for example inorganic or organic fibers such as cotton fibers.
  • the use in moldings of this type is particularly advantageous if the polyurethane body is not chemically inert under the molding conditions, but instead acts as a binder component due to amorphous areas.
  • lacquer sludge coagulate Another possibility for processing lacquer sludge coagulate from the disposal of paint spray booths is to extract the pre-dried or undried lacquer sludge coagulate with lacquer solvents known per se and, if necessary, to use the entire lacquer discharge again for coating purposes after removing small or large amounts of solvent.
  • This process variant is particularly suitable if the disposal of the spray booths in the automotive industry is carried out separately according to paint specifications or paints. With a corresponding separation, for example of filler, base coat and clear lacquer, it is possible with the aid of the present invention to selectively use the respective lacquer overspray again. Examples
  • the paint sludge amount of 15.01 g pre-dried by storage at room temperature for several weeks showed a weight loss of 3.5% after drying to constant weight.
  • the paint sludge amount of 15.06 g pre-dried by storage at room temperature for several weeks showed a weight loss of 1.5% after drying.
  • Lacquer sludge coagulate obtained according to Example 1 (c), was added to a commercially available polyol component (OH number 435) for the production of foams in the automotive industry with a density of 30 to 40 kg / m 2.
  • MDI diphenylmethane diisocyanate
  • Foaming with a commercially available haloalkane as blowing agent was carried out from 100 parts by weight of polyol (OH number 435), 195 parts by weight of semi-prepolymer (25% -NCO) and 3.5 parts by weight of water with appropriate activation.
  • the amount of paint sludge coagulate in the foam was 10% by weight.
  • the total effectiveness time is determined by forming the difference between the noise spectra of the bare sheet and the sheet clad with the samples to be tested.
  • the binder activity of the stated formulation corresponds to a formulation without paint sludge coagulate with a binder content of 30% (one-component polyurethane resin). There are no technical disadvantages when replacing one-component polyurethane resin with paint sludge coagulate.

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Abstract

Bei der Aufbringung von Lacken, Wachsen oder ähnlichen, lösliche und/oder nicht wasserlösliche, organische Substanzen enthaltenden Beschichtungsmaterialien auf metallische oder Kunststoff-Oberflächen fällt sogenanntes ''Overspray'' an, das mit pulverförmigem, expandiertem Polyurethan koaguliert wird. Der so erhaltene Lackschlamm wird erfindungsgemäß zu einem Koagulat getrocknet und der Weiterverwendung zur Herstellung von Formteilen oder der Rückgewinnung des Lackanteils zugeführt.

Description

Aufbereitung und Weiterverwendunσ von -jackschlamm
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Lack¬ schlamm aus der Entsorgung von Lackspritzkabinen durch Trocknung bei erhöhter Temperatur und die Weiterverwendung des getrockne¬ ten Lackschlammkoagulats zur Herstellung von Formteilen im Auto¬ mobilbau oder zur Rückgewinnung des Lackanteils durch Extrak¬ tion.
Bei der Aufbringung von Lacken, Wachsen oder ähnlichen, lösliche und/oder nicht wassserlösliche organische Substanzen enthalten¬ den Beschichtungsmaterialien auf metallische Oberflächen oder KunststoffOberflächen, beispielsweise in der Automobilindustrie, gelingt es nicht, die Lacke und/oder Beschichtungsmaterialien restlos auf die zu beschichtenden Teile aufzubringen. Speziell bei der Lackierung von Kraftfahrzeug-Karosserien fällt in den Lackspritzkabinen sogenanntes "Overspray" an, das mittels Wasser aus den Lackspritzkabinen entfernt und in ein sogenanntes "Be¬ ruhigungsbecken" gespült wird. Um einerseits die Funktion der wasserführenden Leitungs-, Düsen- und BerieselungsSysteme durch klebende Lackpartikel nicht zu stören und andererseits das um¬ laufende Wasser von den aufgenommenen Inhaltsstoffen zu entsor¬ gen, müssen zur Koagulierung der genannten Stoffe dem Wasser Chemikalien zugegeben werden. Die Chemikalien-Zugabe sollte in einem Arbeitsgang die Entklebung der verspritzten und vom Wasser aufgenommenen Lackpartikel und deren Agglomeration zu einem aus¬ tragungsfähigen Koagulat bewirken.
Zur Koagulierung herkömmlicher, vor allem in der Automobilin¬ dustrie verwendeter Lacke steht eine Reihe von neutralen und alkalischen Produkten zur Verfügung. Um eine Koagulierung, d.h. Entklebung der Lackpartikel und die Agglomeration zu einem aus¬ tragungsfähigen Koagulat zu erreichen, wurden dem in den Lack¬ spritzkabinen und angeschlossenen Leitungen und Aggregaten um¬ laufenden Wasser bisher pulverförmige oder flüssige alkalische sowie neutrale Produkte zugesetzt.
Diese benötigen jedoch eine relativ lange Zeit, um Lackpartikel zu koagulieren und das zur Austragung überschüssiger Lacknebel verwendete Wasser befriedigend zu entsorgen. Aus wassertechni¬ schen Gründen ist eine Verlängerung der Standzeit der Entsor¬ gungsbäder anzustreben und daher eine Verwendung solcher Sub¬ stanzen, insbesondere Salze, unerwünscht, die sich schnell in den Entsorgungsbädern anreichern und damit die Funktionsfähig- keit der Anlage aus verschiedenen Gründen beeinträchtigen.
In den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Koagu¬ lation von Lacken und Beschichtungsmitteln hängt es weitgehend von den vorhandenen technischen Anlagen ab, ob entweder ein Lackkoagulierungsmittel verwendet wird, das das Koagulat im Be¬ ruhigungsbecken flotiert, d.h. zum Aufschwimmen bringt, oder ob ein Koagulierungsmittel verwendet wird, durch das das Koagulat sedimentiert. Im ersteren Fall ist ein Abschöpfen des Koagulats von der Wasseroberfläche möglich, während im letzteren Fall die sedimentierten Koagulate mittels eines Kratzbandes vom Beckenbo¬ den abgeräumt werden. Zunehmend kommen jedoch Lackentsorgungs- linien in Gebrauch, in denen es erforderlich ist, die entklebten und koagulierten Lackpartikel in einer gleichmäßigen Dispersion zu halten. Je nach Lackqualität und Lackart ist es erforderlich, das spezifische Verhalten der Lackpartikel im Einzelfall dadurc zu beeinflussen, daß man zur Flotierung neigende Lacke stärke sedimentiert, so daß eine gleichmäßige Dispersion erhalten wer den kann, oder zur Sedimentation neigende Lacke dazu veranlaßt, stärker aufzuschwimmen und damit ebenfalls in Dispersion zu be¬ lassen (J. Geke in "Oberfläche + JOT" U, 1986, S. 43-46).
Aus der DE 34 21 257 C2 sind Einkomponentenformulierungen zu Entklebung, Ausfällung und Koagulierung von Steinschlag- un Unterbodenschutz auf Basis von Wachsen, wachsähnlichen Kunst¬ stoffen und Kunststoffdispersionen sowie von Kunstharzlacken i Naßabscheidern von Spritzlackieranlagen unter Erzielung eines aufschwimmenden Lackschlamms und deren Verwendung bekannt. We¬ sentlicher Bestandteil der Formulierungen sind Polyurethan¬ schaumpulver. Eine Trocknung und gegebenenfalls Wiederverwendung des Koagulats wird nicht vorgeschlagen.
EP-0 376 020 A2 betrifft Pulver aus Lackreststoffen, das dadurch erhalten wird, indem man dem Lackreststoff das Wasser und die organischen Lösungsmittel entzieht und den so erhaltenen Filter¬ kuchen pulverisiert. Es wird auch ein Verfahren zur Herstellung einer gefüllten, wäßrigen, spritzbaren Dispersion unter Verwen¬ dung dieses Pulvers beschrieben. Diese Dispersion kann zur Be¬ schichtung von Metalloberflächen oder von Oberflächen von Legie¬ rungen verwendet werden.
Aus DE 30 18 506 C2 ist ein Verfahren zur Wiederverwendung von wäßrigen Farbschlämmen bekannt. Hierzu wird der Schlamm in Teil¬ chen gebrochen, um einzelne halbfeste Stücke mit einer Größe von nicht mehr als 1 cm zu erhalten. Im Anschluß an eine Trocknung werden die Teilchen gemahlen und zu einem kohärenten porösen gasdurchlässigen Feststoff verdichtet. Es wird angegeben, daß das Produkt' als Baumaterial, beispielsweise als Bodenbelag, ver- w '.et werden kann. Auch können Fasermaterialien und insbeson- dere Glasfasern zugesetzt werden, um die mechanischen Eigen¬ schaften zu verbessern.
Aus der DE 31 50 718 AI werden Werkstoffe auf der Basis von für die Lackierung verwendbaren Kunstharzen beschrieben, die aus den bei der Lackierung anfallenden, noch reaktionsfähigen Lackabfäl¬ len hergestellt werden, welche nach weitgehender Abtrennung der flüssigen Bestandteile bei niedriger Temperatur mit Zusatzstof¬ fen in einer Menge von 5 bis 90 Gew.-% vermischt und ausgehärtet werden. Diese Werkstoffe enthalten vorzugsweise schwingungsdämp¬ fende Materialien, z. B. Blähton, und sind insbesondere als Ent- dröhnungs- und Verkleidungsmaterialien im oder am Kraftfahrzeug verwendbar. Die Werkstoffe dienen somit als Antidröhnmaterialien zur Verminderung des Übertragens von mechanischen Schwingungen auf die am stärksten limitierenden Karosserieteile. Dementspre¬ chend werden die Materialien auf Bodenbleche, Türen, Motorhauben und Benzintanks aufgebracht. Zur Erzielung ausreichender Dämp¬ fungswerte sind Schichten einer bestimmten Dicke erforderlich, die gemäß der technischen Lehre zwischen 1,8 und 3 mm liegen.
Die US-A-4 699 730 beschreibt die Koagulation von Lackrückstän¬ den durch silikatische Additive im Waschwasser. Als solche Addi¬ tive werden unter anderem Bentonite und Kaolinit verwendet.
Aus der EP O 402 573 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung bitu¬ minöser Produkte unter Verwendung von Lackschlämmen in Form von Folien, Bahnen oder Platten bekannt. Es wird die DE 31 50 718 AI referiert, aus der bekannt ist, noch reaktionsfähige Lackabfälle nach dem Entwässern bei niedrigen Temperaturen mit Zuschlagstof¬ fen zu mischen und zu schwingungsdämpfenden Platten zu verarbei¬ ten.
Die DE 39 36 974 Cl betrifft die Verarbeitung von Lackschlammko- agulat zu formbeständigen Gegenständen, wobei das zunächst wä߬ rige Lackkoagulat durch Massewirkung entwässert und anschließend unter teilweiser Aufrechterhaltung der Reaktionsfähigkeit des Binders getrocknet und mit Fasern gemischt wird. Anschließend wird das Koagulat in einem Formpreßwerkzeug unter Wärmeinwirkung und Druck zu einem formstabilen Gegenstand gepreßt.
Die DE 35 25 254 Cl betrifft die Wiederaufbereitung von Lackab¬ fällen in noch unvernetzter Form in einer wäßrigen Dispersion und deren Verwendung als hitzehärtbare Entdröhnungsmaterialien. Als Koagulierungsmittel hat sich in den vorgenannten Druck¬ schriften die Verwendung von anorganischen Trägermaterialien durchgesetzt.
Die DE-A-37 39 224.7 beschreibt ein Verfahren zur Koagulierung von Farben oder Lacken durch Verwendung von pulverförmigem ex¬ pandiertem Polyurethan als Koagulierungsmittel. Das Lackschlamm- koagulat wird nach dem Abzug aus dem Sammelbehälter getrocknet, bzw. zentrifugiert, wodurch sich das Volumen vermindert und die Farbe pelletierbar ist, was ihre Abführung erleichtert.
Es ist darüberhinaus bekannt, den anfallenden Lackschlamm auto¬ matisch auszutragen, zu entwässern und im allgemeinen zu ver¬ brennen. Eine alternative Entsorgungsmöglichkeit besteht in der Deponierung des anfallenden Lackschlamms. Die Deponierung ist sehr kostenaufwendig während die Verbrennung sehr hohe umwelt¬ technische Nachteile aufweist. Strenge behördliche Auflagen wer¬ den in naher Zukunft diese bisherigen Entsorgungsmöglichkeiten drastisch reduzieren.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung da¬ rin, den bisher großtechnisch durch Verbrennung/Verschwelung oder Deponierung entsorgten Lackschlamm durch entsprechende Auf¬ bereitung einer Weiterverwendung insbesondere im Automobilbe¬ reich zuzuführen.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird gelöst durch ein kombinier¬ tes Verfahren zur Aufbereitung von Lackschlamm aus der Entsor- gung von Lackspritzkabinen, enthaltend mit Lackpartikeln be¬ schichtetes, pulverförmiges, expandiertes Polyurethan durch Trocknung des Lackschlamms bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 200 °C und die Weiterverwendung des so erhaltenen Koagu- lats als Zuschlagstoff in akustisch wirksamen Formteilen.
Lackschlamm im Sinne der vorliegenden Erfindung beinhaltet ins¬ besondere die in der Automobilindustrie anfallenden Lackover- sprays der für die Karosserie verwendeten verschiedenen Lacke, insbesondere Füller, base-coat-, clear-coat- sowie Unilacke, aber auch allgemein den bei üblichen Lackier- oder Besc ich- tungsverfahren z. B. von Haushaltsgeräten anfallenden Schlamm.
Es konnte überraschenderweise gefunden werden, daß Lackschlamm, wie er beispielsweise gemäß der DE-A-37 39 224.7 anfällt, erst¬ mals in Form von "vollständig" getrocknetem Lackschlammkoagulat einer Weiterverwendung zur Herstellung von Formteilen im Auto¬ mobilbau oder auch der Rückgewinnung des Lackanteils durch Ex¬ traktion mit Lacklösemitteln zugeführt werden kann.
Der einzusetzende Lackschlamm kann in an sich bekannter Weise beispielsweise dadurch erhalten werden, daß man wäßrige Auf- schlämmungen (Slurries) von pulverförmigem, expandiertem Polyur¬ ethan zur Koagulation von Lacken, Wachsen und/oder Beschich- tungsmitteln in Umlaufwässern und Beruhigungsbecken von Lack¬ entsorgungsanlagen einsetzt. Dabei werden diese den Umlauf- wässern und/oder dem Beruhigungsbecken der Anlagen kontinuier¬ lich mittels bekannter, geeigneter Dosiergeräte zugemischt, wozu die genannten wäßrigen Aufschlämmungen besonders geeignet sind. Es ist jedoch auch möglich, pulverförmiges, expandiertes Polyur¬ ethan diskontinuierlich, beispielsweise einmal oder mehrmals täglich, zuzugeben.
Die anfallenden Lackpartikel werden ebenfalls in an sich bekann¬ ter Weise hierbei vollständig entklebt; mit den Umlaufwässern werden diese auch in Form eines gut austragbaren Koagulats aus den Anlagen ausgetragen, ohne daß es zu Störungen in den Anla¬ genteilen wegen Verklebungen oder Verstopfungen kommt. Bei ent¬ sprechend eingestellter Dichte werden die Lackpartikel durch die Bewegung der Umlaufwässer schwimmend oder schwebend in der Dis¬ persion gehalten und können dadurch auch in kontinuierlich ar¬ beitenden Entsorgungsanlagen problemlos von den Umlaufwässern abgetrennt werden. Auch in herkömmlich arbeitenden Anlagen erge¬ ben sich keine Probleme bei der Abtrennung des Koagulats.
Als Koagulationsmittel wird vorzugsweise ein pulverförmiges ex¬ pandiertes Polyurethan eingesetzt, das durch Zerkleinern von expandiertem Polyurethan, häufig als Polyurethanschaum bezeich¬ net, erhalten werden kann. Dieses Polyurethan weist vorzugsweise eine Dichte von weniger als 1000 kg/m^ und insbesondere zwischen 0 und 200 kg/m-3 auf. Die Körnung des Pulvers ist vorzugsweise _■ 3 mm und zwar insbesondere < 0,8 mm. Die Auswahl der Dichte er¬ laubt das Halten der entklebten Lackpartikel in der Schwebe oder an der Oberfläche der Umlaufwässer, beispielsweise in einem Be¬ ruhigungsbecken, während die relativ geringe Korngröße verantwort lich ist für eine gute Dosierbarkeit. Darüber hinaus bedingt die geringe Korngröße eine große Oberfläche des Polyurethans.
Das feine Polyurethanpulver, das von den Umlaufwässern mitge¬ nommen wird und die kleinen Farbtröpfchen, die nicht auf den zu lackierenden Oberflächen abgelagert sind, werden in einer Ver- wirbelungszone in einen innigen Kontakt gebracht, wobei die Farbtröpfchen mit den Pulverkörnern aus expandiertem Polyurethan zu größeren Gebilden agglomerieren und durch die Umlaufwässer zu einem Sammelbehälter mitgenommen werden, in dem diese bei geeig¬ neter Dichte an der Oberfläche der Umlaufwässer aufschwimmen. Mit geeigneten Vorrichtungen werden die mit dem Polyurethanpul¬ ver agglomerierten Partikel aus dem Sammelbehälter abgetrennt. Klarwasser fließt in den Kreislauf zurück zur Pumpvorlage oder direk. in die Spritzkabine. Bevorzugterweise wird die Menge an zugesetztem expandiertem Polyurethan zu dem Gewicht des die Verwirbelungszone durchströ¬ menden Lacks auf einen Wert 0,3 eingestellt. Besonders bevor¬ zugt ist es, das Gewicht des zugegebenen Pulvers an expandiertem Polyurethan zum Gewicht der Trockensubstanz der durch die Ver¬ wirbelungszone geführten Lacke auf einen Wert _: 0,5 einzustel¬ len.
Das nach dem obigen Verfahren hergestellte, aus der DE 37 39 224 C2 bekannte Lackschlammkoagulat weist nach dem leichten Trocknen bzw. Zentrifugieren einen Wassergehalt von etwa 40 bis 60 % auf und wurde in der Regel bisher verbrannt oder deponiert. Beim längerfristigen Lagern des Koagulats, beispielsweise bei Raum¬ temperatur, erniedrigt sich der Wassergehalt sehr stark auf Werte bis zu weniger als 10 %.
Auch durch geringe Temperaturerhöhung kann der Wassergehalt ent¬ sprechend erniedrigt werden.
Erfindungsgemäß wird dieses Lackschlammkoagulat nun bei erhöhter Temperatur in einem Temperaturbereich von 50 bis 200 °C getrock¬ net.
In einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Lackschlamm bei einer Temperatur im Bereich von 120 bis 200 °C getrocknet und gegebenenfalls zu einem rie¬ selfähigen Koagulat gemahlen. Der Temperaturbereich entspricht der Trocknung von Lacken im Automobilbereich. Die Lackpartikel binden hier fest auf dem Polyurethankern. Lösungsmittel und/oder Wasser verdampfen und es entsteht, gegebenenfalls nach Vermah¬ lung, ein neutrales, chemisch inertes feinteiliges Pulver. Be¬ vorzugt wird die Trocknung in einem Wirbelbett-Trockner durch¬ geführt, obwohl auch alle übrigen gängigen Trockner für den Lackschlamm hierfür geeignet sind.
Das so erhaltene neutral-inerte Lackschlammkoagulat kann gege- benenfalls als Pulver nun der Wiederverwendung nämlich als Zu¬ schlagstoff in akustisch wirksamen Formteilen im Automobilbe¬ reich, zugeführt werden und kann bisher übliche Zuschlagstoffe, wie Schwerspat, Kreide und Bentonite teilweise oder auch voll¬ ständig ersetzen. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Verwendung des Koagulatpulvers in den Akustik¬ teilen unabhängig von der Spezifikation oder dem Farbton des ursprünglichen Lackes ist, da der Farbton dieser Formteile von geringer Bedeutung ist. So können selektive Trennungen von Ent¬ sorgungslinien vermieden werden.
Stellvertretend für die allgemeine Herstellung von Akustikteilen im Automobilbereich seien solche auf der Basis von Polyurethan¬ schäumen genannt. Diese werden dadurch hergestellt, daß man ein Isocyanatgruppen enthaltendes Monomer mit einem Polyol, gegebe¬ nenfalls mit einem Treibmittel, bei geeigneten Temperaturen um¬ setzt. Den genannten Bestandteilen können weitere, insbesondere akustisch wirksame Zuschlagstoffe wie Füllstoffe zugesetzt wer¬ den. Als akustisch wirksamer Zuschlagstoff hat sich insbesondere Schwerspat (.Bariumsulfat) in verschiedenen Mengen im Automobil¬ bereich bewährt. Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr möglich, die Menge an einzusetzendem Schwerspat zu redu¬ zieren durch den Einsatz von getrocknetem Lackschlammkoagulat aus der Entsorgung von Lackspritzkabinen auf der Basis von mit Lackpartikeln beschichtetem, pulverförmigem, expandierten Poly¬ urethan.
Insbesondere können so die im Automobilbereich eingesetzten Polyester-Melamin- oder ,Polycarylat-Lacke bzw. deren Overspray einer Wiederverwendung zugeführt werden und müssen nicht mehr mit hohen Kosten und/oder hohem Energieaufwand entsorgt werden. Das Verfahren ist darüber hinaus auch für die Entsorgung und Weiterverwendung sogenannter "High-Solid-Lacke" mit hohem Fest¬ stoffgehalt oder Polyurethan-Steinschlag-Schutz- und -Füller¬ lacken geeignet. Ein zweiter bevorzugter Temperaturbereich zur Trocknung des Lackschlamms aus der Entsorgung von Lackspritzkabinen beträgt 50 bis 100 °C, insbesondere 80 bis 85 °C.
Auch in diesem Temperaturbereich verdunstet Wasser und/oder Lö¬ sungsmittel. Jedoch härtet in diesem Temperaturbereich der Lack- overspray nicht aus; das expandierte Polyurethan dient praktisch nur als Träger für die Lackpartikel. Ein Teil der Bindemittelak¬ tivität bleibt erhalten.
Sämtliche vorgenannten Temperaturangaben beziehen sich auf Nor¬ maldruck. Es ist jedoch selbstverständlich, daß insbesondere zur Verdunstung/Verdampfung von Wasser und/oder Lösungsmittel aus dem Lackschlamm auch der Druck während der Trocknung reduziert werden kann, wodurch die Temperatur entsprechend erniedrigt wer¬ den kann.
Der so erhaltene Polyurethanschaum mit anhaftendem Lack mit Par¬ tikelgrößen im Bereich von 0,01 bis 3 mm kann unter Zumischung von Fasern oder Schaumflocken sowie deren Gemische und durch Einwirkung von Druck und Temperatur direkt zu einem Schaumstoff¬ gebilde ohne weitere Zugabe von Bindemitteln geformt werden. In gleicher Weise kann das Lackschlammkoagulat bei der Herstellung von Formteilen auch mehr oder weniger große Bindemittelanteile ersetzen, wenn die Trocknungstemperatur richtig gewählt wurde. Die zu verwendenden Drücke und Temperaturen zur Herstellung der Formteile sind dem Fachmann geläufig.
Bekanntermaßen enthält expandiertes Polyurethan eine sogenannte Hartphase und eine amorphe Phase. Bei Einstellung der Trock¬ nungstemperatur auf den oben genannten Bereich ist es möglich, die amorphe Phase so zu erhalten, daß diese anschließend bei der Herstellung von Formteilen als Bindemittel fungiert. Demgemäß kann das Lackschlammkoagulat aus der Entsorgung von Lackspritz- kabinen als akustisch wirksamer Zuschlagstoff in Formteilen und/ oder als Bindemittelkomponente in denselben Formteilen einge¬ setzt werden. Üblicherweise werden im Stand der Technik Phenol¬ harzbindemittel oder Einkomponenten-Polyurethane zur Herstellung von Faservliesteilen oder Flockenverbundschaumteilen eingesetzt.
Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr möglich, beispielsweise 30 bis 100 %, inbesondere bis 50 %, der üblicher¬ weise verwendeten Bindemittelkomponente durch das getrocknete Lackschlammkoagulat zu ersetzen, insbesondere in Formteilen die Fasermaterialien, beispielsweise anorganische oder organische Fasern wie Baumwollfasern enthalten. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung in derartigen Formkörpern, wenn der Polyurethan¬ körper unter den Formungsbedingungen nicht chemisch inert ist, sondern aufgrund amorpher Bereiche selbst als Bindemittelkompo¬ nente fungiert.
Bei der Herstellung von an sich im Stand der Technik bekannten EPDM-Schwerfolien mit bis zu 70 Gew.% Füllstoffanteilen läßt sich erfindungsgemäß die Menge der originären Rohstoffe durch das Lackschlammkoagulat teilweise ersetzen.
Eine weitere Aufbereitungsmöglichkeit von Lackschlammkoagulat aus der Entsorgung von Lackspritzkabinen besteht darin, das vor¬ getrocknete oder auch ungetrocknete Lackschlammkoagulat mit an sich bekannten Lacklösemitteln zu extrahieren und den gesamten Lackaustrag gegebenenfalls nach Entfernung kleiner oder größerer Lösemittelmengen erneut für Beschichtungszwecke zu verwenden. Diese Verfahrensvariante ist insbesondere geeignet, wenn in der Automobilindustrie die Entsorgung der Spritzkabinen getrennt nach Lackspezifikationen oder Farben durchgeführt wird. Bei ent¬ sprechender Trennung, beispielsweise von Füller, Base-Coat und Klarlack, ist es mit Hilfe der vorliegenden Erfindung möglich, den jeweils anfallenden Lack-Overspray erneut selektiv zu ver¬ wenden. Beispiele
Beispiel 1
(a) Ein Lackschlamm PU-Hartschaum-Koagulat mit einer Teilchen¬ größe von <3 mm aus verschiedenen Lacken, enthaltend insbeson¬ dere Klarlack, das im Verlauf von 5 Tagen bei einem deutschen Automobilhersteller anfiel, wurde bei 120 °C im Verlauf von 2 h in einem Wirbelbetttrockner getrocknet.
Die durch mehrwöchige Lagerung bei Raumtemperatur vorgetrocknete Lackschlamm-Menge von 15,01 g zeigte nach der Trocknung bis zur Gewichtskonstanz einen Gewichtsverlust von 3,5 %.
(b) Eine Trocknung entsprechend (a) bei 150 °C ergab nach 2,5 h einen Gewichtsverlust von 5,3 %.
(c) Eine Trocknung entsprechend (a) bei 180 °C ergab nach 3 h einen Gewichtsverlust von 7,6 %.
Beispiel 2
(a) Ein Lackschlamm PU-Hartschaum-Koagulat mit einer Teilchen¬ größe von <3mm aus verschiedenen Lacken, enthaltend insbesondere Unilacke, das im Verlauf von 5 Tagen bei einem deutschen Automo¬ bilhersteller anfiel, wurde bei 80 °C im Verlauf von 10 min in einem Wirbelbetttrockner getrocknet.
Die durch mehrwöchige Lagerung bei Raumtemperatur vorgetrocknete Lackschlamm-Menge von 15,06 g zeigte nach der Trocknung einen Gewichtsverlust von 1,5 %.
(b) Eine Trocknung entsprechend (a) bei 120 °C ergab nach 2 h einen Gewichtsverlust von 3 %. (c) Eine Trocknung entsprechend (a) bei 150 °C ergab nach 2,5 h einen Gewichtsverlust von 6,2 %.
(d) Eine Trocknung entsprechend (a) bei 180 °C im Verlauf von 3 h ergab einen Gewichtsverlust von 10,2 %.
Beispiel 3
Lackschlammkoagulat, erhalten nach Beispiel l(c), wurde zu einer handelsüblichen Polyolkomponente (OH-Zahl 435) zur Herstellung von Schaumstoffen in der Automobilindustrie mit einem Raumge¬ wicht von 30 bis 40 kg/m^ zugegeben.
Zu 100 Teilen Polyol/Lackschlammkoagulat wurden 253 Teile Di- phenylmethandiisocyanat (MDI) zugegeben. Man erhielt 353 Gew.-Teile Semiprepolymer mit etwa 25 % freien NCO-Gruppen.
Die Verschäumung mit einem handelsüblichen Halogenalkan als Treibmittel wurde aus 100 Gew.-Teilen Polyol (OH-Zahl 435), 195 Gew.-Teilen Semiprepolymer (25 %-NCO) und 3,5 Gew.-Teilen Wasser bei entsprechender Aktivierung durchgeführt. Die Menge an Lack¬ schlammkoagulat im Schaumstoff betrug 10 Gew.-%.
Bei Untersuchung von Prüfplatten im Kundt-Staubrohr und im ApamatR der Interkeller AG konnte keine Beeinträchtigung der Schallreduzierung gegenüber einem Schaumstoff, enthaltend 10 Gew.% Schwerspat als Füllstoff festgestellt werden. Im ApamatR wird das zu prüfende Material auf ein Blech appli- ziert. Die Projektion von Stahlkugeln gegen dieses Blech ver¬ ursacht eine Erregung sowohl, als Körperschall (Stöße von Stahlkugeln gegen das Blech) als auch als Luftschall. Beide sind reich an Eirischwingvorgängen. Der vom Blech abgestrahlte Lärm wird mit einem Meßmikrophon in einer Empfangskammer aufgenommen. Die Nachhallzeit dieser Kammer ist dem Mittelwert des im Wageninnenraum gemessenen Wertes ange¬ glichen.
Die Bestimmung der Gesamtwirkungszeit erfolgt durch die Bildung der Differenz zwischen den Lärmspektren des nackten und des mit den zu prüfenden Mustern verkleideten Bleches.
Beispiel 4
Zerkleinerte Polyurethanschaumstoff-Flocken mit einem Schütt¬ gewicht von 40 bis 80 g/1 und einer Größe von 1 bis 3 cm wurden mit 3 Gew.-% eines Lackschlammkoagulats gemäß Beispiel 2(a) ver¬ mischt, anschließend mit 27 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Flocken und des Koagulats, eines handelsüblichen Einkomponenten- Polyurethanharzes vermischt und diese Formulierung im Verlauf von 2 min bei 180 °C zu einem akustischen Formteil, geeignet für den Automobilbau, verpreßt.
Die Bindemittelaktivität der angegebenen Formulierung entspricht einer Formulierung ohne Lackschlammkoagulat mit einem Bindemit¬ telgehalt von 30 % (Einkomponenten-Polyurethanharz) . Es zeigen sich keine technischen Nachteile beim Ersatz von Einkomponenten- Polyurethanharz durch Lackschlammkoagulat.
Beispiel 5
Handelsübliches, im Automobilbereich zur Herstellung von Aku¬ stikteilen verwendetes EPDM wurde mit 7 Gew.-% Lackschlamm¬ koagulat, erhalten gemäß Beispiel l(c), an sich bekannten Addi¬ tiven wie Gleitmittel/Schmiermittel (Stearate) und 63 Gew.-% eines Füllstoffgemisches aus 80 Teilen Schwerspat und 20 Teilen Kreide vermischt und unter Standardbedingungen zu einer Schwer¬ folie von 3 mm Dicke ausgezogen. Mit einem verpreßten Baumwollfaservlies (Flächengewicht 1000 g/ -2) , enthaltend ein handelsübliches Phenolharz-Bindemittel wurde durch Kaschieren mit der Schwerfolie mittels eines Klebers ein Akustikteil hergestellt, und im Kundt-Staubrohr und im ApamatR vermessen.
Es konnte keine Beeinträchtigung der Schallreduzierung gegenüber einem Akustikteil mit einer gleichen Schwerfolie, jedoch ent¬ haltend 70 Gew.-% des Füllstoffgemisches aus Schwerspat und Kreide, festgestellt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r fi c h-
1. Verfahren zur Aufbereitung von Lackschlamm aus der Entsor¬ gung von Lackspritzkabinen, enthaltend mit Lackpartikeln be¬ schichtetes, pulverförmiges, expandiertes Polyurethan durch a) Trocknung des Lackschlamms bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 200 °C und gegebenenfalls Mahlung zu einem Lack¬ schlammkoagulat und b) Weiterverwendung des gemäß _.) erhaltenen Koagulats als Zu¬ schlagstoff in akustisch wirksamen Formteilen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Trocknungstemperatur im Bereich von 120 bis 200 °C.
3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Trocknungstemperatur im Bereich von 50 bis 100 °C.
4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Trocknungstemperatur im Bereich von 80 bis 85 °C.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man ein expandiertes Polyurethan mit einer Dichte von weniger als 1000 kg/m***- und insbesondere zwi¬ schen 80 und 200 kg/m-*-1 einsetzt.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Pulver aus expandiertem Polyurethan mit einer Korngröße von ≤ 3 mm und insbesondere
< 0,8 mm einsetzt.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gewichtsverhältnis des zu¬ gesetzten Pulvers an expandiertem Polyurethan dem die Verwirbe- lungszone durchströmenden Lacks auf einen Wert ≥; 0,3 einstellt.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gewichtsverhältnis des zu¬ gegebenen Pulvers an expandiertem Polyurethan der Trockensub¬ stanz des durch die Verwirbelungszone geführten Lacks auf einen Wert ≥ 0,5 einstellt.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Verwendung des Lackschlammkoagulats als akustisch wirksamer Zuschlagstoff in Formteilen aus Polyurethan- Weichschaum oder Schwerfolie.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Verwendung des Lackschlammkoagulats als Bindemittelkomponente in Formteilen aus Polyurethan, Weich¬ schaum, Schwerfolie oder Faservlies.
11. Verwendung des getrockneten oder ungetrockneten Lack¬ schlammkoagulats nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 zur Rückgewinnung des Lackanteils durch Extraktion mit Lacklöse¬ mitteln.
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