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Title:
PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF GRANULAR MATERIALS AND SHAPED PRODUCTS,
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1993/000396
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a process for the manufacture of granular materials, semi-finished articles, sheet or shaped products by the thermoplastic processing at temperature of 150 to 300 °C, using thermoplast-processing machines, of (A) foamed isocyanate plastics in the density range 0.01 to 0.599 g/cm?3¿ or mixtures of such foamed isocyanates with (B) thermoplastics in the weight ratio A:B = 1:0 to 1:99, plus, optionally, (C) fillers and/or reinforcement agents. The invention also concerns the products thus obtained.

Inventors:
WAGNER JOACHIM (DE)
RASSHOFER WERNER (DE)
PELTZER KARL (DE)
Application Number:
PCT/EP1992/001288
Publication Date:
January 07, 1993
Filing Date:
June 09, 1992
Export Citation:
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Assignee:
BAYER AG (DE)
International Classes:
C08J11/12; C08L75/00; (IPC1-7): C08J11/06; C08L75/04
Domestic Patent References:
WO1992013696A11992-08-20
Foreign References:
US3935132A1976-01-27
EP0458261A11991-11-27
DD123483A11976-12-20
EP0462474A21991-12-27
Attorney, Agent or Firm:
BAYER AKTIENGESELLSCHAFT (DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. 1 Verfahren zur Herstellung von Granulaten oder Form¬ teilen durch thermoplastische Verarbeitung von Kunstεtoffen in einer Thermoplastverarbeitungsma εchine bei Temperaturen von 150 biε 300° C unter Einwirkung von Scherkräften unter Aufrechterhaltung von Schergeεchwindigkeiten von 10 biε 50,000 εec'1, dadurch gekennzeichnet, daß man alε Kunststoffe A) geschäumte Kunststoffe auf IsocyanatBasis des Dichtebereichs 0,01 bis 0,599 g/cm3 , die durch Umεetzung von a) organiεchen Polyisocyanaten mit b) Verbindungen des Molekulargewichtsbe¬ reichs Mn 1800 bis 12000, welche im sta tistiεchen Mittel mindestens 2,5 gegen¬ über Isocyanatgruppen reak ionsfähige Gruppen aufweisen, gegebenenfalls c) Diaminen mit zwei primären und/oder se¬ kundären, aromatisch gebundenen Amino¬ gruppen des Molekulargewichtsbereichs 108 bis 400 sowie gegebenenf lls d) gegebenenfalls Ethergruppen aufweisenden (Cyclo)alkanpolyolen und/oder (Cyclo) alkanpolyaminen des Molekulargewichts¬ bereichs 60 bis 1799, sowie gegebenenfalls unter Mitverwendung von e) den aus der Polyurethanchemie an sich bekannten Hilfs und Zusatzmitteln, inkluεive Füll und Verstärkungsstoffen unter Einhaltung einer Isocyanatkennzahl von 60 bis 140 im Ein oder Mehrstufenverfahren hergestellt worden sind oder Gemische derartiger Schaumstoffe A) mit B) thermoplastiεchen Kunststoffen im Gewichts verhältniε von A) : B) von 1:0 biε 1 : 99 verwendet, wobei die Schaumεtoffe A) oder ihre Gemische mit den thermoplastischen Kunststoffen B) gegebenenfalls zusammen mit C) (weiteren) Füll und/oder Verεtärkungεεtoffen in einer Gesamtmenge aller vorliegenden Füll und/oder Verstärkungsstoffe von bis zu 80 Gew.54, bezogen auf das Gesamtgemiεch, eingeεetzt werden.
2. Verfahren gemäß Anεpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplaεtiεche Verarbeitung im Spritzgu߬ oder im Extrusionsverfahren vorgenommen wird,.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß solche Schaumstoffe A) verwendet wer den, bei deren Herstellung die Komponenten c) und/ oder d) in einer maximalen Gesamtmenge von 20 Gew.54, bezogen auf das Gewicht der Komponente b) eingesetzt worden sind.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß man als Schaumstoffe A) nach der Reaktionsspritzgußtechnik hergestellte halbharte, gegebenenfalls Harnstoffgruppen aufweisende Poly¬ urethanschaumstoffe mit integraler Dichteverteilung verwendet.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß man als Kunstεtoffe B) Polypropylen, Mischpolymerisate von Propylen mit anderen olefi nisch ungesättigten Monomeren, lineare thermopla¬ εtiεche Polyurethane und/oder gegebenenfalls weich gemachteε Polyvinylchlorid oder PVC/ABSBlendε verwendet.
6. Gemäß Anspruch 1 bis 5 erhaltene Formteile.
Description:
Verfahren zur Herstellung von Granulaten und Formteilen

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstel¬ lung von Granulaten, Halbzeugen, Folien und Formteilen durch thermoplastische Verarbeitung von geschäumten Kunststoffen auf Polyisocyanat-Basis, insbesondere von Polyurethanschaumstoffen, gegebenenfalls in Kombination mit thermoplastischen Kunststoffen in Thermoplast-Verar¬ beitungsmaschinen unter Aufrechterhaltung von Scherge¬ schwindigkeiten von 10 bis 50 000 sec " . Das Verfahren dient insbesondere der sinnvollen Wiederverwendung von Urethan-und/oder Harnstoffgruppen aufweisenden Isocya- nat-Polyadditionsprodukten,

Die Wiederverwertung von Kunststoffen hat in den letzten Jahren einen sehr hohen Stellenwert erhalten. Auch für vernetzte Polyurethane, wie sie z.B. in hochbeanspruch- ten Stoßfängern Verwendung finden, hat man Möglichkeiten gesucht, sie einem Materialrecycling zuzuführen. In die¬ sem Zusammenhang hat die Anmelderin mehrere Anmeldungen

eingereicht, in denen eine Materialwiederverwendung vei— netzter Polyurethane durch sog. Fließpressen beschrieben wird (vergl. z.B. DE-OS 37 33 756, 38 02 427, 38 09 524, 38 22 331 oder 38 40 167).

Diese Arbeiten bedeuten zwar einen großen Fortschritt im Interesse einer Wiederverwendung von weitgehend duro¬ plastischen Polyurethankunststoffen, jedoch ist die An¬ wendbarkeit der beschriebenen Verfahren in der Praxis insoweit beschränkt, als zur Herstellung großflächiger Formteile sehr große Schließkräfte, wie sie in der Regel nicht zur Verfügung stehen (z.B. 10.000 to Pressen), be¬ notigt werden.

Eine Teillösung dieses Problems wurde gemäß einem eige- nen älteren Vorschlag (Deutsche Patentanmeldung

P 41 02 999.2) dadurch erreicht, daß man Urethan- und/ oder Harnstoffgruppen aufweisende Isocyanat-Polyaddi- tionsprodukte des Dichtebereichs 0,6 bis 1,4 g/cm 3 in Kombination mit thermoplastischen Kunststoffen unter Aufrechterhaltung von Schergeschwindigkeiten von 10 bis 50 000 sec in Thermoplast-Verarbeitungsmaschinen, wie beispielsweise Extrudern, verarbeitet.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bestand darin, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches die sinnvolle Wiederverwendung von chemisch ver¬ netzten, geschäumten Kunststoffen auf Polyisocyanat- Basis einer unter 0,6 g/cm 3 liegenden Dichte, insbeson-

dere von entsprechenden, gegebenenfalls Harnstoffgruppen aufweisenden Polyurethanschaumstoffen gestattet. Über¬ raschenderweise konnte diese Aufgabe dadurch gelost wer¬ den, daß die genannten Schaumstoffe, gegebenenfalls in Kombination mit an sich bekannten thermoplastischen Kunststoffen und gegebenenfalls unter Mitverwendung von Hilfs- und Verstärkungsstoffen bei 150 bis 300° C in einer Thermoplast-Verarbeitungsmaschine der Einwirkung von Scherkräften unterworfen werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstel¬ lung von Granulaten oder Formteilen durch thermoplasti¬ sche Verarbeitung von Kunststoffen in einer Thermoplast¬ verarbeitungsmaschine bei Temperaturen von 150 bis 300° C unter Einwirkung von Scherkräften unter Aufrechterhal- tung von Schergeschwindigkeiten von 10 bis 50.000 εec -1 , dadurch gekennzeichnet, daß man als Kunststoffe

A) geschäumte Kunststoffe auf Isocyanat-Basis des Dichtebereichs 0,01 bis 0,599 g/cm 3 , die durch Umsetzung von

a) organischen Polyisocyanaten

mit

b) Verbindungen des Molekulargewichtsbereichs Mn 1800 bis 12000, welche im statistischen Mittel

mindestens 2,5 gegenüber Isocyanatgruppen re¬ aktionsfähige Gruppen aufweisen,

gegebenenfalls

c) Diaminen mit zwei primären und/oder sekundä¬ ren, aromatisch gebundenen Aminogruppen des Molekulargewichtsbereichs 108 bis 400

sowie gegebenenfalls

d) gegebenenfalls Ethergruppen aufweisenden (Cyc- lo)alkanpolyolen und/oder (Cyclo)-alkanpoly- aminen des Molekulargewichtsbereichs 60 bis 1799,

sowie gegebenenfalls unter Mitverwendung von

e) den aus der Polyurethanchemie an sich bekann¬ ten Hilfs- und Zusatzmitteln, inklusive Füll- und Verstärkungsstoffen

unter Einhaltung einer Isocyanatkennzahl von 60 bis 140 im Ein- oder Mehrstufenverfahren hergestellt worden sind,

oder Gemische derartiger Schaumstoffe A) mit

thermoplastischen Kunststoffen im Gewichtsverhält¬ nis von A) : B) von 1:0 bis 1 : 99

verwendet, wobei die Schaumstoffe A) oder ihre Ge¬ mische mit den thermoplastischen Kuststoffen B) gegebenenfalls zusammen mit

C) (weiteren) Füll- und/oder Verstärkungsstoffen in einer Gesamtmenge aller vorliegenden Füll- und/oder Verstärkungsstoffe von bis zu 80 Gew.-J4, bezogen auf das Gesamtgemisch, eingesetzt werden.

Bei der Komponente A) handelt es sich um geschäumte Kunststoffe auf Polyisocyanat-Basis einer Dichte von 0,01 bis 0,599, vorzugsweise 0,05 bis 0,4 g/cm 3 ♦ Vorzugsweise handelt es sich um die entsprechenden, gegebenenfalls Harnstoff-modifizierten Polyurethan¬ schaumstoffe halbharter oder weicher Einstellung. Vorzugsweise handelt es sich um halbharte Poly¬ urethanschaumstoffe des genannten bevorzugten Dichte¬ bereichs.

Die Herstellung der Schaumstoffe A) erfolgt nach an sich bekannten Methoden der Polyurethanchemie aus den nach¬ stehend beispielhaft genannten Ausgangsmaterialien. Für die Herstellung der Schaumstoffe geeignete Herstellungs¬ methoden sind beispielsweise im Kunststoff-Handbuch "Polyurethane", II. Auflage, Carl Hanser-Verlag München- Wien (1983) beschrieben. Die Ausgangsmaterialien können sowohl ein- als auch mehrstufig miteinander zur Reaktion gebracht werden, wobei die Umsetzung sowohl in geschlos¬ senen Formen als auch durch freie Verschäumung der Aus¬ gangsmaterialien erfolgen kann. Zu den bevorzugten Aus-

gangs aterialien A) gehören die bekannten Schaumstoffe mit integraler Dichteverteilung, wie sie in an sich be¬ kannter Weise aus den beispielhaft genannten Ausgangs¬ materialien in geschlossenen Formen erhalten werden.

Geeignete Ausgangsmaterialien a) sind beliebige orga¬ nische Polyisocyanate, vorzugsweise jedoch aromatische Polyisocyanate. In Betracht kommen beispielsweise die in EP-B-00 81 701, Kolonne 3, Zeile 30 bis Kolonne 4, Zeile 25 genannten Verbindungen. Besonders bevorzugt werden als Komponente a) Polyisocyanatgemische der Di- phenylmethan-Reihe eingesetzt, wie sie in an sich be¬ kannter Weise durch Phosgenierung von Anilin/Formal¬ dehyd-Kondensaten zugänglich sind und die bei 23° C eine Viskosität von 50 bis 500 mPa.s aufweisen.

Bei der Komponente b) handelt es sich um Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsf higen Gruppen des Molekulargewichtsbereichs 1.800 bis 12.000, vorzugs¬ weise 3.000 bis 7.000 oder um Gemische derartiger Vei— bindungen, wobei die Komponente b) im Sinne der Isσcya- nat-Additionsreaktion eine über 2,5 liegende (mittlere) Funktionalität aufweist. Vorzugsweise liegt die (mitt¬ lere) Funktional tät der Komponente b) bei 2,5 bis 3,0, insbesondere bei 2,8 bis 3,0. Besonders gut als Kompo- nente b) geeignete Verbindungen sind, diesen Ausfüh¬ rungen entsprechende, Polyetherpolyole bzw. Gemische von Pαlyetherpolyolen wie sie in DE-AS 2 622 951, Kolonne 6, Zeile 65 - Kolonne 7, Zeile 47 offenbart sind, wobei auch erfindungsgemäß solche Polyetherpolyole bevorzugt sind, deren Hydroxylgruppen zumindest zu 50 54, Vorzugs-

weise zumindest zu 80 % aus primären Hydroxylgruppen be¬ stehen. Auch die in DE-AS 2 622 951 beispielhaft offen¬ barten, Hydroxylgruppen aufweisenden Polyester, Poly- thioether, Polyacetale, Polycarbonate oder Polyester- a ide sind im Prinzip als erfindungεgemäße Komponente b) geeignet, sofern sie den obengemachten Ausführungen entsprechen, jedoch gegenüber den Polyetherpolyolen weniger bevorzugt. Auch die in DE-AS 2 622 951 erwähn¬ ten, durch Vinylpolymeriεate modifzierten Polyether¬ polyole oder hochmolekulare Polyaddukte bzw. Polykon- densate enthaltenden Polyhydroxylverbindungen, die den obengemachten Angaben bezüglich der Funktionalität ent¬ sprechen, können vorteilhaft als Komponente b) oder als Teil der Komponente b) eingesetzt werden.

Als Ausgangskomponente b) ebenfalls geeignet sind, obigen Ausführungen entsprechende, Polyetheramine oder Gemische von Polyetheraminen, d.h. Polyether mit gegen¬ über Isocyanatgruppen reaktionsf higen Gruppen, die sich zumindest zu 50 Äquivalent-%, vorzugsweise zumindest zu 80 Xquivalent-Ϊi aus primären und/oder sekundären, aroma¬ tisch oder aliphatiεch, vorzugsweise aromatisch gebunde¬ nen Aminogruppen und zum Rest aus primären und/oder sekundären, aliphatisch gebundenen Hydroxylgruppen zu¬ sammensetzen. Geeignete derartige Aminopolyether sind beispielsweise die in EP-B-00 81 701, Kolonne 4,

Zeile 26 bis Kolonne 5, Zeile 40 genannten Verbindungen, Die Aminogruppen in diesen Verbindungen können auch in geeigneter Form derivatisiert sein, z.B. als Ketimin- gruppen»

Als Komponente b) können selbstverständlich auch be¬ liebige Gemische der beispielhaft genannten Polyhy- droxylverbindungen mit den beispielhaft genannten Poly- etheraminen verwendet werden.

Bei der gegebenenfalls mitzuverwendenden Komponente c) handelt es sich um aromatische Diamine der in EP-B-00 81 701, Kolonne 5, Zeile 58 bis Kolonne 6, Zeile 34 beispielhaft genannten Art, wobei auch erfindungsgemäß die dort als bevorzugt herausgestellten Diamine bevor- zugt sind.

Bei den gegebenenfalls als weitere Aufbaukomponente d) mitzuwendenden Polyolen oder Polya inen handelt es sich um beliebige nicht-aromatische Verbindungen mit zwei gegenüber Isocyanatgrupppen reaktionsfähigen Grupppen des Molekulargewichtsbereichs 60 bis 1.799, vorzugsweise 62 bis 500, insbesondere 62 bis 400. Ferner in Betracht kommen beispielsweise auch Ethergruppen aufweisende ali- phatische Polya ine, beispielsweise endständige primäre Aminogruppen aufweisende Polypropylenoxide des genannten Molekulargewichtsbereichs. In Betracht kommen auch cycloaliphatische Ringe aufweisende Polyole wie bei¬ spielsweise 1 ,4-Dihydroxy-cyclohexan oder 1,4-Bis- hydroxymethy1-cyc1ohexan.

Es ist ein wesentlicher Punkt, daß bei der Herstellung der Schaumstoffe die Komponente b) in solcher Menge zur Anwendung gelangt, daß der Gewichtsanteil der Komponente b), bezogen auf das Gewicht der Komponenten a)-d) mindε-

stenε 30 Gew.-54, vorzugsweise mindestens 50 Gew.-%, be¬ trägt. Der Gesamtanteil der Komponenten c) und/oder d) liegt demgegenüber vorzugsweiεe unter 20 Gew.-K, bezogen auf das Gewicht der Komponente b). Es ist möglich, auf die Mitverwendung der Komponenten c) und d) völlig zu verzichten, vorzugsweise werden diese jedoch in einer

Gesamtmenge von 5 bis 20 Gew.-K, bezogen auf das Gewicht der Komponente b) verwendet, wobei die alleinige Ver¬ wendung von Hydroxylgruppen aufweisenden Kettenverlänge¬ rungsmitteln d) besonders bevorzugt ist. Oftmals handelt es sich nämlich bei den Schaumstoffen A) um reine Poly¬ urethanschaumstoffe, bei deren Herεtellung keine Verbin¬ dungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsf higen Aminogruppen mitverwendet werden.

Da es sich bei den Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten A) um Schaumstoffe handelt, müssen bei ihrer Herstellung zwingend an sich bekannte Treibmittel e), gegebenenfalls neben weiteren Hilfs- und Zusatzmitteln e) eingesetzt werden. In Betracht kommen sowohl chemische als auch physikalische Treibmittel oder auch in den Ausgangskom¬ ponenten gelöste inerte Gase. Geeignete Treibmittel sind beispielsweise in EP-B-00 81 701, Kolonne 8, Zeile 31 bis 51, bzw. in dem dort zitierten "Kunststoffhandbuch" so beschrieben. Bevorzugtes Treibmittel ist Wasser»

Die Herstellung der Polyisocyanat-Polyaddtionsprodukte A) kann im übrigen unter Mitverwendung von Füll- und/ oder Verstärkungsstoffen e) erfolgen, die, falls über¬ haupt, in Mengen von bis zu 80 Gew.-%, insbesondere von

20-60 Gew.-J4, bezogen auf das Gewicht aller Ausgangskom¬ ponenten a)-e) mitverwendet werden können. Die Mitver¬ wendung von Füll- und Verstärkungsstoffen ist allei— dings nicht bevorzugt.

Geeignete Füll- und/oder Verstärkungsstoffe sind bei¬ spielsweise Bariumsulfat, Kieselgur, Schlämmkreide, Mica oder insbesondere Glasfasern, LC-Fasern, Glasflakes, Glaskugeln, Metall- oder Kohlefasern.

Weitere, gegebenenfalls mitzuverwendende Hilfs- und Zu¬ satzmittel e) sind beispielsweise die üblichen Kataly¬ satoren für die Polyisocyanat-Polyadditionsreaktionen, oberflächenaktive Zusatzstoffe, Zellregler, Pigmente, Farbstoffe, Flammschutzmittel, Stabilisatoren, Weich- macher oder fungistatisch bzw. bakteriostatisch wirkende Substanzen, wie sie beispielsweise in EP-B-00 81 701, Kolonne 6, Zeile 40 bis Kolonne 9, Zeile 31 beispielhaft beschrieben sind.

Bei der Komponente B) handelt es sich um thermoplasti¬ sche Kunststoffe, beispielsweise um Polyolefine wie Polypropylen oder Polyethylen, Mischpolymerisate des Propylens mit anderen olefiniεch ungesättigten Mono¬ meren, schlagzähmodifizierte Polyolefine wie beispiels- weise Gemische auε Polypropylen und Ethylen-propylen- dien-mischpolymerisaten, Polyacrylate wie beispielsweise Polymethylmethacrylate, Polystyrole, Styrol/Acrylnitril- Mischpolymerisate, Polycarbonate, lineare, thermoplasti-

sehe Polyurethane, Polyester wie Polyethylen- oder Poly- butylen-terephthalat, Vinylchlorid-Polymerisate und Co- polymeriεate wie Polyvinylchlorid oder PVC-ABS-Polymeri- sate.

Bevorzugt werden alε Kunststoffe B) Polypropylen, Misch¬ polymerisate von Propylen mit anderen olefinisch unge¬ sättigten Monomeren, lineare thermoplastische Poly¬ urethane und/oder gegebenenfalls weichgemachtes Poly¬ vinylchlorid oder PVC/ABS-Blends verwendet.

Ferner möglich, jedoch im vorliegenden Fall weniger be¬ vorzugt, ist die Verwendung von Polyimiden, Polysul- fonen, Polyethersulfonen, aromatischen Polyacrylaten, Polybenzthiazolen, aliphatischen und/oder aromatischen Polyamiden, Polyetherketonen oder Polyphenylensulfiden.

Die Komponente B) kann aus einzelnen derartiger Kunst¬ stoffe oder auch aus beliebigen physikalischen Mi¬ schungen, beiεpielsweise als heterogenes oder homogenes Polymersyεtem, in Form von Blendε oder von Polymer¬ legierungen zum Einsatz gelangen.

Auch die Komponente B) kann Hilfε- und Zusatzstoffe, insbesondere Füll- und Verstärkungsstoffe der genannten Art in Mengen von bis zu 40 Gew.-%, bezogen auf das Ge¬ wicht der Komponente B) enthalten.

Die Schaumstoffe A) und die gegebenenfalls mitverwende¬ ten thermoplatischen Kunststoffe B) werden beim erfin¬ dungsgemäßen Verfahren in Form von Klein- und Kleinst¬ teilen, d.h. in mechanisch zerkleinerter Form einge¬ setzt. Die Teilchengrδße liegt im allgemeinen unter 10, vorzugsweise unter 5 mm. Im Falle der Mitverwendung von thermoplastischen Kunststoffen B) können beispielsweise Gemische von vorab hergestellten Granulaten bzw. Teil¬ chen A) und vorab hergestellten Teilchen bzw. Granulaten B) zum Einsatz gelangen. Oftmals resultieren die zum Einsatz gelangenden Gemische aus Kombinationen aus ge¬ schäumten Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten A) der genannten Art mit Thermoplastfolien B), wie sie in hin¬ terschäumten Verbundsystemen vorliegen.

Der Begriff "hinterschäumte Verbundsysteme" steht hier¬ bei für Verbundsysteme aus Thermoplastfolien und halb- hartem Polyurethanschaumstoff, wie sie beispielsweise zur Herstellung von Lenkrädern, Kopfstützen, Armaturen¬ tafeln, Fahrradsättel, Fahrzeughimmeln u. dgl. zum Ein- satz gelangen. Geeignete Thermoplastfolien sind bei¬ spielsweise Folien aus Weich-PVC. Geeignet sind jedoch auch beliebige andere Thermoplastfolien, beispielsweise solche, die nach dem sogenannten "Slush-Verfahren" durch Tiefziehen oder aus geeigneten Ausgangsmaterialien in geschlossenen Folien-Formen hergestellt worden sind. Zu den letztgenannten gehören beispielsweise Polyurethan¬ folien, die vorzugsweise ohne Mitverwendung von Treib¬ mitteln in geschlossenen Formen hergestellt worden sind,

wobei als Ausgangsmaterialien solche verwendet werden, die den Ausgangsmaterialien a) bis d) zur Herstellung der erfindungsgemäß einzusetzenden Polyisocyanat-Poly- additionsprodukte weitgehend entsprechen. Bei den "Thermoplaεtfolien" kann es sich entweder um solche handeln, die auf klassischen thermoplastischen Kunst¬ stoffen basieren, d.h. die bei der thermoplastischen Formgebung verflüsεigt werden oder auch um solche auf Basis von Kunstεtoffen der Art der erfindungsgemäß ein¬ zusetzenden Polyisocyanat-Polyadditionsprodukte, die bei der thermoplastischen Formgebung nicht verflüssigt werden, und für die der Begriff "thermoplastisch" die obengenannte Bedeutung hat.

Die Herstellung der Verbundsysteme erfolgt in an sich bekannter Weise durch Auskleiden von geeigneten Formen mit einer vorzugsweiεe vorgeformten Thermoplaεtfolie der genannten Art und anschließendes Befüllen der ausge¬ kleideten Form mit dem zum Schaumstoff ausreagierenden Reaktionsgemisch. Derartige Verbundsysteme bestehen im allgemeinen zu 40 bis 70 Gew.-Ϊi aus Thermoplastfolie und zu 30 bis 60 Gew.-% aus Polyurethanschaumεtoff.

Bei der Durchführung deε erfindungεgemäßen Verfahrens unter Verwendung von solchen Verbundsystemen dient das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere der Wiederver¬ wendung von derartigen Verbundsystemen, wie sie bei- εpielsweiεe bei der Verεchrottung von alten Kraft-und Unfallfahrzeugen oder bei der Herstellung und Verarbei¬ tung von derartigen Verbundsystemen als Abfallprodukte anfallen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise der Wiederverwendung von Produktionsabfallen wie Angüssen, Austrieben oder abzuschneidenden Überständen dienen, wie sie bei der Verarbeitung von Blockschaumstoffen anfallen.

Geeignete Methoden zur Herstellung der beim erfindungs¬ gemäßen Verfahren zum Einsatz gelangenden Klein- und Kleinstteile, insbesondere auch zur Zerkleinerung der genannten Verbundsysteme, sind z.B. Schneideverfahren, Reiß-, Häckεel- oder Granulierverfahren, wie sie dem Fachmann bekannt sind. Geeignete Apparaturen für die

Zerkleinerung werden kommerziell angeboten. Gut geeignet sind beispielsweise Schneidmühlen mit rotierenden Messern und nachfolgender Siebung. Solche Vorrichtungen sind z.B. von der Firma Pallmann, 6660 Zweibrücken, BRD oder von der Firma Weiss, 6340 Dillenburg, BRD, erhält¬ lich.

Bei der gegebenenfallε mitverwendeten Komponente C) handelt eε sich um Verst rkungs- bzw. Füllstoffe, die gegebenenfalls zuεätzlich zu den bereits in den Auε- gangεmaterialien A) und/oder B) vorliegenden Verstäi— kungs- und Füllstoffen zum Einsatz gelangen können, wobei jedoch die Obergrenze der Gesamtmenge dieser Hilfsmittel bei 80 Gew.-54, vorzugsweiεe bei 60 Gew.-54, bezogen auf das Gesamtgewicht des Systems liegt. Bei¬ spiele für geeignete Verstärkungs- bzw. Füllstoffe C) sind Bariumsulfat, Kieεelgur, Schlemmkreide, Mica oder insbesondere Glasfasern, LC-Fasern, Glaε-Flakeε, Glas¬ kugeln, Metall- oder Kohlefaεern,

Zur Durchführung des erfindungsgemaßen Verfahrenε kommen beliebige Thermoplaεtverarbeitungsmaεchinen in Betracht, in denen die Ausgangsmaterialien Scherkräften unterzogen werden können. In Betracht kommen beliebige Misch- und Verarbeitungsmaschinen, wie sie dem Fachmann aus der Praxis der Thermoplastverarbeitung εeit langem bekannt sind, so z.B. Ein- oder Zweiwellenextruder, Kneter, Mischwalzenanlagen, Kalandersyεteme, Doppelbandpreεsen und Spritzgußmaschinen.

Bevorzugt erfolgt die Durchführung des erfindungsge¬ mäßen Verfahrens z.B. auf Walzenanlagen und Kalandern, wobei hier die Komponenten A und B bei Temperaturen von 150° C bis 300° C, vorzugsweise 170° C bis 200° C unter Auf¬ rechterhaltung von Scherkräften im Bereich von 10 bis 10.000 1/sec, bevorzugt 100 bis 1000 1/sec unterworfen werden. Die Dauer der Einwirkung der Scherkräfte bei den genannten Temperaturen liegt im allgemeinen bei 1 sec bis 60 min, vorzugsweise bei 30 sec bis 10 min und bes. bevorzugt bei 1 bis 5 min. Hierbei werden flächige Form- körper, z.B. Walzfelle oder Folien, erzeugt, die direkt Verwendung finden oder in anderen thermoplastischen Ver¬ arbeitungsverfahren weiterverarbeitet werden können.

Besonders bevorzugt erfolgt die Durchführung des εrfin- dungsgemäßen Verfahrens in Extrudern oder Spritzgu߬ maschinen, wobei die Komponente A) oder die Gemische aus A), B) und/oder C) jeweils bei Temperaturen von 150 bis 300° C, vorzugsweise 170 bis 250° C Scherkräften unter Aufrechterhaltung von Schergeschwindigkeite ' n im Bereich von 10 bis 50.000, vorzugsweiεe 100 biε 10.000 sec "1

unterworfen werden. Die Dauer der Einwirkung der Scherkräfte bei den genannten Temperaturen liegt im allgemeinen bei 1 sec biε 60 min, vorzugsweise bei 30 sec bis 10 min und besonders bevorzugt bei 1 bis 5 min.

Bei den erfindungsgemäßen Verfahrensprodukten handelt es sich je nach Art der eingesetzten Thermoplastverar¬ beitungsmaschine um Stränge, die zu thermoplastischen Granulaten zerkleinert werden können oder um Formteile (beispielsweise Rohre oder Platten), die gegebenenfalls ebenfalls einer weiteren thermoplaεtiεchen Umformung zu¬ gänglich sind. In den erfindungsgemäßen Verfahrenspro- dukten bilden die Komponenten A) und B) eine in der Regel mindestens makroskopisch, oftmals auch mikrosko- pisch homogene Phase, d.h. das Polyadditionsprodukt A) bildet keine feste, makroskopisch disperse Phase.

Die erfindungsgemäßen Verfahrensprodukte eignen sich beispielsweise für Anwendungen im Kraftfahrzeug-, Elek- tro- und Elektronik-Sektor, zur Herstellung von Spiel¬ zeugen oder von Haushaltsgeräten.

Beispiele

Beispiel 1

KfZ-Schalttafelmaterial , bestehend aus einer handels- üblichen, schwarz eingefärbten Deck-Folie aus PVC/ABS, einem Polyurethan-Schaum nachfolgender Rezeptur und einem Träger aus talkum-gefülltem PP, Miεchungεverhält- niε 55 Gew.-Teile PP, 30 Gew.-Teile Bayfill und 15 Gew.-Teile PVC/ABS, wurde zunächεt in handtellergroße Stücke gesägt. Diese Stücke wurden dann in einer Schnei- dmesεermühle der Fa. Pallmann, D-6660 Zweibrücken, Mo¬ dell PS-4-5, mit einem 4 mm Siebeinsatz zu Granulat zerkleinert»

Der Polyurethan-Schaum wurde erhalten, indem eine Mi¬ schung aus 90 g eines Polyetherε vom Molekulargewicht 4800, der durch Anlagerung von Propylenoxid (87 54) und Ethylenoxid (13 54) an Trimethylolpropan erhalten wurde, 2,5 g Wasser, 2 g Tallδl und 0,4 g Dimethylaminopropyl- formamid wurden mit 47 g eines Polyphenylpolymethylen- polyisocyanatε, daε durch Phoεgenierung eines Anilin- Formaldehyd-Kondenεateε erhalten wurde und einen NCO-Ge- halt von 31 Gew. -54 aufweist, in die Form eingetragen und verεchäumt wurde,

Dieses Granulat wurde vor der Verarbeitung für 1 Stunde bei 80° C vorgetrocknet und in einer Spritzgußmaschine D 50, Hersteller Fa. Demag, Nürnberg, BRD, bei einer Massetemperatur von 180° C verspritzt. Als Form diente eine bei Raumtemperatur gehaltene ASTM-Zugstab-Form.

Nach DIN 53 504 wurde an diesen Zugstäben eine Rei߬ festigkeit von 8,5 MPa und eine Bruchdehnung von 14 54 bestimmt.

Beispiel 2

Polyurethan-Schaum gemäß Rezeptur aus Beispiel 1 wurde zunächst in handtellergroße Stücke geschnitten. Diese Stücke wurden dann in einer Schneidmessermühle der Fa. Pallmann, D-6660 Zweibrücken, Modell PS-4-5, mit einem 4 mm Siebeinsatz zu Flocken der Große < 4 mm zerklei¬ nert.

Diese Flocken wurden vor der Verarbeitung für 1 Stunde bei 80° C vorgetrocknet und in einer Spritzgußmaschine D 50, Herεteller Fa. Demag, Nürnberg, BRD, bei einer Massetemperatur von 170° C verspritzt. Als Form diente eine bei Raumtemperatur gehaltene ASTM-Zugεtab-Form.

Der Zugverεuch nach DIN 53 504 ergab an diesen Zugstäben eine Reißfeεtigkeit von 1,7 MPa und eine Bruchdehnung von 8 54.

Beiεpiel 3

Das Material aus Beiεpiel 2 wurde mit Granulat aus handelεübliehern Weich-PVC im Maεsenverhältnis 1:1 ge¬ mischt und analog dem Beispiel 2 verarbeitet.

Der Zugversuch nach DIN 53 504 ergab an diesen Zugstäben eine Reißfestigkeit von 5 MPa und eine Bruchdehnung von 14 54.

Be i sp i e l 4

Das Material aus Beispiel 2 wurde mit Granulat aus han¬ delsüblichen PVC/ABS-Blend, wie eε für die Deckfolie aus Beispiel 1 verwendet wird, im Maεsenverhältnis 1:1 ge- mischt und analog dem Beispiel 3, jedoch mit einer Mas¬ setemperatur von 180° C, verarbeitet.

Der Zugversuch nach DIN 53 504 ergab an diesen Zugstäben eine Reißfestigkeit von 15 MPa und eine Bruchdehnung von 55 %.

Beispiel 5

Das Material aus Beispiel 1 wird zusätzlich mit einer gleichen Menge RTPU (glasfaserverstärktes Deεmopan® 385; Handelsprodukt der Bayer AG) gemischt und analog Bei¬ spiel 1 verarbeitet.

Der Zugverεuch nach DIN 53 504 ergab an diesen Zugstäben eine Reißfeεtigkeit von 46 MPa und eine Bruchdehnung von 30 54.

Beiεpiel 6

Bei dieεem Beiεpiel wurde auf einer Walzenanlage des

Typs SK 6612 der Firma Berεtorff, Hannover, gearbeitet. Diese Maschine besitzt 2 unabhängig in der Drehzahl im Bereich von 7-31,5 U/min steuerbare, festgelagerte Wal¬ zen deε Umfangeε 62 cm und der Länge 45 cmj der Walzen- spalt kann bis auf unter 0,025 mm verringert werden; die

Walzen können bis zu 200° C mittels Heißdampf temperiert werden.

Es wird ein handelsüblicher Weichschaum, der durch Vei— mischen der nachfolgend angegebenen Komponenten A und B erhalten wurde, eingesetzt.

A-Komponente:

100 Teile eines Polyetherpolyolε der OH-Zahl 28, hergestellt durch Propoxylierung von Tri- methylolpropan und anschließende Ethoxy- lierung des Propoxylierungsprodukts (POJEO-Gewichtsverhältnis = 87:13) 3 Teile Wasser 0,12 Teile Bis-dimethylaminoethyl-ether

0,5 Teile einer 33 gew.-54igen Losung von Triethy- lendiamin in Dipropylenglykol 0,6 Teile eines Gemischs aliphatischer Amine ("Vet— netzer 56", ein Handelsprodukt der Bayer AG)

0,4 Teile eines handelsüblichen Polysiloxan-Stabi- liεators (Stabilisator KS 43 der Bayer AG).

B-Komponente:

50,7 Teile eines Polyisocyanatgemischε der Diphenyl- methanreihe mit einem Gehalt an Diiεocya- natodiphenylmethan-Iεomeren von 85 Gew.-54, die sich ihrerseits im wesentli-

chen aus 25 Gew.-54 2,4 ' -Diisocyanatodi- phenylmethan und zum Reεt aus 4,4'-Diiso- cyanatodiphenylmethan zusammensetzen.

Die A-Komponente wird auf einer Hochdruckmachine mit der B-Komponente vermischt und das Reaktionsgemiεch in eine 40 1-Kastenform eingetragen, die auf etwa 50° C angewärmt ist. Die Form wird geschloεsen und das Formteil nach etwa 6 Minuten aus der Form genommen. Das Füllgewicht beträgt 2,38 kg.

Mechaniεche Daten:

Rohdichte nach DIN 53 420 Stauchhärte nach DIN 53 577 Zugfestigkeit nach DIN 53 571 Bruchdehnung nach DIN 53 571 Druckverformungsrest nach DIN 53 572 50 54 C t -Wert.

Der Weichschaum wurde mittels einer Schneidmeεεermühle der Fa. Pallmann, D-6660 Zweibrücken, Modell PS-4-5, bestückt mit einem 4 mm Siebeinsatz, zu Flocken der Große > 4 mm zerkleinert.

Auf die auf 180° C aufgewärmte Walzen wurden bei einem Walzenspalt von 0,15 mm - bezogen auf die eingesetzte Menge an PUR-Weichεchaumflocken - 5 Gew.-54 Desmopan® 385 (Handelsprodukt der Bayer AG) gegeben; dabei bildet sich ein dünner Desmopan-Film auf der Walze. Auf diese Walze wurde die Weichschaum-Flocken gegeben und 5 min gewalzt. Dabei bildet sich ein homogenen Walzfell, daß εich leicht von der Maεchine abnehmen läßt.

Der Zugversuch nach DIN 53 504 ergab an Zugstäben, die aus diesen Walzfellen ausgeεtanzt wurden, eine Rei߬ festigkeit von 7 MPa und eine Bruchdehnung von 80 54,