DE19923758A1 - Verfahren zur Herstellung einer den Thermoplastischen Elastomeren ähnlichen Elastomerlegierung unter Verwendung von Alt- oder Abfallgummi - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer den Thermoplastischen Elastomeren ähnlichen Elastomerlegierung unter Verwendung von Alt- oder Abfallgummi

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer den Thermoplastischen Elastomeren ähnlichen Elastomerlegierung unter Verwendung von Alt- oder Abfallgummi, bei dem der zu einem Gummimehl verarbeitete Alt- und Abfallgummi mit einem Thermoplast und wenigstens einem Stabilisierungsmittel in unterschiedlichen Masseverhältnissen im Prozeß des Schmelzemischens in einem Mischaggergat zu Compounds verarbeitet wird. DOLLAR A Die Aufgabe, die darin besteht, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so zu verbessern, daß ein Gemisch aus zwei an sich unverträglichen Phasen, Gummimehl und Thermoplast, durch geeignete Materialwahl für die Thermoplastkomponente und die weiteren Zusatzstoffe und durch eine verbesserte Technologie des Verfahrensaublaufes während einer relativ kurzen Mischzeit im Schmelzemischprozeß in eine Legierung mit Thermoplastischen Elastomeren ähnlichen Eigenschaften überführt wird, die in ihrer Qualität gleichbleibend, reproduzierbar und mehrfach recycelbar ist, wird dadurch gelöst, daß zunächst wenigstens ein Polypropylen-Co-Polymerisat oder ein Gemisch dessen mit wenigstens einem Polypropylen-Typen im Mischaggregat aufgeschmolzen und danach der Schmelze dosiert Gummimehl, von dem zumindest ein Teil in einem Radialdonator vorgequollen worden ist, zugegeben wird, daß das Gummimehl durch Aufbringen hoher Scherdeformationen und unter mischparameterabhängigem Zusatz radikalbildender Agenzien zur Phasenkopplung zwischen dem Gummimehl und dem ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer den Thermoplastischen Elastomeren ähnlichen Elastomerlegierung unter Verwendung von Alt- oder Abfallgummi, bei dem der zu einem Gummimehl verarbeitete Alt- und Abfallgummi mit einem Thermoplast und wenigstens einem Stabilisierungsmittel in unterschiedlichen Masseverhältnissen im Prozeß des Schmelze­ mischens in einem Mischaggregat zu Compounds verarbeitet wird.
Als Beitrag zur Lösung des Problems der werkstofflichen Ver­ wertung von Alt- und Abfallgummi wird vielerorts an der Ent­ wicklung von Verfahren und Rezepturen zur Verwendung von Gum­ mimehl und Gummigranulat aus Alt- oder Abfallgummi gearbeitet. Solches Gummimehl bzw. Gummigranulat wird in zunehmendem Maße auf dem europäischen Markt angeboten. Forschungsarbeiten be­ schäftigen sich mit der Herstellung, Verarbeitung und Prüfung von Thermoplastischen Elastomeren (TPE) ähnlichen Compounds aus Gummimehl und Kunststoffen.
Bekannt ist die Herstellung derartiger Elastomerlegierungen mit Hilfe des Schmelzemischens mit dynamischer Stabilisation des Gemisches in einem Innenmischer. Das mechanisch-physika­ lische Eigenschaftsbild dieser Compounds wird durch plasti­ sches Deformationsverhalten der meist teilkristallinen Kunst­ stoffmatrix und dem entropieelastischen, also gummitypischen Deformationsverhalten der darin dispers verteilten elastomeren Domänen bestimmt.
So offenbart beispielsweise die DE 295 15 721 U1 das Einmi­ schen von Gummimehl in Polypropylen. Die Druckschrift be­ schreibt eine Gummimahlgut modifizierte Thermoplaste, vorzugs­ weise Polypropylen, Styrol-Butadien.-Styrol oder Styrol- Ethylen-Butylen-Styrol als Ersatz oder Verschnitt von Thermoplastischen Elastomeren beziehungsweise schlagzäh modifizierten Thermoplasten, die dadurch gekennzeichnet ist, daß feingemahlenes Gummi mit einer Korngröße < 600 µm in die Matrix des Thermoplasten mit 10 bis 80 Gewichtsprozent physikalisch eingebunden ist. Die zusätzliche chemische Ein­ bindung erfolgt dabei mittels peroxidische Vernetzung oder Säurefunktionalisierung.
Sowohl die dort angewandte Verfahrenstechnologie als auch die Rezepturzusammenstellung reicht jedoch in keinem Maße dafür aus, um ähnliche oder vergleichbare Werteniveaus der mecha­ nisch-physikalischen Werkstoffkennwerte zu erzeugen, wie sie für bekannte Elastomerlegierungen typisch sind.
Während in DE 29 51 5721 U1 der Einsatz von Antioxidantien zum Schutz vor Licht und Wärme eingesetzt wird, erlangen Antioxi­ dantien in weiteren bekannten Verfahren zur deutlichen Steige­ rung von Festigkeits- und Härtewerten durch eine Donator-Ak­ zeptor-Reaktion eine hohe Bedeutung.
So werden in der DE 196 07 281 A1 Verfahren und Rezepturen benannt, nachdem sich Elastomer-Compounds herstellen lassen, die sich durch ein zum bekannten technischen Stand bemerkens­ wert verbessertes, insbesondere mechanisch-physikalisches Werkstoffkennwerteniveau auszeichnen. Danach beruht das Ver­ fahren darauf, daß das Gemisch aus mindestens zwei an sich unverträglichen Mischungsbestandteilen, Gummimehl und Thermo­ plast, durch Schaffung entsprechender stofflicher, technologi­ scher und konstruktiver Voraussetzungen während des Schmelze­ mischprozesses in ein Compound mit schlagzähen Eigenschaften überführt wird. Dazu wird unbehandeltes und/oder aktiviertes Alt- oder Abfallgummimehl und eine Thermoplastkomonente einem Innenmischer zugeführt, die Thermoplastkomponente wird plasti­ ziert, während gleichzeitig das Gummimehl verteilt bzw. unter­ gemischt wird. Durch Zusatz eines oder mehrerer Vernetzungs­ mitteln in unterschiedlichen Masseverhältnissen unter Ein­ wirkung hoher Scherkräfte erfolgt die dynamische Stabilisie­ rung der Elastomer- und/oder der Thermoplastkomponente und die Verarbeitung zu Compounds mit den Thermoplastischen Elastome­ ren ähnlichen Eigenschaften.
Nachteilig an dieser Lösung ist, daß eine homogene Verteilung des Vernetzungsmittels nicht gewährleistet und dadurch eine stabile Reproduzierbarkeit qualitativ gleichwertiger Compounds über einen langen Zeitraum hinweg nicht gegeben ist.
Es hat sich außerdem gezeigt, daß nicht jedes thermoplastische Material gleichermaßen gut geeignet ist, qualitativ hochwerti­ ge und mehrfach recycelbare Compounds herzustellen, da der erreichbare Vernetzungsgrad der thermodynamisch unverträgli­ chen Komponenten sehr unterschiedlich ist.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, bekannte Verfahren zum werkstofflichen Recycling von Alt- und Abfallgummi durch dyna­ mische Stabilisation von Gummimehl, Thermoplast und Vernet­ zungsmitteln nach der eingangs beschriebenen Art so zu ver­ bessern, daß ein Gemisch aus zwei an sich unverträglichen Phasen, Gummimehl und Thermoplast, durch geeignete Material­ wahl für die Thermoplastkomponente und weitere Zusatzstoffe und durch eine verbesserte Technologie des Verfahrensablaufes während einer relativ kurzen Mischzeit im Schmelzemischprozeß in eine Legierung mit den Thermoplastischen Elastomeren ähnli­ chen Eigenschaften überführt wird, die in ihrer Qualität gleichbleibend, reproduzierbar und mehrfach recycelbar ist. Insbesondere sollen die Compounds gummitypische Werkstoff­ eigenschaften mit gleichbleiben guter Qualität aufweisen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zunächst wenigstens ein Polypropylen-Co-Polymerisat oder ein Gemisch dessen mit wenigstens einem Polypropylen-Typen im Mischaggre­ gat aufgeschmolzen und danach der Schmelze dosiert Gummimehl, von dem zumindest ein Teil in einem Radikaldonator vorgequol­ len worden ist, zugegeben wird, daß das Gummimehl durch Auf­ bringen hoher Scherdeformationen und unter mischparameter­ abhängigem Zusatz radikalbildender Agenzien zur Phasenkopplung zwischen dem Gummimehl und dem Polypropylen-Co-Polymerisat oder dessen Gemisches in der Kunststoffmatrix dispergiert wird und daß der dynamische Stabilisierungsprozeß bei einer Mischguttemperatur, die oberhalb des Schmelztemperaturberei­ ches des Polypropylen-Co-Polymerisats oder dessen Gemisches, jedoch unterhalb des Zersetzungstemperaturbereiches des Gummi­ mehls liegt und bei einer Mischzeit, die eine Reaktion des Radikalbildners ermöglicht, erfolgt.
Diese mit dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbaren Ela­ stomerlegierungen vereinen die Vorzüge einer thermoplastischen Verarbeitbarkeit mit gummitypischen Werkstoffmerkmalen. Diese sogenannten Elastomeric Alloys sind den Thermoplastischen Elastomeren sehr ähnlich. Als Kunststoffphase fungiert ein Polypropylen-Co-Polymer mit Polyethylen-Anteil bzw. ein Ge­ misch aus teilkristallinen Polypropylenen (Homo- und Co-Poly­ merisat). Da sich das Verfahren auf die werkstoffliche Ver­ wertung von Alt- und Abfallgummi konzentriert, wird der Rezep­ turentwicklung ein Mischungsverhältnis von Gummimehl zu Kunst­ stoff von wenigstens 50% Gummimehl zugrunde gelegt. Die Elastomeric Alloys lassen sich in ihrem mechanisch-physika­ lischen Eigenschaftsprofil reproduzierbar herstellen und zeichnen sich durch eine untereinander korrelierbare Kenn­ wertestruktur aus.
Die Elastomerlegierungen sind recycelfähig, das heißt, sie lassen sich im Gegensatz zu Gummi ohne nennenswerten Eigen­ schaftsverlust ein zweites oder mehrfaches Mal verarbeiten.
Die Besonderheit des Verfahrensablaufes besteht in der Herbei­ führung und Nutzung der Effekte der sogenannten dynamischen Stabilisation des Polymergemisches. Nur bei einer Kombination von mechanischem Energieeintrag und chemischer Reaktion nach erfolgter Vorquellung der dispersen Phase kann eine qualitativ hochwertige Anbindung beider Phasen erreicht werden. Der Poly­ ethylen-Anteil wandert an die Phasengrenze und zeigt dort Ver­ netzungs- und Coaleszenzeffekte. So können hohe Anteile zum Beispiel von Altreifenmehlen mit grobkörnigerer Struktur (Korngröße wenigstens 0,5 mm) eingesetzt und zu Compounds mit sehr guten mechanisch-physikalischen Eigenschaften verarbeitet werden. Das Vorquellen des Gummimehles dient dabei dazu, den Angriff des Radikaldonators auf die Phasengrenzflächen zu begrenzen.
Die Mischung aus Gummimehl, einem speziell ausgewähltem Kunst­ stoff und dem Stabilisierungsmittel bzw. der Additive in einem zum Aufbringen hoher Scherdeformationen geeigneten Mischaggre­ gat, hier dem Innenmischer, wird auf ein Energieniveau geho­ ben, bei dem die Thermoplastkomponente aufgeschmolzen und die Elastomerkomponente in ihr dispergiert wird. Das erreichbare Eigenschaftsspektrum dieser Compounds läßt sich als Funktion der Rezeptur, das heißt des Masseverhältnisses von Gummimehl zu Kunststoff und weiterer Additive sowie der Mischtechnologie in weiten Grenzen variieren und auf den jeweiligen Anwendungs­ fall der Polymerlegierung zuschneiden.
Die Compounds sind als Formmassen insbesondere für technische Formteile einsetzbar. Sie können auf Grund ihrer guten mecha­ nisch-physikalischen Eigenschaften, besonders hinsichtlich der Zugfestigkeit und der Reißdehnung sowie ihres Widerstandes gegenüber Schlag- und Stoßbelastungen auch bei tiefen Tempera­ turen, für hochbeanspruchte technische Formartikel verwendet werden und damit herkömmliche Thermoplastische Elastomere aus reinem Kunststoff mit vernetzter oder unvernetzter reiner Kautschukphase kostengünstig und umweltfreundlich ersetzen.
Typische Anwendungsbeispiele sind Halbzeuge oder Formteile wie Manschetten und Dichtungen sowie Stoßfänger und Verkleidungen im Kraft- und Schienenfahrzeugbau. Auch Behälter, Kübel oder Abdeckungen im Straßen- und Rohrleitungsbau, hergestellt durch Spritzgießen, Extrusion, Walzen, Kalandrieren oder Pressen können kostengünstig aus diesen Compounds gefertigt werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dem Aufschmelzprozeß des Polypropylen-Co-Poly­ merisats wenigstens ein Anteil mindestens eines Polypropylen- Homo-Polymerisats beigefügt.
Damit können Härte und Festigkeit, insbesondere auch die Ab­ riebfestigkeit des stabilisierten Systems weiter erhöht wer­ den.
Erfindungsgemäß ist des weiteren vorgesehen, daß als Thermo­ plast ein Polypropylenverschnitt in einem Gemisch aus Co- und Homo-Polymerisat und mit einem Co-Polymeranteil von bis zu 95% der Gesamtkunststoffmatrix eingesetzt wird.
Auch hierdurch können die mechanisch-physikalischen Eigen­ schaften, hier Schlagfestigkeit bei Einsatz in niedrigen tem­ peraturbereichen und Reißdehnung bei Normaltemperatur erhöht werden. Die Compounds besitzen eine wesentlich bessere Fließ­ fähigkeit, was die Verarbeitungsbedingungen besonders durch Spritzgießen und Extrusion erleichtert.
Wenn als Radikaldonator ein flüssiges Peroxid mit hohem Aktiv­ sauerstoffanteil und mit einem auf den Polymeranteil bezogenen Gewichtsverhältnis von < 0,3% eingesetzt wird, so führt dies zu einer qualitativ besseren Vernetzung der Gemischkomponen­ ten.
Der hohe Aktivsauerstoffanteil trägt zu einer sehr aktiven Reaktion bei. Die wirksame Oberfläche der dispersen elastome­ ren Phase wird durch Quellung vergrößert und die Radikalbil­ dung an der Gummimehloberfläche über die partielle Aufhebung von Vernetzungsbrücken bzw. Spaltung von noch vorhandenen Doppelbindungen des Kautschuks bewirkt. Der im Co-Polymerisat vorhandene Polyethylen-Anteil wird durch das Peroxid vernetzt. Der Pfropfungsgrad ist dabei eine Funktion der Reaktivität des Peroxides.
Bezüglich der erreichbaren mechanisch-physikalischen Eigen­ schaften von Vorteil ist auch, wenn die Matrix ausschließlich ein Polypropylen-Co-Polyethylen ist.
Die Grenzflächenspannungen der zu vermischenden Materialien sollten in der Regel möglichst übereinstimmen. Polyethylen weist gegenüber Polypropylen eine wesentlich geringere Ober­ flächenspannung auf und liegt weit mehr im Bereich der Grenz­ flächenspannung von Naturkautschuk als Bestandteil des Gummi­ mehls. Von daher ist es besser geeignet, sich mit dem Gummi­ mehl zu verbinden.
Nach einer weiteren vorzugsweisen Ausgestaltung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens werden zur Erhöhung der Härte und Festigkeit der Compounds Radikalakzeptoren zu einem von der Halbwertszeit des Radikaldonators abhängigen Zeitpunkt zu­ gegeben.
Dadurch werden besonders Härte und Festigkeit des Compounds vergrößert. Der Matrixabbau wird gestoppt und eine ungewollte Zerstörung der Matrix wird verhindert.
Wenn als Radikalakzeptoren Schwefel, schwefelhaltige oder schwefelspendende Stoffe und/oder andere polyfunktionelle Verbindungen wie Chinone oder Chinoline vor und/oder während des Schmelzemischprozesses zugegeben werden, so dient dies ebenfalls der weiteren Verbesserung oder Stabilisierung der mechanisch-physikalischen Eigenschaften des Compounds. Der unkontrollierte Abbau von Polypropylen wird nachhaltig verhin­ dert.
Erfindungsgemäß ist auch vorgesehen, daß vor der Zugabe des Radikaldonator-Akzeptor-Systems die Zugabe von insbesondere auf das Gummimehl regenerierend wirkenden Substanzen erfolgt.
Die regenerierend wirkenden Substanzen können Merkaptoben­ zothiazol (MBT) oder Pentachorthiophenol beziehungsweise Di­ benzoylamidodiphenyldisulfit sein.
Durch diese zusätzliche Aktivierung des Gummimehles infolge Spaltung der Kohlenstoffketten wird die Zahl der bindungs­ aktiven Stellen des Gummimehles erhöht.
Ein zusätzlicher Stabilisierungseffekt wird dadurch erreicht, daß das Gummimehl in verschiedenen Korngrößen, unbehandelt oder mit mechanischen und/oder chemischen und/oder chemisch­ physikalischen Methoden aktiviert als Gummiphase und Rezeptur­ komponente eingesetzt wird.
Mit Einsatz grobkörnigeren Gummimehls wird der technologische Herstellungsaufwand des Gummimehls minimiert, das Gummimehl ist kostengünstiger einsetzbar. Der Verfahrensablauf ermög­ licht, daß die guten mechanisch-physikalischen Eigenschaften dennoch erzielt werden.
Dabei ist vorgesehen, Gummimehl mit einer Korngröße im Bereich bis 1 mm vorteilhaft und bei gleicbleibend guten Eigenschaften einzusetzen.
Wenn vor oder während des Schmelzemischprozesses weitere Addi­ tive wie Füllstoffe, Weichmacher, Harze, Frischkautschuk und Kautschukmischungen, Farbstoffe beziehungsweise Pigmente sowie Compatibilizer eingesetzt werden, so dient diese Maßnahme der Verwirklichung spezieller Kundenwünsche, angepaßt an die je­ weiligen konkreten Einsatzbedingungen.
Insbesondere aus Gründen des Umweltschutzes von Vorteil ist, daß das Polypropylen oder das Co-Polymerisat aus Polypropylen und Polyethylen sowohl als reiner Primär-, oder Sekundärkunst­ stoff als auch in Mischungen mit anderen Thermoplasten oder Mischfraktionen einsetzbar ist.
Die Recycelfähigkeit der Compounds wird nahezu ohne Wertever­ lust beibehalten, die Compounds sind über lange Zeit wieder­ verwendungsfähig und belasten damit die Umwelt nicht.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll nachfolgend noch näher erläutert werden.
Zunächst wird, um den Radikaldonator in seiner Wirkung zu unterstützen, eine bestimmte Menge Gummimehl durch diesen, vorzugsweise in flüssiger Form vorliegend, vorgequollen. Diese effiziente spezielle Wirkpaarung schafft die Voraussetzung zur in situ-Block-Copolymerbildung und Stabilisierung durch Co­ vernetzung der beiden Phasen Gummimehl und Kunststoff. Der dazu nötige spezielle Mischprozeß wird im Innenmischer reali­ siert. Dabei laufen physikalische, das heißt Verteilungs­ prozesse, und chemische, das heißt Stabilisierungsprozesse, zeitlich parallel zueinander ab. Im Ergebnis entsteht die Struktur der Compounds, die durch eine disperse Verteilung von Gummidomänen in einer Thermoplastmatrix gekennzeichnet ist.
Der Mischprozeß ist von einer speziellen Charakteristik der wichtigsten Prozeßgrößen Antriebsleistung und Mischguttempera­ tur gekennzeichnet. Auf der Deutung des typischen Verlaufes dieser Prozeßgrößen über der Mischzeit beruht auch die Verfah­ rensbezeichnung als dynamische Stabilisation.
Nach einer ersten Leistungsspitze, die nach Zugabe der Haupt­ komponenten Gummimehl und Thermoplast und nach dem Stempel­ schließen des Innenmischers auftritt, erfolgt die Zugabe wei­ terer Stabilisationschemikalien oder Additive. Nach erneutem Stempelschließen ist wieder ein Leistungs- bzw. Temperatur­ anstieg zu beobachten. Dieses zweite Leistungsmaximum beruht darauf, daß in der Mischung aus Gummimehl und Kunststoff eine chemische Reaktion, das heißt ein Phasenkopplungs- oder Stabi­ lisierungsprozeß, stattgefunden hat. Sofort danach und in­ nerhalb eines genau definierten Temperaturbereiches erfolgt der Prozeßabbruch und das Compound wird ausgestoßen. Eine Fort­ setzung des Mischprozesses kann zu einer besseren Uniformität der Elastomeric Alloys führen.
Mit der Anwendung des Verfahrens der dynamischen Stabilisation gelingt es, an sich unverträgliche Phasen, in diesem Fall Gummi­ mehl und Kunststoff, im Compound so zu stabilisieren, daß es im folgenden Verarbeitungsprozeß und beim Abkühlen, z. B. während des Spritzgießens oder Extrudierens, nicht wieder zu Entmi­ schungserscheinungen kommt und sich das Elastomeric Alloy durch spezifische mechanisch-physikalische Eigenschaften auszeichnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann qualitativ durch den Einsatz verschiedener Stabilisierungssysteme, Weichmacher, verstärkender Füllstoffe und anderer Additive erweitert werden. Durch Verwen­ dung spezieller Kompatibilisatoren wird der unvermeidliche Modulsprung an den Phasengrenzen der beiden Hauptkomponenten der Polymerlegierung, Gummimehl und spezieller Kunststoff zusätzlich vermindert.
Nach konventioneller Spritzgießtechnologie hergestellte Prüfkör­ per zeigen neben guter thermoplastischer Verarbeitbarkeit ein spezielles, dem Gummi nahekommendes Eigenschaftsprofil. Mit erfindungsgemäß hergestellten Compunds, aus denen mittels Spritzgießens Probekörper in Form von Zugstäben gefertigt worden sind, konnten bei Einsatz von Gummimehlen mit einer Korngröße von ca. 0,5 mm Reißdehnungen < 250% und Zugfestigkeiten < 15 MPa erzielt werden. Der ermittelte Zugverformungsrest weist diese Werkstoffe in Anlehnung an die DIN 7724 mit Zugverfor­ mungsresten < 50% als ein thermoplastisches Elastomer (TPE) aus. Bei einfachem Vermischen von Gummimehl und Polypropylen sind nur Zugfestigkeiten < 13 MPa und Reißdehnungen < 60% erreichbar.
Vergleiche mit auf dem Markt befindlichen und als Thermoplasti­ sche Elastomere ausgewiesene Werkstoffe zeigen, daß mittels stabilisierter Compounds annähernd gleiche Werkstoffkennwerte erreichbar sind. Sie sind daher vorteilhaft insbesondere zur Herstellung von technischen Formteilen im Kraftfahrzeugwesen, der Bau- oder Landwirtschaft einsetzbar sind.

Claims (13)

1. Verfahren zur Herstellung einer den Thermoplastischen Ela­ stomeren ähnlichen Elastomerlegierung unter Verwendung von Alt- und Abfallgummi, bei dem der zu einem Gummimehl ver­ arbeitete Alt- und Abfallgummi mit einem Thermoplast und wenigstens einem Stabilisierungsmittel in unterschiedlichen Masseverhältnissen im Prozeß des Schmelzemischens in einem Mischaggregat zu Compounds verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst wenigstens ein Polypropylen-Co-Polymerisat oder ein Gemisch dessen mit wenigstens einem Polypropylen-Typen im Mischaggregat aufge­ schmolzen und danach der Schmelze dosiert Gummimehl, von dem zumindest ein Teil in einem Radikaldonator vorgequollen worden ist, zugegeben wird,
daß das Gummimehl durch Aufbringen hoher Scherdeformationen und unter mischparameterabhängigem Zusatz radikalbildender Agenzien zur Phasenkopplung zwischen dem Gummimehl und dem Polypropylen-Co-Polymerisat oder dessen Gemisches in der Kunststoffmatrix dispergiert wird und
daß der dynamische Stabilisierungsprozeß bei einer Mischguttemperatur, die oberhalb des Schmelztemperatur­ bereiches des Polypropylen-Co-Polymerisats oder dessen Gemisches, jedoch unterhalb des Zersetzungstemperaturberei­ ches des Gummimehls liegt, und bei einer Mischzeit, die eine Reaktion des Radikalbildners ermöglicht, erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem Aufschmelzprozeß des Polypropylen- Co-Polymerisats wenigstens ein Anteil mindestens eines Polypropylen-Homo-Polymerisats beigefügt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Thermoplast als Polypropylenver­ schnitt eingesetzt wird, in einem Gemisch aus Co- und Homo- Polymerisat und mit einem Co-Polymeranteil von 1 bis 95% der Gesamtkunststoffmatrix.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Radikaldonator ein flüssiges Peroxid mit hohem Aktivsauerstoffanteil und mit einem auf den Polymeranteil bezogenen Gewichtsverhältnis von < 0,3% eingesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Co- Polymerbestandteil Polyethylen verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhö­ hung der Härte und Festigkeit der Compounds Radikalakzepto­ ren zu einem von der Halbwertszeit des Radikaldonators abhängigen Zeitpunkt zugegeben werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Radikalakzeptoren Schwefel, schwe­ felhaltige oder schwefelspendende Stoffe und/oder andere polyfunktionelle Verbindungen wie Chinone oder Chinoline vor und/oder während des Schmelzemischprozesses zugegeben werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Zugabe des Radikaldonator-Akzeptor-Systems die Zugabe von insbesondere auf das Gummimehl regenerierend wirkenden Substanzen erfolgt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als regenerierend wirkende Substanzen Merkaptobenzothiazol (MBT) oder Pentachorthiophenol bezie­ hungsweise Dibenzoylamidodiphenyldisulfit eingesetzt wer­ den.
10. Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gummi­ mehl in verschiedenen Korngrößen, unbehandelt oder mit mechanischen und/oder chemischen und/oder chemisch-physika­ lischen Methoden aktiviert als Gummiphase und Rezeptur­ komponente eingesetzt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gummimehl eine Korngröße im Be­ reich bis 1 mm aufweist.
12. Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder während des Schmelzemischprozesses weitere Additive wie Füllstoffe, Weichmacher, Harze, Frischkautschuk und Kau­ tschukmischungen sowie Compatibilizer eingesetzt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Poly­ propylen oder das Co-Polymerisat aus Polypropylen und Poly­ ethylen sowohl als reiner Primär-, oder Sekundärkunststoff als auch in Mischungen mit anderen Thermoplasten oder Mischfraktionen einsetzbar ist.
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US09/831,438 US6664303B1 (en) 1999-05-25 2000-05-17 Method of producing an elastomeric alloy that is similar to thermoplastic elastomers, on the basis of reclaimed rubber or waste rubber
AU59616/00A AU751195B2 (en) 1999-05-25 2000-05-17 Method of producing an elastomer blend that is similar to thermoplastic elastomers, on the basis of reclaimed rubber or waste rubber
PT00945529T PT1144493E (pt) 1999-05-25 2000-05-17 Processo para a producao de uma liga de elastomero que e semelhante a elastomeros termoplasticos a partir de borracha reciclada ou de residuos de borracha
EP00945529A EP1144493B1 (de) 1999-05-25 2000-05-17 Verfahren zur herstellung einer den thermoplastischen elastomeren ähnlichen elastomerlegierung unter verwendung von alt- oder abfallgummi
BR0010118-4A BR0010118A (pt) 1999-05-25 2000-05-17 Método para a produção de uma liga elastomérica que é similar aos elastÈmeros termoplásticos, à base de borracha recuperada ou resìduos de borracha
DE50000672T DE50000672D1 (de) 1999-05-25 2000-05-17 Verfahren zur herstellung einer den thermoplastischen elastomeren ähnlichen elastomerlegierung unter verwendung von alt- oder abfallgummi
ES00945529T ES2185601T3 (es) 1999-05-25 2000-05-17 Procedimiento para la produccion de una aleacion elastomerica similar a los elastomeros termoplasticos mediando utilizacion de un caucho inutilizado o residual.
PCT/DE2000/001539 WO2000078852A2 (de) 1999-05-25 2000-05-17 Verfahren zur herstellung einer den thermoplastischen elastomeren ähnlichen elastomerlegierung unter verwendung von alt- oder abfallgummi
DK00945529T DK1144493T3 (da) 1999-05-25 2000-05-17 Fremgangsmåde til fremstilling af en elastomerlegering, der ligner termoplastiske elastomerer, under anvendelse af gammel - eller affaldsgummi
AT00945529T ATE226605T1 (de) 1999-05-25 2000-05-17 Verfahren zur herstellung einer den thermoplastischen elastomeren ähnlichen elastomerlegierung unter verwendung von alt- oder abfallgummi
CA002351474A CA2351474C (en) 1999-05-25 2000-05-17 Method of producing an elastomer blend that is similar to thermoplastic elastomers, on the basis of reclaimed rubber or waste rubber
PL348373A PL196804B1 (pl) 1999-05-25 2000-05-17 Sposób wytwarzania elastomerycznego stopu podobnego do termoplastycznych elastomerów, przy zastosowaniu zużytej lub odpadowej gumy
ZA200104848A ZA200104848B (en) 1999-05-25 2001-06-14 Method of producing an elastomeric alloy that is similar to thermoplastic elastomers, on the basis of reclaimed rubber or waste rubber.

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2345695A1 (de) 2010-01-08 2011-07-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Elastomermodifizierte thermoplastische Zusammensetzung
DE202010018294U1 (de) 2010-01-08 2015-08-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Elastomermodifizierte thermoplastische Zusammensetzung
WO2016055414A1 (de) 2014-10-07 2016-04-14 Kölbl Engineering und Consulting GmbH Matte oder band

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000053384A1 (en) * 1999-03-10 2000-09-14 Suzuka Fuji Xerox Co., Ltd. Method of recycling molded resin
US6913831B2 (en) * 2002-12-26 2005-07-05 Suzuka Fuji Xerox, Co., Ltd. Coating material for recycling and a thermoplastic resin mold
BR0318219A (pt) 2003-03-31 2006-03-21 Pirelli & C Spa material termoplástico, e, produto manufaturado
US20070004864A1 (en) * 2005-06-24 2007-01-04 University Of Florida Research Foundation Method to enhance impact strength properties of melt processed polypropylene resins
EP2205667A1 (de) 2007-10-26 2010-07-14 Basf Se Elastisches expandierbares styrolpolymerisat mit niedriger wärmeleitfähigkeit
CN101544791B (zh) * 2008-03-28 2012-09-05 周修君 一种采用废塑料改性的高抗冲地铁隧道管片橡塑定位棒
US8455063B2 (en) * 2009-10-07 2013-06-04 Sungyull Lee Artificial turf infill and artificial turf including the same
CN101948578B (zh) * 2010-09-21 2011-12-07 东南大学 一种废旧橡胶粉再生剂及其制备方法
US10030125B2 (en) * 2012-11-24 2018-07-24 The Petroleum Institute Thermoplastic based sulphur nanocomposites
CN111592685B (zh) * 2020-05-19 2021-06-01 北京化工大学 一种硫化橡胶再生胶及其制备方法
CN120441974B (zh) * 2025-07-11 2025-10-03 海宁海象新材料有限公司 一种pvc耐磨层材料及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19607281A1 (de) * 1996-02-27 1997-08-28 Hannes Dr Ing Michael Verfahren zum werkstofflichen Recycling von Alt- und Abfallgummi durch dynamische Stabilisation von Gummimehl, Thermoplast und Vernetzungsmitteln zur Herstellung von TPE-ähnlichen Compounds

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29515721U1 (de) 1995-10-05 1996-01-04 FKuR - Forschungsinstitut Kunststoff-Recycling GmbH, 47877 Willich Gummimahlgut - modifizierte Thermoplaste

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19607281A1 (de) * 1996-02-27 1997-08-28 Hannes Dr Ing Michael Verfahren zum werkstofflichen Recycling von Alt- und Abfallgummi durch dynamische Stabilisation von Gummimehl, Thermoplast und Vernetzungsmitteln zur Herstellung von TPE-ähnlichen Compounds

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2345695A1 (de) 2010-01-08 2011-07-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Elastomermodifizierte thermoplastische Zusammensetzung
DE102010006720A1 (de) 2010-01-08 2011-07-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80686 Elastomermodifizierte thermoplastische Zusammensetzung
DE202010018294U1 (de) 2010-01-08 2015-08-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Elastomermodifizierte thermoplastische Zusammensetzung
WO2016055414A1 (de) 2014-10-07 2016-04-14 Kölbl Engineering und Consulting GmbH Matte oder band

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DE50000672D1 (de) 2002-11-28
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AU5961600A (en) 2001-01-09
ZA200104848B (en) 2003-02-14
ATE226605T1 (de) 2002-11-15

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