DE4028567C2

DE4028567C2 - Verfahren zur Wiederverwendung von Pulverlack-Overspray

Info

Publication number: DE4028567C2
Application number: DE4028567A
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Streitberger; Joachim Woltering
Original assignee: BASF Coatings GmbH
Current assignee: BASF Coatings GmbH
Priority date: 1990-09-08
Filing date: 1990-09-08
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2010-09-09
Also published as: DE4028567A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiederverwen dung von Pulverlack-Overspray.

Mit Pulverlacken kann besonders umweltschonend lackiert werden. Es gibt Bemühungen, auch Automobillackierungen, an die besonders hohe Anforderungen gestellt werden, unter Verwendung von Pulverlacken herzustellen.

Bei der Applikation von Pulverlacken kann nicht verhin dert werden, daß ein Teil des eingesetzten Pulverlackes das Substrat entweder nicht erreicht oder vom Substrat wieder abfällt. Aus ökologischen und ökonomischen Grün den ist es wünschenswert, den auf diese Weise anfallen den Pulverlack-Overspray einer Wiederverwendung zuzu führen.

Ein bekanntes Verfahren zur Wiederverwendung von Pul verlack-Overspray besteht darin, daß der Pulverlack- Overspray mit frischem Ausgangsmaterial gemischt wird und diese Mischung aus frischem Pulverlack und Pulver lack-Overspray zur Lackierung verwendet wird.

Mit diesem Gemisch aus frischem Pulverlack und Pulver lack-Overspray können nachteiligerweise keine Lackie rungen hergestellt werden, die den an Automobillackie rungen gestellten hohen Anforderungen genügen, weil durch das Vermischen mit dem Pulverlack-Overspray die Korngrößenverteilung verschoben wird und gröbere Parti kel und Fäden aus geschmolzenem Pulverlack ("cob webbing") sowie sonstige Verunreinigungen in das fri sche Ausgangsmaterial eingetragen werden. Die beim Ver mischen von Pulverlack-Overspray mit frischem Ausgangs material auftretenden Probleme können auch durch Sieben des Oversprays (vgl. DE 23 38 731 A1) nicht befriedi gend gelöst werden. In der DE 29 36 305 A1 wird ein Verfahren zur Wiederverwendung von Pulverlack-Overspray beschrieben, bei dem das Bindemittel oder Vernetzungs mittel aus dem Pulverlack-Overspray herausgelöst wird, aus der Lösung wiedergewonnen wird und zur Herstellung neuer Lacke wiederverwendet wird. Dieses Verfahren hat aber den Nachteil, daß es mit großem Aufwand verbunden ist und den Einsatz großer Mengen organischer Lösemit tel erfordert.

Da bei der Pulverlackierung ein sehr großer Anteil der eingesetzten Menge an Pulverlack als Overspray anfällt, ist das Bedürfnis nach einem Verfahren zur Wiederver wendung von Pulverlack-Overspray sehr groß.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufga benstellung liegt in der Bereitstellung eines Verfah rens zur Wiederverwendung von Pulverlack-Overspray, das die Nachteile der bekannten Verfahren nicht oder nur in vermindertem Ausmaß aufweist. Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Pulverlack-Overspray bei der Pulverlackproduk tion im Laufe des Extrusionsprozesses in den Pulverlackproduktionsprozeß rückgeführt wird, wobei der Pulverlackproduktionsprozeß mindestens folgende Arbeitsschritte umfaßt:

a) Vormischung zumindest eines Teils der zur Herstel lung des Pulverlackes notwendigen Komponenten
b) Extrusion aller zur Herstellung des Pulverlacks notwendigen Komponenten
c) Weiterverarbeitung des Extrudates zu einem Pulver lack.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Wiederverwendung von Pulverklarlack-Overspray, der bei der Lackierung von Fahrzeugkarosserien, insbeson dere Automobilkarosserien mit Pulverklarlacken anfällt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Pulver lack-Overspray in den Pulverlackproduktionsprozeß zurückgeführt, wobei der Pulverlackproduktionsprozeß mindestens folgende Arbeitsschritte umfaßt:

Im folgenden soll beispielhaft ein Pulverlackproduk tionsprozeß beschrieben werden, in dem die Arbeits schritte a), b) und c) durchlaufen werden: Zu Beginn des Produktionsprozesses werden die einzelnen Rezeptur komponenten, z. B. Harze, Verlaufmittel, Härtungsmittel usw. in entsprechend geforderter Menge auf einer Ver wiegestation in einen Container gefüllt. Der Container wird an einen Containermischer angeschlossen. Es er folgt eine Vormischung der zur Herstellung des Pulver lackes notwendigen Komponenten (Arbeitsschritt a)). Im Arbeitsschritt b) wird die Vormischung über ein Dosier gerät einem Extruder zugeführt und extrudiert. Im Ar beitsschritt c) wird das Extrudat zu einem Pulverlack weiterverarbeitet. Das kann zum Beispiel erfolgen, indem das Extrudat ausgewalzt, schockartig abgekühlt, zu Chips zerkleinert und in das vorgegebene Kornspek trum pulverisiert wird.

Pulverlackproduktionsprozesse, in denen die Arbeits schritte a), b) und c) durchlaufen werden, gehören zum Stand der Technik und werden beispielsweise beschrieben in den Zeitschriftenartikeln von Hess ("Kontinuierli ches Herstellen von Kunststoff-Beschichtungspulvern" in Kunststoffe, Bd. 64, 1974, H. 2, Seite 54 bis Seite 57) und Wälty ("Produktionsverfahren für duroplastische Beschichtungspulver" in farbe + lack, 92. Jahrgang, 8/1986, Seite 734 bis Seite 737) und Mc Erlane ("The powder coatings industry - uses and production techniques" in Pigment And Resin Technology, August 1987, Seite 4 bis Seite 7) sowie in den Firmenschriften "Pulverlacke kontinuierlich herstellen auf Buss Ko- Kneter-Anlagen Baureihe PLK", "mit Buss-Ko-Kneter- Anlagen kontinuierlich Mischen - Kneten - Compoundie ren" und "Die Buss Technologie zur Herstellung von Pulverlacken" der Buss AG, CH-4133 Pratteln 1.

Es ist nun erfindungswesentlich, dass der Pulverlack-Overspray während des Arbeitsschrittes b) (Extrusion) in den Pulverlackproduktionsprozess rückgeführt wird.

Im Extruder durchlaufen die vorgemischten Rezepturkomponenten folgende Teilprozesse, die im Extruder in aufeinanderfolgenden Zonen ablaufen:

1. Einspeisung und Verdichtung der Vormischung
2. Schmelzen
3. Homogenisierung und Dispergierung der Schmelze
4. Austragung der homogenen Schmelze

Der Pulverlack-Overspray wird erst im Teilprozeß "Homogenisierung und Dispergierung der Schmelze", besonders erst kurz vor Abschluß dieses Teilprozesses dem Extruder zugeführt. Der günstigste Zeitpunkt für die Zuführung des Pulverlack-Oversprays zum Extrusionsprozeß kann vom Fachmann mit Hilfe weniger orientierender Vorversuche ermittelt werden. Der Fachmann muß lediglich den Zeitraum ermitteln, der für eine homogene Einarbeitung des Pulverlack-Oversprays notwendig ist.

Die Zuführung des Pulverlack-Oversprays in Teilprozess b3 des Extrusionsprozesses kann über einen oder mehrere separate Einlässe, ggf. unter Einsatz von einer oder mehreren Dosiervorrichtungen er folgen. Extruder, die mit mehreren separaten Einlässen versehen werden können, sind im Handel erhältlich und werden beispielsweise von der Firma Buss AG, Basel an geboten.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, den Pulverlack-Overspray zusammen mit Rückständen aus der Pulver-Klassifizierung in den Pul verlackproduktionsprozeß zurückzuführen. Unter Pulver- Klassifizierung wird die bei jedem Pulverlackproduk tionsprozeß notwendige Einstellung der erforderlichen Korngrößenverteilung (z. B. d₉₀ = 5-100 µm (mindestens 90 Gew.-% der Pulverlackteilchen haben eine Korngröße zwischen 5 und 100 µm) und x (50) = 45 µm (50 Gew.-% der Pulverlackteilchen haben eine Korngröße unter 45 µm)) verstanden. Das Mischungsverhältnis (in Ge wichtsteilen) zwischen Pulverlack-Overspray und Rück stand aus der Pulverlack-Klassifizierung sollte zwi schen 1 : 99 und 99 : 1, vorzugsweise zwischen 30 : 70 bis 70 : 30, besonders bevorzugt zwischen 40 : 60 bis 60 : 40 liegen.

Der Pulverlack-Overspray bzw. das Gemisch aus Pulver lack-Overspray und Rückstand aus der Pulver-Klassifi zierung kann üblicherweise in solchen Mengen in den Pulverlackproduktionsprozeß rückgeführt werden, daß der Anteil an Pulverlack-Overspray bzw. Gemisch aus Pulver lack-Overspray und Rückstand aus der Pulver-Klassifi zierung im neuproduzierten Pulverlack bis zu 50 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 20 Gew.-%, besonders bevorzugt bis zu 10 Gew.-% beträgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich vorzugsweise zur Wiederverwendung von Pulverklarlack-Overspray, ins besondere zur Wiederverwendung von Pulverklarlack-Over spray, der bei der Lackierung von Automobilkarosserien anfällt. Der Pulverklarlack-Overspray kann in Pulver klarlack, pigmentierte Pulverlacke und Struktur-Pulver lacke eingearbeitet werden. Das erfindungsgemäße Ver fahren eignet sich auch für die Wiederverwendung von pigmentierten Pulverlacken. Der pigmentierte Pulver lack-Overspray kann in pigmentierte Pulverlacke und Struktur-Pulverlacke eingearbeitet werden.

Die chemische Natur des wiederzuverwendenden Pulver lack-Oversprays ist für die vorliegende Erfindung nicht kritisch. Die einzige Voraussetzung für die Anwendbar keit des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß der Pulverlack-Overspray in einem Pulverlackproduk tionsprozeß, der die oben genannten Arbeitsschritte a), b) und c) umfaßt, verarbeitbar sein muß. Als Beispiele für Pulverlacke, deren Overspray nach dem erfindungsge mäßen Verfahren wiederverwendet werden kann, werden Pulverlacke auf Basis von epoxidgruppenhaltigen Binde mitteln und amino- und/oder carboxylgruppenhaltigen Härtern, Pulverlacke auf Basis von hydroxylgruppenhal tigen Bindemitteln und blockierte Isocyanatgruppen ent haltenden Härtern und Pulverlacke auf Basis von selbst vernetzenden Bindemitteln genannt. Die Bindemittel und/oder Härter können beispielsweise Polyesterharze, Polyacrylatharze, Polyurethanharze oder Polyepoxidharze auf Basis von Bisphenol-A-diglycidylethern sein. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Pulverlack-Over sprays von Pulverlacken wiederverwendet werden, die matte, seidenglänzende, hochglänzende oder struktu rierte Lackfilme liefern. Das erfindungsgemäße Verfah ren eignet sich insbesondere für die Wiederverwendung von Overspray, der bei der Lackierung von Fahrzeugkarosserien, insbesondere bei der Lackierung von Automo bilkarosserien mit Pulverklarlacken anfällt.

Anhand des folgenden Beispiels wird die Erfindung näher erläutert.

Aus 1 kg Overspray (angefallen bei der Lackierung mit einem Pulverklarlack bestehend aus 795 Teilen glycidyl funktionellem Acrylatharz (EEW 510-560), 165 Teilen 1,12-Dodecandisäure, 10 Teilen HALS, 20 Teilen UV-Ab sorber, 4 Teilen Entlüftungsmittel und 6 Teilen Ver laufsmittel) wurden mittels eines Siebes (10 µm Ma schenweite) grobe Bestandteile und mit Hilfe eines Metallabscheiders metallische Verunreinigungen abge trennt. Während der Neuproduktion von 20 kg Pulver klarlack der oben beschriebenen Zusammensetzung wurde 1 kg des so gereinigten Overspays kontinuierlich aufge schmolzen und unmittelbar nach dem Aufschmelzen in die Zone des Extruders, in der die Homogenisierung und Dispergierung der Schmelze stattfindet, gleichmäßig dem frischen Ausgangsmaterial zudosiert. Das so erhaltene Extrudat wurde zu einem Pulverklarlack mit einer mitt leren Teilchengröße von 30 µm vermahlen. Zum Vergleich wurden 20 kg des Pulverklarlackes ohne Zudosierung von Overspray hergestellt. Der Overspray-haltige Pulver klarlack wies die gleiche Gelzeit auf wie der Over spray-freie Pulverklarlack. Mit dem Overspray-haltigen Pulverklarlack hergestellte Lackfilme waren Lackfilmen, die mit Overspray-freiem Pulverklarlack hergestellt worden waren, insbesondere hinsichtlich Glanz, Verlauf, Transparenz und mechanisch technologischen Eigenschaf ten gleichwertig.

Claims

1. Verfahren zur Wiederverwendung von Pulverlack-Overspray im Pulver lackproduktionsprozeß, welcher mindestens folgende Arbeitsschritte umfaßt:

a) Vormischung zumindest eines Teils der zur Herstellung des Pulverlackes notwendigen Komponenten,
b) Extrusion aller zur Herstellung des Pulverlacks notwendigen Komponenten durch
- 1. Einspeisung und Verdichtung der Vormischung,
- 2. Schmelzen,
- 3. Homogenisierung und Dispergierung der Schmelze und
- 4. Austragung der homogenen Schmelze und
c) Weiterverarbeitung des Extrudats zu einem Pulverlack,

dadurch gekennzeichnet, daß der Pulverlack-Overspray im Laufe des Extrusionsprozesses b) in den Teilprozeß b3) rückgeführt wird.

2. Das Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulverlack-Overspray erst kurz vor Abschluß des Teilprozesses b3) rückgeführt wird.

3. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulverlack-Overspray kontinuierlich aufgeschmolzen und unmittelbar nach dem Aufschmelzen in den Teilprozeß b3) eingeführt wird.

4. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Pulverlack-Overspray zusammen mit den Rückständen aus der Pulver-Klassifizierung rückgeführt wird.

5. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß es sich bei dem Pulverlack-Overspray um Pulverklarlack-Overspray handelt.

6. Das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Pulverlack-Produktion um die Produktion eines Pulverklarlacks handelt.