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Dokumentenidentifikation DE102007020541A1 31.01.2008
Titel Verfahren, Vorrichtung und Mittel zum Entfernen von Polyurethanumhüllungen von Metalleinlagen
Anmelder Recyclit GmbH, 15745 Wildau, DE
Vertreter Anwaltskanzlei Gulde Hengelhaupt Ziebig & Schneider, 10179 Berlin
DE-Anmeldedatum 26.04.2007
DE-Aktenzeichen 102007020541
Offenlegungstag 31.01.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.01.2008
IPC-Hauptklasse C08L 75/04(2006.01)A, F, I, 20070426, B, H, DE
IPC-Nebenklasse C08J 11/18(2006.01)A, L, I, 20070426, B, H, DE   C08J 11/24(2006.01)A, L, I, 20070426, B, H, DE   C08J 11/28(2006.01)A, L, I, 20070426, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Mittel zum Entfernen von Polyurethanumhüllungen von Metalleinlagen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Mittel zum Entfernen der Polyurethanumhüllungen auf Metalleinlagen zur Verfügung zu stellen, durch das einmal saubere Metallteile oder Skelette und zum anderen eine in den Polyurethan-Systemen verwertbare Polyolkomponente sowie ein für andere Polyurethane oder Polyharnstoffe nützliches Produkt erhalten werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Verfahren zum Entfernen von Polyurethanumhüllungen von Metalleinlagen dadurch gekennzeichnet ist, dass die Polyurethanumhüllung zwischen 150 und 220°C in flüssiger oder dampfförmiger Phase einer Solvolyse unterworfen wird sowie einer Vorrichtung und einem Mittel hierfür.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Mittel zum Entfernen von Polyurethanumhüllungen von Metalleinlagen.

Diese Erfindung ist darauf gerichtet, polyurethanumhüllte Gegenstände wie Ausschussteile der Lenkradproduktion, Metallteile aus Kfz-Armlehnen, ummantelte Sportgeräte, mit Polyurethanen beschichtete Räder und Rollen ökonomisch und ökologisch tragfähig zu entschichten, die Metallteile oder Skelette in sauberem und trockenem Zustand der neuerlichen Umschäumung mit Polyurethan-Integralschaumstoff (PUR-IS) zur Verfügung zu stellen und die abgelösten Teile in eine Form zu bringen, die eine Wiederverwendung zulässt. Weiterhin ist diese Erfindung darauf gerichtet, ein Mittel zu entwickeln, in dem die Kunststoffschicht quantitativ vom Metallteil abgelöst wird sowie die polymeren Bestandteile in eine solchen Form und Qualität zu bringen, dass sie in PUR-Systemen weiterverarbeitet oder eingesetzt werden können. Weiterhin ist diese Erfindung darauf gerichtet, für diese Verfahren geeignete Anlagen bzw. Vorrichtungen zur Verfügung zu stellen.

Die oben genannten Gegenstände sind in der Regel Metallteile, die mit mehr oder weniger dicken Schichten von Polyurethanen umhüllt sind. Die Umhüllung kann ein Integralschaumstoff, ein Hartschaumstoff, ein Elastomer, ein zelliges Elastomer oder eine harte, dünne Schicht sein. Ein besonderer Gegenstand sind Lenkräder für Pkw, die in der Regel aus einem Metallrahmen (in der Fachsprache Skelett genannt) und einer Ummantelung aus einem Polyurethan (PUR) bestehen. Das Metallskelett ist entweder aus Stahl oder einer Leichtmetallegierung (z. B. einer Magnesiumknetlegierung) gefertigt. Außer der PUR-Ummantelung kann das Lenkrad noch weitere Bestandteile enthalten, z. B. Befestigungsteile, Kabelbäume, Anschlüsse usw, sowie solche, die erst nachträglich aufgebracht werden, z. B. Leder oder Textilien. Andere Gegenstände können aus verschiedenen Metallen bestehen, die entweder durch übliche Fügetechniken verbunden wurden oder die durch den umhüllenden Werkstoff verbunden sind. Weiterhin gehören zu diesem Spektrum von Gegenständen elektrotechnische Verbunde aus mindestens einem elektrischen oder elektronischen Bestandteil und einer Umhüllung bzw. einem Verguss aus einem elastischen, hartelastischen oder elastischen Polyurethan.

Zur Ummantelung der Gegenstände wurden verschiedenartige PUR-Systeme entwickelt, deren Aufbau sehr unterschiedlich ist. Grundsätzlich bestehen die Polyurethan-Systeme aus einem Polyethertriol und verschiedenen Additiven auf der Polyol – (A) -Seite, wobei im Falle der Schaumstoffe die Additiven insbesondere Katalysatoren, Stabilisatoren und Treibmittel sind, sowie einem Di- oder Polyisocyanat auf der B-Seite. Für das Recycling liegt das Problem in den Additiven, deren Palette Kettenverlängerer, Vernetzer, Pigmente, Farbstoffe, Flammschutzmittel ebenso umfasst wie spezielle Verlaufmittel, Füllstoffe oder Griffverbesserer. Die Systemformulierungen können in mehrere Klassen eingeteilt werden, die die wesentlichen Unterschiede berücksichtigen (es wird nur die A-Komponente betrachtet):

  • (1) Polyurethan-Systeme aus einem Polyethertriol, Katalysatoren, Stabilisatoren, physikalischem Treibmittel, Kettenverlängerer, Vernetzer Aminpolyether, Pigmente;
  • (2) Polyurethan-Systeme aus einem Polyethertriol, Katalysatoren, Stabilisatoren, Wasser als Treibmittel, Kettenverlängerer, Pigmente;
  • (3) Polyurethan-Systeme aus einem Polyethertriol, Katalysatoren, Stabilisatoren, Wasser absorbiert auf Träger als Treibmittel, Kettenverlängerer, Pigmente;
  • (4) Polyurethan-Systeme aus einem Polyethertriol, Katalysatoren, Stabilisatoren, physikalischem Treibmittel, Wasser als Treibmittel, Pigmente,
  • (5) Polyurethan-Systeme aus linearen Polyetherdiolen, Katalysatoren, Füllstoffen, Pigmenten,
  • (6) Polyurethan-Systeme aus polyfunktionellen Polyethertriolen (Funktionalität ≥ 3), Katalysatoren, Stabilisatoren, einem oder mehreren Treibmitteln, Flammschutzmitteln und/oder weiteren Additiven,
  • (7) Polyurethan-Systeme aus linearen oder schwach verzweigten Polyesteralkoholen und ggf. Katalysatoren, Pigmente, Füllstoffe und/oder Flammschutzmittel,
  • (8) Polyurethan-Systeme aus Gemischen von natürlichen Produkten, vorzugsweise Ölen oder modifizierten Ölen, und Polyesteralkoholen und/oder Polyetheralkoholen sowie ggf. Katalysatoren, Pigmenten, Füllstoffen und/oder Flammschutzmitteln.

Das Recycling von Ausschussteilen erfolgt heute in aller Regel im manuellen Schälen oder Herausschneiden der Metallteile oder Skelette und deren Reinigung mit Hochdruckwasserstrahlen sowie im Verwerfen der Mantelstoffe. Die abgeschälten Polymerbestandteile werden bisher nicht verwertet, obwohl zahlreiche chemische und physikalische Verfahren zum Recycling von Polyurethanen bekannt sind.

Verfahren zum Recycling von Polyurethanen durch Umsetzung in und mit Glykolen sind in verschiedener Ausführung bekannt. Es werden jedoch keine Verfahren beschrieben, die speziell auf den Bereich Entmantelung bzw. Entschichtung oder Auflösen der Vergussmassen von Gegenständen oder speziell der Lenkradummantelung oder -entmantelung gerichtet sind.

In der DE-OS 199 17 932 (EP 1086169, USP 6.683.119) wird ein Verfahren zum chemischen Recycling beschrieben, nach dem das Polyurethan mit einem oder mehreren Glykolen und einem sekundären aliphatischen Amin im Verhältnis von mindestens 91: 9 bei Temperaturen von 160 bis 220°C innerhalb von 15 bis 60 Minuten umgesetzt wird. Als Glykole werden nach diesem Basisverfahren Oligoethylen – und/oder Oligopropylenglykole verwendet. Die Amine werden in der Umsetzung mindestens in einer Menge von 9 % und die Glykole mindestens in einer Menge von 19 % vom Gesamtgemisch eingesetzt. Bei dieser Arbeitsweise ergeben sich bei den zur Ummantelung von Gegenständen verwendeten Polyurethanen jedoch Probleme, einmal in Hinblick auf einen relativ hohen Restamingehalt, der durch eine nachfolgende Umsetzung reduziert werden muss, und zum anderen durch hohe Viskositäten der Recyclingpolyole bei den erwünschten hohen Konzentrationen an Polyurethanen.

Überraschend wurde nun gefunden, dass sich diese Nachteile vermeiden lassen, wenn an Stelle der Oligoethylen- und/oder Oligopropylenglykole als Glykol Butan-1,4-diol, Pentan-1,5-diol, Hexan-1,6-diol und/oder Octan-1,8-diol verwendet werden. Bei Verwendung der genannten Glykole als Solvolysereagenz kann nicht nur die Viskosität des damit hergestellten Recyclingpolyols deutlich gesenkt werden, sondern auch ein Glykol verwendet werden, das in den aus diesen Gemischen herzustellenden Polyurethanen zu besseren Eigenschaften führt.

In der Patentanmeldung DE 10 2005 036 142.0 vom 27.07.2005 wird ein Verfahren zur Aminolyse von Polyurethanen und die Verwertung der Aminolyseprodukte beschrieben. Bei diesem Verfahren werden ausschließlich aliphatische Polyamine in Mengen von 5 bis 15 Gew.-% verwendet. Glykole kommen nicht zum Einsatz.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Mittel zum Entfernen der Polyurethanumhüllungen auf Metalleinlagen zur Verfügung zustellen, durch das einmal saubere Metallteile oder Skelette und zum anderen eine in den Polyurethan-Systemen verwertbare Polyolkomponente sowie ein für andere Polyurethane oder Polyharnstoffe nützliches Produkt erhalten werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Verfahren zum Entfernen von Polyurethanumhüllungen von Metalleinlagen dadurch gekennzeichnet ist, dass die Polyurethanumhüllung zwischen 150 und 220°C in flüssiger oder dampfförmiger Phase einer Solvolyse unterworfen wird.

Die Vorrichtung zum Entfernen von Polyurethanumhüllungen von Metalleinlagen umfasst

  • – einen Reaktorbehälter mit abnehmbarem Verschlussdeckel und einem im unteren Bereich angeordneten Bodenablassventil, das den Abfluss des Inhaltes des Behälters ermöglicht
  • – eine durch den Verschlussdeckel geführte Welle, die von einem Antriebsmotor angetrieben wird

    und
  • – an der Welle angebrachte Trage- und Befestigungselemente für Gegenstände mit Polyurethanumhüllungen um Metalleinlagen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum kontinuierlichen Entfernen von Polyurethanumhüllungen von Metalleinlagen umfasst

  • – einen u-förmig liegenden Reaktorbehälter mit einem Vorbereitungsraum, einem Dampfraum, einem Behandlungsraum und einen Nachbereitungsraum
  • – eine Transportkette, die den gesamten u-förmigen Reaktorbehälter durchläuft

    und
  • – Befestigungselemente für die zu behandelnden Gegenstände.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt weiterhin mit einem Mittel zum Entfernen von Polyurethanumhüllungen von Metalleinlagen, welches mindestens ein Diol und mindestens ein aliphatisches Amin enthält.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung mit einem Mittel erfolgt, das mindestens ein Diol und mindestens ein aliphatisches Amin enthält.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die Behandlung mit einem Mittel durchgeführt wird, das 12 bis 98 Gew.-% Diol und 88 bis 2 Gew.-% aliphatisches Amin enthält.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden als Diole mindestens ein Diol aus der Gruppe mit vier bis acht C-Atomen oder Wasser eingesetzt.

Eine Weiterbildung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass als Diole Butan-1,4-diol, Hexan-1,6-diol, Oktan-1,8-diol und/oder 2-Ethyl-hexan-1,3-diol eingesetzt werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass als aliphatisches Amin mindestens ein Amin aus der Gruppe der sekundären aliphatischen Amine und/oder eines aliphatischen Polyamins mit sowohl primären als auch sekundären Aminogruppen, in denen die Stickstoffatome endständig sind oder sich in einer geraden oder verzweigten aliphatischen Kohlenstoffkette befinden, wobei mindestens ein Teil dieser Stickstoffatome ein Wasserstoffatom aufweist, eingesetzt werden.

Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass als Amin Di-n-butylamin und/oder Di-propylentriamin eingesetzt werden.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Polyamin und Wasser eingesetzt werden.

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Solvolyse oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des Mittels im Sattdampf durchgeführt wird.

Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Solvolyse innerhalb von 10 bis 90 Minuten, insbesondere in 15 bis 30 Minuten, durchgeführt wird.

Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Ausgleichsbehälter mit dem Reaktorbehälter verbunden ist, wobei über Leitungen, die Pumpen aufweisen, der Ausgleichsbehälter an dem oberen Teil des Reaktorbehälters und dem unteren Teil des Reaktorbehälters angeschlossen ist.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass die obere Verbindung des Ausgleichsbehälters mit dem Reaktorbehälter Düsen aufweist, durch die mittels der Pumpe das Solvolysemittel mit hohem Druck eingespeist wird.

Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Mittels ist dadurch gekennzeichnet, dass 12 bis 98 Gew.-% Diol und 88 bis 2 Gew.-% Amin enthalten ist.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Mittels sieht vor, dass als Diole mindestens ein Diol aus der Gruppe mit vier bis acht C-Atomen oder Wasser enthalten sind.

Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Mittels sieht vor, dass als Amine mindestens ein sekundäres aliphatisches Amin oder aliphatisches Polyamin mit sowohl primären als auch sekundären Aminogruppen, in denen die Stickstoffatome endständig sind oder sich in einer geraden oder verzweigten aliphatischen Kohlenstoffkette befinden, wobei mindestens ein Teil dieser Stickstoffatome ein Wasserstoffatom aufweist, enthalten sind.

In einer geeigneten Anlage werden im kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Verfahren die Gegenstände einzeln oder als Packung in ein Solvolysebad aus einem Diol mit 0 bis 8 Kohlenstoffatomen und einem sekundären aliphatischen Amin und/oder einem aliphatischen Polyamin bei einer Temperatur zwischen 150 und 220°C eingebracht, die dort zwischen 10 und 90 Minuten ggf. unter Bewegung des Bades oder der Gegenstände verbleiben, so dass diese während des Prozesses in saubere Metallteile oder Skelette, eine Diol-/Polyolphase und eine zweite Phase aus Oligoharnstoffen einschließlich aller Füllstoffe und Pigmente umgesetzt werden und die Diol-/Polyolphase wieder zur Herstellung von Polyurethan-Systemen sowie die Oligoharnstoffphase zu harten Polyurethanen bzw. Polyharnstoffen eingesetzt werden.

Die Anlagenkonzeption besteht je nach kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Verfahren aus einer Apparatur, die je nach Art des eingesetzten, zu entschichtenden Gegenstandes und Lösemittels besteht aus

  • (1) einem diskontinuierlichen Reaktor, auf dessen Welle die Gegenstände aufgezogen, diese in das Lösemittel eingebracht und das Polyurethan dort innerhalb 10 bis 45 Minuten bei einer Temperatur zwischen 150 und 220°C umgesetzt wird, die entmantelten Metallteile oder Skelette in einen zweiten Reaktor zum Trenn- und Waschschritt bei einer Temperatur zwischen 25 und 165°C eingebracht und dort von anhaftenden Glykol/Polyolresten befreit werden, das aus dem Polyurethan und dem Solvolysegemisch bestehende Reaktionsgemisch durch weitere zu entschichtende Gegenstände und/oder aus deren Herstellung stammende Abfälle auf eine gewünschte Feststoffkonzentration eingestellt wird bzw.
  • (2) aus einem kontinuierlichen Reaktor mit Eingangs- und Ausgangsschleuse, über die eine Kette mit Befestigungselementen für den jeweiligen Gegenstand in einen Reaktor läuft und nach Passieren des Reaktors zum Lösen einen zweiten Reaktor zur Wäsche, der bei niedrigerer Temperatur betrieben wird, durchläuft oder der zweite Reaktor als eine mit Lösungsmitteldampf teilweise oder vollständig gefüllte Schleuse ausgebildet wird.

In beiden Fällen wird der zweite Schritt so gestaltet, dass die Metallteile oder Skelette einen Dampfraum passieren, der mit dampfförmigen Diol erfüllt ist, dieses Diol sich teilweise an den Skeletten kondensiert und eine Feinreinigung der Skelette bewirkt. Zusätzliche Reinigungsschritte sind möglich, z. B. waschen mit Lösungsmitteln zur restlosen Entfernung der Diole.

Als Diole sind solche geeignet, deren Siedepunkt zwischen 100 und 230°C liegen und die zwischen 0 und 10 Kohlenstoffatome, bevorzugt vier bis acht Kohlenstoffatome aufweisen. Solche Diole sind z. B. Butan-1,4-diol, Pentan-1,5-diol, Hexan-1,6-diol und/oder Octan-1,8-diol, 2-Ethyl-hexan-1,3-diol, Hexan-1,5-diol, Octan-1,4-diol usw. oder Gemische aus zwei oder mehreren der genannten Diole bzw. weiterer Stellungsisomerer. Als einfachstes Diol kann ein solches mit 0 Kohlenstoffatomen, nämlich Wasser (das sich in der Polyurethanchemie im allgemeinen wie ein Diol verhält) verwendet werden.

Als geeignete Amine werden einmal sekundäre aliphatische Amine, z. B. Diethylamin, Dipropylamin, Di-n-butylamin, Diisobutylamin, Dipentylamine, Dihexylamine, Dicyclohexylamin, Dioctylamin usw. verwendet. Weiterhin sind aliphatische Polyamine geeinget, z. B. Diethylentriamin, Dipropylentriamin, Dibutylentriamin, Triethylentetramin, Tripropylentetramin, Tributylentetramin, Tripentylentetramin, Tetraethylenpentamin, Tetrapropylenpentamin, Tetrabutylenpentamin, Tetrapentylenpentamin usw. Besonders bevorzugt werden aliphatische Polyamine mit mindestens zwei primären und mindestens einer tetriären Aminogruppe, z. B. N,N-Bis-(3-aminopropyl)N-methylamin, N,N-Bis-(2-aminopropyl)N-methylamin, N,N-Bis-(2-aminoethyl)-N-methylamin usw.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird an Hand von beispielhaften Zeichnungen weiter erläutert.

Es zeigen

1 eine schematischen Schnittdarstellung des Reaktors,

2 einen Reaktor mit Ausgleichsbehälter,

3 einen Reaktor mit Ausgleichsbehälter und Düsen und

4 eine schematische Darstellung einer kontinuierlichen Anlage.

In 1 ist die einfachste Form der Entmantelung in einem diskontinuierlichen Reaktor am Beispiel von Gegenständen, die auf die Rührerwelle aufgezogen werden können, z.B. Lenkrädern, dargestellt. Die Lenkräder 6 werden auf einer Welle 4.1 eines Rührers 4 aufgezogen. In einen Reaktorbehälter 2 mit einem Heizmantel 3 wird die berechnete Menge des erfindungsgemäßen Mittels gegeben. Der Reaktor ist mit einem Antriebsmotor 1 und einem Bodenablassventil 5 versehen. Der Reaktorbehälter 2 verfügt über einen mit einem Schnellverschluss ausgestatteten Verschlussdeckel 7, der auf einem senkrechten Reaktorflansch aufliegt und gasdicht schließt. Bei diesem diskontinuierlichen Verfahren werden die Lenkräder 6 in Form einer Packung auf die Welle 4.1 aufgezogen und in geeigneter Weise fixiert. Spezielle Fixierungen sind vorteilhafterweise nach dieser technischen Lösung nicht erforderlich. Z.B. können bei einem Reaktorbehälter 2 von 600 mm Innendurchmesser und 1500 mm Rührerschaft in einem Schritt bis zu 20 Lenkräder entmantelt werden. Damit ist das Solvolysegemisch jedoch bei weitem nicht ausgenutzt. Zu einer effizienten Trennung in die Komponenten Polyol und Oligoharnstoffe ist eine Mindestkonzentration des Polyurethans erforderlich, so dass dieser Vorgang so lange wiederholt wird, bis die gewünschte bzw. erforderliche Konzentration an PUR im Solvolysegemisch erreicht ist, was z.B. durch Viskositätssonden festgestellt wird. Diese Konzentration liegt in der Regel bei 40 bis 80 Gew.-% in Abhängigkeit von dem Typ des verwendeten Polyurethans, vorzugsweise bei 55 bis 70 Gew.-%.

In 2 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem externen Ausgleichsbehälter 10 dargestellt. Hier wird das überschüssige Reaktionsgemisch über das Bodenablassventil 5 und eine Pumpe 9 in eine Leitung 9.1 am Boden des Reaktorbehälters 2 abgezogen und in den Ausgleichsbehälter 10 gegeben. Der Prozess wird solange fortgesetzt, bis die gewünschte Konzentration erreicht wird oder der Ausgleichsbehälter 10 gefüllt ist. Danach wird eine vorher bestimmte Zeit abgewartet, während die Umsetzungen im Reaktorbehälter 2 weitergeführt werden, damit die Trennung der Komponenten eintritt. Die sich oben bildende Polyolphase wird über ein Ventil und eine obere Pumpe 9, die sich unten absetzende Oligoharnstoffphase über das Bodenablassventil 5 und untere Pumpe 9 abgezogen.

Das Solvolysegemisch kann nach einer bestimmten Zahl von Arbeitsgängen zu einem bestimmten Prozentsatz aus dem Reaktorbehälter 2 entnommen werden. Danach wird der Prozess fortgesetzt, bis die gewünschte Konzentration an PUR-Abbauprodukten erreicht ist. Es kann erforderlich werden, eine weitere Menge des Reaktionsgemisches abzuziehen, um die gewünschte Endkonzentration an PUR-Abbauprodukten von z.B. 60 Polyurethan zu erreichen. Die abgezogenen Mengen an bereits benutztem Solvolysegemisch können bei der folgenden Charge auch wieder eingefüllt werden, um die gewünschte Konzentration an gelöstem Feststoff zu erreichen. In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in dem aus dem Hauptreaktor abgezogenen Solvolysegemisch zur Einstellung der gewünschten oder zur Trennung erforderlichen Feststoffkonzentration weitere Polyurethanprodukte zugegeben, z.B. solche, die bei der Herstellung der Gegenstände zwangsweise entstehen wie Austriebe, Angösse oder Verschnitte.

In 3 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Der Reaktorbehälter 2 wird zu ca. 50 bis 60 % des Fassungsvermögens mit dem erfindungsgemäßen Mittel beschickt, auf die Reaktionstemperatur aufgeheizt, die Packung mit den Gegenständen, z.B. Lenkrädern 6, eingesetzt und der Prozess durch Aufheizen über den Heizmantel 3 gestartet. Nach der vierten Packung etwa ist der Reaktorbehälter 2 zu 90 bis 100 % gefüllt. Zu diesem Zeitpunkt wird das Bodenablassventil 5 geöffnet, die Pumpen 9 in Tätigkeit gesetzt, die einen Teil des Reaktionsgemisches im Kreislauf über die beiden Pumpen 9 pumpt. In den Kreislauf ist ein thermoisolierter Ausgleichsbehälter 10 mit dem drei- bis achtfachen Volumen des Reaktors geschaltet, der den Teil des Reaktionsgemisches aufnimmt, der für die Entmantelung nicht benötigt wird. Der thermoisolierte Ausgleichsbehälter 10 dient nach Erreichen der vorgegebenen Konzentration an PUR-Abbauprodukten gleichzeitig als Trennbehälter zur Phasentrennung. In einer weiteren Ausführungsform dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in dem aus dem Hauptreaktor abgezogenen Solvolysegemisch zur Einstellung der gewünschten oder zur Trennung erforderlichen Feststoffkonzentration weitere Polyurethanprodukte zugegeben, z.B. solche, die bei der Herstellung der Gegenstände zwangsweise entstehen wie Austriebe, Angösse oder Verschnitte, und in dem Solvolysegemisch umgesetzt.

In einer weiteren Ausführungsform gemäß 3 wird der Reaktorbehälter 2 nur bis zu etwa 30 % seiner möglichen Füllhöhe gefüllt und im wesentlichen im Dampfraum gearbeitet. Ein Teil des abgepumpten Gemisches aus dem erfindungsgemäßen Mittel und den aus dem Polyurethan gewonnenen Polyolen wird dabei über Düsen 8 wieder in den Reaktorbehälter 2 mit einem Druck von 2 bis 50 Bar eingespritzt. Dazu wird die Pumpe 9 als Hochdruckpumpe ausgelegt. Im Ausgleichsbehälter 10 sammelt sich damit das Gemisch aus den beiden Phasen an und kann bereits während der Entmantelung in Phasen getrennt werden. Diese Arbeitsweise ist ebenfalls mittels des erfindungsgemäßen Mittels möglich, da die Solvolyse auch in der Dampfphase abläuft. Bei dieser Ausführungsform ist ein Glykol erforderlich, dessen Siedepunkt unterhalb 200°C liegt, das die Solvolyse der Ummantelung effizient unterstützt und für die Wiederverwendung in einem PUR-System genutzt werden kann. Ein solches Glykol ist z.B. Butan-1,4-diol, das für diesen speziellen Verwendungszweck deshalb bevorzugt eingesetzt wird. Bei dieser Ausführungsform kann die Menge an Solvolysegemisch im Reaktor so eingestellt werden, dass nach Durchsatz der berechneten Zahl Lenkräder die Konzentration an PUR im Solvolysegemisch optimal für die Trennung in zwei Phasen im Trennreaktor ist.

Die Phasentrennung, bei der in Abhängigkeit vom PUR-System ca. 50–80 % des eingesetzten Polyurethans als Polyol erhalten werden, kann innerhalb von 15 Minuten bis drei Stunden nach Erreichen der Trenntemperatur erfolgen. Die Temperatur bei der Phasentrennung sollte oberhalb 100°C aber unterhalb 180°C liegen.

Die untere, aus Oligoharnstoffen und Pigmenten bestehende Phase, ist gegenüber Isocyanaten hoch reaktiv. Aufgrund der eingesetzten Di- und/oder Polyisocyanate im Ausgangspolyurethan ist der Schmelz- bzw. Erweichungspunkt in der Regel zwischen 40 und 100°C. Diese Phase kann in der vorliegenden Form nur im aufgeschmolzenen Zustand oder als Lösung in einem anderen Amin mit mindestens einer gegenüber Isocyanaten reaktiven Aminogruppe verarbeitet werden, z. B. bei 80°C, wodurch die Reaktionszeiten mit einem Di- und/oder Polyisocyanat extrem kurz werden, z. B. nur eine Sekunde betragen. Aus Gründen der Viskositäts- und Schmelzpunkterniedrigung ist deshalb ein Verschnitt mit anderen Di- und/oder Polyaminen oder Polyetheraminen sinnvoll. So wird z. B. mit 50% eines Di-sekundären aralphatischen Amin die Viskosität bis auf ca. 12.000 mPas (25°C) erniedrigt und die Startzeit des Systems bis auf 5 Sekunden verlängert. Diese Komponente kann in einem Spritz-Hartschaumstoff- oder Beschichturigs-System eingesetzt werden.

In einer weiteren Ausführungsform werden die Gegenstände in Form eines Paketes in den Dampfraum des Reaktorbehälters 2 eingeführt, ohne dass diese Kontakt mit der Badflüssigkeit haben, und ausschließlich in der Dampfphase durch die verdampfenden Teile des Solvolysegemisches gereinigt. In dieser Ausführungsform wird ein zweiter Waschreaktor nicht benötigt, und die Skelette bzw. Metallgegenstände können nach einer Verweilzeit von 10 bis 60 Minuten, vorzugsweise 15 bis 30 Minuten, vollständig gereinigt entnommen werden. Das Solvolysegemisch lädt sich dabei mit den Polyurethanbestandteilen auf und wird so lange genutzt, bis eine Konzentration von mindestens 60 % erreicht wird; vorzugsweise wird eine Konzentration der Polyurethanbestandteile zwischen 70 und 85 % eingestellt, besonders bevorzugt zwischen 70 und 77 %. Nach dem Durchsatz der letzten Packung Gegenstände gemäß vorhergehender Rechnung wird das Solvolysegemisch auf 120 bis 140°C abgekühlt, so dass die Phasentrennung erfolgt. Diese ist nach 15 bis 240 Minuten, vorzugsweise 30 bis 90 Minuten, abgeschlossen und die getrennten Phasen können über entsprechende Hebevorrichtungen bzw. Ablassventile getrennt gewonnen und wieder für neue Polyurethane verwendet werden.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Gegenstände in Form eines Paketes in den Reaktorbehälter 2 gegeben, indem sie auf die Welle 4.1 beweglich aufgezogen werden. Der Reaktor ist mit einem Vorratsgefäß, z.B. ausgeführt als Ausgleichsbehälter 10, über Pumpen verbunden, wobei die Entnahmepumpe als Niederdruckpumpe und die Zuführungspumpe als Hochdruckpumpe ausgebildet werden. Durch den Einsatz einer Hochdruckpumpe, mit der ein Hochdruckproduktstrahl erzeugt und direkt auf die Außenseite des Gegenstandes gelenkt wird, wird die Ummantelung schnell zerstört und kann im Solvolysebad weiter umgesetzt werden, während die Gegenstände selbst nur sehr kurze Zeit im Reaktor verbleiben müssen. Durch die Verwendung eines Reaktors und eines Vorratsgefäßes besteht keine Notwendigkeit zur Überwachung des Prozesses, sondern dieser wird ausschließlich über die Zahl der im Reaktor behandelten Gegenstände und die bekannte Menge an Solvolysereagens gesteuert. Die aus dem Reaktor entnommenen Skelette werden durch Abblasen mittels Stickstoff im oberen Bereich des Reaktors von Flüssigkeit befreit und der Stickstoff gleichzeitig als Schutzgas verwendet.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der kontinuierlichen Variante des Verfahrens. Diese wird z.B. in 4 dargestellt. In einem u-förmigen liegenden Reaktorbehälter 2 mit einem hier nicht dargestellten Heizmantel im unteren Teil erfolgt die Förderung der Gegenstände, z.B. Lenkräder 6, durch eine umlaufende Transportkette 14 im Solvolysegemisch 16.1, wobei die Behandlungszeit der Gegenstände 6 durch die Vortriebsgeschwindigkeit gesteuert wird. Die verwendete Transportkette 14 weist in Abständen von z. B. 600 mm Ösen auf, mittels derer die Lenkräder 6 schnell befestigt, aber auch schnell wieder demontiert werden können. Im Einsteuerteil werden eine Vorheizzone und eine Schleuse 13 vorgesehen, auf der Austragsseite entsprechend eine Austragschleuse und eine Abkühlzone. Bei z.B. einer Verweilzeit von 30 Minuten ist ein Badbehälter mit einem Fassungsvermögen für ca. 20 Bauteile, d.h. ca. 1 m3 Flüssigkeit, erforderlich. Durch diese Menge Solvolysemittel, bestehend aus der bevorzugten Mischung Glykol/Amin, passieren im betrachteten Beispiel ca. 15.000 Lenkräder das Bad, was zu einem endgültigen Volumen von über 4 m3 führt. Bei diesem Verfahren sind hocheffiziente Schleusen 13 an der Eintrags- und Austragsseite vorgesehen, um Verluste zu vermeiden.

Bei der Durchführung des Verfahrens mit 15.000 Lenkrädern wird das Behandlungsbad nach etwa drei Monaten die optimale Konzentration mit ca. 90 % PUR-Integralschaumstoffen aufweisen, so dass die Phasentrennung dann direkt im Reaktor oder in einem externen Stapelbehälter erfolgt. Die Reaktortemperatur wird dazu auf einen Wert oberhalb 120°C, jedoch unterhalb der Verfahrenstemperatur, heruntergefahren, die Einbauten entnommen und die schwere Polyharnstoffamin-Pigment-Füllstoff-Phase abgelassen. Die klare Polyolphase kann dann direkt abgepumpt werden.

In einer Variante dieses Verfahrens kann der Behandlungsraum 16 nur zu einem geringen Teil, z.B. 15 %, gefüllt werden und die Entmantelung bzw. Lösung des Polyurethans ausschließlich in der Dampfphase durchgeführt werden. In diesem Falle wird sich die Menge des Reaktionsgemisches ständig erhöhen und schließlich den Behandlungsraum 16 zu bis zu 95 % füllen. Wenn dieser Punkt erreicht ist, wird die Zuführung der Gegenstände gestoppt und das Reaktionsgemisch in einen temperierten Zwischenbehälter abgelassen, in dem die Trennung in die Phasen erfolgt, während der Behandlungsraum 16 wieder mit dem Solvolysegemisch 16.1 bis zum gewünschten Niveau gefüllt wird.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Gemisch aus Wasser als „Glykol" und einem Polyamin mit primären und sekundären Aminogruppen. An Stelle des Gemisches aus einem Diol und einem sekundären aliphatischen Amin wird ein Polyamin in einer Menge, bezogen auf das Gesamtgemisch, von 5 bis 15 %, vorzugsweise 7 bis 12 %, in Kombination mit 0,25 bis 5 Gew.-% Wasser als dem „Glykol" bezogen auf das Gesamtreaktionsgemisch eingesetzt. Durch diese Kombination werden eine noch schnellere Umsetzung und/oder eine schnellere Phasentrennung erzielt. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden als Polyamine z.B. Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Dipropylentriamin, Tripropylentetramin, Tetrapropylenpentamin, N,N-Bis-(3-aminopropyl)N-methylamin, N,N-Bis-(2-aminopropyl)N-methylamin, N,N-Bis-(2-aminoethyl)N-methylamin oder Gemische davon eingesetzt. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dient das Wasser einerseits der Beschleunigung der Reaktion und andererseits der Erhöhung der Aminfunktionalität der Oligoharnstoffaminphase.

Gegebenenfalls kann bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auch auf das Wasser verzichtet werden, d. h. es findet dann keine Hydrolyse mehr statt, sondern ausschließlich eine Aminolyse. In dieser Ausführungsform wird das Polyamin dann in einer Menge von 8 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Reaktionsgemisch, eingesetzt.

Weitere Varianten besonders geeigneter erfindungsgemäßer Mittel sind z.B.

  • – ein Gemisch aus 70 bis 80 Gew.-% Butan-1,4-diol und 30 bis 20 Gew.-% eines sekundären aliphatischen Amins, z. B. Di-n-butylamin,
  • – ein Gemisch aus 65 bis 85 Gew.-% Dipropylenglykol und 35 bis 15 Gew.-% eines sekundären aliphatischen Amins, z.B. Di-n-butylamin,
  • – ein Gemisch aus 70 bis 80 Gew.-% Butan-1,4-diol und 30 bis 20 Gew.-% eines aliphatischen Polyamins, z.B. Dipropylentriamin,
  • – ein Gemisch aus 70 bis 80 Gew.-% Butan-1,4-diol und 30 bis 20 Gew.-% eines aliphatischen Polyamins, z.B. N,N-Bis-(2-aminopropyl)N-methylamin,
  • – ein Gemisch aus 70 bis 85 Gew.-% Dipropylenglykol und 30 bis 15 Gew.-% eines aliphatischen Polyamins, z.B. N,N-Bis-(2-aminopropyl)N-methylamin.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ergeben sich weitere Vorteile:

  • • Die Menge an zugesetztem sekundären aliphatischen Amin kann bis auf unter 2 Gew.-% des Reaktionsgemisches reduziert werden, so dass auf Grund der geringen Aminmenge eine Nachbehandlung nicht mehr erforderlich ist.
  • • Die Menge an Polyurethan im Reaktionsgemisch kann bis zu 90 Gew.-% betragen, ohne dass das Reaktionsgemisch eine zu hohe Viskosität annimmt.
  • • Durch die Einstellung des Verhältnisses von Diol zu Polyurethan kann über die Art des daraus hergestellten Recyclingprodukts entschieden werden, ob ein homogenes Produkt mit gelösten oder dispergierten Oligoharnstoffen oder ein zweiphasiges Produkt durch eine exakte Trennung der Polyolphase von der Oligoharnstoffphase bzw. mit letzterer gemeinsam der im ursprünglichen Polyurethan enthaltenen Pigmente oder anderer Feststoffe erhalten wird.
  • • Durch Verwendung der genannten Glykole in Kombination mit 2 bis 5 Gew.-% an sekundären aliphatischen Amin wird bei Verwendung von > 73 Gew.-% Polyurethan im Reaktionsgemisch und sorgfältiger Einhaltung bestimmter Reaktionsbedingungen eine vollständige Abtrennung der aus den ursprünglich verwendeten Di- und/oder Polyisocyanaten entstandenen Oligoharnstoffe, Harnstoffamine sowie Di- und/oder Polyamine erreicht.
  • • An Stelle der Glykole kann günstigerweise Wasser verwendet werden, wobei das sekundäre Amin dann ein Polyamin ist, das in der Regel in Mengen von unter 10% eingesetzt wird, wodurch bei dieser Ausführungsform eine sehr gute Phasentrennung erzielt werden kann.
  • • Die Reaktionszeit kann bei Verwendung der o. g. Diole deutlich verkürzt werden und beträgt in der Regel nur noch 15 bis maximal 60 Minuten.
  • • Die Temperatur der Umsetzung kann dabei ebenfalls reduziert werden und beträgt in der Regel nur 150 bis 190°C.
  • • Die Verwendung der erfindungsgemäß einzusetzenden Diole erlaubt eine feinere Einstellung der Oberflächenspannung des Reaktionsgemisches und damit eine bessere Ausnutzung der Lösungseigenschaften, wodurch gezielt eine Einstellung der Form der Oligoharnstoffe bzw. Harnstoffamine erfolgen kann.

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

Die Entmantelung von Lenkrädern wurde in einem 1001-Reaktor durchgeführt. In den Reaktor werden zunächst über eine Kolbendosierpumpe 10 kg Dipropylentriamin und 1,8 kg Wasser gegeben. Die Flüssigkeit wird über die externe Ölheizung auf 150°C erwärmt. Auf die Rührerwelle wurden vorher 18 ummantelte Lenkräder aufgezogen. Bei einer Temperatur von 170°C werden die Lenkräder 25 Minuten bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 45 min–1 behandelt und die Temperatur langsam auf 180°C gesteigert. Danach wird auf 140°C abgekühlt, die Skelette werden von der Welle entnommen und erneut 18 Lenkräder aufgezogen. Mit diesen wird der Vorgang wiederholt. Der gesamte Prozeß wird so lange wiederholt, bis insgesamt 280 Lenkräder umgesetzt wurden. Nach Abschluß des Gesamtprozesses wird auf 130°C abgekühlt, der Rührer gestoppt und das Reaktionsgemisch zur Trennung 45 Minuten stehen gelassen. Danach wird die Oligoharnstoffphase über das Bodenventil entnommen. Anschließend wird die Polyolphase in einen vorbereiteten Container abgelassen. Die Polyolphase ist leicht gelblich und weist eine Viskosität von 1360 mPas (25°C) auf. Die Aminzahl wurde mit 26 mg KOH/g und die Hydroxylzahl mit 71 mg KOH/g (Acetanhydrid-Methode) bestimmt. Die Viskosität der Harnstoffphase betrug 23.450 mPas (25°C) und die Aminzahl 245 mg KOH/g.

Beispiel 2

Es wird der gleiche Reaktor wie in Beispiel 1 verwendet. Es werden Lenkräder wie dort auf die Rührerwelle aufgezogen. In den Reaktor werden 38,4 kg Butan-1,4-diol und 1,6 kg Di-n-butylamin gegeben. Das Gemisch wird auf 165°C erwärmt, der Rührer mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 60 min–1gestartet und bei einer langsamen Steigerung der Temperatur auf 190°C 40 Minuten umgesetzt. Der Prozess wird so lange wiederholt, bis 150 Lenkräder umgesetzt wurden. Danach werden 42 l des Reaktionsgemisches bei 120°C abgelassen und weitere 150 Lenkräder in dem verbleibenden Reaktionsgemisch behandelt. In dem abgelassenen Reaktionsgemisch werden ebenfalls weitere 150 Lenkräder behandelt. Beide Chargen werden in einem zweiten, 250 l fassenden Reaktor vereinigt; es wurden 165 l erhalten. In diesem zweiten Reaktor wird ohne Rühren eine Temperatur von 120°C gehalten. Nach 60 Minuten ist die Phasentrennung komplett. Danach wird die Oligoharnstoffphase (59,4 kg) über das Bodenventil entnommen. Anschließend wird die Polyolphase in einen vorbereiteten Container abgelassen, es werden 105 kg erhalten. Die Polyolphase ist leicht gelblich und weist eine Viskosität von 1210 mPas (25°C) auf. Die Aminzahl wurde mit 31 mg KOH/g und die Hydroxylzahl mit 87 mg KOH/g (Acetanhydrid-Methode) bestimmt. Die Viskosität der Harnstoffphase betrug 31.500 mPas (25°C) und die Aminzahl 233 mg KOH/g.

Beispiel 3

Das kontinuierliche Verfahren wird in einem liegenden Reaktor mit 1 m3 Fassungsvermögen mit jeweils einer Schleuse für die polyurethanummantelten Gegenstände gemäß Bild 4 durchgeführt. Die Lenkräder als Beispiel solcher Gegenstände werden in die Zuführung eingeschleust. Der Reaktor weist einen Austrag mit Schleuse, einen Heizmantel im unteren Drittel des Reaktors, der mit Thermalöl beheizt wird, sowie die Transportkette mit Haken auf. Der Reaktor wird mit 300 l Solvolysegemisch, bestehend aus 96,5 Butan-1,4-diol und 3,5 Di-n-butylamin, beschickt. Das Gemisch wird auf 180°C erwärmt. Die Förderung der ummantelten Lenkräder erfolgt durch eine umlaufende Kette, wobei die Behandlungszeit der Lenkräder durch die Vortriebsgeschwindigkeit derart gesteuert wird, dass eine Verweilzeit von 25 ± 3 Minuten eingehalten wird. Die verwendete Kette weist in Abständen von mindestens 600 mm Ösen in Form der Karabinerhaken auf, mittels derer die Lenkräder schnell befestigt, aber auch schnell wieder demontiert werden können. Bei einer Verweilzeit von 25 Minuten nimmt der Reaktor mit diesem Fassungsvermögen ca. 20 Bauteile auf. Durch diese Menge Solvolysegemisch werden ca. 4.500 Lenkräder entmantelt, was einem endgültigen Volumen von ca. 1,1 m3 entspricht. Bei der Durchführung des Verfahrens mit 4.500 Lenkrädern als einer Füllung im optimalen Bereich wird das Behandlungsbad mit ca. 73 Polyurethan beladen. Diese Beladung ist nach ca. 4 Tagen kontinuierlichen Betriebs erreicht, d. h. zusammen mit einem Rüsttag eine Arbeitswoche. Das Reaktionsgemisch wird abgelassen und in einem Setzbehälter in Phasen getrennt. Die Phasentrennung erfolgt wie in Beispiel 2, die Analysendaten der beiden Phasen sind:

Polyolphase (680 kg) leicht gelblich, Viskosität von 1160 mPas (25°C), Aminzahl 19 mg KOH/g, Hydroxylzahl 68 mg KOH/g (Acetanhydrid-Methode).

  • Harnstoffphase (390 kg): Viskosität 44.700 mPas (25°C), Aminzahl 312 mg KOH/g.

Beispiel 4

Das Beispiel 3 wurde im gleichen Reaktor wiederholt, jedoch wurde zwischen Reaktorkörper und Austrittsschleuse ein 7.500 mm hoher Dampfdom eingebaut. Die Beschickung erfolgte mit 110 l Dipropylentriamin und 5 kg Wasser. Die Verweilzeit wurde auf 16 ± 4 Minuten eingestellt. Es wurden ca. 4.000 Lenkräder behandelt. Durch die Dampfphase in der letzten Phase der Entmantelung nach der Solvolyse wurden saubere, blanke Skelette ohne anhaftende Reste erhalten. Das Reaktionsgemisch wird abgelassen und in einem Setzbehälter in Phasen getrennt. Die Phasentrennung erfolgt wie in Beispiel 1, die Analysendaten der beiden Phasen sind:

Polyolphase (840 kg) leicht gelblich, Viskosität von 1220 mPas (25°C), Aminzahl 25 mg KOH/g, Hydroxylzahl 65 mg KOH/g (Acetanhydrid-Methode).

  • Harnstoffphase (310 kg): Viskosität 37.900 mPas (25°C), Aminzahl 286 mg KOH/g.

Beispiel 5

Wie in Beispiel 4 wurde der gleiche, modifizierte Reaktor) mit ca. 80 kg Polyamin (einem Gemisch verschiedener homologer Propylenpolyamine) und 1 kg Wasser befüllt. Es wurden 5.000 Lenkräder innerhalb von etwas mehr als vier Tagen durchgesetzt. Durch die nachgeschaltete Dampfphase wurden sehr reine Skelette erhalten. Das Reaktionsgemisch wird abgelassen und in einem Setzbehälter in Phasen getrennt. Die Phasentrennung erfolgt wie in Beispiel 1, die Analysendaten der beiden Phasen sind:

Polyolphase (820 kg) leicht gelblich, Viskosität von 1090 mPas (25°C), Aminzahl 21 mg KOH/g, Hydroxylzahl 62 mg KOH/g (Acetanhydrid-Methode).

  • Harnstoffphase (330 kg): Viskosität 34.500, mPas (25°C), Aminzahl 299 mg KOH/g.

Beispiel 6

Es wird ein Reaktor von 600 mm Innendurchmesser und 2000 mm Bauhöhe mit 1500 mm Rührerschaft auf einem Propellerrührer von 480 l Fassungsvermögen, der extern mittels Thermalöl beheizt wird, wird mit 300 l Solvolysegemisch bestehend aus 96,3 Gew.-% Butan-1,4-diol und 3,7 Gew.-% Di-n-butylamin, werden in einem Schritt 20 Lenkräder innerhalb von 30 Minuten bei 180°C entmantelt. Damit ist das Solvolysegemisch bei weitem nicht ausgenutzt. Mit 4-maliger Durchführung des Prozesses, d. h. mit 80 Ausschußlenkrädern, enthält das Solvolysegemisch nur 6,7 % Abbauprodukte der Umhüllungen. Es sind weitere 24 Chargen auf diese Weise zu behandeln, damit das Solvolysegemisch ca. 25 % Polyurethan aufweist. Bei diesem Stand werden 150 l Reaktionsgemisch abgepumpt und in einen thermisch isolierten Trennbehälter gegeben. Im verbleibenden Reaktionsgemisch werden wieder 28 Packungen Ausschusslenkräder entmantelt. Danach enthält das Reaktionsgemisch ca. 50 Gew.-% Abbauprodukte der Umhüllungen. Da zu einer effizienten Trennung in die Komponenten mindestens 60 % Polyurethan erforderlich sind, werden wiederum 150 l Reaktionsgemisch in den Trennbehälter abgepumpt und weitere 28 Packungen solvolysiert. Danach werden nochmals 100 l des Reaktionsgemisches abgepumpt und weitere 20 Packungen solvolysiert. Dieses Solvolysat wird ebenfalls in den Trennbehälter gepumpt und dort mit den bereits dort befindlichen Chargen homogenisiert. Die Temperatur wird auf 125°C gesenkt, wodurch zwei Phasen entstehen.

Bei diesem Beispiel wurden im Reaktor mit 300 l Solvolysegemisch 2080 Ausschußlenkräder entmantelt werden, d. h. der Reaktor wurde für eine Füllung 104 mal beschickt. Dadurch wurden 498 kg Polyol, das wieder in die Lenkradformulierungen eingesetzt wurde, und 309 kg eines Polyaminoharnstoffs erhalten.

Beispiel 7

Es wird ein spezieller Reaktor verwendet, in dem eine Vorrichtung zum Transport, zum Einführen und zur Entnahme der Lenkräder angeordnet ist. Der Reaktor besteht aus drei horizontal angeordneten Kompartimenten. In das erste Kompartiment werden die Lenkräder mittels einer scherenförmigen Halterung eingebracht und die Luft mittels eines Stickstoffstroms ausgetauscht. Auf einer Schiene wird die Vorrichtung auf einem Schlitten und dem an der scherenförmigen Halterung befestigten Lenkrad in das zweite Kompartiment eingeführt. Hier befindet sich das Solvolysegemisch, bestehend aus 96,75 % Butan-1,4-diol und 3,25 % Di-n-butylamin, in einer offenen Wanne im unteren Teil. Das Lenkrad wird mittels der scherenförmigen Halterung in das Solvolysegemisch abgesenkt, wobei dieses eine Temperatur von 195°C aufweist. Das Solvolysegemisch wird durch einen seitlich installierten Paddelrührer mit 25 U/min bewegt. Das Lenkrad verbleibt 21 Minuten in dem Gemisch und wird dann durch die scherenförmigen Halterung auf dem Solvolysegemisch herausgezogen. Es wird in ein drittes Kompartiment über eine Stickstoffschleuse befördert, in dem es durch Verdösen von umgewälztem Solvolysegemisch bei 100 bis 120°C weiter gereinigt wird. Aus diesem Kompartiment werden die gereinigten Skelette entnommen. Die Wanne enthält 150 kg Solvolysegemisch, durch Einsatz von einem Schlitten mit vier scherenförmigen Halterungen können gleichzeitig acht Lenkräder entmantelt werden. In der genannten Menge Solvolysegemisch wurden 1750 Lenkräder entmantelt. Nach Beendigung des Prozesses wurde die Temperatur in der Wanne auf 125°C gesenkt. Nach einer Stunde wurde eine vollständige Trennung der Bestandteile beobachtet. Es wurden 605 kg Polyolphase und 387 kg Oligoharnstoffphase erhalten.

Beispiel 8

Die Entmantelung von Lenkrädern wurde in einem 1001-Reaktor durchgeführt. In den Reaktor werden zunächst über eine Kolbendosierpumpe 9 kg Bis(3-aminopropyl)N-methylamin, und 1,7 kg Wasser gegeben. Die Flüssigkeit wird über die externe Ölheizung auf 150°C erwärmt. Auf die Rührerwelle wurden vorher 18 ummantelte Lenkräder aufgezogen. Bei einer Temperatur von 170°C werden die Lenkräder 20 Minuten bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 45 min–1 behandelt und die Temperatur langsam auf 180°C gesteigert. Danach wird auf 140°C abgekühlt, die Skelette werden von der Welle entnommen und erneut 18 Lenkräder aufgezogen. Mit diesen wird der Vorgang wiederholt. Der gesamte Prozeß wird so lange wiederholt, bis insgesamt 160 Lenkräder umgesetzt wurden. Nach Abschluß des Gesamtprozesses wird auf 130°C abgekühlt, der Rührer gestoppt und das Reaktionsgemisch zur Trennung 45 Minuten stehen gelassen. Danach wird die Oligoharnstoffphase über das Bodenventil entnommen. Anschließend wird die Polyolphase in einen vorbereiteten Container abgelassen. Die Polyolphase ist leicht gelblich und weist eine Viskosität von 1530 mPas (25°C) auf. Die Aminzahl wurde mit 43 mg KOH/g und die Hydroxylzahl mit 102 mg KOH/g (Acetanhydrid-Methode) bestimmt. Die Viskosität der Harnstoffphase betrug 23.450 mPas (50°C) und die Aminzahl 325 mg KOH/g.

Beispiel 9

In einen 1001-Rührreaktor mit Heizmantel werden 7,8 kg Bis(3-aminopropyl)N-methylamin und 4,5 kg Butan-1,4-diol gegeben. Das Gemisch wird bei lose aufgelegtem Reaktordeckel auf 130°C erwärmt. Sobald diese Temperatur erreicht ist, werden vier jeweils 9,6 kg schwere, mit Polyurethan vergossene elektrotechnische Baugruppen eingesetzt, der Deckel verschlossen und ohne Rühren auf 180°C erwärmt. Bei dieser Temperatur wird 55 Minuten gehalten. Danach wird auf 120°C abgekühlt, die Baugruppen in die obere Phase des Reaktors verbracht. Dort werden diese noch weitere 15 Minuten bei dieser Temperatur belassen, danach entnommen. Das Reaktionsgemisch hat sich während dieser Zeit in zwei Phasen getrennt, von denen die obere Polyolphase ca. 68 des Gemisches und die untere Oligoharnstoff-Füllstoff-Phase ca. 32 des Gemisches ausmachen. Die Polyolphase ist gelb und weist eine Viskosität von 4330 mPas (25°C) auf. Die Aminzahl wurde mit 35 mg KOH/g und die Hydroxylzahl mit 428 mg KOH/g (Acetanhydrid-Methode) bestimmt. Die Viskosität der Harnstoffphase betrug 55.700 mPas (50°C) und die Aminzahl 285 mg KOH/g.

1
Antriebsmotor
2
Reaktorbehälter
3
Heizmantel
4
Rührer
4.1
Welle
5
Bodenablassventil
6
Lenkrad
7
Verschlussdeckel
8
Düsen
9
Pumpe
9.1
Leitung
9.2
Auslass
10
Ausgleichsbehälter
11
Befestigungselemente
12
Vorbereitungsraum
13
Schleuse
14
Transportkette
15
Dampfraum
16
Behandlungsraum
16.1
Solvolysegemisch
17
Nachbereitungsraum


Anspruch[de]
Verfahren zum Entfernen von Polyurethanumhüllungen von Metalleinlagen, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethanumhüllung zwischen 150 und 220°C in flüssiger oder dampfförmiger Phase einer Solvolyse unterworfen wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung mit einem Mittel erfolgt, das mindestens ein Diol und mindestens ein aliphatisches Amin enthält. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung mit einem Mittel durchgeführt wird, das 12 bis 98 Gew.-% Diol und 88 bis 2 Gew.-% aliphatisches Amin enthält. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Diole mindestens ein Diol aus der Gruppe mit vier bis acht C-Atomen oder Wasser eingesetzt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Diole Butan-1,4-diol, Hexan-1,6-diol, Oktan-1,8-diol und/oder 2-Ethyl-hexan-1,3-diol eingesetzt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als aliphatisches Amin mindestens ein Amin aus der Gruppe der sekundären aliphatischen Amine und/oder eines aliphatischen Polyamins mit sowohl primären als auch sekundären Aminogruppen, in denen die Stickstoffatome endständig sind oder sich in einer geraden oder verzweigten aliphatischen Kohlenstoffkette befinden, wobei mindestens ein Teil dieser Stickstoffatome ein Wasserstoffatom aufweist, eingesetzt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Amin Di-n-butylamin und/oder Di-propylentriamin eingesetzt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Polyamin und Wasser eingesetzt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Solvolyse oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des Mittels im Sattdampf durchgeführt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Solvolyse innerhalb von 10 bis 90 Minuten, insbesondere in 15 bis 30 Minuten, durchgeführt wird. Vorrichtung zum Entfernen von Polyurethanumhüllungen von Metalleinlagen,

umfassend

– einen Reaktorbehälter (2) mit abnehmbarem Verschlussdeckel (7) und einem im unteren Bereich angeordneten Bodenablassventil (5), das den Abfluss des Inhaltes des Behälters (2) ermöglicht

– eine durch den Verschlussdeckel (7) geführte Welle (4.1), die von einem Antriebsmotor (1) angetrieben wird

und

– an der Welle (4.1) angebrachte Trage- und Befestigungselemente (11.1) für Gegenstände mit Polyurethanumhüllungen um Metalleinlagen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Ausgleichsbehälter (10) mit dem Reaktorbehälter (2) verbunden ist, wobei über Leitungen (9.1), die Pumpen (9) aufweisen, der Ausgleichsbehälter (10) an dem oberen Teil des Reaktorbehälters (2) und dem unteren Teil des Reaktorbehälters (2) angeschlossen ist. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Verbindung des Ausgleichsbehälters (10) mit dem Reaktorbehälter (2) Düsen (8) aufweist, durch die mittels der Pumpe (9) das Solvolysemittel mit hohem Druck eingespeist wird. Vorrichtung zum kontinuierlichen Entfernen von Polyurethanumhüllungen von Metalleinlagen,

umfassend

– einen u-förmig liegenden Reaktorbehälter (2) mit einem Vorbereitungsraum (12), einem Dampfraum (15), einem Behandlungsraum (16) und einen Nachbereitungsraum (17)

– eine Transportkette (14), die den gesamten u-förmigen Reaktorbehälter (2) durchläuft

und

– Befestigungselemente (11) für die zu behandelnden Gegenstände.
Mittel zum Entfernen von Polyurethanumhüllungen von Metalleinlagen, enthaltend mindestens ein Diol und mindestens ein aliphatisches Amin. Mittel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass 12 bis 98 Gew.-% Diol und 88 bis 2 Gew.-% Amin enthalten ist. Mittel nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Diole mindestens ein Diol aus der Gruppe mit vier bis acht C-Atomen oder Wasser enthalten sind. Mittel nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Amine mindestens ein sekundäres aliphatisches Amin oder aliphatisches Polyamin mit sowohl primären als auch sekundären Aminogruppen, in denen die Stickstoffatome endständig sind oder sich in einer geraden oder verzweigten aliphatischen Kohlenstoffkette befinden, wobei mindestens ein Teil dieser Stickstoffatome ein Wasserstoffatom aufweist, enthalten sind.






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