DE4028567C2

DE4028567C2 - Process for reusing powder coating 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.The invention relates to a method for reuse application of powder coating 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.Powder coatings can be used in a particularly environmentally friendly way become. There are efforts, including automotive paintwork, to which particularly high demands are made, using powder coatings.

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.When applying powder coatings can not help be changed that part of the powder coating used the substrate either not reached or from the substrate falls off again. From ecological and economic green it is desirable that arise in this way the powder coating overspray for reuse to lead.

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. A well known process for reusing Pul varnish overspray consists in the fact that the powder varnish Overspray is mixed with fresh raw material and this mixture of fresh powder paint and powder lacquer overspray is used for painting.

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.With this mixture of fresh powder coating and powder Lack-overspray can disadvantageously no Lackie stanchions are produced that match the automotive paint high demands meet because by mixing with the powder coating overspray Grain size distribution is shifted and coarser parts threads and threads of melted powder coating ("cob webbing ") as well as other impurities in the fri base material must be entered. The ver mix powder paint overspray with fresh starting Problems arising from material can also be caused by sieving the overspray (cf. DE 23 38 731 A1) is not satisfactory be solved. DE 29 36 305 A1 describes a Process for reusing powder coating overspray described in which the binder or crosslinking is removed from the powder coating overspray, is recovered from the solution and for production new paints are reused. This procedure has but the disadvantage that it is associated with great effort and the use of large amounts of organic solvents tel requires.

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.Since in powder painting a very large proportion of the amount of powder coating used is obtained as overspray, is the need for a process for reuse application of powder coating overspray very large.

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:
The object on which the present invention is based is to provide a process for reusing powder coating overspray which does not have the disadvantages of the known processes or only to a reduced extent. The object is achieved by a process which is characterized in that the powder coating overspray during powder coating production is returned to the powder coating production process in the course of the extrusion process, the powder coating production process comprising at least the following steps:

a) premixing at least a portion of the material for manufacture necessary components of the powder coating
b) extrusion of all for the production of the powder coating necessary components
c) Processing the extrudate into a powder paint.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Wiederverwendung von Pulverklarlack-Overspray, der bei der Lackierung von Fahrzeugkarosserien, insbeson dere Automobilkarosserien mit Pulverklarlacken anfällt.The method according to the invention is particularly suitable for reusing powder clearcoat overspray in the painting of vehicle bodies, in particular car bodies with powder clear coats.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Pulver lack-Overspray in den Pulverlackproduktionsprozeß zurückgeführt, wobei der Pulverlackproduktionsprozeß mindestens folgende Arbeitsschritte umfaßt:
In the process according to the invention, the powder coating overspray is returned to the powder coating production process, the powder coating production process comprising at least the following steps:

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.The following is an example of a powder coating product tion process are described in which the working steps a), b) and c) are carried out: At the beginning of the production process are the individual recipe components, e.g. B. resins, leveling agents, curing agents etc. in the required amount on a ver weighing station filled in a container. The container is connected to a container mixer. It he This is followed by premixing the powder Lackes necessary components (step a)). in the Step b) is the premix via a metering is fed to an extruder and extruded. In the ar in step c) the extrudate becomes a powder coating further processed. For example, by rolling out the extrudate, cooling it like a shock, crushed into chips and into the specified grain spec is pulverized.

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. Powder coating production processes in which the work steps a), b) and c) are part of State of the art and are described for example in the journal articles by Hess ("Continuity ches manufacture of plastic coating powders "in Kunststoffe, Vol. 64, 1974, H. 2, page 54 to page 57) and Wälty ("Production Process for Thermosetting Coating powder "in color + varnish, 92nd year, 8/1986, page 734 to page 737) and Mc Erlane ("The powder coatings industry - uses and production techniques "in Pigment And Resin Technology, August 1987, page 4 to page 7) and in the company publications "Continuously produce powder coatings on Buss Kneader systems series PLK "," with Buss-Ko-Kneader Systems continuously mixing - kneading - compoundie ren "and" The Buss technology for the production of Powder coatings "from Buss AG, CH-4133 Pratteln 1.

Es ist nun erfindungswesentlich, dass der Pulverlack-Overspray während des Arbeitsschrittes b) (Extrusion) in den Pulverlackproduktionsprozess rückgeführt wird.It is now essential to the invention that the powder coating overspray during step b) (extrusion) in the Powder coating production process is recycled.

Im Extruder durchlaufen die vorgemischten Rezepturkomponenten folgende Teilprozesse, die im Extruder in aufeinanderfolgenden Zonen ablaufen:
In the extruder, the premixed formulation components go through the following sub-processes, which take place in successive zones in the extruder:

1. Feeding and compression of the premix
2. melt
3. Homogenization and dispersion of the melt
4. Discharge of the homogeneous melt

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. The powder coating overspray is only in the sub-process "homogenization and dispersion of the melt ", especially just before the end this sub-process fed to the extruder. The cheapest Time for the supply of the powder coating overspray to Extrusion process can be done by the expert with the help of less preliminary tests can be determined. The specialist must only determine the period of time for a homogeneous familiarization of the powder coating overspray is necessary.

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.The supply of the powder coating overspray in sub-process b3 des Extrusion process can be via one or more separate inlets, if necessary Use of one or more dosing devices consequences. Extruders with multiple separate inlets can be provided are commercially available and are, for example, from Buss AG, Basel offered.

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.A preferred embodiment of the invention consists in returning the powder coating overspray together with residues from the powder classification into the powder coating production process. Powder classification is the setting of the required particle size distribution necessary for each powder coating production process (e.g. d ₉₀ = 5-100 µm (at least 90% by weight of the powder coating particles have a particle size between 5 and 100 µm) and x (50) = 45 µm (50% by weight of the powder coating particles have a grain size below 45 µm)). The mixing ratio (in parts by weight) between powder coating overspray and residue from the powder coating classification should be between 1:99 and 99: 1, preferably between 30:70 to 70:30, particularly preferably between 40:60 to 60:40 lie.

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. The powder coating overspray or the mixture of powder paint overspray and residue from the powder classifi Decoration can usually be found in such quantities in the Powder coating production process that the Proportion of powder coating overspray or mixture of powder paint overspray and residue from the powder classifi decoration in the newly produced powder coating up to 50% by weight, preferably up to 20% by weight, particularly preferably up to is 10% by weight.

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.The method according to the invention is preferably suitable for reusing powder clear coat overspray, ins especially for reusing powder clear coat over spray used in the painting of car bodies accrues. The powder clear coat overspray can be in powder clear lacquer, pigmented powder lacquer and structure powder paints can be incorporated. The Ver invention driving is also suitable for reusing pigmented powder coatings. The pigmented powder lacquer overspray can be used in pigmented powder coatings and Structure powder coatings can be incorporated.

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.The chemical nature of the powder to be reused paint oversprays is not for the present invention critical. The only requirement for the applicability speed of the method according to the invention is that the powder coating overspray in a powder coating product tion process, which includes the above-mentioned steps a), b) and c) must be processable. As examples for powder coatings, whose overspray according to the Invention methods can be reused Powder coatings based on a bandage containing epoxy groups agents and amino and / or carboxyl group-containing Hardeners, powder coatings based on hydroxyl groups ent binders and blocked isocyanate groups holding hardeners and powder coatings based on themselves called crosslinking binders. The binders and / or hardeners, for example polyester resins, Polyacrylate resins, polyurethane resins or polyepoxy resins based on bisphenol A diglycidyl ethers. To the process of the invention can powder coating over sprays of powder coatings that are reused matt, satin, high-gloss or structure Delivered paint films. The inventive method ren is particularly suitable for reuse Overspray, which is used in the painting of vehicle bodies, especially when painting Automo bil bodies with powder clear coats.

Anhand des folgenden Beispiels wird die Erfindung näher erläutert.The invention is illustrated by the following example explained.

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.From 1 kg overspray (accrued when painting with a powder clearcoat consisting of 795 parts glycidyl Functional acrylic resin (EEW 510-560), 165 parts 1,12-dodecanedioic acid, 10 parts HALS, 20 parts UV-Ab sorber, 4 parts deaerator and 6 parts Ver eluent) were removed using a sieve (10 µm Ma wide) rough components and with the help of a Metal separator abge metallic impurities separates. During the new production of 20 kg powder clear varnish of the composition described above was 1 kg of the overspay thus cleaned continuously added melted and immediately after melting into the Zone of the extruder in which the homogenization and Dispersion of the melt takes place evenly fresh starting material added. The so obtained Extrudate was made into a powder clearcoat with a medium ground particle size of 30 microns. For comparison were 20 kg of powder clearcoat without metering in Overspray made. The powder containing overspray clear lacquer had the same gel time as the over spray-free powder clear lacquer. With the overspray Powder clear lacquer films were lacquer films, made with overspray-free powder clearcoat especially with regard to gloss, flow, Transparency and mechanical technological properties equivalent.

Claims

1. A process for reusing powder coating overspray in the powder coating production process, which comprises at least the following steps:

a) premixing at least some of the components required for producing the powder coating,
b) extrusion of all components necessary for the production of the powder coating
- 1. Feeding and compression of the premix,
- 2. melting,
- 3. homogenization and dispersion of the melt and
- 4. discharge of the homogeneous melt and
c) processing the extrudate into a powder coating,

characterized in that the powder coating overspray is returned to the sub-process b3) in the course of the extrusion process b).

2. The method according to claim 1, characterized in that the Powder coating overspray only shortly before completion of sub-process b3) is returned.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized characterized in that the powder coating overspray is continuous melted and immediately after melting into the Sub-process b3) is introduced.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized records that the powder coating overspray together with the Residues from the powder classification is recycled.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized records that it is the powder coating overspray Powder clearcoat overspray.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that powder coating production is the production of a Powder clearcoat is.