Analytical characterization and modification of powder coating overspray for use as filler for polyethylene

Gedruckt erschienen im Universitätsverlag der TU Berlin, ISBN 978-3-7983-2990-4 (ISSN 0174-4003).In der pulverlackverarbeitenden Industrie fallen erfahrungsgemäß, je nach Beschichtungsanlage, zwischen 0,5 % und 55 % Overspray und überlagerte Gebinde an. Die Entsorgung dieser Pulverlackreste auf Deponien oder durch Verbrennung sind sehr kostenintensiv und belasten die Umwelt. Das Ziel dieser Arbeit beinhaltet, das Recycling von Pulverlackresten als Füllstoffe für Thermoplaste. Die wesentliche Herausforderung bestand darin, die Metallhaftung durch thermische Aushärtung, der noch chemisch aktiven Pulverlackreste an den Extrusion- oder Spritzgussanlagen, zu verhindern. Als Lösungsweg wurde die chemische Deaktivierung mittels Reaktanden verfolgt. Eine Enthaftung konnte mit Stearinsäure in einer Konzentration von 2 Gew.-% erzielt werden. Für eine erste Eigenschafts- und Materialprüfung wurden Pulverlackreste mit Stearinsäure vermischt und als Recycling-Füllstoff im Verhältnis 50:50 mit LLDPE zu Prüfkörpern verarbeitet. Die mechanischen Werte der Proben waren geringer als die Resultate mit reinem LLDPE. Das Ziel dieser Arbeit wurde erreicht. Für unausgehärtete Pulverlackreste wurde mit 2 Gew.-% Stearinsäure ein Reaktand gefunden, welcher die Metallhaftung nach thermischer Aushärtung vollständig aufhebt.Reports from the powder-coating industry indicate that 0.5 to 55 % of the powder-coating resins, depending on the coating system, ends up as overspray or becomes unusable due to degradation. The disposal of these powder coating residues at landfills or by waste incineration is very expensive and pollutes the environment. The goal of this work was the recycling of powder coating residues as fillers for thermoplastic polymers. The biggest challenge was to prevent the metal adhesion of the still chemically active powder coating residues in extrusion or injection molding Machines caused by its thermal curing. The main approach was the chemical deactivation through a reactant. A deactivation was realized with stearic acid in a concentration of two percent by weight. For a first test of material properties, powder-coating residue was mixed with stearic acid and used as recyclate filler in a ratio of 50:50 with LLDPE to be processed to standard test bars. The mechanical values were lower than those of the neat LLDPE. The goal of this work has been achieved. The addition of two percent of stearic acid to powder-coating wastes prevents completely adhesion to metal after cure