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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung für PVC-Pulver bzw. für mindestens 50% PVC enthaltende Pulver-Gemische oder für Copolymer-Pulver mit einer hochviskosen Lösung elastischer Substanzen in chlorierten Chlorkohlenwasserstoffen, zur Herstellung von 5 bis 40% elastische Substanz enthaltenden pulverförmigen Produkten, durch Vermischen des PVC-haltigen Pulvers mit der Lösung der elastischen Substanzen in einer Mischvorrichtung mit minimaler Drehzahl von 600 Umdr/min-vorzugsweise von 750 bis 1600 Umdr/min-und Verdampfen des chlorierten Chlorkohlenwasserstoffes.
Die Schlagfestigkeit von PVC besonders bei niedrigen Temperaturen ist bekanntlich sehr gering. Die Schlagfestigkeit kann jedoch durch thermomechanisches Kompoundieren makromolekularer, elastischer Substanzen weitgehend gesteigert werden ; die wichtigsten kompoundierenden Komponenten sind : chloriertes Polyäthylen, ABS-Copolymere, unterschiedliche Nitrilkautschukarten, Acrylsäureester usw., welche im wesentlichen als makromolekulare Weichmacher wirken. Dabei ist das richtige Vermischen der kompoundierenden Komponenten mit dem PVC ein entscheidender technologischer Vorgang ; das erwünschte Mass der Schlagfestigkeit kann nämlich nur dann erzielt werden, wenn das Elastomer nach der Verarbeitung im PVC homogen verteilt ist.
Für die Zugabe der kompoundierenden Komponenten ergibt sich als eine Möglichkeit die Anwendung von hochdispersen Pulvern ; in diesem Falle kann das PVC-Pulver mit dem Elastomer-Pulver vor der thermomechanischen Aufarbeitung auf mechanischem Wege vermischt werden. Die Herstellung von Elastomeren in Pulverform ist jedoch äusserst schwierig ; nach der einschlägigen Fachliteratur kann ein Elastomer-Pulver beispielsweise durch Zerstäubung der Lösung des Elastomers in Emulgator enthaltendes Wasser, oder durch Zerstäubung in Wasserdampf unter gleichzeitigem Verdampfen des Lösungsmittels hergestellt werden ; diese Verfahren sind jedoch überaus kompliziert und kostspielig.
Weiters sind auch Herstellungsverfahren bekannt, bei denen die Lösung des Elastomers mit einem Medium vermischt wird, welches seinerseits mit dem Lösungsmittel mischbar ist-aber das Elastomer nicht auflöst-wodurch in Abhängigkeit von der Qualität des Elastomers ein pulverförmiges Produkt oder aber grössere, gummiartige Gebilde gewonnen werden.
Weiters ist in der deutschen Patentschrift Nr. 28640 ein Verfahren zur Erhöhung der Weichmacheraufnahme von thermoplastischem Kunststoffmaterial in Pulverform durch Mischen unter Vakuum mittels Mischvorrichtungen mit schnellaufenden Rührwerkzeugen mit Heiz- und Kühlvorrichtung beschrieben, bei welchem das thermoplastische Kunststoffmaterial entlüftet und entwässert wird und anschliessend durch die schnellaufenden Rotorwerkzeuge der zugegebenen Weichmacher unter Konstanthalten der Temperatur verteilt wird und durch erhöhte Reibungsenergie der Werkzeuge oder/und durch zusätzliche Mantelheizung eine Aufheizung bis über den Gelierpunkt vorgenommen wird und nach Erreichen dieses Zustandes und Einschalten der Mantelkühlung und/oder Einleitung von gasförmigen Kühlmitteln in das Mischgut die Umwandlung vom plastischen in den elastischen Zustand erfolgt und nach Beendigung
dieser Umwandlung eine Zerkleinerung durch die Prallwirkung der umlaufenden Werkzeuge erfolgt.
Bei diesem Behandlungsverfahren wird also das Kunststoff-Weichmacher-Gemisch in einen plastischen Zustand übergeführt, wobei sich nach der Gelierung beide Komponenten in einer homogenen Phase befinden.
Es soll nun ein Behandlungsverfahren der eingangs beschriebenen Art für PVC-Pulver bzw. für mindestens 50% PVC enthaltende Pulver-Gemische oder für Copolymer-Pulver mit einer hochviskosen Lösung elastischer Substanzen zur Herstellung von pulverförmigen Produkten geschaffen werden, bei welchem unter Vermeidung der oben erwähnten Nachteile mit einer möglichst einfachen und billigen Technologie gearbeitet werden kann, ohne dass in den gewonnenen, pulverförmigen Mischprodukten die PVC-Körner durch das hochviskose und im wesentlichen klebstoffartige Elastomer verklebt werden.
Es wurde nun gefunden, dass diese Aufgabe vollständig und befriedigend gelöst werden kann, wenn die Lösung der elastischen Substanzen mit dem PVC-Pulver in einem Rührwerk vermischt wird, welches eine genügend grosse Menge Reibungsenergie für das kontinuierliche Verdampfen des Lösungsmittels liefert.
Nach der Erfindung werden solche Behandlungsverfahren für PVC-Pulver bzw. für die andern angegebenenen Pulver-Gemische bzw. Pulver-Sorten derart vorteilhaft ausgestaltet, dass mindestens 70%-vorzugsweise 90 bis 95%-des chlorierten Chlorkohlenwasserstoffes mittels der Reibungswärme bei einer Temperatur unterhalb der Geliertemperatur des PVC-haltigen Pulvers kontinuierlich verdampft wird.
Bei der Durchführung dieses erfindungsgemässen Behandlungsverfahrens wird jedes PVC-Korn mit dem Elastomer überzogen, so dass ein makro-homogenes Gemisch entsteht, bei welchem im Laufe der thermomechanischen Aufarbeitung eine gleichmässige Verteilung des Elastomers im PVC wesentlich leichter und vollkommener erzielt werden kann als bei Verwendung von Pulvern.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann vorzugsweise durch Vermischen von PVC-Pulvern oder mindestens 50% PVC enthaltenden Pulver-Gemischen mit der hochviskosen Lösung von chloriertem Polyäthylen, ABS-Copolymeren, unterschiedlichen Nitrilkautschukarten, Acrylsäureestern usw. durchgeführt werden.
Bei Durchführung des erfindungsgemässen Behandlungsverfahrens wird derart vorgegangen, dass das PVC-Pulver oder das mindestens zu 50% PVC-haltige Pulver-Gemisch in ein in der Kunststoffindustrie gebräuchliches schnelles Rührwerk gefüllt und mit der Reibungswärme binnen einiger Minuten auf 70 bis 1000C aufgewärmt wird ; auf das derart ausreichend vorgewärmte Pulver-dessen jedes einzelne Korn ein thermisches Zentrum bildet-wird eine 2 bis 40% Elastomer enthaltende Lösung kontinuierlich aufgespritzt, wobei
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zweckmässig der Siedepunkt des Lösungsmittels über der Temperatur des PVC-Pulvers liegen soll ; hiebei wird das
Tempo der Dosierung der Lösung so gewählt, dass mittels der im Laufe des Rührens entwickelten
Reibungswärme die gesamte Lösungsmittelmenge verdampft wird.
Auf diese Weise lagert sich auf der Oberfläche der PVC-Körner stetig eine Elastomer-Schicht ab-ohne dass die einzelnen PVC-Körner zusammenkleben würden.
Wenn jedoch Reibungswärme nur eine für das Verdampfen von etwa 50% bzw. auch von einem grösseren Anteil der gesamten Lösungsmittelmenge ausreichende Wärmemenge liefert, so kann die übrige, für das Entfernen der ganzen Lösungsmittelmenge notwendige Wärme, auch durch von aussen oder von innen stattfindendes
Aufwärmen gesichert werden.
Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass es die Herstellung von PVC-Pulvern mit 5 bis 40% Elastomergehalt in einer im allgemeinen Gebrauch verwendeten Einrichtung, mit äusserst einfacher und billiger Technologie ermöglicht. Das Elastomer überzieht die Oberfläche jedes einzelnen PVC-Kornes, wodurch im
Laufe der thermomechanischen Aufarbeitung das homogene Vermischen der elastischen Substanz mit dem PVC sehr leicht und schnell stattfindet. Demzufolge ist die thermomechanische Degradation des aus PVC- und
Elastomer bestehenden Systems in bedeutendem Masse vermindert, und das daraus bereitete Produkt ist viel stabiler, und kann leichter aufgearbeitet werden, als im Falle von PVC-Elastomer-Gemischen, in denen das Elastomer eine vom PVC gesonderte disperse Phase bildet.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird an Hand der nachstehenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel l : In eine Schnellrühreinrichtung von 500 I Rauminhalt werden 300 kg PVC-Pulver (K-Wert : 65) und 6 kg Stabilisator eingefüllt. Das Rührwerk wird in Gang gesetzt und das PVC wird mit Hilfe der Reibungswärme auf 100 C gewärmt. Hierauf werden binnen 90 bis 150 min 6001 einer 5%igen Lösung in Tetrachlorkohlenstoff von Niederdruck-Polyäthylen mit 25 bis 45% Chlorgehalt in das Mischwerk eingeführt. Die Zugabe der Lösung wird in der Weise geleitet, dass durch die Reibungswärme die ganze Menge des Lösungsmittels fortlaufend entfernt wird. Während des Rührens werden die Lösungsmitteldämpfe abgeleitet und in einer entsprechenden Kühlvorrichtung kondensiert. Nach dem vollkommenen Entfernen des Lösungsmittels wird die Vorrichtung entleert.
Im Laufe des Verfahrens wird ein pulverförmiges Produkt gewonnen, das auch die für seine Aufarbeitung notwendigen Zusatzstoffe enthält, und für die Herstellung schlagfester Produkte unmittelbar geeignet ist.
Beispiel 2 : In eine Schnellrührvorrichtung von 500 I Rauminhalt werden 300 kg PVC-Pulver (K-Wert : 65) und 6 kg Stabilisator eingefüllt. Das Rührwerk wird in Gang gesetzt und das PVC wird mit der Reibungswärme auf 1000C gewärmt. Nachher werden im Laufe von 90 bis 150 min 600 l einer 10%igen Lösung in Tetrachlorkohlenstoff von Nitrilkautschuk mit 38% Acrylgehalt in das Mischwerk eingeführt. Die Zugabe der Lösung wird in der Weise geleitet, dass durch die Reibungswärme die ganze Menge des Lösungsmittels fortlaufend entfernt wird. Des weiteren geht man auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise vor.
Im Laufe des Verfahrens wird ein pulverförmiges Produkt gewonnen, das nach Zugabe der für die Verarbeitung notwendigen Zusatzstoffe für die Herstellung schlagfester Produkte unmittelbar geeignet ist.
Beispiel 3 : Man geht wie in Beispiel 1 beschrieben vor aber es werden 400 l einer 25% eigen Lösung von Polyäthylen mit 25 bis 45% Chlorgehalt in das Rührwerk gefüllt. Es wird ein pulverförmiges Produkt gewonnen, das in einer Menge von 10 bis 50% mit einem Zusatz von PVC oder einem mindestens 50% PVC enthaltenden Copolymer ein schlagfestes PVC-Produkt liefert.
Beispiel 4 : 300 kg PVC-Pulver (K-Wert : 65) werden fortlaufend in eine Schnecken- oder Flügelrührvorrichtung von hoher Drehzahl beschickt, deren Rauminhalt 1001 beträgt und die genügend Reibungswärme liefert, um das fortlaufend eingefüllte PVC auf 1000C zu wärmen. Gleichzeitig werden fortlaufend 600 l einer 5% eigen Lösung in Tetrachlorkohlenstoff von Niederdruck-Polyäthylen mit 25 bis 45% Chlorgehalt in einem Tempo in das Rührwerk eingespeist, dass die ganze Menge des Lösungsmittels durch die Reibungswärme entfernt wird. Das aus dem Rührwerk fortlaufend entweichende Gemisch enthält kein Lösungsmittel. Die während der Operation gebildeten Lösungsmitteldämpfe werden fortlaufend abgeleitet und in einer entsprechenden Kühleinrichtung kondensiert.
Im Laufe des Verfahrens wird ein pulverförmiges Produkt gewonnen, das nach der Zugabe der für die Aufarbeitung erforderlichen Zusatzstoffe für die Herstellung schlagfester Produkte unmittelbar geeignet ist.