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Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von synthetischen Wachsen, insbesondere auf ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Polyolefinwachs.
Die Molekularmasse der genannten Wachse beträgt 600 bis 4500. Die Wachse mit der erwähnten Molekularmasse werden oft bei der Kunststoffverarbeitung als äussere und innere Gleitmittel und in der Gummiindustrie als Verarbeitungshilfsmittel, welche die technologischen Eigenschaften von Kautschuk bei der Vermischung der verschiedenen Kautschuksorten verbessern, sowie auch bei der Herstellung von Tinten, Lacken, Anstrichmitteln, Polierpasten, Kerzen und Bleistiften angewendet.
Aus "Polyäthylen und andere Polyolefine" ("Polietilen i drugije poliolefini ") Verlag "Mir" [1964], S. 279 bis 282, 354, ist ein Verfahren zur Herstellung von Polyolefinwachsen durch Polymerisation von Äthylen bei hohen Temperaturen und Drücken in Gegenwart von radikalbildenden Initiatoren und Kettenreglern, beispielsweise unter einem Druck von 1000 bar und einer Temperatur von 200 C unter Anwendung von Sauerstoff als Initiator und Wasserstoff als Kettenübertragungsmittel bekannt. Bei der Einführung eines entsprechenden Comonomeren in das Reaktionsgemisch ist es möglich, ein Polyolefinwachs mit variablen Eigenschaften zu gewinnen.
Es ist auch ein Verfahren (DE-OS 2257917) zur Herstellung von Polyäthylenwachsen durch Polymerisation von Äthylen unter niedrigeren Drücken (bis auf 100 bar) in Gegenwart von ZieglerKatalysatoren und Molekularmassereglern bekannt.
Die genannten Verfahren zur Herstellung von Wachsen durch Polymerisation von Äthylen erfordern spezielle Verfahrensbedingungen (z. B. Temperatursenkung und Druckregelung), wobeidie apparative Leistung um das 1,5fache herabgesetzt wird, was seinerseits zur Erhöhung der Wachspreise im Vergleich zu Polyäthylen führt. Ausserdem fordert die Einführung der Kettenübertragungsmittel eine gewisse Nachausstattung der Polyäthylenanlagen, wo üblicherweise die Polyolefinwachse hergestellt werden.
In letzterer Zeit wird immer öfters ein Verfahren zum thermischen Abbau hochmolekularer Polyolefine, z. B. Polyäthylen mit einer Molekularmasse von 10000 bis 200000 eingesetzt, was die Verwendung von sortenechten, sortenunechten und regenerierten Polyolefinprodukten als Wachsrohstoffe ermöglicht.
Gemäss dem genannten Verfahren wird eine Schmelze aus hochmolekularem Polyäthylen durch ein Metallrohr mit einem geringen Querschnitt gepresst, das auf eine Temperatur von 350 bis 600 C erhitzt ist. Das Aufheizen des Rohres erfolgt entweder durch Heizkörper oder mit heissen Abgasen.
Der technischen Lösung und dem erzielten Effekt nach liegt der Erfindung am nächsten ein Verfahren (DE-AS 1940686) zur kontinuierlichen Herstellung von Wachs aus hochmolekularem Polyäthylen, bei dem ein festes Polyäthylen mit einer Molekularmasse von 80000 bis 200000 innerhalb von 1 bis 6 min geschmolzen und die Schmelze durch ein bis auf 350 bis 500 C erhitztes Rohr gepresst wird. Dabei wird das Polyäthylen zunächst homogen geschmolzen ; ab einem bestimmten Punkt wird die Schmelze durch Bildung von Zersetzungsgasen heterogen. Der gewünschte thermische Abbau des Polyäthylens findet in den Zonen des homogenen und heterogenen Zustandes des Reaktionsmediums statt.
Je nach Temperatur und erwünschter Molekularmasse des Wachses dauert der thermische Abbau 10 bis 120 min ; der Polyäthylendruck in dem erhitzten Rohr beträgt dabei 1 bis 20 bar. Das erhaltene Produkt wird innerhalb von 3 bis 5 min auf eine Temperatur von 250 C gekühlt und die Wachsschmelze zur weiteren Verarbeitung und Anwendung ausgetragen.
Das beschriebene Verfahren weist eine beträchtliche Dauer des Abbauprozesses auf, was eine niedrigere Leistung der Anlagen sowie eine Verschlechterung der Qualität des Wachses zur Folge hat. So hat beispielsweise das nach dem bekannten Verfahren hergestellte Wachs mit einer Molekularmasse von 3000 einen grauen Farbton, einen Tropfpunkt nicht über 110 C und eine Penetrationshärte unter 0, 2 mm.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Änderung in der Wärmeführung die Dauer des Abbaus von Polyolefinen unter gleichzeitiger Verbesserung der physikalisch-mechanischen Eigenschaften des Endprodukts zu kürzen.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Polyolefinwachs mittels Durchpressen des Polyäthylens bzw. eines Gemisches aus Polyäthylen und Poly-
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propylen durch einen beheizten Reaktor, wobei sich unter den Verfahrensbedingungen zwei Zonen, eine homogene und eine heterogene Zone, des Reaktionsmediums ausbilden, unter gleichzeitigem Abbau der genannten Polymeren in den Zonen des homo-und heterogenen Zustandes des Reaktionmediums bei Temperaturen von 350 bis 500 C und darauffolgender Abtrennung des gebildeten Wachses von den flüchtigen Abbauprodukten, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Reaktor zonengetrennt beheizt wird, wobei in der Zone des homogenen Zustandes des Reaktionsmediums eine Wärmebelastung von 0, 055 bis 0,
1 kW. h/kg Wachs und in der Zone des heterogenen Zustandes von 0, 1 bis 0, 2 kW. h/kg Wachs eingesetzt wird.
Erfahrungsgemäss findet bei der Erwärmung von Polyolefinen auf eine Temperatur über 350 C die Abscheidung flüchtiger Produkte statt, deren Anteil durch die Abbaubedingungen (Temperatur, Verweilzeit bei dieser Temperatur sowie Molekularmasse des Ausgangspolyäthylens) bestimmt wird. Das von den gasförmigen Produkten eingenommene Volumen hängt aber von der Temperatur, dem Druck und der Löslichkeit der Gase im Polyolefin ab. Durch Änderung des Druckes beim Austritt des Reaktionsgemisches aus dem Reaktor sowie der hydrodynamischen Betriebsführung kann die Löslichkeit der flüchtigen Produkte im Polyolefin und folglich auch der Phasenzustand des Reaktionsmediums geregelt werden.
Bei der Untersuchung des Phasengleichgewichtes wurde festgestellt, dass bei einem Druck von 2 bis 6 bar am Ausgang des Reaktors der Abbau von Polyolefin in zwei Zonen verläuft : In der Zone des homogenen Abbaus, wo die flüchtigen Abbauprodukte vollständig im Polyolefin gelöst sind, und in der Zone des heterogenen Abbaus unter Bildung eines Zweiphasensystems aus den gesättigten Lösungen der flüchtigen Produkte im niedermolekularen Polyolefin und niedermolekularem Polyolefin in der Gasphase. Dabei entspricht die Phasengrenze zwischen den homo-und heterogenen Abbauzonen je nach dem Druck am Ausgang des Reaktors und der hydrodynamischen Betriebsführung einer Temperatur von 375 bis 385 C und einem Druck von 2 bis 10 bar.
Durch ungleiche Wärmezufuhr zu den homo-und heterogenen Abbauzonen von Polyole- finen-0, 055 bis 0, 1 kW. h/kg Wachs zur homogenen undO. l bis 0, 2 kW. h/kg Wachs zur heterogenen Zone - wurde es möglich, die Abbauzeit bis auf 3 1/2 bis 10 min zu kürzen, und die Verkürzung der Verweilzeit der Polyolefine in der Hochtemperaturzone führte zur Verbesserung des Farbtons, des Tropfpunktes und der Härte des Wachses. Die Molekularmasse der hergestellten Polyäthylenwachse beträgt 600 bis 4500.
Das Verfahren kann wie folgt durchgeführt werden :
Ein Granulatgemisch aus sortenechten und sortenunechten Polyäthylenen sowie regenerierten Polyäthylenen bzw. entsprechende Gemische mit Polypropylen werden in einen Extruder eingetragen, wo die Plastifizierung und die Erwärmung bis auf eine Temperatur von 230 bis 250 C erfolgt.
Die gebildete Schmelze wird mittels einer Extruderschnecke dem Reaktor zugeführt, der aus einem beheizten Metallrohr besteht. Als Heizelemente werden regulierbare elektrische Heizkörper verwendet. Unter dem Wärmeeinfluss werden die hochmolekularen Polyolefine unter Bildung von Wachs und eines Gemisches von flüchtigen Kohlenwasserstoffen abgebaut. Die Molekularmasse des Wachses wird durch die Verweilzeit in der Hochtemperaturzone und durch die Wärmebelastung bestimmt. Das gebildete Gemisch aus Wachs und flüchtigen Kohlenwasserstoffen läuft durch ein Ventil frei in einen Kühler ab, wo es bis auf eine Temperatur von etwa 250 C gekühlt wird.
Aus dem Kühler gelangt das Gemisch selbsttätig in einen beheizten Behälter, in dem bei einer Temperatur von 200 bis 250 C auf Grund des Dichtegefälles die Abtrennung des Wachses von den flüchtigen Produkten erfolgt. Die Wachsschmelze wird aus dem Behälter zur Konfektionierung und Analyse weitergeleitet. Bei der Analyse des Wachses bestimmt man die mittlere Molekularmasse (Lichtstreuung), den Farbton (visuell), die Penetrationshärte (100 g-Belastung, Haltezeit 5 s, Temperatur 25 C) sowie den Tropfpunkt nach Ubbelohde.
Die Erfindung ermöglicht es also, die Verweilzeit des Polymeren in der Hochtemperaturzone wesentlich zu kürzen, was seinerseits die Leistung des Verfahrens wesentlich erhöht. Das Fehlen von speziellen Anforderungen an Rohstoffe lässt die Verwendung von sortenunechten und regenerierten Polyäthylenen und Polypropylenen zu und bietet dadurch die Möglichkeit, die Abfallprodukte aus der Polyolefinproduktion zu verwerten.
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Die Verkürzung der Verweilzeit des Polymeren in der Hochtemperaturzone ermöglicht ausserdem die Herstellung eines Produkts von hoher Qualität.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne dass diese jedoch hierauf beschränkt sein soll.
Beispiel 1 : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse von 20000 wird bei 230 bis
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tor geführt, wo sie bis auf 450 C erwärmt wird.
Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch elektrische Heizkörper ; die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0, 1 kW. h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus-0, 18 kW. h/kg Wachs, der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone beträgt 4 min. Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze wird zur Anwendung und Analyse ausgetragen. Man erhält ein Produkt mit einer Molekularmasse von 1200, das einen hellen Farbton, eine Penetrationshärte von 1 mm und einen Tropfpunkt von 95 C aufweist.
Beispiel 2 : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse von 200000 wird bei 230 bis 250 C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr geführt, wo sie bis auf 450 C erwärmt wird.
Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch elektrische Heizkörper, die spezifische Wärmebelastung
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2 bar. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone beträgt 4 min. Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von aen flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze wird zur Anwendung und Analyse ausgetragen. Man erhält ein weisses Produkt mit einer Molekularmasse von 1300, das einen Tropfpunkt von 96 C und eine Penetrationshärte von 0, 9 mm aufweist.
Beispiel 3 (Kontrollbeispiel) : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse über 200000 wird bei 230 bis 250 C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr geführt, wo sie bis auf 450 C erwärmt wird. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch elektrische Heizkörper, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0, 1 kW. h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 0, 18 kW. h/kg Wachs.
Wegen der sprunghaften Drucksteigerung am Reaktoreingang musste der Versuch abgebrochen werden.
Somit erweist sich die Anwendung von Rohpolyäthylen mit einer Molekularmasse über 200000 infolge der hohen Viskosität des Produkts, die eine Steigerung des Druckgefälles im Reaktor bedingt, als unmöglich.
Beispiel 4 : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse von 100000 wird bei 230 bis 250 C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr geführt, wo sie bis auf 450 C erwärmt wird.
Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch elektrische Heizkörper, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0, 1 kW. h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus 0, 18 kW. h/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone beträgt 4 min. Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze wird zur Anwendung und Analyse ausgetragen. Man erhält ein weisses Produkt mit einer Molekularmasse von 1250, das eine Penetrationshärte von 1 mm und einen Tropfpunkt von 95 C aufweist.
Beispiel 5 : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse von 50000 wird bei 230 bis 250 C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr geführt, wo sie bis auf 450 C erwärmt wird. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch elektrische Heizkörper, die spezifische
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Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0, 1 kW. h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus 0, 18 kW. h/kg Wachs, der Druck am Rohraus- gang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone beträgt 4 min.
Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 2500e gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze ausgetragen. Man erhält ein weisses Produkt mit einer Molekularmasse von 1250, das eine Penetrationshärte von 1 mm und einen Tropfpunkt von 95 C aufweist.
Beispiel 6 : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse von 10000 und einer Temperatur von 230 bis 250 C wird mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr geführt, wo sie bis auf 450 C erwärmt wird. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch elektrische Heizkörper, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0, 1 kW. h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus 0, 18 kW. h/kg Wachs.
Der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone beträgt 4 min. Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze ausgetragen.
Man erhält ein weisses Produkt mit einer Molekularmasse von 1250, das eine Penetrationshärte von 1 mm und einen Tropfpunkt von 95 C aufweist.
Wie aus den Beispielen 2 bis 6 hervorgeht, beeinflusst die Änderung der Molekularmasse des Ausgangspolyäthylens von 10000 bis 200000 praktisch die Eigenschaften des erhaltenen Poly- äthylenwachses nicht, jedoch die Anwendung eines Polyäthylens mit Molekularmasse über 200000 als Rohstoff führt zu einem überhöhten hydraulischen Widerstand im Reaktor und unterbricht den Prozess.
Beispiel 7 (Kontrollbeispiel) : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse von 20000 wird bei 230 bis 250 C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr geführt, wo sie bis auf die Temperatur von 450 C erwärmt wird. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch elektrische Heizkörper, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0, 055 kW. h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 0, 18 kW. h/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens. in der Abbauzone beträgt 4 min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze wird ausgetragen. Man erhält ein weisses, graustichiges Produkt mit einer Molekularmasse von 4500, das eine Penetrationshärte von 0, 1 mm sowie einen Tropfpunkt von 115 C aufweist.
So ergibt die Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus unter 0, 055 kW. h/kg Wachs kein Produkt von hoher Qualität.
Beispiel 8 : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse von 20000 wird bei 230 bis 250 C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr geführt, wo sie bis auf 450 C erwärmt wird.
Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch elektrische Heizkörper. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0, 075 kW. h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus 0, 18 kW. h/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone ist 4 min. Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze ausgetragen.
Man erhält ein weisses Produkt mit einer Molekularmasse von 3000, das eine Penetrationshärte von 0, 15 mm und einen Tropfpunkt von 113 C aufweist.
Beispiel 9 : Eine Polyäthylenschmelze einer Molekularmasse von 20000 wird bei 230 bis 250 C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr geführt, wo sie bis auf 450 C erwärmt wird. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch elektrische Heizkörper. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0, 090 kW. h/kg Wachs, die spezifische Wärme-
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belastung in der Zone des heterogenen Abbaus 0, 18 kW. h/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone beträgt 4 min.
Die Abbauprodukte ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze ansgetragen.
Man erhält ein weisses Produkt mit einer Molekularmasse von 1500, das eine Penetrationshärte von 0, 7 mm und einen Tropfpunkt von 99 C aufweist.
Beispiel 10 : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse von 20000 wird bei 230 bis 250 C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr geführt, wo sie bis auf
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am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone beträgt 4 min.
Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze ausgetragen.
Man erhält ein weisses Produkt mit einer Molekularmasse von 1250, das eine Penetrationshärte von 1 mm und einen Tropfpunkt von 95 C aufweist.
Beispiel 11 (Kontrollbeispiel) : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse von 20000 wird bei 230 bis 250 C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr geführt, wo
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Der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone beträgt 4 min.
Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze wird ausgetragen. Man erhält ein weisses, graustichiges Produkt mit einer Molekularmasse von 1250, das eine Penetrationshärte von 1 mm und einen Tropfpunkt von 95 C aufweist.
So lässt die Überschreitung der Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus über 0, 1 kW. h/kg Wachs kein Produkt von hoher Qualität entstehen.
Die Beispiele 7 bis 11 zeigen die Änderung der Eigenschaften von Polyäthylenwachsen je nach der Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus. Eine Wärmebelastung von 0, 055 kW. h/kg Wachs und weniger führt zur Verschlechterung des Wachsfarbtones und zur Steigerung der Wachsviskosität, was wieder ein beträchtliches Druckgefälle entlang der Rohrlänge verursacht. Eine Steigerung der Wärmebelastung bis auf 0, 12 kW. h/kg Wachs und höher führt auch zur Verschlechterung des Farbtones infolge Polyäthylenverkohlung an den Rohrwänden.
Beispiel 12 (Kontrollbeispiel) : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse von 20000
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die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 0, 1 kW. h/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone ist 4 min. Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze ausgetragen.
Man erhält ein weisses, graustichiges Produkt mit einer Molekularmasse von 3000, das eine Penetrationshärte von 0, 2 mm und einen Tropfpunkt von 111 C aufweist.
So lässt die Herabsetzung der Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus bis und unter 0, 1 kW. h/kg Wachs kein Produkt von hoher Qualität entstehen.
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Beispiel 13 : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse von 20000 wird bei 230 bis 250 C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr geführt, wo sie bis auf
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fische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus 0, 15 kW. h/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone ist 4 min. Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 2500C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze ausgetragen.
Man erhält ein weisses Produkt mit einer Molekularmasse von 1500, das eine Penetrationshärte von 0, 7 mm und einen Tropfpunkt von 99 C aufweist.
Beispiel 14 : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse von 20000 wird bei 230 bis 250 C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr geführt, wo sie bis auf 450 C erwärmt wird. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch elektrische Heizkörper. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0, 1 kW. h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 0, 18 kW. h/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit in der Abbauzone ist 4 min.
Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze ausgetragen.
Man erhält ein weisses Produkt mit einer Molekularmasse von 1250, das eine Penetrationshärte von 1 mm und einen Tropfpunkt von 96 C aufweist.
Beispiel 15 : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse von 20000 wird bei 230 bis 250 C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr geführt, wo sie bis auf
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fische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus 0, 20 kW. h/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit in der Abbauzone ist 4 min.
Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze ausgetragen.
Man erhält ein weisses Produkt mit einer Molekularmasse von 1200, das eine Penetrationshärte von 1, 1 mm und einen Tropfpunkt von 94 C aufweist.
Die Beispiele 12 bis 15 zeigen die Änderung der Eigenschaften je nach der Höhe der Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus. Die Herabsetzung der Wärmebelastung bis und unter 0, 1 kW. h/kg Wachs führt zur Verschlechterung des Produktfarbtones (bis grau), zur Verminderung der Penetrationshärte (z. B. für das Polyäthylenwachs mit Molekularmasse von 3000 bis und über 0, 2 statt 0, 15 wie in Beispiel 8), zur Herabsetzung des Tropfpunktes bis und unter 111 C statt 1130C (s. Beispiele 12 und 8).
Beispiel 16 : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse von 20000 wird bei 230
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fische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0, 1 kW. h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 0, 18 kW. h/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar, die gesamte Verweilzeit in der Abbauzone 4 min.
Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Polyäthylenschmelze ausgetragen.
Man erhält ein weisses Produkt mit einer Molekularmasse von 4500, das eine Penetrationshärte von 0, 1 mm und einen Tropfpunkt von 115 C aufweist.
Beispiel 17 : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse von 20000 wird bei 230 bis 250 C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr geführt, wo sie bis auf 400 C erwärmt wird. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch elektrische Heizkörper. Die spezi-
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fische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0, 1 kW. h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 0, 18 kW. h/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit in der Abbauzone ist 4 min.
Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze ausgetragen.
Man erhält ein weisses Produkt mit einer Molekularmasse von 2100, das eine Penetrationshärte von 0, 2 mm und einen Tropfpunkt von 110'C aufweist.
Beispiel 18 : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse von 20000 wird bei 230 bis 250 C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr geführt, wo sie bis auf
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fische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 0, 18 kW. h/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit in der Abbauzone ist 4 min.
Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze ausgetragen.
Man erhält ein weisses Produkt mit einer Molekularmasse von 1250, das eine Penetrationshärte von 1 mm und einen Tropfpunkt von 96 C aufweist.
Beispiel 19 : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse von 20000 wird bei 230 bis 250 C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr geführt, wo sie bis auf
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am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit in der Abbauzone ist 4 min.
Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze ausgetragen.
Man erhält ein weisses Produkt mit einer Molekularmasse von 750, das eine Penetrationshärte von 2 mm und einen Tropfpunkt von 90 C aufweist.
Die Beispiele 16 bis 19 zeigen die Änderung der Eigenschaften je nach der Abbautemperatur.
Bei Temperaturen unter 350 C erhält man Wachse mit hoher Schmelzviskosität, was ein beträchtliches Druckgefälle im Reaktor verursacht ; eine Verfahrensführung bei Temperaturen über 500 C verschlechtert den Farbton des Produkts.
Beispiel 20 : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse von 20000 wird bei 230
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fische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 0, 18 kW. h/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit in der Abbbauzone ist 3 1/2 min.
Die Abbauprodukte, ein. Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze ausgetragen.
Man erhält ein weisses Produkt mit einer Molekularmasse von 1500, das eine Penetrationshärte von 0, 7 mm und einen Tropfpunkt von 990e aufweist.
Beispiel 21 : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse von 20000 wird bei 230 bis 250"C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr geführt, wo sie bis auf
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fische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 0, 18 kW. h/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit in der Abbauzone ist 4 min.
Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze ausgetragen.
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Man erhält ein weisses Produkt mit einer Molekularmasse von 1250, das eine Penetrationshärte von 1 mm und einen Tropfpunkt von 950e aufweist.
Beispiel 22 : Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molekularmasse von 20000 wird bei 230 bis 2500e mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr geführt, wo sie bis auf
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Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 0, 18 kW. h/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit in der Abbauzone ist 10 min.
Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Abbauprodukten abgetrennt und die Wachsschmelze ausgetragen.
Man erhält ein weisses Produkt mit einer Molekularmasse von 600, das eine Penetrationshärte von 3, 5 mm und einen Tropfpunkt von 88 C aufweist.
Die Beispiele 20 bis 22 zeigen die Änderung der Wachseigenschaften je nach Wärmeabbaudauer, die ihrerseits durch die entsprechenden Wärmebelastungen in den Zonen bestimmt wird. Wie aus diesen Beispielen hervorgeht, erhält man die niederviskosen und folglich energieaufwendigeren Polyäthylenwachstypen mit Molekularmasse von 600 nach dem erfindungsgemässen Verfahren mit der Verweilzeit nicht über 10 min.
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Der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit des Reaktionsgemisches im Reaktor ist 4 min.
Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyolefinwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyolefinwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze wird ausgetragen, analysiert und verwendet.
Man erhält ein gelbstichiges Produkt mit einer Molekularmasse von 2000, das eine Penetrationshärte von 0, 5 mm und einen Tropfpunkt von 120 C aufweist.
Beispiel 24 : Eine Schmelze aus Polyäthylen mit einer Molekularmasse von 20000 und Polypropylen mit einer Molekularmasse von 800000, gemischt im Verhältnis 3 : 1, wird mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr geführt, wo sie bis auf die Temperatur von
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0, 1 kW. h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 0, 18 kW. h/kg Wachs, der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit des Polyolefingemisches im Reaktor ist 3 1/2 min.
Die Abbauprodukte ein Gemisch aus Polyolefinwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyolefinwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze zur Anwendung und Analyse ausgetragen.
Man erhält ein gelbstichiges Produkt mit einer Molekularmasse von 3000, das eine Penetrationshärte von 0, 3 mm und einen Tropfpunkt von 140 C aufweist.
Beispiel 25 (Kontrollbeispiel) : Eine Schmelze aus Polyäthylen mit einer Molekularmasse von 20000 und Polypropylen mit einer Molekularmasse von 800000, gemischt im Verhältnis 1 : 1, wird mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr geführt, wo sie bis auf eine Temperatur von 430 bis 450 C erwärmt wird. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des
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Die gesamte Verweilzeit des Gemisches im Reaktor ist 4 min.
Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyolefinwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyolefinwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze zur Analyse ausgetragen.
Man erhält ein Produkt mit gelblichem Farbton, das durch eine breite Streuung der chemisch-
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physikalischen Eigenschaften gekennzeichnet ist, was auf das Vorhandensein der Reste von Ziegler-Katalysatoren im Polypropylen zurückzuführen ist, die den Radikalabbauprozess beeinflusen.
Daher erhält man bei einem Mengenverhältnis von Polyäthylen zu derartigem Polypropylen unter 3 kein Produkt hoher Qualität.
Beispiel 26 : Eine Schmelze aus Polyäthylen mit einer Molekularmasse von 20000 und Poly-
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Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0, 1 kW. h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 0, 18 kW. h/kg Wachs, der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit des Gemisches im Reaktor ist 3 1/2 min.
Die Abbauprodukte, ein Gemisch aus Polyolefinwachs und den flüchtigen Produkten, werden in einem Kühler bis auf 250 C gekühlt, das Polyolefinwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze zur Anwendung und Analyse ausgetragen.
Man erhält ein Produkt von gelblichem Farbton mit einer Molekularmasse von 3000, das eine Penetrationshärte von 0, 3 mm und einen Tropfpunkt von 140. e aufweist.