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PATENTANSPRUCH
Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Polyolefinwachs mit einem Molekulargewicht von 600 bis 4500, wobei man eine Schmelze von hochmolekularem Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von 10 000 bis 200 000 oder eine Schmelze aus einem Gemisch von Hochdruckpolyäthylen und Polypropylen im Verhältnis von 3:
:1 durch einen beheizten Reaktor hindurchpresst, wobei die Polymeren in den Zonen des homo- und heterogenen Zustandes des Reaktionsmediums bei Temperaturen von 350"C bis 500"C und unter einem Druck von 0,2 bis 0,6 MPa am Ausgang des Reaktors abgebaut werden und man anschliessend von gebildetem Wachs und flüchtigen Abbauprodukten entfernt, dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung derart durchgeführt wird, dass in der Zone des homogenen Zustandes des Reaktionsmediums eine Wärmebelastung von 198 bis 360 KJ/kg Wachs und in der Zone des heterogenen Zustandes des Reaktionsmediums eine Wärmebelastung von 360 bis 720 KJ/kg erhalten wird, wobei die Abbauzeit 3,5 bis 10 Min. beträgt.
Die Erfindung bezieht sich auf ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Polyolefinwachs mit einem Molekulargewicht von 600 bis 4500.
Dieser Wachs mit dem erwähnten Molekulargewicht kann bei der Kunststoffverarbeitung als äusseres und inneres Gleitmittel sowie in der Gummiindustrie als Verarbeitungshilfsmittel, die technologischen Eigenschaften von Kautschuk bei der Vermischung der verschiedenen Kautschuksorten verbessern sowie bei der Herstellung von Tinten, Lacken, Anstrichmitteln, Polierpasten, Kerzen und Bleistiften verwendet werden.
Es ist ein Verfahren (s. Polyäthylen und andere Polyolefine, Verlag Mir 1964, c. 279-282, 354) zur Herstellung von Polyolefinwachsen durch Polymerisation von Äthylen bei hohen Temperaturen und Drücken in Gegenwart von radikalbildenden Initiatoren und Kettenreglern, beispielsweise bei einem Druck von 98,04. 103 Pa 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 den variablen Eigenschaften herzustellen.
Es ist auch ein Verfahren (DE-PS 2257917 Kl. 39b 4) zur Herstellung von Polyäthylenwachsen durch Polymerisation von Äthylen unter niedrigen Drücken (bis zu 98,07 0 103 Pa) in Gegenwart von Ziegler-Katalysatoren und Molekulargewichtsreglern bekannt.
Die genannten Verfahren zur Herstellung von Wachsen durch Polymerisation von Äthylen benötigen die speziellen Betriebszustände, wie z.B. Temperatursenkung und Druckregelung, wobei die Ausrüstungsleistung um das 1,Sfache herabgesetzt wird, was seinerseits zur Erhöhung der Wachspreise im Vergleich zu Polyäthylen führt. Ausserdem fordert die Einführung der Kettenübertragungsmittel eine gewisse zusätzliche Ausstattung der Polyäthylenanlagen, wo üblicherweise die Polyolefinwachse hergestellt werden.
In letzter Zeit wird in immer grösserem Mass ein Verfahren zum thermischen Abbau hochmolekularer Polyolefine, z.B.
von Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von 10 000 bis 200 000 eingesetzt, wodurch eine Verwendung von sortenechten, sortenunechten und regenerierten Polyolefinprodukten als Wachsrohstoffe ermöglicht wird.
Nach dem genannten Verfahren wird eine hochmolekulare Polyäthylenschmelze durch ein Metallrohr mit einem geringen Querschnitt gepresst, das bis auf eine Temperatur von 350 bis 600 C erhitzt ist. Das Aufheizen des Rohres erfolgt entweder durch Heizkörper oder mit Rauch-(verbrennungs-)gasen.
Gemäss der technischen Lösung und der erzielten Wirkung ist das Verfahren (FR-PS 2056681 Kl. C08 f 27/00) zur kontinuierlichen Herstellung des Wachses aus hochmolekularem Polyäthylen, durch welches ein festes Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von 80 000 bis 200 000 innerhalb von 1 bis 6 Minuten geschmolzen und die Schmelze bei 350 bis 500"C durch ein erhitztes Rohr hindurchgepresst wird, dem erfindungsgemässen Verfahren am naheliegendsten. Dabei wird der thermische Abbau des Polyäthylens in den Zonen des homogenen und heterogenen Zustandes des Reaktionsmediums verwirklicht.
Je nach Temperatur und erwünschtem Molekulargewicht des Wachses kann der thermische Abbau von 10 bis 120 Minuten dauern; der Polyäthylendruck in dem erhitzten Rohr beträgt dabei 98,07-1961,4- 103 Pa. Das erhaltene Produkt wird innerhalb von 3 bis 5 Minuten bis auf die Temperatur von 250"C abgekühlt und die Wachsschmelze zur weiteren Verarbeitung und Anwendung entfernt.
Das beschriebene Verfahren wird durch die beträchtliche Dauer des Abbauprozesses gekennzeichnet, was eine niedrigere Leistung der Vorrichtung sowie eine Verschlechterung der Qualität des Wachses zur Folge hat. So hat beispielsweise das nach dem bekannten Verfahren hergestellte Wachs mit einem Molekulargewicht von 3000 einen grauen Farbton, der Tropfpunkt liegt nicht oberhalb von 11 00C und die Penetrationshärte beträgt weniger als 2,10-' Min.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Änderung in der Wärmeführung die Dauer des Abbaus von Polyolefinen unter gleichzeitiger Verbesserung der physikalischmechanischen Eigenschaften des gewünschten Polyolefinwachses herabzusetzen.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Polyolefinwachs mit einem Molekulargewicht von 600 bis 4500, wobei man eine Schmelze von hochmolekularem Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von 10 000 bis 200 000 oder eine Schmelze aus einem Gemisch von Hochdruckpolyäthylen und Polypropylen im Verhältnis von 3:
:1 durch einen beheizten Reaktor hindurchpresst, wobei die Polymeren in den Zonen des homo- und heterogenen Zustandes des Reaktionsmediums bei Temperaturen von 350"C bis 500"C und unter einem Druck von 0,2 bis 0,6 am Ausgang des Reaktors abgebaut werden und man anschliessend von gebildetem Wachs und flüchtigen Abbauprodukten entfernt, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Beheizung derart durchgeführt wird, dass in der Zone des homogenen Zustandes des Reaktionsmediums eine Wärmebelastung von 198 bis 360 KJ/kg Wachs und in der Zone des heterogenen Zustandes des Reaktionsmediums eine Wärmebelastung von 360 bis 720 KJ/kg Wachs erhalten wird, wobei die Abbauzeit 3,5 bis 10 Min. beträgt.
Gemäss den Ergebnissen aus den vorliegenden Erfahrungen wird die Erwärmung von Polyolefinen bis auf eine Temperatur über 350"C durch die Abscheidung von flüchtigen Produkten begleitet, deren Menge durch die Abbaubedingungen (Temperatur, Haltezeit bei dieser Temperatur sowie Molekulargewicht 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. Die Änderung des Drucks am Austritt des Reaktionsgemisches aus dem Reaktor sowie der hydrodynamischen Betriebsführung bietet die Möglichkeit, die Löslichkeit der flüchtigen Produkte im Polyolefin und folglich auch den Phasenzustand des Reaktionsmediums zu regeln. Bei der Untersuchung des
Phasengleichgewichtes wurde festgestellt, dass bei der Aufrechterhaltung des Drucks am Ausgang des Reaktors auf einer Höhe von 196,14 bis 588,42. 103 Pa der Abbau von Polyolefin in zwei Zonen verläuft: in der Zone des homogenen Abbaus von Polyolefinen, wo die flüchtigen Abbauprodukte vollständig im Polyolefin gelöst sind, und in der Zone des heterogenen Abbaus unter Bildung eines Zweiphasensystems aus den gesättigten Lösungen von flüchtigen Produkten im niedermolekularen Polyolefin und vom niedermolekularen Polyolefin in den flüchtigen Produkten. 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 392,28 bis 980,7. 103 Pa.
Durch die Zuführung zu den homo- und heterogenen Abbauzonen von Polyolefinen von ungleichen Mengen an Wärme, nämlich 198 bis 360 KJ/kg Wachs zu der homogenen Zone und 360 bis 720 KJ/kg Wachs zu der heterogenen Zone, erwies es sich als möglich, die Abbauzeit bis auf 3,5 bis 10 Minuten zu kürzen, und die Verkürzung der Verweilzeit von Polyolefinen in der Hochtemperaturzone führte daher zu einer Verbesserung des Farbtons, des Tropfpunktes und der Härte des Wachses. Das Molekulargewicht der erfindungsgemäss hergestellten Polyäthylenwachse beträgt 600 bis 4500.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird folgendermassen durchgeführt:
Das Granulatgemisch aus sortenechten und sortenunechten Polyäthylenen sowie regenerierten Polyäthylenen bzw. entsprechende Gemische mit Polypropylen werden in einen Extruder eingetragen, wo die Plastizierung und die Erwärmung bis auf eine Temperatur von 230 bis 250"C erfolgt. Die gebildete Schmelze wird mittels einer Extruderschnecke in den Reaktor gegeben, der ein beheiztes Metallrohr ist. Als Heizelement werden einstellbare elektrische Heizkörper verwendet. Unter dem Wärmeeinfluss werden die hochmolekularen Polyolefine unter Bildung eines Wachses und eines Gemisches aus den flüchtigen Kohlenwasserstoffen abgebaut. Das Molekulargewicht des Wachses wird durch die Verweilzeit in der Hochtemperaturzone und durch die Wärmebelastung bestimmt.
Das gebildete Gemisch aus Wachs und flüchtigen Kohlenwasserstoffen geht durch ein Ventil in einen Kühler, wo es bis auf eine Temperatur von ca.
250"C abgekühlt wird. Aus dem Kühler geht das Gemisch von selbst in einen beheizten Behälter, in dem bei einer Temperatur von 200 bis 250"C infolge eines Dichtegefälles die Abtrennung des Wachses von den flüchtigen Produkten erfolgt. Die Wachsschmelze wird aus den Behältern zur Konfektionierung und Analyse geleitet. Bei der Analyse des Wachses bestimmt man ein Zahlenmittel-Molekulargewicht (Lichtstreuung), einen Farbton (visuell), eine Penetrations härte (100 g-Belastung, Haltezeit 5 s, Temperatur 25"C) sowie den Tropfpunkt nach Ubbelohde.
Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht es also, die Verweilzeit des Polymeren in der Hochtemperaturzone wesentlich herabzusetzen, was seinerseits die Lösung der Aufgabe des Bereitstellens von Hochleistungsverfahren erlaubt. Das Fehlen von besonderen Anforderungen an die Rohstoffe lässt die Verwendung von sortenunechten und regenerierten Polyäthylenen und Polypropylenen zu und bietet dadurch die Möglichkeit, die Abfallprodukte aus der Polyolefinenproduktion zu verwerten.
Die Verkürzung der Verweilzeit des Polymeren in der Hochtemperaturzone ermöglicht die Herstellung eines Produktes von hoher Qualität.
In den folgenden Beispielen sind bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens beschrieben.
Beispiel 1
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 20 000 wird bei der Temperatur von 230 bis 250"C mit Hilfe eines Extruders einem Reaktor kontinuierlich zugeführt, der ein Metallrohr darstellt, wo sie sich bis auf eine Temperatur von 450"C erwärmt.
Die Aufheizung des Rohres erfolgt mittels eines elektrischen Heizkörpers, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus beträgt 648 KJ/kg Wachs und der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14. 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone beträgt 4 Min. Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und den flüchtigen Produkten vorliegen, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 250 C abgekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze zur Anwendung und Analyse entfernt.
Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 1200, das sich durch den hellen Farbton, die Penetrationshärte von 10,10mm und den Tropfpunkt von 95"C auszeichnet.
Beispiel 2
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 200 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250"C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf eine Temperatur von 450"C erwärmt.
Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus beträgt 648 KJ/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang ist 196,14. 103 Pa. 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 eine Temperatur von 250"C abgekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze zur Anwendung und Analyse entfernt.
Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 1300, es ist weiss, besitzt einen Tropfpunkt von 96"C und die Penetrationshärte beträgt 9,10- mm.
Beispiel 3 (Kontrollbeispiel)
Eine Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von mehr als 200 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250"C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie bis auf eine Temperatur von 450"C erwärmt wird. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus beträgt 648 KJ/kg Wachs. Wegen der sprunghaften Drucksteigerung am Reaktoreingang wurde der Versuch abgestellt.
Somit erweist sich die Anwendung des Rohpolyäthylens mit einem Molekulargewicht von mehr als 200 000 als unmöglich infolge der hohen Viskosität des Produktes, die eine Steigerung des Druckgefälles im Reaktor bedingt.
Beispiel 4
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 100 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250"C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf eine Temperatur von 450"C erwärmt.
Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus beträgt 648 KJ/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14. 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone beträgt 4 Min. Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 2500C abgekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze zur Anwendung und Analyse entfernt. Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 1250, das weiss ist, eine Penetrationshärte von 10,10-' mm und einen Tropfpunkt von 95"C besitzt.
Beispiel 5
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 50 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250"C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf eine Temperatur von 450"C erwärmt. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus beträgt 648 KJ/kg Wachs und der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14- 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone beträgt 4 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und flüchtigen Produkten vorliegen, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 250"C abgekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und man entfernt die Wachsschmelze. Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 1250, das weiss ist, eine Penetrationshärte von 10,10-' mm und einen Tropfpunkt von 95"C aufweist.
Beispiel 6
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 10 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250"C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf eine Temperatur von 450"C erwärmt. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus beträgt 648 KJ/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14- 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone beträgt 4 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 250"C abgekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und man entfernt die Wachsschmelze.
Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 1250, es ist weiss, hat eine Penetrationshärte von 10,10-mm und einen Tropfpunkt von 95"C.
Wie aus den Beispielen 2 bis 6 hervorgeht, beeinflusst die Änderung des Molekulargewichts des Ausgangspolyäthylens von 10 000 bis 200 000 praktisch die Eigenschaften des erhaltenen Polyäthylenwachses nicht, jedoch die Anwendung eines Polyäthylens mit einem Molekulargewicht von mehr als 200 000 als Rohstoff führt zu einem überhöhten hydraulischen Widerstand im Reaktor und unterbricht das Verfahren.
Beispiel 7 (Kontrollbeispiel)
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 20 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250 C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf eine Temperatur von 450"C erwärmt. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 198 KJ/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 648 KJ/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14. 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone beträgt 4 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 250"C abgekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze wird entfernt.
Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 4500, es ist weiss-graustichig, besitzt die Penetrationshärte von 1,10-' mm sowie einen Tropfpunkt von 1 15"C.
So lässt die Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus von weniger als 198 KJ/kg Wachs kein Produkt mehr von hoher Qualität erhalten.
Beispiel 8
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 20 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250"C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf eine Temperatur von 450"C erwärmt.
Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 270 KJ/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus beträgt 648 KJ/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14. 109 Pa. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone ist 4 Min. Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 2500C abgekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und man entfernt die Wachsschmelze.
Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 3000, es ist weiss und hat eine Penetrationshärte von 1,5 - 10-' mm 10-' mm und einen Tropfpunkt von 113 C.
Beispiel 9
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 20 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250"C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf eine Temperatur von 450"C erwärmt. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 324 I(J/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus beträgt 648 KJ/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14. 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone beträgt 4 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf die Temperatur von 250"C abgekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze wird entfernt.
Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 1500, es ist weiss und hat eine Penetrationshärte von 7,10-' mm und einen Tropfpunkt von 99 C.
Beispiel 10
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 20 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250 C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf eine Temperatur von 450"C erwärmt. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus beträgt 648 KJ/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14. 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone beträgt 4 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 250"C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze entfernt.
Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 1250, es ist weiss und hat eine Penetrationshärte von 10,10-' mm und einen Tropfpunkt von 950C.
Beispiel 11 (Kontrollbeispiel)
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 20 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250"C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf eine Temperatur von 450"C erwärmt. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 432 KJ/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus beträgt 648 KJ/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14. 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone beträgt 4 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf die Temperatur von 250"C abgekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze entfernt. Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 1250, es ist weissgraustichig und hat eine Penetrationshärte von 10,10-' mm und einen Tropfpunkt von 95"C.
So kann man bei der Überschreitung der Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus über 360 KJ/kg Wachs kein Produkt von hoher Qualität erhalten.
Die Beispiele 7 bis 11 zeigen die Änderung der Eigenschaften von Polyäthylenwachsen, je nach der Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus. Die Wärmebelastung von weniger als 198 KJ/kg Wachs führt zur Verschlechterung des Wachsfarbtones und zur Steigerung der Wachsviskosität, was wiederum beträchtliche Druckgefälle der Rohrlänge entlang verursacht. Die Steigerung der Wärmebelastung bis auf 432 KJ/kg Wachs und höher führt auch zur Verschlechterung des Farbtones infolge der Polyäthylenverkohlung an den Rohrwänden.
Beispiel 12 (Kontrollbeispiel)
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 20 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250"C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf eine Temperatur von 450"C erwärmt. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14. 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone ist 4 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 250"C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und man entfernt die Wachsschmelze.
Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 3000, es ist weiss-graustichig und hat eine Penetrationshärte von 2,10-' mm und einen Tropfpunkt von 111 C.
So lässt die Herabsetzung der Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus bis und unter 360 KJ/kg Wachs kein Produkt von hoher Qualität erhalten.
Beispiel 13
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 20 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250"C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf eine Temperatur von 450 C erwärmt. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 540 KJ/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14- 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone ist 4 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 250"C abgekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze entfernt.
Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 1500, es ist weiss und besitzt eine Penetrationshärte von 7,10-' mm und einen Tropfpunkt von 99"C.
Beispiel 14
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 20 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250"C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf die Temperatur von 450"C erwärmt. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 648 KJ/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14. 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit in der Abbauzone ist 4 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 250"C abgekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze entfernt.
Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 1250, es ist weiss und hat eine Penetrationshärte von 10,10-' mm und einen Tropfpunkt von 96"C.
Beispiel 15
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 20 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250"C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf eine Temperatur von 450 C erwärmt. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus beträgt 720 KJ/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14. 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit in der Abbauzone ist 4 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 250 C abgekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze entfernt.
Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 1200, es ist weiss und hat eine Penetrationshärte von 11,10-' und einen Tropfpunkt von 94"C.
Beispiele 12-15 zeigen die Änderung der Eigenschaften, abhängig von der Höhe der Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus. Die Herabsetzung der Wärmebelastung bis und unter 360 KJ/kg Wachs führt zur Verschlechterung der Penetrationshärte (z.B. für das Polyäthylenwachs mit einem Molekulargewicht von 3000 - bis und über 2,10-' statt 1,5 10- wie im Beispiel 8), zur Herabsetzung des Tropfpunktes bis und unter 11 C statt 113 (s. Beispiele 12 und 8).
Beispiel 16
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 20 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250"C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf 350"C erwärmt. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 648 KJ/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14- 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit in der Abbauzone 4 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 250"C gekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Polyäthylenschmelze entfernt.
Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 4500, es ist weiss und hat eine Penetrationshärte von 1,10-' mm und einen Tropfpunkt von 115"C.
Beispiel 7
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 20 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250"C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf 4000C erwärmt. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper. Die spezifische Wämebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus beträgt 648 KJ/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgangbeträgt 196,14 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit in der Abbauzone ist 4 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 250"C abgekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze entfernt.
Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 2100, es ist weiss und hat eine Penetrationshärte von 2,10-' mm und einen Tropfpunkt von 110 C.
Beispiel 18
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 20 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250"C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf 4500C erwärmt. Die Aufheizung-des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 648 KJ/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14. 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit in der Abbauzone ist 4 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 250"C abgekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze entfernt.
Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 1250, es ist weiss und hat eine Penetrationshärte von 10,10-' mm und einen Tropfpunkt von 96"C.
Beispiel 19
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 20 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250 C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf 500"C erwärmt. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 648 KJ/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14. 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit in der Abbauzone ist 4 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 250"C abgekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze entfernt.
Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 750, es ist weiss und hat eine Penetrationshärte von 20,10-' mm und einen Tropfpunkt von 90"C.
Beispiele 16 bis 19 zeigen die Änderung der Eigenschaften, abhängig von der Abbautemperatur. Bei Temperaturen unterhalb von 350"C erhält man Wachse mit hoher Schmelzviskosität, was beträchtliche Druckgefälle im Reaktor verursacht; eine Durchführung des Verfahrens bei Temperaturen von mehr als 500"C verschlechtert den Farbton des Produktes.
Beispiel 20
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 20 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250"C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf 450"C erwärmt. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 648 KJ/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14. 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit in der Abbauzone ist 3,5 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 250"C abgekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze entfernt.
Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 1500, es ist weiss und hat eine Penetrationshärte von 7,10-' mm und einen Tropfpunkt von 99"C.
Beispiel 21
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 20 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250"C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf 4500C erwärmt. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 648 KJ/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14 - 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit in der Abbauzone ist 4 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 250 C abgekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze entfernt.
Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 1250, es ist weiss und hat eine Penetrationshärte von 10,10-' mm und einen Tropfpunkt von 95"C.
Beispiel 22
Die Polyäthylenschmelze mit einem Molekulargewicht von 20 000 wird bei einer Temperatur von 230 bis 250"C mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf 450"C erwärmt. Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch einen elektrischen Heizkörper. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 648 KJ/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14. 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit in der Abbauzone ist 10 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyäthylenwachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 2500C abgekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüchtigen Abbauprodukten abgetrennt und die Wachsschmelze entfernt.
Beispiele 20 bis 22 zeigen die Änderung der Wachseigenschaften abhängig von der Wärmeabbaudauer, die ihrerseits durch die Anwendung der entsprechenden Wärmebelastungen nach den Zonen bestimmt wird. Wie aus diesen Beispielen hervorgeht, erhält man niederviskose und folglich energieaufwendigere Polyäthylenwachstypen mit einem Molekulargewicht von 600 nach dem erfindungsgemässen Verfahren mit der Verweilzeit von nicht mehr als 10 Minuten.
Beispiel 23
Eine Schmelze aus Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von 20 000 und Polypropylen mit einem Molekulargewicht von 800 000, gemischt im Verhältnis 9:1, wird mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf eine Temperatur von 4500C erwärmt. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 648 KJ/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14. 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit des Reaktionsgemisches im Reaktor ist 4 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyolefinwachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 250"C abgekühlt, das Polyolefinwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze wird entfernt, analysiert und kann verwendet werden.
Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von 2000, es ist gelbstichig und hat eine Penetrationshärte von 5,10-' mm und einen Tropfpunkt von 120"C.
Beispiel 24
Eine Schmelze aus Polyäthylen mit einem Molekulargewicht von 20 000 und Polypropylen mit einem Molekulargewicht von 800 000, gemischt im Verhältnis 3:1, wird mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf eine Temperatur von 450"C erwärmt. Die spe zifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen
Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs und die spezifische Wär mebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist
648 KJ/kg Wachs, der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14. 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit des Polyolefingemi sches im Reaktor ist 3,5 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyolefin wachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 250"C abgekühlt, das Polyolefinwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze zur Verwendung und
Analyse entfernt.
Man erhält ein Produkt mit einem Molekulargewicht von
3000, es ist gelbstichig und hat eine Penetrationshärte von
3,10-' mm und einen Tropfpunkt von 140 C.
Beispiel 25 (Kontrollbeispiel)
Eine Schmelze aus Polyäthylen mit einem Molekularge wicht von 20 000 und Polypropylen mit einem Molekularge wicht von 800 000, gemischt im Verhältnis 1:1, wird mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf eine Temperatur von 430 bis 450 C erwärmt.
Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen
Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs und die spezifische Wär mebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist
648 KJ/kg Wachs, der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14. 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit des Gemisches im
Reaktor ist 4 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyolefin wachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 250 C abgekühlt, das Polyolefinwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze zur Analyse entfernt.
Man erhält ein Produkt von gelblichem Farbton, das durch die breite Zerstreuung von chemisch-physikalischen Eigen schaften gekennzeichnet ist, was auf das Vorhandensein von
Resten des Ziegler-Katalysators im Polypropylen zurückzu führen ist, wobei diese Reste den Radikalabbauprozess be einflussen.
So erhält man bei einem Mengenverhältnis von Poly äthylen zu Polypropylen unterhalb von 3 kein Produkt von hoher Qualität.
I
Beispiel 26
Eine Schmelze aus Polyäthylen mit einem Molekularge wicht von 20 000 und Polypropylen mit einem Molekularge wicht von 1 500 000, gemischt im Verhältnis 3:1, wird mit
Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr gegeben, wo sie sich bis auf eine Temperatur von 450"C erwärmt. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 360 KJ/kg Wachs und die spezi fische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus ist 648 KJ/kg Wachs, der Druck am Rohrausgang beträgt 196,14 - 103 Pa. Die gesamte Verweilzeit des Gemisches im
Reaktor ist 3,5 Min.
Die Abbauprodukte, die als ein Gemisch aus Polyolefin wachs und flüchtigen Produkten vorhanden sind, werden in einem Kühler bis auf eine Temperatur von 250"C abgekühlt, das Polyolefinwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze zur Verwendung und
Analyse entfernt.
Man erhält ein Produkt von gelblichem Farbton mit einem
Molekulargewicht von 3000, das durch eine Penetrations härte von 3,10-' mm und einem Tropfpunkt von 140"C gekennzeichnet ist.
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PATENT CLAIM
Process for the continuous production of polyolefin wax with a molecular weight of 600 to 4500, wherein a melt of high molecular weight polyethylene with a molecular weight of 10,000 to 200,000 or a melt of a mixture of high pressure polyethylene and polypropylene in the ratio of 3:
: 1 pressed through a heated reactor, the polymers degrading in the zones of the homo- and heterogeneous state of the reaction medium at temperatures of 350 "C to 500" C and under a pressure of 0.2 to 0.6 MPa at the outlet of the reactor are then removed from wax and volatile degradation products, characterized in that the heating is carried out in such a way that in the zone of the homogeneous state of the reaction medium a thermal load of 198 to 360 KJ / kg wax and in the zone of the heterogeneous state of the reaction medium a thermal load of 360 to 720 KJ / kg is obtained, the dismantling time 3.5 to 10 min. is.
The invention relates to a continuous process for the production of polyolefin wax with a molecular weight of 600 to 4500.
This wax with the molecular weight mentioned can improve the technological properties of rubber in the mixing of different types of rubber in the processing of plastics as an external and internal lubricant and in the rubber industry as a processing aid, as well as in the production of inks, varnishes, paints, polishing pastes, candles and pencils be used.
It is a process (see Polyethylene and other polyolefins, Verlag Mir 1964, c. 279-282, 354) for the production of polyolefin waxes by polymerizing ethylene at high temperatures and pressures in the presence of free radical initiators and chain regulators, for example at a pressure of 98.04. 103 Pa and a temperature of 200 "C using oxygen as an initiator and hydrogen as a chain transfer agent. When an appropriate comonomer is introduced into the reaction mixture, it is possible to produce a polyolefin wax with the variable properties.
It is also a process (DE-PS 2257917 Kl. 39b 4) for the production of polyethylene waxes by polymerizing ethylene under low pressures (up to 98.07-103 Pa) in the presence of Ziegler catalysts and molecular weight regulators.
The processes mentioned for the production of waxes by polymerizing ethylene require the special operating states, such as, for. B. Temperature reduction and pressure control, whereby the equipment output is reduced by a factor of 1, which in turn leads to an increase in wax prices compared to polyethylene. In addition, the introduction of chain transfer agents requires a certain additional equipment in the polyethylene plants, where the polyolefin waxes are usually produced.
Recently, a process for the thermal degradation of high molecular weight polyolefins, e.g. B.
of polyethylene with a molecular weight of 10,000 to 200,000, which enables the use of genuine, non-genuine and regenerated polyolefin products as wax raw materials.
According to the process mentioned, a high molecular weight polyethylene melt is pressed through a metal tube with a small cross section, which is heated to a temperature of 350 to 600 ° C. The pipe is heated either by radiators or with flue (combustion) gases.
According to the technical solution and the effect achieved, the process (FR-PS 2056681 Kl. C08 f 27/00) for the continuous production of the wax from high molecular weight polyethylene, through which a solid polyethylene with a molecular weight of 80,000 to 200,000 melted within 1 to 6 minutes and the melt was pressed through a heated tube at 350 to 500 ° C. is most obvious to the method according to the invention. The thermal degradation of the polyethylene is achieved in the zones of the homogeneous and heterogeneous state of the reaction medium.
Depending on the temperature and the desired molecular weight of the wax, the thermal degradation can take from 10 to 120 minutes; the polyethylene pressure in the heated tube is 98.07-1961.4-103 Pa. The product obtained is cooled to the temperature of 250 ° C. in the course of 3 to 5 minutes and the wax melt is removed for further processing and use.
The process described is characterized by the considerable duration of the degradation process, which results in lower device performance and a deterioration in the quality of the wax. For example, the wax made according to the known method with a molecular weight of 3000 has a gray color, the dropping point is not above 11 ° C. and the penetration hardness is less than 2.10 minutes.
The invention has for its object to reduce the duration of degradation of polyolefins while improving the physical and mechanical properties of the desired polyolefin wax by changing the heat management.
The process according to the invention for the continuous production of polyolefin wax with a molecular weight of 600 to 4500, wherein a melt of high molecular weight polyethylene with a molecular weight of 10,000 to 200,000 or a melt of a mixture of high-pressure polyethylene and polypropylene in the ratio of 3:
: 1 pressed through a heated reactor, the polymers being broken down in the zones of the homo- and heterogeneous state of the reaction medium at temperatures of 350 ° C. to 500 ° C. and under a pressure of 0.2 to 0.6 at the outlet of the reactor and subsequently removing wax and volatile degradation products formed, is characterized in that the heating is carried out in such a way that in the zone of the homogeneous state of the reaction medium a thermal load of 198 to 360 KJ / kg wax and in the zone of the heterogeneous state of the reaction medium a thermal load of 360 to 720 KJ / kg wax is obtained, the disassembly time 3.5 to 10 min. is.
According to the results of the present experience, the heating of polyolefins up to a temperature above 350 ° C. is accompanied by the deposition of volatile products, the amount of which is determined by the degradation conditions (temperature, holding time at this temperature and molecular weight of the starting polyethylene). The volume occupied by the gaseous products depends on the temperature, the pressure and the solubility of the gases in the polyolefin. The change in the pressure at the outlet of the reaction mixture from the reactor and the hydrodynamic operational management offers the possibility of regulating the solubility of the volatile products in the polyolefin and consequently also the phase state of the reaction medium. When examining the
Phase equilibrium was found to maintain the pressure at the outlet of the reactor at a level of 196.14 to 588.42. 103 Pa the degradation of polyolefin takes place in two zones: in the zone of homogeneous degradation of polyolefins, where the volatile degradation products are completely dissolved in the polyolefin, and in the zone of heterogeneous degradation with the formation of a two-phase system from the saturated solutions of volatile products in the low molecular weight Polyolefin and low molecular weight polyolefin in volatile products. The phase boundary between the homogeneous and heterogeneous degradation zones, depending on the pressure at the outlet of the reactor and the hydrodynamic management, corresponds to a temperature of 375 to 385 "C and a pressure of 392.28 to 980.7. 103 Pa.
By feeding to the homogeneous and heterogeneous degradation zones of polyolefins of unequal amounts of heat, namely 198 to 360 KJ / kg wax to the homogeneous zone and 360 to 720 KJ / kg wax to the heterogeneous zone, it turned out to be possible Shortening the degradation time to 3.5 to 10 minutes, and shortening the residence time of polyolefins in the high temperature zone therefore led to an improvement in the color tone, the dropping point and the hardness of the wax. The molecular weight of the polyethylene waxes produced according to the invention is 600 to 4500.
A preferred embodiment of the method according to the invention is carried out as follows:
The granulate mixture of genuine and non-genuine polyethylenes as well as regenerated polyethylenes or Appropriate mixtures with polypropylene are fed into an extruder, where the plasticizing and heating up to a temperature of 230 to 250 "C takes place. The melt formed is fed into the reactor, which is a heated metal tube, by means of an extruder screw. Adjustable electric radiators are used as the heating element. Under the influence of heat, the high molecular weight polyolefins are broken down to form a wax and a mixture of the volatile hydrocarbons. The molecular weight of the wax is determined by the residence time in the high temperature zone and by the heat load.
The mixture of wax and volatile hydrocarbons formed passes through a valve into a cooler, where it is heated to a temperature of approx.
250 "C is cooled. From the cooler, the mixture goes automatically into a heated container in which the wax is separated from the volatile products at a temperature of 200 to 250 ° C due to a density gradient. The wax melt is led out of the containers for packaging and analysis. When analyzing the wax, a number average molecular weight (light scatter), a color tone (visual), a penetration hardness (100 g load, holding time 5 s, temperature 25 ° C.) and the dropping point according to Ubbelohde are determined.
The process according to the invention thus makes it possible to significantly reduce the residence time of the polymer in the high-temperature zone, which in turn allows the task of providing high-performance processes to be solved. The lack of special requirements for the raw materials allows the use of incorrect and regenerated polyethylenes and polypropylenes and thus offers the possibility to recycle the waste products from the polyolefin production.
Shortening the residence time of the polymer in the high temperature zone enables the production of a high quality product.
Preferred embodiments of the method according to the invention are described in the following examples.
example 1
The polyethylene melt with a molecular weight of 20,000 is continuously fed at a temperature of 230 to 250 "C using an extruder to a reactor which is a metal tube, where it heats up to a temperature of 450" C.
The tube is heated by means of an electric radiator, the specific heat load in the zone of homogeneous degradation is 360 KJ / kg wax, the specific heat load in the zone of heterogeneous degradation is 648 KJ / kg wax and the pressure at the tube outlet is 196.14 . 103 Pa. The total residence time of the polyethylene in the mining zone is 4 minutes. The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and the volatile products, are cooled to a temperature of 250 ° C. in a cooler, the polyethylene wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed for use and analysis.
A product with a molecular weight of 1200 is obtained, which is distinguished by the light color, the penetration hardness of 10.10 mm and the dropping point of 95 ° C.
Example 2
The polyethylene melt with a molecular weight of 200,000 is continuously introduced into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. with the aid of an extruder, where it heats up to a temperature of 450 ° C.
The pipe is heated by an electric heater, the specific heat load in the homogeneous degradation zone is 360 KJ / kg wax and the specific heat load in the heterogeneous degradation zone is 648 KJ / kg wax. The pressure at the pipe outlet is 196.14. 103 Pa. The total residence time of the polyethylene in the mining zone is 4 minutes. The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and the volatile products, are cooled to a temperature of 250 ° C. in a cooler, the polyethylene wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed for use and analysis.
A product with a molecular weight of 1300 is obtained, it is white, has a dropping point of 96 ° C. and the penetration hardness is 9.10 mm.
Example 3 (control example)
A molten polyethylene with a molecular weight of more than 200,000 is continuously introduced into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. with the aid of an extruder, where it is heated up to a temperature of 450 ° C. The pipe is heated by an electric heater, the specific heat load in the homogeneous degradation zone is 360 KJ / kg wax and the specific heat load in the heterogeneous degradation zone is 648 KJ / kg wax. The experiment was stopped due to the sudden increase in pressure at the reactor entrance.
Thus, the use of raw polyethylene with a molecular weight of more than 200,000 proves impossible due to the high viscosity of the product, which causes an increase in the pressure drop in the reactor.
Example 4
The polyethylene melt with a molecular weight of 100,000 is continuously introduced into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. with the aid of an extruder, where it heats up to a temperature of 450 ° C.
The pipe is heated by an electric heater, the specific heat load in the homogeneous degradation zone is 360 KJ / kg wax and the specific heat load in the heterogeneous degradation zone is 648 KJ / kg wax. The pressure at the pipe outlet is 196.14. 103 Pa. The total residence time of the polyethylene in the mining zone is 4 minutes. The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 2500 ° C., the polyethylene wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed for use and analysis. A product with a molecular weight of 1250 is obtained, which is white, has a penetration hardness of 10.10 mm and a dropping point of 95 ° C.
Example 5
The polyethylene melt with a molecular weight of 50,000 is continuously introduced into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. with the aid of an extruder, where it heats up to a temperature of 450 ° C. The pipe is heated by an electric heater, the specific heat load in the homogeneous degradation zone is 360 KJ / kg wax, the specific heat load in the heterogeneous degradation zone is 648 KJ / kg wax and the pressure at the tube outlet is 196.14 - 103 Pa. The total residence time of the polyethylene in the mining zone is 4 minutes.
The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 250 ° C., the polyethylene wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed. A product with a molecular weight of 1250 is obtained, which is white, has a penetration hardness of 10.10 mm and a dropping point of 95 ° C.
Example 6
The polyethylene melt with a molecular weight of 10,000 is continuously introduced into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. using an extruder, where it heats up to a temperature of 450 ° C. The pipe is heated by an electric heater, the specific heat load in the homogeneous degradation zone is 360 KJ / kg wax and the specific heat load in the heterogeneous degradation zone is 648 KJ / kg wax. The pressure at the pipe outlet is 196.14-103 Pa. The total residence time of the polyethylene in the mining zone is 4 minutes.
The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 250 ° C., the polyethylene wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed.
A product with a molecular weight of 1250 is obtained, it is white, has a penetration hardness of 10.10 mm and a dropping point of 95 ° C.
As can be seen from Examples 2 to 6, the change in the molecular weight of the starting polyethylene from 10,000 to 200,000 practically does not affect the properties of the polyethylene wax obtained, but the use of a polyethylene with a molecular weight of more than 200,000 as a raw material leads to an excessive hydraulic Resistance in the reactor and interrupts the process.
Example 7 (control example)
The polyethylene melt with a molecular weight of 20,000 is continuously introduced into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. with the aid of an extruder, where it heats up to a temperature of 450 ° C. The pipe is heated by an electric radiator, the specific heat load in the zone of homogeneous degradation is 198 KJ / kg wax and the specific heat load in the zone of heterogeneous degradation is 648 KJ / kg wax. The pressure at the pipe outlet is 196.14. 103 Pa. The total residence time of the polyethylene in the mining zone is 4 minutes.
The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 250 ° C., the polyethylene wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed.
A product with a molecular weight of 4500 is obtained, it has a white-gray tinge, has a penetration hardness of 1.10 mm and a dropping point of 115 ° C.
The thermal load in the zone of homogeneous degradation of less than 198 KJ / kg wax means that no product of high quality can be obtained.
Example 8
The polyethylene melt with a molecular weight of 20,000 is continuously introduced into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. with the aid of an extruder, where it heats up to a temperature of 450 ° C.
The pipe is heated by an electric radiator. The specific heat load in the zone of homogeneous degradation is 270 KJ / kg wax and the specific heat load in the zone of heterogeneous degradation is 648 KJ / kg wax. The pressure at the pipe outlet is 196.14. 109 Pa. The total residence time of the polyethylene in the mining zone is 4 minutes. The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 2500 ° C., the polyethylene wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed.
A product with a molecular weight of 3000 is obtained, it is white and has a penetration hardness of 1.5 - 10 'mm 10' mm and a dropping point of 113 C.
Example 9
The polyethylene melt with a molecular weight of 20,000 is continuously introduced into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. with the aid of an extruder, where it heats up to a temperature of 450 ° C. The pipe is heated by an electric radiator. The specific heat load in the zone of homogeneous degradation is 324 I (J / kg wax and the specific heat load in the zone of heterogeneous degradation is 648 KJ / kg wax. The pressure at the pipe outlet is 196.14. 103 Pa. The total residence time of the polyethylene in the mining zone is 4 minutes.
The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and volatile products, are cooled in a cooler to the temperature of 250 ° C., the polyethylene wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed.
A product with a molecular weight of 1500 is obtained, it is white and has a penetration hardness of 7.10 mm and a dropping point of 99 C.
Example 10
The polyethylene melt with a molecular weight of 20,000 is continuously introduced into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. with the aid of an extruder, where it heats up to a temperature of 450 ° C. The pipe is heated by an electric radiator. The specific heat load in the zone of homogeneous degradation is 360 KJ / kg wax and the specific heat load in the zone of heterogeneous degradation is 648 KJ / kg wax. The pressure at the pipe outlet is 196.14. 103 Pa. The total residence time of the polyethylene in the mining zone is 4 minutes.
The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 250 ° C., the polyethylene wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed.
A product with a molecular weight of 1250 is obtained, it is white and has a penetration hardness of 10.10- 'mm and a dropping point of 950C.
Example 11 (control example)
The polyethylene melt with a molecular weight of 20,000 is continuously introduced into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. with the aid of an extruder, where it heats up to a temperature of 450 ° C. The pipe is heated by an electric radiator. The specific heat load in the zone of homogeneous degradation is 432 KJ / kg wax and the specific heat load in the zone of heterogeneous degradation is 648 KJ / kg wax. The pressure at the pipe outlet is 196.14. 103 Pa. The total residence time of the polyethylene in the mining zone is 4 minutes.
The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and volatile products, are cooled in a cooler to the temperature of 250 ° C., the polyethylene wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed. A product with a molecular weight of 1250 is obtained, it has a white-gray tinge and has a penetration hardness of 10.10 mm and a dropping point of 95 ° C.
This means that if the thermal load is exceeded in the homogeneous degradation zone above 360 KJ / kg wax, no high quality product can be obtained.
Examples 7 to 11 show the change in the properties of polyethylene waxes, depending on the heat load in the zone of homogeneous degradation. The heat load of less than 198 KJ / kg wax leads to a deterioration of the wax color and to an increase in the wax viscosity, which in turn causes considerable pressure drops along the length of the tube. Increasing the heat load up to 432 KJ / kg wax and higher also leads to a deterioration in the color tone due to the polyethylene carbonization on the tube walls.
Example 12 (control example)
The polyethylene melt with a molecular weight of 20,000 is continuously introduced into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. with the aid of an extruder, where it heats up to a temperature of 450 ° C. The pipe is heated by an electric radiator. The specific heat load in the zone of homogeneous degradation is 360 KJ / kg wax and the specific heat load in the zone of heterogeneous degradation is 360 KJ / kg wax. The pressure at the pipe outlet is 196.14. 103 Pa. The total residence time of the polyethylene in the mining zone is 4 minutes.
The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 250 ° C., the polyethylene wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed.
A product with a molecular weight of 3000 is obtained, it has a white-gray tinge and has a penetration hardness of 2.10 mm and a dropping point of 111 C.
The reduction in the heat load in the zone of heterogeneous degradation up to and below 360 KJ / kg wax does not result in a product of high quality.
Example 13
The polyethylene melt with a molecular weight of 20,000 is continuously introduced into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. with the aid of an extruder, where it heats up to a temperature of 450 ° C. The pipe is heated by an electric radiator. The specific heat load in the zone of homogeneous degradation is 360 KJ / kg wax and the specific heat load in the zone of heterogeneous degradation is 540 KJ / kg wax. The pressure at the pipe outlet is 196.14-103 Pa. The total residence time of the polyethylene in the mining zone is 4 minutes.
The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 250 ° C., the polyethylene wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed.
A product with a molecular weight of 1500 is obtained, it is white and has a penetration hardness of 7.10 mm and a dropping point of 99 ° C.
Example 14
The polyethylene melt with a molecular weight of 20,000 is continuously introduced into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. with the aid of an extruder, where it heats up to a temperature of 450 ° C. The pipe is heated by an electric radiator. The specific heat load in the zone of homogeneous degradation is 360 KJ / kg wax and the specific heat load in the zone of heterogeneous degradation is 648 KJ / kg wax. The pressure at the pipe outlet is 196.14. 103 Pa. The total dwell time in the mining zone is 4 minutes.
The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 250 ° C., the polyethylene wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed.
A product with a molecular weight of 1250 is obtained, it is white and has a penetration hardness of 10.10 mm and a dropping point of 96 ° C.
Example 15
The polyethylene melt with a molecular weight of 20,000 is continuously introduced into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. with the aid of an extruder, where it heats up to a temperature of 450 ° C. The pipe is heated by an electric radiator. The specific heat load in the homogeneous degradation zone is 360 KJ / kg wax and the specific heat load in the heterogeneous degradation zone is 720 KJ / kg wax. The pressure at the pipe outlet is 196.14. 103 Pa. The total dwell time in the mining zone is 4 minutes.
The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 250 ° C., the polyethylene wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed.
A product with a molecular weight of 1200 is obtained, it is white and has a penetration hardness of 11.10- 'and a dropping point of 94 ° C.
Examples 12-15 show the change in properties depending on the level of thermal stress in the heterogeneous degradation zone. The reduction in the heat load up to and below 360 KJ / kg wax leads to a deterioration in the penetration hardness (e.g. B. for the polyethylene wax with a molecular weight of 3000 - to and over 2.10- 'instead of 1.5 10- as in Example 8), to reduce the dropping point to and below 11 C instead of 113 (s. Examples 12 and 8).
Example 16
The polyethylene melt with a molecular weight of 20,000 is continuously introduced into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. using an extruder, where it heats up to 350 ° C. The pipe is heated by an electric radiator. The specific heat load in the zone of homogeneous degradation is 360 KJ / kg wax and the specific heat load in the zone of heterogeneous degradation is 648 KJ / kg wax. The pressure at the pipe outlet is 196.14-103 Pa. The total dwell time in the mining zone is 4 min.
The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 250 ° C., the polyethylene wax is separated from the volatile products and the polyethylene melt is removed.
A product with a molecular weight of 4500 is obtained, it is white and has a penetration hardness of 1.10 mm and a dropping point of 115 ° C.
Example 7
The polyethylene melt with a molecular weight of 20,000 is continuously fed into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. using an extruder, where it heats up to 4000 ° C. The pipe is heated by an electric radiator. The specific heat load in the homogeneous degradation zone is 360 KJ / kg wax and the specific heat load in the heterogeneous degradation zone is 648 KJ / kg wax. The pressure at the pipe outlet is 196.14 103 Pa. The total dwell time in the mining zone is 4 minutes.
The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 250 ° C., the polyethylene wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed.
A product with a molecular weight of 2100 is obtained, it is white and has a penetration hardness of 2.10 mm and a dropping point of 110 C.
Example 18
The polyethylene melt with a molecular weight of 20,000 is continuously introduced into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. using an extruder, where it heats up to 4500 ° C. The pipe is heated by an electric radiator. The specific heat load in the zone of homogeneous degradation is 360 KJ / kg wax and the specific heat load in the zone of heterogeneous degradation is 648 KJ / kg wax. The pressure at the pipe outlet is 196.14. 103 Pa. The total dwell time in the mining zone is 4 minutes.
The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 250 ° C., the polyethylene wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed.
A product with a molecular weight of 1250 is obtained, it is white and has a penetration hardness of 10.10 mm and a dropping point of 96 ° C.
Example 19
The polyethylene melt with a molecular weight of 20,000 is continuously introduced into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. with the aid of an extruder, where it heats up to 500 ° C. The pipe is heated by an electric radiator. The specific heat load in the zone of homogeneous degradation is 360 KJ / kg wax and the specific heat load in the zone of heterogeneous degradation is 648 KJ / kg wax. The pressure at the pipe outlet is 196.14. 103 Pa. The total dwell time in the mining zone is 4 minutes.
The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 250 ° C., the polyethylene wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed.
A product with a molecular weight of 750 is obtained, it is white and has a penetration hardness of 20.10 mm and a dropping point of 90 ° C.
Examples 16 to 19 show the change in properties depending on the degradation temperature. At temperatures below 350 "C waxes with high melt viscosity are obtained, which causes considerable pressure drops in the reactor; carrying out the process at temperatures of more than 500" C deteriorates the color of the product.
Example 20
The polyethylene melt with a molecular weight of 20,000 is continuously introduced into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. using an extruder, where it heats up to 450 ° C. The pipe is heated by an electric radiator. The specific heat load in the zone of homogeneous degradation is 360 KJ / kg wax and the specific heat load in the zone of heterogeneous degradation is 648 KJ / kg wax. The pressure at the pipe outlet is 196.14. 103 Pa. The total dwell time in the mining zone is 3.5 minutes.
The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 250 ° C., the polyethylene wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed.
A product with a molecular weight of 1500 is obtained, it is white and has a penetration hardness of 7.10 mm and a dropping point of 99 ° C.
Example 21
The polyethylene melt with a molecular weight of 20,000 is continuously introduced into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. using an extruder, where it heats up to 4500 ° C. The pipe is heated by an electric radiator. The specific heat load in the zone of homogeneous degradation is 360 KJ / kg wax and the specific heat load in the zone of heterogeneous degradation is 648 KJ / kg wax. The pressure at the pipe outlet is 196.14-103 Pa. The total dwell time in the mining zone is 4 minutes.
The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 250 ° C., the polyethylene wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed.
A product with a molecular weight of 1250 is obtained, it is white and has a penetration hardness of 10.10 mm and a dropping point of 95 ° C.
Example 22
The polyethylene melt with a molecular weight of 20,000 is continuously introduced into a metal tube at a temperature of 230 to 250 ° C. using an extruder, where it heats up to 450 ° C. The pipe is heated by an electric radiator. The specific heat load in the zone of homogeneous degradation is 360 KJ / kg wax and the specific heat load in the zone of heterogeneous degradation is 648 KJ / kg wax. The pressure at the pipe outlet is 196.14. 103 Pa. The total dwell time in the mining zone is 10 minutes.
The degradation products, which are present as a mixture of polyethylene wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 2500 ° C., the polyethylene wax is separated from the volatile degradation products and the wax melt is removed.
Examples 20 to 22 show the change in the wax properties as a function of the heat dissipation duration, which in turn is determined by the application of the corresponding heat loads according to the zones. As can be seen from these examples, low-viscosity and consequently more energy-consuming types of polyethylene wax with a molecular weight of 600 are obtained by the process according to the invention with a residence time of not more than 10 minutes.
Example 23
A melt of polyethylene with a molecular weight of 20,000 and polypropylene with a molecular weight of 800,000, mixed in a ratio of 9: 1, is continuously fed into a metal tube using an extruder, where it heats up to a temperature of 4500C. The specific heat load in the zone of homogeneous degradation is 360 KJ / kg wax and the specific heat load in the zone of heterogeneous degradation is 648 KJ / kg wax. The pressure at the pipe outlet is 196.14. 103 Pa. The total residence time of the reaction mixture in the reactor is 4 minutes.
The degradation products, which are present as a mixture of polyolefin wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 250 ° C., the polyolefin wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed, analyzed and can be used.
A product with a molecular weight of 2000 is obtained, it is yellowish and has a penetration hardness of 5.10 mm and a dropping point of 120 ° C.
Example 24
A melt of polyethylene with a molecular weight of 20,000 and polypropylene with a molecular weight of 800,000, mixed in a ratio of 3: 1, is continuously fed into a metal tube using an extruder, where it heats up to a temperature of 450 ° C. The specific heat load in the zone of the homogeneous
Degradation is 360 KJ / kg wax and the specific heat load is in the zone of heterogeneous degradation
648 KJ / kg wax, the pressure at the tube outlet is 196.14. 103 Pa. The total residence time of the polyolefin mixture in the reactor is 3.5 minutes.
The degradation products, which are present as a mixture of polyolefin wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 250 ° C., the polyolefin wax is separated from the volatile products and the wax melt is used and
Analysis removed.
A product with a molecular weight of
3000, it is yellowish and has a penetration hardness of
3.10- 'mm and a dropping point of 140 C.
Example 25 (control example)
A melt of polyethylene with a molecular weight of 20,000 and polypropylene with a molecular weight of 800,000, mixed in a ratio of 1: 1, is continuously introduced into a metal tube with the aid of an extruder, where it is heated to a temperature of 430 to 450 C warmed.
The specific heat load in the zone of the homogeneous
Degradation is 360 KJ / kg wax and the specific heat load is in the zone of heterogeneous degradation
648 KJ / kg wax, the pressure at the tube outlet is 196.14. 103 Pa. The total residence time of the mixture in the
Reactor is 4 min
The degradation products, which are present as a mixture of polyolefin wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 250 ° C., the polyolefin wax is separated from the volatile products and the wax melt is removed for analysis.
A product is obtained of a yellowish hue, which is characterized by the wide dispersion of chemical-physical properties, which indicates the presence of
Residues of the Ziegler catalyst in the polypropylene can be traced back, these residues influencing the radical degradation process.
For example, with a ratio of polyethylene to polypropylene below 3, no high quality product is obtained.
I.
Example 26
A melt of polyethylene with a molecular weight of 20,000 and polypropylene with a molecular weight of 1,500,000, mixed in a ratio of 3: 1, is mixed with
With the help of an extruder, it is continuously placed in a metal tube, where it heats up to a temperature of 450 "C. The specific heat load in the zone of homogeneous degradation is 360 KJ / kg wax and the specific heat load in the zone of heterogeneous degradation is 648 KJ / kg wax, the pressure at the pipe outlet is 196.14-103 Pa. The total residence time of the mixture in the
Reactor is 3.5 min.
The degradation products, which are present as a mixture of polyolefin wax and volatile products, are cooled in a cooler to a temperature of 250 ° C., the polyolefin wax is separated from the volatile products and the wax melt is used and
Analysis removed.
A product with a yellowish hue is obtained
Molecular weight of 3000, which is characterized by a penetration hardness of 3.10- 'mm and a dropping point of 140 "C.