DD236750A1

DD236750A1 - Verfahren zur herstellung rieselfaehiger elastmodifizierter polyolefin-formmassen

Info

Publication number: DD236750A1
Application number: DD26594184A
Authority: DD
Inventors: Hans-Joachim Radusch; Slaweyko Marinow; Petra Heinecke
Original assignee: Tech Hochschule C Schorlemmer
Priority date: 1984-08-03
Filing date: 1984-08-03
Publication date: 1986-06-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung rieselfaehiger elastmodifizierter Polyolefin-Formmassen, vorzugsweise Polyethylen hoher Dichte und Butadien-Styren-Kautschuk. Das Ziel der Erfindung besteht darin, pulverfoermige, nicht rieselfaehige Olefin-Polymerisate mit Elastomeren zu modifizieren und sie gleichzeitig in eine rieselfaehige Formmasse zu ueberfuehren. Dabei soll vor allem eine uebermaessig hohe thermomechanische Beanspruchung der Komponenten vermieden, eine feine, gleichmaessige Verteilung der Elastomerkomponente erreicht und dadurch ein hohes Eigenschaftsniveau des Polymercompounds gewaehrleistet werden. Die Erfindung macht es moeglich, die Aufbereitung und Modifizierung der Formmasse auf energetisch guenstigem Wege gleichzeitig zu realisieren. Dazu wird einem Ruehrprozess - in dem die polyolefinische und elastomere Komponente vereinigt wird - ein Agglomerationsprozess nachgeschaltet, in dem die Herausbildung der Koernigkeit des Mischgutes und die Fixierung der entstandenen Agglomerate erfolgt, wodurch die Rieselfaehigkeit der Formmasse bewerkstelligt wird.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die Technologie zur Aufbereitung von pulverförmigen poiyolefinischen Formmassen, die mit Elasten modifiziert werden und bei der Weiterverarbeitung eine gute Rieselfähigkeit aufweisen sollen.

Sie findet insbesondere Anwendung in der polymerwerkstoffaufbereitenden und polymerverarbeitenden Industrie.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß die Modifizierung von Polyolefinen mit elastomeren Komponenten eine Möglichkeit der Verbesserung anwendungstechnischer Eigenschaften ist. So kann z. B. die Schlagzähigkeit von Polypropylen (DE-OS 2828763, DE-OS 2821342, DE-OS 2832895, EP 52556, EP 9238) oder Polyethylen hoher Dichte (DD 145923, DE-OS 3128192, GB 950551) durch Einbringen von elastomeren Komponenten verbessert werden. Dabei erfolgt das Einarbeiten der Zusatzkomponenten in bekannter Weise über Walzwerke oder Innenmischer (DE-OS 3108893), Ein- oder Doppelschneckenextruder (DE-OS 2825697). Diese Aufbereitungstechnologien haben den Nachteil, daß einerseits die gesamte Formmasse bei der Dispergierung im Schmelzezustand starken thermischen und mechanischen Beanspruchungen unterliegt, die zu unerwünschten chemischen Reaktionen oder Abbauerscheinungen führen können und andererseits der Grad der Dispergierung des Elastomeren aufgrund von zum Teil sehr unterschiedlichen Theologischen Verhalten der Grund- und Zusatzkomponente in der zur Verfügung stehenden Verweilzeit nur unzureichend ist.

Technologien zur Einarbeitung von Elastomeren in Polyolefine über den Weg der Lösung in einem gemeinsamen Lösungsmittel mit anschließendem Verdampfen des Lösungsmittels oder Ausfällen des Polymeren (DE-OS 2844298) sind aufgrund des hohen technologischen und energetischen Aufwandes beim Lösen und bei der Rückgewinnung des Lösungsmittels unökonomisch bzw. scheitern am schlechten Lösungsverhalten der Polyolefine. Es ist bekannt, Polyethylen-Kautschuk-Mischungen über den Weg einer ethanolischen Suspension durch Ausfällen des Feststoffanteiles herzustellen (DD 145923). Der Nachteil dieser Erfindung besteht darin, daß nach Ausfällen und anschließendem Trocknen die Formmasse weiterhin als feinkörniges Pulver mit schlechten Fördereigenschaften vorliegt.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, rieselfähige Polyolefin-Elastomer-Compounds mit feiner gleichmäßiger Verteilung der Elastomerpartikel ohne übermäßige thermomechanische Beanspruchung der Komponenten herzustellen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung rieselfähiger Polyolefin-Elastomer-Formmassen aus pulverförmigen nicht rieselfähigen Polyolefinpulvern unter Verwendung von Kautschuk-Latices zu entwickeln, das eine feine gleichmäßige Verteilung des Kautschuks im Polyolefin gewährleistet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in einem Rührgefäß in eine vorgelegte Menge Kautschuk-Latex in Form einer wäßrigen Dispersion unter ständigem Rühren bei Raumtemperatur oder bei erhöhter Temperatur eine der gewünschten Zusammensetzung entsprechende Menge pulverförmiges Olefinpolymerisat zudosiert, gegebenenfalls mit zum Zwecke der Verbesserung der Rührfähigkeit einer zusätzlichen Menge Wasser versetzt, diese wäßrige Suspension mittels eines

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Suspensionsstabilisators stabilisiert, anschließend Kautschuk und Polyolefin gemeinsam durch Behandeln mit Kochsalzlösung und Essigsäure ausgefällt, danach über eine Fritte abgesaugt, gewaschen und evtl. zentrifugiert wird und danach durch einen Agglomerationsprozeß in einem Schnellmischer mit bis zu einer Temperatur von 5 bis 1OK unterhalb des Kristallitschmelzpunktes des Polyolefins beheizter Zylinderwandung bei hohen Drehzahlen des Mischwerkzeuges in eine rieselfähige Formmasse überführt wird. Erfindungsgemäß wird der Wasseranteil in der Suspension entsprechend dem Anteil des Polyolefinpulvers reguliert. Durch die bei der Agglomeration erfolgende Temperaturerhöhung wird gleichzeitig eine Entfernung des in der Formmasse nach dem Frittieren bzw. Zentrifugieren verbliebene Restwassers durch Verdampfen bewirkt. Dieser Vorgang kann durch Anlegen von Vakuum noch beschleunigt werden. Bei der Agglomeration des Batches können erfindungsgemäß weitere Mengen Polyethylen-Pulver und/oder Zusatzstoffe zudosiert werden.

Bei Erreichen ausreichender Agglomeratbildung, das durch einen sprunghaften Anstieg der Motorleistung und eine mit der Zeit degressiv steigende Mischguttemperatur charakterisiert ist, erfolgt ein Ablassen des Mischgutes in einen Kühlmischer, in dem die Vergleichmäßigung, Abkühlung und Fixierung der Agglomerate erfolgt.

Die so hergestellten agglomeratförmigen Polyolefin-Elastomer-Formmassen zeichnen sich durch eine gute Rieselfähigkeit aus und lassen sich problemlos auf konventionellen Plastverarbeitungsmaschinen direkt weiterverarbeiten.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Beispiel 1

740 Masseteile Butadien-Styren-Copolymer-Latex mit 54% Feststoffgehalt werden in einem Rührgefäß vorgelegt und unter ständigem Rühren mit 100 Masseteilen Polyethylen-Pulver hoher Dichte vermischt. Die Dispersion wird mit 10 Masseteilen 5%iger Polyvinylalkohollösung stabilisiert und 10 Minuten bei Raumtemperatur intensiv gerührt. Anschließend wird die Dispersion mit 618 Masseteilen 20%iger Kochsalzlösung angecremt und danach wird der Feststoffanteil mit 849 Masseteilen 20%iger Kochsalzlösung und 12 Masseteilen technischer Essigsäure ausgefällt, über eine Fritte abgesaugt und gewaschen. Das Polyethylen-Kautschuk-Batch wird anschließend einem mit auf 5K unter dem Kristallitschmelzpunkt des PE-HD temperierten Schnellmischer zugeführt und mit einer weiteren Menge PE-Pulverim Verhältnis 20:80 versetzt. Das Mischwerkzeug wurde mit einer Drehzahl von 1 500 min"¹ betrieben.

Die entstehende Friktionswärme infolge der Energiedissipation und die dem Mischgut über die Mischerwand zugeführte Wärme führte zu einem stetigen Anstieg der Mischguttemperatur bis 373 K, bei der das Restwasser im Mischgut verdampfte. Nach der Verdampfung des Restwassers stieg die Temperatur auf 398 K an und die Motorleistung vergrößerte sich um das 1,5fache als Anzeichen für das Anschmelzen der Polyethylenteilchen an den Kornoberflächen unter Einbeziehung der Elastteilchen. Bei der so charakterisierten Agglomerationszeit wurde die Agglomeration abgebrochen und das Agglomerat in den Kühlmischer abgelassen, in dem die Vergleichmäßigung, Abkühlung und Stabilisierung der Agglomerate erfolgte. Auf diese Weise wurde eine rieselfähige PE-HD/SBR-Formmasse als Agglomerat mit einer Schüttdichte von ς₃ = 0,29g/cm³ und einer Korngrößenverteilung gemäß Kurve 1 in Fig. 1 erhalten, welche einen Elastgehalt von 16 Ma.-% aufweist.

Beispiel 2

47 Masseteile Butadien-Styren-Copolymer-Latex mit 54% Feststoffgehalt werden in einem Rührgefäß vorgelegt und unter ständigem Rühren mit 100 Masseteilen Polyethylen-Pulver hoher Dichte sowie 95 Masseteilen zusätzlichen Wasser versetzt. Die Suspension wird mit 10 Masseteilen 5%iger Polyvinylalkohollösung stabilisiert, mit 108 Masseteilen 20%iger Natriumchloridlösung angecremt und der Feststoffanteil mit 148 Masseteilen 20%iger Kochsalzlösung und 2 Masseteilen Essigsäure zum Ausfällen gebracht, wobei der Rühr- und Ausfällprozeß entsprechend Beispiel 1 geführt wird. Das entstandene Polyethylen-Kautschuk-Batch wird einem mit auf 5 K unter dem Kristallitschmelzpunkt des PE-HD temperierten Schnellmischer zugeführt und mit einer weiteren Menge Polyethylen-Pulver im Verhältnis 20:80 versetzt. Danach wird das Mischgut entsprechend Beispiel 1 im Heizmischer agglomeriert und nach Beendigung des Agglomerationsprozesses im Kühlmischer abgekühlt und vergleichmäßigt.

Auf diese Weise wurde eine rieselfähige PE-HD/SBR-Formmasse als Agglomerat mit einer Schüttdichte von ς₃ = 0,32 g/cm³ und einer Korngrößenverteilung gemäß Kurve 2 in Fig. 1 erhalten, welche einen Elastomergehalt von 4Ma.-% aufweist.

Claims

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Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur Herstellung rieselfähiger elastmodifizierter Polyolefin-Formmassen, dadurch gekennzeichnet, daß die pulverförmige Polyolefin-Komponente, insbesondere Polyethylen hoher Dichte, mit einem Elastomer in Latexform in einem Rührgefäß vermischt, nach dem Vermischen zur gemeinsamen Ausfällung gebracht und in einem Agglomerationsprozeß in eine rieselfähige Formmasse überführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomerkomponente in wäßriger Suspension eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rührprozeß im Temperaturbereich von 290 bis 340 K, vorzugsweise 300K, durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffanteil des Rührgutes durch Ausfällen aus der Suspension mit geeigneten Fällungsmitteln, insbesondere Natriumchloridlösung und Essigsäure gewonnen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung des Mischgutes in Einheit mit einem Agglomerationsprozeß in einem Schnellmischer erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Agglomeration des Mischgutes im Temperaturbereich von 5 bis 10K unterhalb des Kristallitschmelzbereiches des Polyolefins erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß während des Agglomerationsprozesses dem Mischgut, hergestellt entsprechend Anspruch 1 bis 5, zusätzliche Mengen pulverförmigen Polyolefins zugesetzt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß während des Agglomerationsprozesses dem Mischgut Zusatzstoffe, wie Farbstoffe, Stabilisatoren, Gleitmittel, Vulkanisations- und Vernetzungshilfsmittel und/oder Füllstoffe zugesetzt werden.

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