DE1454760C - Verfahren zum Herstellen von Pulvern aus Olefinpolymensaten mit Molekulargewichten über 10 000 - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Pulvern aus Olefinpolymerisaten mit Molekulargewichten über 10000, bei dem man geschmolzenes Olefinpolymerisat durch Düsenöffnungen in Form von Strängen auspreßt und auf die aus den Düsenöffnungen austretenden Stränge etwa senkrecht zu ihrer Austrittsrichtung einen Gasstrom mit hoher Geschwindigkeit aufbläst.

Es ist bekannt, daß man Thermoplastpulver herstellen kann, indem man granulierte Thermoplaste z. B. Polyolefine in Mühlen mahlt. Im allgemeinen verwendet man hierfür Zahnkranzmühlen, die verhältnismäßig teuer sind und mit denen Sieb- und Sichtanlagen verbunden werden müssen, da man nur Produkte mit sehr ungleichmäßiger Teilchengröße erhält. Bei diesem bekannten Verfahren erhält man im allgemeinen pulverförmige Thermoplaste mit einem Teilchendurchmesser über 200 μ. Will man bei diesem bekannten Verfahren die Thermoplastpulver feinteiliger erhalten, so ist es erforderlich, beim Mahlen sehr stark zu kühlen, was zum Beispiel mit flüssigem Stickstoff erfolgen kann. Hierbei ist aber ein sehr großer technischer Aufwand erforderlich.

Bei anderen bekannten Verfahren werden Thermoplaste, z. B. Polyolefine oder Polyamide zunächst in Lösungsmitteln oder Lösungsmittelgemischen gelöst und aus ihren Lösungen durch Zusatz von Nichtlösern, die mit den Lösungsmitteln mischbar sind, wieder gefällt. Man kann auf diese Weise zwar sehr feinteilige Thermoplastpulver herstellen, doch ist auch dieses Verfahren wegen der Aufarbeitung der Lösungsmittel nach dem Abtrennen der pulverförmigen Thermoplaste und ihrer Trocknung technisch sehr aufwendig. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Verfahren ist darin zu sehen, daß dabei keine durch Pigmente homogen gefärbte Produkte erhalten werden können.

Aus der USA.-Patentschrift 2 831845 ist es bekannt, Hochdruckpolyäthylen direkt anschließend an seine Herstellung zu pulverisieren, indem man das aus dem Reaktor unter hohem Druck austretende Gemisch von Äthylen und geschmolzenem Polyäthylen in ein weites Rohr entspannt und es dabei durch Aufspritzen von Wasser aus ringförmig angeordneten Düsen abschreckt. Bei diesem Verfahren treten jedoch große Äthylenverluste auf, und das Produkt muß von dem Wasser abgetrennt und getrocknet werden.

Die französische Patentschrift 1 224 667 betrifft ein Verfahren zum Zerstäuben formbarer Massen, wie Pasten aus feuchtem Farbstoff, Chemikalien oder Salzen, die beim Entwässern auf Filtern oder Schleudern anfallen. Bei diesem Verfahren wird eine pastöse Aufschlämmung von kleinen Feststoffteilchen zerstäubt. Nach den Angaben in der Patentschrift ist es unbedingt erforderlich, die zu zerstäubende Masse in Rotation zu versetzen und dann erst in den Wirkungsbereich der Zerstäuberdüse zu bringen.

Aus der französischen Patentschrift 1 347 435 ist ein Verfahren zur Herstellung von pulverförmigen Polyolefinen bekannt, bei dem man ein geschmolzenes Polyolefin, dessen Temperatur zwischen 120 und 300° C liegt, aus Öffnungen auspreßt, und in etwa senkrechter Richtung dazu einen Gasstrom mit hoher Geschwindigkeit so aufbläst, daß sich in einer nachfolgenden Kammer ein Polymerisat-Gas-Gemisch bildet, das durch Entspannen pulverisiert wird. Das Zerstäubungsgut enthält jedoch Agglomerate und fadenförmige Bestandteile. Nach diesem Verfahren gelingt es nicht, Pulver weitgehend einheitlicher Korngröße aus hochmolekularen Polymerisaten herzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von Pulvern aus Olefinpolymerisaten mit Molekulargewichten über 10 000 aufzuzeigen, bei dem man feinteilige, in der Korngröße weitgehend einheitliche Pulver erhält.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stränge unmittelbar durch das Auftreffen des über dem Bereich der Düsenöffnungen eine konstante Geschwindigkeit von über 100 m/sek bis etwa 330 m/sek aufweisenden Gasstromes zu einem Pulver zerkleinert werden.

Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es, in besonders einfacher Weise pulverförmige Thermoplaste herzustellen, die Teilchengrößen bis zu etwa 50// und weniger aufweisen. Die Produkte weisen eine wesentlich engere Korngrößenverteilung auf als pulverförmiges Polyäthylen, das durch Vermählen hergestellt ist.

Geeignete Olefinpolymerisate sind vor allem die Polymerisate des Äthylens und Propylens sowie ferner des Buten-1 und Isobutylens. Auch Mischpolymerisate von Monoolefinen, wie besonders Äthylen, mit anderen äthylenisch ungesättigten Monomeren, besonders mit Vinylverbindungen, wie Vinylestern, zum Beispiel Vinylacetat, Vinylpropionat und Vinylstearat, Vinyläthern, wie Methyl-, Äthyl Propyl-, Butyl- und Isobutyl-Vinyläther, sowie Acryl- und bzw. oder Methacrylestern, zum Beispiel den Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butyl- und Isobutylestern der Acryl- und Methacrylsäure, ferner mit vinylaromatischen Verbindungen, wie Styrol, kommen in Frage. Als Mischpolymerisationskomponente für Isobutylen kommen in Mengen bis zu etwa 10 Gewichtsprozent auch 1,3-Diolefine, wie Butadien und Isopren, in Betracht. Die Olefinmischpolymerisate sollen wenigstens 50 Gewichtsprozent an Monoolefinen einpolymerisiert enthalten.

Die Polymerisate nach den üblichen Polymerisationsverfahren hergestellt sein. Sie weisen im allgemeinen Molekulargewichte über 10 000 (bestimmt nach Duch und Küchler)auf.

Die Temperatur des Gasstromes, der auf die

Thermoplaststränge aufgeblasen wird, kann in einem weiten Bereich variiert werden. Sie liegt im allgemeinen zwischen Raumtemperatur und der Temperatur des geschmolzenen Kunststoffs, sie kann aber auch in besonderen Fällen, zum Beispiel bei sehr hochmolekularen Polyolefinen mit Molekulargewichten über etwa 100000 auch beträchtlich höher sein als die Temperatur der Kunststoffschmelze in der Düse. Als Gase eignen sich zum Beispiel Luft oder für den Fall, daß eine oberflächliche Oxydation der Polyolefinteilchen vermieden werden soll, indifferente Gase, wie Stickstoff. Der Druck der Gase beim Austreten aus den für sie vorgesehenen Leitungen kann im allgemeinen zwischen etwa 2 und 100 atü liegen. Die Geschwindigkeit des Gasstromes beim Auftreffen auf die Polyolefinstränge soll möglichst hoch sein. Sie liegt über lOOm/sek und kann bis zu etwa 330m/sek betragen. Die Geschwindigkeit des Gasstroms wird bei dem Verfahren um so höher gewählt, je feinteiliger das Thermoplastpulver sein soll und je höher die Viskosität der geschmolzenen Thermoplaste an den Düsenöffnungen ist. Bei der Herstellung von pulverförmigem Hochdruckpolyäthylen eines Schmelzindex von 0,5 bis 20 wurden zum Beispiel besonders gute Ergebnisse erzielt, wenn man Stickstoff mit einer Temperatur von etwa 50 bis 100° C und einem Druck von 5 bis 30 atü senkrecht auf mehrere Stränge des geschmolzenen Polyäthylens, das eine Temperatur von etwa 150 bis 300° C aufwies, blies, wobei eine Düse verwendet wurde, in der die Strömungsgeschwindigkeit des Stickstoffs im Bereich der Düsenöffnungen für das Polyäthylen nicht abnahm.

Die Erfindung wird durch ein Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. 3i,

Olefinpolymerisate 1 werden einem Schneckenwel-Ienextruder2 zugeführt und darin geschmolzen. Die geschmolzenen Thermoplaste werden dann einer Düse 3 zugeführt, in der sie durch eine oder mehrere feine Düsenöffnungen 4 ausgepreßt werden. Die Temperatur der Thermoplaste in der Düse soll etwa 180 bis 360° C, vorteilhafterweise 230 bis 320° C, betragen. In der Düse 3 bläst man auf die Thermoplaststränge beim Austritt aus den Düsenöffnungen 4 etwa senkrecht einen Gasstrom 5 mit hoher Geschwindigkeit, der der Düse 3 durch eine Leitung 6 mit- einem Druck von 5 bis 30 atü zugeführt wird. Die Geschwindigkeit des Gasstroms kann im Bereich der Düsenöffnungen 4 nicht abnehmen. Die Düse ist bei dieser bevorzugten Ausführungsform im oberen Abschnitt eines großräumigen Behälters 7 angeordnet, der sich in seinem unteren Ende konisch verjüngt und über ein Rohr 8 mit einem Zyklon 9 verbunden ist. Das pulverförmige Olefinpolymerisat 10 verläßt den Zyklon 9 am unteren Ende, der Gasstrom durch eine Leitung 11.

An Stelle von Schneckenwellenextrudern können bei dem Verfahren zum Beispiel auch Zahnradpumpen für das Auspressen der Thermoplaste aus den Düsenöffnungen verwendet werden. Bei dem Verfahren können den Thermoplasten vor der Zerkleinerung, zum Beispiel in einem für das Plastifizieren verwendeten Schneckenextruder, die üblichen Farbstoffe, Farbpigmente, Füllstoffe, Stabilisierungsmittel und Antistatika zugesetzt werden, wobei die Teilchengröße derartiger Zusatzstoffe selbstverständlich kleiner sein muß als die Düsenöffnungen, durch die die Stränge ausgepreßt werden.

Die in den folgenden Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile.

Beispiel 1

Einem Schneckenwellenextruder führt man je Stunde 30 Teile Hochdruckpolyäthylen der Dichte 0,92 und des Schmelzindex 15 zu. Das Polyäthylen wird in Form von 12 Strängen eines Durchmessers von 0,6 mm in einer Düse ausgepreßt, wobei seine Temperatur 310° C beträgt. Auf die Polyäthylenstränge werden in der Düse je Stunde 20 Teile Stickstoff, dessen Temperatur 45° C beträgt, unter einem Druck von 15 atü senkrecht aufgeblasen. Das pulverförmige Polyäthylen wird in einem Abscheider, wie in der Zeichnung gezeigt, abgeschieden und über einen Zyklon ausgetragen. Man erhält ein pulverförmiges Polyäthylen, das zu 90 Gewichtsprozent eine Teilchengröße von 100 bis 500 μ und zu 10 Gewichtsprozent eine solche von 500 bis 600 μ aufweist.

Beispiel 2

Man arbeitet, wie in Beispiel 1 angegeben, verwendet aber ein Hochdruckpolyäthylen der Dichte 0,925 und den Schmelzindex 4. Außerdem verwendet man je Stunde 35 Teile Stickstoff einer Temperatur von 50° C, der mit einem Druck von 30 atü auf die Polyäthylenstränge geblasen wird. Man erhält unter sonst gleichen Bedingungen ein pulverförmiges Polyäthylen, das zu 52 Gewichtsprozent eine Teilchengröße von 50 bis 200 μ und zu 48 Gewichtsprozent eine solche von 200 bis 500 μ aufweist.

Beispiel 3

28 Teile Hochdruckpolyäthylen der Dichte 0,925 und des Schmelzindex 1,5 werden mit einer Temperatur von 318° C in einer Apparatur, wie in der Zeichnung gezeigt, durch Düsenöffnungen gepreßt und durch senkrechtes Aufblasen von Stickstoff pulverisiert, wobei die Strömungsgeschwindigkeit des Stickstoffs nicht abnimmt. Dabei hat der Stickstoff eine Temperatur von 55⁰C, und der Düse werden je Stunde 30 Teile Stickstoff unter einem Druck von 30 atü zugeführt. Man erhält ein pulverförmiges Polyäthylen, das zu 88 Gewichtsprozent eine Teilchengröße von 50 bis 20O₁W und zu 12 Gewichtsprozent eine Teilchengröße von 200 bis 400 μ aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Herstellen von Pulvern aus Olefinpolymerisaten mit Molekulargewichten über 10000, bei dem man geschmolzenes Olefinpolymerisat durch Düsenöffnungen in Form von Strängen ausgepreßt und auf die aus den Düsenöffnungen austretenden Stränge etwa senkrecht zu ihrer Austrittsrichtung einen Gasstrom mit hoher Geschwindigkeit aufbläst, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge unmittelbar durch das Auftreffen des über den Bereich der Düsenöffnungen eine konstante Geschwindigkeit von über lOOm/sek. bis etwa 330m/sek. aufweisenden Gasstromes zu einem Pulver zerkleinert werden.