DE1694673C3 - Verfahren zur Herstellung von feinteiligen organischen thermoplastischen Polymerisaten - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von feinteiligen organischen thermoplastischen Polymerisaten

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DE1694673C3
DE1694673C3 DE1694673A DEN0028060A DE1694673C3 DE 1694673 C3 DE1694673 C3 DE 1694673C3 DE 1694673 A DE1694673 A DE 1694673A DE N0028060 A DEN0028060 A DE N0028060A DE 1694673 C3 DE1694673 C3 DE 1694673C3
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12—Powdering or granulating
    • C08J3/16—Powdering or granulating by coagulating dispersions

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Description

>■)
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von feinteiligen, normalerweise festen organischen thermoplastischen Polymerisaten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs. ■ <°
Feinteilige thermoplastische Polymerisate werden in der Technik beispielsweise zum Tauchüberziehen von Gegenständen, oder zur Wirbelschicht- und Pulverbeschichtung von Gegenständen benötigt.
Feinteilige, normalerweise feste Polymerisate kön- >> nen durch Vermählen erhalten werden. Um aber gleichmäßige und kugelförmige Teilchen zu erhalten, ist es vorteilhaft, die Polymerisate in einem flüssigen Medium zu dispergieren und dort Scherbedingungen auszusetzen.
Aus der I-R-PS 1345 856 ist ein Verfahren zur Herstellung von feinteiligen Polyolefinen bekannt, bei dem man das geschmolzene Polyolefin mittels hoher Scherkräfte in Wasser in Gegenwart von Blockcopolymeren aus Äthylenoxid und Propylenoxid bei einer *r> Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Polymeren und einem Druck, bei dem das Wasser flüssig bleibt, in einer Dispergierzone dispergiert, die erhaltene Dispersion unterhalb des Schmelzpunktes des Polymeren abkühlt und das ausfallende Polymerpul- wi ver nach Druckentlastung abtrennt, wäscht und trocknet. Das bekannte Verfahren wird diskontinuierlich durchgeführt. Bei dem Versuch, dieses Verfahren kontinuierlich zu gestalten, treten jedoch Schwierigkeiten auf. Gibt man die Polymeren, wie dies norma- r>> lerweise geschieht, dem oberen Teil der Dispergierzone zu und zieht das dispergierte Produkt am unteren Ende der Dispergierzone ab, so haben die erhaltenen Polymerisatteilchen nicht die gewünschte Teilchengrößenverteilung und aurh nicht die gewünschte ein- to heitliche, kugelige Form, vielmehr werden in der Dispersion faserförmige Teilchen gebildet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von feinteiligen, normalerweise festen organischen thermoplastischen Polymerisaten aufzuzei- t» gen, welches unter Anwendung der von der diskontinuierlichen Verfahrensweise bekannten Maßnahmen kontinuierlich und mit dem Ziel durchgeführt werden kann, feinteilige Polymerpulver zu erhalten, die eine geeignete Teilchengrößenverteilung aufweisen und frei von faserigen Teilchen sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man das thermoplastische Polymerisat, Wasser und die Dispergiermittel kontinuierlich in die Dispergierzone einführt und dort entgegen der Schwerkraft durch die Dispergierzone strömen läßt und daß man die gebildete Dispersion vor dem Abkühlen und Entspannen fortlaufend aus der Dispergierzone unterhalb des Flüssigkeitsspiegels der Dispersion abzieht.
Unter diesen Bedingungen gelingt es, in kontinuierlicher Arbeitsweise feinteilige Polymerpulver zu erhalten, die die gewünschte Teilchengrößenverteilung und die gewünschte einheitliche kugelige Gestalt aufweisen. Um die kugelförmige Gestalt der Teilchen in der Dispersion aufrechtzuerhalten, muß die abgezogene Dispersion auf Temperaturen unter dem Schmelzpunkt des Polymerisats abgekühlt werden, bevor der erhöhte Druck entlastet wird.
Als Dispergiermittel wird vorzugsweise ein Blockmischpolymerisat aus Äthylenoxid und Propylenoxid verwendet.
Andere oberflächenaktive Mittel sind gleichfalls geeignet, jedoch sind Blockmischpolymerisate aus Äthylenoxid und Propylenoxid mit einem Molekulargewicht von über etwa 3500 bevorzugt. Ein besonders geeignetes Dispergiermittel ist ein Mischpolymerisat aus Polyoxypropylen mit einem Molekulargewicht von 2700, auf welches Äthylenoxid unter Bildung eines Produktes mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 13 500 aufpolymerisiert worden ist. Dieses Produkt enthält dann in polymerisierter Form 20 Gewichtsprozent Propylenoxid und 80 Gewichtsprozent Äthylenoxid.
Die Menge an Dispergiermittel kann im Bereich von etwa 0,5 bis zu 50 Gewichtsteilen/100 Teile des normalerweise festen Polymerisats betragen; sie liegt vorzugsweise bei 2 bis 30 Teilen Dispergiermittel/100 Teile Polymerisat.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet man normalerweise beim Dampfdruck des Wassers bei einer Arbeitstemperatur, bei welcher in der Dispergiervorrichtung eine flussige Wasserphase aufrechterhalten wird. Vorzugsweise liegen die Drücke zwischen 6 bis 120 Atmosphären, jedoch sind Drücke im Bereich von etwa 1 bis 217 Atmosphären geeignet. Falls das Polymerisat gegen Luft bei der Dtspergiertemperatur empfindlich ist, kann man in der Dispergiervorrichtung in Gegenwart eines inerten Gases arbeiten.
Zu den Polymerisaten, die für das Verfahren nach der Erfindung geeignet sind, gehört allgemein jedes normalerweise feste, synthetische, organische, polymere Thermoplastharz, dessen Zersetzungspunkt etwas höher als sein Schmelzpunkt und etwas niedriger als die kritische Temperatur des Wassers ist. Hierzu gehören Polyolefine, Vinyle, Olefin-Vinyl-Mischpolymerisate, Olefin-Allyl-Mischpolymerisate, Polyamide, Acrylharze, Polystyrol, Cellulosematerialien, Polyester und Fluorkohlenstoffharze.
Zu den bestgeeigneten Polyolefinen gehören normalerweise feste Polymerisate von Olefinen, insbesondere Mono-«-olefinen, die 2 bis etwa 6 Kohlenstoffatome besitzen, z. B. Polyäthylen, Polypropylen, Polybuten, Polyisobutylen, Poly-(4-methyl-penten) u. dgl. Ein bevorzugtes Polyolefin-Behandlungsgut bildet das Polyäthylen, insbesondere Poyläthylen im
Dichtebereich von etwa 0,912 bis 0,965 g/cm3. Von besonderer Bedeutung ist der Umstand, daß das Verfahren gemäß der Erfindung nicht auf die verhältnismäßig niedermolekularen Polyäthylene beschränkt ist, sondern sich gleich wirksam bei verhältnismäßig hochmolekularem Polyäthylen wie auch Polypropylen und anderen höheren Olefinen erweist.
Zu geeigneten Vinylpolymerisaten gehören Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Vinylchlorid-Vinylacetat-Mischpolymerisate, Polyvinylalkohol und Polyvinylacetat. Das Polyvinylchlorid wird besonders bevorzugt.
Zu geeigneten Olefin-Vinyl-Mischpolymerisaten gehören solche von Äthylen und Vinylacetat, Äthylen und Vinylpropionat, Äthylen und Vinylisobutyrat, Äthylen und Vinylalkohol, Äthylen und Methylacrylat, Äthylen und Äthylacrylat, Äthylen und Äthylmethacrylat u. dgl. Besonders bevorzugt werden die Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisate, bei denen das Äthylen den Hauptteil des Mischpolymerisats, gewöhnlich zwischen etwa Sl und 96%, bildet.
Zu den Ojefin-AIlyl-Mischpolymerisaten gehören solche von Äthylen und Allylalkohol, Äthylen und Allylacetat, Äthylen und Allylaceton, Äthylen und AUylbenzol, Äthylen und AUyläther, Äthylen und Acrolein u. dgl. Die Äthylen-Allylalkohol-Mischpolymerisate werden besonders bevorzugt.
Von den Polyamiden bevorzugt werden die linearen Superpolycarbonsäureamid-Harze, die üblicherweise als Nylon bezeichnet werden.
Beispiele für spezielle Nylon-Kunstgarne sind Polyhexamethylenadipamid, Polyhexamethylensebacamid und Polycaprolactam. Besonders bevorzugt werden Nylone mit Intrinsic-Viscositäten im Bereich zwischen 0,3 und 3,5 dl/g, bestimmt in m-KresoI.
Zu geeigneten Acrylharzen gehören Polymethylmethacrylat, Polyacrylnitril, Polymethylacrylat, Polyäthylmethacrylat usw. Das Polymethylmethacryiat wird bevorzugt.
Die Menge des in die Dispergierzone eingeführten Wassers liegt im Bereich von etwa 0,33 bis 9 Gewichtsteile/Teil normalerweise festes Polymerisat und vorzugsweise zwischen etwa 0,8 und 4 Teilen/Teil Polymerisat.
Die Dispergierzeit (Rührzeit) liegt im allgemeinen im Bereich von etwa 1 bis 20 Minuten, insbesondere etwa 5 bis 12 Minuten. Als Dispergiervorrichtungen können die üblichen Apparaturen verwendet werden, bei denen flüssige Gemische einer Scherwirkung bei erhöhten Temperaturen und Drücken unterworfen werden können.
Die Erfindung ist nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert, die in schematischer Darstellung eine Form einer Vorrichtung zeigt, die sich zur Durchführung des Verfahrens eignet.
Bei der Arbeitsweise nach der Zeichnung wird ein hochmolekulares Polyäthylen in Verbindung mit Wasser als Dispergiermedium und einem Blockmischpolymerisat von Äthylenoxid und Propylenoxid als oberflächenaktivem Mittel eingesetzt.
Das Polyäthylenharz wird der Dispergierzone 1 über die Rohrleitungen 10 und 12 zugeführt. Man kann hierzu das Polyäthylen direkt in den Bodenteil der Dispergierzone 1 unter Verwendung einer herkömmlichen Strangpresse und Düsenplatte (nicht eingezeichnet) einpressen. Das in Wasser gelöste oberflächenaktive Mittel wird vom Tank 8 über die Leitungen 11 und 12 der Dispergierzone 1 zugeführt.
Beim Arbeiten mit einer Strangpressen-Düse kann man <iL· wäßrige Lösung des oberflächenaktiven Mittels νί·- ,nails durch die Düse in die Dispergierzone 1 einführen.
Nach anderen Ausführungsformen des Verfahrens kann man das Polymerisat, Wasser und oberflächenaktive Mittel der Dispergierzone 1 durch getrennte Leitungen zuführen oder zwei dieser Stoffe, z. B. Wasser und oberflächenaktives Mittel, vormischen und dann mit dem dritten Material in der Dispergierzone zusammenbringen.
Die hier verwendete Dispergierzone weist einen, vorzugsweise zylindrischen, Behälter mit geschlossenem Boden und Kopf, Mittel zur Steuerung der Temperatur innerhalb des Behälters (nicht eingezeichnet), wobei diese Mittel zweckmäßig die Form eines beheizten Mantels oder einer Schlange zur indirekten Steuerung der Behältertemperatur durch Hindurchleiten einer geeigneten Flüssigkeit durch den Mantel oder die Schlange haben, eine Einlaßleitung 12 am Behälterboden zur Einführung der Beschickungsmaterialien in das Behälterninnere, eine Auslaßleitung 13 in der Behälterwand an einer oberen, jedoch unter dem Behälterkopf liegenden Stelle zur Entfernung von dispergiertem Polymerisat aus dem Behälterinneren, Anzeigevorrichtungen (nicht eingezeichnet) zur Anzeige des Flüssigkeitsstandes, der Temperatur und des Drucks im Behälter und einen (nicht eingezeichneten) Sicherheitsventilmechanismus am Behälterkopf auf, mit dem ein unerwünschter Druckanstieg im Behälter verhindert werden kann.
Die Dispergierzone ist ferner mit einem umlaufenden Rührer 15, auf dem in Abständen Rührarme 16 vorgesehen sind, ausgestattet. Man kann herkömmliehe Rühr- und Bewegungsvorrichtungen verwenden, soweit mit diesen die gewünschte Dispersion des Polymerisats in dem wäßrigen Medium gebildet werden kann. Manchmal ist es auch von Vorteil, Statorschaufeln an den Behälterinnenwänden vorzusehen, um die Dispersionsbildung zu erleichtern.
Der Rührer 15 wird von einem Elektromotor 17 angetrieben. Die Umfangsgeschwindigkeit der Rührarme wird im allgemeinen auf etwa 90 bis 820 m/Min, eingeregelt.
Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es erwünscht, wenngleich auch nicht Bedingung, der Dispergierzone 1 das Polymerisat im geschmolzenen Zustand und eine heiße Lösung von Wasser und oberflächenaktivem Mittel zuzuführen. Das Polymerisat, z. B. Polyäthylen, und die Lösung von Wasser und oberflächenaktivem Mittel werden bei nachfolgend beschriebenen Bedingungen einer kräftigen Bewegung unterworfen, um eine Dispersion von feinteiligem Polyäthylen in Wasser zu bilden. Während der Dispergierung wird der Flüssigkeitsspiegel in der Zone 1 über der Auslaßleitung 13 gehalten, um eine kontinuierliche Strömung der Dispersion aus dem Behälter zu erlauben. Die Dispersion strömt aus dem Behälter durch die Leitung 13 zu einem Wärmeaustauscher 2, in welchem sie rasch mittels Wasser auf eine Temperatur abgekühlt wird, die unter der Schmelztemperatur des dispergierten Polymerisats liegt, z. B. auf eine Temperatur unter etwa 90° C, vorzugsweise auf eine Temperatur unter 60° C, wenn das dispergierte Polymerisat Polyäthylen niedriger oder mittlerer Dichte ist. Aus dem Wärmeaustauscher 2 strömt die abgekühlte Dispersion durch die Leitung 20 durch ein (nicht eingezeichnetes)
Druckminderventil in einen Druckmindertank 3.
Dieses Druckmindersystem ist so aufgebaut, daß es die Produktdispersion oder -aufschlämmung, die in einigen Fällen recht viskos sein kann, rasch und wirkungsvoll aus der Zone erhöhten Drucks in dem ~> Dispergierbehälter in eine Zone von Atmosphärendruck überträgt, der für die folgenden Trennstufen erwünscht ist. Aus dem Druckmindertank 3 wird die Produktaufschlämmung mittels einer geeigneten (nicht eingezeichneten) Pumpe, z. B. einer Membran- 1(1 pumpe, über die Leitung 21 der Trennzone 4 zugeführt, in welcher die Polymerisatteilchen von der Aufschlämmung ζ. Β. durch Zentrifugieren abgetrennt werden. Die Filtrate, die von einer wäßrigen Lösung des oberflächenaktiven Mittels gebildet werden, werden im Kreislauf durch die Leitung 22 zum Tank 8 zurückgeführt.
Der in der Trennzone 4 erhaltene, nasse Polyäthylenpulver-Kuchen wird durch die Leitung 23 der Waschzone 5 unter Zusatz von Wasser durch die Lei- 2() tung 24 zugeführt.
Von der Waschstufe S wird die Aufschlämmung über die Leitung 25 der Trennzone 6 zugeführt, in welcher die Feststoffe, z. B. durch Filtrieren, Schleudern oder auf anderem Wege, abgetrennt werden. Das Filtrat wird über die Leitung 26 entfernt und kann verworfen oder, wenn gewünscht, im Kreislauf zum Tank 8 zurückgeführt werden. Die feinen Polyäthylenteilchen werden von der Trennzone 6 über die Leitung 27 der Trockenzone 7 zugeführt, die von einem «> Luftstrahltrockner gebildet werden kann.
In den nachfolgenden Beispielen bedeuten Teile jeweils Gewichtsteile, wenn nicht anders angegeben.
Beispiel 1
In einem 1 lOstUndigen Versuch wird ein Polyäthylenharz (Dichte 0,915 g/cm3, Schmelzindex 22 g/10 Min.) im geschmolzenen Zustand in den Bodenteil der Dispergierzone 1 eingeführt. Gleichzeitig mit der Polyäthylenbeschickung wird in die Dispergierzone 1 Beschickungslösung aus Wasser und oberflächenaktivem Mittel aus dem die Beschickung enthaltenden Tank 8 durch einen Wärmeaustauscher gepumpt.
Die aus der Reaktionsvorrichtung erhaltene Produktaufschlämmung hat eine durchschnittliche Teil- chengröße von 8,9 Mikron, wobei weniger als 2% der Teilchen größer als 25 Mikron sind. Die Teilchen haben eine kugelförmige Gestalt.
Die Produktaufschlämmung der Dispergierzone wird aus dem Druckmindertank 3 der Trennzone 4 M zugepumpt, die mit einer Zentrifuge mit perforiertem Korb versehen ist. Die aus der Zentrifuge erhaltene Filtratlösung wird dem Beschickungstank 8 für Wasser und oberflächenaktives Mittel zugeführt. Der nasse Kuchen wird der Waschzone 5 zugeführt und mit Wasser von Raumtemperatur bewegt, wobei man mit einem Verhältnis von Wasser zu nassem Kuchen von 3:1 arbeitet, und die anfallende Aufschlämmung über einen Schwingsichter gepumpt, der mit einem 200-Maschen-Sieb versehen ist. Die Siebfläche wird von oben mit Wasser besprüht, um den Siebwirkungsgrad zu erhöhen. Die erhaltene Aufschlämmung wird der Trennzone 6 zugeführt, die mit einer Zentrifuge mit perforiertem Korb versehen ist, und der erhaltene, nasse Kuchen in einem Luftstrahltrockner getrocknet, während die Filtratlösung verworfen wird. Das trokkene Pulver enthält keine Agglomerate und liegt in Form von diskreten Teilchen vor. Alle Teilchen sind im wesentlichen kugelförmig, und die Wasch- und Trockenstufen verändern den Teilchendurchmesser nicht.
Dieser Versuch wird mit den folgenden durchschnittlichen Kennwerten durchgeführt: Betriebsdauer, Std. 110.0
Polyäthylen-Beschickungsgeschwindigkeit, kg/Std. 12,1 Geschwindigkeit der Beschickung der Lösung von Wasser und oberflächenaktivem Mittel, kg/Std. 30,2 Temperatur der Dispergierzone, °C 207 Geschwindigkeit der äußeren Enden des Bewegungsorgans in der Reaktionsvorrichtung, m/Min. 15,6 Verweiizeit in der Dispcrgicrzonc, Min. 6,0 Polyäthylen-Konzentration in der Dispergierzone, % 28,7 Temperatur der Produktaufschlämmung am Ausgang von Wärmeaustauscher 2, 0C 56 Oberflächenaktives Mittel Blockcopolymer aus Äthylenoxid/Propylenoxid 80:20 Konzentration des oberflächenaktiven Mittels in der wäßrigen Beschickungslösung, % 6,0-8,8 Verhältnis von Wasser zu nassem Kuchen (1 Waschstufe) 3:1 Temperatur des Waschwassers, 0C 20 Gehalt des Polyäthylens an oberflächenaktivem Mittel nach dem Waschen, % 0,46 Trocknungsgesamtzeit im Luftstrahltrockner, Std. 8,0 Lufteintrittstemperatur am Luftstrahltrockner, 0C 106 Temperatur des im Luftstrom ausgetragenen Produktes, CC 55 Geschwindigkeit der Naßkuchen-Zuführung (21,5% Feuchtigkeit), kg/Std. 90 Feuchtigkeits-Endgehalt (nach Karl Fischer), ppm 239
Die Kennwerte zweier Trocknungsversuche mit dem nassen Kuchen unter Verwendung eines Luftstrahltrockners sind nachfolgend zusammengestellt. Bei dem zweiten Trocknungsversuch wird gleichzeitig dem Trockner eine kleine Menge gepulvertes Siliciumdioxyd zusammen mit dem nassen Kuchen zugeführt, um ein trocknes Pulver mit einem Siliciumdioxyd-Gehalt von 0,5% zu erzeugen. Die Verkstärkung des Freifließvermögens des Siliciumdioxyd enthaltenden Pulvers kommt in der.Verringerung des von einem 5-Mikron-Sieb eines Air Jet Sieve nach 30 Min. zurückgehaltenen Prozentsatzes zum Ausdruck.
Ver- Versuch 1 such 2
Siliciumdioxid, kg 0,23
Geschwindigkeit der Naßkuchen-Zuführung, kg/Std. 76 45
Versuchsdauer, Min. 32 30 Lufteintrittstemperatur, "C 93 82
Temperatur des im Luftstrom ausgetragenen Produktes, °C 49 4'
Siebprüfung (Air Jet Sieve), nach 30 Min. von einem 53-Mikron-Sieb zurückgehaltener Prozentsatz 80,7 1,0
Feuchtigkeitsgehalt des nassen
Kuchens, %
Feuchtigkeitsgehalt des trockenen Produkts (Schmelzmcthodc), ppm H2O
Beispiel 2
25,8 25,8
340
20
30
Während eines 2O,3stiindigen Versuches wird der Dispergierzone 1 ein Polyäthylen von niedrigem Schmelzindex (Dichte 0,924. Schmelzindex 5,0 g/10 Min.) im geschmolzenen Zustand zugeführt. Gleichzeitig mit der Polyäthylenzufuhr pumpt man in die Dispergierzone aus dem Tank 8 über einen Wärmeaustauscher kontinuierlich eine Lösung von Wasser und oberflächenaktivem Mittel ein. Die aus der Reaktionsvorrichtung erhaltene Produktaufschlämmung hat eine durchschnittliche Teilchengröße von 13,7 Mikron, wobei weniger als 3% der Teilchen größer als 25 Mikron sind. Die Teilchen haben eine im wesentlichen kugelförmige Gestalt.
Die von der Dispergierzone erhaltene Produktaufschlämmung wird von dem Produkt-Druckmindertank 3 der Trennzone 4 zugepumpt, die mit einer Zentrifuge mit perforiertem Korb versehen ist. Die Filtratlösung wird im Kreislauf wieder dem die Lösung von Wasser und oberflächenaktivem Mittel enthaltenden Tank 8 zugeführt. Der nasse Kuchen wird der Waschzone 5 zugeführt und mit Wasser von Raumtemperatur bei einem Verhältnis von Wasser zu nassem Kuchen von 3:1 bewegt, und die anfallende Aufschlämmung wird über ein Schwingsieb gepumpt, das mit einem 200-Maschen-Sieb ausgestattet ist. Auf die Siebvorrichtung wird Wasser aufgespritzt, um den Wirkungsgrad der Siebarbeit zu erhöhen. Die verdünnte Aufschlämmung wird wieder zur Trennzone 6 geführt und der anfallende, nasse Kuchen in einem Luftstrahltrockner getrocknet. Das trockene Pulver enthält keine Agglomerate und hat die Form diskreter Teilchen der gleichen Größeneigenschaften wie die aus der Reaktionsvorrichtung erhaltene Produktaufschlämmung.
Die durchschnittlichen Arbeitsbedingungen sind nachfolgend zusammengefaßt:
Arbeitsdauer, Std. 20,3
Polymerisat-Zuführgeschwindigkeit,
kg/Std. 10,9
oberflächenaktives Mittel
Blockcopolymer aus Äthylenoxid/Propjlenoxid 80:20
Zuführgeschwindigkeit der Lösung von
Wasser und oberflächenaktivem Mittel,
kg/Std. 26,3
Konzentration des oberflächenaktiven
Mittels in der wäßrigen Lösung, % 6,8—7,7
Polymerisat-Konzentration in der Dispergierzone, % 29,2
Temperatur der Dispergierzone, 0C 209
Verweilzeit in der Dispergierzone, Min. 7,1
Geschwindigkeit der Bewegungsorgan-Enden, m/Min. 157
Austrittstemperatur der Produktaufschlämmung aus dem Wärmeaustauscher 2,0C 51
Waschverhältnis von Wasser zu nassem
Kuchen (1 Waschstufe) 3:1 Temperatur des Waschwassers, 0C 22
Gehalt des Polymerisats an oberflächenaktivem Mittel nach dem Waschen, % 0,27
Trockengesamtzeit im Luftstrahltrockner, Std. 2.0 Austrittstemperatur des Produktes im Luftstrom, 0C 68 Eintrittstemperatur der Luft zum Luftstrahltrockner, 0C 103 Zuführgeschwindigkeit des nassen Kuchens, m/Std. 89 Feuchtigkeits-Endgehalt (Karl Fischer), ppm 127
Beispiel 3
Während eines 6,0stündigen Versuchs wird der Dispergierzone 1 ein Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisatharz (Vinylacetat-Gehalt 14,2%, Dichte 0,939 g/cm3, Schmelzindex 7,0 g/10 Min.) zugeführt. Gleichzeitig mit der Polyäthylenzuführung pumpt man in die Dispergierzone aus dem Tank 8 durch einen Wärmeaustauscher eine Lösung von Wasser und oberflächenaktivem Mittel ein. Die durchschnittlichen Arbeitsbedingungen bei diesem Versuch sind nachfolgend zusammengestellt:
Versuchsdauer, Std. 6,0
Zuführgeschwindigkeit des Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisats, kg/Std. 80
Zuführgeschwindigkeit der Lösung von oberflächenaktivem Mittel und Wasser, kg/Std. 18.0
Temperatur der Dispergierzone, 0C 218
Geschwindigkeit der Enden des Bewegungsorgans der Reaktionszone, m/Min. 157 Verweilzeit in der Dispergierzone, Min. 9,15
Mischpolymerisat-Konzentration in der
i"> Dispergierzone, % 30,8
Konzentration des oberflächenaktiven Mittels in der wäßrigen Lösung, % 5,90
oberflächenaktives Mittel
Blockcopolymer aus Äthylenoxid/Propy-
lenoxid 80:20
Austrittstemperatur der Produktaufschlämmung aus Wärmeaustauscher 2, 0C 51
Waschverhältnis von Wasser zu nassem
Kuchen (2 Waschstufen) 5:1
Waschwasser-Temperatur, 0C 20
Trockenzeit (Rotationsvakuumtrockner bei 685 mm Hg Vakuum), Std. 3,0
Naßkuchen-Zuführung zum Trockner, kg 20,8
Trockentemperatur, "C 50
Wasserendgehalt des trockenen Mischpolymerisats (Schmelzmethode), ppm 359
Die Teilchen in der von der Reaktionsvorrichtung erhaltenen Produktaufschlämmung haben einen durchschnittlichen Durchmesser von 13,0 Mikron, wobei weniger als 3% der Teilchen größer als 25 Mikron sind. Die Teilchen haben eine kugelförmige Gestalt. Die von der Reaktionsvorrichtung erhaltene Produktaufschlämmung wird von der Druckminderzone 3 über ein Schwingsieb gepumpt, das mit einem 200-Maschen-Nylonsieb versehen ist. Das durch die Siebvorrichtung hindurchtretende Gut wird der Trennzone 4 zugepumpt, die mit einer Zentrifuge mit perforiertem Korb versehen ist. Der von der Trennzone 4 erhaltene, nasse Kuchen wird der Waschzone S zugeführt und bei einem Verhältnis von Wasser zu nassem Kuchen von 5:1 mit kaltem Wasser bewegt. Die erhaltene Aufschlämmung wird der Trennzone 6
bO
65
zugepumpt, und der nasse Kuchen wird in einem Rotationsvakuumtrockner bei einer Temperatur von 5()CC getrocknet. Zur Entfernung der Agglomerate wird das trockene Pulver durch eine Mühle geführt. Das gemahlene Pulver hat die gleichen Teilchengrößeeigenschaften wie die aus der Reaktionsvorrichtung erhaltene Produktauf schlämmung.
Beispiel 4
Während eines 5,0stündigen Versuches wird der Dispergierzone 1 ein Linearpolyäthylenharz (Dichte 0,965, Schmelzindex 19,5 g/10 Min.) zugeführt. Gleichzeitig mit der Polyäthylen-Zuführung wird kontinuierlich aus dem Tank 8 über einen Wärmeaustauscher eine Beschickungslösung von Wasser und oberflächenaktivem fvliiiei in die Dispergierzone gepumpt. Die von der Reaktionsvorrichtung erhaltene Produktaufschlämmung hat eine durchschnittliche Teilchengröße von 11 Mikron, wobei weniger als 4% der Teilchen 25 Mikron überschreiten. Die Teilchen haben eine kugelförmige Gestalt.
Die von der Dispergierzone erhaltene Produktaufschlämmung wird vom Produkt-Druckmindertank 3 der Trennzone 4 zugepumpt, die mit einer Zentrifuge mit perforiertem Korb versehen ist. Die Filtratlösung wird in den die Beschickungslösung von Wasser und oberflächenaktivem Mittel enthaltenden Tank 8 zurückgeiührt. Der nasse Kuchen wird zur Waschzone 5 geführt und bei einem Verhältnis von Wasser zu nassem Kuchen von 5 ,. mit Wasser von 66°C bewegt und die erhaltene Aufschlämmung dann von der Zone 5 zur Trennzone 6 geführt. Der aus der Produktaufschlämmung der Reaktionsvorrichtung erhaltene nasse Kuchen wird insgesamt dreimal bei den gleichen Arbeitsbedingungen gewaschen. Die bei der letzten Waschbehandlung erhaltene Aufschlämmung wird über eine Schwingsiebvorrichtung gepumpt, die mit einem 200-Maschen-Sieb versehen ist, und das durch die Siebvorrichtung hindurchtretende Material der Trennzone 6 zugeführt. Der aus der Trennzone 6 erhaltene nasse Kuchen wird einem Rotationsvakuumtrockner zugeführt und das trockene Pulver auf einer Mühle behandelt, um die Agglomerate zu entfernen. Das gemahlene Pulver hat die gleichen Teilchengrößeeigenschaften wie die Produktaufschlämmung aus der Reaktionsvorrichtung.
Die durchschnitiüchen Arbeitsbedingungen sind nachfolgend zusammengefaßt:
Arbeitsdauer, Std.
Polymerisat-Zuführungsgeschwindigkeit,
kg/Std.
oberflächenaktives Mittel
Blockcopolymer aus Ärlsylenoxyd/Propylenoxyd
Zuführgeschwindigkeit der Lösung von
Wasser und oberflächenaktivem Mittel,
kg/Std.
Konzentration des oberflächenaktiven
Mittels in der wäßrigen Lösung, %
Dispergierzonen-Temperatur, 0C
Polymerisat-Konzentration in der Dispergierzone, %
Verweilzcit in der Dispergierzone, Min.
Geschwindigkeit der Enden des Bewegungsorgans, m/Min.
Austrittstemperatur der Produktaufschlämmung aus dem Wärmeaustauscher 2, 0C
80:20
22,0
6,0
220
37,7
7,5
157
53 Waschverhältnis von Wasser zu nassem Kuchen (3 Waschstufen) 5 : 1
Temperatur des Waschwassers, °C 66
Gehalt des Polymerisats an oberflächen-
"' aktivem Mittel nach 3 Waschbehandlungen, % 0.30 Trockenzeit (Rotationsvakuumtrockner bei 658 mm Hg Vakuum), Std. 9,0 Naßkuchen-Zuführung zum Trockner, kg 30,7
ι» Trockentemperatur, 0C 66
Wasserendgehalt des trockenen Polymerisats (Schmelzmethode), ppm 250
Beispiel 5
i> Die Arbeitsweise von Beispiel 4 wird unter Verwendung eines Polyäthylens von hohem Schmclzindex (Dichte 0,926, Schmelzindex 250 g/10 Min.) wiederholt. Die Produktaufschlämmung aus der Reaktionsvorrichtung hat eine durchschnittliche Teilchengröße
-'<> von 9,2 Mikron, wobei wenigeF als 3% der Teilchen 25 Mikron überschreiten. Die durchschnittlichen Arbeitsbedingungen sind nachfolgend zusammengestellt:
Versuchsdauer, Std. 15,75
Polymerisat-Zuführgeschwindigkeit,
kg/Std. 7,2
oberflächenaktives Mittel
Blockcopolymer aus Äthylenoxid/Propy-
lenoxid 80:20
Zuführgeschwindigkeit der Lösung von Wasser und oberflächenaktivem Mittel, kg/Std. 19,2
Konzentration des oberflächenaktiven Mittels in der wäßrigen Beschickungslö-
sung, % 5,7-5,9
Temperatur der Dispergierzone, 0C 204
Polymerisat-Konzentration in der Dispergierzone, % 27,3 Verweilzeit in der Dispergierzone, Min. 8,9
Geschwindigkeit-der Enden des Bewegungsorgans, m/Min. 157 Austrittstemperatur der Produktaufschlämmung aus dem Wärmeaustauscher 2, 0C 48
Waschverhältnis von Wasser zu Feststoff
(3 Waschstufen) 5 :1
Waschtemperatur, 0C 66
Gehalt des Polymerisats an oberflächenaktivem Mittel nach dem Waschen, % 0,14
Trockenzeit (Rotationsvakuumtrockner
bei 685 mm Hg Vakuum), Std. 7,0
Trockentemperatur, °C 66
Wasserendgehalt des Polymerisats (Schmelzmethode), ppm 196
Nach der Hindurchführung des aus dem Rotationsvakuumtrockner erhaltenen Materials durch eine Mühle und dadurch Zerkleinerung von Agglomeraten wird das trockene Pulver in Form von diskreten, kugelförmigen Teilchen mit einer durchschnittlichen
bo Teilchengröße von 9,2 Mikron gewonnen, wobei weniger als 3% der Teilchen 25 Mikron überschreiten. Die obigen Werte zeigen, daß sich das Verfahren gemäß der Erfindung leicht zur Herstellung feinteiliger Polymerisate mit ausgezeichneten physikalischen
b5 Eigenschaften verwenden läßt. Die Produkte können in wirksamer Weise bei einer Vielfalt von technischen Zwecken, wie den oben beschriebenen, Anwendung finden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur Herstellung von feinteiligen, normalerweise festen organischen thermoplastischen Polymerisaten, bei dem man das geschmolzene Polymerisat mittels hoher Scherkräfte in Wasser in Gegenwart von Dispergiermitteln bei einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Polymeren und einem Druck, bei dem das Wasser flüssig bleibt, in einer Dispergierzone dispergiert, die erhaltene Dispersion unterhalb des Schmelzpunktes des Polymeren abkühlt und das ausfallende Polymerpulver nach Druckentlastung abtrennt, wäscht und trocknet, dadurch gekennzeichnet, daß man das thermoplastische Polymerisat, das Wasser und die Dispergiermittel kontinuierlich in die Dispergierzone einführt und sie entgegen der Schwerkraft durch die Dispergierzone strömen läßt und daß man die gebildete Dispersion vor dem Abkühlen und Entspannen fortlaufend aus der Dispergierzone unterhalb des Flüssigkeitsspiegels der Dispersion abzieht.
    IO
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