DE1694695B2 - Herstellung gefärbter kugelförmiger thermoplastischer Pulver - Google Patents
Herstellung gefärbter kugelförmiger thermoplastischer PulverInfo
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Description
Pulverisierte organische polymere thermoplastische Harze werden in trockener Form zur Überziehung von
Gegenständen durch Beschichten durch Eintauchen in ein Fest- oder Fließbeti, durch Beschichten mittels
eines Pulvers, wobei das Pulver durch Aufsprühen oder Aufstäuben aufgebracht wird, durch Flammspritzen
oder durch elektrostatische Anziehung verwendet.
Thermoplastische Harzpulver in dispergierter Form werden als Überzüge auf Substrate, beispielsweise aus
Metall, Papier oder Pappe, durch Aufwalzen, Besprühen, Bestreichen, Eintauchen sowie auf elektrostatischem
Wege aufgebracht.
Es wurde bereits ein Verfahren zur Herstellung von feinteiligen, normalerweise festen, synthetischen organischen
thermoplastischen Polymeren, die nicht Homopolymerisate von Polyolefinen sind, und einen Zersetzungspunkt
oberhalb ihres Erweichungspunktes haben, vorgeschlagen, bei dem man das synthetische,
thermoplastische Polymere in geschmolzener Form mit 0,8 bis 9 Gewichtsteilen Wasser je Gewichtsteil
Polymeres in Gegenwart von 2 bis 25 Gewichtsteile je 100 Gewichtsteile des Polymeren eines wasserlöslichen
Blockcopoiymeren aus Äthylenoxid und Propyienoxid mit einem Molgewicht oberhalb von etwa
3500, wobei das Blockcopolymere einen Hauptgewichtsanteil an Äthylenoxid in polymerisierter Form
enthält, bei einer Temperatur zwischen etwa 115 und 325 C, aber unterhalb der Zersetzungstemperatur des
Polymeren bei Drücken zwischen etwa 6 und 120 Atmosphären kräftig bewegt bzw. rührt und anschließend
die gebildete Dispersion unterhalb des Erweichungspunktes des gebildeten feinteiligen Polymeren abkühlt
und das feinteilige Polymere abtrennt.
Es besteht ein Bedarf an gefärbten thermoplastischen Pulvern. Solche Pulver werden nicht nur für die vorgenannten
Beschichtungszwecke benötigt, sondern auch für spezielle Forschungszwecke, beispielsweise
als Aerosol-Tracer bei Luftvertcilungsuntersucliungen oder als in Wasser suspendierte Tracer für ozeanographische
Untersuchungen oder als Signalpulver u. dgl.
Die Herstellung gefärbter Thermoplaste ist nicht neu. Man kann Pigmente oder Farbstoffe zusammen
mit den Harzen pulverisieren, jedoch wird hierbei nicht eine völlig gleichmäßige Verteilung der Pigmente
bzw. Farbstoffe erzielt, und auch die Teilchengröße ist in den meisten Fällen sehr uneinheitlich. Deshalb
sind solche Pulver für Wirbelschichtverfahren oder zum Dispergieren wenig geeignet. Für solche Zwecke
benötigt man vielmehr kugelförmige Teilchen mit ίο enger Größenverteilung.
Das Anfärben der Oberflächen von thermoplastischen Pulvern ist auch möglich. In diesem Fall bestehen
Schwierigkeiten, den überzug gleichmäßig aufzutragen. Außerdem wird ein solcher Überzug leicht
durch Abrieb wieder entfernt.
Aufgabe der Erfindung ist es, gefärbte kugelförmige thermoplastische Pulver herzustellen, welche die Nachteile
der gefärbten Pulver des Standes der Technik nicht aufweisen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung
besteht darin, solche gefärbten kugelförmigen thermoplastischen Pulver herzustellen, bei denen die Farbstoffe
oder Pigmente gleichmäßig durch und durch in dem thermoplastischen Pulver verteilt sind.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung gefärbter kugelförmiger thermoplastischer
Pulver, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Mischung aus einem thermoplastischen Polymeren,
einem Färbemittel und Wasser in Gegenwart von 0,1 bis 2 Gewichtsteile pro Teil der Mischung aus dem
Polymeren und Färbemittel eines Blockcopolymeren aus Äthylenoxid und Propyienoxid bei einer Temperatur
zwischen 110 und 260 C und einem Druck zwischen 6 und 120 Atmosphären kräftig gerührt wird
und anschließend die Dispersion auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunkts des Polymeren abgekühlt
und das feinteilige Polymere abgetrennt wird.
Als thermoplastische Polymere kommen insbesondeie Polyäthylen in Frage, jedoch sind auch andere
Olefinhomo- und -copolymere sowie Polyamide, Acrylharze, Polystyrol, Cellulosematerialien, Polyester,
Vinylharze, Polymere von Fluorkohlenwasserstoffen sowie Mischungen und Copolymere aus diesen
Polymeren geeignet. Spezifische Beispiele für mögliche thermoplastische Harze sind Polyvinylchlorid, PoIyvinylacetat,
Vinylchlorid/Acetat-Copolymere, Polyvinylalkohol, Polyvinylacetat, Äthylen, Vinylacetat,
Äthylen/ Vinylpropionat, Äthylen/Vinylisobutyrat, Äthylen/Vinylalkohol, Äthylen/Methylacrylat, Äthylen/Äthylacrylat,
Äthylen Äthylmethacrylat, Äthylen Allylalkohol, Äthylen Allylacetat, Äthylen/Allylaceton,
Äthylen/Allylbenzol, Äthylen, Allyläther, Äthylen/ Acrolein, Polyhexamethylensebacinsäureamid, PoIycaprolactam,
Polymethylmethacrylat, Polyacrylnitril, Polymethylacrylat, Polyäthylmethacrylat, Styrol; Methylmethacrylat.
Polyhexamethylenadipamid od. dgl. Als erfindungsgemäU geeignetes Färbemittel können
jedes geeignete Pigment, Farbstoff, Trübungsmittel, Aufhellungsmitlel sowie Fluoreszierungsniittel od. dgl,
eingesetzt werden. Das Färbungsmittel muß bei dei Dispergierungstemperatur des polymeren Materials
hitzestabil sein, soll nicht mit dem polymeren Materia! chemisch reagieren und soll vorzugsweise in Wassei
vernachlässigbar oder η uv mäßig löslich sein. Darübei hinaus soll das Färbemittel vorzugsweise lichtstabi
sein und nicht nach der Dispergierung aus dem thermo
plastischen Harz »ausbluten« oder »herauswandern« Beispiele für geeignete Materialien sind Ruß, Phthalo
cyaninblau, Fluoreszen::-Färbemittel oder -Farbstoffe
Phthalocyanicgrün, Cadmiumsulfid, Cadmiumsulfid- pellerrührern ausgestattet ist. Propeller, welche derart
Selenid, Titandioxyd, calciniertes Eisenoxyd, Chrom- gestaltet sind, daß sie auf die Mischung eine größere
oxyd, Zmkoxyd od. dgl. Scherwirkung ausüben, können die durchschnittliche
Erfindungsgemaß geeignete oberflächenaktive Mittel Teilchengröße und die Größenverteilung des gewonsind
wasserlösliche Blockpolymerisate aus Äthylen- 5 nenen Polymeren beeinflussen. Die durchschnittlicht
oxyd und Propylenoxyd. Sie sind vorzugsweise wasser- Teilchengröße und Größenverteilung des gepulverten
lösliche Blockpolymerisate aus Athylenoxyd und Produkts werden von dem Vorrichtungstyp, der Rühr-Propylenoxyd
mit einem Molekulargewicht oberhalb zeit, der Rührgeschwindigkeit und anderen Faktoren,
ungefähr 3500, die. bezogen auf das Gewicht, einen die mit der Verfahrensdurchführung und der Aus-Hauptanteil
an Athylenoxyd enthalten. Derartig·; Ver- io gestaltung der Anlage zusammenhängen, bestimmt,
bindungen sind sowohl stabil als auch als Dispergie- Höhere Rührgeschwindigkeiten haben im allgemeinen
rungsmittel für thermoplastische Polymerisate bei bis zur Erreichung einer optimalen Geschwindigkeit
Temperaturen bis zu ungefähr 260"C oder darüber die Bildung feinerer Dispersionsn mit engerer Größen-
und insbesondere bei Temperaturen oberhalb ungefähr verteilung zur Folge. Die Rührdauer bei den Disper-1380C,
ganz besonders bei Tempera'uen zwischen 15 gierungsternperaturen liegt im allgemeinen zwischen
ungefähr 138 und 204aC, wirksam. Repräsentative 1 und 2* Minuten bei Rührerspitzengeschwindigkeiten
Beispiele für derartige Verbindungen werden durch von 122 bis 1220 m/Minute, vorzugsweise bei ungefähr
Polymerisation von Athylenoxyd an die Enden eines 5 bis 15 Minuten bei Spitzengeschwindigkeiten von
vorgeformten polymeren Grundmaterials aus Poly- ungefähr 55,7 bis 304,8 linearen Metern pro Minute,
oxypropylen hergestellt. Sowohl die Länge als auch ao Die Rührgeschwindigkeiten und -perioden hängen
das Molekulargewicht des Polyoxypropylen-Grund- jedoch von dem verarbeiteten Material und dem einmaterials
sowie die Polyoxyäthylen-Endsegmente kön- gesetzten Anlagentyp ab.
nen zur Erzeugung einer Vielzahl von Produkten Das Emulgierungsmittel braucht nicht durch Vervariiert
werden. Ein Beispiel für ein geeignetes ober- mahlen od. dgl. vorher in das Polymerisat eingunengt
flächenaktives Mittel ist ein Polyoxypropylen mit as zu werden, kann jedoch in die Dispergierungsapparatur
einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 2700, in Form eines Feststoffes oder einer wäßrigen Lösung
das mit Äthylenoxyd unter Gewinnung eines Produkts gleichzeitig mit den anderen Bestandteilen eingjführt
mit einem Molekulargewicht von durchschnittlich werden. Gegebenenfalls kann das Dispergierungsungefähr
13 500 polymerisiert wird. Es enthält unge- verfahren kontinuierlich durchgeführt werden,
fähr 20 Gewichtsprozent Propylenoxyd und ungefähr 3° Die Verfahrensbedingungen, beispielsweise die PoIy-80 Gewichtsprozent Äthylenoxyd. Von anderen wirk- merkonzentration, das Verhältnis von objrflächensamen Mitteln seien (a) 50 Gewichtsprozent aus aktivem Mittel zu Polymerem, die Rührspitzenjeweils Propylenoxyd und Athylenoxyd, Molekular- geschwindigkeit, die Rührzeit sowie die Verfahrensgewicht 6500, (b) 20 Gewichtsprozent Propylenoxyd temperatur hängen von dem verwendeten Polymeren- und 80 Gewichtsprozent Athylenoxyd. Molekular- 35 typus, der Art und Konzentration des Färbemittels, gewicht 11 250, (c) 20 Gewichtsprozent Propylenoxyd dem Typus des oberflächenaktiven Mittsls, dem aus- und 80 Gewichtsprozent Athylenoxyd, Molekular- gewählten flüssigen Medium sowie der Teilchengewicht 16 250 und (d) 50 Gewichtsprozent jeweils an größenverteilung des gewünschten Endprodukts ab. Propylenoxyd und Athylenoxyd, Molekulargewicht Die Betriebstemperatur hängt von dem Schmelz-4500, erwähnt. 40 punkt, den Schmelzflußeigenschaften, der Zersetzungs-
fähr 20 Gewichtsprozent Propylenoxyd und ungefähr 3° Die Verfahrensbedingungen, beispielsweise die PoIy-80 Gewichtsprozent Äthylenoxyd. Von anderen wirk- merkonzentration, das Verhältnis von objrflächensamen Mitteln seien (a) 50 Gewichtsprozent aus aktivem Mittel zu Polymerem, die Rührspitzenjeweils Propylenoxyd und Athylenoxyd, Molekular- geschwindigkeit, die Rührzeit sowie die Verfahrensgewicht 6500, (b) 20 Gewichtsprozent Propylenoxyd temperatur hängen von dem verwendeten Polymeren- und 80 Gewichtsprozent Athylenoxyd. Molekular- 35 typus, der Art und Konzentration des Färbemittels, gewicht 11 250, (c) 20 Gewichtsprozent Propylenoxyd dem Typus des oberflächenaktiven Mittsls, dem aus- und 80 Gewichtsprozent Athylenoxyd, Molekular- gewählten flüssigen Medium sowie der Teilchengewicht 16 250 und (d) 50 Gewichtsprozent jeweils an größenverteilung des gewünschten Endprodukts ab. Propylenoxyd und Athylenoxyd, Molekulargewicht Die Betriebstemperatur hängt von dem Schmelz-4500, erwähnt. 40 punkt, den Schmelzflußeigenschaften, der Zersetzungs-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vor- temperatur sowie der gewünschten Feinheit der Disper-
liegenden Erfindung wird das Färbemittel in das poly- sion aus dem ausgewählten synthetischen organischen
mere Material durch Vereinigung des Färbemittels mit thermoplastischen Harz ab. Obwohl derartige Harze
einem feinverteilten oder granulierten Polymeren in bei Temperaturen bis herab zu ihren Schmelzpunkten
einer Mischungsvorrichtung, wie beispielsweise einem 45 dispergiert werden können, sind Erhöhungen der
Doppelkegelmischer, und anschließende Vermischung Dispersionstemperatur über den Schmelzpunkt hinaus
der zwei Bestandteile in einer Doppelwalzenmühle, in und bis zu der Zersetzungstemperatur der Harze im
einem Banbury-Mischer, in einer herkömmlichen allgemeinen von entsprechenden Steigerungen der
Schneckenstrangpresse oder in einer anderen geeig- Fluidität des geschmolzenen Harzes bigleitet. Es steht
neten Vorrichtung, in welcher die Wärme, die ent- 5° zu erwarten, daß mit steigender Fluidität der Schmelze
weder zugeführt oder durch Reibung erzeugt wird, ge- die Dispersionen im allgemeinen Teilchen mit gerin-
steuert wird, um das Einmischen des Mittels in das gerer durchschnittlicher Größe ergeben, ohne daß
Polymerisat /u fördern und gleichzeitig einen Poly- dabei eine Erhöhung des Rühraufwandes erforderlich
merkatabbau auf ein Minimum herabzusetzen, ein- ist. Es wurden jetloch auch häufig sehr feine Teilchen
gemengt. Das vermischte Material wird dann nach 55 bei tieferen Temperaturen hergestellt,
üblichen Methoden granuliert oder pelletisiert. Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Er-
Die Mischung wird anschließend mit Wasser und findung zur Herstellung von Polymerenpulvern mit
dem ausgewählten Dispergierungsmittel in irgendeiner sehr feiner Teilchengröße, beispielsweise von Homogeeigneten
Dispergierungsapparatur kontaktiert. Nach polymeren und Copolymeren mit einer durchschnitteinem
Erhitzen und Rühren wird das System schnell 6° liehen Teilchengröße von weniger als 10 μ, liegt die
abgekühlt, worauf das Produkt gewonnen wird, bei- Dispergierungstemperatur bei wenigstens ungefähr
spielsweise durch Filtration, Waschen und Trocknen. 13,5°C oberhalb des Schmelzpunkts der Polymeren-
Die Dispergierungsapparatur kann aus jeder Vor- mischung und vorzugsweise wenigstens ungefähr 330C
richtung bestehen, d'"e dazu in der Lage ist, unter oberhalb des Schmelzpunkts.
erhöhten Temperaturen und Drücken wenigstens eine 65 Die Dispergierungstemperaturen liegen zwischen
mäßige Scherwirkung auf eine flüssige Mischung aus- UO und 26O0C.
zuüben. Ein Beispiel für eine geeignete Apparatur ist Der Druck in dem Dispergierungskessel wird derart
ein herkömmlicher Autoklav, der mit üblichen Pro- einreguliert, daß der Dampfdruck des flüssigen Me-
5
Ί 6
diums bei der Betriebstemperatur (oberhalb des Pellets verwendet werden, wobei es in diesem Falle als
Schmelzpunkts der Polymerenmischung) überschritten poröses oder festes Bindemittel für andere Materialien
wird, so daß eine flüssige Phase aufrechterhalten wird. dient. Ferner ist es ein zufriedenstellender Ersatz für
Drücke zwischen 6 und 120 Atmosphären sind ge- weiße, feinverteilte Thermoplaste, sofern ein gefärbtes
eignet. In den Fällen, in welchen das Polymere bei 5 Produkt gewünscht wird.
erhöhten Dispergierungstemperaturen gegenüber Luft Die Natur und die Menge des Additivs, das der
empfindlich ist, kann an Stelle der normalerweise vor- thermoplastischen Masse zugesetzt wird, beeinflussen
handenen Luft ein Inertgas, beispielsweise Stickstoff die physikalischen Eigenschaften des Endprodukts. Da
oder Helium, vorgesehen werden. viele Thermoplasttypen verwendet werden können
Das Trocknen des gewonnenen feinverteilten Poly- io und andere Additive, beispielsweise feinvcrteiltes
meren liefert im allgemeinen ein freifließendes Pulver Kupfer, Titandioxyd oder Blähmittel, in die Polymer-
mit feiner Teilchengröße und einer relativ engen Teil- masse zusammen mit dem Färbemittel eingemengt
chengrößenverteilung. Im allgemeinen besitzen die werden können, ist es möglich. Pulver mit speziellen
Teilchen eines derart erzeugten Pulvers einen Durch- physikalischen Eigenschaften, beispielsweise hinsicht-
messer von weniger als ungefähr 1000 μ. Durch Van- 15 lieh Größe, Dichte, Farbe, Oberflächeneigenschaften,
ierung der Zusammensetzung der ausgewählten Disper- aerodynamischen und elektrostatischen Eigenschaften
gierungsmittel, des Verhältnisses von Polymerem zu od. dgl., herzustellen.
Wasser sowie anderer Materialkonzentrationen und Werden solche Materialien, Konzentrationen und
Verfahrensbedingungen können Pulver hergestellt Verfahrensbedingungen, die normalerweise für eine
werden, deren durchschnittliche Teilchengrößen zwi- 20 Erzeugung nichtpigmentierter kugelförmiger PoIy-
schen ungefähr 300 bis herab zu 3 μ schwanken. Be- äthylenteilchen förderlich sind, auf pigmentiertes
sonders bevorzugt werden Pulver mit einer engen Polyäthylen angewendet, dann werden nur große
Teilchengrößenverteilung und einer durchschnittlichen Kügelchen oder feine bis grobe Fasern erzeugt Durch
Teilchengröße von weniger als 20 μ, oft in zweck- Modifizierung der Bedingungen, insbesondere durch
mäßiger Weise mit einer Teilchengröße von weniger 25 Herabsetzung der Temperatur und durch Verwendung
als 10 μ. von Polyäthylenen mit höherem Schmelzindex, werden
Die Konzentration des Färbemittels in einer Poly- jedoch Pulver in reproduzierbarer Weise erzeugt, die
äthylen/Färbemittel-Masse kann zwischen ungefähr aus feinen kugelförmigen Teilchen bestehen.
0,1 und 80 Gewichtsprozent schwanken. Gewöhnlich Werden mechanisch vermahlene oder unregelmäßig
liegt der Konzentrationsbereich zwischen ungefähr 30 geformte Teilchen aus thermoplastischen Homopoly-
0,5 und 20%, wobei der bevorzugte Bereich 2 bis 10",, merisaten oder Copolymerisaten mit einem Größen-
beträgt. bereich zwischen ungefähr 0.64 cm bis herab zu unge-
Für Wasser/Polyäthylendispersionen werden unge- fähr 10 μ, wobei einige Pigmente enthalten, einige
fähr 1 bis ungefähr 20 Gewichtsteile Wasser pro Teil nicht pigmentiert sind und andere Blähmittel oder
Harz/Färbemittel verwendet. Der bevorzugte Bereich 35 andere Additive enthalten, in der gleichen Weise verliegt
bei ungefähr 2,5 bis ungefähr 10 Teilen. Das Ver- arbeitet, mit der Ausnahme, daß das Rühren gleichhältnis
an oberflächenaktivem Mittel zu der Poly- zeitig mit dem Erhitzen begonnen und während des
merisat/Färbemittel-Mischung in dem Reaktor kann Erhitzungszyklus fortgeführt wird, dann werden kugelzwischen
ungefähr 0,10 und ungefähr 2,0 Gewichts- förmige Teilchen mit verschiedener Größe erzeugt. Die
teilen des oberflächenaktiven Mittels pro Teil Poly- 40 Größe hängt in erster Linie von dem Typus der Polymerisat/Färbemittel
schwanken, wobei ein bevorzugter merenmischung, der Menge an oberflächenaktivem Bereich zwischen ungefähr 0,20 und ungefähr 1,0 Teilen Mittel sowie der ursprünglichen Größe dei Teilchen
liegt. ab. Einige Teilchen, insbesondere die großen unregel-
Die Rührergeschwindigkeit in dem Dispergierungs- mäßigen Teilchen, werden zu sehr feinen kugelförmigen
kessel, die in den folgenden Beispielen eingehalten 45 Teilchen verkleinert. Die zwischendurch auftretenden
wird, liegt zwischen ungefähr 122 und 1220 m/Minute, Teilchen und unregelmäßigen Teilchen mit kleiner
während die Rührzeit ungefähr 1 bis 24 Minuten bei Größe, d. h. unterhalb ungefähr 500 μ, neigen dazu,
der Dispergierungstemperatur beträgt. bei der Kugelbildung ihre ursprüngliche Größe hei-
Bei der praktischen Durchführung der Erfindung zubehalten, sofern nicht eine übermäßige Menge des
werden gefärbte thermoplastische Pulv^rzusammen- 50 oberflächenaktiven Mittels verwendet wird, da in
Setzungen erhalten, die aus einzelnen kugelförmigen diesem Falle eine Neigung zur Verkleinerung der
Teilchen bestehen, in denen das Färbemittel gleich- Teilchengröße festzustellen ist. In anderen Fällen,
mäßig dispergiert ist. Die Teilchen besitzen Durch- insbesondere bei Verwendung von Blähmittel-Addimesser
zwischen 1 und ungefähr 1000 μ, wobei der tiven, neigen feinere Teilchen dazu, sich mit größeren
durchschnittliche Teilchendurchmesser ungefähr 3 bis 55 kugelförmigen Teilchen unter Erzielung eines engen
300 μ beträgt. Diese Teilchen lassen sich als kugel- Größenverteilungsbereiches zu verschmelzen. Diese
förmige Standardteilchen für Forschungszwecke ein- Ergebnisse sowie die Hypothesen, welche dazu entsetzen,
und zwar für Luftverteilungsuntersuchungen, wickelt wurden, diese Ergebnisse zu erklären, können
als Simulantien für chemische, biologische und radio- als Basis zur Steuerung der durchschnittlichen Größe
aktive Untersuchungen, als Aerosoldispersion, als 60 und Größenverteilung der nach diesem Verfahren her-Tracer
in der Ozeanographie sowie als Signalpulver. gestellten Teilchen des Pulverprodukts dienen.
Das Produkt kann ferner zur Herstellung gefärbter, Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, schwarzer und undurchsichtiger weißer Überzüge für ohne sie zu beschränken. Alle Teilangaben beziehen Papier und Textilien, zum Beschichten erhitzter Metall- sich, sofern nicht anders angegeben, auf das Gewicht, teile durch Eintauchen sowie als gefärbte oder schwarze 65 .
Pigmentfarbstoffe oder als photoleitender Überzug bei ö e 1 s ρ 1 e 1 1
elektrostatischen Druckverfahren eingesetzt werden. In einen rührbaren 2-1-Parr-Reaktor, der mit einem Es kann ferner zur Bildung gefärbter, verpreßter elektrisch angetriebenen einzigen Turbinenläufer mit
Das Produkt kann ferner zur Herstellung gefärbter, Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, schwarzer und undurchsichtiger weißer Überzüge für ohne sie zu beschränken. Alle Teilangaben beziehen Papier und Textilien, zum Beschichten erhitzter Metall- sich, sofern nicht anders angegeben, auf das Gewicht, teile durch Eintauchen sowie als gefärbte oder schwarze 65 .
Pigmentfarbstoffe oder als photoleitender Überzug bei ö e 1 s ρ 1 e 1 1
elektrostatischen Druckverfahren eingesetzt werden. In einen rührbaren 2-1-Parr-Reaktor, der mit einem Es kann ferner zur Bildung gefärbter, verpreßter elektrisch angetriebenen einzigen Turbinenläufer mit
6 Flügelblättern und einem Durchmesser von 7,62 cm versehen ist, werden 138,5 g Polyäthylen, das 1 Gewichtsprozent
Ruß enthält, mit einer Dichte von 0,917 g/ccm und einem Schmelzindex von 22, 138,5 g
eines Blockcopolymerisats aus Äthylenoxyd und Propylenoxyd 80/20, Molgewicht 13 500, in den weiteren
Beispielen als Dispergiermittel A bezeichnet, und 875 g Wasser eingefüllt. Der Reaktor wird auf 1500C
erhitzt und mit 4000 UpM 12 Minuten lang bei einer Temperatur von 150 bis 157°C kräftig gerührt. Dann
wird mit dem Erhitzen aufgehört und langsam weitergerührt, wobei der Reaktor auf Zimmertemperatur
abkühlen gelassen wird. Das Produkt ist ein schwarzes Polyäthylenpulver, das gleichmäßig gefärbt ist und
aus kugelförmigen Teilchen mit einer Größe zwischen 10 und 1000 μ, wobei die durchschnittliche Teilchengröße
300 μ beträgt, besteht, wie sich durch mikroskopische Auszählung von 100 Teilchen mit einer
430fachen Vergrößerung feststellen läßt.
Die im Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß 168 g Polyäthylen
mit einer Dichte von 0,926 und einem Schmelzindex von 250, das 5 Gewichtsprozent Ruß enthält, 168 g
Dispergiermittel A und 1000 g Wasser eingesetzt werden. Nach Erreichen einer Temperatur von 138°C
wird mit 5100 UpM 10 Minuten lang gerührt, wobei die Temperatur auf 135 bis 138°C gehalten wird. Das
Produkt ist ein schwarzes Polyäthylenpulver, das sich aus kugelförmigen Teilchen mit einer Größe zwischen
10 und 1000 μ (durchschnittlich 100 μ) zusammensetzt.
Die im Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß 138,5 g Polyäthylen,
das 2 Gewichtsprozent eines fluoreszierenden Pigments (HI-VlZ Fluorescent B-3513, Rotorange)
enthält, 138,5 g Dispergiermittel A und 785 g Wasser eingesetzt werden. Nachdem die Temperatur 163°C
erreicht hat, wird mit dem Rühren (4000 UpM) während einer Zeitspanne von 12 Minuten begonnen,
wobei die Temperatur zwischen 163 und 18O0C gehalten
wird. Das Produkt ist ein rotes Polyäthylenpulver, das aus kugelförmigen Teilchen mit einer
Größe zwischen 3 und 50 μ (durchschnittlich 7 μ) besteht.
Die folgenden Beispiele werden in einem rührbaren, chargenweise betriebenen Reaktor, der mit einem luftbetriebenen
Turbinenläufer versehen ist, durchgeführt. Die Polymerisatmischung, Emulgiermittel und Wasser
(insgesamt 3,6 kg )werden in den Reaktor eingeführt. Der Reaktor wird verschlossen und erwärmt.
Nachdem die Temperatur die gewünschte Höhe erreicht hat, wird mit dem Rühren mit den angegebenen
Umdrehungszahlen begonnen, wobei das Rühren während der angegebenen Zeitspannen bei den aufgeführten
Temperaturen durchgeführt wird. Die Aufschlämmung in dem Reaktor wird dann durch ein sich
schnell öffnendes Kugelventil am Boden des Reaktors in kaltes Wasser einlaufen gelassen. Die abgekühlte
Aufschlämmung wird dann filtriert, gewaschen und an der Luft getrocknet.
Bei diesen Beispielen werden folgende Polyäthylene und Färbemittel verwendet:
Polyäthylenverbindung | Dichte | Schmelzindex |
I II |
0,915 0,926 |
22 250 |
Färbemittel |
III Plasto Blue RDA BC 10194,
IV Plasto Red B BC 10196, V Phthalocyaninblau,
VI Titandioxyd,
VII Vulcan 3-Ruß.
VII Vulcan 3-Ruß.
Die Reaktionsbedingungen sind in der Tabelle I zusammengefaßt. Die Produkte sind kugelförmige
gefärbte Polyäthylenpulver mit Teilchengrößen zwischen 2 und 200 μ.
Beispiel | Polyäthylen | kg | Färbemittel | Gewichtsprozent | Dispergier | Reaktor | Rühren | Minuten |
0,89 | in Polyäthylen | mittel A | temperatur | 12 | ||||
Verbindung | 0,9 | Verbindung | 12 | |||||
0,9 | 0,2 | 12 | ||||||
0,45 | 1.0 | kg | 0C | UpM | 12 | |||
4 | I | 0,9 | in | 0,5 | 0,24 | 204 | 600 | 12 |
5 | I | 1.1 | m | 0,5 | 0,24 | 204 | 600 | 12 |
6 | I | 0,9 | rv | 0,5 | 0,16 | 204 | 600 | 12 |
7 | I | 0,23 | V | 0,5 | 0,57 | 204 | 900 | 12 |
8 | II | 0,45 | V | 1,0 | 0,24 | 149 | 1300 | 6 |
9 | Il | 0,45 | V | 0,5 | 0,56 | 163 | 1300 | 6 |
10 | π | 0,45 | V | 5,0 | 0,57 | 177 | 900 | 12 |
11 | II | V | 5,0 | 0,30 | 149 | 900 | ||
12 | II | vn | 5,0 | 0,45 | 149 | 800 | ||
13 | II | VII | 0,68 | 154 | 1000 | |||
14 | II | VII | 0,45 | 163 | 1000 | |||
Beispiele 15 bis 23
Diese Beispiele ähneln den Beispielen 4 bis 14 und werden deshalb durchgeführt, um die Wirkung einiger
Verfahrensparameter auf die durchschnittliche Teilchengröße (DTG) und Teilchengrößeverteilung (geometrische
Standardabweichung oder GSA) zu zeigen Bei diesen Beispielen wird die Polyathylenverbin
509 531/41'
dung II mit 1,0 Gewichtsprozent des Färbemittels V und 2,4 Gewichtsprozent des Färbemittels VI, wobei
die Färbemittel in die Polyäthylenverbindung eingemengt sind, verwendet. Die Teilchengrößeanalyse
wird durch mikroskopische Auszählung von 100 Teilchen bei einer 430fachen Vergrößerung durchgeführt.
Die Verfahrensbedingungen und Ergebnisse sind in der Tabelle II zusammengefaßt.
Polymerencharge
Dispergiermittel A
Verhältnis Dispergiermittel zu Polymerem Reaktortemperatur
Rühren
UpM
Teilchengrößeanalyse
Minuten
DTG
GSA
15 | 0,45 | 0,23 | 0,5 |
16 | 0,45 | 0,45 | 1,0 |
17 | 0,45 | 0,68 | 1,5 |
18 | 0,45 | 0,45 | 1,0 |
19 | 0,45 | 0,68 | 1,5 |
20 | 0,45 | 0,68 | 1,5 |
21 | 0,45 | 0,23 | 0,5 |
22 | 0,45 | 0,23 | 0,5 |
23 | 0,45 | 0,45 | 1,0 |
177 177 149 163 177 163 149 163 149
1200 | 24 |
800 | 12 |
1200 | 12 |
1200 | 6 |
1000 | 6 |
800 | 24 |
800 | 6 |
1000 | 12 |
1000 | 24 |
34,5 | 2,85 |
24,7 | 2,29 |
8,2 | 2,15 |
18,2 | 2,35 |
15,9 | 2,14 |
12,4 | 2,26 |
6,3 | 2,51 |
15,7 | 2,54 |
8,6 | 2,17 |
Eine mathematische Analyse der Beispiele 15 bis 23 ist in der Tabelle III aufgeführt. Aus ihr geht die
Wirkung einiger Verfahrensparameter auf die durchschnittliche Teilchengröße und die geometrische Standardabweichung
hervor.
Tabelle III | DTG | GSA |
Parameter | ||
Temperatur, 0C | 7,7 | 2,28 |
149 | 15,4 | 2,39 |
163 | 25,0 | 2,44 |
177 | ||
UpM | 14,5 | 2,36 |
800 | 13,4 | 2,29 |
1000 | 20,3 | 2,46 |
1200 | ||
Rührzeit, Minuten | 13,5 | 2,34 |
6 | 16,2 | 2,33 |
12 | 18,4 | 2,42 |
24 | ||
Verhältnis Dispergiermittel | ||
zu Polymerem | 15,5 | 2,64 |
0,5 | 17,2 | 2,27 |
1,0 | 12,2 | 2,18 |
1,5 | ||
Die im Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß 700 g Wasser und
g Xylol als flüssiges Medium verwendet werden. Nachdem die Temperatur 138 0C erreicht hat, wird
mit dem Rühren (5400 UpM) während einer Zeitspanne von 8 Minuten begonnen, wobei die Tempetatur
zwischen 136 und 15O0C gehalten wird. PoIytthylen
ist bei dieser Temperatur in Xylol löslich. Da as bei dieser Methode keine Dispersion erhalten wird,
kann dieses Verhalten auf die Anwesenheit des Xylols zurückgeführt werden.
Die im Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt, mit der Ausnahme, daß 168 g Dispergiermittel
A, 914,5 g Wasser, 168 g eines Äthylen/Vinylacetat-CopoIymeren,
das 14,2% Vinylacetat enthält und eine Dichte von 0,938 g/ccm sowie einen Schmelz-
mdex von 7,0 besitzt, und 1 % Phthalocyaninblau in den Reaktor eingeführt werden. Der Reaktor wird auf
163°C erhitzt, worauf 6 Minuten lang mit 800 UpM gerührt wird. Durch die Entnahmeleitung wird die
Aufschlämmung abgezogen, worauf das Produkt durch
Filtration, Waschen und Trocknen gewonnen wird. Das Produkt besteht aus blauen kugelförmigen Teilchen
mit einer Größe von 2 bis 50 μ.
In einen mit Prallblechen versehenen rührbaren 2-1-Parr-Reaktor, der mit drei luftangetriebenen Turbinenlaufern
mit 6 Schaufelblättern (Durchmesser 7,62 cm) versehen ist, werden 914,5 g Wasser, 90,5 g
Dispergiermittel A und 335 g eines Copolymeren aus
btyrol/Methylmethacrylat mit einem Molverhältnis
von 2:1, das auf eine durchschnittliche Teilchengröße
von 15 μ vermählen ist und 10 Gewichtsprozent Ruß
enthalt, eingeführt. Der Reaktor wird verschlossen, worauf gleichzeitig mit dem Erhitzen und Rühren
«»gönnen wird. Während der Erhitzungsperiode wird
mit 800 UpM gerührt, worauf nach Erreichen einer Temperatur von 177°C weitere 6 Minuten lang gerührt
wird. Der Reaktorinhalt wird dann durch eine 1,27-cmtntnanmeleitung
am Boden des Reaktors in kaltes
Wasser überführt. Das Produkt wird durch Filtration,
waschen und Lufttrocknen gewonnen. Das Produkt oestent aus schwarzen kugelförmigen Teilchen mit
einer Größe von 2 bis 20 μ
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung gefärbter kugelförmiger thermoplastischer Pulver, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Mischung aus einem thermoplastischen Polymeren, einem Färbemittel
und Wasser in Gegenwart von 0,1 bis 2 Gewichtsteile pro Teil der Mischung aus dem Polymeren
und Färbemittel eines Blockcopolymeren aus Äthylenoxid und Propyienoxid bei einer Temperatur
zwischen 110 und 2600C und einem Druck zwischen 6 und 120 Atmosphären kräftig gerührt
wird und anschließend die Dispersion auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunkts des
Polymeren abgekühlt und das feinteilige Polymere abgetrennt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blockcopolymere aus Äthylenoxid
und Propyienoxid ein Molekulargewicht oberhalb 3500 besitzt.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US55764166A | 1966-06-15 | 1966-06-15 | |
US55764166 | 1966-06-15 | ||
DEN0030710 | 1967-06-15 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1694695A1 DE1694695A1 (de) | 1971-08-26 |
DE1694695B2 true DE1694695B2 (de) | 1975-07-31 |
DE1694695C3 DE1694695C3 (de) | 1976-03-11 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE311135B (de) | 1969-06-02 |
BE699971A (de) | 1967-11-16 |
JPS4920376B1 (de) | 1974-05-24 |
DE1694695A1 (de) | 1971-08-26 |
GB1119748A (en) | 1968-07-10 |
CH510078A (de) | 1971-07-15 |
FR1529118A (fr) | 1968-06-14 |
US3449291A (en) | 1969-06-10 |
NL6708242A (de) | 1967-12-18 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
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