DE1694837A1 - Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Formmassen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Formmassen Es ist belrann.t, thermoplastische Kunststoffe, die nach dem Extrusions- oder Spritzgußverfahren auf Pormkörper verarbetet werden sollen, durch Polymerisation. von. Vinylverbindungen, wie Styrolen, Acryl- und Methacrylverbindungen, insbesondere Hethacrylsäuremethylester, in Normen herzustellen. Die zur Erziolung des die vorgesehene Verarbeitung ermöglichenden Molekulargewichts einzuhaltenden Bedingungen, insbesondere der Zusatz sogenannter Regler, die Wahl eines geeigneten katalysators bzw. Beschleunigersystems und die Temperaturführung während der Polymerisation sind dem Fachmann bekannt; sie sind nicht Gegenstand der im folgenden zu beschreibenden Erfindung.- Die Herstellung der als Formmmassen bezeichneten Poldrmerisate kann in einzelnen Chargen oder auch kontinuierlich erfolgen. Während die kontinuierliche Polymerisation von Styrol großtechn.isch durchgeführt wird, wird ein gleiches Vorgehen bei der Herstellung von Formmassen auf Acrylatbasis bisher nicht in. nennnenswertem Umfang praktisch ausgeübt. In der deutschen. Auslegeschrift 1 212 301 ist ein Verfahren zur kontinuierlichen Substanzpolyrnerisation. von Vinylverbindungen beschrieben., und d zwar geht man dabei so vor, da# das Monomere, in dem gegebenenfalls ein Polymerisat gelöst sein. kann, fortlaufend unter praktisch vollständiger Luftverdrängung in einen Kunststoffschlauch eingefüllt und der gefüllte Schlauch durch ein auf Polymerisationstemperatur befindliches Plüssigkeitsbad geführt wird. Der Kunststoffschlauch, der als Polymerisationsgefäß dient, wird nach Erhärtung des Inhalts kon. tin. uierlich abgelöst.- Das bekannte Verfahren erfordert entweder zur restlosen Entfernung der Folie einen hohen Aufwand an manueller Arbeit oder birgt bei einem maschinellen Abziehen der Folie die Gefahr in sich, daß Teile der UmhUllung am Polymerisat haften bleiben und mit in die Formmasse gelangen..
• Gegenstand der vorliegen. den. Erfindung ist ein Verfahren. zur kontinuierlichen Herstellung von thermoplastischen Polymerisatin, die als Formmassen, gegebenenfalls auch für andere Zwecke, z.B. als Lackrohstoffe, Verwendung finden. sollen, wobei das unmittelbare Verfahrensprodukt ohne weitere Behan.dlung durch Zerkleinern, gegebenenfalls durch anschlie#endes Granulieren, in. die verarbeitungsfertige Formmasse übergeführt wird. Erfingungsgemä# geht man dabei so vor, da# eine aus einer monomeren Vinylverbindung und dem Polymerisat dieses Monomeren bestehen.de Lösung unter praktisch vollkommener Luftverdrängung in ein Hohlprofil eingefüllt und in diesem während des Hindurchführens durch ein auf Polymerisationstemperatur eingestelltes Plüssigkeitsbad polymerisiert wird.
• Der dabei entstandene Polymerisatblock wird, gegebenenfalls nach vorheriger Temperung, zerkleinert und das erhaltene Mahlgut gegebenenfalls in. ein Gleichkorngranulat übergeführt.
• Im gleichen Sinne kan ein Gemisch mehrerer Vinylverbindungen, z.B. ein solches aus mehreren Methacrylsäureestern oder aus Methacrylsäuremethylester und einem Acrylester, Acrylnitril, einem Styrol, Vinylacetat oder anderen Monomeren, in dem sich das entsprechende Mischpolymerisat gelöst befindet, fortlaufend in das extrudierte Hohlprofil aus einem thermoplastischen kunststoff eingebracht und polymerisiert werden.
• Zur Herstellung von Formmmassen, die aus einem Polymerisat oder aus einem Mischpolymerisat bestehen, wird das als Polymerisationsgefäß dienende Hohlprofil aus dem gleichen Kunststoff extrudiert, der bei der Polymerisation beziehungsweise Mischpolymerisation der einzufüllenden Masse entsteht.
• Es ist in anderen Fällen zweckmäßig, das die Polymerisationsmasse umhüllende Hohlprofil aus einem anderen. thermoplastischen Kunststoff herzustellen, so daß beim Mahlen und gegebenenfalls Granulieren und dem damit verbundenen Mischen des Gutes ein Gemisch mehrerer Polymerisate beziehungsweise Mischpolymerisate entsteht. Solche Abmischungen werden bekantlich in. großem Umfang als Formmassen verarbeitet. Mit besonderem Vorteil bedient man. sich des erfindungsgemäßen Verfahrens, indem das Hohlprofil extrudiert und die Polymerisat lösung in das Hohlprofil hineingedrückt wird, sobald dieses mindestens so weit abgekühlt ist, daß es die erforderliche mechanische Festigkeit aufweist. Es list sich als zweckmäßig erwiesen, die Abkühlung des Hohlprofils so weit zu treiben, da# seine Temperatur 10 bis 20°C unter der vorgesehenen Polymerisationstemperatur liegt, und die Polymerisatlösung etwa mit der gleichen Temperatur einzufüllen. Die Einfülleitung für die Polymerisatlösung wird beispielsweise durch den Düsenkern. des Extruders geführt, wobei es erforderlich ist, das Einfüllrohr gegen. die heiße Extruderdüse zu isolieren beziehungsweise sie mit einem Kühlmantel zu versehen.
• Es kann auch ein offenes Hohlprofil mit der zu polymerisierenden ma. sse gefüllt und da.n.a.ch verschlossen werden. Beispielsweise kan das Hohlprofil auf der Oberseite einen aufgebördelten Sclilitz aufweisen, der nach dem Füllen mit ein. klemmvorrichtung verschlossen wird.
• Bei der Substanzpolymerisation von Vinylverbindungen erfordern bekantlich die bei dieser exothermen Reaktion auftretende Wärme un.d die mit der Polymerisation verbundene Volumenkontraktion besondere Ma#nahmen. Die notwendige Abführung der Polymerisationswärme geschieht am einfachsten. derart, daß man die Polymerisation in flachen Kammern durchführt. Es ist im vorliegenden Halle zweckmäßig, Hohlprofile von länglichem, z.B. etwa rechteckigem Quersclinitt zu verwenden, dessen Längsabmessung mindestens das Fünffache der größten. Breite ausmacht. - Gegebenenfalls erfährt das Hohlprofil durch Aufnahme geringer Monomerenmengen eine Erweichung in einem solchen Umfang, da# es der mit der Plymerisation einhergehenden Volumenkontraktion weitgehend folgt.
• Die Polymerisation erfolgt vorzugsweise in einem Wasserbad, und zwar derart, da# das gefüllte Hohlprofil durch das Bad hindurchgeführt wird, bis das Monomere zu etwa 95 Yo polymerisiert ist. Bei einer anschlie#enden Erwärmung auf etwa 110 bis 120 0C erfolgt die Polymerisation. des restlichen Monomeren.
• Die in das Hohlprofil einzubringende Polymerisationsmasse enthält vorzugsweise 20 bis 40 Gew.-% Polymerisat, wobei man. diese sirupöse Lösung entweder durch Auflösen. des in feiner Verteilung vorliegenden Polymerisats im Monomeren oder durch sogenantes, gegebenenfalls kontinuierliches An.-polymerisieren des Monomeren erhalten kann..
• Plache Hohlprofile bis zu einer höhe von etwa 3 cm, einer Breite von 20 bis 200 cm und einer Wandstärke von 0,5 bis 3 mm haben. sich als hesonders geeignet erwiesen. Bei der Verwendung breiter Hohlprofile kann. es zur Erzielung einer ausreichen. den mechanischen. Festigkeit d der Polymerisation.sform" zweckmäßig sein., das Hohlprofil durch in Längsrichtung verlaufende Stege zu verstärken. - Hohlprofile für die I)urchführung des vorliegenden Verfahrens können natürlich auch auf andere Weise als durch Extrusion, z B. durch Zusammenkleben zweier Halbschalen. oder durch Zusammenschweißen entsprechend geformter Kunststoffplatten, hergestellt werden, jedoch ist das Extrudieren der Ilohlformen bei einer gro#technischen Alisübung des erfindungsgemä#en Vorgehens die Methode der Wahl.
• Von dem dem beschriebenen Verfahren zugrunde liegenden Erfindungsgedanken kann auch Gebrauch gemacht werden, wenn das Monomer-Polymerisat-Gemisch nicht kontinuierlich in. ein. praktisch endloses Hohlprofil eingefüllt und in diesem fortlaufend durch Polymerisation erhärtet wird, sondern wenn Abschnitte solcher Profile, die an einen Ende z.B. durch Aufkleben einer Platte aus dem jeweiligen Polymerisat verschlessen sind, mit der Polymerisationsmasse gefüllt und nach Verschließen der Einfüllseite in das Flüssigkeitsbad eingebracht werden.. Bin solches Vorgehen. soll, obwohl das Verfahren dabei nicht vollkommen ausgenutzt wird, zuin Umfang des nachgesuchten Schutzrechts gehören.

Claims (5)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur herstellung von nach dem Spritzgu#- oder Extrusionsverfahren zu verarbeitenden Formmassen durch Polymerisation ener monomeren Vinylverbindung, in der deren Polymerisat gelöst ist, oder durch Polymerisation eines Gemisches von. Vinylverbindungen, in. dem das entsprechende mischpolymerisat gelöst ist, in einer Form unter der Einwirkung eines katalysators oder eines Beschleunigersystems, gegebenenfalls in Gegenwart von Reglern, von anderen Zusatz-, z.U. Farbstoffen. und bei erhöhter temperatur, dadurch gekennzeichnet, da# das aus Monomerem und Polymerisat bestehende Polymerisationsgemisch kontinuierlich in ein Hohlprofil aus einem thermoplastischen Kunststoff unter praktisch vollkommener Luftverdrängung eingefüllt, die gefüllte Form fortlaufend durch ein die erforderliche Polymerisationstemperatur aufweisendes Flüssigkeitsbad geführt, an.schlie-#end gegebenenfalls getempert, der entstandene Polymerisatblock zerkleinert und das Mahlgut gegebenenfalls granuliert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil aus dem gleichen Kunststoff hergestellt ist, der bei der Polymerisation des eingefüllten.
3. Gemisol-es entsteht, 30 Verfahren nach den Ansprüche. 1 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, da# das Polymerisationsgemisch kontinuierlich unmittelbar nach der Extrusion des Hohlprofils, und zwar sobald dieses durch Abkühlen die erforderliche mechanische Festigkeit aufweist, eingepreßt wird.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein offenes Hohlprofil mit der zu polymerisierenden Masse gefüllt und danach geschlossen wird.
5. 5. Verfahren nach den. Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn.-zeichnet, da# das Hohlprofil einen länglichen, z.B. rechteckigen Querschnitt aufweist, dessen Längsabmessung mindestens das Fünffache der größten Breite ausmacht.

   G. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, da# die der Polymerisation zu unterwerfende Lösung aus Polymerisat und Monomerem zum überwiegenden Teil aus Methacrylsäuremethylester besteht.