DE1808341B2 - Verfahren zur herstellung von feinteiligen, rieselfaehigen polypropylenpulvern - Google Patents
Verfahren zur herstellung von feinteiligen, rieselfaehigen polypropylenpulvernInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von feinteiligen, rieseifähigen Polypropylenpulvern
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Für die Überführung von synthetischen Polymeren und insbesondere auch Kohlenwasserstoffpolymeren
vom Typ des Polyäthylens oder Polypropylens in feinteilige Pulver besteht eine Fülle von Vorschlägen.
Man kann dabei zwei grundsätzliche Zerkleinerungstypen unterscheiden. Die eine Gruppe von Vorschlägen
betrifft die mechanische Zerkleinerung in konventionellen oder besonders ausgebildeten Mahlaggregaten. Ein
nicht unerheblicher Teil der heute in der Praxis eingesetzten Ku.iststoffpulver wird auf diese Weise
gewonnen. Die Nachteile dieses Weges für Polymere vom Typ des Polyäthylens oder Polypropylens sind
allerdings ebenso bekannt. Die vergleichsweise zähe Struktur der Polymeren macht besondere Verfahrensmaßnahmen, beispielsweise die Tiefkühlung des zu
mahlenden Gutes, notwendig, um befriedigende Mahlergebnisse zu erhalten. In dem Mahlvorgang werden die
Kunststoffe zu kleinen Partikeln mit scharfkantiger. eckiger, unregelmäßiger Struktur zerrissen. Das führt —
wenigstens wenn man in den Bereich sehr kleiner Teilchengrößen übergehen will — zu einer nur
beschränkten oder unzureichenden freien Fließfähigkeit
des Mahlproduktes. SS
Gerade diese Eigenschaft des freien Fließens wird aber für viele Anwendungszwecke benötigt, beispielsweise
bei allen den Verfahren, bei denen diese Pulver in besonders dünner Schicht ausgebreitet und dann zu
einem zusammenhängenden Film verschmolzen werden sollen.
Die Technik hat wegen dieser Nachteile die zweite Gruppe von Möglichkeiten für die Aufbereitung solcher
Kunststoffe entwickelt. Hier handelt es sich stets um eine physikalisch-chemische Methode, bei der die
Auflösung des Polymeren in einem geeigneten Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch und seine Wiederausfällung
daraus die entscheidenden Schritte sind. So beschreibt beispielsweise die GB-PS 5 71814 ein
Verfahren zur Herstellung von feinteiligem Polyäthylen, bei dem Polyäthylen bei erhöhten Temperaturen in
einem Lösungsmittel gelöst und dann durch Kühlung in feinteiliger Form ausgefällt und anschließend getrocknet
wird.
Bekannt sind auch Verfahren, die die gemeinsame Verwendung von Lösern und Nichtlösern für den
jeweiligen Polymerentyp vorsehea So ist es beispielsweise bekannt Polyäthylen in einem Löser bei erhöhter
Temperatur zu lösen, und diese Lösung dann in einem mit dem Löser nicht mischbaren Nichtloser, beispielsweise
in Wasser oder organischen Nichtlöserverbindungen, zu emulgierea Durch anschließende Entfernung
des Löseranteils soll das Polymere in Form feiner erstarrter Tröpfchen gewonnen werden.
Andere Vorschläge beschreiben die Verwendung von mischbaren Lösern und Nichtlösern für das jeweilige
Polymere. So wird beispielsweise empfohlen, das Polymere im Löser aufzulösen und dann unter
mechanischem Rühren Nichtlöser zuzufügen, bis die Ausfällgrenze für das gelöste Pol) mere unterschritten
wird.
Als ein großtechnisch brauchbares Verfahren hat sich der Vorschlag erwiesen, Polyäthylen, und zwar insbesondere
Hochdruckpolyäthylen, in einem Gemisch aus sich mischenden Lösern und Nichtlösern bei erhöhten
Temperaturen aufzulösen und dann das Polymere aus dieser Lösung durch Abkühlung oder Destillation
wieder auszufällen.
Während sich der zuletzt erwähnte Vorschlag nur auf Polyäthylen richtet, fällt in einer ganzen Reihe anderer
Vorschläge aus den genannten Ciebieten auf, daß hier
Polyäthylen, und zwar insbesondere das Hochdruckpolyäthylen, mit Polypropylen gleichgesetzt wird. Es wird
damit behauptet, daß sich Polyäthylen und Polypropylen in diesen physiicalisch-chemischen Verfahren entsprechend
verha.ten. Diese Aussage trifft aber wenigstens für die heute im großen Umfange auf dem Markt
befindlichen Polypropylene hohen Molekulargewichts, die durch Polymerisation bei niedrigen oder nur
schwach erhöhten Drucken, z. B. in Gegenwart von Ziegler-Katalysatoren hergeste'lt worden sind, nicht zu.
Es hat sich gezeigt, daß sich die aus dem Polyäthylengebiet bekannten technischen Verfahren
nicht einfach auf das Polypropylen übertragen lassen.
Die Schwierigkeit, die das Polypropylen bei der Aufarbeitung über Lösungen unter Mitverwendung von
Lösern und Nichtlösern für Polypropylen zeigt, und die für das Polypropylen typisch sind, b?im Polyäthylen
aber überhaupt nicht auftreten, sind die folgenden: Wahrend die Gegenwart des Nichtlösers bei der
Ausfällung des Polyäthylens aus seiner Lösung sicherstellt, daß als Fällungsprodukt tatsächlich nicht zusammenhängende
diskrete Polyäthylenteilchen gebildet werden — die dann auch als Trockenprodukt zu
gewinnen sind — liefert eine entsprechende Behandlung von Polypropylen dieses Ergebnis nicht. Wenn man
nämlich Polypropylen in einem Gemisch aus Lösern und Nichtlösern auflöst oder auch in einem Löser löst und
dann Nichtlöser zusetzt, und dann versucht, das ausgefällte Produkt in Trockenform zu erhalten, fällt
regelmäßig kein Pulver, sondern eine nichtpulvrige, verklumpte Masse an. Besonders auffallend ist die
Tendenz der Polypropylenlösung in der Ausfällphase, bei der kleinsten mechanischen Bewegung in Fadenform
oder in Form von zähen Häuien zusammenhängende Fällungsprodiikte zu ergeben, die von dem
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erstrebten Ziel der Feinkörnigkeit weiter entfernt sind,
als das beispielsweise in Granulatforjn eingesetzte
AusgangsmateriaL Während beim Polyäthylen eine mechanische Bewegung und innige Vermischung des
Fällungsgemisches bei der Aufbereitung zum Pulver durchgeführt wird und dort as.\ diese Weise auch
tatsächlich diskrete Teilchen gleichmäßiger Größenordnung gebildet werden, führt also dieser Versuch beim
Polypropylen trotz der Anwesenheit des, Nichfcösers im
FäUungsgemisch zu einem großen, fest zusammenhängenden Klumpen, dessen Wiederauflösung die größten
Schwierigkeiten bereitet
Diese dem Polypropylen eigenen Probleme haben dazu geführt, daß bis heute kein technisch gangbarer
Weg bekannt geworden ist, ein gröberes Polypropylenausgangsmaterial
zu einem feinen Pulver weitgehend steuerbarer Korngrößenverteilung und insbesondere zu
Pulvern mit einer durchschnittlichen Teilchengröße unter 100 um, vorzugsweise unter 74 yun, aufzuarbeiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
technisch gangbares Verfahren zur Herstellung von feinteihgen, rieselfähigen Polypropylenpulvern zu entwickeln.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruchs 1 gelöst
Dem Verfahren der Erfindung liegt die überrascherde Feststellung zugrunde, daß man ein grobes
Polypropylenausgangsmaterial, das als solches mit konventionellen Mahlvorrichtungen kaum oder nur
unter ungewöhnlichem Aufwand vermählen werden kann, durch eine Vorbehandlung mit Lösungsmitteln
bzw. einem Lösungsmittelgemisch in eine Form überführen kann, die zwar als solche noch nicht
feinteilig ist, sich jedoch durch neuartige und gegenüber dem Ausgangsmaterial völlig veränderte Eigenschaften
im Mahlprozeß auszeichnet. Das erfindungsgemäß vorbehandelte Polypropylen kann als Trockenprodukt
in einfachster Weise ohne besondere Aufwendungen in ein feinpulvriges und dazu frei fließendes rieselfähiges
Mahlgut umgewandelt werden. Durch Abstimmung der Verfahrensbedingungen im Rahmen der Vorbehandlung
und der Bedingungen der anschließenden mechanischen Zerkleinerung ist dabei eine weitgehende
Bestimmung der Teilchengröße des Fertigproduktes möglich.
Das Verfahren baut auf der überraschenden Tatsache auf, daß die Auflösung eines beliebig groben Polypropylenausgangsmaterials
in einem Lösungsmittel, das entweder ein oder mehrere Löser für Polypropylen,
insbesondere aber ein Gemisch ve η Lösern und Nichtlösern für Polypropylen sein kann, und die
anschließende Wiederausfällung des Polypropylens aus einer solchen Lösung unter ganz bestimmten Bedingungen
zu einem Fällgut führt, das sich durch eine neuartige Struktur auszeichnet. Die Struktur dieser im erfindungsgemäßen
Verfahren anfallenden Zwischenprodukte kann als eine mehr oder weniger stark verklebte
Agglomeration von vorgebildeten Einzelteilchen des Polypropylens bezeichnet werden. Werfen diese
Agglomerate im trocknen Zustand einer konventionellen Zerkleinerungsvorrichtung zugeführt, dann wird
dieses Agglomerat aufgebrochen und damit in kleinere Teilchen überführt. Eme Vermahlung des Polypropylens
in konventionellem Sinne, d.h. ein Zerreißen der einzelnen vorgebildeten Teilchen, ist dabei nicht
notwendig. Wie die mikroskopische Untersuchung des Mahlgutes zeigt wird das erfindungsgemäß zunächst
gewonnene Agglomerat in der mechanischen Vermahlung vielmehr an den Yerklebungsstellen der vorgebildeten
Teilchen auseinandergebrochen, wofür offenbar wesentlich geringere Kräfte notwendig sind als für das
S normale Vermählen des groben Ausgangsmaterials. Die
dabei anfallenden Produkte sind darüber hinaus durch die Kömchenstniktur des Produktes geprägt, woraus
sich die erwünschte Rieselfähigkeit des Materials ergibt Eine der wichtigsten Erkenntnisse im Rahmen des
ίο neuen Verfahrens ist die Tatsache, daß bei der
Ausfällung des gelösten Polypropylens keine mechanische Bewegung der Flüssigkeit erfolgen darf.
Die für den abschließenden Mahlprozeß wichtigen Kornstrukturen bilden sich dann am besten aus, wenn
man für eine völlige Ruhigstellung der Lösung während der Ausfällphase sorgt Dabei entfällt nicht nur ein
Rühren oder eine sonstige gewollte mechanische Bewegung des Gemisches in dieser Phase, zweckmäßigerweise
wird auch Vorsorge getragen, daß eine
jo Bewegung durch Wärmeeinwirkung von außen soweit
wie möglich ausgeschlossen wird. Zweckmäßigerweise wird deswegen in einer ersten Verfahrensstufe das
Polypropylenausgangsmaterial in dem Lösungsmittel bei erhöhten Temperaturen aufgelöst und dann als
Lösung in ein zweites, nicht oder nur mäßig erwärmtes Gefäß übergeführt Hierbei ist dafür zu sorgen, daß die
bei der Überführung, z. B. beim Ablassen in das Abkühlungsgefäß in der Regel auftretenden Wärmeverluste
noch nicht dazu führen, daß schon während des Ablassens eine Wiederausfällung des Polypropylens
einsetzt. In der besten Ausführungsform des Verfahrens läßt man die noch klare Lösung in dem Abkühlgefäß zur
völligen Ruhe kommen und sie in diesem Zustande dann erstarreti. Unter Bewegung ausfallende Teile des
Polypropylens wandeln sich in praktisch nicht mehr vermahlbare faden- oder hautförmige Fällungsprodukte
um. Schon die durch Flüssigkeitskonvektion oder gar Dampfbildung durch äußere Wärmeeinwirkung hervorgerufene
Bewegung führt zu dieser Bildung unerwünschter Fällprodukte. Deswegen wird die hier
geschilderte Überführung der noch klaren Lösung in die Ausfällstufe empfohlen.
Interessant ist dabei weiterhin, daß die Gefahr der Umwandlung des Fällungsproduktes in tine für die
anschließende Mahlung unbrauchbare Form offenbar nur innerhalb eines recht beschränkten Temperaturbereiches
gegeben ist Bei der Ausfällung des Polypropylens durch Abkühlung der heißen Lösung beginnt der
kritische Temperaturbereich mit der Ausfällung des
So Polypropylens. 1st im Fällungsprodukt eine Massetemperatur
von 70 bis 8O0C erreicht, dann ist in der Regel die kritische Phase durchschritten. Eine mechanische
Bewegung bei oder unterhalb dieser Temperaoirgrenze
ist wiederum unbedenklich. Hat sich bis zu diesem Zeitpunkt die gewünschte Kornstruktur gebildet, dann
tritt eine Fadenbildung durch jetzt einsetzende mechanische Bewegung nicht mehr ein. Die im erfindungsgemäßen
Verfahren geforderte Ruhigstellung bei der Ausfällung gilt also insbesondere für den Temperaturbereich
von etwa 80 bis etwa 1200C.
Im einzelnen ergeben sich damit für das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden sich aneinander anschließenden
Verfahrensstufen:
1) Lösen,
1) Lösen,
2) Ausfällen,
3) Abtrennung der Flüssigphase,
4) Trocknen,
5) Mechanische Zerkleinerung.
Zu diesen Stufen des Verfahrens ist im einzelnen das Folgende zu sagen:
1) Lösen
Als Lösungsmittel kann ein ' üblicher organischer S Löser für Polypropylen oder auch ein Gemisch solcher
Löser ausschließlich verwendet werden. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß auch die Ausfällung
des Polypropylens aus einer reinen Löserphase bei Einhaltung der geschilderten Bedingungen zu Kornstrukturen
führt, die als solche in trockenem Zustand einer erleichterten Mahlung unterworfen werden
können. Die Einzelkörner dieser Strukturen sind hier allerdings im Vergleich zu der im folgenden geschilderten
bevorzugten Ausführungsform sehr groß und eine Einflußnahme auf ihre Größe ist mit dem Löser alleine
nicht möglich. Gleichwohl kann auch hier bei sorgfältiger Verfahrensführung ein Produkt erhalten werden,
das im anschließenden Mahlgang zu einem beachtlichen Prozentsatz auf Korngrößen unter 100 μπι, insbesondere
unter 74 μηι, vermählen werden kann.
Eine sehr viel größere Variationsfähigkeit des Ergebnisses erhält man, wenn man zum Auflösen nicht
nur einen Löser, sondern ein Gemisch von Löser und Nichtlöser für Polypropylen verwendet. Dabei sollen
Löser und Nichtlöser wenigstens in den angewendeten Mengenverhältnissen miteinander mischbar sein. Welche
Verbindungen als »Löser« und welche als »Nichtlöser« für Polypropylen bezeichnet werden, ist in
der Fachwelt bekannt. Löser sind solche Verbindungen, die bei erhöhten Temperaturen, und zwar in der Regel
oberhalb 100 bis 1200C, beträchtliche Mengen des
Polypropylens in die Flüssigphase aufnehmen können, während die Nichtlöser solche Verbindungen sind, die
auch oberhalb dieser Temperaturen keine wesentlichen Mengen des Polypropylens aufzulösen vermögen. Bei
Zimmertemperatur lösen weder Löser noch Nichtlöser beträchtliche Mengen des Polypropylens. Typische
Beispiele für solche Löser sind halogenierte aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffverbindungen. Besondere
Bedeutung kommt aus mehrfachen Gründen den polyhalogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoffverbindungen
vom Typ des Perchloräthylens oder chlorierten Benzolen, beispielsweise dem Monochlorbenzol,
zu. Eine für eine einfache Verfahrensführung zweckmäßige Forderung an die eingesetzten Flüssigkeiten
ist. daß sie unter Normaldruck nicht unter etwa 115°C, vorzugsweise über etwa 135°C, sieden. Mit
Flüssigkeiten, die diese Forderung erfüllen, kann das
Auflösen des Polypropylens unter Normaldruck erfol- 5«>
gen. Niedriger siedende Flüssigkeiten, deren Verwendung
im Prinzip nicht ausgeschlossen ist, benötigen Druckkessel· um auch bei den erhöhten Verfahrenstemperaturen in flüssiger Phase gehalten werden zu können.
Typische Nichtlöser für Polypropylen sind sauerstoffhaltige Verbindungen, wobei wiederum aus wirtschaftlichen Überlegungen ein- oder mehrwertige Alkohole
bzw. deren Derivate bevorzugt sind. Bezüglich der
bevorzugten Siedepunktsgrenzen gelten die Angaben zu den Lösern. Besonders geeignet sind beispielsweise
Glykoiderivate, wobei Haibather des Äthylenglykols mit Vorteil eingesetzt werden können.
Eine Beschränkung des Siedebereichs für Löser und/oder Nichtlöser nach oben besteht nicht Gleichwohl wird aus allgemeinen Gründen die Verwendung
von Flüssigkeiten eines Siedepunktes unter etwa 3000C bei Normaldruck bevorzugt sein. Die Wahl solcher
Hilfsflüssigkeiten stellt namiich sicher, daß eine von Zeit
zu Zeit durchgeführte Reinigung dieser immer wieder neu verwendeten Hilfsflüssigkeiten auf destillativerr
Wege ohne Schwierigkeiten möglich ist.
Bei der Variation des Verhältnisses von Löser zu Nichtlöser im Lösungsmittelgemisch hat sich gezeigt
daß die primäre Kornstruktur des zu mahlenden Gutes um so feinkörniger wird, je mehr Nichtlöser im
Verhältnis zum Löser eingesetzt wird. Durch diese Bestimmung der primären Kornstruktur ist eine
Einflußnahme auf die im erfindungsgemäßen Verfahren endgültig zu erhaltenden Korngrößen möglich. Dabei
ist allerdings klarzustellen, daß eine weitere Einflußnahme in dem Mahlvorgang gegeben ist. Die Struktur des
Einzelkorns (primäre Kornstruktur) in dem Agglomeral ist in allen Fällen so klein, daß es zur Erreichung dei
gewünschten geringen Teilchengröße nicht notwendig ist. die Korn-Agglomerate vollständig in ihre Einzel körner
zu zerschlagen. Das ist wahrscheinlich unter technisch vernünftigem Arbeitsaufwand auch gar nichi
möglich. Es fallen also als Mahlprodukte letztenende; stets noch mikroskopisch erkennbare Kornfamilien
(sekundäre Kornstruktur) an, die jetzt jedoch in ihrer Größe derart beschränkt sind, daß sie makroskopisch
der gewünschten Teilchengröße entsprechen. Gleich wohl hat sich gezeigt, daß das Verhalten beim Mahlen
durch die Variation des Verhältnisses von Löser zu Nichtlöser und damit die Teilchengröße durch diese?
Verhältnis bestimmt werden können. Im Rahmen der Erfindung wird es besonders bevorzugt, Löser/N ichtlöser-Gemische
im Verhältnis von 45 bis 95 Gew.-Teiler Löser auf 55 bis 5 Gew.-Teile Nichtlöser einzusetzen
Vorzugsweise liegt dieses Verhältnis im Bereich von 6C bis 80 Gew.-Teilen Löser zu 40 bis 20 Gew.-Teiler
Nichtlöser.
Wird nur mit Löser gearbeitet so führt das einfache
Zerschlagen der Agglomerate zu Pulvern rr.li Teilchen
größen zwischen 50 und 400 μιη mit einem nichi
unerheblichen Anteil oberhalb 100 μπι, insbesondere
oberhalb 74 μιη. Wird ein Löser/Nichtlöser-Gemisch irr
Verhältnis von 50 zu 50 eingesetzt, dann werder Agglomerate mit äußerst feiner Kornstruktur gebildet
Diese lassen sich zwar noch verhältnismäßig einfach zerschlagen, hängen aber offenbar doch fester zusammen,
als Kornagglomerate. die beispielsweise bei emerr
Löser/Nichtlöser-Verhältnis von 70:30 hergestelh
werden. Die hierbei gewonnenen Kornfamilien sind au; Körnern aufgebaut deren Größe zwischen dem au«
dem reinen Löser ausgefällten Korn und derr Feinstkom liegt, das aus einem Gemisch von gleicher
Teilen Löser und Nichtlöser erhalten wurde. Während
die Durchmesserdifferenz der Körner aus den beider genannten Extremfällen etwa das 10- bis 20fache
ausmacht, zeigen die im mittleren Bereich von etwa
70:30 gefällten Körner und die daraus gebildeter Kornfamilien Strukturen, die offenbar einem mechani
schen Angriff in der MQhIe später besonders leicht
unterliegen und damit besonders einfach zu Feinstpul
vern führen.
Das Verhältnis von Lösungsmittel (Löser bzw Löser/Nichtlöser-Gemisch) zur eingesetzten Polypro
pytenmenge ist nicht von entscheidender Bedeutung. E<
ist selbstverständlich, daß nur die tatsächlich gelöster Anteile des Polypropylens im erfindungsgemäßer
Verfahren aufgearbeitet werden können, so daß alsc
zweckmäßigerweise wenigstens so viel der Flüssigphasc
eingesetzt wird, daß das Polypropylen tatsächlich voll ir
Lösung geht In der Praxis hat sich hier gezeigt daß au 1 kg festes Material wenigstens etwa 101 Flüssigkci
einzusetzen sind. Eine Begrenzung nach oben ist nur aus wirtschaftlichen Überlegungen gegeben. Ein Überschreiten
des Verhältnisses von 1:15, d.h. 151 Flüssigkeit auf 1 kg Polypropylen, wird in der Regel an
der oberen Grenze des technisch sinnvollen Arbeitens liegen. Selbstverständlich sind aber größere Mengen,
beispielsweise bis 1 :20, nicht ausgeschlossen.
Die Lösungsmitteltemperatur Hegt im Normalfall über etwa 100° C. Beste Ergebnisse wurden erzielt bei
Lösungstemperaturen im Bereich von etwa 120 bis 140° C.
2) Die Ausfällung
Auf die für das Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens wesentlichen Bedingungen dieser Stufe ist
bereits ausführlich eingegangen. Es wird auf diese Angaben verwiesen.
Der sich bei dem ruhigen Stehen bildende Gelblock kann nach Durchlaufen des kritischen Temperaturbereichs,
also ab ca. 8O0C, in der Regel mechanisch,
beispielsweise durch Umrühren, zerstört werden, um die anschließenden Verfahrensstufen zu erleichtern, ohne
daß jetzt die Ausbildung des gewünschten Agglomerats in Feinkornstruktur gestört würde.
3) Abtrennung der Flüssigphase
In dieser Verfahrensstufe soll die eingesetzte Hilfsflüssigkeit möglichst vollständig wiedergewonnen
werden. Notwendig ist hier insbesondere eine Phasentrennung zwischen flüssiger und fester Phase. Die
Phasentrennung zwischen Fällungsprodukt und Flüssigphase kann beispielsweise in einer Zentrifuge durchgeführt
werden. Zur Erleichterung der Phasentrennung kann es zweckmäßig sein, die Überstruktur des
gebildeten Gels durch Umrühren so zu zerstören, daß es seinen Flüssigkeitsanteil in der Zentrifugierung möglichst
vollständig abgibt Es kann hierzu zweckmäßig sein, weitere Flüssigkeitsanteile dem Gel zuzusetzen,
um auf diese an sich bekannte Weise eine leichtere Zerstörung der Gelüberstruktur zu erreichen. Gewünschtenfalls
kann schon in dieser Stufe durch ein intensives Durchmischen des Gels auf eine Zerstörung
der primär gebildeten Kornfamilien hin gearbeitet werden. Notwendig ist das nicht da die Vermahlung des
Trockenproduktes auf jeden Fall anzuschließen ist In dieser Stufe der Phasentrennung soll möglichst viel des
Löser/Nichtlöser-Gemisches dem Material entzogen werdea Dabei ist es möglich, die Trocknung bis
herunter zu 10% Restfeuchtigkeit zu treiben. Läßt man
größere Mengen des Lösungsmittels in dem Material, ohne die Einschaltung weiterer Schritte zur Reinigung,
dann tritt in der Regel der Effekt auf, daß trotz der Anwesenheit von Nichtlöser das Fällungsprodukt
wieder zu größeren Stücken agglomeriert und im Laufe der Zeit härtere Klumpen bildet die dann später auch SS
nicht mehr mechanisch aufgeschlagen werden können.
Besonders wirkungsvoll kann das Lösungsmittel beziehungsweise Lösungsmittelgemisch durch Nachwaschen mit erneuter anschließender Phasentrennung
entfernt werden. In dieser Ausführungsform wird die Verwendung von Waschmitteln bevorzugt die sich mit
der ursprünglich eingesetzten Flüssigphase mischen von dieser aber auf einfache Weise, z. B. durch Destillation,
wieder abgetrennt werden könnea Man wird hier in der
Regel niedrigsiedende Flüssigkeiten nehmen, die mit 6S
den eingesetzten Lösern bzw. Gemischen aus Lösern and Nichtlösern mischbar smd — und insoweit also eine
gute Waschwirkung entfalten — gleichzeitig aber so viel niedriger als die für die Auflösung benutzten Flüssigkeiten
sieden, daß eine leichte Wiedergewinnung des Waschmittcls und des ausgewaschenen Flüssigkeitsanteiles
in einer angeschlossenen Kolonne möglich ist Im einzelnen liegen diese Schritte im Rahmen des üblichen,
handwerksmäßigen Könnens.
4) Trocknen
Es hat sich gezeigt daß die bei der Ausfällung gebildete, leicht zerschlagbare Agglomeratstruktur in
dieser Phase des Verfahrens dann am besten erhalten bleibt wenn man eine Trocknungsart wählt, die kurz,
allerdings jedoch unter nicht zu harten Bedingungen, die Reste der Flüssigkeit aus dem gefällten Polypropylen
entzieht Bewährt hat sich beispielsweise eine Trocknung im erwärmten Luftstrom (erwärmt bis auf etwa
8O0C) bei ständiger Absaugung der mit Flüssigkeitsanteilen
angereicherten Luft. Je kürzer und vollständiger die Trocknung in dieser Stufe ist, desto besser ist es im
Sinne der Erfindung. Der oberste Grundsatz für die Auswahl der Trocknungsbedingungen wird allerdings
stets bleiben, die Eigenart der jetzt vorliegenden Kornagglomerate soweit wie möglich zu schonen, d. h.
insbesondere kein stärkeres Zusammenkleben der Körner hervorzurufen.
5) Mechanisches Zerschlagen
Die Beschaffenheit des Gutes vor dieser letzten wichtigen Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens
hängt von den Vorstufen und ihren Bedingungen ab. Bei besonders vorsichtigem Arbeiten kann das Produkt die
Form von lose zusammenhängenden, wie Schneekristalle aussehenden Gebilden haben. Diese Gebilde zerfallen
schon bei mäßiger Krafteinwirkung. Im technischen Verfahren ist dieser Zustand in der Regel nicht
einzustellen. Die einzelnen Körner und Kornfamilien hängen fest aneinander, das Produkt gibt ganz und gar
nicht den Eindruck eines Pulvers oder gar Feinstpuders. Es handelt sich vielmehr um ein grobes, in der Regel
flockiges und dabei nicht etwa spröde, sondern eher zäh wirkendes Produkt Die richtige Behandlung im
erfindungsgemäßen Verfahren vorausgesetzt ist nun aber dieses Material hervorragend für das Zerschlagen
in konventionellen Mahlaggregaten geeignet In Betracht kommen beispielsweise Schlagmühlen, Kugelmühlen,
Stiftmühlen oder für kleinere Mengen einfache hochtourige Mixgeräte. Für die großtechnische kontinuierliche
Verarbeitung werden übliche Scheibenmühlen zweckmäßige Hilfsmittel sein. Wenn die Einfachvermahlung noch nicht zu der gewünschten Ausbeate an
Puder bestimmter Teilchengröße geführt hat, dann kann diese Ausbeute durch eine Mehrfachmahlung auf die
geforderten Werte gesteigert werden. Im Rahmen der Erfindung ist es ohne Schwierigkeiten möglich, Produkte zu erhalten, deren Teilchengröße zu über 90% unter
74 um liegt, wobei dieser Prozentsatz durch Rückführung des nichtvermahlenen Anteils in den MahlprozeC
noch weiter erhöht werden kann. Andererseits kanu durch Variation des Löser/Nichtlöser-Verhältnisses and
die Abstimmung der anschließenden Mahlung eir
Produkt gewonnen werden, dessen Teilchengröße zum überwiegenden Teil über 74 um, beispielsweise ήτ
Bereich von 100 bis 400 um liegt Selbtrlich sine Zwischenstufen in der Zusammensetzung einstellbar.
Das gemahlene trockene Material, das — soferr
überhaupt — nur noch äußerst geringe Mengen at Restfeuchte enthält kann dann in an sich bekanntei
Weise einer Klsrng durch Sichtung zage
10
werden. Geeignet sind hier vor allem die bekannten Windsichter.
Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet sowohl in der mechanischen als auch in der Lösungsstufe mit
kostensparenden Verfahrensschritten. Die Rückgewinnung und Wiederverwendung der eingesetzten Hilfsflüssigkeiten
ohne größere Verluste ist mit einfachen Mitteln möglich. Es erschließt sich damit eine für die
großtechnische Anwendung geeignete Methode zur Aufbereitung von grobteiligem Polypropylen zu feinsten
Pudern. Von nicht unerheblicher Bedeutung für das neue Verfahren ist die Tatsache, daß in das Polypropylen
eingearbeitete Zuschlagstoffe, beispielsweise Stabilisatoren, in praktisch ausreichendem Maße in dem
Polypropylen verbleiben, so daß diese Verarbeitungsmethode keine Wertminderung des hochwertigen
Materials mit sich bringt
1 kg Polypropylen wird in 151 eines Gemisches aus 80
Teilen Perchloräthylen und 20 Teilen Methylglykol bei 1300C aufgelöst. Die Lösung wird mit dieser Temperatur
rasch in einen bei Zimmertemperatur stehenden Blechbehälter abgelassen, nach oben abgedeckt und
dann in Ruhe stehengelassen, bis die Massetemperatur im Inneren des sich ausbildenden Gels ca. 800C aufweist.
Das gebildete Gel wird aufgebrochen und zentrifugiert, bis die Restfeuchtigkeit im Bereich von 10% liegt. Das
Material wird dann 48 Stunden an der Luft in dünn ausgebreiteter Schicht liegengelassen. Die Restfeuchte
beträgt 2%. Eine Probe dieses Materials wird mit einem einfachen Küchenmixgerät durchgeschlagen. Die Siebanalyse
zeigt, daß 58% des angefallenen, fließfähigen Pulvers eine Teilchengröße unter 74 μπι besitzt
Wird das in gleicher Weise hergestellte Material in der Trocknungsstufe in einem Ofen 3 Stunden bei 700C
getrocknet und anschließend in entsprechender Weise nachbehandelt, dann sinkt zwar die Ausbeute an
Teilchen mit einer Größe unter 74 μπι, sie macht jedoch
noch immer fast 50% aus.
Beispie! 2
1 kg Polypropylen wird in einem Gemisch aus 10 Teilen Löser und 3 Teilen Nichtlöser bei der
Temperatur von 125 bis 1300C gelöst Der Löser ist hier
Monochlorbenzol, als Nichtlöser wird 2-Propoxyäthanol verwendet Die Lösung wird wie in Beispiel 1 in das
Gel überführt Das Gel wird dann zentrifugiert, mit einem Alkohol gewaschen und erneut zentrifugiert
Nach Lufttrocknung und Zerschlagen des angefallenen Produktes in einem Haushaltsmixgerät werden 91% des
Produktes in einer Teilchengröße von unter 74 μπι
erhalten. Wird anstelle der Lufttrocknung eine Trocknung im Ofen bei 5O0C durchgeführt, dann beträgt die
Feinstkornausbeute (unter 74 μπι) noch 78%. In "beiden
Fällen läßt sich der gröbere Anteil durch eine Vermahlung in einer üblichen Scheibenmühle zum
feinteiligeren Produkt umwandeln.
|0 Beispiel 3
1 kg Polypropylen wird in 13 1 eines Gemisches aus gleichen Teilen von Perchloräthylen und 2-Propoxyäthanol
gelöst und wie in Beispiel 1 beschrieben, in der Gelzustand übergeführt Das filtrierte und nachgewa-
>chene Material wird an der Luft getrocknet und anschließend in einem Haushaltsmixgerät zerschlagen
Die Ausbeute des Puders mit einer Teilchengröße untei 74 μπι beträgt 74%.
1 kg Polypropylen wird in 101 Perchloräthylen be
einer Lösungstemperatur von 130° C gelöst. Das daraus
gemäß Beispiel 1 gewonnene Gel wird zentrifugiert. Eir Teil wird im Ofen bei 500C getrocknet, der andere durch
Liegen an Luft in dünner Schicht für den Zeitraum vor 36 Stunden. Nach dem Zerschlagen mit einen
Haushaltsmixgerät wird ein Pulver erhalten, das zu 99% Teilchen unter 200 μπι aufweist. Bei dem ofengetrock
neten Produkt sind 43% kleiner als 74 μπι, bei den
luftgetrockneten Produkt 40% kleiner als 74 μπι. Die Prüfung des Produktes im Mikroskop und der Vergleich
mit dem gemäß Beispiel 3 gewonnenen Produkt zeigi eine Kornstruktur, bei der das Einzelkorn etwa 15- bi:
20maI größer als das Korn des Beispiels 3 ist. Die Größt
der Einzelkörner in den Kornstrukturen der Beispiele 1 und 2 liegt etwa bei dem 4 - bis 8fachen des Kornes au;
Beispiel 3. Die hier gegebenen Vergleichswert« beziehen sich auf den Durchmesser des jeweiligen etwj
kugelförmigen Kornes (Primärteilchen).
In den F i g. 1 bis 3 sind mikroskopische Darstellunger von Kornfamilien gezeigt, die im erfindungsgemäßer
Verfahren anfallen. F i g. 1 zeigt dabei ein Produkt dai bei der Verwendung ausschließlich eines Lösers füi
Polypropylen erhalten worden ist Fig.2 zeigt eii
Produkt das mit einem Gemisch aus gleichen Teilet Löser und Nichtlöser erhalten wurde, während da:
Produkt der Fig.3 aus einem Löser/Nichtlöser-Ge
misch im Verhältnis von 70 :30 Gew.-Teilen hergestell
wurde.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von !einteiligen,
rjeselfäbigen Polypropylenpulvern, bei dem man
Polypropylen bei erhöhter Temperatur in einem Lösungsmittel löst, diese Lösung wenigstens so weit
abkühlt, daß das Polypropylen wieder ausfällt, und das ausgefällte Polypropylen nach dem Abtrennen
der Flüssigphase trocknet, dadurch gekenn- to
zeichnet, daß man die Abkühlung der Lösung
unter weitgehender mechanischer Ruhigstellung vornimmt und das getrocknete in Form von
Agglomeraten einzelner Teilchen vorliegende Polypropylen einer mechanischen Zerkleinerung unterwirft
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man mit einem Löser/Nichtlöser-Gemisch
im Verhältnis von 45 bis 95 Gew.-Teilen Löser zu 55 bis 5 Gew.-Teilen N ichtlöser arbeitet a>
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das getrocknete
Polypropylen bis auf Teilchengrößen unter 300 μπι,
vorzugsweise zum überwiegenden Teil unter 100 μηι. zerkleinert.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT1051867 | 1967-11-21 | ||
AT1051867A AT295843B (de) | 1967-11-21 | 1967-11-21 | Verfahren zur Herstellung von feinteiligen Polypropylenpulvern |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1808341A1 DE1808341A1 (de) | 1969-08-28 |
DE1808341B2 true DE1808341B2 (de) | 1977-03-17 |
DE1808341C3 DE1808341C3 (de) | 1977-11-03 |
Family
ID=
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1230208A (de) | 1971-04-28 |
DE1808341A1 (de) | 1969-08-28 |
ES360448A1 (es) | 1970-07-01 |
BE724069A (de) | 1969-05-19 |
CH501681A (de) | 1971-01-15 |
AT295843B (de) | 1972-01-25 |
NL159692B (nl) | 1979-03-15 |
NL6816649A (de) | 1969-05-23 |
US4510305A (en) | 1985-04-09 |
FR1593265A (de) | 1970-05-25 |
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