-
Verfahren zur Herstellung elektrostatisch wenig oder nicht aufgeladene,r
pulverförmiger Mischungen auf der Basis von Polyvinylchlorid Kunststoffe werden
meistenteils in Form von Granulaten oder Pulvermischungen, sogenannten Oompounds,
verarbeitet. Für die Herstellung der Granulate benötigt nan primär ebenfalls Pulvermischiing£'n.
Die Verarbeitbarkeit solcher Mischungen hängt außer von der Rezeptur auch vom Schüttgewicht
und von der Rieselfähigk-eit ab. Im allgemeinen sind hohes Schüttgewicht und gute
Rieselfähigk.eit Voraussetzungen für eine gute Verarbeitbarkeit und eine gute Qualität
des Produktes.
-
Die Herstellung der Mischung geschieht sehr häufig in Schnellmischern
mit hoher Drehzahl der Rührerorgane. Durch die Reibung der Teil c aneinander wird
das Mischgut insbesondere in der Kühlphase stark statisch aufgeladen. Aber auch
bei Mischern mit langsamer Drehzahl werden stark zur Aufladung neigende Mischungen
wie beispielsweise Polyvinylchlorid-Mischungen elektrostatisch.
-
Üblicherweise werden samtliche Komponenten einer Nischung von Anfang
an oder im Laufe der Heizperiode des Mischvor# gangs eingefüllt. In einem zweiten
Arbeitsgang werden die erwähnten Mischungen entweder im gleichen Mischer oder in
einem separaten Kühlmischer wieder abgekühlt. Mit zunehmender Abkiihlung ist eine
verstärkte elektrostatische Aufladung zu beobachten. So hergestellte Pulvermischungen
weisen dann quasistabile, wie Frischschnee aussehende, Systeme auf. Dabei wird durch
die sich gegenseitig anziehenden bzw. abstoßenden, eine Struktur aufbauenden und
Hohlräume bildenden Teilchen ein niedriges Schüttgewicht vorgetäuscht.
-
Weiterhin ist die gegenseitige Verschiebung der einzelnen Körner gegeneinander
erschwert und die für die Verarbeitung erforderliche Rieselfähigkeit der Mischungen
durch Öffnungen und richter beeinträchtigt. Demgegenüber nehmen strukturlose Pulvermischungen
ein geringeres Volumen ein und se-tzen einer gegenseitigen Verschiebung keinen oder
nur einen geringen Widerstand entgegen.
-
Bei der Verarbeitung elektrostatisch aufgeladener Mischungen, z.B.
auf Extrudern, verhindert die Aufladung ein gutes und gleichmäßiges Einlaufen der
Mischungen in den Schneckenzylinder, so daß die Einzugszone nicht vollständig ausgefüllt
ist.
-
Daraus ergibt sich ein verringerter Ausstoß und eine Verschlechterung
der Qualität des Endproduktes, die sich beispielsweise durch Blasenbildung oder
geringere Festigkeit der Formkörper bemerkbar macht.
-
Es ist bekannt, die elektrostatische Aufladung durch Wasserdampf,
FeuchtiSkeit, antistatisch wirksame Substanzen, ionisierte tuft und dgl. zu beseitigen.
-
Mit diesem Verfahren sind jedoch Nachteile verbunden. So besteht bei
der Verwendung von Wasserdampf oder Feuchtigkeit die Gefahr der Blasenbildung im
dem Produkt. Beim Einsetzen der Antistatika wird die Thermostabilität beeinträchtigt
und das Fließverhalten im thermoplastischen Bereich mehr oder weniger verändert.
Weiterhin ist die wirksame Anwendung ionisierter Luft kostspielig, zeitraubend und
kann qualitative Nachteile, z.B. eine Verschlechterung der Stabilität des Endprodukten
bringen.
-
Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von elektrostatisch wenig oder
nicht aufgeladener pulverförmigen Mischungen auf der BpF'is von Polyvinylschlorid
durch Nischen in einer Ileiz-und in einer Kühlphase gefunden, das diese Nachteile
nicht aufweist. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man während der Kühlphase
bei einer Temperatur von 50 bis 800 0, vorzugsweise 60 bis 650 G, der Mischung 0,5
bis 10 Gewichtsprozend, vorzugsweise 1 bis 5 Gewichtsprozent, pulverförmige Zusatzbestandteile
zugibt und nach erfolgter Abkühlung um 10 bis 200 (5 in 3 bis 8 Minuten, vorzugsweise
4 bis 6 Minuten, den Nischvorgang abbricht.
-
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Mischungen
weisen keine oder nur geringe elektrostatische Auflandung auf. Dies ist besonders
für die Verarbeitung der Kunststoffpulver vorteilhaft. Weiterhin wird der Mischvorgang
bereits bei noch nicht ganz abgekühltem Produkt abgebrochen Dadurch tritt eine Zeitersparnis
ein und somit eine bessere Auslastung der Mischerkapazitäten. Dabei ist überraschend,
daß die Körner der Pulvermischung trotz des noch warmen Prodikte nicht zusammenkleben.
-
Nach dem beansprucht-en Verfahren können Pulvermischungen auf der
Basis von Polyvinylchlorid hergestellt werden, in die die' üblichen Hilfsstoffe
wie auch andere Polymerisate eingearbeatet werden können. Als Grundsubstanz eignen
sich alle Polyvinylchloridtypen beispielsweise Block-, Suspensiens- und Emulsions-Polymerisate
Copolymere von Vinylchlori,d mit åthylenisch ungesättigten Monomeren mit mindestens
50 Gewichtsprozent, vorzugsweise 70 Gewichtsprozent, Vinylchloridanteil beispielsweise
Copolymere aus Vinylchlorid mit Vinylhalogeniden wie Vinylfluorid, Vinylidenchlorid,
Vinylidenfluorid; Vinylestern wie Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat Vinyl-2-äthylhexaneat
und die Vinylester der Versaticsauren, Vinyläther, Acryl-, Methacryl-, Fumar- und
Maleinsäure, und deren Mono- oder Di-Ester von Mono- oder Dialkoholen mit 1 bis
10 Kohlenstoffatomen und oC-Olefine wie Äthylen, Propylen, Butylen oder Pfropf-Copolymere
wie beispielsweise mit Vinylchlorid gepfropftes Copolymeres aus Äthylen-Vinylacetat
Weiterhin können andere Polymere bis zu 25 Gewichtsprozent zugemischt werden, insbesondere
Modifizierharze wie Acraylnitril-Butadien-Styrol Polymerisate, Acrylat-polymere,
Methylmethacrylate oder Butadien-Styrol-Polymere.
-
Als Stabilisatoren kommende üblicherweise für Polyvinylchloridmischungen
verwendeten in Frage. Beispiele hierfür sind Allylzinnverbindungen, Cadmium-Barium-Stabilisatoren
und Bleiverbindungen. Weiterhin werden meistenteils Gleitmittel zugesetzt. So können
beispielsweise Montanwachse, langkettige Fettsäureester, Kalzium- und Magnesiumsalze
von langkettigen Fettsäuren, hoher.
-
Fettalkohole, Polyäthyle und organische Polysiloxane mitverarbeitet
werden.
-
Unter pulverförmigen Zusatzbestandteilen, die während der Kühlphase
zugegeben werden, sollen insbesondere Farben, Fiillstoffe und Verarbeitungshilfen
verstanden werden, aber auch andere pulverförmige Substanzen wie Modifizierharze
geben die erfindungsgemäß beabsichtigten Wirkungen.
-
Als Farben kommen sowohl anorganische Pigmente wie Titandioxyd, Ruß,
Oadmiumfarben, Eisenoxydfarben wie auch organische Farbstoffe, beispielsweise Phtalocyaninfarbstoffe,
Ohromophtalblau in Frage. Weiterhin seien folgende Füllstoffe als Beispiele erwähnt:
Kreide, Siliciumdioxyd, hochdisperse Kieselsäure, Talkum, Calciumcarbonat, Titandioxyd,
Aluminiumdioxyd.
-
Das Verfahren kann in Schnellmischern durchgeführt werden, die durch
Reibungwärme die nötige Temperatur erzeugen und denen meistenteils ein Kühlmischer,
in den das heiße Mischgut eingebracht wird, angeschlossen ist. Ebenso ist es möglich,
in langsamer drehenden Horizontalmischern, die hauptsächlich durch Mantel kühlung
erhitzt werden, aber auch mit anderen Mischertypen zu arbeiten.
-
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden ein kleiner
Prozentsatz der pulverförmigen Bestandteile, vorzugsweise 1 bis 5 Gewichtsprozent,
zurückbehalten. Dabei können sowohl mehrere Komponenten gemeinsam, einzelne allein
oder nur Teilmengen von Komponenten nicht zugegeben werden. Die meisten Bestandteile
der Mischung werden in einen Mischer während der Heizphase eingegeben. Dabei wird
die Mischung auf die üblichen Temperaturen, (meistenteils zwischen 120 und 140°
C), die sich nach der Stabilität der zu verarbeitenden Bestandteile richten, erhitzt.
-
Nachdem ein homogenes Mischgut entstanden ist, wird die Mischung im
gleichen Mischer oder in einem separaten Kühlmischer gekühlt. Mit fortschreitender
Abkühlung ist dabei eine Zunahme der elektrostatischen Aufladung zu beobachten.
Bei einer Temperatur zwischen 50 und 800 C werden nun die zurückbehaltenen Mengen
der pulverförmigen Zusatzbestandteile zugegeben. Innerhalb von 3 bis 8 Minuten,
vorzugsweise 4 bis 6 Minuten, wird nun die Temperatur um 10 bis 200 C gesenkt und
sodann der Mischvorgang abgebrochen. Dabei ist es von Bedeutung, daß nicht länger
gemischt wird. Die so hergestellten Pulvermischungen zeigen ein hohes Schüttgewicht
und weisen eine gute Rieselfähigkeit auf.
-
Die in den Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile.
-
Beispiel 1 a) In einem Mischer mit schnellaufendem Rührer werden 100
Teile Mischpolymerisat aus Vinylchlorid und Vinylacetat 2,0 Teile Dibutylzinnmerkaptid
90 : 10 1,0 Teile Montanwachse 1,0 Teile Titanweiß 0,15 Teile Chromophthalblau eingefüllt
und in 15 Minuten durch Reibungswärme auf 1 1400 G erhitzt. Anschließend wird die
Mischung in einem Kühlmischer geschleust und dort unter Rührung in 10 Minuten auf
300 C abgekühlt. Die so erhaltene Mischung weist ein Schüttgewicht von 590 g/i auf
und läuft nur durch einen Trichter mit mindestens 12 mm Auslauföffnung Beispiel
1 b) Die selbe Mischung wie in Beispiel 1 a) wird angesetzt, jedoch die Farbkomponenten
Titanweiß und Chromophthalblau erst im Kühlmischer bei 600 C zugesetzt. Nach 4 Minuten
bei einer Abkühlung auf 45 C wird der Mischvorgang abgebrochen. Es resultiert nun
eine Mischung mit einem Schüttgewicht von 650 g/l und einer Rieselfähigkeit, gekennzeichnet
durch freies Auslaufen durch einen Trichter mit einer Auslauföffnung von nur 8 mm
Durchmesser.
-
Beispiel 2 a) Ebenfalls in einem Schnellmischer werden eingesetzt
90 Teile Masse-Polyvinylchlorid, K-We«t 57 10 Teile MBS-Polymerisat (Pfropf-Oopo,lymeres
aus Methacrylat, Butadien und Styrol) 1,5 Teile Di-n-octylzinnmerkaptid 0,5 Teile
langkettige Bettsaure-ester
0,5 Teile, Montanwachs 1,5 Teile Chromophthalblau
2,0 Teile Titanweiß Sämtliche Mischungsteile, mit Ausnahme des MBS-Polymerisats,
werden im Heizmischer auf 130 C erhitzt. Nach Abkühlen im Kühlmischer auf 1000 C
erfolgt Zugabe des MBS-Polymerisats und weitere Kühlung auf 300 0. Das Schüttgewicht
dieser Mischung ist 570 g/l; die Rieselfähigkeit liegt bei einem Trichter mit 12
mm Auslauföffnung.
-
Beispiel 2' b) Der selbe Mischvorgang wird mit den gleichen Mischsubstanzen
wiederholt, jedoch die Farbkomponenten nach Abkühlung der Mischung auf 500 C beigegeben
und weitergekuhlt bis 400 C innerhalb von 3 Minuten. Die so erhaltene Mischung hat
ein Schüttgewicht von 660g/1 und rieselt durch einen Trichter mit einer Auslauföffnung
von 8 mm.
-
Beispiel 3 a) In einen Horizontalmischer mit waagrechten Rührorganen
werden eingewogen 100 Teile Suspensionspolyvinylchlorid, K-Wert 55 2 Teile Paraloid
K 120 N I Methylmethacrylat-Polymeres 3,5 Teile V 220 = zweibasisches Bleistearat
0,3 Teile Calziumstearat 1,0 Teile Stenol 1618 = Gemisch höherer Fettalkohole 2,0
Teile Loxiol G 30 = langkettige Fettsäureester 0,4 Teile PVC-Grau 86931 N = Farbe,
Markenzeichen der Fa. Liegel
Alle Komponenten werden zu Beginn
des Mischvorgangs in die Mischapparatur gegeben und durch Reibungswärme und mittels
Mantelheizung auf 1400 a erhitzt. Nach Ablrihlung der Mischung auf 300 C stellt
man ein Schüttgewicht von 580 g/l und eine Rieselfähigkeit durch einen Trichter
mit der Auslauföffnung von 10 mm fest.
-
Beispiel 3 b) Der Mischvorgang wird wiederholt mit den gleichen Xomponenten
wie in Beispiel 3 a), jedoch erfolgt die Zugabe der Farbe und des Paraloids K 120
N nach Abkühlen der Mischung auf 60° C.
-
Das weiter auf 400 a in 6 Minuten gekühlte Compound weist ein Schüttgewicht
von 680 g/1 auf und ist rieselfähig durch einen Trichter mit 8 mm Auslauföffnung.
-
Beispiel 4 In einen Schnellmischer werden folgende Mischungsbestandteile
eingewogen 100 Teile Suspensionspolyvinylchlorid, K-Wert 57 1,5 Teile Di-n-octylsinnmerkaptid
0,5 Teile Ester langkettiger Fettsäuren 0,5 Teile Titanweiß 0,5 Teile Aerosil und
in 12 Minuten durch Reibungswärme auf 1300 C erhitzt. Anschließend wird die Mischung
in einem Xühlmischer unter Rührung auf 300 C abgekühlt. Diese Mischung weist ein
Schüttge wicht von 570 g/l auf und rieselt durch einen Trichter mit der Auslauföffnung
von 12 mm Durchmesser.
-
Beispiel 4 b) Die Mischung wie in Beispiel 4 a) wird mit denselben
Komponenten angesetzt, jedoch mit dem Unterschied, daß die Mischungsbestandteile
Titanweiß und Aerosil erst im Kühimischer bei 600 C zugegeben werden. Nach 5 Minuten
bei 450 C wird der Mischer abgestellt. Diese Mischung weist nun ein Schüttgewicht
von 650 g/l auf und, ist rieselfähig durch einen Trichter mit einer 9 mm-Auslauföffnung.