DE1961909A1

DE1961909A1 - Verfahren zum Aufarbeiten von Kunststoffen

Info

Publication number: DE1961909A1
Application number: DE19691961909
Authority: DE
Inventors: Galloway Ben F
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1968-12-18
Filing date: 1969-12-05
Publication date: 1970-07-09
Also published as: GB1265738A; US3505300A; BE743002A; FR2026405A1; NL6918863A

Description

ng. Walter Meissner Dining. Herbert Tischer

1 BERLIN 33, Herbertstraße 22 MÜNCHEN

Fernsprecher: 8 87 72 37-Drahtwort: Invention Berlin Postscheckkonto: W. Meissner, Berlin West 1228a «nen Bankkonto: W. Meissner, Berliner Bank A.-G.,Depka 3β, > C REZ 1963 Beriln-HsJensee, KurfOretendamm 130, Konto Nr. 85 716 1 BERLIN 33 (GRUNEWALD), den Herbertstrafta 22

6579 GE

THE GOODYEAR TIRE AND RUBBER COMPANY, Akrion, Ohio, V*St.A.

Verfahren zum Aufarbeiten von Kunststoffen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Kunststoffen. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Reinigen von Kohlenwaseerstoff-Kunststoff-Polymerisaten und Kunststoffen, insbesondere von Polymerisaten und Kunststoffen auf der Grundlage von Monoolefin-Diolefin-Kohlenwasserstoffen.

Verschiedene Kunststoffe besitzen Erweichungspunkte, die für viele industrielle Anwendungen zu niedrig liegen. Die Erweich ungspnnk te der verschiedenen Kunststoffe werden normalerweise durch Entfernen der niedermolekularen Polymeren vermittels langwieriger Wasserdampfdestillation erhöht. Weiterhin besitzen viele Kunststoffe zu beanstandende Gerüche, insbesondere, wenn dieselben erwärmt werden. So enthalten verschiedene Kohlenwasserstoff-Kunststoffe, die vermittels der Polymerisation von Monoolefinen und Diolefinen mit Friedel-Krafts-Kätalysatoren hergestellt worden sind, einen geringen Anteil niedermolekularer Polymerer, wie öle, durch die deren Erweichungspunkte erniedrigt werden und zu beanstandende Gerüche verursacht werden. Selbst vermittels langwieriger Wasserdampfdestillation ist es jedoch oftmals nicht gelungen, niedermolekulare Polymere in ausreichender Weise so zu entfernen, daß in wirksamer Weise eine Erhöhung der Erweichungspunkte der verschiedenen Kunststoffe auf geeignete Werte für industrielle Zwecke erreicht werden, und in verschiedenen Kohlenwasserstoff-Kunststoffen enthaltene, zu beanstandende Gerüche sind oftmals nicht aus denselben entfernt worden und gelegentlich hat sich sogar eine Intensivierung ergeben.

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Eine der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit, darin, ein Verfahren zum Aufarbeiten von Kunststoff polymerisaten und Kunststoffen zu schaffen. Eine weitere der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Verbessern der Erweichungspunkte von Kunststoffen, insbesondere denjenigen auf der Grundlage von Monoolefin-Diolefin-Kohlenwasserstoffen zu schaffen.

Erfindungsgemäß wihrde gefunden, daß ein Verfahren zum Aufarbeiten einer niedermolekulare Polymere enthaltenden Kunststoffmasse darin besteht, daß die Kunststoffmasse in einer flüssigen Phase in einem Aufarbeitungssystem erhalten wird, das einen vermittels Wasserdampfdestillation angetriebenen Wiedererhitzer aufweist, wobei der wasserdampf mit ausreichender Geschwindigkeit dergestalt eingeführt wird, daß wenigstens ein Teil des Kunststoffes mitgerissen wird und wenigstens ein Teil des niedermolekularen Polymeren mit dem Wasserdampf aus dem Aufarbeitungssystem abgezogen wird.

Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß das Verfahren zam Aufarbeiten einer niedermolekulare Polymere enthaltender Kunststoffmassen dadurch gekennzeichnet, daß (a) die Masse in einer flüssigen Phase in einem Kunststoff-Aufarbeitungssystem erhalten wird, das eine Abtrennzone und eine Wasserdampf-Wiedererhitzungszone aufweist, wobei die Abtrennzone ein oberes Dampfteil und ein unteres flüssigkeitsteil aufweist, das eine angereicherte flüssige Kunststoffmasse enthält und in dem Aufarbeitungssystem (b) die flüssige Masse im Zustand eines flüssigen angereicherten Kunststoffes von dem flüssigen Teil der Abtrennzone In die Wasserdampf-Wiedererhitzungszone abgegeben wird, (c) Dampf in das untere Teil der Wasserdampf-Wiedererhitzungszone und in die darin vorliegende angereicherte flüssige Kunststoffmasse -^l in ausreichender Menge so eingeführt wird, daß wenigstens ein Teil des flüssigen Kunststoffes und der niedermolekularen Polymeren in Teilchenform mitgerissen werden, (d) wenigstens ein Teil der niedermolekularen Polymeren von dem oberen Teil der Wasserdampf-Wiedererhitsungszone zu dem Dampfteil der Abtr®imzon® zurückgeführt wird, (e) der Dampf und wenigstens ein Tail ü@r- niedermolekularen Polymeren aus dem Dampfteil der

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Abtrennzone unter Anreichern der Kunststoffmasse abgezogen und der restliche Teil der niedermolekularen Polymeren in das flüssige Teil der Abtrennzone kondensiert wird, und (f) eine ausreichende Menge der flüssigen angereicherten Kunststoffmasse in dem flüssigen Teil der Abtrennzone gehalten wird unter Ausbilden einer positiven Druckdifferenz zwischen der Abtrennzone und der Wasserdampf-Wiedererhitzungszone.

Bei Durchführung der Erfindung ist es bevorzugt, wenigstens •inen Teil des mitgerissenen geschmolzenen Kunststoffes von dem oberen Teil der Wiedererhitzungszone zu dem Dampfteil der Abtrennzone zurückzuführen und den mitgerissenen Kunststoff in den flüssigen Teil der Abtrennzone absitzen zu lassen. Um die " Kunststoffmasse in einer flüssigen Phase zu erhalten, ist es gewöhnlich zweckmäßig die Hasse über deren Schmelzpunkt zu erhitzen oder dieselbe in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel zu lösen. Aufgrund des starken Mitreißens und der Siedewirkung in der Wiederdrhitzungezone sowie des Zurückführens in die Abtrennzone, wie es durch die Geschwindigkeit der Dampfeinführung bedingt wird, ist es normalerweise in der Abtrennzone ein mechanisches Rühren oder Bewegen nicht erforderlich.

Das erfindungsgemäBe Verfahren ist insbesondere zweckmäßig für das Aufarbeiten von Kunststoffmassen, die Kunststoffpolymerisate sind, welche ein Gemisch an Verbindungen mit breit gestreuten Schmelz- und Siedepunkten enthalten und einen Kunststoff auf- jj weisen, der niedermolekulare Polymere, nicht umgesetzte Monomere und ein flüchtiges organisches Lösungsmittel enthält, sowie vermittels Polymerisation ungesättigter Kohlenwasserstoffe in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel in Gegenwart eines Friedel-Kraft-Katalysators hergestellt worden ist. Es ist bevorzugt, den Katalysator und die Katalysatorrückstände aus dem Polymerisat vermittels allgemein bekannter Verfahren zu entfernen, bevor die Aufarbeitung erfolgt. Bei einer derartigen Behandlung mit Wasserdampf wird wenigstens ein Teil der niedermolekularen Polymeren, nicht umgesetzte Monomere und flüchtiges organisches Lösungsmittel aus dem Dampfteil der Abtrenxizone unter Anreichern der Kunststoffmasse in dem flüssigen Teil der

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Aufarbeitungszone entfernt.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert, die schematisch ein Kunststoff'-Aufarbeitungssystem mit einer Abtrennzone 1 und einer Wasserdampf-Wiedererhitzungszone 2 zeigt. Die Abtrennzone weist ein Dampf teil 6 und ein Teil 7 mit angereichertem flüssigem Kunststoff auf.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung liegt eine Dampf-Wiedererhitzungszone 2 vor, wo der Dampf 3 durch eine Lochplatte 4 in das untere Teil der Wiedererhitzungszone eingeführt wird. Gegebenenfalls kann der Dampf überhitzt sein, über der Lochplatte 4 wird ein flüssiges Kunststoffpolymerisat 5 eingeführt, das aus einem einen geringen Anteil an niedermolekularem Polymeren, wie ölen, nicht umgesetzte Monomere und ein flüchtiges organisches Lösungsmittel enthaltendem Kunststoff besteht. So kann das Kunststoffpolymerisat z.B. vermittels Polymerisieren eines Monoolefin-Diolefin-Gemischee mit etwa 20 bis 75 Gew.% Piperylen und etwa 80 bis etwa 25 Gew.% 2-Methy1-2-butenin Gegenwart eines wasserfreien Katalysators, wie Aluminiumchlorid hergestellt werden. Die Polymerisation kann bei einer Temperatur von etwa -20 bis etwa 100°C in einem Lösungsmittel, wie Heptan durchgeführt werden. Nach dem herkömmlichen Abziehen mit Wasserdampf etwa 20 Stunden lang weist der abgetrennte Kunststoff normalerweise einen Erweichungspunkt von etwa 95 bis etwa 100⁰C und einen unangenehmen Geruch bei geringfügigem Erwärmen auf. Nach der erfindungsgemäßen Behandlung, die etwa 8 Stunden lang ausgeführt wird, besitzt der abgetrennte Kunststoff normalerweise einen Erweichungspunkt von wenigstens 100°C und nur geringfügigen oder praktisch keinen unangehaen Geruch. In der schematischen Zeichnung wird der Dampf durch die Lochplatte mit ausreichender Geschwindigkeit eingeführt, um das nicht umgesetzte Monomere und flüchtige organische Lösungsmittel zu verdampfen, den geschmolzenen Kunsttoff und die niedermolekularen Bolymeren mitzureißen und das Monomere, Lösungsmittel und wenigstens einen Teil des Kunststoffes und der niedermolekularen Polymeren durch die Wiedererhitzungszone 2 und in das Dampf teil 6 der Abtrennzone zu treiben. Die Geschwindigkeit der Wasserdampfeinführung, die

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für das Mitreißen des geschmolzenen Kunststoffes erforderlich ist, läßt sich leicht durch den einschlägigen Fachmann feststellen. So wird wenigstens ein Teil des Kunststoffes mitgerissen. Es versteht sich, daß ein Teil der niedermolekularen Polymeren in der Dampfphase vorliegen kann. In der Abtrennzone wird der geschmolzene Kunsttoff einfach in das die angereicherte flüssige Kunststoffmasse enthaltende Teil 7 der Abtrennzone 1 aus dem Mitreißvorgang absitzen gelassen. Der Wasserdampf und wenigstens ein Teil der Monomeren, des Lösungsmittels und der niedermolekularen Polymeren werden als Obenfraktion von dem Dampfteil 6 abgezogen, in dem Kühler 8 kondensiert und in dem Auffanggefäß 9. gesammelt. Gegebenenfalls kann, ein Vakuum 10 auf das System beaufschlagt werden, um so eine schnellere und wirksamere Entfernung zu fördern. Allgemein wird nur ein sehr kleiner Teil der Monomeren und des Lösungsmittels, wenn überhaupt, in dem flüssigen Teil 7 kondensiert. Die in dem flüssigen Teil 7 der Abtrennvorrichtung 1 vorliegende, angereicherte, flüssige Kunststoffmasse wird in das untere Teil der Wiedererhitzungszone 2 zurückgeführt und solange erneut behandelt, bis das gewünschte Maß an Reinigung erreicht worden ist. Ein Hinweis auf das Maß der Reinigung ist die Erweichungstemperatur der flüssigen Kunststoffmasse. Der gereinigte Kunststoff wird sodann aus dem Wiedererhitzer abgezogen, siehe das Bezugszeichen 11 und bis zur Verfestigung abgekühlt. Es wird eine ausreichende Menge an angereicherter flüssiger Harzmasse in dem flüssigen Teil 7 der Abtrennvorrichtung 1 gehalten, um einen positiven Druckunterschied zwischen dem flüssigen Teil 7 und der Wiedererhitzungszone 2 zu ergeben. So wird die Zurückführung der Flüssigkeit von der Abtrennvorrichtung zu der Wiedererhitzungszone vorzugsweise durch einfachen Schwerkraftfluß, erleichtert. Es versteht sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren sowohl ansatzweise als auch kontinuierlich durchgeführt werden kann. Wenn das Verfahren ansatzweise ausgeführt wird, wird das Lösungsmittel gewöhnlich schnell verdampft und aus dem Aufarbeitungspystem rasch herau»- destilliert. Sodann wird das Enfuhren des Wasserdampfes angewandt, um den Kunststoff mitzureißen und die Surückführung zu bewirken. Der Wasserdampf entfernt die öle aus dem Kunststoff

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- 6 -. ' wodurch dessen Erweichungspunkt erhöht wird.

Bei der erfindungagemäBen Aufarbeitung der Kunststoffpolymerisate und Kunststoffe können dieselben bei Normaldruck oder über oder unter Normaldruck unterschiedlich lange, wie etwa 1/2 bis etwa 2 Stunden oder sogar etwa 12 Stunden oder mehr, behandelt werden, und zwar in Abhängigkeit von der Kunststoffzusammensetzung und dem Maß der gewünschten Reinigung oder Aufarbeitung. Um kürzere Behandlungszeiten zu ermöglichen, ist es gewöhnlich bevorzugt, die Behandlung unter einem verringerten Druck, wie etwa 10 bis etwa 500 und vorzugsweise etwa 50 bis etwa 200 mm Hg auszuführen. Für die Behandlung können verschiedene Temperaturen angewandt werden. Es ist bevorzugt, daß eine ausreichende Temperatur angewandt wird, die zu einem Verflüssigen des Kunststoffes führt, jedoch einen merklichen Abbau desselben bedingt. Somit können sich in typischer Weise die Temperaturen auf etwa 80 bis etwa 20O⁰C belaufen. IM eine gewünschte Arbeitstemperatur zu erhalten und den Kunststoff mitzureißen, kann der Hasserdampf vor Einführen in das Aufarbeitungssystem unter Druck erhitzt werden. Bei der Durchführung der Erfindung ist es gelegentlich bevorzugt, die Kunststoffmasse in Gegenwart eines Lösungsmittels zu behandeln. In dem Fall eines Kunststoffpolymerisates liegt das Lösungsmittel normalerweise bereits als ein inertes flüchtiges, organisches Lösungsmittel vor, das bei der Polymerisationsumsetznng angewandt wird* Es können verschiedene Lösungsmittel angewandt werden und vorzugsweise werden dieselben als Lösungsmittel für den speziellen behandelten Kunststoff ausgewählt. Beispiele für verschiedene Lösungsmittel, die hier in Anwendung kommen können, sind aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Pentan, Hexan und Heptan und aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol. Xylol und Benzol.

Wenn ein Lösungsmittel angewandt wird, enthält das Kunststoffgemisch gewöhnlich etwa 5 bis etwa 60 Gew.% und öfter etwa IO bis etwa 50 Gew.% des Kunststoffes.

Vermittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können die verectsiedesMm Kunststoff polymerisate und Kunststoffe, wie die am img@s!itigten Kohlenwasserstoffen in Erdölfraktionen und ' hierzu verwandten Verfahren und die aus Terpenen hergestellten

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behandelt werden. So kann z.B. die Terpen-Kunatstoffe behandelt werden, die vermittels Polymerisieren von Terpenen, wie alpha-Pinen, β-Pinen, Dipenten, Limonene alpha-Terpinen, Myrocen, Alloocimen, Andocimen $nd weiteren Terpenen der allgemeinen Formel ^c _lo ^H ₁₆ hergestellt worden sind.

Bei dem Herstellen von Kunststoffen aus ungesättigten Kohlenwasserstoffen, wie den aus Erdölfraktionen gewonnenen und hierzu verwandten Verfahren ist es gewöhnlich zweckmäßig wenigstens einen ungesättigten Kohlenwasserstoff mit einer Doppelbindung (Monoolefin) mit wenigstens einem ungesättigten Kohlenwasserstoff mit mehr als einer Doppelbindung (Diolefin) zu copolymer!- j sieren· Beispiele für verschiedene Diolefine sind Diolefine mit 4 bis 8 und vorzugsweise 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, teilweise die konjugierten Diene, wie 1,3-Butadien, 2-Methy1-1,3-butadien (Isopren), 2-ÄthyS-I,3-butadien und 1,3-Pentadien (Piperylen), Es ist gewöhnlich bevorzugt, das wenigstens eine der Doppelbindungen in alpha Stellung zu dem ersten Kohlenstoffatom vorliegt. Beispiele für verschiedene Monoolefine sind aliphatische Monoolefine mit 3 bis 8 und vorzugsweise 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Propylen, die verschiedenen Butene, einschließlich 2-MethyI-2-buten, die Pentene, die Hexene, die Heptene und die Octene.

Die Kunststoffe und Polymerisate werden gewöhnlich vermittels Polymerisieren der Monomeren in einem inerten flüchtigen Lösungsmittel oder Verdünnungsmittel in Gegenwart eines geeigne- ' ten Katalysators, wie eines Friedel-Kraft-Katalysators hergestellt, der vorzugsweise aus der Gruppe Aluminiumchlorid, Aluminlumbromid, Zinn-IV-chlorid, Bortrifluorld und Bortrifluorid-Xtherat ausgewählt ist. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit ist gewöhnlich teilchenförmiges wasserfreies Aluminfcumchlorid bevorzugt.

Die Kunststoffe bestheen typischer Heise aus langkettigen Polymeren mit unterschiedlichen Molekulargewichten und normalerweise einem relativ geringen Anteil niedermolekularer Polymerer. Die Kunststoffe weisen in typischer Weise ERweichungspunkte von etwa 8O°C oder darunter bis etwa ISO⁰C und gelegentlich bis zu 200°c - nach dem ASTM-PrÜfverfahren E-28-58T und darüber auf. Viele industrielle Anwendungszwecke werden deren Erweichungspunkte in

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wirksamer Welse erhöht durch Entfernen wenigstens eines Teils der niedermolekularen Polymeren aus dem Kunststoff.

Bei dem Herstellen der Kunststoffe 1st ein breiter Temperaturbereich für die Friedel-Kraft-Polymerisationen geeignet. Die Polymerisationen können z.B. normalerweise innerhalb eines Temperaturbereiches von etwa -20 bis etwa 10O⁰C und gewöhnlich stärker bevorzugt von 0 bis etwa 50°C durchgeführt werden, jedoch oberhalb des Gefrierpunktes des Umsetzungsfystems und unter dem Siedepunkt desselben. Natürlich sollte der Druck, bei dem die Umsetzung durchgeführt wird, berücksichtigt werden bei Festlegen der optimalen Temperatur. Normalerweise können sich die Drücke der Polymerisations-Umsetzung auf Normaldruck oder darüber oder darunter liegende Drücke belaufen. Allgemein wird einezufriedenstellende Polymerisation bei etwa dem autogenen Druck durchgeführt, der unter den in Anwendung kommenden Arbeitsbedingungen entwickelt wird. In typischer Weise kann sich die .Umsetzungszelt auf einige wenige Sekunden bis 12 Stunden oder mehr belaufen, und zwar in Abhängigkeit von dem Umsetzungsteilnehmern, den Katalysatoren und Temperaturen, wie sie zur Anwendung kommen.

Ein Beispiel für eine Kunststoffmasse, die durch Polymerisation eines ungesättigten Kohlenwasserstoffgemisches aus einem Mono- olefin und einem Diolefin hergestellt wird, ist die Polymerisation eines Gemisches aus 2-Methyl-2-buten, und 1,3-Pentadien in Gegenwart eines Friedel-Kraft Katalysators, wie es in der US-Patentschrift (US-Patentanmeldung 556 293) beschrieben ist. Ein derartiges Kunststoffpolymer kann z.B. durch Polymerisieren eines etwa 20 bis etwa 75 Gew.% Piperylen und etwa 80 bis 25 Gew.% 2-Methyl-2-buten enthaltenden Gemisches in Gegenwart eines wasserfreien Katalysators aus der Gruppe Alumlniumchlorid, Aluiuiniumbromid_f Zinn-IV-chlorid, Bortrifluorld und Bortrifluoridätherat bei einer Temperatur von etwa 0 bis etwa 50°C hergestellt werden. Es ist gewöhnlich bevorzugt, die Polymerisation in einem inerten, flüchtigen organischen Lösungsmittel unter Anwenden von Aluminiumchlorid mit einer Teilchengröße von etwa 4,0 bis etwa 0,075 min als Katalysator durchzuführen.

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pie Erfindung wird im weiteren anhand einer Reihe von Ausführungsbeispielen erläutert, in denen sich Teile und Prozentsätze auf der Gewichtsgaundlage verstehen, soweit es nicht anderweitig vermerkt ist.

Beispiel 1 '

Es wird ein Kohlenwasserstoff-Kunststoff-Polymerisat vermittels des folgenden Verfahrens hergestellt.

In ein geeignetes UmsetzungsgefäS werden 50 Teile Heptan und 3,08 Teile wasserfreies Aluminiumchlorid eingeführt. Das Gemisch wird auf etwa 5°C abgekühlt. Unter ständigem Rühren des Gemische werden 200 Teile eines Kohlenwasserstoff-Gemisches langsam in das Umsetzungsgefäß innerhalb einer Zeitspanne von 30 Minuten zugesetzt. Das Kohlenwasserstoffgemisch weist die folgende Zusammensetzung auf:

Bestandteile Prozent

2-Penten

2-Methyl-2-buten Isopren

1,3-Pentadien (Piperylen) 2,3-Dimethyl-l-buten

ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit 5 bis 6

Kohlenstoffatomen

100,0

Die Umsetzungstemperatur wird bei 5 bis 10°C gehalten. Der Katalysator wird mit einer stöchiometrischen Menge an Wasser, Calciumoxid und Ton desaktiyiert. Der Ton wird als Filterhilfsmittel zugesetzt. Das Gemisch wird sodann zwecks Entfernen von Teilchen des zersetzten Aluminumchlorides, Calciumoxides und Tons filtriert. Ein vermittels dieses Verfahrens hergestellter Kunststoff weist eine schwach gelbe Farbe, einen unangenehmen Geruch bei geringfügigem Erwärmen und einen Erweichungspunkt nach dem ASTM-Verfahren E28-58T von etwa 94°C auf.

Das Polymerisat enthält etwa 40 Gew.% des Kunststoffes und dementsprechend etwa 60 Gew.% nicht umgesetzes Monomer, leichte Kohlenwasserstoffe und Heptan.

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4	,8
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2	,5
42	,4
2	'«
5	,5

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Beispiel 2'

Nach der schematischen Zeichnung der Flg. !wird ein Kunetetoff-Aufarbeitungssystem gebaut, das einen vermittels Wasserdampf-Destillation angetriebenen Thermosyphon-Wiedererhitzer aufweist. Als Abtrennzone oder als Abtrennvorrichtung wird ein mit Mantel versehenes Umsetzungsgefäß mit einem Fassungsvermögen von 188 1 angewandt. Als Wiedererhitzungszone oder Wiedererhltz^mgsvorrichtung wird eine Stahlumkleidung in Form eines senkrechten, mehrfachen, geraden Rohrs aus rostfreiem Stahl angewandt. Die Wiedererhitzungsvorrichtung weist 14 Rohre mit Durchmessern von etwa 19 mm auf, wobei jedes derselben eine Länge von 90 cm besitzt, wodurch sich insgesamt eine Wärmeübertragungsfläche von etwa

74,3 dm ergibt. Des Erwärmen erfolgt vermittels Dowtherm (ein flüssiges Wärmeübertragungsöl, das von der Dow Chemical Company in den Handel gebracht wird). In dem unteren Teil des Wiedererhitzers unter den senkrechten Rohren ist eine Lochpiatee für das Einführen von Wasserdampf angeordnet. An der Abtrennvorrichtung mit einem Fassungsvermögen von 188 1 ist ein Kühler befestigt.

In die Abtrennvorrichtung mit einem Faseungsvermögen von 188 1 werden 87,4 kg des Kunststoffpolymerisates eingeführt, das nach dem Verfahren des Beispiels 1 hergestellt und aus dem der Kataly— satorrückstand entfernt worden ist. Das Polymerisat enthält etwa 40 Gew.% Kunststoff mit einem Erweichungspunkt von etwa 94°C und somit etwa 60 Gew.% nicht umgesetztes Monomer, leichte Kohlenwasserstoffe und Heptan. Das Polymerisat wird vermittels Schwer- :krafteinwirkung in dasuntere Teil des Wiedererhitzers eingeführt. Sodann wird erhitztes Dowtherm in den Mantel des Wiedererhitzers eingeführt, und ein leichtes Destillat, bestehend aus nicht umgesetztem Monomeren, leichten Kohlenwasserstoffen und Heptan, viedefc als Obendestillat in das Dampfteil der Abtrennvorrichtung ab. Das letztere wird von iher aus abgezogen und in den Kühler kondensiert. Sobald das leihte Destillat aus dem Wiedererhitzer absiedet werden weitere 178,5 kg Polymerisat in die Abtrennvorrichtung mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von etwa 74,7 kg/h eingepumpt und durch Schwerkrafteinwirkung In den Wiedererhitzer eingeführt. ' ' " . J. ν ■;' - _ ; ..;.·-■ ■ ■ ■ _. _1X _

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Der Wasserdampf wird sodann bei einer Temperatur von etwa 1O7°C durch die Lochplatte mit einer Geschwindigkeit von 16,4 kg/h eingeführt. Das Einführen des Wasserdampfes führt zusammen mit dem vermittels Dowtherm erhitzten Mantel zu einer Temperatur in dem unteren Teil des Wiedererhitzers von etwa 125°C. Der Kunststoff wird mitgerissen und als Obendestillat zurück in die Abtrennzone geführt, woran sich ein FIuB unter Schwerkrafteinwirkung einstellt aufgrund der positiven Druckdifferenz zurück in den Wiedererhitzer. Es schien sich ein Pumpen als Obendestillat von dem Wiedererhitzer zu der Abtrennvorrichtung zu ergeben. Die niedermolekularen Polymeren, die scheinbar UIe waren, verdampfen und werden von der Abtrennvorrichtung abgezogen und koadensiert. Nach etwa 20 minütigem Zurückführen belauft sich die Temperatur in dem unteren Teil der Abziehzone auf etwa 135°C. Sodann wird die Geschwindigkeit der Wasserdampfzuführung auf 29,6 kg/h erhöht und Vakuum beaufschlagt. Nach etwa 1,75 weiteren Stunden wird die Geschwindigkeit der Wasserdampfzuführung auf 29,6 kg/h weitere 3,25 Stunden lang erhöht. Nach Abschluß der Behandlung (5 Stunden und 20 Minuten) beläuft sich die Temperatur in dem unteren Teil der Abziehzone auf 2OO°C bei einem verringerten Druck von 100 ml Hg absolut. Die Wasserdampftemperatur beläuft sich zu dlssem Zeitpunkt auf 77°C und die Dowtherm Temperatur auf 23O°C. Der Kunststoff wird aus der Vorrichtung entfernt und es ergibt sich eine Ausbeute von 121,8 kg, wobei das Produkt einen ERweichungspunkt von 103,5°C nach dem ASTM Prüfverfahren E28-58T zeigt. Das Produkt weist bei Raumtemperatur und.bei geringfügigem Erwärmen nur geringen der keinen-unangenehmen Geruch auf.

Beispiel 3

Es wird ein Kunststoff-Aufarbeitungssystem nach dem Beispiel 2 erstellt, das den vermittels Wasserdampfdestillation betriebenen Thermosyphon-Wiedererhitzer aufweist. Es wird ein Kunsttoff-Polymerisat, der nach dem Verfahren des Beispiels 1 hergestellten Art, aus dem der Katalysatorrückstand entfernt worden ist, nach der Arbeitsweise des Beispiels 2 mit der Ausnahme aufgearbeitet, daß kein Vakuum beaufschlagt wird, und die Aufarbeitungsstufe wird begonnen bei leerem Wiedererhitzer, der mit Dowtherm auf eine ■■■■:■■■ ■ ■ . -- - 12 -

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Temperatur yon 26O⁰C erhitzt ist. Pas Polymerisat enthält etwa 40 Gew.% Kunsttoff mit einem Erweichungspunkt von etwa 94°C und demgemäß etwa 60 Gew.% nicht umgesetztes Monomer, leichte Kohlenwasserstoffe und Heptan.

Nach Erhitzen des Wiedererhitzers auf etwa 26O°C mit Dowtherm werden 340 kg des Polymerisates in das untere Teil des Wiedererhitzers mit einer durchschnittlichen Gescwindigkeit von etwa 105,5 kg/h eingeführt. Ein leichtes Destillat siedet sehr schnell vom Polymerisat ab, das allgemein nicht umgesetzte Monomere, leichte Kohlenwasserstoffe und Heptan enthält. Nchdem das gesamte Polymerisat inden Wiedererhitzer eingeführt worden ist, wird Wasserdampf durch die Lochplatte mit einer Geschwindigkeit von et«a 23,7 kg/h und bei einer Temperatur von etwa 1O7°C eingeführt. Der Kunststoff wird mitgerissen und wie im Beispiel 2 zurückgeführt. Nach etsa 4,5 Stunden beläuft sich die Temperatur der Masse in dem Wiedererhitzer auf etwa 22O°C, und der hieraus abgezogene Kunststoff weist einen Erweichungspunkt von 100,4°C auf. Eine Stunde später besitzt der hieraus abgezogene Kunststoff einen Erwichungspunkt von *θ14τ°-β- 101,4°C, und bei Raumteperatur oder geringfügigem Erwärmen zeigt sich nur wenig, wenn überhaupt, ein unangenehmer Geruch.

Die verschiedenen Kunststoffe sind für viele Anwendungszwecke geeignet, wie als Streckmittel, Füllmittel und Klebrigmacher bei vielen Anwendungsgebieten, wie bei natürlichen und synthetischen kautschukartigen Polymeren. Gewöhnlich gilt, daß je höher deren Erweichungspunkte um so interessanter werden dieselben für industrielle Anwendung* Geringe Gehalte an unangenehmen Geruchmkomponenten werden ebenfalle zweckmäßig. Somit hat das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufarbeiten oder Reinigen von Kunststoffen und Kunststoff-Polymerisaten spezielle vorteilhafte Nutzanwendung bezüglich des Erhöhens deren Erweichungspunkte.

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Claims

ng. Walter Meissner oipi.-ing. Herbert Tischer

BERLIN 33, Herbertetraöe 22 ¹^J MÜNCHEN

Fernsprecher: 8 87 72 37— Drahtwort: Invention Berlin ■

Postscheckkonto: W. Melstner, Berlin West 12282

Bankkonto: W. Meissner, Berliner Bank A.-Q.,Depka 38, k C ΠΓΊ

Berlln-Halensee, KurfOretendamm ISO, Konto Nr. 85 716 j BERLIN 33.(GRUNEWALD), denik.O. UtLL.

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The Goodyear Tire
and Rubber Company

Patentansprüche

1. Verfahren zum Aufarbeiten einer Kunsttoffmasse, die einen Kunststoff mit niedermolekularen Polymeren enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffmasse in eine flüssige Phase in einem Kunststoff-Aufarbeitungssystem angewandt wird, das einen vermittels Wasserdampf-Destillation angetriebenen Thermosyphon-Wiedererhitzer aufweist, wobei der Wasserdampf ' mit ausreichender Geschwindigkeit eingeführt wird unter Mitreißen wenigstens eines Teils des Kunststoffes, sowie wenigstens ein Teil der niedermolekularen Polymeren mit dem Wasserdampf aus dem Aufbereitungssystem abgezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (a) die Masse in einer flüssigen Phase in einem Kunststoff-Aufarbeitungssystem erhalten wird, das eine Abtrennzone und eine Wasserdampf-Wiedererhitzungszone aufweist, wobei die Abtrennzone ein oberes Dampfteil und ein unteres Flüssigkeitsteil aufweist, das eine angereicherte flüssige Kunststoffmasse enthält und in dem Aufarbeitungssystem (b) die flüssige Masse im Zustand eines flüssigen angereicherten Kunststoffes von dem flüssigen Teil der Abtrennzone in die Wasserdampf-Wiedererhitzungszone abgegeben wird, (c) Dampf in das untere Teil

der Wasserdampf-Wiedererhitzungszone und in die darin vorliegende angereicherte flüssige Kunststoffmasse in ausreichender Menge so eingeführt wird, daß wenigstens ein Teil des flüssigen Kunststoffes und der niedermolekularen Polymeren in Teilchenform mitgerissen werden, (d) wenigstens ein Teil der niedermolekularen Polymeren von dem oberen Teil der Wasserdampf-Wiedererhitzungszone zu dem Dampfteil der Abgrennzone zurückgeführt wird, (e) der Dampf und wenigstens ein Teil der niedermolekularen Polymeren aus dem Dampfteil der Abtrenn-. ' ■ . - 2 -

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zone unter Anreichern der Kunsttoffmasse abgezogen und der restliche Teil der niedermolekularen Polymeren in das flüssige Teil der Abtrennzone kondensiert wird, und (f) eine ausreichende Menge der flüssigen angereicherten Kunststoffmasse in dem flüssigen Teil der Abtrennzone gehalten wird unter Ausbilden einer positiven Druckdifferenz zwischen der Abtrennzone und der Wasserdampf-Wiedererhitzungezone.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das der Wasserdampf in die Wiedererhitzungszone mit ausreichender Geschwindigkeit für die Zurückführung des mitgerissenen flüssigen Kunststoffes aus der Wiedererhitzungszone zu dem Dampfteil der Abtrennzone und Abscheiden des Kunststoffes in dem flüssigen Teil der Abtrennzone eingeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffmasse unter verringertem Druck aufgearbeitet und die flüssige Masse von der Abtrennzone zu der Wiedererhitzungszone im wesentlichen durch einfachen Schwerkraftfluß zurückgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffmasse ein Kunststoffpolymerisat ist, das aus einem Kunststoff mit niedermolekularen Polymeren, nicht umgesetzten Monomeren und flüchtigem organischem Lösungsmittel besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, das die Kunststoffmasse durch Polymerisieren ungesättigter Kohlenwasserstoffe in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel in Gegenwart eines Friedel-Kraft Katalysators hergestellt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffmasse durch Polymerisieren in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel und in Gegenwart eines wasserfreien Katalysators hergestellt wird, wobei von Verbindungen ausgegangen wird, die aus der Gruppe der Terpene und aus Gemischen mit wenigstens einem Monoolefic mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen und wenigstens einem Diolefin mit 4 bis & Kohlenstoffatomen bestehen, der wasserfreie Katalysator aus der Gruppe Aluminiumchlorid, Aluminiumbromide Zinn-XV-chlorid, Bortrifluorid und Bortrlfluor!datherat ausgewählt ist.

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8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffmasse unter einem verringertem Druck aufgearbeitet wird»

9* Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Überhitzter Wasserdampf angewandt wird, der Wiedererhitzer ein senkrechter, mehrere gerade einfache Rohre mit Umkleidung und einen erhitzten Hantel aufweist, die flüssige Hasse von der Abtrennzone zu der Wiedererhitzungszone im wesentlichen durch einfachen Schwerkraftflufl zurückgeführt wird.

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10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffmasse einen Erweichungspunkt τοη etwa 80 bis etwa 100⁰C aufweist, und durch Polymerisieren bei einer Temperatur τοη etwa 0 bis etwa 50⁰C eines Gemisches, bestehend aus etwa 20 bis @twa 75 Gew.96 Piperylen und etwa 80 bis etwa 25 Gew.jt 2>Hethyl-2-buten hergestellt wird, das Lösungsmittel aus der Gruppe aliphatischer und aromatischer Kohlenwasserstoffe ausgewählt ist. ■·.-■"

16 ir. 60/70 (§ 46 P*t. AO)J

00982 8/17 70

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