DE2143497A1

DE2143497A1 - Verfahren zum Entfernen flüchtiger Stoffe aus einem Elastomeren

Info

Publication number: DE2143497A1
Application number: DE19712143497
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung. M Antrag
Original assignee: Firestone Tire and Rubber Co
Current assignee: Bridgestone Firestone Inc
Priority date: 1970-09-04
Filing date: 1971-08-31
Publication date: 1972-03-09
Also published as: ZA715617B; CA973650A; US3683511A; BE816595Q; BR7105822D0; GB1342151A; FR2107282A5; AU458227B2; JPS5412949B1; AU3305171A

Description

Dlpl.-lng. Kurt Lengner x_n Λ_11οη1£Ι4.

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Unsere Akte: 1030/364-

The Firestone 0?ire & Rubber Company Akron/Ohio, USA.

Verfahren zum Entfernen flüchtiger Stoffe aus einem Elastomeren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Entfernen flüchtiger Kohlenwasserstoffe aus einem Elastomeren.

Bei der Herstellung von Synthesekautschuk durch Polymerisation in einem organischen Verdünnungsmittelmedium muß das erzeugt· Polymere getrocknet oder von dem Verdünnungsmittel getrennt wer~ den bevor es verwendet werden kann. Es sind für diesen Zweck mehrere Methoden vorgeschlagen worden. Die gebräuchlichste Me-,/ thode zum Befreien von Synthesekautschuk von Lösungsmitteln um*- faßt Koagulieren des Kautschuks in Lösung in einem Lösungsmittel, indem man ihn in Wasser austreten läßt und das Wasser erwärmt, sodaß das Verdünnungsmittel mit Wasserdampf abdestilliert und das Polymer in Klumpen ausfällt. Die Klumpen werden dann in üblicher Weise getrocknet, beispielsweise mittels einer Entwässerungspresse und einem Heißluftkammer-Trockner.

Alternative Methoden zum Entfernen des Wassers aus Kautschukklumpen haben einen Schneckenextruder verwendet, der längs des Zylinders Entlüftungsöffnungen aufweist, durch die Wasserdampf hindurchtritt, wenn der Kautschuk in dem Extruder geknetet und mastiziert wird. Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieses Typs sind in der US-Patentschrift 3 225 453 beschrieben, wobei feuchte Kautschukklumpen im wesentlichen völlig getrocknet werden, indem man sie durch einen entlüfteten Extruder schickt. Der Extruder bearbeitet den xiautschuk mechanisch, um ihn zu erwärmen und //asser aus ihm auszudrücken; das Wasser wird in flüssiger

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Form und in Dampfform durch Abflußöffnungen, die sich längs des Extruders erstrecken, herausgedrückt. Dieses Verfahren hat sich beim Entfernen von Wasser aus Kautschuk als wirksam erwiesen, da die Zerreißwirkung des Extruders Wassertaschen, die in den Klumpen enthalten sind, öffnet, um Feuchtigkeit freizugehen.

Neuere Verfahren zum Trocknen von lösungspolymerisierten Elastomeren haben die Stufe der Koagulation in Wasser zu vermeiden versucht. Bei diesen neueren Verfahren liegt das Problem lediglich in der Entfernung eines organischen Verdünnungsmittels, das ein neues und andersartiges System zum Trocknen von Polymerisat darstellt. Da das Elastomere und Verdünnungsmittel in den meisten Fällen in allen Verhältnissen miteinander mischbar sind, unterscheidet sich die Situation beträchtlich von dem Verfahren, das in dem erwähnten Patent beschrieben ist, bei dem das gesamte flüchtige Material (Wasser) mit dem Elastomeren nicht mischbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum kontinuierlichen Entfernen flüchtiger Kohlenwasserstoffe aus einem Elastomeren unter Verwendung eines entlüfteten Extruders zu schaffen, bei dem im wesentlichen der gesamte flüchtige Kohlenwasserstoff, der in einem Elastomeren absorbiert ist, durch eine einfache kontinuierliche Methode entfernt wird.

Die Lösung der erfindungsgemäße^Aufgabe wird kurz wie folgt zusammengefaßt: Ein Hlastomeres, das flüchtige, zu entfernende Kohlenwasserstoffe enthält, wird kontinuierlich in einen Extruder eingeführt und zur Erhöhung seiner Temperatur mechanisch bearbeitet. Durch eine Einlaßöffnung in dem Extruder wird ein inertes Gas oder Wasser eingeführt und mit dem Elastomeren vermischt. Das Gemisch geht durch den Extruder hindurch und gelangt in einen entlüfteten Teil in dem Extruder, in welchem Dämpfe aus dem Gemisch austreten und entweichen. Das Elastomere wird dann von dem Ende des Extruders mit einem geringeren Gehalt an flüchtigen Kohlenwasserstoffen abgezogen. Gegebenenfalls kann das Elastomere einer Mehrzahl mechanischer Bearbeitungsgänge, jeder von einem Entspannungsvorgang (flash operation) gefolgt,

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unterworfen werden, um größere Wirksamkeit beim Entfernen der flüchtigen Kohlenwasserstoffe zu schaffen. Eine weitere Möglichkeit liegt darin, daß man dem Gemisch an irgendeinem Punkt in dem Extruder öl zusetzt, um ein Gemisch aus Öl und Elastomeren herzustellen, wenn ein solches Gemisch gewünscht wird. Noch eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß man das Elastomere, aus dem flüchtige Stoffe entfernt sind, einem zweiten Extruder zuführt, in dem die gewünschte Menge Öl zugemischt wird.

Wenn es erwünscht ist, andere Mischungsbestandteile, wie Füllstoffe, oder Vulkanisationsbestandteile u.dgl. zu dem Elastomeren zuzusetzen, kann der Zusatz an jedem passenden Punkt während des Prozesses erfolgen.

Die Elastomeren, die in dem Verfahren der Erfindung behandelt werden können, umfassen Naturkautschuk und verschiedene Typen von Synthesekautschuk. Der Ausdruck Synthesekautschuk umfaßt Polybutadien, Polyisopren, Copolymere von Butadien oder Isopren mit Sty-'rol, Chloroprenkautschuk, Butylkautschuk oder EPDM. Das Verfahren ist besonders wirksam beim Behandeln von Polybutadienkautschuk und Copolyaeren von Butadien und Styrol, die mehr als 50% Butadien enthalten. Das Verfahren ist auf Elastomere eines großen Molekulargewichtsbereichs anwendbar und kann wirksam bei Elastomeren mit einer Mooney-Viskosität (ML^ bei 100⁰C) Von etwa 10 bis 180 eingesetzt werden. Es können auch Mischungen aus zwei oder ■ehr Elastomeren behandelt werden.

Die flüchtigen Stoffe, die in dem Verfahren der Erfindung entfernt werden können, sind gewöhnlich organische Flüssigkeiten, die als Verdünnungsmittel in dem Polymerisationsverfahren verwendet werden. Insbesondere sind die flüchtigen Stoffe Kohlenwasserstoffe mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise Butane, Pentene, Hexane, Heptane, Benzol, Toluol, Cyclohexan u.dgl. Es können auch im Falle von synthetischen Elastomeren unreagierte Monomere in kleinen Mengen vorhanden sein. Das Verfahren ist wirksam beim Entfernen flüchtiger Stoffe, die in dem Elastomeren in der Menge bis zu 40 Gew.-#, bezogen auf Gesamtfest-

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stoffe, gewöhnlich, zwischen 10 und 30 Gew.-70, vorhanden sind. Im allgemeinen neigen Elastomere, die größere Mengen Verdünnungsmittel enthalten, dazu, etwas weich und puddingartig zu sein und sind schwieriger zu handhaben, Es können Elastomere, die höheres Molekulargewicht haben, behandelt werden, wenn sie bis zu 50 Gew.-% flüchtige Stoffe, bezogen auf Gesamtfeststoffe, enthalten.

Das in dem Verfahren der -Erfindung verwendete inerte G-as kann jeder gasförmige Stoff sein, der mit dem Elastomeren oder Verdünnungsmittel nicht reagiert. Elementare Gase, wie Stickszoff, Argon, Neon, Helium usw. können sehr wirksam eingesetzt werden. Von diesen wird stickstoff aus Kostengründen bevorzugt. Sauerstoff oder sauerstoffhaltige Gase, wie Luft, werden nicht empfohlen, da Sauerstoff eine abbauende Wirkung auf nichtstabilisierte Elastomere bei hohen Temperaturen hat. Außerdem ist die Verwendung von Sauerstoff oder sauerstoffhaltiger Gase zusammen mit den flüchtigen Kohlenwasserstoffen eine potentielle Feuergefahr.

Die Verwendung von Wasser in dem Verfahren der Erfindung bietet in mehrerer Hinsicht Vorteile, wasser, das mit den meisten der angetroffenen flüchtigen Stoffe unmischbar ist, erzeugt einen «Vasserdampfdestillationseffekt beim Entfernen der flüchtigen Stoffe. Außerdem kann Wasserdampf, der mit den flüchtigen Stoffen ψ entweicht, leicht kondensiert und in einem Lösungsmittelwiedergewinnungssystem abgetrennt werden. Gewünschtenfalls können sowohl Wasser als auch ein inertes Gas in demselben Arbeitsgang verwendet werden, obgleich sie vorzugsweise an verschiedenen Eintrittspunkten zugesetzt werden. In gewissen Anwendungen kann rfasserdampf verwendet werden und kann erforderlichenfalls zusätzliche Wärme liefern. Wenn es erwünscht ist, ^arme von dem System abzuführen, ist Wasser ein idealer Zusatz, da seine vergleichsweise hohe Verdampfung swärme einen beträchtlichen Wärmeentzug erlaubt.

Im !'alle wo Polymere, die restlichen Initiator oder "lebende Enden" enthalten, verwendet werden und es gewünscht wird, die flüchtigen Stoffe zu rezirkulieren, kann die Verwendung eines inerten

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Gases anstatt viasser vorzuziehen sein, da mit den flüchtigen Stoffen vermischtes »Wasser Acetylene regenerieren würde, die in der Polymerisation unerwünschte Stoffe sind. Dieses trifft besonders in dem Fall zu, wenn Elastomere mit Lithiuminitiatoren erzeugt werden.

Die verwendete Menge wasser oder Inertgas hängt von solchen Faktoren ab, wie Typ des zu behandelnden Elastomeren, Menge und Art der zu entfernenden flüchtigen Stoffe sowie den Temperaturen, die angewandt werden können. Im allgemeinen sind 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-/o Wasser oder Inertgas, bezogen auf die Gesamtcharge von Elastomerem und flüchtigen Stoffen, wirksam. Bevorzugte Mengen Wasser oder Inertgas reichen von etwa 1 % bis etwa 7 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtcharge von Elastomeren und flüchtigen Stoffen.

Es wurde als -tieispiel für den Einfluß des Elastomertyps auf die verwendete Menp-e wasser oder Inertgas festgestellt, daß niedrige Zusatzmengen bevorzugt werden, wenn man mit Elastomeren, die eine hohe Mooney-Viskosität haben, arbeitet, da weniger "pulveriges xiaterial" ("fines") an dem Austrittspunkt des Extruders erzeugt wird. Umgekehrt neigen höhere Zusatzmengen bei Elastomeren mit niedriger Mooney-Viskosität dazu, das Verstopfen von Entlüftungsöffnungen durch weiche, klebrige Polymerablagerungen zu verringern. Es wurde überraschend gefunden, daß Elastomere mit höherem Mooney-i/ert bei einem größeren Verhältnis von Durchsatzpro-horsepower von flüchtigen Stoffen befreit werden können als Elastomere mit geringeren iwooney-Viskositäten. Eine mögliche Erklärung für diesen Effekt liegt darin, daß Stoffe mit höherem i.Iooney-./ert eine. ^!;röüere iieigung zum Brechen haben, wenn sie Scherkraft unterworien weruen, so daß flüchtige Stoffe leichter frei werden.

i'emperaturbegrenzun^en wert en in erster Linie durch den Siedepunkt der flüchtigen Stofie, die otabilität der Polymeren bei hoher Temperatur und die Begrenzungen der Vorrichtung diktiert. iienn auch hohe Temperaturen wirksamere Entfernung von flüchtigen

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Stoffen begünstigen, ist es gewöhnlich unerwünscht, mit Polybutadien oder Styrol-Butadien-Cqpolymeren bei Temperaturen weit über 200⁰G zu arbeiten. Das Arbeiten unter 100⁰Ci ist im allgemeinen unwirksam, wenn nicht nur niedrigsiedende Stoffe entfernt werden müssen.

Die Entfernung flüchtiger Stoffe kann bei Atmosphärendruck erfolgen und es ist gewöhnlich am vorteilhaftesten, bei einem --■ Druck von etwa einer Atmosphäre zu arbeiten. Gewünschtenfalls kann jedoch das System bei einem partiellen Vakuum oder unter einem Druck bis zu Ί0 Atmosphären oder darüber betrieben werden. Die Drücke werden gewöhnlich durch die Bedingungen bestimmt, unter denen die Verfahren zur Wiedergewinnung von Lösungsmittel durchgeführt werden sollen.

Bei der Lösungsmittelwiedergewinnung kann Wasserdampf zusammen mit den flüchtigen Kohlenwasserstoffen kondensiert und durch Dekantieren abgetrennt werden, Es können "unkondensierbare" Stoffe, wie inerte Gase, in dem Wiedergewinnungssystem abgetrennt und rezirkuliert werden. "Wenn Wasser verwendet wird, können weitere Trocken- und Reinigungsprozesse angewandt werden, um wasserfreie, flüchtige Kohlenwasserstoffe zum Rezirkulieren zu erhalten.

Es kann Öl entweder vor oder nach Entfernung der flüchtigen Koh-" lenwasserstoffe zu dem Elastomeren zugesetzt werden. Für einige Anwendungszwecke können bis zu 50 oder mehr Gewichtsteile Öl auf 100 Teile Elastomer in dem Fertigprodukt erwünscht sein. Es wurde jedoch gefunden, daß die Beimischung von ü'l zu einem Elastomeren, das Wasser enthält, sehr schwierig ist, wahrscheinlich infolge des Schmiereffekts der Öl-Wasser-Kombination. Daher sollte jegliches zugesetzte ül entweder im wesentlichen vollständig vermischt sein, bevor Wasser eingeführt wird, oder zugesetzt werden, nachdem das Wasser entfernt ist. Wenn Elastomere mit hohem Mooney-Wert behandelt werden sollen, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, eine kleine Menge Ül vor dem Entnahmepunkt zuzusetzen, um das Elastomere weich zu machen und die Entnahme des Produktes an dem Ende des Extruders zu erleichtern. Diese

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Menge kann von etwa 1 bis 15 Gewichtsteile Ul auf 100 Teile Elastomer betrafen, vorzugsweise von etwa 3 bis etwa 7 Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile Elastomer.

Es wird normalerweise ein Antioxydanz mit den Elastomeren verwendet und es kann mit dem Ol in hochkonzentrierter Lösungsmittellösung oder mit dem Wasser (wenn verwendet) , zweckmäßig dispei giert, zugesetzt werden.

Eine beispielhafte Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung ist auf der Zeichnung in Pig. 1 dargestellt. Dabei wird ein Elastomeres, das flüchtige Kohlenwasserstoffe enthält, in den Einfülltrichter 11 eines Extruders, der allgemein mit 10 bezeichnet ist, gegeben. Der Extruder wird durch einen Antriebsmechanismus 12 angetrieben, wasser oder Inertgas werden bei einem Eintritt 13 injiziert und das Elastomere einem Mischvorgang in einem jftischabschnitt 16 unterworfen. Das Gemisch gelangt in den Entlüftungsabschnitt 17, wo flüchtiges Material bei einer Entlüftungsöffnung 14- ausgetrieben wird. Dann wird das Elastomere am Ende des Extruders durch eine Formplatte 15 abgezogen.

3?ig. 2 zeigt eine abgewandelte Ausfuhrungsform des Verfahrens der Erfindung unter Verwendung von zwei aufeinander folgenden Einführungen für vtfasser oder Inertgas, jede durch einen Entlüftungsvorgang gefolgt. Hier wird das Elastomere, das flüchtigen Kohlenwasserstoff enthält, durch einen Einfülltrichter 21 in einen allgemein mit 20 bezeichneten Extruder gefüllt. Der Extruder wird durch einen Antriebsmechanismus 22 angetrieben. An einer iSintrittsöffnung 23 wird Wasser oder Inertgas eingeführt und die vereinigten »Stoffe werden in einem ersten Mischabschnitt 28 gemischt. Dann gelangen die stoffe in einen ersten Entlüftungsabschnitt 29, wo flüchtige btoffe austreten und durch eine Entlüftungsöffnung 24 entweichen. Wenn das Elastomere in einen zweiten Mischabschnitt 30 gelangt, wird mehr Wasser oder Inertgas an einer zweiten Eintrittsöffnung 25 eingeführt und die vereinigten otoffe werden wieder gemischt. Die stoffe gelangen in einen zweiten Entluftungsabschnitt 31, wo die flüchtigen otoffe

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erneut ausgetrieben und durch eine Entlüftungsöffnung 26 abgelassen werden. Es wird Öl an einer Eintrittsöffnung 27 eingeführt und in einem Endmischabschnitt 32 mit dem Elastomeren gemischt und die vereinigten Stoffe werden am Ende des Extruders durch eine Formplatte 33 abgezogen.

Fig. - 3 zeigt noch eine weitere Ausführungsform des Verfahrens, wobei zwei Extruder 40 und 41 in Serie betrieben werden. Es gelangt Elastomeres in den ersten Extruder 40, worin die Arbeitsgänge (nicht dargestellt") zur Entfernung von Lösungsmittel wie zuvor durchgeführt werden. Dann wird von Lösungsmittel befreites Elastomeres von dem Extruder 40 in den Extruder 41 abgelassen, öl wird an einer Eintrittsstelle 42 zugesetzt und dann mit dem Elastomeren vermischt. Die vereingigten Stoffe werden an dem unteren Ende des Extruders 41 abgelassen.

vfenn wesentliche "Mengen ül (von 20 bis 50 oder mehr Gewichtsteile) zu dem Elastomeren zugesetzt werden sollen, wird die Verwendung eines zweiten Extruders besonders empfohlen. Versuche haben gezeigt, daß ein angemessenes Einmischen des üls in das Elastomere mit einer Mindestverweilzeit von etwa 1 1/2 Minuten für 37 Teile Öl in 100 Teile eines Butadien-Styrol-Copolymeren mit hohem Mooney-Wert, das etwa 80% butadien enthält, erzielt werden kann.

Die Elastomeren, die durch das Verfahren der Erfindung behandelt sind, können nach t/unsch durch jede bekannte Methode weiterbehandelt werden. Beispielsweise kann das von dem Endextruder abgezogene Elastomere in einer Hammermühle in feinere Teilchen zerkleinert und dann zum Versand in Ballen verpackt werden. Die durch das Verfahren der Erfindung von Lösungsmittel befreiten Elastomeren können nach wohlbekannten Methoden weiter kompoundiert werden, um eine Mannigfaltigkeit nützlicher Gegenstände, wie Reifen, Schläuche, geformte Gegenstände usw. zu erzeugen.

Die Entnahmeöffnung am unteren Ende des Extruders ist als eine Formplatte beschrieben worden. Diese Öffnung kann jedoch von jeder üblichen Konstruktion sein, um die gewünschte Größe und Form

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der Slastoinerteilchen zu schaffen und einen betriebsfähigen Gegendruck in dem Extruder zu erzeugen. Versuche zeigen, daß gewöhnlich die "besten Resultate erzielt werden, wenn die konstruktion der Formplatte dem Strom einen Mindestwiderstand bietet, wobei an diesem Punkt ein Mindestgegendruck erzeugt wird. Beispielsweise kann die Formseheibe eine unterbrochene, ringförmige Öffnung aufweisen und mit einem rotierenden Schneidmesser versehen sein. In dieser Anordnung werden mehrere Strangpreßlinge mit einer grob trapezförmigen Gestalt um die Scheibe herum erzeugt und die Geschwindigkeit des rotierenden Messers bestimmt die Dicke der Teilchen wie sie beim Austreten abgetrennt werden. Diese letztere Anordnung erweist sich als besonders wirksam, wenn man mit hochviskosen Elastomeren arbeitet.

Obgleich das in Fig. 3 dargestellte in Reihe angeordnete Paar von Extrudern mit einer freien Abgabe von Elastomerem von dem ersten nach dem zweiten arbeitet, können die beiden Extruder gegebenenfalls auch gekoppelt werden, so daß der erste Extruderauslaß dichtend an den Zuführungsabschnitt des zweiten Extruders angeschlossen ist.

Damit der irischabschnitt des Extruders unter Druck gehalten wird während die Zusätze in das Elastomere eingemischt werden, kann der Extruderzylinder eine Einschnürung^ aufweisen, so daß die '^uerschnittsfläche, durch die das Gemisch hindurchgeht, beschrärkfc wird. Eine Einschnürung des Zylinders an den Eintrittspunkten für ./asser oder Inertgas erleichtert auch das Mischen. Es haben sich Einschnürungen überall dort als sehr hilfreich erwiesen, wo eine Dichtung zwischen zwei anliegenden, aufeinanderfolgenden Abschnitten des Extruüers gewünscht wird. Da das Elastomere in einen dünnen Abschnitt gedrückt wird, wenn es durch eine Einschnürung hindurchgeht und so ein leichtes Entweichen von flüchtigen stoffen erlaubt, wird eine Einschnürung vorzugsweise gerade vor dem Entlüftungsabschnitt verwendet. Das Spiel in den eingeschnürten AbschnitLen beträgt vorteilhafterweise weniger als 4 mm und hängt ab von der J-iatur des Gemisches. Es können Mittel zum Verändern des Spiels je nach Wunsch von Hand oder automa-

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tisch vorgesehen sein. Die Kontrolle des opiels kann auf Tetiperaturmessungen, die an dem Gemisch im Prozess vorgenommen werden, gegründet werden. Eine zusätzliche Temperaturkontrolle kann erreicht werden, indem man Heiz- oder j.ühlmäncel auf den Extrudern vorsieht.

Die Entlüftungsabschnitte in dem Extruder können jede beliebige Konstruktion haben, die das Entweichen der flüchtigen Stoffe ohne übermäßige Mitführung von Elastomerpartikeln erleichtert. Die in der erwähnten US-Patentschrift 3 225 4-53 beschriebene Vorrichtung enthält Entlüftungsabschnitte, die (in Zeilen 18-4-4- der Spalte 7) als Abschnitte beschrieben sind, welche mit otangen, die sich längs des Extruders erstrecken, ausgekleidet sind. Die Stangen werden durch geeignete Distanzstücke mit etwas Abstand gehalten, wobei Abflußöffnungen zwischen benachbarten otangen gebildet werden. Die Abflußöffnungen erlauben den Durchtritt von Flüssigkeiten oder Dämpfen aus den Abschnitten, aber Feststoffe, die innerhalb des Abschnittes komprimiert oder bearbeitet werden, werden darin zurückgehalten. Wie erwähnt, erstrecken sich jedoch die Entlüftungsabschnitte der genannten Patentschrift über die volle Länge des Extruders. Für das Verfahren der Erfindung geeignete Entlüftungsabschnitte nehmen nur einen Teil der Extruderlänge ein und die verbleibenden Teile sind dicht.

Um das Auffangen dei¹ Dämpfe, die den Extruder verlassen, zu erleichtern, können die Entlüftungsabschnitte von einer Sammelkammer oder einem Gehäuse eingeschlossen sein. -Der Dampf kann dann nach einem Wiedergewinnungssystem zum Kondensieren und Trennen der flüchtigen Stoffe geschickt werden.

Es hat sich herausgestellt, daß bei der üurchfünrung des Verfahrens unter Verwendung eines Extruders, der entlüftete Abschnitte aufweist, welche Latüenstäbe enthalten, manchmal eine kleine Men^ ge feiner Elastomerteilchen mit den Dämpfen entweicht. Diese Teilchen können gesammelt und aus den Entlüftungsbereichen entfernt werden, indem man einen feinen Sprühnebel von vfasser auf der äußeren Fläche des Extruders anwendet, um die Feinteilchen

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in eine Sammelstelle zu spülen, von welchem Punkt die Aufschlämmung von Feinteilchen erneut in den Extruder eingeführt und wieder durch das Verfahren geleitet werden kann. Der Wassergehalt der Aufschlämmung kann durch jedes übliche Mittel vermindert und die feuchten klumpen unter Druck in den Extruder injiziert werden. Das eingeschlossene n'asser kann einen Teil des erforderlichen Wasserzusätzes bilden. Es kann aber auch ein Kohlenwasserstoff lösungsmittel zum Sammeln der Feinteilchen in ähnlicher Weise verwendet werden. Die gewöhnlich anfallende Menge von Feinteilchen liegt selten über etwa 0,5 Gew.-%, bezogen auf das Elastomere.

Fig. 4- zeigt eine andere Ausführungsform des Verfahrens, die etwas von der in Fig. 3 dargestellten abweicht. In Fig. 4 gelangt Elastomeres in einen ersten Extruder 50, in dem nahezu alle flüchtigen stoffe entfernt werden. Das Elastomere wird aus dem Extruder 50 in eine ivammer 51 abgelassen, die einen Schneckenförderer 5^ enthält. Es wird ein feiner Nebel von Heißwasser, Dampf und/oder Inertgas an einer -Einlaßöffnung 53 eingeführt und das Gemisch des so eingeführten Materials wird zusammen mit jeglichen verbleibenden flüchtigen Stoffen, die von den Elastomerteilchen freigegeben werden, von einer Entlüftungsöffnung 56 abgezogen. Das Elastomere fällt in den zweiten Extruder 5^i in. welchem es durch eine Eingangsöffnung 55 mit Öl versetzt wird, und das ül-Elastomer-Gemisch wird abgelassen.

Koch eine weitere wahlweise Ausführungsform (auf den Zeichnungen nicht dargestellt) beschreibt den Zusatz von festen Mischungsbestandteilen zu dem Elastomeren. Wenn auch diese Bestandteile an jedem beliebigen Punkt des Entgasungsprozesses zugesetzt werden können, erfolgt der Zusatz voluminöser Füllstoffe, wie Ruß, vorzugsweise früh in dem Prozess und die Vulkanisierbestandteile werden vorzugsweise später in dem Prozess zugesetzt. Das bevorzugte Programm von Zusätzen erlaubt besseres Vermischen der Füllstoffe, da das Elastomere Füllstoffe leichter annimmt, wenn die flüchtigen otoffe noch anwesend sind. Auch vermindert ein später Zusatz von Vulkanisierbestandteilen die Möglichkeit einer vor-

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zeitigen Vulkanisation oder "scorch".

Obgleich das in den oben beschriebenen Prozeß eintretende Elastomere 100 Teile flüchtiges Lösungsmittel auf 100 Teile Elastomeres enthält, stellen die 100 Teile flüchtiges Lösungsmittel nur 47»7 Gew.-% dar, bezogen auf das Gesamtgewicht der festen Stoffe, wenn 40 Teile Öl und 70 Teile Ruß zugemischt werden. Daher liegt das zu entgasende Gemisch innerhalb des in Betracht gezogenen Bereiches für den flüchtigen Gehalt. Während der Zusatz von Öl dazu neigt, das Gemisch weich zu machen, hat die Anwesenheit von Ruß die entgegengesetzte Wirkung, indem er ein zäheres Material mit größerer Widerstandsfähigkeit gegen Verformung erzeugt.

Als ein Beispiel für den Zusatz fester Mischungsbestandteile zu dem Elastomeren wird das folgende Verfahren beschrieben. Alle Teile und Prozentwerte beziehen sich auf Gewicht, wenn es nicht anders vermerkt ist. Es soll ein Gemisch aus 100 Teilen eines 80/20 Butadien-otyrol-Oopolymeren und 100 Teilen flüchtiges Lösungsmittel von Lösungsmittel befreit werden. Das Gemisch wird zusammen mit 70 Teilen Ruß in den Einfülltrichter eines ersten ; Extruders gegeben. Es werden 40 Teile Öl in den Extruder injij ziert und das Ganze einem Mischvorgang in dem ersten Extruder ; unterworfen. Das Beimischen von Ruß, normalerweise eine Schwiele * rige Mischaufgabe, wird durch die Anwesenheit von Öl und die des flüchtigen Lösungsmittel erleichtert. Das kombinierte Gemisch aus Elastomerem, flüchtigem Lösungsmittel, Öl und Ruß wird aus dem ersten Extruder in dan Einfülltrichter eines zweiten Extruders abgelassen. Die beiden Extruder können aneinander angeschlossen sein oder es kann ein Transportförderer vorgesehen sein· Da das Gemisch durch die Mischwirkung erwärmt wird, könne» flüchtige Dämpfe, die aus dem Gemisch austreten, an diesem Funkt gesammelt werden.

In den zweiten Extruder wird, wie zuvor, wasser oder Inertgas eingeführt, wobei auf Jeden Einlaßabschnitt ein Entlüftungsabschnitt folgt. Die Vulkanisierchemikalien können nahe am Ende

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des zweiten Extruders zugesetzt werden, um vorzeitige Vulkanisation zu vermeiden. Das aus dem zweiten Extruder austretende Elastomere wird schnell in Luft gekühlt und ist vollkompoundiert und kann verarbeitet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, flüchtige Kohlen-' Wasserstoffe aus einem Elastomeren zu entfernen, indem man das Elastomere in einem Extruder zur Erhöhung seiner Temperatur "bearbeitet, ein Inertgas oder Wasser durch mindestens eine Eintrittsöffnung zumischt, Dämpfe von dem Gemisch durch mindestens einen Entlüftungsabschnitt in dem Extruder austreten läßt und das Elastomere von dem Ende des Extruders bei einem geringeren Gehalt an flüchtigen Kohlenwasserstoffen abläßt. Es können Öl, Äntioxydanz und andere Kompoundierungsmaterialien für das Elastomere gegebenenfalls während dieses Arbeitsganges zugesetzt werden.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum kontinuierlichen Entfernen flüchtiger Kohlen-Nwesserstoffe, die in einem Elastomeren enthalten sind, gekennzeichnet durch die aufeinander folgenden Stufen: das Elastomere wird in einen Extruder gefüllt, das Elastomere wird zur Erhöhung seiner Temperatur

und/ mechanisch bearbeitet, es wird ein Inertgas oder Wasser durch eine Eintrittsöffnung in dem Extruder zugesetzt und das zugesetzte Material mit dem Elastomeren vermischt,

man läßt Dämpfe aus dem so gebildeten Gemisch austreten und durch einen entlüfteten Abschnitt in dem Extruder entweichen und

das Elastomere wird von dem Ende des Extruders bei einem geringeren Gehalt an flüchtigen Kohlenwasserstoffen abgelassen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch einer Mehrzahl mechanischer Arbeitsgänge unterworfen wird, wobei auf jeden ein Austreibvorgang folgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgegebene Elastomere etwa 10 bis etwa 50 Gew.-% flüchtige Kohlenwasserstoffe enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abgelassene Elastomere weniger als etwa 1,5% flüchtige Kohlenwasserstoffe enthält.
5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomere Polybutadien oder ein Oopolymeres aus Butadien und btyrol ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die flüchtigen Kohlenwasserstoffe im wesentlichen aus Hexan oder Pentan bestehen.

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7·· Verfahren nacn. einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas Stickstoff ist.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß so-'wohl Wasser als auch Stickstoff zugesetzt wird.
9« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich an einem anderen Einlaß in dem Extruder Öl zugesetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das von dem Ende des Extruders abgelassene Elastomere in einen zweiten Extruder eingeführt wird und zur Erzeugung eines Öl-Elastomer- Gemisches Öl an einem Einlaß in dem zweiten Extruder eingeführt wird.
11. Verfahren nach A spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Peinteilchen des Elastomeren, die durch den Entlüftungsabschnitt in -dem Extruder hindurchgehen, rezirkuliert werden.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Prozesses feste-Mischungsbestandteile zu dem Elastomeren zugesetzt werden.

13· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß : zuvor öl und Füllstoffe in das Elastomere eingemischt werden.

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