DE2233138A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von pulverfoermigen nichtmetallischen produkten, insbesondere kunststoffpulvern - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von pulverförmigen nicht-metallischen Produkten, insbesondere Kunststoffpulvern Es ist bereits bekannt, pulverförmige Stoffe dadurch herzustellen, daß man das betreffende-Material in einem geeigneten Lösungsmittel, wie beispielsweise Wasser, aliphatischen und aromatischen, gegebenenfalls chlorierten Kohlenwasserstoffen> Alkoholen, Estern oder Äthern, löst und die Lösung unter Verdampfen des Lösungsmittels und Abscheidung pulverförmiger fester Teilchen versprüht.
• Dieses Sprühtrocknen, das sich für die verschiedensten Zwecke an sich sehr bewährt hat, ist Jedoch mit erheblieichen Nachteilen verbunden, da die meisten zur Anwendung.
• kommenden Lösungsmittel wieder zurückgewonnen werden müssen, und zwar nicht nur aus wirtschaftlichen Gründen, sondern vor allem auch im Hinblick auf eine eventuell mögliche Umweltverschmutzung.
• Der vorliegenden Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das die Herstellung pulverförmiger Stoffe ohne die Mitverwendung von Lösungsmitteln erlaubt und für die verschiedensten nicht-metallischen Materialien angewendet werden kann, insbesondere fUr fle Herstellung duroplastischer und thermoplastischer Kun:;tstoffpulver.
• Die Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zur Herstellung von pulverförmigen Stoffen aus nicht-metallischen Materialien, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das nicht metallische Material auf Temperaturen über seinen Sehmelzpunkt erhitzt, in der Schmelze an sich bekannte Zusatzstoffe, Farbstoffe, Pigmente und/oder Härter dispergiert und dieses Gemisch, gegebenenfalls mittels Druckluft, in einen Behälter unter gleichzeitiger innerer und/oder äußerer Kühlung zu rieselfähigen, feinteiligen Feststoffteilchen versprüht.
• Das Verfahren wird zweckmäßig so durchgeführt, daß die Rohstoffe getrennt eingewogen und zunächst das nicht-metallische Material, beispielsweise ein Kunststoffmaterial, durch Erwärmen über seinen Schmelzpunkt geschmolzen wird.
• In der mehr oder weniger dünn- bis zähflüssigen Schmelze werden dann die weiteren Zusatzstoffe, Farbstoffe und Pigmente dispergiert und hierbei durch Probenahme der erwUnschte Farbton möglichst genau eingestellt und gegebenenfalls durch Zugabe weiterer Pigmentmengen korrigiert. Danach wird die benötigte Härtermenge eindosiert und in dem Gemisch gut verteilt. Selbstverständlich können hier nur Härter verwendet werden, die in diesem Temperaturbereich ihre Wirkung noch nicht entfalten, sondern erst bei späterer Verwendung des Kunststoffpulvers. Je nach Viskosität des Gemisches wird dieses mit oder ohne Druckluft in den Sprühturm versprüht und dort durch äußere und zweckmäßig auch innere Kühlung so schnell abgekühlt, daß das Material seine beim Sprühvorgang erhaltene, angestrebte Kugelform weitestgehend beibehält, sich nicht mehr verformt und insbesondere nicht mehr zum Agglomerieren vor allem an der Wand des Sprühturmes neigt. Diesem Ansetzen an der Behälterwand kann darüber hinaus auch durch Abstreifer wirksam begegnet werden, wodurch die lose anhaftenden Teilchen sofort wieder von der Wand entfernt werden, bevor sie agglomerieren können. Die Teilchengröße des Pulvers kann durch die Drehgeschwindigkeit der Sprühvorrichtungs, die ein Sprühteller oder eine Sprühdüse sein kann, beeinflußt und gesteuert werden. Die im Sprühturm anfallenden pulverförmigen Produkte unterschiedlicher Teilchengröße werden über einen Zyklon abgesaugt und dort in die unterschiedlichen Kornfraktionen getrennt. Teilchen unter 100 mp können unmittelbar im elektrostatischen Spritzverfahren eingesetzt werden, während Teilchen mit größerem Korndurchmesser bis 300 mp für das Wirbelsintern in Frage kommen. Diese größeren Teilchen können aber ebenso wie etwa vorhandene Agglomerate noch weiter vermahlen und dann für den erwUnschten Verwendungszweck eingesetzt werden.
• Besondere Vorteile hat das Verfahren gemäß der Erfindung für die Herstellung duroplastischer und thermoplastischer Kunststoffpulver, und zwar für die Herstellung von Pulvern aus Polymerisaten, Polykondensaten und Polyadditionsharzen, die dann in Abhängigkeit von ihrer Korngröße beispielsweise für das erwähnte elektrostSische Spritzverfahren oder das Wirbelsintern verwendet werden. Die in den Kunststoffteilchen eingeschlossenen Härter entfalten ihre Wirksamkeit erst bei dieser späteren Verwendung. Gerade Kunststoffpulver für das elektrostatische Spritzverfahren mit einer Korngröße unter 100 mp mußten bisher durch Extrudieren und nachfolgendes Vermahlen hergestellt werden, wobei es sich meist als sehr schwierig erwies, konstante Chargen mit ausreichender Farbgenauigkeit zu erzielen. Hier bringt nun das Verfahren gemäß der Erfindung erhebliche Fortschritte, in dem die Farbgenauigkeit bereits in der Schmelze des Kunststoffes erreicht werden kann und auch im weiteren Verfahren beibehalten wird.
• Zur DurchrUhrung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann eine Vorrichtung verwendet werden, wie sie in der Zeichnung dargestellt ist, die im wesentlichen aus einem MischbehE-ter 1 und einem sich daran anschließenden Sprühturm 9 besteht, die über einen isolierten Zulauf 7 miteinander in Verbindung stehen. Der leicht auswechselbare Mischbehäiter 1, dessen Schieber 2a während des Einmischens der weiteren Bestandteile in die Schmelze des nicht-metallischen Materials zunächst geschlossen bleibt, ist mit einem beheizbaren beweglichen und ausziehbaren Dissolver 4 als Dispergiereinrichtung ausgestattet und über einen Doppelmantel 2 heiz-und kühlbar. Er weist bevorzugt Schnellverschlüsse auf, die sein leichtes Auswechseln ermöglichen, und ist mit einer Dosiervorrichtung 5 versehen, über die beispielsweise Härter in die Schmelze kurz vor dem Versprühen gegeben werden können. Außerdem sind Mittel 6 für die Probenahme vorgesehen. Die Schmelze wird über einen beispielsweise mit Thermalöl beheizbaren Zulauf 7 zu einem Sprühteller oder einer Sprühdüse 11, gegebenenfalls unter Anwendung von Druckluft transportiert und von dort in den Sprühturm 9 versprüht. Dieser Sprühturm 9 weist wiederum einen Doppelmantel 9a zur äußeren Kühlung der versprühten Schmelze sowie rotierende, zweckmäßig mit Bürsten versehene Abstreifer 10 auf, die ein Festsetzen der erstarrenden Teilchen der Schmelze an der Behälterwand verhindern. Zwecks innerer Kühlung der versprühten Schmelze weist der Sprühturm 9 außerdem Düsen 8 zum Einblasen kühlender Gase, wie Kaltluft oder Stickstoff, auf. An den Sprühturm 9 schließt sich ein Zyklon 12 mit Sieb bzw. Sichter an, in dem die verschiedenen Kornfraktionen des pulverförmigen Produktes voneinander getrennt werden. Das Fertigmaterial wird bei 13 abgezogen. Größere Teilchen oder Agglomerate können, falls gewünscht oder erforderlich, abschließend einem in der Zeichnung nicht dargestellten Mahl aggregat zugeleitet und dort weiter zerkleinert werden.
• Anstelle der besonders hervorgehobenen duroplastischen und thernoplastischen Kunststoffe Icönnen selbstverständlich auch andere nicht-metallische Materialien, beispielsweise Pharmazeutika oder Nahrungsmittel, soweit sie für das Verfahren gemäß der Erfindung geeignet sind, in pulverförmige Fr dukte umgewandelt werden.
• Pe. iel In 60 Gewichtsteilen eines auf etwa 1000C erwärmten Epoxyha@ zes mit einem Epoxyäquivalentgewicht zwischen 875 und 9 werden in dem oben beschriebenen Mischbehälter 33,8 Gew -«htsteile Titandioxyd und 3 Gewichtsteile einer pulverförmigen Masterbatch eines Verlaufsmittels aus niedermolekularen Acrylaten bzw. Methacrylaten einerseits und Epoxyharzen andererseits dispergiert. AnschlieBend werden 3,2 Gewichtsteile eines beschleunigten Dicyandiamids als Härter sorgfältig untergemischt und diese Mischung in den Sprühturm und r gleichzeitiger Innen- und Außenkühlung versprüht.
• Hierbei wird ein feinteiliges Kunststoffpulver abgeschieden, das dann im Zyklon in die einzelnen Kornfraktionen zerlegt wird.

Claims (5)

Patentansprüche

1.) Verfahren zur Herstellung von pulverförmigen Stoffen aus nicht-metallischen Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß man das nicht-metallische Material auf Temperaturen über seinen Schmelzpunkt erhitzt, in der Schmelze an sich bekalmte Zusatzstoffe, Farbstoffe, Pigmente und/oder Härter dispergiert und dieses Gemisch, gegebenenfalls mittels Druckluft, in einen Behälter unter gleichzeitiger innerer und/ oder äußerer Kühlung zu gut rieselfähigen feinteiligen Feststoffteilchen versprüht.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Feststoffteilchen anschließend in an sich bekannter Weise in Fraktionen unterschiedlicher Korngröße trennt und die gröberen Teilchen bzw. Agglomerate gegebenenfalls mechanisch weiter zerkleinert.

3.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als nicht-metallisches Material Polymerisate, Polykondensate und Polyadditionsharze verwendet.

4.) Vorrichtung zur DurchfUhrung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet im wesentlichen durch einen mit Mitteln (5,6) zur Einführung von weiteren Bestandteilen des zu dispergierenden Materials und zur Entnahme von Proben sowie mit einer beheizbaren beweglichen und ausziehbaren Dispergiereinrichtung (4) ausgestatteten und über einen Doppelmantel (2) heizbaren Mischbehälter (1), der über einen Schieber (2a) und einen isolierten Zulauf (7) mit einem gekühlten, mit Doppelmantel (9a) und Abstreifer (1G) ausgestatteten Sprühturm (9) in Verbindung steht, in den DUsen (8) zum Einblasen kühlender Gase münden und der Mittel (11) zum Versprühen der Schmelze sowie einen nachgeschalteten Zyklon (12) mit Sieb bzw. Sichter zur Trennung der verschiedenen Kornfraktionen des pulverförmigen Produkts aufweist.

5.) Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Sprühteller bzw. eine Sprühdüse als Mittel (11) zum Versprühen der Schmelze.

L e e r s e i t e