DE2338852A1

DE2338852A1 - Neue plastifizierte nitrocellulose und verfahren zur herstellung derselben

Info

Publication number: DE2338852A1
Application number: DE19732338852
Authority: DE
Inventors: Jacques Plazanet; Francois Ange Pollozec; Roger Maurice Laurent Rat
Original assignee: Societe Nationale des Poudres et Explosifs
Current assignee: Societe Nationale des Poudres et Explosifs
Priority date: 1972-08-01
Filing date: 1973-07-31
Publication date: 1974-02-28
Also published as: IN138855B; NL7310393A; US3948675A; DE2338852C3; CA995856A; LU68120A1; FR2194717A1; DE2338852B2; FR2194717B1; IT999526B; GB1385825A; SE394443B; BE803069A; CH571552A5

Description

TL o

•„ν f. »if!- critir. W

550-21.135? 31. 7- 1973

Soeiete Nationale des Poudres et Explosifs, PARIS (Prankreich)

Neue plastifizierte Nitrocellulose und Verfahren zur Herstellung derselben

Die Erfindung bezieht sieh 'auf eine neue 3?orm plastifizierter Nitrocellulose sowie auf ein Verfahren zur Herstellung derselben.

Nitrocellulosen werden üblicherweise in lorm von Chips oder in Kornform angeboten« Die Herstellung von Chips geht von Nitrocellulosefasern oder -flocken aus, die mit Wasser benetzt oder getrocknet mit Alkohol beispielsweise in einem Werner-Mischer mit einem V/eichmacher vermischt werden. Durch Kalandrieren in der Wärme erhält man eine vollständig plastifizierte, in Form von Schuppen oder Chips verdichtete Nitrocellulose, während der Alkohol und das Wasser beim Kalandrieren entfernt werden. Die Produkte sind zwar kompakt, jedoch finden sich darin oft Spuren von Lösungsmittelresten.

550-(B 445) NoHe

409809/0873

Die Fabrikation von Körnern oder Granulaten erfolgt ausgehend von einer wässrigen Dispersion von Mtrocelluloseflocken in einer Mischung von Wasser und Äthylacetat mit einem Weichmacher und einem Schutzkolloid. Die so gebildete Dispersion feiner Kollodiumtröpfchen führt zur Granulation. Das Lösungsmittel wird abdestilliert und das Schutzkolloid durch Waschen mit Wasser entfernt.

Diese Produkte haben den Mangel, oft sehr fein zu sein und im übrigen ist die vollständige Entfernung des Schutzkolloids, das im allgemeinen durch Carboxymethylcellulose gebildet wird, schwierig. Außerdem erhält man mit Nitrocellulosen hohen Polymerisationsgrades bei der Anwendung nicht selten trübe Lösungen.

Gegenstand der Erfindung, die zur Beseitigung der vorgenannten Mangel beiträgt, ist eine neue in Flocken plastifizierte Nitrocellulose, die in i'orm von "Seraichips" vorliegt, die durch mit Dibutylphthalat oder Dioctylphthalat gelatinierte <c*ellulosefasern gebildet werden, die zu bröckeligen Körnern agglomeriert sind, welche durch ein Sieb mit einer lichten Haschenweite von 3 mm hindurchgehen, Diese "Semichips" haben eine effektive Dichte in der Gegend von 0,13 bis 0,34 und enthalten keinerlei Lösungsmittelreste.

Das Verfahren zur Herstellung der Semichips besteht in der direkten Imprägnierung von Kitrocelluloseflocken mit einem Weichmacher in Suspension in einem Überschuß an Wasser durch direkte Zugabe des Weichmachers und Rührwirkung. Das durch - ^ vom Weichmacher gelatinierte Kitrocellulosefasern gebildete Produkt wird abgeschleudert und getrocknet. Das Trocknen führt dabei zur Agglomeration der plastifisierten Fasern unter Bildung von bröckeligen oder zerreibbaren Körnern oder Semi-

A 0 9 8 Ü 9 / 0 8 7 3

chips, die eine Zwischenstellung zwischen Ohips und Körnern oder'Granulaten einnehmen. *

Diese G-ranulation während der Trocknung ermöglicht es, daß sich sehr feine "Stäube" oder leuchen auf den Körnern sammeln.

Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Produktes neben der Freiheit von Lösungsmittelresten besteht darin, daß es viel weniger kompakt ist als die herkömmlichen Hitrocellulosechips und -körner und keine feinen "Staubteilchen" aufweist. Die zum Zeitpunkt der Verwendung ausgehend von den Semichips erhaltenen Lösungen, sind im Gegensatz zu dem, was mit gewissen Typen von Granulaten von erhöhter Viskosität beobachtet wird, klar.

Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß es viel einfacher ist als die herkömmlichen zu Chips und Körnern führenden Verfahren. Insbesondere wird die Notwendigkeit zur Entfernung eines Alkohols oder eines intermediären Lösungsmittels vermieden.

Die bei der Herstellung der Semiehips brauchbaren Weichmacher, sind gelatinierende Weichmacher, zu denen Dibutylphthalat und Dioetylphthalat gehören. Im Falle der Verwendung von festen oder wenig gelatinierenden Weichmachern ermöglicht die Benutzung eines intermediären gelatinierenden Lösungsmittels die Anwendung des Verfahrens. Die Gelatinierung erfolgt dann durch Quellung der Fasern, die durch Einwirkung des intermediären flüchtigen Lösungsmittels hervorgerufen wird. Letzteres sorgt für das völlige Eindringen des Weichmachers in die Faser. Eine eventuelle Heterogenität bzw. Ungleichmäßigkeit hinsicht-

409809/0873

lieh des Gehalts an Weichmacher kann durch kontinuierliche Dispersion des Weichmachers mit der B-atHsWalte* in einem Mischer eliminiert werden, der unter Verspritzen bzw. Projektion und Wirbelung funktioniert, und zwar vor dem Einbringen in den Präparationsbehält er.

Der !Feuchtigkeitsgehalt des Bndproduktes kann bis auf 0,1 io erniedrigt werden, was grundsätzlich sehr vorteilhaft ist bei der Verwendung der Nitrocellulose in Polyurethanlacken*

Die Semichips besitzen einen sehr deutlichen Vorteil gegenüber den Chips und Körnern bzw. Granulaten hinsichtlich der Auflösungsgeschwindigkeit, die auf etwa die Hälfte vermindert ist (1/4 Stunde für eine 10 T&ige lösung gegenüber 1/2 Stunde bei Granulaten).

Die Fähigkeit zum Eindicken durch Pigmente ist ebenfalls besser als bei klassischen Produkten.

Die Semichips laden sich in Anbetracht der Abwesenheit von Stäuben weniger statisch auf. als Körner bzw. Granulate.

Die Stabilität ist der bei Granulaten beobachteten äquivalent .

Die effektive Dichte der Semichips ist gering und liegt in der Gegend von 0,15 bis 0,54 (gegenüber 0,5 bis 0,6 bei Granulaten).

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Beispielen be-rsehrieben, wobei auf die angefügten Zeichnungen Bezug genommen wird; es zeigen*

409809/0873

Pig. 1 ein Schema für eine Anlage zur Pabrikation von Semichips im Bottich und *

Pig. 2 ein Schema für die Anlage zur Pabrikation von Semichips im Granulator.

Beispiel 1

Pabrikation von SemiChips im Bottich (Pig. 1)

Die im Doppelverdichter 1 verdichtete und vermessene Nitrocellulose in Plockenform vom Typ "GA 4" wird gleichzeitig mit Wasser in den zylindrisch-konischen Behälter 2 mit einem motorverstellbaren Rührer 3 zur gleichen Zeit wie der vom Reservoir 4 herkommende Weichmacher eingebracht, welch letzterer über die gesamte freie Oberfläche des Behälters als Regen verteilt wird.

Die Plastifizierung dauert etwa 6 Stunden.

Nach Beendigung der Plastifizierung werden die in Suspension befindlichen SemiChips durch eine Pumpe entnommen, welche die Pendelzentrifuge bzw. -schleuder 6 über eine Vorrichtung 5 zur DurchfIuSregelung speist.

Das auf 40 ^cß> Peuchtigkeit abgeschleuderte Produkt wird dann von einer Speiseschnecke 7 in den Trockner 8 eingebracht und in 40 Minuten auf weniger als 1 ^CJ> Peuchtigkeit getrocknet.

Dieser Trockner wird im wesentlichen durch einen sehr leicht geneigten (Neigung von 2,5 ^VA) Drehzylinder bzw. rotierenden Mantel 8a gebildet, inSdem längs eines konzentrischen

409809/0873

Kreises Rohre 8b verteilt sind, die über die gesamte Länge des Mantels reichen.

Diese Rohre werden über einen Doppeldrehansehluß mit Sattdampf gespeist.

Diese Rohre sind mit dem Mantel über längliche, radial stehende Stege oder Wände verbunden, welche die Punktion von Schaufeln zum Anheben des Produkts übernehmen, das so gezwungen ist, über die Rohre abzurollen und als Regen in den leichten Luftstrom zurückzufallen.

Das zu trocknende Produkt wird vermittels der Dosierschnecke 7 in den '!rockner eingeführt, die in sein Inneres vordringt.

Die Verdampfungsschwaäen werden im Gegenstrom zum Produkt durch den Ventilator 9 abgezogen. Durch die ^ntspannungskammer 10 kann die Mitnahme von nitrocellulose gestoppt werden.

Das getrocknete Produkt wird in eine gewogene und auf den Speicher für Endprodukte abgezogene Emballage 11 gegeben.

Als Beispiel ist zu nennen, daß die Heizniitteltemperatur (Temperatur des battdampfs) zwischen 120 und 135°C liegt. Die Eintrittstemperatur des Produktes in den Trockner liegt bei Zimmertemperatur; die Temperatur des Produktes am Ausgang des Trockners geht für ein auf näherungsweise 1 ^cfi Feuchtigkeit getrocknetes Produkt nicht über 6O⁰C hinaus. Diese (Temperatur hängt vom Grad der Emätrocknung und des Abzuges ab.

Das Ausgangsmaterial besitzt eine Feuchtigkeit von 40 >ί. Die Rotationsgeschwindigkeit des Trockners liegt bei 8 TJm-

409809/0873

ärehungen pro Minute. Die Neigung des !Trockners beträgt 2,5 $· Die Aufenthaltsdauer des Produktes im Innern des Trockners liegt bei 40 Minuten.

Das Produkt geht ohne merkliche Änderung des Aussehens im Vergleich zum Eintritt ab. Beim Eintritt ist das Produkt durch die Feuchtigkeit agglomeriert; am Ausgang der Vorrichtung ist es locker uiid unterteilt. Je nach den Ausgangsmaterialien (Nitrocellulose und Weichmacher) bestehen erhebliche Unterschiede im Aussehen. Die auf 1 i* feuchtigkeit getrockneten Fasern gehen in der Sat durch ein öieb mit einer Haschenweite von 5 mm. Der Siebrückstand wird durch Agglomerate gebildet, die leicht zerbröckeln.

Die Qualität der Granulation hängt von der Herkunft der ursprünglichen Cellulose und der Viskosität der Nitrocellulose ab. Sie ist bei einer ausgehend von Linters. erzeugten Kitrocellulose mit niedrigen Viskositäten besser.

Bei Nitrocellulosen mit erhöhten Viskositäten findet man ein Aussehen von kurzen leichten Flocken in Pfropfenform.

Beispiel 2

Fabrikation von Semichips im Granulator (Fig. 2)

Die vorangehend gewogene Nitrocellulose in Flockenform vom Typ ¹¹GA 4" wird mit einer gegebenen !»!enge Wasser in eine Vorrichtung 12 vom GBIGNARD-Typ mit Doppelmantel für die Zirkulation von heißem Yfesser eingeführt.

Der V/eiehmaeher wird darm in die Vorrichtung fortlaufend

4 0 9 B ü 9 / 0 8 7 3

unter Rühren eingebracht und die in Suspension befindlichen Semichips werden zur Verbesserung der Dispersion des Y/eichmachers auf eine Temperatur von 40 bis 50⁰G erwärmt.

Nach. 5 Stunden Rühren werden die Semichips von einer
Pumpe 13 am unteren Ende des Granulators 12 aufgenommen und zu einer Siebanlage 14 geleitet, wonach sie bei 15 gelagert werden. Von dort v/erden sie zur Speisung der Trockenschleuder 16 entnommen und sie erfahren dann die gleichen Bedingungen von Trocknung und Konditionierung, wie vorstehend in Beispiel 1 beschrieben.

4098 0 9/0873

Claims

Patentansprüche

1. Plastifizierte Nitrocellulose in Form von Semichipa einer effektiven Dichte von 0,13 bis 0,34, die durch mit Dibutylphthalat oder Dioetylphthalat gelatinierte und zu bröckeligen Körnern einer Größe, die durch ein Sieb von 3 mm lichter Maschenweite hindurchgeht, agglomerierte Nitrocellulosefasern gebildet wird und frei von Lösungsmittelresten ist.

2. Verfahren zur Herstellung von plastifizierter Nitrocellulose in lorm von Semichips, dadurch gekennzeichnet, daß man Nitrocelluloseflocken in Suspension in Wasser mit Hilfe eines gelatinierenden Weichmachers aus der Dibutylphthalat und Dioctylphthalat umfassenden Gruppe unter Hühren direkt imprägniert, das so plastifizierte Produkt abschleudert und es bei einer nicht über 60⁰G hinausgehenden Temperatur trocknet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Weichmaehermenge, bezogen auf die nitrocellulose, 10 bis 30 Gew.->o beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plastifizierungsdauer in der Gegend von 5 bis 6 Stunden liegt.

5« Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Suspension während der Plastifizierung in der Gegend von 40 bis 50⁰O liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das

4098Ü9/0873

plastifiziert Produkt auf 40 i° Feuchtigkeit abgeschleudert und vorzugsweise auf näherungsweise 1 ¹Jo Feuchtigkeit getrocknet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Plastifizierung in einem Bottich oder einem Granulator durchgeführt wird.

4098Ü9/0873

ORIGINAL JNSPECTIB