DE2364996C3

DE2364996C3 - Kontinuierliches Herstellen poröser Mehrkomponentenflocken

Info

Publication number: DE2364996C3
Application number: DE2364996A
Authority: DE
Inventors: Michisuke Wakison Yamaguchi Edamatsu (Japan); Syoji Imao; Sirou Mihara; Yoshihiro Osajima; Hiroshima Otake; Tokuo Shinomiya
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1972-12-29
Filing date: 1973-12-28
Publication date: 1975-12-04
Also published as: FR2212385B1; JPS4990357A; JPS5425551B2; IT1003276B; DE2364996A1; FR2212385A1; GB1449286A; DE2364996B2; US3944639A

Description

SsSSESSrR ^fgg

95·/. des Gesamtgewichts der anorganischen mittels gleich ist, ^α"^ΓςΗ _η™^_η ^εη5 _η?'"⁶ _Γ.^™g » Partikeln, des Polymers und des Lösungsmittels eine Zone niedrigeren Drucks und medngerer Tembereitet wird und diese Dispersion dann unter 15 peratur als die der Dispersion gespntet wird un, das einem Druck, der mindestens dem autogenen Lösungsmittel schnell zu verdampfen und poröse Druck des Lösungsmittels gleich ist, durch rninde- Mehrkomponentenflocken zu bilden,
stens eine öffnung in eine Zone niedrigeren Mit einem derartigen Verfahren werden zusam-Drucks und niedrigerer Temperatur als die der mengesetzte Flocken aus einem thermoplastischen Dispersion gespritzt wird, um das Lösungsmittel ao Polymer und fein zerteilten, anorganischen Partikeln, schnell zu verdampfen und poröse Mehrkompo- die in dem Polymer dispergiert sind hergestellt. Danentenflocken zu bilden, dadurchgekenn- mit können die physikalischen und chemischen Eigenzeichnet daß schäften der anorganischen Parükeln wirksam aus-' genutzt werden. Solche porösen Flocken sind zum

a) das thermoplastische Polymer geschmolzen a₅ Herstellen papierähnlicher Blätter geeignet.

_wj_r(j Es ist bekannt, daß fein zerteilte, anorganische Par-

b) die fein zerteilten, anorganischen Partikeln tikeln, z. B. Asbest, Aluminiumoxid, Bariumsulfat im organischen Lösungsmittel bei Raum- und Kaliumcarbonat, nützliche Eigenschaften, z. B. temperatur oder einer niedrigeren Tempera- große Widerstandsfähigkeit gegen thermische Verfortur zur Bildung einer Schlämme dispergiert 30 mung, hohe Steifigkeit und hohe Kapillaraktivität. werden, aufweisen. In anorganischen Stoffen sind diese nütz-

c) die Schlämme auf eine Temperatur erwärmt liehen Eigenschaften vorhanden, jedoch bei organiwird, welche ausreicht, um anschließend das sehen Stoffen sind sie ungenügend. Um die ungenügeschmolzene Polymer zu lösen und genden Eigenschaften der organischen Stoffe, insbe-

d) das geschmolzene Polymer bei dieser Tem- 35 sondere thermoplastischer Polymere, zu verbessern, peratur mit der erwärmten Schlämme ge- werden daher anorganische Stoffe mit dem thermomischt wird, so daß nach dem Mischen der plastischen Polymer kombiniert.

erwärmten Schlämme mit dem geschmolze- Zum Beispiel wird ein aus thermoplastischem

nen Polymer eine gleichförmige Dispersion Polymer und fein zerteilten, anorganischen Partikeln der anorganischen Partikeln in der Lösung 40 bestehendes Blatt hergestellt, indem eine größere des Polymers in dem Lösungsmittel herge- Menge der anorganischen Partikeln mit einer kleinestellt ist. ren Menge des thermoplastischen Polymers bei einei

Temperatur geknetet wird, die höher als die Erwei-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- chungstemperatur des Polymers ist, und das geknekennzeichnet, daß die Dispersion zum Spritzen 45 tete Gemisch durch ein Paar Druckwalzen gepreßl mit einem unter Druck stehenden, inerten Gas wird. Dieses Verfahren hat die Nachteile, daß es unter Druck gesetzt wird. schwierig ist, die anorganischen Partikeln gleich-

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- mäßig in dem Polymer zu dispergieren, und daß es kennzeichnet, daß das verdampfte Lösungsmittel schwierig ist, das geknetete Gemisch zu einem gleichaus der Dispersion kondensiert und zurückge- 50 förmigen dünnen Blatt mit einer Dicke von 100 μίτ wonnen wird. oder weniger zu formen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Um die oben beschriebenen Schwierigkeiten zu kennzeichnet, daß die porösen Flocken auf einem vermeiden, ist es vorteilhaft, das Blatt aus fein zerdurchlässigen Blatt mittels einer durch dasselbe teilten Flocken nach demselben Verfahren herzustelhindurchwirkenden Ansaugung gesammelt wer- 55 len, das zum Herstellen von Papier verwendet wird den, während sie am Verstreuen gehindert wer- In diesem Fall bewirken die in den Flocken disperden. gierten anorganischen Parükeln eine Steigerung des

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- spezifischen Gewichts der Flocken. Das relativ hohe kennzeichnet, daß 5 bis 30 Gewichtsprozent der spezifische Gewicht der Flocken dient dazu, daß aus anorganischen Partikeln, die in der Dispersion 60 den, wie bei dem Verfahren der Papierherstellung ir enthalten sein sollen, vorher in dem geschmolze- Wasser suspendiertem Flocken leicht ein Blatt hernen Polymer dispergiert werden und daß der er- gestellt werden kann.

gänzende Anteil der anorganischen Partikeln im Ein Verfahren zum chargenweisen Herstellen polyLösungsmittel dispergiert wird. merer poröser Flocken besteht darin, daß ein thermo-

65 plastisches Polymer und in dem Polymer dispergierte

fein zerteilte, anorganische Partikeln hergestellt wer-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum den. Bei diesem Verfahren wird ein Gemisch dei kontinuierlichen Herstellen poröser Mehrkomponen- fein zerteilten, anorganischen Partikeln, des thermo-

plastischen Polymers und eines Lösungsmittels, das das Polymer auflösen kann und einen Siedepunkt unter dem Erweichungspunkt des Polyners aufweist, in einen verschließbaren Behälter, z. B. einen Autoklav, eingebracht und auf eine Temperatur erwärmt, bei welcher das Polymer vollständig im Lösungsmittel gelöst ist, die anorganischen Partikeln gleichförmig in der Lösung verteilt sind und dss Lösungsmittel verdampft wird, um einen autogenen Druck von mindestens 5 kp/cm^s, vorzugsweise 10 kp/cm^s, zu erzeugen. Die so zubereitete Dispersion wird unter einem Druck, der gleich oder höher als der autogene Druck ist, in eine 7jne mit einem niedrigeren Druck als dem Druck der Dispersion, z. B. normalem Atmosphärendruck, gespritzt. Beim Spitzen wird die Dispersion fein zerteilt, das Lösungsmittel sehr schnell verdampft, und die Dispersion wird <?*iher in fein zerteilte poröse Flocken umgewandelt Bei der Durchführung des oben beschriebenen, chargenweisen Verfahrens in industriellem Maßstab ergeben sich jedoch ao folgende Nachteile:

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

a) das thermoplastische Polymer geschmolzen wird,

b) die fein zerteilten, anorganischen Partikeln im organischen Lösungsmittel bei Raumtemperatur oder einer niedrigeren Temperatur zur Bildung einer Schlämme dispergiert werden,

c) die Schlämme auf eine Temperatur erwärmt wird, welche ausreicht, um anschließend das geschmolzene Polymer zu lösen, und

d) das geschmolzene Polymer bei dieser Temperatur mit der erwärmten Schlämme gemischt wird, so daß nach dem Mischen der erwärmten Schlämme mit dem geschmolzenen Polymer eine gleichförmige Dispersion der anorganischen Partikeln in der Lösung des Polymers in dem Lösungsmittel hergestellt ist.

1. Die Verwendung eines Hochdruckbehälters mit großem Fassungsvermögen ist wirtschaftlich nachteilig.

2. Die Qualität und Form der porösen Flocken ist zum Anfang und am Ende des Ausspritzens aus dem Behälter unterschiedlich.

3. Ein Teil der Dispersion bleibt im Behälter zurück, auch wenn das Spritzen beendet ist.

4. Wenn mehrere parallel angeordnete Hochdruckbehälter nacheinander verwendet werden, wird für diese Anordnung eine große Stellfläche erforderlich.

Das oben beschriebene Verfahren wurde auf Grund der Erkenntnis erfunden, daß die Dispersion in sehr kurzer Zeit durch Mischen eines geschmolzenen Polymers mit einer Schlämme fein zerteilter, anorganischer Partikeln in einem zum Auflösen des Polymers geeigneten Lösungsmittel zubereitet werden kann, wobei die Schlämme zuvor auf eine Temperatur erwärmt wird, die zur Realisierung der Auflösungstemperatur zweckmäßig ist, wenn die erwärmte Schlämme mit dem geschmolzenen Polymer gemischt wird, daß die Schlämme glatt und sicher bei Raumoder niedrigerer Temperatur gefördert werden kann, und daß die obigen Arbeiten mittels einfacher Aus-

5 Die aufeinanderfolgende Verwendung zahlrei- 35 rüstung durchgeführt werden können.

eher Hochdruckbehälter bedingt eine komplexe Bei einer Untersuchung der Zusammensetzung des

Arbeitsweise. thermoplastischen Polymers und der anorganischen

Partikeln wurde gefunden, daß die Zusammensetzung

Ein Verfahren zum Herstellen fortlaufender einen Aufbau haben muß, in dem die anorganischen Stränge aus einer Lösung eines thermoplastischen 40 Partikeln als Zuschlagstoff gleichförmig in einem Polymers in einem Lösungsmittel für das Polymer, Gefüge des thermoplastischen Polymers verteilt sind, das keine anorganischen Partikeln enthält, ist be- wenn die nützlichen Eigenschaften der organischen kannt. Bei diesem Verfahren geht die Lösung durch Partikeln wirksam ausgenutzt werden sollen. Um den eine Zone hindurch, in der der Druck der Lösung obenerwähnten Aufbau der Zusammensetzung zu erabeesenkt und diese dann durch eine Öffnung in die 45 zielen, wurde außerdem gefunden, daß die anorgani-Atmosphäre extrudiert wird. Das heißt, durch Ver- sehen Partikeln in der Zusammensetzung in einer wendung der den Druck mindernden Zone kann die
Lösung in Form eines fortlaufenden Stranges extrudiert werden. Mit diesem Verfahren können jedoch
keine fein zerteilten Flocken aus der Löfung herge- 50
stellt werden.

Um die porösen Flocken in industriellem Maßstab ... ■,

fortlaufend herstellen zu können, ist es notwendig, wobei W, ein Gewichtsanteil der fein zerteilten, andas thermoplastische Polymer in dem Lösungsmittel organischen Partikeln in dem gewünschten Aufbau in so kurzer Zeit wie möglich aufzulösen. Außerdem 55 der Zusammensetzung ist, W_lf ein Gewichtsanteil der ist es für die Herstellung poröser Flocken gleich- anorganischen Partikeln in einem gedachten Aufbau

- - der Zusammensetzung ist, wobei die anorganischen

Partikeln unter einem Druck von 10 kp/cm² verdichtet sind, und das thermoplastische Polymer die zwi-

Menge vorhanden sein sollten, die dem folgenden Verhältnis genügt:

förmiger Qualität wichtig, daß die anorganischen Partikeln gleichmäßig in der Lösung des Polymers

'■ -—» -:-J -j:~ «:-« ,J_n(;„ !,„!,„ \7!cL-r»cW8t auf.

dispergiert sind, die eine relativ hohe Viskosität auf- 'et sind, und das tnermopiasuscne roiymcr mc i»iweist. 60 sehen den anorganischen Partikeln gebildeten Hohl-Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, räume vollständig ausfüllt, und W_pmia ein minimaler ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen porö- Gewichtsanteil des thermoplastischen Polymers ist, ser Mehrkomponentenflocken mit gleichmäßiger das zur Bildung eines Aufbaus einer Zusammenset-Qualität zu schaffen, bei welcnem ein thermoplasti- zung erforderlich ist, das die für praktische Verwensches Polymer in kurzer Zeit in einem organischen 65 dung ausreichenden mechanischen Eigenschaften Lösungsmittel gelöst wird und fein zerteilte, anorga- aufweist. Im allgemeinen ist es wünschenswert, daß nische Partikeln gleichförmig in der Lösung disper- W_pmjn mindestens 0,1 ist. oiprt wprHpn W_lc wird als kritischer Gewichtsteil der anorgani-

sehen Partikeln bezeichnet und durch folgende Gleichung gefunden:

W_lc = V₁₁I(V₁, + V₀ - V₁) (2)

dingungen auflösen, welche die Dispersion zubereiten. Sie sollten in bezug auf das Polymer und das Material, aus welchem die verwendete Ausrüstung besteht, im wesentlichen inert sein.

Beispiele für geeignete Lösungsmittel können z. B. sein: Kohlenwasserstoffe, wie Butan, Hexan, Cyclohexan, Pentan, Benzol und Toluol; halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Chloroform, Methylchlorid, Propylenchlorid, Trichloräthylen, Tri-

das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden können, gehen durch ein Sieb mit 100 mesh nach Japanese Industrial Standard hindurch und haben eine maximale Größe von 500 μΐη. Beispiele für solche anorganischen Partikeln sind z. B. Asbest, Aluminiumoxid, Antimonoxid, Bariumsulfat, KaI-ciumcarbonat. Kaliumsulfat, Kaolinerde, Ruß, Diatomeenerde, Feldspatpulver, Terraalba, Quarz, Graphit, Magnesiurncarbonat, Magnesiumhydroxid, Ma-

wobei V₁, das spezifische Volumen des Polymers ist,
V₁ das wirkliche spezifische Volumen der anorganischen Partikeln ist und K₀ das Schüttvolumen (das
scheinbare spezifische Volumen) der anorganischen
Partikeln ist. . .

Der Wert W_lc liegt zwischen ungefähr 0,3 und 0,8 io chloräthan, Tetrachloräthylen, Tetrachloräthan und je nach Art der anorganischen Partikeln und des Chlorbenzole; Alkohole, wie Methanol, Äthanol, damit zu verbindenden Polymers. Demzufolge ist zu Propanol und Butanol; Ketone, wie Aceton, Cyclobemerken, daß der Wert von W₁ zwischen ungefähr pentanon, Mcthyläthylketon und Hexafluoraceton; 0,9 und 0,25 liegt. Dieser Wert von W₁ ist erheblich Ester, z. B. Methylacetat, Äthylacetat und y-Butyrogrößer als der Wert der gewöhnlich für W₁ ange- 15 lacton; Äther, z. B. Äthyläther, Tetrahydrofuran und nommen wird. Mit anderen Worten, es wurde ange- Dioxan; Nitrile, z. B. Acetonitril und Propionnitril, nommen, daß der Aufbau der die anorganischen Trifluoressigsäure, Tetrachlorkohlenstoff, Schwefel-Partikeln in einem so großen Betrag, wie er oben kohlenstoff, Nitromethan, Wasser, Schwefeldioxid genannt wurde, enthaltenden Zusammensetzung in und eine Kombination derselben. Abhängig von der der Praxis sehr schwer herzustellen sei. Gemäß der 20 Art des besonderen Polymers sollte entsprechend ein Erfindung kann die Zusammensetzung der Flocken geeignetes Lösungsmittel gewählt werden,
jedoch aus 25 bis 90 Gewichtsteilen der anorgani- Die Erfindung wird im folgenden unter Bezug-

schen Partikeln und 10 bis 75 Gewichtsteilen des nähme auf die Zeichnung näher erläutert, welche ein thermoplastischen Polymers hergestellt werden. Flußdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfin-

Die fein zerteilten, anorganischen Partikeln, die für 25 dungsgemäßen Verfahrens darstellt.

Ein thermoplastisches Polymer wird in einen Extruder 1 eingebracht, in welchem es bei einer über seinem Schmelzpunkt liegenden Temperatur geschmolzen wird. Das geschmolzene Polymer wird mit 30 einer vorbestimmten Durchflußmenge extrudiert. Um die Durchflußmenge des geschmolzenen Polymers genau einstellen zu können, ist eine Zahnradpumpe 2 mit dem Auslaß des Extruders 1 verbunden. Durch Verwendung der Zahnradpumpe 2 wird das ge-

gnesiumoxid, Glimmer, Molybdändisulfid, Agalmato- 35 schmolzene Polymer genau in der vorbestimmten lith-tonerde. Seriate, pyrogene Kieselerde, fein zer- Menge abgegeben. Das geschmolzene Polymer wird teilte Kieselsäure, amorphes Siliciumdioxid, Silicium- einem Auflösebehälter 3 über eine Versorgungsleidioxidsand, Silicat, Titanoxid, Schlämmkreide, Schie- tung 4 zugeführt.

ferpulver und Gemischen von zwei oder mehr der Bei der Zubereitung der Schlämme werden die fein

anorganischen Partikeln der obenerwähnten anorga- 40 zerteilten, anorganischen Partikeln in einem organinischen Stoffe.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren verwendbaren thermoplastischen Polymere sind synthetische,
thermoplastische Polymere, die gegebenenfalls stabilisierende, antistatische, die Entzündung verzögernde 45 anorganischen Partikeln entsprechend der Absorp- oder andere bekannte Zusätze enthalten können tion von Wasser unterschiedlich, wenn diese hygro-

Die thermoplastischen Polymere können z. B. aus skopisch sind. Wenn die anorganischen Partikeln mil folgenden ausgewählt werden: Polyolefine, z. B. Poly- absorbiertem Wasser gewogen und mit dem Lösungsäthylen, Polypropylen, Polybuten-1, Polystyrol und mittel gemischt werden, ist die Gewichtszusammen Polyisobutylen; Polyamiden, z. B. Polyhexamethylen- 50 Setzung der anorganischen Partikeln und des Lö sebacinsäure, Polycabrolaetam und Polypyrrolidon; sungsmittels entsprechend dem in den anorganischer Polyestern, z.B. Polyethylenterephthalat, Poly-(ß- - -- - ■
valerolacton) und Poly-[p-(/J-oxyäthoxy)-benzoat];
Polycarbonaten, Polyurethanen, Polyäthern, z. B.

Polyoxymethylen und Poly-[p-(2,6-dimethylphen- 55 migkeit der Qualität des Erzeugnisses. Manchma oxid)]; Homopolymere und Copolymere von Vinyl- muß das Lösungsmittel vor dem Zusatz von Wasse verbindungen, z. B. Acrylonitril, Vinylchlorid, Vinyl- geschützt werden. Um Wasser vollständig aus de acetat, Vinylidenchlorid und Methylmethacrylat, anorganischen Partikeln zu entfernen oder den Was einem Copolymer von Vinylidenchlorid und Methyl- sergehalt der anorganischen Partikeln in vorbestimrr methacrylat; ein Copolymer von Vinylalkohol und 60 ten Grenzen zu regeln, müssen die Feuchtigkeit at Äthylen, das durch Hydrolyse eines Copolymers von sortierenden anorganischen Partikeln in einei Vinylacetat und Äthylen erhalten wird, und Ge- Trockner 5 getrocknet werden,
mische von zwei oder mehreren der obenerwähnten Die getrockneten anorganischen Partikeln werde

Polymere. in einer vorbestimmten Menge über einen Trichter

Lösungen, die für das erfindungsgemäße Verfahren 65 und ein Zuführgerät 8 für konstanten Durchfluß : verwendet werden, sollen einen Siedepunkt haben, einen Mischer 6 eingebracht,
der niedriger als der Erweichungspunkt des verwen- Das Lösungsmittel wird dann in einer vorbestimr

dcten Polymers ist und sollen das Polymer unter Be- ten Menge in den Mischer 6 eingebracht und gleici

sehen Lösungsmittel dispergiert, das zum Auflösen des thermoplastischen Polymers in einem vorbestimmten Verhältnis geeignet ist.

Bei dieser Vorbereitung sind die Gewichte der

Partikeln absorbierten Wasser verschieden. Wenn de Unterschied des Verhältnisses eine zulässige ober Grenze übersteigt, führt dies zu einer Ungleichför

mäßig mit den anorganischen Partikeln gemischt, um eine Schlämme zuzubereiten, in der die anorganischen Partikeln gleichmäßig suspendiert sind. Die so zubereitete Schlämme wird in einem Schlämmebehälter 9 mit einem Rührwerk 10 a aufbewahrt, welcher dazu verwendet wird, ein Absetzen der anorganischen Partikeln zu verhindern.

Außerdem hat der Schlämmebehälter 9 einen Kühlmantel 106, durch welchen ein Kühlmittel umläuft, um die Schlämme auf einer vorbestimmten Temperatur zu halten. Dies dient dazu, das Verdampfen des Lösungsmittels zu verhindern und die Dichte der Schlämme aufrechtzuerhalten. Die Schlamme wird mittels einer Pumpe !2 mit fixierter Liefermenge über ein Heizgerät 11 zum Auflösebehälter 3 gefördert. Die Pumpe 12 dient dazu, die Schlämme 12 dem Behälter 3 mit konstanter Durchflußmenge zuzuführen. Die Pumpe 12 kann eine Kolbenpumpe, Zahnradpumpe und vorzugsweise eine Membranpumpe sein. Während die Schlämme durch »o das Heizgerät Il läuft, wird sie auf eine gewünschte Temperatur erwärmt, bei welcher das mit der Schlämme zu mischende thermoplastische Polymer im Lösungsmittel aufgelöst wird. Das Heizgerät kann je nach Art und Viskosität der Schlämme aus War- as metauschern mit vielen Heizrohren und vorzugsweise Wärmetauschern mit einer inneren Heizfläche ausgewählt sein, bei welchem das Material erwärmt und das erwärmte Material mittels einer Schaufeleinrichtung gesammelt wird. Der Heizrohre verwendende Wärmetauscher ist für eine Schlämme mit relativ niedriger Viskosität verwendbar. Der Wärmetauscher mit innerer Heizfläche ist für eine Schlämme mit relativ hoher Viskosität verwendbar.

Die erwärmte Schlämme wird im Auflösebehälter 3 mit dem geschmolzenen thermoplastischen Polymer gemischt. Während es durch den Auflösebehälter 3 hindurchläuft, wird das geschmolzene Polymer in dem Lösungsmittel aufgelöst, und die anorganischen Partikeln werden gleichförmig in der Lösung dispergiert.

Um gleichförmige Polymerflocken zu erzeugen, ist es notwendig, daß die Auflösung des geschmolzenen Polymers zu dem Zeitpunkt beendet ist, an dem das Gemisch am Auslaß des Auflösebehälters 3 ankommt. Aus diesem Grunde können mehrere Auflösebehälter, durch welche die Schlämme natürlich fließt, in einer Reihe angeordnet sein. Auch ist der Auflösebehälter nach Art eines durch einen Kolben geregelten Durchflusses aufgebaut, der dazu dient, die Verweilzeit der Schlämme im Behälter gleichförmig zu gestalten.

Darüber hinaus ist es zur Vervollständigung der Auflösung des Polymers in einer so kurzen Zeit wie möglich wirksam, wenn Abscherungen im Gemisch durchgeführt werden, so daß neue Zwischenflächen zwischen dem geschmolzenen Polymer und dem Lösungsmittel gebildet werden. Dies wird durchgeführt, damit das geschmolzene Polymer an den frischen Zwischenflächen aufgelöst wird. Daher v/ird der Auflösebehälter vorzugsweise mit einem Rührwerk 13 versehen. Ein statischer Mischer, Schraubenmischer oder Linearmischer kann an der Einlaßseite des Auflösebehälters 3 angeordnet sein. Der Mischer dient dazu, das Gemisch des in Form eines Stranges zugeführten geschmolzenen Polymers und der Schlämme abzuscheren und zu dispergieren. Dieses Scheren und Dispergieren bewirken, daß die Oberflächenbereiche des geschmolzenen Polymers größer werden und verhindern das Wickeln des geschmolzenen Polymers um die Achse des Rührwerks. Die im Auflösebehälter 3 zubereitete Dispersion wird über eine Leitung 15 zu einem Vorlaufbehälter 14 geleitet.

Die Form der durchs Sprühen der Dispersion durch öffnungen 16 erzeugten Polymerflocken hängt von der Form und Größe der öffnungen und in der Hauptsache der Zusammensetzung der gespritzten Dispersion, den Dispersionseigenschaften der anorganischen Partikeln, der Temperatur und dem Druck der Dispersion ab. Um eine konstante Zusammensetzung der Dispersion aufrechtzuerhalten und die anorganischen Partikeln gleichförmig zu dispergieren, wird die Dispersion daher vorzugsweise im Vorlaufbehälter 14 umgerührt, so daß der Vorlaufbehälter als Pufferbehälter dient. Außerdem ist es notwendig, daß die Dispersion mit einer Abweichung von + 5⁰C, vorzugsweise + 1° C, auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten wird. Die Dispersion muß manchmal auch einen höheren Druck als den autoaenen Druck der Lösung haben. In dic:em Fall hat der Vorlaufbehälter 14 einen oberhalb der Dispersion befindlichen Raum, und dieser Raum wird durch ein inertes Gas, z. B. Stickstoff, unter Druck gesetzt. Wenn sich die Höhe der Dispersion im Vorlaufbehälter 14 ändert, ist es notwendig, daß der Druck im oberen Raum mittels einer Drucksteuervorrichtung konstant gehalten wird.

Wenn diskontinuierliche Flocken aus der Polymerzusammensetzung erzeugt werden sollen, ist es wichtig, daß die öffnungen 16 so dicht wie möglich am Auslaß des Vorlaufbehälters 14 angeordnet sind. Wenn der Druck der Dispersion zwischen dem Vorlaufbehälter 14 und den öffnungen 16 abgesenkt wird, bildet die extrudierte Dispersion nur einen kontinuierlichen Strang. Bei der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung ist ein Ventil 17 zwischen dem Vorlaufbehälter 14 und den öffnungen 16 vorgesehen, um den Vorlaufbehälter 14 schließen zu können, wenn die öffnungen veislopft sind. Das Ventil 17 soll dem Durchfluß der Dispersion einen so kleinen Widerstand wie möglich entgegensetzen. Die Dispersion wird in Form fein zerteilter Partikeln in eine Normaldruck aufweisende Spritzkammer 18 gespritzt. In der Spritzkammer 18 wird das Lösungsmittel schnell von den fein zerteilten Partikeln der Dispersion abgedampft, so daß feine getrennte Flokken gebildet werden, die aus dem Polymer und den gleichförmig in dem Polymer dispergierten anorganischen Partikeln bestehen. Manchmal verbleibt ein Teil des Lösungsmittels in den sich ergebenden Flokken. Der Anteil des in den Flocken verbleibenden Lösungsmittels hängt thermodynamisch von der Zusammensetzung, der Konzentration, der Temperatuj usw. der Dispersion im Vorlaufbehälter 14 ab.

Das in der Spritzkammer 18 verdampfte Lösungsmittel strömt durch eine Leitung 20 in den Kondensator 19 und wird darin zur Wiedergewinnung kondensiert. Das in den Flocken verbleibende Lösungs mittel wird in einem Trockner 21 verdampft unc zurückgewonnen.

Die sich ergebenden Flocken fallen auf ein durch lässiges Blatt, z.B. ein netzartiges Förderband 22 das durch die Spritzkammer 18, den Trockner 21 und eine Sammelkammer 23 umläuft. Die Flockei werden in der Sammelkammer 23 gesammelt. Eii Saugkasten kann unter einem Teil des Förderbande

22 angeordnet sein, auf welches die Flocken fallen. Durch Absaugen von Luft durch das durchlässige Band werden die Flocken auf dem Blatt in gleichförmiger Dicke abgelagert und am Verstreuen gehindert. Die Gleichförmigkeit der Dicke der Flocken ist für die gleichförmige Trocknung der Flocken im Trockner 21 wichtig.

Ein Paar Quetschwalzen kann so angeordnet sein, daß es einen Teil des Förderbandes 22 im Trockner 21 oder der Sammelkammer 23 umschließt. Durch Quetschen mittels der Quetschwalzen werden die Flocken auf dem Förderband 22 direkt zu einem Blatt verformt. Weil das Förderband 22 durch die Spritzkammer 18 und den Trockner 21 hindurchläuft, ist es schwierig, die Spritzkammer 18 vollständig abzudichten. Um jedoch das Abströmen der heißen Luft aus dem Trockner in die Spritzkammer und im Gegenstrom zum Lösungsmitteldampf zu verhindern, ist es wünschenswert, die Spritzkammer so hermetisch wie möglich abzudichten.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein kleinerer Anteil der anorganischen Partikeln, die in der Zusammensetzung enthalten sein sollen, mit dem im Extruder geschmolzenen Polymer vermischt werden. Wenn der Betrag der mit dem geschmolzenen Polymer zu vermischenden anorganischen Partikeln zu groß ist, führt dies zu Schwierigkeiten beim Extrudieren des Gemisches. Diese Schwierigkeit wird hauptsächlich durch den Schlupf der anorganischen Partikeln an der Schnecke des Extruders verursacht. Der Schlupf führt zu einer Verringerung des Austrags der Mischung und zu einer Änderung des Mischungsverhältnisses der anorganischen Partikeln und des geschmolzenen Polymers. Daher ist es wünsehenswert, daß der Teil, der mit dem geschmolzenen Polymer zu mischenden, anorganischen Partikeln in einem Bereich zwischen 5 und 30 Gewichtsprozent des geschmolzenen Polymers liegt.

Im folgenden wird zur weiteren Erläuterung der Erfindung ein Beispiel angeführt:

Beispiel

Gemäß der Zeichnung wird ein Extruder 1 mit einem Innendurchmesser von 50 mm und einem Verhältnis des Innendurchmessers zur Länge von 1 :20 und eine mit dem Extruder verbundene Zahnradpumpe 2 verwendet. Polyäthylen mit hoher Dichte, mit einem Schmelzpunkt von 132° C, einem wahren spezifischen Volumen (V_n) von 0,1 cm³/g und einem Schmelzindex von 0,3 wird dem Extruder 1 zugeführt und bei einer Temperatur von 200° C geschmolzen. Das geschmolzene Polyäthylen wird mit einer Durchflußmenge von 16,7 kg/h über die Zahnradpumpe 2 und die Versorgungsleitung 4 in den Auflösebehälter 3 extrudiert.

Fein zerteilte Kieselsäurepartikeln mit einer ungefähren Größe von 20 [im, einem wahren spezifischen Volumen (V₁) von 0,50 cm³/g und einem scheinbaren spezifischen Volumen (V₀) von 1,91 cm³/g werden im Trockner S bei einer Temperatur von 200° C 5 Stunden lang getrocknet. Die getrockneten Kieselsäurepartikeln werden in einem Trichter 7 aufgenommen und dann mit einer Zuführmenge von 25 kg/h mittels des Zuführgerätes 8 für konstanten Durchfluß in den Mischer 6 gefördert.

Ein organisches Lösungsmittel, Methylenchlorid, wird dem Mischer 6 mit einer Durchflußmenge von 395 kg/h zugeführt, um eine Schlämme zuzubereiten, in welcher die Kieselsäurepartikeln gleichförmig in dem Methylenchlorid gelöst sind. Die Schlämme wird in dem Schlämmebehälter 9 aufgenommen und auf einer Temperatur von 10 C gehalten, indem ein Kühlmittel durch den Kühlmantel 10 b geleitet wird, während die Schlämme mit dem Rührwerk 10 a umgerührt wird. Zu diesem Zeitpunkt hat die Schlämme eine Viskosität von ungefähr 1750 cP, die unter Verwendung eines Viskosimeters vom Typ B gemessen werden.

Die Schlämme wird durch eine Pumpe 12, eine Membranpumpe mit konstantem Durchfluß, mit einer Durchflußmenge von 420 kg/h aus dem Schlämmebehälter 9 über ein Heizgerät 11 mit zahlreichen Heizrohren zum Auflösebehälter 3 gefördert. Während sie durch das Heizgerät 11 fließt, wird die Schlämme auf eine Temperatur von 167° C gebracht. Die erwärmte Schlämme wird in den Auflösebehälter 3 gebracht und mit dem geschmolzenen Polyäthylen ge:nischt, das vom Extruder 1 zugeführt wird. Der Auflösebehälter hat eine Kapazität von 70 1, und das Gemisch wird mit wendeiförmigen Schaufeln umgerührt, die sich mit 100 U/min drehen. Das Gemisch verweilt im Auflösebehälter 3 ungefähr 10 Minuten, während das geschmolzene Polyäthylen ständig in Methylenchlorid gelöst wird und die Siliziumdioxidpartikeln gleichmäßig in der Lösung dispergiert werden. Die so hergestellte Dispersion wird im Vorlaufbehälter 14 über eine Leitung 15 zugeführt. Die Temperatur des Gemisches im Auflösebehältcr und der Dispersion im Vorlaufbehälter 14 wird auf 170" C geregelt.

Die Dispersion im Vorlaufbehälter 14 wird mit Hochdruckstickstoff mit einem Druck von 40 kp/cm² unter Druck gesetzt. Die Dispersion wird durch zwei Öffnungen mit einem Verhältnis von Länge zu Innendurchmesser der Öffnung von 1,0 in die Spritzkammer 18 gespritzt.

Wenn die Dispersion eingespritzt ist, wird das Lösungsmittel in der Dispersion sehr schnell verdampft, und das verbleibende Polyäthylen und die in dem Polyäthylen dispergierte Kieselsäure bilden fein zerteilte poröse Flocken, die zahlreiche, sehr feine Poren aufweisen. Das verdampfte Methylenchlorid wird über die Leitung 20 aus der Spritzkammer 18 abgesaugt und im Kondensator 19 kondensiert. Das kondensierte Methylchlorid wird mit ungefähr 280 kg/h zurückgewonnen. Das zurückgewonnene Lösungsmittel hai eine sehr hohe Reinheit. Die oben hergestellten Flocken enthalten ungefähr 280 kg Methylenchlorid pro kg Flocken. Das Lösungsmittel wird in einem Trockner 21 verdampft, indem die Flocken auf eine Temperatur von 60° C erwärml werden. Das verdampfte Lösungsmittel wird aus dem Trockner 21 entfernt und mittels Absorption durch Aktivkohle wiedergewonnen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

ι 2„ tenflocken, bei welchem zunächst eine eine hohe Patentansprüche: Temperatur aufweisende Dispersion von 25 bis 9C , - ι· L TT !.η.. rjpu/irhtsteilen fein zerteilter, anorganischer Partikeln

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen uewiuiu«-·"' Größe von 500 um in '

poröser Mehrkomponentenflocken, bei welchem mit einer ^™£ fiewichtsteilen eines therrr!^ zunächst eine eine hohe Temperatur aufweisende ^^ p_olymers in einer Menge eines einet