DE2659405C3 - Verfahren zum Einbringen von Zusatzstoffen in ein festes Polymeres - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen von Zusatzstoffen in ein festes Polymeres eines aliphatischen 1-Olefins mit 2—8 Kohlenstoffatomen pro Molekül, bei dem das Polymere in Form eines Polymerflaums mit mindestens einem teilchenförmigen, festen Zusatzstoff trocken vorgemischt wird.

Olefinpolymere besitzen Eigenschaften, die sie geeignet zur Verwendung für Strangpreßartikel machen. Ein speziell geeignetes Olefinpolymeres wird durch Polymerisation eines Olefins oder durch Copolymerisation einer Mischung von zwei Olefinen mit einem geeignete« Katalysator in einem Kohlenwasserstoffverdünnungsmittei bei einir Temperatur hergestellt, bei der praktisch alles F jlymere in dem Kohlenwasserstoff unlöslich ist So ein Polyolefin, das als »Polymerflaum« anfällt, besitzt stark gesteigerten Widerstand gegenüber Spannungsrißbildung, gesteigerte Spannungsbeständigkeit und gesteigerte Widerstandsfähigkeit gegenüber cyclischer Spannung, wobei sich alle diese Effekte speziell bei hohen Temperaturen bemerkbar machen.

Übliche Methoden der Inkorporierung von Zusätzen wie Pigmente, Antioxidantien, Verfahrenshilfen und dgl. zu den festen harzförmigen Polymeren erfordern *⁵ mindestens eine Mischungsstufe bei erhöhter Temperatur. Die US-PS 30 30 330 offenbart die Verwendung von Olefinpolymeren in Form eines Flaums zur Mischung mit festen Zusätzen. Die resultierende Mischung kann dann durch einen Extruder zur Homogenisierung laufen ^w gelassen werden. Diese Behandlung erzielt einen hohen Grad an Homogenisierung des den Zusatz enthaltenden Polymeren, jedoch ist es schwer, eine geeignete Dispergierung der Zusätze in dem Polymeren nach dieser Methode zu erreichen, wenn gleichzeitig ein Gleitmittel zugesetzt werden soll.

Die FR-PS 13 20 474 und die DE-OS 14 04 957 zeigen die Verwendung von StiftmUhlen zur Mischung von Kunststoffmaterialien und festen Zusätzen. Es findet sich dort keine Andeutung des Problems der Inkorporierung von flüssigen Gleitmitteln noch von irgendeiner Reihenfolge der Schritte zur Inkorporierung dieser Mittel zusammen mit teilchenförmigen Zusätzen.

Aus der FR-PS 1107 151 ist die Mischung von Kunststoffmaterialien und Zusätzen wie Pigmenten ^h5 durch Suspendierung dieser Materialien in einer Flüssigkeit und eine heftige Mischung der Suspension bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art die Dispergierung fester Zusatzstoffe unter gleichzeitiger Einmischung eines Gleitmittels zu verbessern.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß man die trockene Vormischung gleichzeitig mit mindestens einem flüssigen Gleitmittel einer Scheibenmühle aufgibt und durch sie hindurchführt

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine wesentliche Verbesserung der Homogenität der Dispergierung des festen Zusatzstoffes bei Anwesenheit des flüssigen Gleitmittels erreicht, und insbesondere ist es durch die erfindungsgemäße Behandlung möglich, das flüssige. Gleitmittel homogen mit dem Zusatzstoff in dem Polymerflaum zu dispergieren. Außerdem erfordert die erfindungsgemäße Verfahrensweise nur kleine Mengen des flüssigen Gleitmittels, um die gewünschte homogene Zusammensetzung zu erzielen. Diese Vorteile sind allein möglich durch die erfindungsgemäße Reihenfolge der Stufen, worin ein festes Polymeres in Form eines Flaumes zuerst mit dem teilchenförmigen Zusatz gemischt und darauf durch eine Scheibenmühle unter gleichzeitiger Zugabe eines flüssigen Gleitmittels in der Mühle geführt wird. Die Erfindung ermöglicht es, flüssige Gleitmittel ohne wesentlichen Verlust zuzugeben. So ergibt z.B. ein Zusatz von 0,8 Gew.-°/o Additiven, 0,8 Gew.-%. in der Mischung.

Die Polymeren, mit denen die Zusätze zusammengegeben werden, sind gewöhnlich feste thermoplastische Polymere, die aus Lösungen in eine flaumige schwammartige Form gebracht werden. Solche Polymere schließen die harzförmigen Polymeren von Monoolefinen mit 2—8 Kohlenstoffatomen pro Molekül ein. Beispiele für geeignete 1-Olefine sind Äthylen, Propylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 1-Octen, 4-Methyl-lpenten, 4-Methyl-l-hexen, 5-ÄthyM-hexen und 6-Methyl-1-hepten. Feste Polymere von Äthylen können durch Copolymerisation von Äthylen mit 30% oder weniger, vorzugsweise weniger als 15 Gew.-% des monomeren Systems, an den Comonomeren Propylen, 1 -Buten und/oder 2-Buten erhalten werden.

Die Zusätze, die in den Polymerflaum gemäß der Erfindung inkorporiert werden, schließen jeden Typ eines festen, gepulverten trockenen Zusatzes wie Pigmente, Antioxidantien, Stabilisatoren, Modifikatoren und ähnliches ein.

Das Gleitmittel kann Glycerin, Äthylenglycol, eine Mischung von Wachs von hohem Molekulargewicht in Glycerin, eine Mischung von Glycerin und dem Amid einer höheren Fettsäure und dgl. sein.

Die Erfindung wird unter Bezug auf die Zeichnung an Hand einer zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung näher erläutert.

Die Vorrichtung umfaßt einen Polymervorratsbehälter 2, eine Polymerzugabevorrichtung 4, einen Färbemittelvorratsbehälter 6, eine Färbemittelzuführvorrichtung 8, einen Zusätze-Vorratsbehälter 10, eine Zusätze-Zuführvorrichtung 12, eine erste Fördereinrichtung 14, eine Scheibenmühle 16 mit einem Einlaß 18, einem Flüssigkeitsverteiler 20 und einem Auslaß 22, ferner einen Gleitmittel-Vorratsbehälter 24 mit Erhitzungseinrichtung 26, eine Pumpeinrichtung 28 zur Einführung des Gleitmittels, eine ummantelte Verbindungsleitung 30, eine zweite Fördereinrichtung 32 und gegebenenfalls eine Poliervorrichtung 34.

Der Polymerriaum in dem Polymervorratsbehälter 2 wird durch die Polymerzuführvorrichtung 4 zu der Fördereinrichtung 14 geführt. In gleicher Weise werden

das Färbemitte! in dem Färbemittel-Vorratsbehälter 6 und die Zusätze in dem Zusätze-Vorratsbehälter 10 durch ihre Zuführvorrichtungen 8 bzw. 12 zu der Fördereinrichtung 14 gebracht Die Fördereinrichtung führt die Mischung aus Polymerflaum, Färbemittel und Zusätzen dem Einlaß 18 der Scheibenmühle 16, zu.

Die Mühle 16 ist eine Scheibenmühle üblicher Bauart, die durch die Zufügung eines Flüssigkeitsverteilers 20 zu dem Einlaß 18 d*.r Mühle 16 modifiziert ist

Das Gleitmittel aus dem Gleitmittelvorratsbehälter 24 wird durch die Erhitzungseinrichtung 26 erhitzt, durch die Pumpeinrichtung 28 durch die ummantelte Verbindungsleitung 30 zu dem Flüssigkeitsverteiler 20 beim Einlaß 18 der Mühle 16 gepumpt Das erhitzte Gleitmittel wird in die Mischung aus Polymerflaum, Färbemittel und Zusätzen, die durch den Einlaß 18 der Mühle 16 eingeführt wird, eingebracht Die entstehende Mischung wird einem intensiven Mischen unterworfen, wie es durch die Scheiben der Mühle geschieht

Die festen Teilchen werden aus der Mühle 16 durch den Auslaß 22 2u der Fördereinrichtung 32 überführi, die das Material zu einer nicht gezeigten Vorrats- oder Extrudier- oder Verformungsleitung fördern.

Das Färbemittel wird entweder als Farbkonzentrat d. h. als Stammcharge oder als Pigment in gepulverter Form verwendet Farbkonzentrate sind pelletisierte Mischungen von Pigment in Harzen, die eine hohe Beladung an Pigment enthalten. Die Färbemittel werden mit dem Polymerflaum in Verhältnissen von 100:1 bis 3 :1 vermischt

Die Färbemittel, die bei dem beschriebenen Verfahren verwendet werden, können irgendwelche bekannte anorganische und/oder organische Pigmente sein, die gewöhnlich mit Olefinpolymeren vermischt werden. Beispiele geeigneter anorganischer Färbemittel sind Titandioxid, Zinksulfid, Zinkoxid, Cadmiumsulfoselenid, Eisenoxid, Chrom-Zinn, Cadmiumsulfid, Cobaltaluminat und dgl.

Beispiele geeigneter organischer Färbemittel schließen Ruß, Chinacridon, Dioxazinviolett, Isoindolinon,

ίο Pigmentrot 139, Pigmentgelb 93 und Phthalocyninblau ein.

Die Scheibenmühle arbeitet bei Raumtemperatur. Eine solche Mühle besitzt Einlaßöffnungen für Kühlluft, die erlauben, daß die umgebende Luft in das Mühlengehäuse eindringen kann. Diese Luft fließt über die rotierenden Scheiben zur Kühlung derselben und dann kombiniert sie sich mit der Luft die anfänglich mit dem Material eingebracht wird und kann als Hilfsförderluft für das Material dienen. Die Mühle kann auch gewünschtenfalls wassergekühlt seia

Das Gleitmittel wird in die Scheibenmühle in erhitzter Form eingebracht Die Temperatur, auf die das Gleitmittel erhitzt werden muß, hängt u.a. von dem speziellen Gleitmittel und dem verwendeten Flüssigkeitsvertciler 20 ab. Eine Festsetzung dieser Temperatur sollte unter Arbeitsbedingungen gemacht werden. Wenn z. B. eine Mischung von etwa 7 Teilen Glycerin und etwa 1 Teil eines hochmolekularen Wachses wie Carbowachs als Gleitmittel verwendet wird, wird die Mischung auf etwa 60⁰C erhitzt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Einbringen von Zusatzstoffen in ein festes Polymeres eines aliphatischen 1-Olefins mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen pro MelekOl, bei dem das Polymere in Form eines Polymerflaums mit mindestens einem teilchenförmigen, festen Zusatzstoff trocken vorgemischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die trockene Vormischung gleichzeitig mit mindestens einem flüssigen ι ο Gleitmittel einer Scheibenmühle aufgibt und durch sie hindurchführt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel Glycerin, Alkylenglykol, eine Mischung eines hochmolekularen Wachses und Glycerin oder eine Mischung von Glycerin und einem Amid einer höheren Fettsäure ist