DE2827231C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines stabilisierenden und schmierenden Zusatzmittels für Vinylharze gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Beim Verarbeiten von Vinylharzen müssen dem Harz Stabilisatoren und Schmiermittel zugesetzt werden, um einer Degradation und einer zu geringen Fließeigenschaft vorzubeugen. In der Praxis werden zum Stabilisieren und Schmieren häufig folgende Zusätze dem Harz zugegeben:

• (1) ein Stabilisator wie ein basisches Bleisalz aus beispielsweise Schwefel-, schwefliger, Phosphor-, Phthal- oder Kohlensäure, oder Mischungen daraus,
• (2) ein Schmierstabilisator wie eine Metallsäure einer langkettigen Carbonsäure, die 12 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten kann, beispielsweise Bleistearat, basische Bleistearat, Kalzium- oder Bariumstearat, oder Mischungen daraus und
• (3) ein Schmiermittel wie natürliches oder synthetisches Wachs oder Mischungen daraus.

Häufig werden auch noch andere Zusätze, wie Weichmacher, beispielsweise Dioctylphthalat, oder Füllstoffe aus anderen Gründen in das Vinylharz eingebracht.

Durch den staubigen Zustand dieser Zusätze ergeben sich bei deren Verarbeitung große Schwierigkeiten, insbesondere, wenn viele Wiegevorgänge für mehrere Zusätze notwendig sind oder überhaupt mehrere Zusatzstoffe einzeln zugesetzt werden müssen. Um die auch gesundheitsschädliche Staubbildung zu vermindern, wurden die Zusätze auch schon in Flockenform angeboten. Aber auch mit einem flockenförmigen Erzeugnis konnte keine zufriedenstellende Verbesserung erreicht werden. Mit einem aus sämtlichen notwendigen Stabilisatoren und Schmiermitteln bestehenden Zusatzmittel konnte zwar die Arbeitsweise vereinfacht, nicht jedoch das Problem der Staubbildung beseitigt werden. Granulate, die zwar weitgehend staubfrei hergestellt werden können, lassen sich wiederum schwierig verarbeiten, weil solche Stücke eine Größe aufweisen, die zur Block- und Brückenbildung in den Verarbeitungsvorrichtungen neigen. Außerdem lassen sich Granulate von solcher Größe nicht mit ausreichender Gleichmäßigkeit im Vinylharz verteilen.

Zur Herstellung eines solchen Granulates, z. B. eines Wachsgranulates, ist es gemäß der DE-AS 20 21 274 bekannt, das zu granulierende verflüssigte Material in einer Schicht auf eine Trommel haftend aufzubringen und diese Schicht mittels eines Schabers davon abzuheben. Dabei zerbricht das durch Abkühlung erstarrte Wachs in Querrichtung. Um auch in Längsrichtung eine Aufteilung zu erhalten, wirken Trennelemente, z. B. rippenförmige Trennstreifen oder gespannte Drähte mit dem Schieber zusammen. Durch das Zerbrechen der Schicht in Längs- und in Querrichtung wird die Staubbildung aber eher verstärkt, als vermindert, wenn ein weniger plastischer Stoff als Wachs verarbeitet wird. Die allseitigen Bruchflächen an den Granulatstücken begünstigen die Staubbildung auch während ihrer Weiterverarbeitung.

Nach einem anderen bekannten Verfahren (US-PS 30 76 999) wird eine flüssige thermoplastische Kunststoffmasse durch Öffnungen geführt, um Ströme zu bilden, die auf ein Förderband aufgebracht werden. Das Förderband wird dabei mit solcher Geschwindigkeit bewegt, daß die Ströme auf dem Förderband fortlaufende Stränge bilden und erstarren. Um von diesen erstarrten Strängen mittels einer rotierenden Messerwalze sogleich Tablettenscheiben abschneiden zu können, wird die Strangdicke auf den Durchmesser der Tabletten abgestimmt. Abgesehen davon, daß dieses bekannte Verfahren nur einen Weg aufzeigt, wie ein thermoplastischer Kunststoff zu abzuschneidenden Strängen umgeformt werden kann, ist auch die Tablettenform für ein mit Vinylharz zu verarbeitendes Zusatzmittel nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines stabilisierenden und schmierenden Zusatzmittels für Vinylharze anzugeben, das staubfrei ist, sich leicht verarbeiten und gleichmäßig im Harz verteilen läßt.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die Schmelze in Form dünner Ströme auf ein Förderband fließen läßt, dabei das Förderband mit einer solchen Geschwindigkeit bewegt, daß die darauf gebildeten, unter Abkühlung verfestigten Stränge eine Dicke von 0,2 bis 2 mm aufweisen, und dann diese Stränge in kurze Stücke bricht.

Besonders vorteilhaft haben sich Stränge mit einer Dicke von 0,25 bis 0,75 mm erwiesen. Die Stränge können in Längen bis zu 4 cm, vorzugsweise von 0,1 bis 1 cm gebrochen werden.

Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Zusatzmittel für Vinylharz ist fast völlig staubfrei. Überraschenderweise hat sich hierbei gezeigt, daß eine Strangdicke von 0,2 bis 2 mm für die Staubfreiheit von entscheidender Bedeutung ist. Die von solchen Strängen in den angegebenen Längen abgebrochenen Stücke sind aber nicht nur staubfrei, sondern lassen sich im Gegensatz zu den bekannten Granulaten auch leichter, d. h. ohne Blockierung, in den Verarbeitungsgeräten verarbeiten und auch gleichmäßiger im Vinylharz verteilen.

Darüber hinaus können alle notwendigen Zusätze, wie basisches Bleisalz, Metallseifen und Wachsschmiermittel, in diese Stäbchen eingearbeitet werden.

Zur Durchführung dieses Verfahrens wird eine Flüssigkeit zuerst dadurch gewonnen, daß entweder ein schmierender Stabilisator, ein Wachsschmiermittel oder eine Mischung aus beiden geschmolzen wird, oder daß in einem geschmolzenen Schmiermittel-Stabilisator, einem Wachs-Schmiermittel oder einer Mischung daraus eine Dispersion eines pulverisierten Stabilisators hergestellt wird, wobei diese Dispersion wahlweise andere Additive für Vinylharze enthält. Die so gewonnene Flüssigkeit wird dann durch eine Reihe von Öffnungen in Form von geschmolzenen Strängen auf ein sich schnell bewegendes Förderband abgegeben. Man hat festgestellt, daß sich bei genügend hoher Geschwindigkeit des Förderbandes die austretenden Ströme auf dem Förderband als fortlaufende Stränge ablagern, hierauf erstarren und eine Dicke von 0,2 bis 2,0 mm, vorzugsweise von 0,25 bis 0,75 mm, aufweisen. Diese Stränge werden dann zu Stücken gebrochen und das Endprodukt besteht aus feinen Stäbchen, die bis zu 4 cm lang sein können, jedoch vorzugsweise eine Länge von 0,1 bis 1,0 cm aufweisen.

Die so erzielten Stäbchen sind, im Gegensatz zu flockigem Material, fast staubfrei. Sie sind im Harz auch gleichmäßiger zu verteilen als Granulat. Die Stäbchen enthalten im allgemeinen alle oder die Mehrzahl der in das Vinylharz einzubringenden Additive und schließen ein basisches Bleisalz, eine Metallseife und ein Wachs- Schmiermittel ein. In besonderen Fällen kann es jedoch angebracht sein, nur aus Metallseife oder aus Schmiermittel bestehende Stäbchen herzustellen.

Das Förderband kann auch durch eine Scheibe oder eine Trommel ersetzt sein. Bewegt sich das Förderband zu langsam, bilden die austretenden Flüssigkeitsströme dicke fortlaufende Stränge, die langsam abkühlen und ein unbrauchbares Produkt bilden. Wenn das Förderband sich aber genügend schnell bewegt, werden die Ströme zu dünnen Strängen der vorerwähnten Dicke auseinandergezogen, die sowohl wegen der großen Oberfläche gegenüber dem Volumen rasch abkühlen als auch ein brauchbares Produkt entstehen lassen.

Diese dünnen Stränge lassen sich zu Stäbchen brechen, wobei sich nur eine minimale Menge an sehr freiem Material bildet, so daß ein im wesentlichen staubfreies Endprodukt entsteht. Bei der Bildung von Flocken beispielsweise ist es beim Brechen von Platten des erstarrten Schmelzmaterials nicht möglich, die Bildung von sehr feinem Material einzuschränken, weshalb dieses Endprodukt auch ziemlich staubig ist.

Durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die in der Zeichnung schematisiert dargestellt ist, wird die Erfindung nachfolgend erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Gießtrog, vergrößert und

Fig. 3 ein Schema des Verfahrenskreislaufes.

Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung umfaßt einen elektrisch beheizten Vorratsbehälter 10, in dem die zu verflüssigenden Bestandteile der Stabilisator-Schmiermittel- Mischung geschmolzen werden, einen beheizten Gießtrog 11, in den die Schmelze aus dem Vorratsbehälter intermittierend unter Kontrolle eines mit einem Solenoid 24 betriebenen Ventils 12 abgelassen wird, und ein Förderband 13 aus rostfreiem Stahl, das unterhalb des Gießtroges angeordnet ist und von einem Elektromotor 14 angetrieben wird.

Der Vorratsbehälter 10 weist einen Rührer 15 auf und das Ventil 12 wird unter der Kontrolle eines Zeitmessers 26 (Fig. 3) geöffnet und geschlossen, um eine im wesentlichen konstante Flüssigkeitshöhe im Gießtrog 11 aufrechtzuerhalten. Die Schmelze fließt durch die Öffnungen 16 im Boden des Gießtroges in Strömen auf das Förderband 13, auf dem sie zu Strängen erstarrt, die in einem Auffangbehälter 17 gesammelt werden. Die Stränge bilden im Auffangbehälter Windungen, die durch Antippen mit der Hand leicht in kurze Stücke abgebrochen werden können. Wenn es wünschenswert ist, kann das Förderband die Stränge auch einem Schraubenförderer zuführen, der sie in kurze Stücke bricht.

Wie in Fig. 3 gezeigt, weist der Vorratsbehälter einen Heizmantel 18 auf, dessen Temperatur von einem Regler 19 geregelt wird, der wiederum mit einem Thermoelement 20 im Vorratsbehälter in Verbindung steht. Auch der Gießtrog 11 weist einen Heizmantel 21 auf, dessen Temperatur von einem auf ein Thermoelement 23 ansprechenden Regler 22 geregelt wird. Das Solenoid 24, das das Ventil 12 steuert, weist einen Reglers 25 auf, der sich unter der gemeinsamen Kontrolle eines automatischen Zeitmessers 26 und eines Niveaufühlers 27 im Gießtrog 11 befindet.

Das Förderband kann mit einer Luft- oder Wasserkühlung ausgestattet sein, z. B. mit Luftdüsen, die gegen seine obere Fläche, oder durch Wasserdüsen, die gegen die Unterfläche seines oberen Trumms gerichtet sind.

Vorzugsweise sind die Betriebsverhältnisse folgende:

Durchmesser der Öffnungen 16|2-4 mm
Länge der Öffnungen 16	2-10 mm
Temperatur der Schmelze im Vorratsbehälter 10	70-150°C
Temperatur der Schmelze im Gießtrog 11	80-160°C
Höhe der Schmelze im Gießtrog 11	mindestens 5 mm
Förderbandgeschwindigkeit	0,25-3 m pro Sekunde, vorzugsweise 1 m/Sek.

Das Förderband kann 3 bis 7 m lang sein, und ein durchschnittlicher Durchsatz pro Öffnung kann im Bereich von 0,5-3,0 kg/h liegen.

Typische Zusammensetzungen, aus denen die stäbchenförmigen Erzeugnisse mit den vorgenannten Eigenschaften durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt worden sind, sind in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt, in der die Anteile nach dem Gewicht angegeben sind. Die folgende Tabelle 2 zeigt die Betriebsverhältnisse für die Versuchsreihen für diese Zusammensetzungen.

Man hat festgestellt, daß die stäbchenförmigen Proben jedes Testes im wesentlichen staubfrei waren, sich in Vinylharzen gut verteilen und großartig für Bearbeitungseinrichtungen, die üblicherweise von kommerziellen Herstellern von Vinylharzen verwendet werden, geeignet waren.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung eines stabilisierenden und schmierenden Zusatzmittels für Vinylharze, das einen Schmierstabilisator aus einem metallischen Salz einer langkettigen Karbonsäure enthält und das durch Schmelzen verflüssigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelze in Form dünner Ströme auf ein Förderband fließen läßt, dabei das Förderband mit einer solchen Geschwindigkeit bewegt, daß die darauf gebildeten, unter Abkühlung verfestigten Stränge eine Dicke von 0,2 bis 2 mm aufweisen, und dann diese Stränge in kurze Stücke bricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Förderband mit einer Geschwindigkeit bewegt wird, daß die Stränge Dicke von 0,25 bis 0,75 mm aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge in Längen bis zu 4 cm gebrochen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stränge in Längen von 0,1 bis 1 cm gebrochen werden.