DE3003768C2

DE3003768C2 -

Info

Publication number: DE3003768C2
Application number: DE3003768A
Authority: DE
Inventors: Vitalij Sergeevic Sernov; Nikolaj Fedorovic Potemkin; Ljudmila Konstantinovna Asichmina; Nina Antonovna Perlina; Viktor Jakovlevic Muchin; Vladimir Dmitrijevic Leningrad Su Medvedev
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-02-01
Filing date: 1980-02-01
Publication date: 1988-06-16
Also published as: FR2480287B1; FR2480287A1; DE3003768A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Her stellung von Polyolefinwachs mit einer Molmasse im Bereich von 600 bis 4500 mittels Durchpressens einer Schmelze von Hoch druck-Polyäthylen mit einer Molmasse im Bereich von 10 000 bis 2000 000 oder seines Gemischs mit Polypropylen im Verhältnis von mindestens 3 : 1 durch einen beheizten Reaktor unter Abbau der eingepreßten Polymeren in einer homogenen und einer heterogenen Abbauzone des Reaktionsmediums bei Temperaturen im Bereich von 350 bis 500°C und bei Drücken am Ausgang des Reaktors im Bereich von 2 bis 6,1 bar und anschließender Abtrennung des gebildeten Wachses von den flüchtigen Abbauprodukten.

Polyolefinwachse mit einer Molmasse im Bereich von 600 bis 4500 werden bei der Kunststoffverarbeitung als äußere und innere Gleitmittel, in der Gummiindustrie als Verarbeitungshilfsmittel, die die technologischen Eigenschaften von Kautschuk bei der Ver mischung verschiedener Kautschuksorten verbessern und außerdem bei der Produktion von Tinten, Lacken, Anstrichmitteln, Polier pasten, Kerzen und Bleistiften angewendet.

Derartige Wachse können einerseits durch Polymerisation von Äthylen sowie gegebenenfalls Comonomeren nach verschiedenen Verfahren direkt hergestellt werden (vergl. "Polyäthylen und andere Polyolefine", Verlag "Mir" 1964, S. 279-282, 354; DE-PS 22 57 917), werden in letzter Zeit jedoch zunehmend durch thermischen Abbau von hochmolekularen Polyolefinen, z. B. von Polyäthylen mit einer Molmasse von 10 000 bis 200 000, herge stellt. Thermische Abbauverfahren ermöglichen eine Verwendung von sortenechten, sortenunechten und regenerierten Polyolefin produkten als Wachsrohstoffe. Dabei wird generell so vorgegangen, daß eine Schmelze eines hochmolekularen Polyäthylens durch ein Metallrohr mit einem geringen Querschnitt hindurchgepreßt wird, das auf eine Temperatur von 350 bis 600°C erhitzt ist. Das Auf heizen dieses Rohres erfolgt entweder durch Heizkörper oder mit Verbrennungsgasen.

Ein derartiges gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE-AS 19 40 686 bekannt, wo ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Polyolefinwachs mittels Durchpressens einer Schmelze von Hochdruck-Polyäthylen mit einer Molmasse bis zu 200 000 durch ein auf eine Temperatur von 350 bis 500°C erhitztes Rohr her gestellt wird. Der thermische Abbau des Polyäthylens erfolgt dabei in einer ersten homogenen und einer sich daran anschließen den heterogenen Abbauzone. Je nach Temperatur und dem erwünschten Abbaugrad dauert dieser 10 bis 120 min. Der Polyäthylendruck im Rohr beträgt 1 bis 20 bar. Das erhaltene Produkt wird innerhalb von 3 bis 5 min bis auf 250°C abgekühlt, und die Wachsschmelze wird zur weiteren Verarbeitung und Verwendung ausgetragen.

Dieses bekannte Verfahren weist den Nachteil einer beträcht lichen Dauer des Abbauprozesses auf, was zu einer niedrigeren Anlagennutzung sowie zu einer Verschlechterung der Qualität des erhaltenen Wachses führt. So hat beispielsweise das nach dem bekannten Verfahren hergestellte Wachs mit einer Molmasse von 3000 einen grauen Farbton und ist durch einen Tropfpunkt nicht über 110°C und eine Penetrationshärte unter 2 × 10^-1 min gekennzeichnet.

Ein Verfahren zur Herstellung von Polyolefinwachs durch ther mischen Abbau von Äthylenpolymeren ist ferner aus der DE-PS 8 18 426 bekannt. Dabei wird Polyäthylen in Abwesenheit von Luft innerhalb bestimmter Zeiten bei bestimmten Temperaturen thermisch abgebaut, was u. a. durch Durchpressen durch erhitzte Rohre ge schehen kann. Unter Einsatz der angegebenen Polyäthylene mit Mol massen von 12 000 bis 17 000 und bei Anwendung der angegebenen Temperaturen von 330 bis 600°C und von Erhitzungszeiten von 10 min bis 4 h können jedoch in Abhängigkeit von den sonstigen Be dingungen der Verfahrensdurchführung sehr unterschiedliche Pro dukte erhalten werden, ohne daß genaue Bedingungen für die re produzierbare Herstellung reinweißer Produkte mit reproduzier baren Molmassen angegeben sind. Die eingesetzten Polyäthylene weisen außerdem relativ geringe Molmassen auf.

Von Verfahren zum Abbau von Hochdruck-Polyäthylen (das ein Polyäthylen niederer Dichte ist) sind solche Verfahren zu unterscheiden, bei denen Niederdruck-Polyäthylen (d. h. Poly äthylen hoher Dichte) eingesetzt wird. Niederdruck-Polyäthylen wird unter Verwendung von Ziegler-Natta-Katalysatoren oder anderen Metallkatalysatoren erhalten, die sich unvermeidlich in wechselnden Mengen im erhaltenen Polyäthylen finden und durch ihre Gegenwart das Abbauverhalten derartiger Polyäthylene sehr stark beeinflussen. Derartige, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht direkt vergleichbare Verfahren sind beschrieben in der DE-OS 24 19 477, wo Ziegler-Natta-Katalysatoren ent haltende Rückstände der Polyäthylenfabrikation eingesetzt werden, in der US-PS 30 87 922, wo zum Abbau eines Polyäthylens hoher Dichte Abbautemperaturen zwischen 120 und 205°C angewandt werden, und aus der GB-PS 8 29 065, wo ebenfalls ein Polyäthylen hoher Dichte thermisch abgebaut wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs so auszugestalten, daß unter Verkürzung der Abbaudauer der eingesetzten Polyolefine auf re produzierbare Weise hochwertige Produkte mit der gewünschten Molmasse und ohne Grauton erhalten werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der genannten Art da durch gelöst, daß die Wärmebelastung während des Abbaus wie im Kennzeichen des Patentanspruchs angegeben gesteuert wird.

Die Erwärmung von Polyolefinen bis auf eine Temperatur über 350°C ist von einer Abscheidung flüchtiger Produkte begleitet, deren Menge durch die Abbaubedingungen (Temperatur, Haltezeit bei dieser Temperatur sowie Molmasse des Ausgangspolyäthylens) bestimmt wird. Das von den gebildeten gasförmigen Produkten eingenommene Volumen hängt aber von der Temperatur, dem Druck und der Löslichkeit der Gase im Polyolefin ab. Durch eine Än derung des Drucks am Austritt des Reaktionsgemischs aus dem rohrförmigen Reaktor sowie eine Änderung der hydrodynamischen Bedingungen im Reaktor ist es möglich, die Löslichkeit der flüchtigen Produkte im Polyolefin und folglich auch den Phasen zustand des Reaktionsmediums im Reaktor zu regeln. Bei der Untersuchung des Phasengleichgewichts wurde dabei festgestellt, daß bei einer Aufrechterhaltung des erfindungsgemäß zu wählenden Drucks am Ausgang des Reaktors in Höhe von 2 bis 6,1 bar der Ab bau der eingesetzten Polyolefine in zwei Zonen verläuft: in einer ersten homogenen Abbauzone, in der die flüchtigen Abbauprodukte vollständig im Polyolefin gelöst sind, und in einer zweiten hetero genen Abbauzone, in der ein Zweiphasensystem aus gesättigten Lö sungen der flüchtigen Produkte im niedermolekularen Polyolefin und von niedermolekularem Polyolefin in den flüchtigen Produkten vorliegt. Dabei entspricht die Phasengrenze zwischen der homo genen und der heterogenen Abbauzone in Abhängigkeit vom speziellen Druck am Ausgang des Reaktors und der hydrodynamischen Verfahrens führung einer Temperatur von 375 bis 385°C und einem Druck von 4,1 bis 10,1 bar.

Indem man die Wärmezufuhr zur homogenen und heterogenen Abbau zone, wie im Patentanspruch angegeben, unterschiedlich wählt, wird es möglich, die Abbauzeit auf 3,5 bis 10 min zu verkürzen, und diese Verkürzung der Verweilzeit der eingesetzten Polyole fine in der Hochtemperaturzone führt zu Verbesserungen des Farb tons, des Tropfpunkts und der Härte des Wachses. Die Molmasse der hergestellten Polyäthylenwachse beträgt 600 bis 4500.

Das Verfahren kann dabei wie folgt durchgeführt werden:

Ein Granulatgemisch aus sortenechten und sortenunechten Hoch druck-Polyäthylenen sowie regenerierten entsprechenden Poly äthylenen bzw. entsprechende Gemische mit Polypropylen werden in einen Extruder eingetragen, wo ihre Plastizierung und Erwärmung bis auf eine Temperatur von 230 bis 250°C erfolgt. Die gebildete Schmelze wird dann mittels einer Extruderschnecke einem beheizten Metallrohr zugeführt, das den Reaktor darstellt. Als Heizelemente werden einstellbare elektrische Heizkörper verwendet. Unter dem Einfluß der Wärme werden die hochmole kularen Polyolefine unter Bildung eines Wachses und eines Ge mischs aus flüchtigen Kohlenwasserstoffen abgebaut. Die Mol masse des Wachses wird im Bereich der Parameter des erfindungs gemäßen Verfahrens durch die Verweilzeit in der Hochtemperatur zone und durch die Wärmebelastung bestimmt. Das gebildete Gemisch aus Wachs und flüchtigen Kohlenwasserstoffen läuft durch ein Ventil frei in einen Kühler ab, wo es bis auf eine Temperatur von etwa 250°C abgekühlt wird. Aus diesem Kühler gelangt das Gemisch dann selbsttätig in einen beheizten Be hälter, in dem bei einer Temperatur von 200 bis 250°C auf Grund der unterschiedlichen Dichte die Abtrennung des Wachses von den flüchtigen Produkten erfolgt. Die Wachsschmelze wird aus den Behältern zur Konfektionierung und Analyse geleitet. Bei der Analyse des Wachses bestimmt man das mittlere Mole kulargewicht (Molmasse) durch Lichtstreuung, den Farbton visuell, die Penetrationshärte bei einer Belastung von 100 g, einer Haltezeit von 5 s und einer Temperatur von 25°C sowie den Tropfpunkt nach Ubbelohde.

Die Erfindung ermöglicht es, die Verweilzeit des eingesetzten Polyäthylenpolymeren in der Hochtemperaturzone wesentlich zu verkürzen, was die Leistungsfähigkeit des Verfahrens erheblich verbessert. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können sorten unechte und regenerierte Polyäthylene und Polypropylene ent haltende Polyäthylengemische eingesetzt werden, so daß auch Abfallprodukte der Herstellung von Hochdruck-Polyäthylen ver wendet werden können. Die Verkürzung der Verweilzeit des eingesetzten Polyäthylen in der Hochtemperaturzone ermöglicht die Herstellung eines Produkts von hoher Qualität.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.

Beispiel 1

Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molmasse von 20 000 und einer Temperatur von 230 bis 250°C wird mit Hilfe eines Ex truders kontinuierlich einem Reaktor in Form eines Metall rohrs zugeführt, in dem sie bis auf 450°C erwärmt wird.

Die Aufheizung des Rohres erfolgt durch elektrische Heiz körper; die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homo genen Abbaus beträgt 0,1 kW · h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus 0,18 kW · h/kg Wachs, der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit des Polyäthylens in der Abbauzone beträgt 4 min. Die Abbauprodukte, die als Gemisch aus Polyäthylenwachs und flüchtigen Produkten vorliegen, werden in einem Kühler bis auf 250°C abgekühlt, das Polyäthylenwachs wird von den flüch tigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze zur Anwendung und Analyse ausgetragen.

Man erhält ein Produkt mit einer Molmasse von 1200, das durch einen hellen Farbton, eine Penetrationshärte von 10 × 10^-1 mm und einen Tropfpunkt von 95°C gekennzeichnet ist.

Beispiel 2

Beispiel 1 wird unter Einsatz einer Polyäthylenschmelze mit einer Molmasse von 200 000 wiederholt, wobei die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus 0,1 kW · h/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus 0,18 kW · h/kg Wachs betragen.

Man erhält ein weißes Produkt mit einer Molmasse von 1300, das durch einen Tropfpunkt von 96°C und eine Penetrations härte von 9 × 10^-1 mm gekennzeichnet ist.

Beispiel 3 (Kontrollbeispiel)

Eine Polyäthylenschmelze mit einer Molmasse über 200 000 und einer Temperatur von 230 bis 250°C wird mit Hilfe eines Extruders kontinuierlich in ein Metallrohr eingespeist, wo sie auf 450°C erwärmt wird. Die Aufheizung des Rohres er folgte durch elektrische Heizkörper, die spezifische Wärme belastung in der Zone des homogenen Abbaus betrug 0,1 kW · h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des hetero genen Abbaus 0,18 kW · h/kg Wachs. Wegen der sprunghaften Druck steigerung am Reaktoreingang mußte der Versuch abgebrochen werden.

Somit erweist sich der Einsatz eines Rohpolyäthylens mit einer Molmasse von über 200 000 infolge der hohen Viskosität des Produkts, die zu einer Steigerung des Druckgefälles im Reak tor führt, als unmöglich.

Beispiel 4

Beispiel 1 wird unter Einsatz einer Polyäthylenschmelze mit einer Molmasse von 100 000 wiederholt. Die spezifische Wärme belastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0,1 kW · h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des hetero genen Abbaus 0,18 kW · h/kg Wachs.

Man erhält ein weißes Produkt mit einer Molmasse von 1250, das durch eine Penetrationshärte von 10 × 10^-1 mm und einen Trofpunkt von 95°C gekennzeichnet ist.

Beispiel 5

Beispiel 1 wird unter Einsatz einer Polyäthylenschmelze mit einer Molmasse von 50 000 wiederholt. Die spezifische Wärme belastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0,1 kW · h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des hetero genen Abbaus 0,18 kW · h/kg Wachs.

Man erhält ein weißes Produkt mit einer Molmasse von 1250, das durch eine Penetrationshärte von 10 × 10^-1 mm und einen Tropfpunkt von 95°C gekennzeichnet ist.

Beispiel 6

Beispiel 1 wird unter Einsatz einer Polyäthylenschmelze mit einer Molmasse von 10 000 wiederholt. Die spezifische Wärme belastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0,1 kW · h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des hetero genen Abbaus 0,18 kW · h/kg Wachs.

Man erhält ein weißtes Produkt mit einer Molmasse von 1250, das durch eine Penetrationshärte von 10 × 10^-1 mm und einen Tropfpunkt von 95°C gekennzeichnet ist.

Wie aus den Beispielen 2 bis 6 hervorgeht, beeinflußt eine Änderung der Molmasse des Ausgangspolyäthylens im Bereich von 10 000 bis 200 000 die Eigenschaften des erhaltenen Poly äthylenwachses praktisch nicht, jedoch führt der Einsatz eines Polyäthylens mit einer Molmasse über 200 000 zu einem über höhten hydraulischen Widerstand im Reaktor und zu einem Ab bruch des Verfahrens.

Beispiel 7 (Kontrollbeispiel)

Beispiel 1 wird unter Einsatz einer Polyäthylenschmelze mit einer Molmasse von 20 000 wiederholt. Die spezifische Wärme belastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0,55 kW · h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des hetero genen Abbaus beträgt 0,18 kW · h/kg Wachs.

Man erhält ein weißes graustichiges Produkt mit einer Molmasse von 4500, das durch eine Penetrationshärte von 1 × 10^-1 mm und einen Tropfpunkt von 115°C gekennzeichnet ist.

Somit führt eine Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus von 0,055 kW · h/kg Wachs zu keinem Produkt von hoher Qualität.

Beispiel 8

Beispiel 1 wird unter Einsatz einer Polyäthylenschmelze mit einer Molmasse von 20 000 wiederholt. Die spezifisce Wärme belastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0,075 kW · h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des hetero genen Abbaus 0,18 kW · h/kg Wachs.

Man erhält ein weißes Produkt mit einer Molmasse von 3000, das durch eine Penetrationshärte von 1,5 × 10^-1 mm und einen Tropfpunkt von 113°C gekennzeichnet ist.

Beispiel 9

Beispiel 1 wird unter Einsatz einer Polyäthylenschmelze mit einer Molmasse von 20 000 wiederholt, wobei die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus 0,090 kW · h/kg Wachs und die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus 0,18 kW · h/kg Wachs betragen.

Man erhält ein weißes Produkt mit einer Molmasse von 1500, das durch eine Penetrationshärte von 7 × 10^-1 mm und einen Tropfpunkt von 99°C gekennzeichnet ist.

Beispiel 10

Beispiel 1 wird unter Einsatz einer Polyäthylenschmelze mit einer Molmasse von 20 000 wiederholt. Die spezifische Wärme belastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0,10 kW · h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des hetero genen Abbaus 0,18 kW · h/kg Wachs.

Beispiel 11 (Kontrollbeispiel)

Beispiel 1 wird unter Einsatz einer Polyäthylenschmelze mit einer Molmasse von 20 000 wiederholt. Die spezifische Wärme belastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0,12 kW · h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des hetero genen Abbaus 0,18 kW · h/kg Wachs.

Man erhält ein weißes, graustichiges Produkt mit einer Mol masse von 1250, das durch eine Penetrationshärte von 10 × 10^-1 mm und einen Tropfpunkt von 95°C gekennzeichnet ist. Somit verhindert eine Überschreitung der Wärmebelastung von 0,1 kW · h/kg Wachs in der Zone des homogenen Abbaus die Gewinnung eines Produkts hoher Qualität.

Die Beispiele 7 bis 11 zeigen die Änderung der Eigenschaften von Polyäthylenwachsen in Abhängigkeit von der Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus. Eine Wärmebelastung von und unter 0,055 kW · h/kg Wachs führt zu einer Verschlechterung des Wachsfarbtons und zu einer Steigerung der Wachsviskosität, die wiederum zu einem beträchtlichen Druckgefälle entlang der Rohrlänge führt. Die Steigerung der Wärmebelastung bis auf 0,12 kW · h/kg Wachs und darüber führt infolge einer Verkohlung des Polyäthylens an den Rohrwänden auch zu einer Verschlech terung des Farbtons.

Beispiel 12 (Kontrollbeispiel)

Beispiel 1 wird unter Einsatz einer Polyäthylenschmelze mit einer Molmasse von 20 000 wiederholt. Die spezifische Wärme belastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0,1 kW · h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des hetero genen Abbaus 0,1 kW · h/kg Wachs.

Man erhält ein weißes graustichiges Produkt mit einer Molmasse von 3000, das durch eine Penetrationshärte von 2 × 10^-1 mm und einen Tropfpunkt von 111°C gekennzeichnet ist.

Somit verhindert die Herabsetzung der Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus bis auf und unter 0,1 kW · h/kg Wachs die Herstellung eines Produktes von hoher Qualität.

Beispiel 13

Beispiel 1 wird unter Einsatz einer Polyäthylenschmelze mit einer Molmasse von 20 000 wiederholt. Die spezifische Wärme belastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0,1 kW · h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des hetero genen Abbaus 0,15 kW · h/kg Wachs.

Beispiel 14

Beispiel 1 wird unter Einsatz einer Polyäthylenschmelze mit einer Molmasse von 20 000 wiederholt. Die spezifische Wärme belastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0,1 kW · h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des hetero genen Abbaus 0,20 kW · h/kg Wachs.

Man erhält ein weißes Produkt mit einer Molmasse von 1200, das durch eine Penetrationshärte von 11 × 10^1- mm und einen Tropfpunkt von 94°C gekennzeichnet ist.

Die Beispiele 10 und 12 bis 14 zeigen die Änderung der Eigenschaften in Abhängigkeit von der Wärmbelastung in der Zone des hetero genen Abbaus. Die Herabsetzung der Wärmebelastung bis auf und unter 0,1 kW · h/kg Wachs führt zu einer Verschlechterung des Produktfarbtons (bis grau), zur Verminderung der Penetrations härte (vergl. z. B. das Polyäthylenwachs mit der Molmasse von 3000 aus Beispiel 12 mit einer Penetrationshärte von und über 2 × 10^-1 mm und das Produkt aus Beispiel 8 mit 1,5 × 10^-1 mm) und zur Herabsetzung des Tropfpunktes bis und unter 111°C statt 113°C (vergl. Beispiele 12 und 8).

Beispiel 15

Beispiel 1 wird unter Einsatz einer Polyäthylenschmelze mit einer Molmasse von 20 000 wiederholt, die in dem Metallrohr bis auf 350°C erwärmt wird. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0,1 kW · h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus 0,18 kW · h/kg.

Man erhält ein weißes Produkt mit einer Molmasse von 4500, das durch eine Penetrationshärte von 1 × 10^-1 mm und einen Tropfpunkt von 115°C gekennzeichnet ist.

Beispiel 16

Beispiel 1 wird unter Einsatz einer Polyäthylenschmelze mit einer Molmasse von 20 000 wiederholt, die in dem Metallrohr bis auf 400°C erwärmt wird. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0,1 kW · h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus 0,18 kW · h/kg Wachs.

Man erhält ein weißes Produkt mit einer Molmasse von 2100, das durch eine Penetrationshärte von 2 × 10^-1 mm und einen Tropfpunkt von 110°C gekennzeichnet ist.

Beispiel 17

Beispiel 1 wird unter Einsatz einer Polyäthylenschmelze mit einer Molmasse von 20 000 wiederholt, die in dem Metallrohr bis auf 500°C erwärmt wird. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0,1 kW · h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus 0,18 kW · h/kg Wachs.

Man erhält ein weißes Produkt mit einer Molmasse von 750, das durch eine Penetrationshärte von 20 × 10^-1 mm und einen Tropfpunkt von 90°C gekennzeichnet ist. Die Beispiele 16, 17, 14 und 19 zeigen die Änderung der Eigenschaften in Abhängigkeit von der Abbautemperatur. Bei Temperaturen unter 350°C erhält man Wachse mit einer hohen Schmelzviskosität, was beträchtliche Druckgefälle im Reaktor verursacht; Abbautemperaturen von mehr als 500°C führen zu einer Verschlechterung des Farbtons des Produktes.

Beispiel 18

Beipsiel 10 wird wiederholt, wobei jedoch die gesamte Ver weilzeit der Abbauzone nur 3,5 min beträgt.

Beispiel 19

Beispiel 10 wird wiederholt, wobei jedoch die gesamte Ver weilzeit in der Abbauzone 10 min beträgt.

Man erhält eine weißes Produkt mit einer Molmasse von 600, das durch eine Penetrationshärte von 35 × 10^-1 mm und einen Tropfpunkt von 88°C gekennzeichnet ist.

Die Beispiele 18, 10 und 19 zeigen die Änderung der Wachs eigenschaften in Abhängigkeit von der Dauer des thermischen Abbaus, die ihrerseits auf die entsprechenden Wärmebelastungen abgestimmt ist. Wie aus diesen Beispielen hervorgeht, erhält man niederviskose und folglich energieaufwendigere Polyäthylen wachstypen mit einer Molmasse von 600 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bei einer Verweilzeit von nicht über 10 min.

Beispiel 20

Eine Schmelze aus einem Polyäthylen mit einer Molmasse von 20 000 und einem Polypropylen mit einer Molmasse von 800 000 im Verhältnis 9 : 1 wird mit Hilfe eines Extruders kontinuier lich in ein Metallrohr eingeführt, wo sie bis auf eine Tempera tur von 450°C erwärmt wird. Die spezifische Wärmebelastung in der Zone des homogenen Abbaus beträgt 0,1 kW · h/kg Wachs, die spezifische Wärmebelastung in der Zone des heterogenen Abbaus 0,18 kW · h/kg Wachs. Der Druck am Rohrausgang beträgt 2 bar. Die gesamte Verweilzeit des Reaktionsgemischs im Reaktor beträgt 4 min.

Die Abbauprodukte, die als Gemisch aus Polyolefinwachs und flüchtigen Produkten vorliegen, werden in einem Kühler als auf 250°C gekühlt, das Polyolefinwachs wird von den flüchtigen Produkten abgetrennt und die Wachsschmelze wird ausgetragen, analysiert und der Verwendung zugeführt.

Man erhält ein gelbstichiges Produkt mit einer Molmasse von 2000, das durch eine Penetrationshärte von 5 × 10^-1 mm und einen Tropfpunkt von 120°C gekennzeichnet ist.

Beispiel 21

Beispiel 20 wird unter Einsatz der gleichen Produkte im Ver hältnis Polyäthylen zu Polypropylen von 3 : 1 wiederholt, wobei eine Verweilzeit im Reaktor von 3,5 min eingehalten wird.

Man erhält ein gelbstichiges Produkt mit einer Molmasse von 3000, das durch eine Penetrationshärte von 3 × 10^-1 mm und einen Tropfpunkt von 140°C gekennzeichnet ist.

Beispiel 22 (Kontrollbeispiel)

Beispiel 20 wird unter Einsatz der gleichen Produkte bei einen Verhältnis von Polyäthylen zu Polypropylen von 1 : 1 wiederholt, wobei das Reaktionsgemisch auf eine Temperatur von 430 bis 450°C erwärmt wird.

Man erhält ein Produkt mit gelblichem Farbton, das durch breit streuende chemisch-physikalische Eigenschaften ge kennzeichnet ist, was auf das Vorhandensein von Resten von Ziegler-Katalysatoren im Polypropylen zurückzuführen ist, die den radikalischen Abbauprozeß beeinflussen.

Somit erhält man bei einem Mengenverhältnis von Polyäthylen zu Polypropylen von weniger als 3 : 1 kein Produkt hoher Qualität.

Beispiel 23

Beispiel 20 wird unter Einsatz einer Schmelze aus Poly propylen mit einer Molmasse von 20 000 und Polypropylen mit einer Molmasse von 1 500 000 im Verhältnis von 3 : 1 wiederholt, wobei die gesamte Verweilzeit des Gemischs im Reaktor 3,5 min beträgt.

Man erhält ein Produkt von geblichem Farbton mit einer Mol masse von 3000, das durch eine Penetrationshärte von 3 × 10^-1 mm und einen Tropfpunkt von 140°C gekennzeichnet ist.

Claims

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Polyolefin wachs mit einer Molmasse im Bereich von 600 bis 4500 mittels Durchpressens einer Schmelze von Hochdruck-Polyäthylen mit einer Molmase im Bereich von 10 000 bis 200 000 oder seines Gemischs mit Polypropylen im Verhältnis von mindestens 3 : 1 durch einen beheizten Reaktor unter Abbau der eingepreßten Polymeren in einer homogenen und einer heterogenen Abbauzone des Reaktionsmediums bei Temperaturen im Bereich von 350 bis 500°C und bei Drücken am Ausgang des Reaktors im Bereich von 2 bis 6,1 bar und anschließender Abtrennung des gebildeten Wachses von den flüchtigen Abbauprodukten, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor so beheizt wird, daß in der Zone des homo genen Zustands des Reaktionsmediums eine Wärmebelastung von über 0,055 bis 0,1 kW · h/kg Wachs eingehalten wird und daß in der Zone des heterogenen Zustands des Reaktionsmediums eine Wärmebelastung von über 0,1 bis 0,2 kW · h/kg Wachs ein gehalten wird, wobei die Verweilzeit im Reaktor im Bereich von 3,5 bis 10 min liegt.