DE3118499C2 - Verfahren zur Herstellung vergrößerter Pulverteilchen aus Polyolefin - Google Patents

Abstract

Vergrößerte Pulverteilchen aus kristallinem Polyolefin und ein Verfahren zu ihrer Herstellung werden offenbart. Diese vergrößerten Pulverteilchen werden durch Verschweißen kristalliner Polyolefinpulverteilchen miteinander bei einer gegenseitigen Verschweißungstemperatur erhalten, wobei die Teilchen in relative Bewegung zueinander mit hinreichender Geschwindigkeit versetzt werden, so daß eine Konglomeration verhindert wird. Die zu vergrößernden kristallinen Polyolefinpulverteilchen besitzen eine durchschnittliche Teilchengröße von weniger als 0,55 mm (30 mesh Tyler) und ein durchschnittliches Viskositäts-Molekulargewicht von mindestens 50000 und werden durch ein- oder mehrstufige Suspensionspolymerisation oder Gasphasenpolymerisation hergestellt.

Description

(i) 40 bis 90 Gewichts-°/o eines Bestandteils mit hohem Molekulargewicht, dessen einzelne Teilchen beim Schmelzen r.och keine Verformung infolge viskosen Fließcns verursachen, auch wenn sie, ohne Last, auf .ine Temperatur mindestens ihres Schmelzpunktes jedoch niedriger als 20⁵C oberhalb ihres Schmelzpunktes erhitzt werden, und

(ii) 10 bis 60 Gewichts-% eines Bestandteils mil niedrigem Molekulargewicht, dessen einzelne Teilchen beim Schmelzen unter den vorgenannten Bedingungen eine Verformung infolge viskosen Fliesens verursachen, und daß beide Ücstandteile in einem solchen Zustand vorliegen, daß jedes Teilchen einzeln vorliegt oder mehrere Teilchen aneinander haften und insgesamt das durchschnittliche Viskositäts-Molekulargewicht mindestens 50 000 beträgt.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das durchschnittliche Viskositäts-Molekulargewichi des Bestandteils mit hohem Molekulargewicht im Bereich zwischen 200 000 und 1 000 000 liegt und dasjenige des Bestandteils mit niedrigem Molekulargewicht zwischen 5000 und 50 000.

5. Durch Erhitzen und relative Bewegung zueinander hergestellte vergrößerte Pulverteilchen aus Polyolefinpulverteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als 0.55 mm (30 mesh), dadurch gekennzeichnet, daß die kristallinen Polyolefinpulverteilchen ein durchschnittliches Viskosilätsmolekulargewicht von mindestens 50 000 besitzen, durch ein- oder mehrstufige Suspensionspolymerisation der Gasphasenpolymerisation hergestellt werden, daß die Teilchengröße der genannten vergrößerten Pulverteilchen größer als 0,70 mm Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergrößerung feiner Pulverteilchen aus kristallinem Polyolefin mit verhältnismäßig niedrigem Energieaufwand. Kristallines Polyolefin wird im aligemeinen in Form von Pellets verwendet, die sich einfach handhaben lassen, wenn das kristalline Polyolefin bei den üblichen Preßverfahren wie den verschiedenen Arten von Strangpressen. Spritzguß und dergleichen zur Verwendung gelangt. Diese Pellets werden hergestellt, indem Harze durch Löcher in der Preßform verschiedener Typen von Strangpressen gepreßt und anschließend mit Hilfe eines Strangschnitt- oder Unterwasserschnittverfahrens pelletisiert werden. Wenn jedoch das Polyolefin in Form feiner Pulverteilchen vorliegt, wie sie bei der Suspensionspolymerisation oder Gasphasenpolymerisation anfallen, macht der für den Pelletisierungsschritt erforderliche Energieaufwand einen größeren Teil der Energiekosten der Herstellung von Polyolefin in Pelletform aus. Besonders wenn Harze von hohem Molekulargewicht durch Schmelzspinnen pelletisiert werden, IEt der Energieaufwand bemerkenswert hoch. Demgemäß besteht wegen des kür/lichen raschen Anstiegs der Energiepreise in der Fachwelt ein dringendes Bedürfnis nach einem energiesparenden Pelletisierungsschritt.

Zu den bekannten Verfahren zur Pelletisierung von

Pulverieilchcn aus thermoplastischen Harzen, die ohne Verwendung eines Extruders auskommen, zählt bei-

J5 spielswcise ein Pulververdichtungsverfahren, bei dem Pulverteilchen unter Verdichtung pelletisiert werden.

Da jedoch die Teilchenfestigkeit der auf diese Weise erhaltenen Pellets nicht ausreichend ist. bildet die hohe Wahrscheinlichkeit, daß die Pellets während des Transports /erbrechen oder zerstoßen werden, ein Problem.

Dies Problem kann zwar dadurch behoben werden, daß ein Bindemittel zur Verbesserung der Teilchenfestigkeit zugesetzt wird. Jedoch werden die angestrebten F.igenschaftcn des Harzes durch den Zusatz eines Bindemit-(eis nachteilig verändert.

in der FR-PS 14 26 438 wird ein Verfahren zur Herstellung vergrößerter Pulverteilchen aus Polyolefin mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als 0.55 mm (30 mesh) beschrieben, bei dem die Vergröße- V) rung durch Erhitzen und relative Bewegung zueinander stattfindet. Dabei wird ein Polyolefin mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 100 bis 150 μΐη auf eine Teilchengröße von maximal 500 μπι (0.5 mm) vergrößert. Weiterhin wird nur bis zur Verklebungstemperatür. jedoch stets unterhalb der Schmelztemperatur erhitzt. Schließlich wird nur ein nach dem Niederdruckverfahren hergestelltes Polyethylen eingesetzt, welches offensichtlich nicht die Bedingung eines durchschnittlichen Viskositätsmoiekulargcuiehts von mindestens W) 50 000 aufwies. Polyolefine mit einem durchschnittlichen Viskositälsmolckulargeu.icht \< >n mindestens 50 000. vorzugsweise sogar I '">() (IW)- I 000 000. sind ltM in den letzten Jahren durch Verbesserung der Katalysatoren und Verbesserung der ein· oder mehrstufigen Sushi pcnsionspolymcrisation oder Gasphasenpolymcnsation bekanntgeworden. Diese Polyolefine verhallen sich offensichtlich anders als herkömmliche Polyolefine, die keinesfalls bis zum Schmelzpunkt erhitzt werden diir-

en. Die US-PS 35 27 845 beschreibt ein Verfahren zur Verminderung des Feinkornanteüs bei hochmolekularen Polyolefinen mit 3—8 Kohlenstoffatomen im Monomeren. Diese Polyolefine sollen gemäß dieser Entgegenhaltung mit 2—30Gew.-% eines kristallinen Polyethylens oder Ethylenpropylencopolymeren vermischt werden, wodurch sich der Feinkornanteil vermindert. Auch hierbei entstehen nur geringe Mengen von Pulvern mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von mehr als 0,42 mm.

Ferner haben die Anmelder in JP-OS 48-11 336/73 ein Herstellungsverfahren für einheitlich verteilte Pulverteilchen vot gestellt, bei dem ein Gemisch aus durch Suspensionspolymerisation hergestellten Pulverteilchen aus thermoplastischen Harzen mit anorganischen Füllstoffen bei einer Temperatur in Höhe von mindestens der Kristallisationstemperatur, jedoch, niedriger als eine Temperatur der gegenseitigen Verschweißung, wie sie nachstehend definiert wird, verrührt wird. Bei diesem vorgeschlagenen Verfahren werden jedoch die Pulverteilchen nicht vergrößert, was darauf zurückzuführen ist, daß die Puiverteilchen miteinander bei einer Terr.pe ratur unterhalb der gegenseitigen Verschweißung:temperatur vermischt werden. Außerdem wurde bisher angenommen, daß die Puiverteilchen sich rasch zu massivem klumpigen Material oder Konglomeraten zusammenballen, wenn sie bei einer Temperatur oberhalb der gegenseitigen Verschweißungstemperatur verrührt werden.

Es wurde nunmehr gefunden, daß das kristalline Polyolefin mit hohem Molekulargewicht, wenn es geschmolzen wird, eine hohe Elastizität besitzt und keineswegs rasch das viskose Fließen ohne Last bewirkt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung vergrößerter Pulverteilchen aus Polyolefin, die durch Suspensionspolymerisation oder Gasphasenpolymerisation erhalten wurden, bei dem nur wenig Energie verbraucht und ein Extruder nicht verwendet wird.

Andere Gegenstände und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der nachstehenden Beschreibung verdeutlicht.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung vergrößerter Pulverteilchen aus Polyolefin mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als 0,55 mm (30 mesh) durch Erhitzen und relative Bewegung zueinander, dadurch gekennzeichnet, daß man kristalline Polyolefinpulverteilchen mit einem durchschnittlichen Viskositäts-Molekulargcwicht von mindestens 50 000, die durch ein- oder mehrstufige Suspensionspolymerisation oder Gasphasenpolymerisation hergestellt wurden, durch Hochgeschwindigkeits-Fluidvermischung bewept. auf Schmelztemperatur oder bis zu 20^C mehr erhitzt, ohne daß eine Konglomeratbildung aus Puiverteilchen in Folge völliger Vermischung geschmolzener Puiverteilchen eintritt, anschlie-Uend unter Bewegung abkühlt und die so erhaltenen miteinander verschweißten, vergrößerten, porösen und kristallinen Polyolefinteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von mehr als 0,70 mn (25 mesh) gewiinschtcnfalls mechanisch mahlt oder /.erkleinert.

Die vorliegende Erfindung wird in der folgenden Beschreibung näher erläutert, wobei auf die Figuren Bezug genommen wird, die verschiedenartige Pulverteilchen darstellen:

Γ i g. 1 is' cine phoiographische Aufnahme unter dem Phasenk'jntrastrnikroskop (Vergrößerung 30fach) von Polyeth>lcnpulvcrtcilchcr! hoher Dichte mit einem ■ tnrrhv hnitilichcn Viskosiiäts-Molekuliirnewicht vun 280 000. die im nachfolgend beschriebenen Beispiel 1 bei Raumtemperatur eingesetzt wurden.

F i g. 2 ist eine photographische Aufnahme unier dem Phasenkontrastmikroskop (Vergrößerung 30fach) der in F i g. I abgebildeten Polyethyienpulverteüchen, nachdem diese 15 Minuten lang bei einer Temperatur von 150⁰C stehen gelassen worden waren.

F i g. 3 ist eine photographische Aufnahme unter dem Phasenkontrastmikroskop (Vergrößerung 30fach) der ίο Polyethyienpulverteüchen hoher Dichte mit einem durchschnittlichen Viskositäts-Molekulargewicht von 30 000, die im nachfolgend beschriebenen Vergleichsbeispiel 1 eingesetzt wurden.

F i g. 4 ist eine photographische Aufnahme unter dem Phasenkontrastmikroskop (Vergrößerung 30fach) der in F i g. 3 abgebildeten Polyethyienpulverteüchen, nachdem diese 30 Sekunden lang bei einer Temperatur von 150° stehen gelassen worden waren.

F i g. 5 ist eine photographische Aufnahme unter dem Abtast-Elektronenmikroskop (Vergrößerung 30fäbh) der vergrößerten Pulverteilchen, die im nachfolgend beschriebener! Beispiel 1 erhalten wiirrien.

F i g. 6 ist eine photographische Aufnahme cinter dem Abtast-Elektronenmikroskop (Vergrößerung 30fach) der vergrößerten Pulverteilchen, die im nachfolgend beschriebenen Beispiel 2 erhalten wurden.

F i g. 7 ist eine photographische Aufnahme unter dem Abtast-Elektronenmikroskop (Vergrößerung 30fach) des Querschnitts der in F i g. 6 abgebildeten vergrößer· ten Pulverteilchen.

Zu den in der vorliegenden Erfindung eingesetzten kristallinen Polyolefinen zählen beispielsweise Polyethylen hoher Dichte, Polyethylen mittlerer Dichte, Polyethylen niedriger Dichte, kristallines Polypropylen, Polybutylen, Poly(4-methyl-penten-l) und dergleichen und auch kristallines Ethylen-Propylen-Copolymerisat, Ethylen-.-Y-olefin-Copolymerisat, Propylen-a-olefin-Copolymerisat, Ethylen-butadien-Copolymerisat und dergleichen. Diese kristallinen Polyolefine können in PuI-verform unter Verwendung eines anionischen Koordinationspolymerisations-Katalysators. wie z. B. eines Ziegler Katalysators, nach einem Suspensionspolymerisationsverfahren oder einem Gasphasenpolymerisationsverfahren hergestellt werden. Diese kristallinen Polyolefine können für sich allein oder in beliebiger Mischung in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.

Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten kristallinen Polyolefine liegen in Form feiner Pulveneilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als 0,55 mm (30 mesh) vor. Die hierin verwendete Bezeichnung »mesn·.< bedeutet die Angabe der Maschenweite nach Tyler. Da diese Pulverteilchen im allgemeinen -in niedriges Schüttgewicht besitzen, sind sie mit dem Nachteil hoher Transportkosten behaftet; daneben verschlechtern u:h die Arbeitsbedingungen beim Verformungsverfahren wegen des Flugstaubs, und auch eine Minderung der Produktivität wird dadurch bedingt, daß die Beschickung eines Extruders mit den Pulverteilchen schlecht und uneinheitlich erfolgt. Aus diesem Grunde können diese Pulverteilchen beim Verformungsvorgang nicht in gleicher Weise eingesetzt werden wie etwa Pellets.

Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Pob) lyolefinpulverteilchen sind solche mit einem durchschnittlichen Viskositäts-Molekulargewicht von 50 000 oder höher, besonders bevorzugt von 150 000 oder höher. Falls das durchschnittliche Viskositäts-Molekukr-

gewicht des kristallinen Polyolefins kleiner als 50 000 ist, verursachen die Pulverteilchen rasch ein viskoses Fließen, das zur Bildung von massivem klumpigen Material oder Konglomeraten in Form einer klebrigen Reis-Gallertmasse führt. Dementsprechend ist ein so hohes durchschnittliches Viskositäts-Molekulargewicht des kristallinen Polyolefins wie möglich erwünscht, und auch Polycthylenpulverteilchen mit ultrahohem Molekulargewicht, sogar solche mit einem durchschnittlichen Viskositäts-Molekulargewicht von I 000 000 oder mehr, können vergrößert werden. Dabei ist jedoch zu beachten, daß mit steigendem durchschnittlichen Viskositäts-Molekulargewicht der Pulvcrteilchcn zu deren Vergrößerung eine höhere Temperatur und eine längere Zeit erforderlich werden und daß die Pulverteilchen auch einer hinreichenden Geschwindigkeit oder einem hinreichenden Druck ausgesetzt werden, damit vergrößerte Pulverteilchen mit einem hohen .Schüttgewicht entstehen.

Relativ leicht zu vergrößern sind diejenigen Puiverteilchen aus durch Suspensionspolymerisation oder Gasphasenpolymerisation hergestelltem kristallinen Polyolefin, die aus

(i) 40 bis 100 Gewichts-% eines Bestandteils mit hohem Molekulargewicht, dessen einzelne Teilchen beim Schmelzen noch keine Verformung infolge viskosen Fließens verursachen, auch dann, wenn sie, ohne Last, auf eine Temperatur mindestens ihres Schmelzpunktes jedoch niedriger als 20⁰C oberhalb ihres Schmelzpunktes erhitzt werden, und

(ii) 0 bis 60 Gewichts-% eines Bestandteils mit niedrigem Molekulargewicht, dessen einzelne Teilchen beim Schmelzen unter den vorgenannten Bedingungen eine Verformung infolge viskosen Fließens verursachen, zusammengesetzt sind.

Weiterhin können in der vorliegenden Erfindung die Pulverteilchen aus kristallinem Polyolefin verwendet werden, die aus 30 bis 100 Gewichts-% kristalliner Polyolefinpulverteilchcn mit hohem Molekulargewicht, die ein durchschnittliches Viskositäts-Molekulargcwicht von 150 000 oder mehr besitzen, und 0 bis 70 Gewichts-% kristalliner Polyolefinpulverteilchen mit niedrigem Molekulargewicht, die ein durchschnittliches Viskositäts-Molekulargewicht von 1000 bis !00 000 besitzen, zusammengesetzt sind. Insbesondere können diejenigen Pulverteilchen aus kristallinem Polyolefin, die aus 40 bis 90 Gewichts-% kristalliner Polyolefinpulverteilchen mit hohem Molekulargewicht, die ein durchschnittliches Viskositäts-Molekulargewicht von 200 000 bis 1 000 000 besitzen, und 10 bis 60 Gewichts-% kristalliner Pclyolefinpulverteilchen mil niedrigem Molekulargewicht, die ein durchschnittliches Viskositäts-Molekulargewicht von 5000 bis 50 000 besitzen, zusammengesetzt sind, vorteilhaft in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Die Puiverteiichen mit den verschiedenen anteiligen durchschnittlichen Viskositäts-Molekulargewichten können in einem solchen Zustand vorliegen, daß jedes Teilchen einzeln vorliegt, oder aber daß viele Teilchen aneinander haften, im letzteren Fall können die beiden Teilchen mit den verschiedenen anteiligen durchschnittlichen Viskositäts-Molekulargewichten aneinander in einem solchen Zustand haften, daß beide Teilchen jeweils an der Oberfläche der anhaftenden Teilchen erscheinen, oder eines der Teilchen mil abweichendem anteiligen Molekulargewicht ist von den anderen Teilchen eingehüllt oder umgeben und umgekehrt. Da die vorerwähnten Puiverteiichen mit verschiedenen anteiligen Molekulargewichten solche Pulvcrtcilchen enthalten, die nur unter Schwierigkeiten ohne Last im Temperaturbereich um den Schmelzpunkt eine De-

ΐ formation infolge viskosen Fließens erleiden, und claneben andere Pulverveilchen. bei denen eine Deformation infolge viskosen Fließens rasch stattfindet, können diese Puiverteiichen leicht vergrößert werden und dabei auch leicht vergrößerte Puiverteiichen mit einer hohen Schüttdichte erhalten werden. In dem lall, in dem der Anteil der Pulverleilchcn mil hohem Molekulargewicht an der Gesamtmenge der Piilvcrieilchen geringer ist als der untere Grenzwert des obengenannten Bereichs, besteht die Gefahr, daß die Puiverteiichen sich zu massi-

r> vein klumpigen Material zusammenballen und sich nur schwierig granulieren lassen, auch wenn tue zu vergrößernden Puiverteiichen der geeigneten Temperatur und Geschwindigkeit der Relativbewegung zueinander unterworfen werden.

Die genannten PulveriCilchcPi könne" durch Polymerisation, entweder durch ein einstufiges kontinuierliches Polymerisationsverfahren oder durch ein zwei oder mehr Stufen umfassendes (mehrstufiges) kontinuierliches Polymerisationsverfahren, hergestellt werden oder aber durch Vermischen von zwei oder mehr Sorten von Polymerpulverteilchen nach der Polymerisation.

Die Puiverteiichen aus kristallinem Polyolefin gemäß der vorliegenden Erfindung können weiter ein Polyolefinwacjis vom gleichen oder verschiedenen Typ enthalten. sofern die Eigenschaften der resultierenden Pulverleilchcn der beabsichtigten Verwendung nicht entgegenstehen. Das Polyolefinwachs kann in Form einzelner Teilchen anwesend sein oder aber in einem Zustand, bei dem das Wachs an der Oberfläche oder im Inneren der

)5 kristallinen Polyolefinpulverteilchen haftet. Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Polyolefinwachse besitzen ein durchschnittliches Viskositäts-Molekulargewichi von 50C* bis 5QQQ. Die F.inarbeitung von 0.1 bis 10 Gewichts-% Polyolefinwachs in die Puiverteiichen

■to erleichtert die Vergrößerung der Puiverteiichen und die Bildung solcher vergrößerter Puiverteiichen, die eine glatte Oberfläche aufweisen. Vor allen» wenn die zu vergrößernden Puiverteiichen ein durchschnittliches Viskositäts-Molekiiilargewicht von 150 000 oder mehr besitzen, ist der Zusatz von Polyolefinwachs wirksam.

Da die vorgenannten Polymcrpulverteilchen im allgemeinen eine hohe Schmelzviskosität besitzen, ist ein hoher Leistungsaufwand erforderlich, wenn diese Pulverleilchcn durch Schmelzspinnen mittels eines Extruders pclletisiert oder granuliert werden sollen. Demgegenüber können gemäß der vorliegenden Erfindung die vergrößerten Puiverteiichen unter niedrigem Energieverbrauch dadurch erhalten werden, daß die kristallinen Polyolefinpulverteilchen unter Temperaturbedingungen, bei denen die gegenseitige Verschweißung der Teilchen stattfinden kann, miteinander verschweißt und dazu in relative Bewegung zueinander mit hinreichender Geschwindigkeit versetzt werden, so daß eine Konglomeratbildung aus Puiverteiichen infolge völliger Vermischung geschmolzener Puiverteiichen verhindert wird, und anschließend die dabei erhaltenen Puiverteiichen abgekühlt werden.

Als Apparatur für die Vergrößerung der Puiverteiichen gemäß der vorliegenden Erfindung kommt jede

hi Apparatur in Betracht, die zum Beheizen und Aufrechterhalten der Temperatur der Pulverteilchen sowie zur Fluidisierung der Pulverteilchen unter hoher Geschwindigkeit geeignet ist. Zum Beispiel kann bei der prakti-

scheu Anwendung der vorliegenden Erfindung vorteilhaft ein I loehgeschwindigkeits-Fluidmischer, der mit einem Hcizmantel und einem Hoehgeschwindigkeits-Drehflügelrührer ausgerüstet ist, verwendet werden. Sowohl Anlagen für kontinuierliche als auch für chargenweise Beschickung können für die vorliegende !Erfindung eingesetzt werden. Der durch die Pulverteilchen eingenommene Volumenanteil am Gesamtvolumen der leeren Apparatur kann passend ausgewählt werden. Diese Auswahl kann von Fachleuten leicht getroffen werden, wenn folgende Überlegungen angestellt werden: Ist der Volumenanteil der Pulverteilenen /ti klein, wird die Produktivität der Anlage gemindert. Ist jedoch der Vohimenanteil der Pulverteilchen zu groß, so besieht die Gefahr der Konglomeralbildung aus den Pulverteilchen.

Die gemäß der vorliegenden Erfindung zu vergrößernden Pulverteilchen sollten auf eine für die gegenseitige Verschweißung geeignete Temperatur erhitzt werden. Der Begriff »gegenseitige Verschweißungstemperatur« bezeichnet einen Temperaturbereich, der mindestens bei der Temperatur des Schmelzbeginns des kristallinen Polyolefins liegt und innerhalb dessen die Pulverteilchen gegenseitig miteinander verschmolzen werden können. Im Hinblick auf

(i) die Einsparung verbrauchter Wärmeenergie, (ii) die Verhinderung einer Wertminderung der Pulverteilchen durch Wärmeeinwirkung und (iii) die Verhinderung der Bildung zu großer Teilchen ist di Anwendung einer extrem hohen Temperatur unnötig.

Im allgemeinen reicht der für die Ausführung der vorliegenden Erfindung vorteilhafte Temperaturbereich von derjenigen Temperatur, bei der die Oberfläche der PuI-verieilchen geschmolzen wird, bis zu einer um 2O'^JC über dem Schmelzpunkt der Pulvcrteilchen liegenden Temperatur. Diese Temperatur kann eingestellt werden durch Vorheizen der Pulverteilchen, Erhitzen der Pulverteilchen während der Hochgeschwindigkcits-f-'luidisierung mit Hilfe eines Heizmantels oder durch die Wärmeerzeugung infolge des Zusammenprallens oder der Reibung der Teilchen untereinander während der Hochgeschwindigkeits-Fluidisierung sowie durch beliebige Kombination daraus.

Zur Vermeidung der Konglomeratbildung infolge vollständigen Schmelzens der Pulverteilchen sollten diese unter den Bedingungen der gegenseitigen Verschweißungstemperaiur in eine mit hinreichender Geschwindigkeit erfolgende relative Bewegung zueinander versetzt werden. Wenn die Geschwindigkeit der Teilchenbewegung zu niedrig ist, bilden die Pulverteilchen ein massives klumpiges Material und schließlich aus diesem Konglomerate, und außerdem wird eine breite Verteilung der Teilchengrößen der resultierenden Teilchen erzeugt. Vorteilhaft ist eine Teilchengeschwindigkeit, die so hoch wie möglich ist. Besonders wenn Polyolefinpulverteilchen mit einem durchschnittlichen Viskositäts-Molekulargewicht von 200 000 oder weniger, die eine niedrige Schmelzviskosität haben, vergrößert werden sollen, ist eine Hochgeschwindigkeks-Fluidvermischung wie in einem Henschel-Mischer wünschenswert. Obwohl eine Hochgeschwindigkeits-Fluidvermischung auch dann angezeigt ist, wenn Polyolefinpulverteilchen mit einer hohen Schmelzviskosität vergrößert werden sollen, können in diesen Fällen Fluidvermischungen mit mittlerer oder niedriger Geschwindigkeit wie in einem Bandmischer oder einem Kegelmiseher durchgeführt wei lien.

Die erhitzten, durch gegenseitiges Verschweißen der Pulverteilchen aus kristallinem Polyolefin vergrößerten

^r> Pulvcrteilchen werden anschließend abgekühlt. Die Pulverteilchen werden zweckniätiigerweise in der Weise abgekühlt, daß sie weiter in gegenseitiger Bewegung zueinander gehalten werden, und zwar mit einer hinreichenden Geschwindigkeit, so daß eine weitere Vergrö-

U) Beriing der erhitzten Pulverteilchen verhindert wird. Während des Kühlens oder danach können die vergrößerten Pulvcrteilchen mechanisch unter Verwendung eines Mahlwciks oder eines Brechers gemahlen oder gebrochen werden. Auf diese Weise können vergrößer-

r. te Pulverteilchen mit zu großer Teilchengröße zerkleinert und die Teilchengröße der vergrößerten Pulverteilchen wunschgemäß angepaßt werden. Insbesondere, wenn massive große Teilchen oder Agglomerate mil einer Größe von 5 mm oder mehr unter den Bcdingun-

:o gen der gegenseitigen Verschweißungstempcratur erhalten werden, können diese großen Teilchen oder Agglomerate leicht zu Piilverteilchen von der gewünschten passenden Größe zerkleinert werden, so lange diese Teilchen grobkörnig verschweißt sind und in porösen oder gesinterten Zustand vorliegen. Das Kühlen kann wirksam durch Luftkühlung erfolgen. Wasserkühlung und die nachfolgenden Verfahrensschritte des Schneidens und Trocknens, die gewöhnlich bei der Granulierung oder Pelletisierung unier Verwendung eines Extru-

jo ders durchgeführt werden, sind gemäß der vorliegenden Erfindung entbehrlich.

Die durchschnittliche Teilchengröße (mittlerer Durchmesser) der wie vorstehend erhaltenen vergrößerten Pulvcrteilchen ist höher als 0,70 mm

J5 (25 mesh). Überdies können auch vergrößerte Pulverteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,70 bis 3,00 mm (25 bis 7 mesh und einer Teilchengröüenverteiiung derart, daß '-ίΟ Gewichis-% oder mehr der Gesamtmenge der Pulverteilchen im Bereich von 0,55 bis 4.5 mm (30 bis 4 mesh) liegen, hergestellt werden.

Des weiteren können gemäß der vorliegenden Erfindung durch Vergrößerung feiner Pulverteilchen auch Pulverteilchen aus kristallinem Polyolefin mit einer durchschnittlichen Teilchengröße unterhalb von 0,70 mm (25 mesh) erfolgreich hergestellt werden. Beispielsweise ist der Einsatz von möglichst großen Pulverteilchen (jedoch nicht größer als 0,70 mm (25 mesh)) dort erwünscht, wo die Pulverteilchen bei den verschiedenen Arten des Pulverpressens wie Formpressen, Sinlerpressen und Rotationspressen oder beim Pulverbeschichten verwendet werden. Beispielsweise ist in der Fachwelt wohlbekannt, daß bei Verwendung von Pulverteilchen mit einer durchschnittlicnen Teilchengröße unterhalb von 0,10 mm (100 mesh) die Bearbeitbarkeit und die Oberflächenbeschaffenheit der Formteile nachlassen. Diese Probleme können dadurch gelöst werden, daß Pulverteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 0,70 bis 0,13 mm (25 bis 75 mesh) verwendet wer-

bo den, die gemäß der vorliegenden Erfindung vergrößert wurden. Da andererseits die Filtereigenschaften und die Gas-Permeabilität poröser, durch Sinterpressen geformter Gegenstände weitgehend von der Teilchengröße der verwendeten Pulverteilchen abhängen, kann ein

b5 weiter Bereich der Eigenschaften und Leistungsdaten der gewünschten Formteile durch gezielte Beeinflussung der durchschnittlichen Teilchengröße der Pulverteilchen gemäß der vorliegenden Erfindung erfaßt wer-

ι» 4yy

Die vergrößerten Pulverteilchen gemäß der vorliegenden Erfindung können mit Hilfe eines geeigneten Klassiergeräts sortiert und dadurch die Teilchengröße der vergrößerten Pulverteilchen wunschgemäß einge- ■> stellt werden. Die grobkörnigen Pulverteilchen mit einer Teilchengröße oberhalb der mit Hilfe des Klassiergeräts festgelegten Größe können durch mechanisches Vermählen od '.r Brechen aufbereitet werden, während die feinen Pulverteilchen mit einer Teilchengröße unterhalb der gewünschten, mit Hilfe des Klassiergeräts festgelegten Größe bei dem Vergi'ößerungsschritt gemäß der vorliegenden Erfindung wieder verwendet werden können.

Wenn insbesondere 1 bis 100 Gewichtsteile, Vorzugs- \', weise 1 bis 50 Gewichtsteile der feinen Pulverteilchen. wie sie als Abfall des Klassiergeräts oder beim Vermählen oder Brechen mit einem Mahlwerk oder Brecher anfallen, zu 100 Gewichtsteilen der Pulvertcilchcn aus kristallinem Polyolefin, die durch Suspensionspolymerisation oder Gasphasenpolymerisation hergestellt wurden, hinzugefügt v/erden, geht die Vergrößerung der Pulverteilchen leichter vonstatten, und die Schüttdichte der vergrößerten Pulverteilchen wird in erwünschter Weise verbessert. Falls jedoch die zugesetzte Menge 2-; der vorerwähnten feinen Pulverteilchen über den genannten Bereich hinaus erhöht wird, so wird die Gesamtproduktivität nachteilig vermindert. Es wird angenommen, daß die vorgenannten, durch den Zusatz der ausgesichteten oder zerkleinerten Pulverteilchen be- id wirkten Effekte auf die Tatsache zurückzuführen sind, daß die vergrößerten Puiverteilchen und die mechanisch zerkleinerten Pulverteilchen eine große Oberfläche besitzen und haarkristallartige (whisker type) Teilchen oder Teilchen mit hervorspringenden Teilen ent- π halten, wodurch ein rascher Wärmeübergang stattfinden kann und infolgedessen das Verschweißen der Pulverteilchen schnell und wirksam zustandekommt.

Die speziellen Verkörperungen der vorliegenden Erfindung werden des weiteren durch die Mikrophotographien klar verdeutlicht. Die vergleichende Betrachtung der F i g. 1 bis 4 läßt deutlich erkennen, daß die Pulverteilchen aus kristallinem Polyolefin mit hohem Molekulargewicht nur schwer ein viskoses Fließen bei einer Temperatur verursachen können, die nicht niedriger als 4S der Schmelzpunkt ist.

Fig. 1 ist eine phoiographischc Aufnahme unter dem Phasenkontrastmikroskop (Vergrößerung 30fach) von Polyethylenpulverteilchen hoher Dichte mit einem durchschnittlichen Viskositäts-Molekulargewicht von 280 000, die im nachfolgend beschriebenen Beispiel I bei Raumtemperatur eingesetzt wurden, und Fig. 2 ist eine photographischc Aufnahme unter dem Phasenkontrastmikroskop (Vergrößerung30fach)der in Fig. 1 abgebildeten Polyethylenpulverteilchen, nachdem diese 15 Minuten bei einer Temperatur von 150⁰C stehen gelassen worden waren. Obwohl ein Teil der Pulverteilchen in F i g. 2 infolge ihres Schmeizens durchsichtig zu sein scheint, sind die ursprünglichen Umrißformen der Pulverteilchen bei Raumtemperatur im wesentlichen bo Maße noch erhalten. Im Gegensatz hierzu ist Fig. eine photographische Aufnahme unter dem Phasenkontrastmikroskop (Vergrößerung 30fach) der Polyethylenpulverteilchen hoher Dichte mit einem durchschnittlichen Viskositäts-Molekulargewicht von 30 000, die im t>-> nachfolgend beschriebenen Vergleichsbeispiel 1 eingesetzt wurden, und Fig.4 ist eine photograrihische Aufnahme unter dem Phasenkontrastmikroskop (Vergrößerung 30fach) der in F i g. J abgebildeten Polyethylenpulverteilchen, nachdem diese 30 Sekunden bei IWC stehen gelassen vorden waren. Wie F i g. 4 kliit zeigt. haben die Pulverteilchen ihre Form in kugelige Gebilde verändert und bewirken infolge ihres Schmel/.cns FImdisierung.

F i g. 5 ist eine photographische Aufnahme unter dem Abtast-F.lcklronenmikroskop (Vergrößerung jOfach) der vergrößerten Pulvcrieiichen.die im nachfolgend beschriebenen Beispiel 1 erhalten wurden, und zeigt deutlich den Zustand, daß die einzelnen feinen Pulverteilchen unter Bildung vergrößerter Pulverteilchen miteinander zusammengesintert sind. F i g. 6 zeigt die im nachstehend beschriebenen Beispiel 2 erhaltenen vergrößerten Pulverteilchen. Hier ist der Sinicrzustand der feinen Pulverteilchen ein grobkörniger, und in den inneren Teilen der vergrößerten Pulverteilchen sind viele Poren vorhanden, wie aus Fig. 6 zu ersehen ist. F i g. 7 /cig; den Querschnitt der vergrößerten PuUerteilchen aus Fig. 6. F i g. 7 läßt deutlich erkennen, daß im Inneren der vergrößerten Pulverteilchen von F i g. 7 komplizierte und unregelmäßige offene Poren enthalten sind.

Bei der praktischen Durchführung der Vergrößerung der Pulverteilchen gemäß der vorliegenden Erfindung ist empfehlenswert, daß der Arbeitsgang der Vergrößerung unter, beispielsweise, einer Stickstoffatmosphäre durchgefühlt wird, um eine Schädigung des Polyolefins durch Wärmeeinwirkung zu vermeiden. Weiterhin können verschiedenartige gebräuchliche Zusätze wie Antioxidantien, Ultra violett-Absorptionsmittel, Schmiermittel, antistatische Mittel. Färbemittel. Flammver/ögerungsmiitel und dergleichen während des Vergrößerungsschrittes zugemischt werden, soweit dadurch die gewünschte Vergrößerung nicht beeinträchtigt wird.

Die nach vorstehender Verfahrensweise erhaltenen vergrößerten Pulverteilchen können unmittelbar als geeignete Preßmasse zur Verarbeitung in verschiedenen Formprcßanlagcn zur Herstellung verschiedenartiger Formteile eingesetzt werden, wie das auch bei den üblichen Pellets der Fallist. Darüber hinaus können die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten vergrößerten Pulverteilchen aucn unmittelbar als geeignete Preßmassc zur Verarbeitung mittels verschiedener PulvcrpreUvcrfahren wie Sinterpressen. Formpressen. Rotationspressen und dergleichen eingesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, die gewisse bevorzugte Ausführungsformer, beschreiben.

Die die Pulverteilchen gemäß der vorliegenden Erfindung kennzeichnenden Eigenschaften wurden nach den folgenden Methoden bestimmt:

Schüttdichte: ASTM D 1895. Teilchengrößenverteilung: JIS K 0069. Durchschnittliches Viskositäts-Molekulargewicht (Mw): Mw wurde nach der in Journal of Polymer Science 36.9! (1957) angegebenen Beziehung

// = 6,8 - IO-⁴ Mw"*⁷

bestimmt, wobei die grundmolare Viskositätszah! // der Polymerpulverteilchen in Dekaiin-Lösung bei einer Temperatur von 135"C gemessen wurde.

Beispiel 1

Pulverteilchen aus Polyethylen hoher Dichte, die durch Suspensionspolymerisation hergestellt wurden

und als kennzeichnende Pulvereigcnschaficn eine durchschnittliche Teilchengröße (d. h minieren Durchmesser) von 0.10 mm (100 mesh), eine 1 eilchengrößenverteilung derar., daß mehr als 90 Gewichts-% der Gesamtmenge aller Puivcrteilchen auf den Tcilehoiigroßenbereich von 0,42 bis 0.05 mm (40 bis 280 mesh) ent fielen, eine Schüttdichte von 0.37 kg/dm', eine Dichte von 0.955 kg/dm' und sin durchschnittliches Viskosität*- Molckulargewicht von 280 000 aufwiesen, wurden als Ausgangsmaterial eingesetzt. Die mikroskopische Beobachtung ergab, daß 100 Gewich:s-% dieser Polymerpulverteilchen ihre individuelle Teilchcnforni nicht merklich veränderten, auch dann nicht, wenn die Pulvertcilchen ohne Last auf eine Temperatur 20"C oberhalb ihres Schmelzpunktes erhitzt wurden (vgl. I- i g. 2).

15 kg dieser Pulverteilchen wurden mit Hilfe eines Lufnrockncrs auf 80 C vorgeheizt und dann in einen 150 1-Henschel-Mischer gegeben und unter den folgenden Bedingungen vergrößert. Vcrgrößcrungsbedingun-

Heizmantel
Rührflügel-Drchzahl
Rührflügel-Typ
Rührdauer

120°C. Dampf 1460 min ' P-Typ-Flügel 7 min sionspolymerisation hergestellt wurden und dip gleichen Eigenschaften wie der vorstehende Bestandteil (i) mit der Ausnahme aufwiesen, daß das durchschnittliche Viskosiiais-Molekulargewichl -, 20 000 betrug, wurde als Ausgangsmaterial einge

setzt.

Die mikroskopische Beobachtung ergab, daß etwa die Hälfte dieser Pulverteilchen ihre individuelle Teilchenform nicht merklich veränderte, auch dann nicht, wenn diese Pulverieilchen ohne Last auf eine Temperatur 20"C oberhalb ihres Schmelzpunktes erhitzt wurden.

Diese Pulverteilchen wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 beschrieben vergrößert, mit der Aus-

Γ) nahine, daß die Rührdauer 4 Minuten betrug. Die derart hergestellten vergrößerten Pulverteilchen hatten eine durchschnittliche Teilchengröße von 1,00 mm (16 mesh), eine Teilchengrößenverteilung derart, daß mehr als Gewichts-% der Gesamtmenge aller Pulverteilchen

2", auf den Teüchun'Tößenbereich von 0.70 bis 2.38 mrn '25 bis 8 mesh) entfielen, und eine Schüttdichte von 0,36 kg/ dm¹.

Beispiel 3

25 Ein Gemisch aus

Die erhitzten und unter vorstehenden Bedingungen durch gegenseitiges Verschweißen vergrößerten Pulverteilchen wurden abgezogen, in einen 150 !-Kühlmischer gegeben und mittels Rühren ^.nter folgenden Bedingungen abgekühlt:

Kühlmantel
Rührflügel-Drehzahl
Rührflügel-Typ
Rührdauer

2O⁰C, Wasser 730 min-¹ Kühlflügel 5 min

JO

35

Die Huf diese Weise Hergestellten versteuerten Pulverteilchen hatten eine durchschnittliche Teilchengröße (mittlerer Durchmesser) von 1,19 mm (14 mesh), eine Teilchengrößenverteilung derart, daß mehr als 90 Gewichts-% der Gesamtmenge aller Pulverteilchen auf den Teilchengrößenbereich von 0,70 bis 3,36 mm (25 bis 6 mesh) entfielen, und eine Schüttdichte von 0,42 kg/ dm'.

Die für das Granulieren dieser Pulverieilchen aufgewandte Energie betrug etwa ein Drittel derjenigen, die vergleichsweise bei Verwendung eines Extruders benötigt wurde.

40 (ii)

45 60 Gewichts-% Pulveneilchen aus kristallinem Polypropylen mit hohem Molekulargewicht, die durch Suspensionspolymerisation hergestellt wurden und als kennzeichnende Pulvereigenschaften eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,149 mm (100 mesh), eine Teilchengrößenverteilung derart, daß mehr als 90 Gewichts-% der Gesamtmenge aller Pulverteilchen auf den Teilchengrößenbereich von 0,42 bis 0,05 mm (40 bis 280 mesh) entfielen, eine Schüttdichte von 0,34 kg/dm³, eine Dichte von 0,9! kg/dm^J und ein durchschnittliches Visknsitäts-Molekulargewicht von 700 000 aufwiesen, und 40 Gewichts-% Pulverteii.^-hen aus kristalliaem Polypropylen mit niedrigem Molekulargewicht, die durch Suspensionspolymerisation hergestellt wurden und die gleichen Eigenschaften wie der vorstehende Bestandteil (i) mit der Ausnahme aufwiesen, daß das durchschnittliche Viskositäts-Molekulargewicht 50 000 betrug, wurde als Ausgangsmaterial eingesetzt.

Diese Pulverteilchen wurden auf eine Temperatur von ίο 120⁰C vorgeheizt und anschließend in einem Henschel-

Beispiel 2 Mischer unter Beheizung des Heizmantels mit Dampf

auf 150°C mit einer Rührdauer von 6 Minuten auf die

Ein Gemisch aus gleiche Weise wie in Beispiel 1 beschrieben vergrößert

Nach dem Abkühlen wurden vergrößerte Polypropy-(i) 50 Gewichts-% Pulverteilchen aus Polyethylen mit 55 lcnpulverteilchen erhalten.

hohem Molekulargewicht und hoher Dichte, die Die vergrößerten Pulverteilchen hatten eine durch-

durch Suspensionspolymerisation hergestellt wur- schnittliche Teilchengröße von 1,00 mm (16 mesh), eine den und als kennzeichnende Pulvereigenschaften Teilchengrößenverteilung derart, daß mehr als 90 Geeine durchschnittliche Teilchengröße von 0,177 mm wichts-% der Gesamtmenge aller Pulverteilchen auf (80 mesh), eine Teilchengrößenverteilung derart, 60 den Teilchengrößenbereich von 0.70 bis 238 mm (25 bis daß mehr als 90 Gewichts-% der Gesamtmenge al- 8 mesh) entfielen, und eine Schüttdichte von 0,36 kg/ ler Pulverteilchen auf den Teilchengrößenbereich dm'.
0,42 bis 0,05 mm (40 bis 280 mesh) entfielen, eine

Schüttdichte von 035 kg/dm³, eine Dichte von Beispiel 4

0.954 kg/dm^J und ein durchschnittliches Viskosi- t>5

iäts-Molekuiargewicht von 800 000 aufwiesen, und 2 Gewichtsicile Polyethylenwachs mit einem durch-

(ii) 50 Gewichts-% Pulverteilchen aus Polyethylen mit schnittlichen Viskositäts-Molekulargewtcht von 2000 niedrigem Molekulargewicht, die durch Suspen- und einer Dichte von 0.953 kg/dm^J wurden zu 100 Ge-

wichtsteilen Polyethylenpulverteilchen hoher Dichte, wie sie in Beispiel 2 verwendet wurden, hinzugefügt Die vermischten Pulverteilchen ließen sich mit einer Rührdauer von 3 Minuten auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 beschrieben vergrößern.

Die vergrößerten Pulverteilchen hatten eine durchschnittliche Teilchengröße von 1,00 mm (16 mesh), eine Teilchengrößenverteilung derart, daß mehr als 90 Ge-90 Gcwichts-% der Gesamtmenge alier Pulverteilchen auf den Teilchengrößenbereich von 0,42 bis 0,074 mm (40 bis 200 mesh) entfielen, eine Schüttdichte von 0.37 kg/dm^}, eine Dichte von 0538 kg/dm³ und ein durchschnittliches Viskositäts-Motekulargewicht von 80 000 aufwiesen, wurden in einen 201-Henschel-Mischer, hergestellt von Mitsui Miike Seisakusho, gegeben und unter den folgenden Bedingungen vergrößert.

wichts-% der Gesamtmenge aller Pulverteilchen auf

den Teilchengrößenbereich von 0,70 bis 2,38 mm (25 bis io Vergrößerungsbedingungen*):

8 mesh) entfielen, und eine Schüttdichte von 0,40 kg/ dm^J.

Beispiel 5

Aus den in Beispiel 2 erhaltenen vergrößerten Pulverteüchen wurden diejenigen mit einer Teilchengröße von 238 mm (8 mesh) oder mehr klassiert und in einer Brechmaschine vom Turbo-Typ zerkleinert. Dabei wurden zerkleinerte Pulverteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0.84 mm (20 mesh) und einer Teilchengrößenverteilung derart, daß mehr als 90 Gewichts-% der Gesamtmenge aller Pulverteilc'ien auf den Teilchengrößenbereich von 0,50 bis 2,00 mm (35 bis 10 mesh) entfielen, erhalten.

10 Gewichtsteile dieser zerkleinerten Pulverteilchen wurden mit 90 Gewichtsteilcn des durch Suspensionspolymerisation hergestellten Polyethylen hoher Dichte, das in Beispiel 2 verwendet wurde, vermischt. Die vermischten Pulverteilchen ließen sich mit einer Rührdauer von 3 Minuten auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 beschrieben vergrößern.

Die auf diese Weise erhaltenen vergrößerten Pulverteilchen hatten eine durchschnittliche Teilchengröße

Hcizmantel-Temperatur	90" C
Rührflügel-Drehzahl	2300 min-'
Rührflügel-Typ	P-Typ-Flügel
Rührdauer	14 min

15

20 Obwohl die Heizmantel-Tcmpcratur niedriger lag als der Schmelzpunkt der Pulverteilchen, wurde die Temperatur der Oberfläche der Pulverteilchen wegen des Auftretens der Reibungswärme und dergleichen höher als der Schmelzpunkt.

Die erhitzten und unter vorstehenden Bedingungen durch gegenseitiges Verschweißen vergrößerten Pulverteilchen wurden abgezogen, in einen 201-Kühimischer gegeben und mittels Rühren unter folgenden Bedingungen abgekühlt:

30 Kühlmantel
Rührflügel-Drehzahl
Rührflügel-Typ
Rührdauer

20° C. Wasser 2300 min-' Kühlflügel 5 min

Die auf diese Weise hergestellten vergrößerten Pulverteilchen hatten eine durchschnittliche Teilchengröße von 039 mm (28 mesh), eine Teilchengrößenverteilung

von 1,19 mm (14 mesh), eine Teilchengrößenverteilung 35 derart, daß mehr als 90 Gewichts-% der Gesamtmenge

derart, daß mehr als 90 Gewichts-% der Gesamtmenge aller Pulverteilchen auf den Teilchengrößenbereich von 0.70 bis 238 mm (25 bis 8 mesh) entfielen, und eine Schüttdichie von 0.40 kg/dm'.

Beispiel 6

Aus den in Beispiel 2 erhaltenen vergrößerten Pulverteilchen wurden diejenigen mit einer Teilchengröße von weniger als 0,37 mm (40 mesh) klassiert und 10 Gcwichtsteile dieser klassierten Pulverteilchen mit 90 Gewichtsteilen der durch Suspensionspolymerisation hergestellten Polyethylcnpulverteil-°hen hoher Dichte, die in Beispiel 2 verwendet wurden, vermischt. Das Gemisch der Pulverteilchen ließ sich dem Arbeitsgang der Vergrößerung mit einer Rührdaucr von 3 Minuten auf die gleiche Weise wie in Beispiel 2 beschrieben unterwerfen.

Die auf diese Weise erhaltenen vergrößerten Pulvcrleilchen hallen eine durchschnittliche Teilchengröße ή von 1,00 mm (Ib mesh), eine Teilchengrößenverteilung derart, daß mehr als 90 Gewichts-% der Gesamtmenge aller Pulverteilchen auf den Teilchengrößenbereich von 0.70 bis 2,38 mm (25 bis 8 mesh) entfielen, und eine Schüttdichte von 0.41 kg/dm'. ho

Beispiel 7

2 kg Pulverteilchen aus Polyethylen mittlerer Dichte, die durch Suspensionspolymerisation hergestellt wur- h-> den und als kennzeichnende Pulvercigenschafien eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,25 mm (M) mesh), eine Teilchengrößenvericilung derart, daß mehr als aller Pulverteilchen auf den Tcilchengrößcnbereich von 238 bis 0,149 mm (8 bis 100 mesh) entfielen, und eine Schüttdichte von 039 kg/dm'.

Beispiels

Als Ausgangsmaterial eingesetzt wurden Polyethylenpulverteilchen hoher Dichte, die durch zweistufige kontinuierliche Suspensionspolymerisation hergestellt wurden. Sie bestanden aus

(i) 50 Ciewichts-% eines Polycihylens mit niedrigem Molekulargewicht, das ein durchschnittliches Viskositats-Molekulargcwieht von 15 000 besaß und in der ersten Polymerisaiionssiufe erhalten wurde, und

(ii) 50 Gewichts-% eines Polyethylcns mit hohem Molekulargewicht, das ein durchschnittliches Viskositiits-Molekulargewicht von 80 000 besaß und im zweiten Polymerisationsschritt erhalten wurde.

Die Pulverteilchen wiesen als kennzeichnende Pulvcreigenschaflcn eine durchschnittliche Teilchengröße von 0.149 mm (100 mesh), eine Teilchengrößenverteilung derart, daß mehr als 90 Gcwichts-% der Gesamtmenge aller Pulverteilchen auf den Teilchengrößenbercich von 0.297 bis 0.05 mm (50 bis 280 mesh) entfielen, eine Schüttdichte von 0.35 kg/clm^J und eine Dichte von 0,955 kg/dm' auf. Die mikroskopische Beobachtung ergab, daß nahezu alle dieser Polymerpulverteilchen ihre individuelle Teilchenform nicht merklich veränderten, auch dann nicht, wenn diese Polymerpulverleilchen ohne Last auf eine Temperatur 20 C oberhalb ihres

Schmelzpunktes erhitzt wurden.

Diese Pulverteilchen wurden mit einer Rührdauer von 3 Minuten und 40 Sekunden vergrößert und anschließend in einem Kühlmischer abgekühlt, und zwar utif die gleiche Weise wie in Beispiel 1 beschrieben.

Die auf diese Weise hergestellten vergrößerten PuI-verteilchcn hatten eine durchschnittliche Teilchengröße von 1.00 mm (Ib mesh), eine Teilchengrößenverieilung derart, daß mehr als 90 Gewichts-% der Gesamtmenge aller Pulverteilchen auf den Teilchengrößenbereich von 0,70 bis Z38 mm (25 bis 8 mesh) entfielen, und eine Schüttdichte von 039 kg/dm^J.

Beispiel 9

Als Ausgangsmateriat eingesetzt wurden Polyethylenpulverteilchcn hoher Dichte, die durch Gasphasenpolymerisation hergestellt wurden und als kennzeichnende Pulvereigenschaften eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,25 mm (60 mesh), eine Teilchengrö- j ßenverteilung derart, daß mehr als 90 Gewichts-% der Gesamtmenge aller Pulverteilchen auf den Teilchengrößenbereich von 0,70 bis 0,105 mm (25 bis 150 mesh) entfielen, eine Schüttdichte von 0,36 kg/dm¹, eine Dichte von 0,945 kg/dm' und ein durchschnittliches Viskositäts-Molekulargewicht von 180 000 aufwiesen.

Diese Pulverteilchen wurden mit einer Rührdauer von 5 Minuten und 30 Sekunden vergrößert und anschließend in einem Kühlmischer abgekühlt, und zwar auf die gleiche Weise wie in Beispiel !beschrieben.

Die auf diese Weise hergestellten vergrößerten Pulverteilchen halten eine durchschnittliche Teilchengröße von 1,68 mm (10 mesh), eine Teilchengrößenvcrieilung derart, daii mehr als 90 Gewichts-% der Gesamtmenge aller Pulverteilchen auf den Teilchengrößcnbereieh von 0,70 bis 336 mm (25 bis 6 mesh) entfielen, und eine Schüttdichte von 0.40 kg/dm¹.

Beispiel 10

■ Die in Beispiel 1 eingesetzten Polyethylenpulvcrieilchen wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme vergrößert, daß die Rührdauer 5 Minuten betrug.

Die nach dem Abkühlen erhaltenen vergrößerten Pülverteilchen hatten eine durchschnittliche Teilchengröße von 0.50 mm (35 mesh), eine Teilchcngrößcnvertcilung derart, daß mehr als 90Gewichls-% der Gesamtmenge aller Pulverteilchen auf den Teilchengrößcnbereieh von 0.177 bis 0.84 mm (80 bis 20 mesh) entfielen, und eine Schüttdichte von 0,39 kg/dm¹.

Aus den wie vorstehend erhaltenen vergrößerten PuI-vcneilchen wurden durch Sinterpressen zylindrische Filter mit einer Wandstärke von 3.2 mm, einem äußeren Durchmesser von 3b mm und einer Länge von 178 mm hergestellt. Die dabei erhaltenen Filter zeigten eine Filiercharakteristik von 120 μτη.

Verglcichsbeispiel I

Als Ausgangsmaterial eingesetzt wurden Polycihy· lenpulvertcilchen hoher Dichte, die durch Suspensionspolymerisation hergestellt wurden und als kennzeichnende Pulvercigenschaften eine durchschnittliche Teilchengröße von 0.20 mm (70 mesh), cine Tcilchcngrößenvertci'ung derart, daß mehr als 90 (iewiehis-% der Gesamtmenge aller Pulverteilchen auf den Teilchengrößcnbereieh von 0.42 bis 0.05 nun (40 bis 280 mesh) entfielen, eine Schüttdichte von 0.35 kg/dm', eine Dichte von 0.953 kg/dm¹ und ein durchschnittliches Viskositäts-Molckulargewicht von 30 000 aufwiesen. Die mikroskopische Beobachtung ergab, daß diese Teilchen zu

τ 100 Gewichts-% zunächst ihre individuelle Form verloren und kugelige Gestalt annahmen und anschließend zu durch gegenseitiges Verschweißen gebildeten massiven Teilchen fluidisieren (vgl. F i g. 4).
Obwohl diese Teilchen dem in Beispiel 7 beschriebe-

lu nen Arbeitsgang der Vergrößerung unterworfen wurden, bildeten die Teilchen während einer Rührdauer von weniger als 4 Minuten Konglomerate, und vergrößerte Teilchen wurden nicht erhalten.

15 Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung vergrößerter Pulverteilchen aus Polyolefin mit- einer durchschnittlichen Teilchengröße von weniger als 0,55 mm (30 mesh) durch Erhitzen und relative Bewegung zueinander, dadurch gekennzeichnet, daß man kristalline Polyolefinpulverteilchen mit einem durchschnittlichen Viskositäts-Molekulargewicht von mindestens 50 000. die durch ein- oder mehrstufige Suspensionspolymerisation oder Gasphasenpolymerisation hergestellt wurden, durch Hochgeschwindigkeits-Fluidvermischung bewegt, auf Schmelztemperatur oder bis zu 20⁰C mehr erhitzt, ohne daß eine Konglomeratbildung aus Pulverteilchen in Folge völliger Vermischung geschmolzener Pulverteilchen eintritt, anschließend unter Bewegung abkühlt und die so erhaltenen miteinander verschweißten, vergrößerten, porösen und kristallinen Polyolefinteilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von mehr als OJO mm (25 mesh) gewünschtenfalis mechanisch mahlt oder zerkleinert.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das durchschnittliche Viskositäts-Molekulargewicht des kristallinen Polyolefinpulvers im Bereich zwischen 150 000 und 1 000 000 liegt.

3. Verfahren gemäß Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte kristalline Polyolefin zusammengesetzt ist aus

(25 mesh) ist und die vergrößerten Pulverteilchen poröse Teilchen sind, die unregelmäßige Porenöffnungcn enthalten.