DE3219298A1

DE3219298A1 - Verfahren zur herstellung des pulver- oder granulatfoermigen additiv-konfektionats

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Publication number: DE3219298A1
Application number: DE19823219298
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dr. 6233 Kelkheim Prinz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-05-22
Filing date: 1982-05-22
Publication date: 1983-11-24

Description

Verfahren zur Herstellung des pulver- oder granulatför-
migen Additiv-Konfektionats Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines hochkonzentrierten, hochtemperaturbeständigen, staubfreien Pulver- oder granulatförmigen Additiv-Konfektionats- mit guter Rieselfähigkeit und beliebig einstellbarer Korngröße und Korngrößenverteilungsspektrum unter Verwendung beliebiger flüssiger, niedrig oder hochschmelzender oder unschmelzbarer Additiven oder Additivmischungen, bei dem die flüssigen oder schmelzbaren Additive juit einem Trägersubstrat gemischt werden.
In der Technik werden Kunststoffeigenschaften durch eine Vielzahl verschiedenartigster Additive in weiten Grenzen modifiziert.
So kann man z.B. bei Polypropylen durch Antioxidantien die Wärmealterungsbeständigkeit, durch geeignete Lichtschutzmittel oder Pigmente die Witterungsstabilität, durch flammhemmende Zusätze die Flammfestigkeit, durch Antistatica das elektrostatische Verhalten usw. in bedeutendem Maße verbessern und dadurch Gebrauchstüchtigkeit und Anwendungsbreite dieses, sowie aller anderen Thermoplaste in bedeutendem Maße verbessern.
Als Kunststoffadditive sind dementsprechend die verschiedenartigsten Substanzklassen und chemischen Individuen mit verschiedensten chemischen und physikalischen Eigenschaften vertreten, wie z.B. Phenole, Tnioäther, Benzophenone, nenzotriazole, sterisch gehinderte Amine, Metaliseifen, Metalloxide, organische und anorganische Pigmente usw..
Zur Erzielung optimaler fligenschaftcn oder Eigenschaftskombinationen werden die verschiedenen Stabilisatoren oder andersartigen I-Iilfsstoffe selten allein, sondern zumeist in Form mehr oder weniger komplizierter Mischungen verwendet.
Die Anwendungskunzentration der verschiedenen Additive schwankt entsprechend ihrer ganz verschiedenartigen Funktionen in weiten Grenzen etwa zwischen 0,01 und 5 %.
Es ist ferner aus der Praxis bekannt, daß die verschiedenen Additive außer den gewünschten Effekten der Qualitätsverbesserung oder Modifikation bei Herstellung, Verarbeitung oder Anwendung etliche unerwünschte, verschiedenartige Nebenerscheinungen zeigen.ODiese Nebenwirkungen ergeben sich entweder aus negativen chemischen Wechselwirkungen der Additivkomponenten eines Stabilisierungssystems oder aber aus deren physikalischen Eigenschaften wie Schmelzpunkt, Löslichkeit, Adhäsionsvermögen, Schmelzenviskosität usw..
Durch die Verschiedenartigkeit dieser Eigenschaften können bei Ausrüstung, Granulierung und Endverarbeitung insbesondere bei höheren Additivkonzentrationen die verschiedenartigsten Probleme verursacht werden.So ist es z.B. eine in der Praxis allgemein bekannte Erfahrung, daß niedrig schmelzende oder flüssige Additive - besonders störend in Gegenwart von Pigmenten - bei der Herstellung verarbeitungsfähiger Pulvermischungen in üblichen hochtourigen Rotationsmischern oder in der Aufschmelzzone von Granulierextrudern bzw. Verarbeitungsmaschinen zu mehr oder weniger ausgeprägter Agglomeratbildung führen. Die Agglomerate treten dann als mehr oder weniger störende Materialinhomogenitäten in Erscheinung.
In besonderem Maße verstärkt wird die Gefahr der Agglomeratbildung bei gleichzeitiger Anwesenheit von Pigmenten und schmelzbaren Additiven. In diesem Falle werden beim Mischvorgang oder in der Aufheizzone beliebiger Verarbeitur1gsmaschinen Fiüssigkeitsnester nicht genügend homogen verteilter Additivanteile durch die unbcnetzte, d.h. zumeist stark adnäsiv wirkende Oberfläche der feinteiligen Pigmente aufgesaugt. Durch unkontrollierbare Zusammenlagerung benetzter Pigmentteilchen entstehen Agglomerate, die wegen ihrer zumeist intensiven Farbe im Fertigteil besonders störend in Erscheinung treten.
Bei längerer Verweilzeit in strömungsarmen Zonen der Verarbeitungsmaschinen werden die Agglomerate durch thermooxidative Veränderungen der organischen Agglomeratbestandteile gelb-braun bis schwarz verfärbt und machen nunmehr das Enderzeugnis unansehnlich oder auch völlig unbrauchbar.
Line weitere Schwierigkeit entsteht insbesondere bei höherer Konzentration an flüssigen oder niedrig schmelzenden Rezepturbestandteilen dadurch, daß sich in den Mischaggregaten durch Zusammenbacken der pulverförmigen Kunststoff-oder Pigementanteile keine homogenen Mischungen herstellen lassen.
Bei Verarbeitung derartiger Mischungen sind wegen ihrer schlechten Rieselfähigkeit bzw. ihrer Inhomogenität mehr oder weniger starke Durchsatzschwankungen die Folge. Dies kann zu mehr oder minder schwerwiegenden Qualitätsmängeln der Enderzeugnisse führen.
Schließlich können flüssige oder niedrig schmelzende Additivkomponenten in Extrudern oder andersartigen Schneckenverarbeitungsmaschinen in der Einzugzone infolge iherer Schmierwirkung zu einer mehr oder minder starken Durchsatzminderung führen, so daß in Extremfällen eine Verarbeitung der Mischung überhaupt nicht möglich ist.
Die beschriebenen Schwierigkeiten bedeuten für die Praxis, daß wegen ihrer sehr guten Stabilistorwirkung oder ihres niedrigen Preises häufig besonders erwünschte flüssige oder niedrig schmelzende Additive in nur sehr begrenztem Umfang eingesetzt werden können.
Es sind in. der Technik verschiedene Verfahren eingeführt, durch welche die beschriebenen Schwierigkeiten zum Teil umgangen oder vermieden werden können.
So kann man z.B. flüssige oder niedrige schmelzende Wirk-.
substanzen in höher schmelzenden Paraffinen oder Wachsen z.B. in einem Rührkessel bei höherer Temperatur schmelzen und anschließend durch das bekannte Verfahren der Sprühtrocknung in eine pulverförmige Additivzubereitung überführen.
Dieses, in der Technik in beschränktem Umfang eingeführte Verfahren hat gegenüber dem erfindungsgemäßen Verfahren verschiedene Nachteile: Erstens: Das Verfahren setzt eine ausreichende Löslichkeit bzw. Verträglichkeit der zu konfektionierenden Additivkomponenten in dem betreffenden organischen Trägermedium in dem praxisrelevanten Temperaturbereich voraus. Andernfalls ist der Sprühprozeß nicht störungsfrei durchführbar.
Damit ist das Verfahren von vornherein auf Substanzen mit ausreichender Löslichkeit bzw. Verträglichkeit in dem Trägermedium beschränkt.
Zweitens: Im Falle unzureichender Verträglichkeit im Bereich der Zimmertemperatur können zudem bei längerer Lagerzeit organische Rezepturbestandteile an die Oberfläche der Konzentratpartikel migrieren und die Rieselfähigkeit in starkem Maße- beeinträchtigen bzw. zur völligen Vcrklumpung der Additivzubereitung führen.
Drittens: Bedingt durch die langen Verweilzeiten im Aufschmelzkessel im Temperaturbereich von ca. 140 bis 1800 können empfindlichere Additive thermisch geschädigt oder aber mit anderen reaktiven Komponenten-des Additivssystems in unerwünschter Weise in chemische Wechselwirkung treten.
Viertens: Besonders bei höieri Einsatzkonzentration kann das organisclie System in häufig unvorhcrsehl,arer Weise in der Einzugszone der Verarbeitungsmaschinen als Schmiermittel wirken und auf diese Weise den Materiaidurchsatz mehr oder weniger stark beeinträchtigen.
Fünftens: Bei Anwendung mehrerer Additivkomponenten läßt sich die Verfahrenseignung infolge der wechselseitIgen Löslichkeitsbeeinflussung der Kompoenenten häufig nicht mit Sicherheit voraussagen.
Bei dem Verfahren der DAS 21 24 040 werden Metallsalze mit einem Schmelzpunkt unter 2000 in einem Hochgeschwindigkeits-Rotationsmischer unterhalb des Schmelzpunktes dieser Substanzen mit in PVC üblichen Füllstoffen zur Agglomeration gebracht.
Dieses Verfahren wird nur für PVC empfohlen und setzt die Anwesenneit eines unter 2000 schmelzenden Additivs voraus.
Es ist insbesondere nicht geeignet für die Konfektionierung von Addi.tivmischungenj die einen etwas erhöhten Anteil flüssiger oder niedrig schmelzender Komponenten enthalten.
G>genüber dem erfindungsgemäßen Verfahren ist dieses Verfahren somit in seinen Anwendungsmöglichkeiten bedeutend eingeschränkt.
Es ist ferner ein Verfahren bekannt, welches darauf beruht, daß man flüssige oder niedrig schmelzende Additive in einem hochtourigen Rotationsmischer mit feinteiligen Silikaten bei höherer Temperatur mischt und auf diese Weise in festen Zustand überführt.
Gegenüber dem erfindungsgemäßen Verfahren hat diese Methode den Nachteil, daß die Partikel der auf diese Weise herstellbaren Additivkonzentrate sehr feinteilig und somit stark staubend sind. Die Anwendung dieses Verfahrens hat somit alle Nachteile, die durch den hochdispersen bzw. feinteiligen Charakter des Konfektionats bedingt sind.
Im einzelnen bedeutet das Verfahren bzw. die Anwendung von auf diesem Wege hergcstelltell Additivzubereitungen eine unangenehme, unter Umständen stark gesundheitsgefährdende Personalbelästigung sowie die Möglichkeit einer Staubexplosion.
Des weiteren kann die Feinteiligkeit des Konzentrats die Rieselfähigkeit der Fertigmischung mehr oder weniger stark beeinträchtigen oder aber bei der pneumatischen Förderung von staubenden Konzentraten enthaltenden Kunststof£pulvermischungen durch dieFörderluft analog dem Windsichtungsvorgang zur Abtrennung der feinteiligen Konzentratanteile führen. In der Praxis können die Feinanteile die Filtertücher der Zyklone der pneumatischen Förderanlage passieren und auf diese Weise die Fabrikationsanlagen einstauben und in starkem Maße verschmutzen.
Die pneumatische Separation der Feinanteile des Additivkompounds bedeutet ferner eine unkontrollierbare Senkung der Additivkonzentration und damit eine Qualitätsminderung der Fertigerzeugnisse, damit verbunden bedeutende Additivverluste.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art verfügbar zu machen zur Herstellung hochkonzentrierter, nicht staubender bis 7 1000 rieselfähiger, pulver- oder granulatförmiger Additivkonzentrate mit einstellbarer Korngröße und vorgegebenem Korngrößenverteilungsspektrum.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwei Trägersubstrate verwendet werden, wobei ein erstes Trägersubstrat aus einem feinteiligen bis hochdispersen, vorzugsweise anorganischen Trägermaterial mit hoher spezifisclier Oberfläche und einem Adsorptionsvermögen zur Aufnahme und adsorptiven Bindung beliebiger flüssiger, niedriger oder hochschmelzender Additive besteht, und ein zweites Trägersubstrat aus einem mehr oder weniger grobteäligen, vorzugsweise organischen höherschmel zenden Trägermaterial besteht zur adhäsiven Bindung der additivgesättigten Partikel des ersten Trägersubstrats und zur Festlegung einer gewünschten Korngröße sowie eines beliebigen Korngrößenverteilungsspektrums.
Voraussetzung für die erfindungsgemäße Ausführungsform des Verfahrens ist die Gegenwart geringer Mengen eines flüssigen oder unter 1200 schmelzenden Addi.tivs zur adsorptiven Bindung des feinteiligen ersten Trägersubstrats auf der Oberfläche des grobteiligen zweiten Trägersubstrates.
Auf die Verwendung d.es ersten Trägersubstrats kann verzichtet werden, wenn die unter 1200 schmelzenden Additivanteile auch in Abwesenheit des feinteiligen Absorptionsmittels auf der Kornoberfläche des zweiten Trägersubstrats einen genügend haltbaren und stabilen Mantel ergeben oder aber, wenn feinteilige unschmelzbare Additive (Pigmente, anorganische Salze oder Oxide) an Menge und Beschaffenheit ausreichend sind, um dem umhüllenden schmelzbaren Additivmantel des zweiten Trägersubstrats genügende mechanische Stabilität und Härte zu geben.
Das Verfahren kann auf einfache Weise so ausgeführt werden, daß die beiden Trägersubstrate in einem hochtourigen Mischaggregat in den Schmelzpunktbereich des am niedrigsten schmelzenden Additivs der Mischung aufgeheizt und anschließend möglichst gl.eichmäßig (vorgemischten) Additive zugegeben wird.
In der ersten Phase des Mischprozesses werden die flüssige gen oder geschmolzenen Additive von dem feinteiligen oberflächenaktiven ersten Trägersubstrat absorbiert. In der zweiten Phase werden die additivgesättigten Primärteilchen auf der Oberfläche der grobteiligen Partikel des weiten Träpersubstrats ad.orptiv durch das Adhäsions- bzw.
Adsorptionsvermögen der fijissigen, geschmolzenen oder gesinterten organischen Rezepturbestandteile gebunden.
Während des Mischprozesses können neben niedrig oder hochschmelzenden Substanzen auch unschmelzbare anorganische Rezepturbestandteile beliebiger Art wie z.B. Pigmente, Metalloxide oder anorganische Salze zudosiert werden. Diese werden gemeinsam mit den Teilchen des ersten Trägersubstrats auf der Oberfläche des grobteiligen Partikel des zweiten Trägermediums gebunden.
Das Ende der ersten Mischphase, d.h. der Endpunkt der Additivsättigung des ersten Trägersubstrats sowie die adsorptive Bindung der Feinstteilchen vom ersten Trägermaterial auf der Oberfläche des zweiten Trägermediums ist leicht erkennbar erstens an der starken Volumenkontraktion der im Ausgangszustand sehr voluminösen Mischung, zweitens am Verschwinden der Staubbildung in der Gasphase des Mischers, drittens an einer deutlichen Anderung von Kornstruktur und Fließverhalten der Additivmischung, viertens am starken Anstieg des Drehmoments bzw. der Leistungsaufnahme des Mischaggregats.
Bei Unterdosierung der die Adhäsionsbindung vom ersten Trägersubstrat an der Oberfläche des zweiten Substrats bewirkenden, überwiegend organischen Additivbestandteile bleiben feinteilige Primärpartikel des ersten Trägermaterials ungebunden, d.h. das Konfektionat ist nicht staubfrei. Bei Überdosierung erfolgt Agglomeration der grobteiligen Partikel des zweiten Trägersubstrats.
Ein sehr vorteilhaftes Verfahrensmerkmal ist darin zu sehen, daß staubende Anteile des Konfektionats durch Nachdosierung der zu konfektionierenden Additivmischung bis zum Sättigungsgrad und bis zur völligen Staubfreiheit gebunden, unerwünschte Agglomeratbildung im übersättigten Zustand durch Nachdosierung des ersten Trägersubstrats ohne Nachteil für die endgültige Produktqualität rückgängig gemacht werden können. Der Zustand der Über- bzw.
Untersättigung des Systems läßt sich nach Art einer Titration beliebig oft hintereinander einstellen, d.h. er ist in beiden Richtungen reversibel.
Auf entsprechende Weise ist es möglich, die Teilchengröße des Konfektionats durch kontrollierte Agglomeration gezielt zu crhöhen.
Durch das beanspruchte Verfahren ist auf einfache Weise die Herstellbarkeit eines unterhalb des. Schmelzbereichs des zweiten Trägersubstrats unschmelzbaren, d.h. sehr temperatur- und lagerbeständigen, staubfreien, pneumatisch förderbaren Additivkonzentrats möglich, wobei das Gelingen des Verfahrens in keiner Weise durch beliebige physikalische Eigenschaften der Additive beeinträchtigt wird, sofern die eingangs erwähnten Voraussetzungen erfüllt sind.
Die Mengenverhältnisse der Konzentratbestandteile und die Endkonzentration der Wirksubstanzen werden in erster Linie bestimmt durch: Erstens: Aufnahmevermögen bzw. adsorptive Bindungskapazität des feinteiligen ersten Trägersubstrats, Zweitens: Adsorptions- bzw. Bindevermögen der flüssigen oder geschmolzenen, vorwiegend organischen Systembestandteile, Drittens: Adsorptions- gegebenenfalls Lösungsvermögen des grobteiligen zweiten Trägersubstrats sowie der übrigen unschmelzbaren Rezepturbestandteile,wie Füllstoffe, Pigmente usw..
Bei Vcrwentluni geeigneter hochdisperser Kieselsäuren als erstes Trägermedium liegt die Sättigungskonzentration bei 60 bis 65 % an schmelzbaren Additiven. Die im Gesamtkon- fektionat praktisch erreichbare Maximalkonzentration im Bereich von 50 bis 55 % an Wirksubstanzen.
Unter anderem sind die prinzipiellen Vorteile des Verfahrens darin begründet, daß die normalerweise einander ausschließenb den wichtigen Forderungen nach sehr kleinem Teilchendurc1-messer und einen genügend großen Teilchendurchmesser zur Gewährleistung einer optimalen Additivverteilung und Wirksamkeit, guter Rieselfähigkeit, gefahrloser Handhabung ohne Staubbeiästigung oder Staubexplosionsgefahr, problemloser pneumatischer Förderbarkeit durch die erfindungsgemäße Kombination eines fein- und eines grobteiligen Trägermaterials gleichzeitig in idealer Weise erfüllt werden können.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird der aus den grobkörnigen Partikeln des zweiten Trägermaterials bestehende Kern der Konfektionatkörner durch einen Mantel umhüllt, wekcher in adsorptiver Bindung die additivgesättigten Feinpartikel des ersten Trägersubstrats sowie weitere unschmelzbare Systembestandteile wie Pigmente, Metalloxide usw. enthält.
Teilchendurchmesser und Korngrößenverteilung des erfindungsgemäß hergestellten Konzentrats werden in erster Linie durch die entsprechenden Eigenschaften des grobteiligen zweiten Trägersubstrats festgelegt Sie sind damit wahlweise bestimmbar, d.h. in weiten Grenzen beliebig variierbar, z.B.
durch Verwendung von Siebfraktionen oder von in anderer Weise herstellbaren Kunststoffgranulaten verschiedener Teilchendurchmesser.
Das bedeutet, daß erforderlichenfalls z.B. bei pneumatischen Transport- oder Mischvorgängen zur Vermeidung von Sedimentations- oder Windsichtungsvorgängen Korngröße und Kornrößenverteilung in idealcr Weise dem auszurüstenden granulat- oder pulverförmigen Basispol ymeren angepaßt werden können, indem die Basispolymeren selbst in ihrer ori- ginalen pulver- oder granulatförmigen Kornstruktur als zweites Trägersubstrat verwendet werden Auf die beschriebene Weise sind etwa im Bereich von 0,1 bis 4 min beliebige Korndurchmesser herstellbar.
Als erstes Trägersubstrat können in vorteilhafter Weise hochdispersive pyrolytische oder Fällungskieselsäuren mit großer spezifischer Oberfläche und einem hohen Adsorptionsvermögen verwendet werden. Derartige Materialien sind im Handel unter der Bezeichnung Aerosile oder Sipernate erhältlich. Ebenso können auch oberflächenaktive Ruße, wie z.B. mit dem Handelsnamen Corax 6 oder Printex U verwendet werden, sofern die schwarze Farbe nicht störend ist und die Additivwirksamkeit durch die Gegenwart des Rußes nicht beeinträchtigt wird. Weiter können mit Vorteil feinteilige Metalloxide, wie z.B. ZnO, MgO, CaO, Al203 und T602 verwendet werden wie auch feinteilige schwerlösliche Metallsalze, wie z.B. CaC03, BaS04 und ZnS. Als gröberteiliges zweites Trägersubstrat können thermoplastische Kunststoffe mit einem- Schmelz- oder Erweichungsbereich von?800 zu 800 verwendet werden, wie z.B. Hochdruckpolyäthylen, Niederdruckpolyäthylen, Polypropylen, Polybuten-1 1 Mischpolymerisate aus Athylen, Propylen und Butylen, beliebige PE- und PP-Mischpolamerisate mit Schmelz- oder Erweichungspunkt :, 1000, Poly-4-methylpenten-1, Polyoximethylen, sowie alle Polymeren und Mischpolymerisate, deren Schmelz- oder Erweichungspunkt im Bereich von 1000 oder darüber liegt. In vorteilhafter Weise kann man als zweites Trägermaterial mit den auszurüstenden Thermoplasten verträgliche Wachse mit einem Schmelz- oder Erweichungspunkt von 7 800 verwenden, wie z.B. Polyäthylenwachstypen und Propylenwachstypen, wobei diese Wachstypen vorzugsweise für die Ausrüstung von Hochdruck- und Niederdruckpolyäthylen sowie Polypropylen geeignet sind. Für das zweite Trägersubstrjt wird man in der Regel ci.nen möglichst universell einsetzbaren, genügend niedermolekularen Pulver oder granulatförmigen Typ des auszurüstenden Thermoplasten wählen. Auch andere Polymere lassen sich verwenden, sofern sie mit dem auszurüstenden Polymeren genügend verträglich sind.
Es besteht darüber hinaus die Möglichkeit der Verwendung genügend hochschmelzender Wache oder Paraffinkohlenwasserstoffe, sofern sie eine genügend gute Verträglichkeit mit dem Basispolymeren besitzen.
In Betracht zu ziehen sind hier z.B. geeignete PP- oder PE-Wachse oder genügend hochmolekulare Esterwachse.
Die Verwendung eines geeigneten Wachses als zweites Trägersubstrat hat den Vorteil, daß/dzeite Trägersubstrat damit eine weitere Additiv-Funktion - z.B. die eines wirksamen Gleitmittels - übernehmen kann.
Von Interesse ist weiterhin die Verwendung eines Dispergiermittels. Dieses kann bei der Endverarbeitung der erfindungsgemäß ausgerüsteten Kunststoffmasse für eine rasche Verteilung des additivbeladenen, mikroskopisch klcinen Primärteilchen des Mantes der Konzentratpartikel und damit £ür optimale Wirksamkeit des Additivsystems sorgen.
Weitere Einzelheiten sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Es ist allgemein anerkannte Erfahrung, daß die Wirksamkeit beliebiger Additiv- oder Stabilisatorsysteme in hohem Maße von dem Verteilungsgrad im Polymeren abhängig ist. Bei ungenügender Additivverteilung ist oft nur ein Bruchteil der potentiellen Wirksamkeit des Stabilisatorsysteins zu erwarten.
Bei gegebener Homogenisierungsleistung von Mischaggregaten und Verarbeitungsmaschinen ist die Additivhomogenität unter anderem eine Funktion des Teilchendurchmessers des Additivs oder Additivsystems, d.h. mit zunehmendem Teilchendurchmesser nimmt die Dispersionsfähigkeit des Systems ab und umgekehrt.
Der Forderung nach möglichst kleinem Teilchendurchmesser im Hinblick auf möglichst leichte Dispergierbarkeit stehen alle mit hoher Feinteiligkeit und Staubbildung in Zusammenhang stehenden Probleme entgegen.
Der durch das vorliegende Verfahren erreichte mantelförmige Aufbau des erfindungsgemäßen Konfektionatkorns ermöglicht in nahezu idealer Weise die Erfüllung der normalerweise einander ausschließenden Forderungen nach optimaler Homogenisierbarkeit und Staubfreiheit auf folgende Weise: Im Ausgangszustand besitzen die Konzentratpartikel einen beliebig großen Durchmesser des Gesamtadditivkorns. Bei erfindungsgemäßer Herstellung existieren keine Feinanteile«, die zu Staubbildung oder hierdurch bedingten Sekundärproblemen führen können. Bei allen Förder-, Dosier- und Mischvorgängen bei Zimmertemperatur bleiben bei erfindungsgemäßer Herstellung der Konzentrate die feinen Primärteilden des Kornmantels (erstes Trägersubstrat) am Kern des Konzentratkorns (zweites Trägersubstrat) gebunden, so daß Größe und Zusammensetzung, somit auch die vorteilhaften physikalischen Eigenschaften während dieser Verarbeitungsvorägnge unverändert erhalten bleiben.
Erst in der zweiten Phase des Produktionsgangs wird in geschlossenen Schnellmischern bei hoher Tourenzahl und langen Mischzeiten hinter der Einfüllzone beliebiger Verarbeitungämaschinen durch hohe Reibungs- und Scherbeanspruchung sowie insbesondere durch Aufschmelzen des Konzentratkerns eine völlige Auflösung der Kornstruktur und Verteilung der extrem %einteiligen Primärteilchen des Kornmantels (erstes Tr.igersubstrat) in der Polymerschmel -ze bewirkt.
Die Größe der für die Auflösung des Kornverbandes erforderlichen Reibungs-Scher- bzw. Deformationskrafte kann durch verschiedene Maßnahmen variiert werden.
Durch das beschriebene Verfahren kann eine ausgezeichnete Additivverteilung erreicht werden unter Vermeidung aller, bei der Verwendung feinteiliger, schmelzbarer oder flüssiger Additivsysteme auftretenden Produktionsprobleme.
Der mantelförmige Kornaufbau läßt sich durch Ausnutzung der verfahrensbedingten Möglichkeiten dahingehend erweitern, daß man nacheinander zwiebelartig mehrere Schalen unterschiedlicher Zusammensetzung um die erste Schale legt.
Das kann z.B. dann von besonderem Vorteil sein, wenn das Additivsystem reaktive Komponenten enthält, die unter den erforderlichen Mischbedingungen zufolge ihrer hohen Konzentration im Konfektionat in unerwünschte chemische Wechselwirkung miteinander treten, so daß hierdurch die Wirksamkeit der betreffenden Komponenten bzw. des Gesamtsystems beeinträchtigt werden.
Dieser Fall kann z.B. dann gegeben sein, wenn kristallwasserhaltiges Gleit- oder Korrosionsschutzmittel wie z.B.
Ca-Stearat oder CaO mit einem hydrolyseempfindlichen Additiv, z.B. einem organischen Phosphit kombiniert wird.
In diesem Fall kann man die Verseifungsgefahr des Phosphits dadurch vermeiden, daß man die beiden Additive jeweils in Mischung mit einem angemessenen Anteil des feinteiligen ersten Trägersubstras nacheinander in das Mischsystem eindosiert. Hierbei läßt sich eine Trennung der Bcrührungsflächen beider Mantelschichten dadurch erreichen, daß man eine hydrophobe Sperrschicht mit Hilfe eines geeigneten Kohlenwasserstoffwachses einbaut.
Entsprechend kann man in den Kernmantel eingebaute hydrolyseempfindliche Substanzen gegen Zutritt der Luftfeuchtigkeit bei ].ängerer Lagerung des Konfektionats in Feuchträumen durch Ummantelung mit einer hydrophoben Wachsschicht schützen.
Auf gleiche Weise läßt sich außerdem ein mechanischer Schutz der Kornoberfläche,d.h. eine Erhöhung der Abriebfestigkeit erreichen. Dies kann besonders dann von Vorteil sein, wenn die Konzentratpartikel vor dern eigentlichen Verarbei.tungs prozeß durch intensive Misch- oderpneumatische Fördergänge besonders stark mechanisch beansprucht werden.
Der Wachsmantel läßt sich auf einfache Weise durch Nachdosierung einer Wachs-Träger-I-Mischung aufziehen oder nach dem Abkühlen der Mischerfüllung bei hoher Rotationsgeschwindigkeit des Mischers aufsprühen.
Mechanische oder thermische Stabilität sowie Abriebfestigkeit des Konzentratmantels lassen sich im übrigen durch Dauer und Temperatur des Mischvorgangs, duri Anderung des Mischverhältnisses von schmelzbaren und unschmelzbaren Additivbestandteilen sowie durch Art urd Menge der verwendeten Adhäsionsvermittler variieren.
Eine technologisch bedeutsame Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß man der Additivpräparation niedrige Konzentrationen eines spektroskopisch auf einfache Weise quantitativ bestimmbaren Markierungsmittels, z.B.
eines optischen Aufhellers oder UV-Absorbers zusetzt. Man hat auf diese Weise die Möglichkeit einer auf optischem Wege kontrollierbaren automatischen Additivdosierung. Vorbedingung hierfür sind einwandfreie Rieselfähigkeit und Staubfreiheit des Konfektionats. Mit nicht konfektionierten Additiven ist normalerweise eine derartige Automatisierung nicht möglich.
Durch die erfindungsgemäß ermöglichte Zusammenfassung der verschiedenartigsten Additive wie Stabilissatoren, Korrosionsschutz-, Gleitmittel, Pigmente usw. in beliebigen Mischungsverhältnissen zu einem einheitlichen Konfektionat erforderlichenfalls mit hohen Additivkonzentrationen können auch komplizierte Rezepturen mittels vollautomatischen Dosiervorrichtungen sc-'hr gen-tu und mit liolter Produktions -sicherheit appliziert werden.
Abgesehen von einer wesentlichen Verbesserung der Qualitätskonstanz der Fertigerzeugnisse ist hierdurch eine bedeutende Produktionsrationalisierung erreichbar.
Die erfindungsgemäß hergestellten Konzentrate sind ferner zufolge ihrer hohen thermischen Beständigkeit und Abriebfestigkeit für die großtechnisch automatisch steuerbare pneumatische Zudosierung der Additive in den aus der Trocknung kommenden heißen Pulverstrom der Polymeren während des Produktionsprozesses geeignet. Sie führen dort zufolge der festen Bindung aller flüssigen oder schmelzbaren Additivbestandteile und ihrer hierdurch bedingten uneingeschränkten Rieselfähigkeit auch im Temperaturbereich von 100° zu keinerlei Anbackung oder Agglomeratbildung in den Rohrleitungen oder Vorratsbehältern der Thermoplaste.
Desgleichen mit Vorteil einsetzbar sind die erfindungsgemäßen Additivpräparationen für Herstellung bzw. Ausrüstung, und pneumatische Förderung von pulverförmigen Eòlymertypen wie z.B. Polypropylen, Polyäthylen usw.. Hierbei wirken sich Abriebfestigkeit und Temperaturbeständigkeit sowie der Umstand besonders vorteilhaft aus, daß die Konfektionate bezüglich Korngröße und orngrößenverteilungsspektrum dem auszurüstenden Polymertyp angepaßt werden können.
Diese Eigenschaften bieten gemeinsam mit der Staubfreiheit und guten Dispergierbarkeit sehr gute Voraussetzungen für besonders rationelle und sichere Herstellung, Förderung und Endverarbeitung beliebig stabilisierter oder pigmentierter Pulvertypen auch mit sehr hohlen Additiv- oder Pigmentkonzentrationen.
Mit den erfindungsgemäßen Additivsystemen erreichbare automatische Dosierung, saubere pneumatische Förderung und homogene Additivverteilung bedeuten in Verbindiing mit gleichmäßigem Materialdurchsatz, hoher Durchsatzlei stung und hochwertigen Enderzeugung eine Bereicherung der Polymertechnologie.
Von prinzipiellem technologischen Interesse ist ferner eine erweiterte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver-£ahrens.
Die hohe thermische Beständigkeit der erfindungsgemäß her -gestellten Präparationen bis in den Temperaturbereich der zweiten Trägersubstrate d.h. im Falle der Verwendung z.B.
von Polypropylen als Kernmaterial der Konzentrate ca. 150° eröffnet die Möglichkeit einer rationellen.Ausgasung aller, in den Additivbestandteilen des jeweiligen Konfektionats enthaltenen unerwünschten Geruchsstoffe durch Thermodiffusion im heißen Stickstoffstrom.
Besonders begünstigt wird diese prinzipielle Möglichkeit durch den Umstand, daß erstens die Konfektionatpartikel staubfrei sind und einen relativ großen Teilchendurchmesser haben, zweitens die Additivbestandteile im äußeren Mantel des je" weiligen Konzentratkorns enthalten sind.
Infolge der Voraussetzung (erstens) kann in einer heizbaren Entgasungskolonne ein heißer Stickstoffstrom geleitet und die bei der höheren Temperatur fortlaufend aus den Konzentratpartikeln entweichenden unerwünschten Geruchsanteile abgeführt werden.
Infolge der Voraussetzung (zweitens) haben die durch die erhöhte Entgasungstemperatur freigesetzten Geruchsverunreinigungen der Additive durch die Thermodiffusion nur eine geringe Schichtdicke des jeweiligen Kornmantels zu durchdringen, so daß für die Vervollständigung des Entgasungsprozesses, d.h. der Geruchsneutralisierung nur eine relativ kurze Entgasungszeit benötigt wird.
Bei kontinuierlicher Gestaltung dieses Vorga.nges wi.rd eine rationellc Möglichkeit zur Herstellung geruchlich einwandfreier Fertigerzcugnissc auch bei Verwendung von Ge- ruchsverunreinigungen cnthaltenden Additiven eröffnet.
Die restlose Entfernung von geruchlich störenden Verunreinigungen der Additive auf chemischem Wege durch Umkristallisation oder Destillation erfordert in etlichen Fällen einen unverhältnismäßigen Aufwand und ist im Falle von schlecht oder gar nicht kristallisierenden höhermolekularen Additiven gar nicht möglich.
Von speziellem Interesse kann schließlich in besonderen Fällen die Möglichkeit einer Geruchsmarkierung des Polymergranulats oder Fertigteils sein. Auf direktem Wege ist dies wegen relativ hoher Fluchtigkeit und geringer Polymerlöslichkeit der Geruchsstoffe zumeist nur sehr unvollkommen erreichbar. In diesem Falle ist die Geruchsmarkierung zumeist nur wenig dauerhaft.
Bei zudosierung auf dem Umweg über eine erfindungsgemäße Additivpräparation wird der Verbleib des Duftstoff in der Pelymermasse durch die Lösungsvermittlung der verschiedenen organischen Additive sowie infolge des hohen Absorptionsvermögens des oberflächenaktiven ersten Trägersubstrats wesentlich begünstigt.
Auf diese Weise wird angenehm duftende Fertigteile mit dauerhafter Duftstoffixierung erzeugt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren soll anhand von folgenden Beispielen näher erläutert werden. Dabei waren die folgenden Rahmenbedingungen gegeben: In einem hochtourigen 5-Liter-Heizmicher wird bei ca.
1700 U/min die pro Versuch angegebene Menge der Trägersubstrate auf die jeweilige Mischtemperatur aufgeheizt und anschließend über einen Einfülltrichter innerhalb von 6 bis 8 Min. die festen Additive grob vorgemischt, die flüssigen Additive getrennt möglichst gleichmäßig zugegeben.
Nach beendeter Stabilisatorzugabe wird die Drehzahl des Mischers auf 2000 U/min. erhöht. Nach Sättigung des oberflächenaktiven ersten Trägersubstrats mit den flüssigen, bzw. bei Mischtemperatur schmelzenden Rezepturanteilen und Beendigung der Staubbildung wird das Produkt abgelassen, gekühlt und nötigenfalls getrocknet.
Gegen Ende des Mischprozesses auftretende Agglomeratbildung kann durch Zusatz angemessener Mengen des ersten Trägersubstrats, forgesetzte Staubbildung kann durch Nachdosierung der Additivmischung kompensiert werden.
Bei sachgemäßer Ausführung des Mischprozesses wird ein einwandfreies, d.h. nicht agglomeriertes, gut rieselfähiges, nicht staubendes, einheitliches Konzentrat erhalten.
Beispiel 1 Trägersubstrate 280 g Polypropylenpulver (PPH 0150) Korngröße ca. 0,05-0,5 mm 210 g oberflächenaktive Koeselsäure (Sipernat 22 S)/50u schmelzende Additive mi 100 g phenolisches Antioxidans (Hostanox 03) ca.1700 200 g Co-Stabilisator (Stearylthiodipropionat) ca. 650 100 g Co-Stabilisator (Weston 618) ca. 400 100 g Ca-Stearat ca.1500 Mischtemperatur: 800 Mischdauer: 9 Min.
Drehzahl:1700 - 2000 U/Min.
Ergebnis: Gehalt an wirksamen Additiven: 50,5 % Konzentratausbeute: 95 % Rieselfihigkeit: 200:5,9 Sek./500 5,2 Sek.
(100 g im Fordbecher/12 mm Düse) Staubbildung: keine Produktaspekt: weißes, einheitliches, gut rieselfähiges, niclit staubendes Pulver Beispiel 2 Trägersubstrate 280 g Polypropylenpulver (PPG 0150) 243 g oberflächenaktive Kieselsäure (Sipernat 22 S) schmelzende Additive Schmelzpt.
100 g phenolisches Antioxidans (Hostanox 03) ca. 1700 150 g Co-Stabilisator (Di-Stearyl-dithioather) ca. 580 150 g " " " (Stearyl-thi.odipropionat) ca. 650 150 g " " " (Trilaurylphosphit) flüssig 17 g optischer Aufheller (Leukopur EGM) unschmelzbares Additiv 100 g Korrosionsschutzmittel (Zinkoxyd) Mischtemperatur: 1000 Mischdauer: 9 Min.
Drehzahl: 170 - 2000 U/Min.
Ergebnis: Gehalt an wirksamen Additiven:52 % Konzentratausbeute: 96 % Rieselfähigkeit 6,3 Sek. (100 g/200/12 mm) Staubbildung: keine Produktaspekt: weißes, gut rieselfähiges, nicht staubendes einheitliches Pulver Korngröße: 0,3 - 0,8 mm Beispiel 3 Trägersubstrat 500 g Polypropylenpulver (PPH 0150) Additive Schmelzpkt.
550 g unschmelzbares Additiv (Cronos Cl 220 = TiO2) 5 g schmelzbares Antikorrosions- 11. Gleitmittel (Ca-Stearat) ca.100 50 g Polyäthylenwachs PA 520,Tropfpunkt105 - 10o Mischtemperatur: 1050 Mischdauer: 15 Min.
Drehzahl: 1700 - 2000 U/Min.
Ergebnis: Gehalt an wirksamen Additiven: 54,8 % Konzentratausbeute: 97 % Rieselfähigkeit: 5,1 Sek. (100g/20°/12 mm) Staubbildung: keine Korngröße: 0,4 - 0,7 mm Produktsaspekt: schwach gelbliches, einheitliches, gut rieselfähiges, nicht staubendes Pulver Beispiel 4 Trägersubstrat 500 g Polypropylenpulver (PPH 0150) Additive Schmelzpkt.
500 g unschmelzbares Pigment (Sachtolith L = ZnS) 5 g schmelzbares Antikorrosions- u. Gleitmittel (Ca-Stearat) ca. 1500 50 g Polyäthylen-Wachs, schmelzbar, Tropfpunkt: 105 - 100o Mischtemperatur: 1000 Mischdauer: 12 Min.
Drehzahl: 1700 - 200/U/Min.
Ergebnis: Gehalt an wirksamen Additiven: 52,6 % Konzentratausbeute: 92 % Rieselfähigkeit: 20 : 7,2 Sek. ¹) Staubbildung: keine Produktaspekt: weißes, einheitliches, etwas raums, gut rieselfähiges Pulver, nicht staubend Beispiel 5 Trägersubstrate 280 g Polypropylenpulver (PPG 0122),Korngröße ca.
0,05 - 0,6 mm 210 g oberflächenaktive Kieselsäure (Aerosil 200) / 20p schmelzende + flüssige Additive Schmelzpkt.
34 g phenolisches Antioxidans I 1200 50 g Wärme-Costabilisator I(Laurylthiodipropionat) 380 50 g Wärme-Costabilisator II (Stearylthiodipropionat) 650 50 g organisches Phosphit (Trilaurylphosphit) flüssig 25 g Lichtstabilisator I (Tinuvin 327) 1540 25 g " " II (Cyasorb UV 531) 480 34 g phenolisches Antioxidans II (Ionol) 700 34 g Korrosionsschutz-u.Gleitmittei(Ca-Stearat) ca.1500 nicht schmelzbare Additive 34 g anorganisches Grünpigment (Ghromoxydgrün) -Mischtemperatur: 1050 Mischdauer: 15 Min.
Drehzahl: 1800 /Min.
Ergebnis: wirksame Additive: 40,7 % Konzentratausbeute: 96 % Rieselfähigkeit: 6,1 Sek (100g/200/12 mm Düse) Korngröße: 0,2 - 0,7 mm Produktaspekt: grünes, einheitliches, gut rieselfähiges, nicht staubendes Pulver Beispiel 6 Trägersubstrate 280 g Polypropylenpulver (PPH 0150) 210 g Sipernat 22 S schmelzende Additive Schmelzpkt.
50 g phenoliscnes Antioxidans (Hostanox 03) 1700 100 g Co-Stabilisator (Distearyldisulfid) 560 100 g Ca-Stearat 1500 unschmelbare Additive 200 g Nucleierungsmittel (Talcum ultrafein) -Mischtemperatur 100° Mischdauer: 7 1/2 Min.
Drehzahl: 200-0 U/Min.
~r. gebnis: wirksame Additive: 47,9 % Konzentratausbeute: 94 ° Rieselfähigkeit: 6,8 Sek (100g/200/12 mm) Staubbildung: keine Produktaspekt: weißes, einheitliches, gut rieselfähiges, nicht staubendes Pulver In einem 100 ltr. IJeizmischer (Henschel, Typ FM 150) werden bei 750 U/Min 5 kg Sipernat 22 S und 5,6 kg Hostalen PPG 0150 auf 950 aufgeheizt. Über einen Fülltrichter werden innerhalb von 6 Min. möglichst gleichmäßig die vorgemischen Additive zugegeben.
Nach beendeter Stabilisatorzugabe wird di.e Drehzahl des Mischers auf 1500 U/Min erhöht. Dci Sättigung des Sipernats (Anstieg der Leistungsaufnahme des Mischers auf ca. das Doppelte und Beendigung der Staubbildung) wird das Produkt in einen Kühlmischer abgelassen und auf ca. 400 abgekühlt.
Dem Kühlvorgang wird erforderlich eine Produktsiebung oder Trocknung angeschlossen.
Trägersubstrate 5,6 kg Polypropylenpulver (PPH 0150) 5 kg Sipernat 22 S schmelzende Additive Schmelzpkt.
3,3 kg phenolisches Antioxidans (Hostanox 03) 1700 1,65 kg Co-Stabilisator I (Laurylthiodipropionat) 380 1,65 kg " II " II (Stearylthiodipropionat) 650 0,65 kg Korrosionsschutz-u. Gleitmittel 1500 Mischtemperatur: 95 0 Mischdauer: 8 Min Drehzahl: 750 - 1500 U/Min Ergebnis wirksame Additive: 40, % Konzentratausbeute: 95 % Rieselfähigkeit: 6,5 Sek (100g/200/12 mm Düse) Staubbildung: keine Produktaspekt: weißes einheitliches, gut rieselfähiges , nicht staubendes Pulver Beispiel 8 Eigenschaften von Polypropylen/ normal stabilisert, B mit erfindungsgemäß herstelltem Konzentrat hergestellt In einem 100 ltr. Schnellmischer wurden je 10 kg Polypropylenpulver A - durch Zusatz der Additive auf übliche Art durch Zugabe der einzelnen Stabili.satorsubstanzen, B - durch Zusatz eines der gewählten Stabiliserungsrezeptur entsprechend zusammengesetzten, erfindungsgemäß hergestellten Konzentratmusters mit der folgenden Stabilsierungsrezeptur 0,5 t0 phenolisches Antioxidans (Hostanox 03) 0,25 ° Co-Stabilisator I (Luarylthiodipropionat) 0,25 % Co-Stabilisator II (Stearylthiodipropionat) 0,5 ° Kupferinhibitor (Kondensationsprodukt aus Santonox R und Phosphortrichlorid) 0,2 % Ca-Stearat ausgerüstet und auf einem 20 D Weber-Laborextruder granuliert.
An den Granulaten der Proben A und B bzw. an den, aus den Granulaten hergestellten Prüfkörpern (1 mm Granluatpreßplatten, 2,5 mm Spritzgußplatten) wurden die folgenden Eigenschaften gemessen: Ergebnis PP-Eigenschaften Probe A Probe B Eigenschaften normal mit Konzentrat 5) stabilisiert 1. Durchsatz bei Granulierung 26,87kg/h 27,42 kg/h Eigenschaften am Granulat 2. MFI230/5 1.24 g/10 Min 0,72g/10Min Korrosion¹) 0,05 % 0,05 % 3. Verdampfungsverlust¹) 0,11 % 0,13 % an 2,5 mm Spritzgußplatten 4. Gelbwert²) - 6,8 5,9 5. Transparenz (T-Wert)3) 5 14 an Preßplatten 6. Kerbschl.agzähigkeit 12,lkp/cm2 11 ,8kp/cm2 7. Kugeldruckiärte 63 kp/cui2 64 kp/cm2 Probe A Probe B Eigenschaften normal mit Konzentrat 5) stabilisiert 8. Wärmealterungsbeständigkeit/1400 4) mit eingepreßtten Kupferstreifen 17 Tage 24 Tage 1) betriebsinterne Methode der Hoechs AG 2) Zunahme des Gelbwertes bedeutet Zunahme der Probenvergi lbung 3) Anteil des Lichts an gestreutem Licht 4) im Umlufttrockenschrank bei 1400 5) 2 h bei 900 getrocknet Die Verarbeitungsstabilität (s. Fließvisositätswerte MF1230/5> No. 2) sowie die Transparenz (s. Lichtsteuerung No. 5) der mit Pulverkonzentrag stabil.isierten Probe B sind der normal stabilisierten Vergleichsprobe A deutlich überlegen, alle übrigen Eigenschaften entsprechen einander weitgehend.
Beispiel 9 Verarbeitungsstabilität von Polypropylen, normal/mit Pulverkonzentrat stabilisert Durch Stabiliserung von jeweils 1,5 kg Polypropylenpulver (Hostalen PPG 0150) in einem 5kg Schnellmischer (20°/ 2000 U/Min/20° wurden die Versuchsproben A) durch direkte Additivzugabe in den Schnellmischer B) durch Zugabe von 3 g eines entsprecllend zusammengesetzten erfindungsgemäß hergestellten Pulverkonzentrats mit der Stabilise.rungsrezeptur 0,05 % phenolisches Antioxidans (Irganox 1010) 0,1 % Co-Stabilisator I (Luarylthiodipropionat) 0,1 % Co-Stabilsiator II (Tris-nonolyphenylphosphit) 0,05 % Korrosionsschutzmittel (Zinkoxid) ausgerüstet.
Die Proben wurden auf einem 20 D Weber Laborextruder bei 2400/40 U/Min granuliert und an den Granulaten in einem Göttfert-Plastographen die Verarbeitungsstabilität durch Bestimmung des Drehmomcntabfalls in Abhängigkeit von der Zeit bei 2000 sowie die Farbqualität an 2,5 mm gespritzten Farbtestplatten durch optische Messung des Gelbwertes bestimmt.
Ergebnis: Gelbwert an 2,5mm Verarbeitungsstabilität/ Spritzgußplatten 2000 Drehmoment cm kp/cm2 1) nach 5 30 60Min ProbeA direkte Additivzugabe 2,13 0,55 0 - 5,2 Proben Stabiliserung mit Pulverkonzentrat 2,23 1,27 0,40 -4,5 kolorimetrische Messung mittels eines speziellen Kolorimeters, firmeninterne Methode der Hoechst AG Die Farbqualität der mit Pulverkonzentrag ausgerüsteten Probe B ist der normal stabiliserten Probe A etwas, die Vorarbei tuiigsstahilität deutlich überlegen.
Beispiel 10 Verarbeitbarkeit von mit hohen Anteile-n an flüssigen bzw.
niedrig schmelzenden Additivanteilen ausgerüstetem Polypropylen In einem 100 ltr Schnellmischer (enschel, Typ FM 150) wurden je 10 kg Polypropylenpulver (Hostalen PPH 0150) durch direkten Zusatz der einzelnen Additive, B) durch Zusatz von 313 g des gemäß Beispiel 2 hergestellten Pulverkonzentrags mit der folgenden Stabiliserungsrezeptur 0,3 % phenolisches Antioxidans (Hostanox 03) 0,45 t, Co-Stabilisator I tDi-Stearyldithioäther) 0,45 % Co-Stabilisator -11 (Stearylthiodipropionat) 0,3 % Co-Stab.ilisatorIII (Trilaurylphosphit) 0,15 % Korrosionsschutzmittel (Ca-Stearat) ausgerüstet. Die auf diese Weise konventionell bzw. unter Verwendung eines erfindungsgemäß hergestellten Pulverkonzentrats mit der -gleichen Rezeptur stabiliserten PP-Proben wurden auf einem 20 D Weberextruder bei 2400 und 40 U/Min granuliert.
Die mit dem erfindungsgemäß hergestellten Konzentratmuster hergestellte Probe B ließ sich unter den angegebenen Bedingungen problemlos granulieren und zu verschiedenen Probekörpern weiterverarbeiten. Probe A lief bei der Granulierung infolge sehr inhomogener Stabi3isatorverteilung und Verklumpung der Pulvermischung sehr ungleichmäßig unter mehrfache Aussetzen der Materialfördcrung, so daß mit dieser Probe eine störungsfreie Granulierung nicht mög lich war.
Beispiel 11 Eliminierung geruchlicher Additivverunreinigungen durch Thermodiffusion In einer mit elektrischer Mantelheizung versehenen Glaskolonne (lichte Weite 30 mm, Höhe 400 mm, am unteren Ende in einer auf 5 mm konisch verengten, mit Glaswolle versehenen Auslauf) wurden 100 g des erfindungsgemäß bergestellten Pulverkonzentrats von Beispiel I nach Vorheizen auf 1000 in einem langsanlen, auf 100° aufgeheizten Stickstoffstrom (20 ltr/h) ausgegast. An aus der Diffusionskolonne nach bestimmten Zeitabständen entnommenen, erkalteten Konzentratproben wurde der Eigengeruch sensorisch bestimmt.
Ergebnis: G uchsqua.lität in Abhängigkeit von der Entgasungszeit Pulverkonzentrag Beispiel 1 Dauer der N2-Spülung bei 1000: 0 30 60 120Min sensorische Geruchsbenotung: 4 3 2 Geruchsnoten: 1 = geruchlos 2 = schwacher Geruch 3 = mäßiger Geruch 4 = starker Geruch Mi t; zunchmender Entgasungszeit wird die Geruchsqualität 1 laufend verbessert. Nach einer Entgasungszeit von 2 Stunden sind die urspriingl J ch :i n der Probe enthaltenen starken Geruchsverunreinigungen sensorisch nicht mehr wahrnehmbar.
Beispiel 11 Hydrolyseschutz durch Wachsummantelung 1 kg des gemäß Beispiel 1 hergestellten Pulverkonzentrags wurden in einem 5 ltr. Schnellmischer bei einer Drehzahl von 2000 U/Niin mittels einer Sprühdose mit einer auf 160° vorgeheizten Wachsschmelze des Polyäthylenwachses PE 520 besprüht und nach der Besprühullg mit steigenden Mengen Wachs die Hydrolysebeständigkeit der in den jeweils entnommenen, verschieden lange gesprühten Konzentratproben enthaltenen hydrolyseanfälligen Phosphitanteile (weston 618) durch Bestimmung der Wasseraufnahme in wasserdampfgesättigter Luftatmosphäre bei 200 (mit Wasser versehener Exsikkator) ermittelt.
Ergebnis: Wasseraufnahme der ummantelten Pulverkonzentrage Probe Wachsummantelung Gewichtszunahme nach 2 4 6 Tagen 1.Konz.Beispiel 8) ohne 1,18 2,26 3,28 2. " " mit 9% Wachs 0,50 0,95 1,41 3. " " mit 22% Wachs 0,18 0,40 0,65 4. " " !1 mit 34% Wachs 0,08 0,15 0,26 Mit anteilmäßiger Zunahme der Wachsummantelung der Konzentratproben nimmt der Hydrolyseschutz der verseifbaren Phosphitanteile der Rezeptur ab.

Claims

i Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung eines hochkonzentrierten, hochtemperaturbeständigen staubfreien pulver- oder granulatförmigen Additiv-Konfektionats mit guter Rieselfähigkeit und beliebig einstellbarer Korngröße und Korngrößenverteilungsspektrum unter Verwendung beliebiger flüssiger, niedrig ç oder hochschmelzender oder unschmelzbarer Additiven oder Additivmischungen bei dem die flüssigen oder schmelzbaren Additive mit einem Trägersubstrat in einem hochtourigen Rotationsmischer gemischt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwei Trägersubstrate verwendet werden, wobei ein erstes Trägersubstrat aus einem feinteiligen bis hochdispersen, vorzugsweise anorganischen Trägermaterial mit hoher spezifischer Oberfläche und einem Adsorptionsvermögen zur Aufnahme und adsorptiven Bindung beliebiger flüssiger, niedriger oder hochschmelzender Additive besteht, und ein zweites Trägersubstrat aus einem mehr oder weniger grobteiligen, vorzugsweise organischen höherschmelzenden Trägermaterial besteht æur-adtläsiven Bindung der additivgesättigten Partikel des ersten Trägersubstrats und zur Festlegung einer gewünschten Korngröße sowie eines beliebigen Korngrößenverteilungsspektrums.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Trägersubstrat hochdisperse pyrolytische oder Fällungskieselsäuren mit großer spezifischer Oberfläche und hohem Adsorptionsvermögen eingesetzt wird, wie es z.. unter dem Handelsnamen Aerosil oder Sipernat bekannt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Trägersubstrat oberflächenaktive Ruße, wie z.B. Corax 6 oder Printex U verwendet werden, sofern die schwarze Farbe nicht störend ist und die Additivwirksamkeit durch die Gegenwart des Rußes nicht beeinträchtigt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial des ersten Substrats aus feinteiligen Metalloxiden oder feinteiligen schwer löslichen Metallsalzen besteht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als gröberteiliges zweites Trägersubstrat thermoplastische Kunststoffe mit einem Schmelz- oder Erweichungsbereich von 7800 verwendet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als zweites Trägersubstrat ein möglichst niedermolekularer Typ des betreffenden Polymeren verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als zweites Trägersubstrat mit dem auszurüstenden Thermoplasten verträgliche Wachse mit einem Schmelz- oder Erweichungspunkt von 780 verwendet wird.
8. Verf<'iflren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als zweites Trägersubstrat pulver- oder granulatförmige Typen auf den auszurüstenden Thermoplasttyp abgestimmt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als zweites Trägersubstrat geeignete niedermolekulare Typen des auszurüstenden Thermoplasten verwendet werden.
10 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daR als zweites Trägersubstrat der auszurüstende Thermoplasttyp verwendet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Miscnung anorganische oder organische Pigmente zugegeben werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Adhäsionsbindung des feinteiligen ersten Trägersubstrats auf der Partikeloberfläche des zweiten Trägersubstrats durch geringen Überschuß der flüssigen oder bei Mischtemperatur geschmolzenen oder angesinterten, adhäsiv wirkenden Additive oder Adäsionsmittel über den Sättigungsgrad des ersten Trägersubstrats hinaus vorgenommen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischvorgang bei Beendigung der Staubbildung in der Gasphase des Mischers bzw.

vor dem Anstieg des Drehmoments des Mischaggregats beendet wird.
14. -Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein definierter Agglomerationsgrad und damit eine gezielte Erhöhung der Partikelgröße durch kurzzeitige Fortsetzung des Mischvorganges in Gegenwart eines, dem gewünschten Agglomerationsgrad entsprechenden Überschusses an adhäsiv wirkenden Rezepturbestandteilen über den Beginn des Drehmomentanstieges hinaus eingestellt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Konfektionatszubereitung Binde- oder Adhäsionsmittel zur Erhöhung der Adhäsionskraft und Abriebfestigkeit der Präparation zugesetzt werden.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Trägersubstrat mit im Bereich von Mischtemperaturen zwischen 80 bis 1500 C schmelzenden Additiven mit oder ohne Zusatz unschmelzbarer feinteiliger, gegebenenfalls staubender Additive, wie Pigmente, Metalloxide oder anorganische Salze ohne Mitverwendung des ersten Trägersubstrats durchgeführt wird unter der Voraussetzung, daß die Additive auf der Kornoberfläche des zweiten Trägersubstrats einen genügend stabilen, nicht backenden Kernmantel ergeben.
.7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere, unter den Bedingungen der Konzentratherstellung miteinander unverträgliche, z.B. chemische unerwünschter Weise miteinander reagierende Komponenten des Additivsystems in der Weise räumlich voneinander getrennt werden, daß die betreffenden Additivkomponenten zeitlich nacheinander gemeinsam mit einem Anteil des ersten Trägersubstrats zudosiert werden, wodurch mantelförmige Umhüllungen in Form von zwiebelartigen Schalen sich ergeben.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentratpartikel im Anschluß an die Konfektionatherstellung durch Nachdosierung oder aber nach dem Erkalten durch einen Sprühprozeß mit einer die Abriebfstigkeit und Hydrolsebeständigkeit verbessernden Wachsunhüllung versehen werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur Eliminierung geruchsbeeinträchtigender Additivverunreinigungen das Konzentrat a) unmittelbar im Anschluß an die Herstellung im gleichen Mischaggregat b) in einem getrennten Verfahrensschritt in einer nach dem Gegenstromprinzip arbeitenden heizbaren Entgasungskolonne im Temperaturbereich von 100 bis 120 0C im heißen Stickstoffstrom ausgegast wird und diese Ausgasung mit dem eventuell erforderlichen Trocknungsprozeß gekoppelt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß dem geruchsfreien Konfektionat im Anschluß an den Herstellungsprozeß oder nach dem Erkalten ein oder mehrere Geruchsstoffe zugesetzt werden.