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Verfahren zur Herstellung des pulver- oder granulatför-
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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.
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In der Technik werden Kunststoffeigenschaften durch eine Vielzahl
verschiedenartigster Additive in weiten Grenzen modifiziert.
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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.
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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..
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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.
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Die Anwendungskunzentration der verschiedenen Additive schwankt entsprechend
ihrer ganz verschiedenartigen Funktionen in weiten Grenzen etwa zwischen 0,01 und
5 %.
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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..
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Es sind in. der Technik verschiedene Verfahren eingeführt, durch welche
die beschriebenen Schwierigkeiten zum Teil umgangen oder vermieden werden können.
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So kann man z.B. flüssige oder niedrige schmelzende Wirk-.
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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.
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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.
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Damit ist das Verfahren von vornherein auf Substanzen mit ausreichender
Löslichkeit bzw. Verträglichkeit in dem Trägermedium beschränkt.
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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.
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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.
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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.
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Fünftens: Bei Anwendung mehrerer Additivkomponenten läßt sich die
Verfahrenseignung infolge der wechselseitIgen Löslichkeitsbeeinflussung der Kompoenenten
häufig nicht mit Sicherheit voraussagen.
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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.
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Dieses Verfahren wird nur für PVC empfohlen und setzt die Anwesenneit
eines unter 2000 schmelzenden Additivs voraus.
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Es ist insbesondere nicht geeignet für die Konfektionierung von Addi.tivmischungenj
die einen etwas erhöhten Anteil flüssiger oder niedrig schmelzender Komponenten
enthalten.
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G>genüber dem erfindungsgemäßen Verfahren ist dieses Verfahren
somit in seinen Anwendungsmöglichkeiten bedeutend eingeschränkt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die pneumatische Separation der Feinanteile des Additivkompounds bedeutet
ferner eine unkontrollierbare Senkung der Additivkonzentration und damit eine Qualitätsminderung
der Fertigerzeugnisse, damit verbunden bedeutende Additivverluste.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Adsorptionsvermögen der fijissigen, geschmolzenen oder gesinterten
organischen Rezepturbestandteile gebunden.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Untersättigung des Systems läßt sich nach Art einer Titration beliebig
oft hintereinander einstellen, d.h. er ist in beiden Richtungen reversibel.
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Auf entsprechende Weise ist es möglich, die Teilchengröße des Konfektionats
durch kontrollierte Agglomeration gezielt zu crhöhen.
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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.
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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..
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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.
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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.
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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.
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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.
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durch Verwendung von Siebfraktionen oder von in anderer Weise herstellbaren
Kunststoffgranulaten verschiedener Teilchendurchmesser.
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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.
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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.
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Es besteht darüber hinaus die Möglichkeit der Verwendung genügend
hochschmelzender Wache oder Paraffinkohlenwasserstoffe, sofern sie eine genügend
gute Verträglichkeit mit dem Basispolymeren besitzen.
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In Betracht zu ziehen sind hier z.B. geeignete PP- oder PE-Wachse
oder genügend hochmolekulare Esterwachse.
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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.
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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.
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Weitere Einzelheiten sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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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.
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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.
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Der Forderung nach möglichst kleinem Teilchendurchmesser im Hinblick
auf möglichst leichte Dispergierbarkeit stehen alle mit hoher Feinteiligkeit und
Staubbildung in Zusammenhang stehenden Probleme entgegen.
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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.
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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.
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Die Größe der für die Auflösung des Kornverbandes erforderlichen Reibungs-Scher-
bzw. Deformationskrafte kann durch verschiedene Maßnahmen variiert werden.
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Durch das beschriebene Verfahren kann eine ausgezeichnete Additivverteilung
erreicht werden unter Vermeidung aller, bei der Verwendung feinteiliger, schmelzbarer
oder flüssiger Additivsysteme auftretenden Produktionsprobleme.
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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.
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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.
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Dieser Fall kann z.B. dann gegeben sein, wenn kristallwasserhaltiges
Gleit- oder Korrosionsschutzmittel wie z.B.
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Ca-Stearat oder CaO mit einem hydrolyseempfindlichen Additiv, z.B.
einem organischen Phosphit kombiniert wird.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Eine technologisch bedeutsame Ausführungsform des Verfahrens besteht
darin, daß man der Additivpräparation niedrige Konzentrationen eines spektroskopisch
auf einfache Weise quantitativ bestimmbaren Markierungsmittels, z.B.
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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.
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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.
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Abgesehen von einer wesentlichen Verbesserung der Qualitätskonstanz
der Fertigerzeugnisse ist hierdurch eine bedeutende Produktionsrationalisierung
erreichbar.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Von prinzipiellem technologischen Interesse ist ferner eine erweiterte
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver-£ahrens.
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Die hohe thermische Beständigkeit der erfindungsgemäß her -gestellten
Präparationen bis in den Temperaturbereich der zweiten Trägersubstrate d.h. im Falle
der Verwendung z.B.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Auf diese Weise wird angenehm duftende Fertigteile mit dauerhafter
Duftstoffixierung erzeugt werden.
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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.
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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.
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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.
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Gegen Ende des Mischprozesses auftretende Agglomeratbildung kann durch
Zusatz angemessener Mengen des ersten Trägersubstrats, forgesetzte Staubbildung
kann durch Nachdosierung der Additivmischung kompensiert werden.
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Bei sachgemäßer Ausführung des Mischprozesses wird ein einwandfreies,
d.h. nicht agglomeriertes, gut rieselfähiges, nicht staubendes, einheitliches Konzentrat
erhalten.
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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.
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Drehzahl:1700 - 2000 U/Min.
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Ergebnis: Gehalt an wirksamen Additiven: 50,5 % Konzentratausbeute:
95 % Rieselfihigkeit: 200:5,9 Sek./500 5,2 Sek.
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(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.
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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.
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Drehzahl: 170 - 2000 U/Min.
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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.
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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.
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Drehzahl: 1700 - 2000 U/Min.
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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.
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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.
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Drehzahl: 1700 - 200/U/Min.
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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.
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0,05 - 0,6 mm 210 g oberflächenaktive Kieselsäure (Aerosil 200) /
20p schmelzende + flüssige Additive Schmelzpkt.
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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.
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Drehzahl: 1800 /Min.
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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.
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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.
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Drehzahl: 200-0 U/Min.
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~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.
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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.
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Dem Kühlvorgang wird erforderlich eine Produktsiebung oder Trocknung
angeschlossen.
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Trägersubstrate 5,6 kg Polypropylenpulver (PPH 0150) 5 kg Sipernat
22 S schmelzende Additive Schmelzpkt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Beispiel 10 Verarbeitbarkeit von mit hohen Anteile-n an flüssigen
bzw.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.