HU209565B - Eljárás polikaprolaktám por, paszta vagy vizes diszperzió előállítására polikaprolaktám, előnyösen polikaprolaktám hulladék felhasználásával - Google Patents

Abstract

Az eljárás szerint a polikaprolaktámot, előnyösen hulladékot annak tömegére számított legalább 30 tömeg% vízzel és 1-10 tömeg% szervetlen vagy szerves savval 0,4-1,6 MPa nyomáson és 140-200 °C közötti hőmérsékleten 1-3 órán át kezelik. A reakcióelegyet kívánt esetben ismert módon szűrik és a rendszert ismert módon kicsapják, vagy a fentebb előállított terméket poliamidhoz adják és a poliamid össztömegére számított legalább 30% vízben, 0,4-1,6 MPa nyomáson és 140-200 °C közötti hőmérsékleten oldják és a poliamidot ismert módon kicsapják. Diszpergáló szerek alkalmazásával az eljárást fentiek szerint lefolytatva pasztát vagy vizes diszperziót is nyerhetnek.

Description

A találmány tárgya új eljárás polikaprolaktám por, paszta vagy vizes diszperzió előállítására polikaprolaktám (előnyösen polikaprolaktám hulladék) felhasználásával.

A szakirodalomban jónéhány módszer ismeretes polikaprolaktám por, paszta vagy vizes diszperzió előállítására polikaprolaktám alapanyag felhasználásával. A gyártás történhet hulladékból is, amennyiben az eléggé tiszta. Az őrléses eljárásnál mindenféle szenynyezettség zavaró, mert nincs mód az eltávolításukra. A savas oldáson alapuló eljárásoknál elsősorban a gyakran előforduló különböző fémforgácsok, a mészkő alapú szennyezések (pl. malter) és az egyéb savban oldható műanyagok zavaróak.

Ezzel szemben a bejelentés tárgyát képező eljárással erősen szennyezett hulladékok is feldolgozhatók, ti. a vízben nem oldódó mechanikai szennyezések egy szűrési művelettel el távolíthatók, míg a vízoldható szennyezéseket a por kicsapatása és centrifugálása után vizes mosással távolíthatjuk el.

Az egyik módszer szerint polikaprolaktám port úgy állítanak elő polikaprolaktám alapanyagból, hogy azt megőrlik és szitálással frakciókra választják szét. Az eljárás hátránya, hogy tiszta polikaprolaktámból kell kiindulni, ezért drága, és a polikaprolaktám nagyfokú szívóssága miatt nehezen darálható. A kapott por olvadásmechanizmusa és szórhatósága nem megfelelő, lényegesen gyengébb, mint az oldószeres eljárással előállított poroké.

Más módszerek szerint a polikaprolaktám alapanyagot ásványi vagy szerves sav vizes oldatában vagy egyéb szerves oldószerben (metanolban, kaprolaktámban, dietilén-glikolban) oldják, majd a polikaprolaktám port víz hozzáadásával csapják ki. Az eljárások közös hátránya, hogy tekintélyes mennyiségű oldószert igényelnek (a polikaprolaktámra számítva az oldószert 3-3-szoros mennyiségben alkalmazzák), és a polikaprolaktám kicsapása után az oldószert regenerálni kell. A regenerálás nagymértékben megnöveli az eljárás munka- és készülékigényességét, ugyanakkor az oldószerveszteség így is jelentős. További problémát jelent, hogy az oldószer többnyire mérgező vagy erősen korrozív ill. tűz- és robbanásveszélyes.

A 10 846. sz. német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírás szerint a polikaprolaktám alapanyagot nyomás alatt vízben 140 Celsius fok fölötti hőmérsékleten oldják fel, és az így kapott vizes polikaprolaktám oldatot használják fel. Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy amennyiben a fenti módon előállított polikaprolaktám oldatot lehűtjük, akkor a polikaprolaktám nem diszperz formában, hanem szívós masszaként, egy tömegben válik ki.

Kísérleteink során célunk az volt, hogy olcsó, könnyen kivitelezhető, környezetkímélő, kis készülékigényű eljárást dolgozzunk ki, előnyösen akár szennyezett polikaprolaktám hulladékok felhasználásával. A találmány szerinti polikaprolaktám port, pasztát vagy vizes diszperziót úgy állítunk elő, hogy

1. a polikaprolaktámot, előnyösen hulladékot, annak tömegére számított oldószerként legalább 30% vízzel és a diszperz formában történő kicsapást elősegítő adalékként 1,0-10 tömeg% technikai töménységű foszforsavval, 140-200 Celsius fok hőmérsékleten és 0,1-1,6 MPa nyomáson hevítünk 1-3 órán keresztül. Kívánt esetben az oldatot ismert módon szűrjük és a rendszert ismert módon kicsapjuk. Por előállítása esetén a kicsapott polikaprolaktámot centrifugáljuk, szárítjuk és frakcionáljuk.

2. a fentiek szerint előállított polikaprolaktám regenerátumot polikaprolaktámhoz, előnyösen polikaprolaktám hulladékhoz adjuk, és az ossz polikaprolaktám tömegéhez számított legalább 30% vízzel 140— 200 Celsius fok hőmérsékleten 0,4-1,6 MPa nyomáson hevítjük 1-3 órán keresztül, kívánt esetben az oldatot szűrjük és a polikaprolaktámot az ismert módon kicsapjuk.

Az eljárás során nyersanyagként bármely polikaprolaktám nyersanyagot, előnyösen hulladékot alkalmazhatunk, például forgácsot, kötelet, szálat, textilhulladékot, stb., amelyek olcsó és könnyen hozzáférhető anyagok. Amennyiben a polikaprolaktám szennyezett volt, oldás után, akár az oldáshoz használt segédanyagok hozzáadása után vagy előtt a mechanikai szennyezések eltávolíthatók. Kiindulási anyagként például továbbá aprított tiszta polikaprolaktámot használhatunk, de a polikaprolaktám előállítási reakcióját is vezethetjük úgy, hogy az olvadék formájú félkész terméket vezetjük a fenti vizes rendszerbe.

Az oldás során viszonylag kis mennyiségű foszforsavat alkalmazunk segédanyagként.

A kis mennyiségben alkalmazott foszforsav az oldást is elősegíti, elsődleges szerepe azonban annak biztosítása, hogy a polikaprolaktám ne egy tömegben, hanem diszperz formában csapódjon ki a vizes oldatból.

A foszforsav adalékanyagon kívül a gyártás során alkalmazhatunk egyéb adalék-, töltő- és színezőanyagokat valamint modifikátorokat is. Az adalékanyagokat tetszés szerint a polikaprolaktám nyersanyag vízben oldása előtt vagy után adhatjuk a rendszerhez.

A vizes oldatból a polikaprolaktámot például porlasztással, hűtéssel, hideg víz beinjektálásával, expandáltatással csaphatjuk ki, mely technológiai műveletek könnyen végrehajthatók és a szakemberek számára jól ismertek.

Amennyiben vizes diszperziót vagy pasztát kívánunk előállítani, a fenti adalékanyagok mellett szokásos díszpergálószereket és töltőanyagokat is alkalmazunk. Amennyiben vizes diszperzió vagy paszta előállítása a cél, a fent ismertetett eljárással már az első autoklávban készterméket nyerünk.

Ha polikaprolaktám port kívánunk előállítani, ebben az esetben a fentebb ismertetett eljárással a kicsapató autoklávban egy zagyot kapunk, amely felfogható regenerátumként. A további feldolgozás során a zagyot centrifugáljuk, a centrifugán mossuk, ily módon távolítva el a vízben oldódó szennyezéseket (a vízben nem oldódóaktól a nyomószűrőn már megszabadultunk). Acentrifugálás után a tiszta regenerátumot megszárítjuk, megőröljük és szitálással megfelelő szemcseméretű frakciókat nyerünk. Az őrlésről meg kell jegyeznünk, hogy valójában ez

HU 209 565 A szétveretés, t.i. a kicsapatás során a polikaprolaktám néhány 10 mikrométer szemcseméretű elsődleges képződmények formájában válik ki és csak a további hűtés során agglomerálódik és ennek őrlése minőségileg más, mint a kristályos polikaprolaktámoké.

A találmány szerint előállított por, diszperzió vagy paszta például korrózió- ill. kopásálló bevonatok, villamos szigetelő bevonatok készítésére, fehér bor és gyümölcslevek derítésére, kenőolajadalékként vagy diszperziós festékek előállítására alkalmazható.

Az, hogy a találmány szerint vizes oldatot állítunk elő, különösen előnyös, mivel a színezéket, fedőfestéket, modifikátorokat és egyéb adalékanyagokat igen egyszerűen és hatékonyan dolgozhatjuk be az oldatba.

Az eljárás a gyártási paraméterek megválasztásának függvényében lehetővé teszi a nyert tennék tulajdonságainak viszonylag széles határok között történő megváltoztatását is. A sav mennyisége, az oldási idő és hőmérséklet, a kicsapatási hőmérséklet variálásával nagymértékben változtatható a termék keménysége, szakítószilárdsága, rugalmassága, móltömege, olvadásmechanizmusa, kopásállósága, stb.

A találmány szerinti eljárás előnyei a következők:

• - oldószerként vizet használunk szerves vagy szervetlen oldószer helyett, • - az oldószer regenerálás nélkül visszavezethető a kicsapás után a folyamat elejére, • - zárt környezetkímélő rendszer alakítható ki, mely nem eredményez szennyvizet, • - a kiindulási nyersanyag olcsó, könnyen hozzáférhető, hulladékanyagok hasznosíthatók, • - végtermékként a további felhasználás szempontjából előnyös vizes diszperziót állíthatunk elő, • - a végtermék paraméterei kedvezőbbek, mint a kiindulási anyagé.

A találmány szerinti eljárást az alábbi példákon mutatjuk be anélkül, hogy a találmányt a példákra korlátoznánk.

1. példa

Az autoklávba bemérünk egy tömegrész polikaprolaktámot (polikaprolaktám forgács), 2 tömegrész vizet, 0,001 tömegrész vízoldható Nylosol (Sandoz) színezéket, 0,005 tömegrész benzilalkoholt és etilénklórhidrint, valamint 0,03 tömegrész technikai töménységű foszforsavat.

Az autoklávot direkt gőzzel vagy köpenyen keresztül felfűtjük 170 Celsius fok hőmérsékletre, beindítjuk a keverőt és 2 órán át ezen a hőmérsékleten tartjuk. Ezután a kapott oldatot nyomószűrőn keresztül egy másik autoklávba nyomatjuk át, melybe előzőleg 0,005 tömegrész titándioxidot mértünk be és állandó keverés mellett, vízhűtést alkalmazva lehűtjük az oldatot kb. 60 Celsius fokra.

A kivált polikaprolaktám szemcséket centrifugán keresztül választjuk el az anyalúgtól, vízzel mossuk, majd szárító berendezésben megszárítjuk. Végül a száraz polikaprolaktám szemcséket megőröljük és a kívánt szemcseméretre szitáljuk. Az eljárással 0,9 tömegrész polikaprolaktám-por nyerhető. A nyert terméket szinterezési eljárás során felületbevonásra (korrózióvédő-, dekoratív- és kopásálló bevonatok készítése) használjuk.

2. példa

Az autoklávba bemérünk 1 tömegrész polikaprolaktámot, 3 tömegrész vizet, 0,003 tömegrész vízoldható Nylosol (Sandoz) színezéket, 0,04 tömegrész technikai töménységű foszforsavat, és a vizes diszperziós nylon festékek ill. paszták előállításánál szokásos egyéb adalék- ill. töltőanyagokat. (A vízben nem oldódó adalékanyagokat a kicsapató autoklávba adagoljuk.)

Az autoklávot felfűtjük 170 Celsius fok hőmérsékletre, és 2 órán keresztül ezen a hőmérsékleten tartjuk. Az oldatot ezt követően átnyomjuk a kicsapató autoklávba, majd keverés mellett lehűtjük. A polikaprolaktám sűrű vizes diszperzió formájában kiválik.

3. példa

Az autoklávba bemérünk 1 tömegrész polikaprolaktámot (lehet erősen szennyezett hulladék is), 0,03 tömegrész vizet, 0,003 tömegrész vízoldható Nylosol (Sandoz) színezéket és 0,04 tömegrész technikai töménységű foszforsavat.

Az autoklávot direkt gőzzel vagy köpenyen keresztül felfűtjük 170 Celsius fokra és 2 órán keresztül ezen a hőmérsékleten tartjuk.

A nyert terméket ezután nyomószűrőn keresztül a kicsapató autoklávba nyomatjuk át, melybe előzőleg 0,010 tömegrész titándioxidot mértünk be és ahol állandó keverés mellett, vízhűtést alkalmazva lehűtjük az oldatot 60 Celsius fokra. Pasztasűrű tömegben válik ki a regenerált polikaprolaktám.

Claims (3)

1. Eljárás polikaprolaktám por, paszta vagy vizes diszperzió előállítására polikaprolaktám alapanyagból, előnyösen hulladékból vizes oldással 100 Celsius fok fölötti hőmérsékleten, azzal jellemezve, hogy a reakciót 140-200 Celsius fok hőmérsékleten, az ennek megfelelő 0,4-1,6 MPa telítési vízgőz nyomáson 1-3 órán át folytatjuk le és oldószerként legalább 30 tömeg% víz és a diszperz formában történő kicsapatást elősegítő adalékként 1-10 tömeg% technikai töménységű foszforsav alkalmazásával, kívánt esetben az oldatot ismert módon szűrjük és a rendszert ismert módon kicsapjuk, adott esetben a kicsapott polikaprolaktámot szárítjuk, őröljük és frakcionáljuk.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a diszperz kicsapatást elősegítő adalékként 810 tömeg% foszforsavat alkalmazunk.

3. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy adalékként a 2. igénypont szerinti eljárással előállított polikaprolaktám port, pasztát vagy vizes diszperziót alkalmazzuk.