PL218751B1 - Sposób wytwarzania mieszanych wosków polietylenowo-polipropylenowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania mieszanych wosków polietylenowo - polipropylenowych metodą współdegradacji termicznej polietylenu i polipropylenu oraz ich kopolimerów.

Woski poliolefinowe są to w temperaturze 20°C substancje stałe, wykazujące pewną plastyczność, charakteryzujące się zakresem temperatur, w których następuje mięknienie, a przy dalszym podwyższaniu temperatury topią się bez rozkładu. Powyżej punktu topnienia, wykazują stosunkowo niską lepkość. Najczęściej stosowane są woski polietylenowe, rzadziej polipropylenowe. Woski polietylenowe charakteryzują się stosunkowo niską temperaturą krzepnięcia i niską lepkością w stanie stopionym, natomiast woski polipropylenowe wysoką temperaturą krzepnięcia i stosunkowo wysoką lepkością w stanie stopionym.

Woski poliolefinowe mogą być wytwarzane metodą specyficznej polimeryzacji etylenu i propylenu o ograniczonym stopniu polimeryzacji lub metodą degradacji termicznej polietylenu, polipropylenu oraz ich kopolimerów. Degradację termiczną poliolefin prowadzi się zwykle w zestawie aparaturowym złożonym z wytłaczarki, ogrzewanego reaktora rurowego oraz układu chłodzenia i rozdziału produktów degradacji. Wytłaczarka w temperaturze powyżej 200 - 250°C wtłacza stopione poliolefiny do ogrzewanego reaktora rurowego, gdzie następuje właściwy proces degradacji termicznej w temperaturze od 350°C do 450°C. Czas przebywania degradowanych poliolefin w reaktorze wynosi od 20 do 120 minut. Mieszanina poreakcyjna jest następnie rozdzielana na fazę ciekłą, będącą woskiem surowym, i fazę gazową, zawierającą lotne produkty destrukcji. Wosk surowy po przedmuchaniu azotem i ochłodzeniu jest gotowym produktem.

Szczególnie cenne są woski charakteryzujące się wysoką temperaturą krzepnięcia i niską lepkością - takie własności mogą mieć woski mieszane polietylenowo - propylenowe. Mieszaniny wosków polietylenowych i wosków polipropylenowych zwykle nie spełniają wysokich wymagań. Znacznie korzystniejsze są mieszane woski polietylenowo - propylenowe wytwarzane metodą specyficznej polimeryzacji etylenu i propylenu o ograniczonym stopniu polimeryzacji lub metodą współdegradacji termicznej polietylenu i polipropylenu oraz ich kopolimerów.

Metoda współdegradacji termicznej jest trudna w realizacji, ze względu na różną szybkość destrukcji termicznej polietylenu i polipropylenu oraz ich kopolimerów. Zastosowanie sposobu znanego z wytwarzania wosku polietylenowego, na przykład według opisu patentowego PL 75 191, prowadzi zwykle do uzyskania produktu zawierającego duże ilości nieprzereagowanego polipropylenu lub, przy wyższych stopniach przereagowania, produktu o względnie niskiej temperaturze krzepnięcia i o barwie od żółtej do brunatnej.

Według wynalazku sposób wytwarzania mieszanych wosków polietylenowo - polipropylenowych metodą współdegradacji termicznej polietylenu i polipropylenu oraz ich kopolimerów w reaktorze rurowym w temperaturze od 350°C do 450°C w czasie od 20 do 120 minut pod ciśnieniem zbliżonym do atmosferycznego polega na tym, że współdegradacji termicznej poddaje się mieszaninę 60 - 95 części wagowych polietylenu z 5 - 40 części wagowych polipropylenu i/lub kopolimerów etylenu i propylenu.

Mieszaninę tę wtłacza się do reaktora rurowego w temperaturze 300 - 350°C.

Korzystnie mieszaninę polietylenu i polipropylenu oraz ich kopolimerów w czasie przebywania w reaktorze rurowym intensywnie się miesza.

Sposobem według wynalazku można wytwarzać z dobrą wydajnością mieszane woski polietylenowo - polipropylenowe o pożądanych właściwościach. Woski takie łatwo są granulowane lub mikronizowane.

Istotę wynalazku ilustrują przykłady wykonania.

P r z y k ł a d 1.

Degradacji termicznej poddaje się mieszaninę składającą się z 80 części wagowych polietylenu wytworzonego metodą polimeryzacji wysokociśnieniowej o gęstości w temperaturze 23°C wynoszącej ₃

0,920 g/cm³, temperaturze mięknienia według Vicata 94°C i wskaźniku szybkości płynięcia wynoszącym 0,28 g/10 min, oraz 20 części wagowych polipropylenu wytworzonego metodą polimeryzacji na katalizatorze metaloorganicznym, o temperaturze mięknienia według Vicata wynoszącej 135°C i wskaźniku szybkości płynięcia wynoszącym 0,65 g/10 min. Degradację prowadzi się w ogrzewanym reaktorze rurowym wypełnionym elementami mieszającymi typu mieszalnik statyczny. Mieszaninę polietylenu i polipropylenu podaje się do reaktora wytłaczarką ze specjalnym ogrzewaniem - stopiona mieszanina na wyjściu z wytłaczarki ma temperaturę 325°C. Czas przebywania reagującej mieszaniny w temperaturze od 350°C do 425°C wyniósł 65 minut. Mieszaninę poreakcyjną rozdziela się w separaPL 218 751 B1 torze, a fazę ciekłą przedmuchuje się azotem w ilości 5 l/kg wosku i po ochłodzeniu do temperatury 185°C kieruje się do granulacji. Uzyskuje się wosk polietylenowo - polipropylenowy z wydajnością 96% wagowych, o temperaturze kroplenia 145°C, lepkości w temperaturze 170°C wynoszącej

114 mPa^s oraz o penetracji w temperaturze 25°C wynoszącej 0,5.

P r z y k ł a d 2.

Degradacji termicznej poddaje się mieszaninę składającą się z 70 części wagowych polietylenu jak w przykładzie 1 oraz 30 części wagowych polipropylenu jak w przykładzie 1. Degradację prowadzi się w zestawie aparaturowym jak w przykładzie 1, przy czym stopiona mieszanina na wyjściu z wytłaczarki ma temperaturę 350°C. Czas przebywania reagującej mieszaniny w temperaturze od 350°C do 450°C wyniósł 65 minut. Mieszaninę poreakcyjną rozdziela się jak w przykładzie 1. Uzyskuje się wosk polietylenowo-polipropylenowy z wydajnością 95% wagowych, o temperaturze kroplenia 153°C, lepkości w temperaturze 170°C wynoszącej 134 mPa^s oraz o penetracji w temperaturze 25°C wynoszącej 0,1.

P r z y k ł a d 3.

Degradacji termicznej poddaje się mieszaninę składającą się z 90 części wagowych polietylenu jak w przykładzie 1 oraz 10 części wagowych kopolimeru propylenowo - etylenowego wytworzonego metodą polimeryzacji na katalizatorze metaloorganicznym, o temperaturze mięknienia według Vicata wynoszącej 138°C i wskaźniku szybkości płynięcia wynoszącym 0,75 g/10 min. Degradację prowadzi się w zestawie aparaturowym jak w przykładzie 1, przy czym stopiona mieszanina na wyjściu z wytłaczarki ma temperaturę 300°C. Czas przebywania reagującej mieszaniny w temperaturze od 350°C do 420°C wyniósł 60 minut. Mieszaninę poreakcyjną rozdziela się jak w przykładzie 1. Uzyskuje się wosk polietylenowo - polipropylenowy z wydajnością 97% wagowych, o temperaturze kroplenia 123°C, lepkości w temperaturze 170°C wynoszącej 104 mPa^s oraz o penetracji w temperaturze 25°C wynoszącej 0,5.

Claims (2)

1. Sposób wytwarzania mieszanych wosków polietylenowo-polipropylenowych metodą współdegradacji termicznej polietylenu i polipropylenu oraz ich kopolimerów w reaktorze rurowym, przy czym mieszaninę polietylenu i polipropylenu oraz ich kopolimerów wtłacza się do reaktora rurowego w temperaturze powyżej 200°C, a czas przebywania mieszaniny polietylenu i polipropylenu oraz ich kopolimerów w temperaturze od 350°C do 450°C wynosi od 20 do 120 minut pod ciśnieniem zbliżonym do atmosferycznego, znamienny tym, że współdegradacji termicznej poddaje się mieszaninę 60 - 95 części wagowych polietylenu z 5 - 40 części wagowych polipropylenu i/lub kopolimerów etylenu i propylenu, przy czym mieszaninę tę wtłacza się do reaktora rurowego w temperaturze 300 - 350°C.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszaninę polietylenu i polipropylenu oraz ich kopolimerów w czasie przebywania w temperaturze od 350°C do 450°C w reaktorze rurowym intensywnie się miesza.