DE1157586B - Verfahren zur Aufarbeitung von Suspensionen in Schneckenpressen - Google Patents

Description

INTERNAT.KL. B 01 j

DEUTSCHES

PATENTAMT

C24975IVa/12g

ANMELDETAG: 30. AU G U S T 1961

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 21. NOVEMBER 1963

Die Aufarbeitung von beispielsweise Polymerisatsuspensionen erfolgte bisher in der Weise, daß man die mehr oder weniger festen Polymerisate mechanisch durch Filtration, Abschleudern od. dgl. von der flüssigen Phase abtrennte. Danach wurden dann die Polymerisate auf möglichst große Flächen verteilt und thermisch mit entsprechend vorgewärmter Luft oder inerten Gasen getrocknet, sodann in wiederum getrennten Vorrichtungen mit beliebigen, für den jeweiligen Verwendungszweck geeigneten Zusätzen aufgeschmolzen und zu Halbzeugen oder Fertigteilen weiterverarbeitet. Da zur Erzielung einer einwandfreien Verarbeitbarkeit von thermoplastischen Kunststoffen im Spritz- oder Schleuderguß sowie im Extrusionsverfahren der Aschegehalt der zu verarbeitenden Polymerisate etwa 0,01% nicht übersteigen darf, mußte jedes Eindringen von Verunreinigungen, etwa beim Transport der aufzuarbeitenden Polymerisate zwischen den einzelnen Verfahrensschritten, insbesondere bei der Trocknung der Polymerisate mit Luft bzw. inerten Gasen, peinlichst vermieden werden. Dazu waren sehr aufwendige und damit sehr kostspielige Filtriereinrichtungen für die zur Trocknungverwendeten Gase erforderlich. Besonders schwierig gestaltete sich die Reinigung lösungsmittelhaltiger Gase, wie sie bei der Aufarbeitung der in Gegenwart von Lösungsmitteln hergestellten Ziegler-Polymerisate anfallen.

Des weiteren ist es bekannt, die flüchtigen Bestandteile aus einem Monomer-Polymer-Gemisch in der Weise kontinuierlich zu entfernen, daß man das Gemisch, nachdem es eine Extraktionszone durchlaufen hat, mindestens einer weiteren Verdichtungszone zuführt. In dieser Zone wird das Gemisch nochmals zusammengepreßt und so stark unter Gegendruck gesetzt, daß es nach der vorhergehenden Extraktionszone hin abdichtend wirkt, sich durch die mechanische Druckeinwirkung wieder aufwärmt, wonach das Gemisch mindestens einer weiteren Extraktionszone zugeführt wird. Dieses Verfahren eignet sich allein aus wirtschaftlichen Erwägungen heraus nur für die Verarbeitung von Monomer-Polymer-Gemischen mit geringen Anteilen an flüchtigen Bestandteilen, da die in diesem Verfahren vor sich gehende thermische Verdampfung energetisch sehr aufwendig ist. Darüber hinaus besteht gerade bei größeren Mengen an fluchtigen Bestandteilen die Gefahr einer Schaumbildung, wodurch das Polymerisat z. B. in die Entgasungsöffnungen gelangen und dort zu unerwünschten Verstopfungen führen kann. Schließlich tritt bei Anteilen von 20 bis 30% flüchtigen Bestandteilen in diesen Gemischen eine erhebliche Verringerung des erzielbaren Durchsatzes auf.

Verfahren zur Aufarbeitung von
Suspensionen in Sohneckenpressen

Anmelder:

Chemische Werke Hüls Aktiengesellschaft, Marl (Kr. Recklinghausen)

Dipl.-Ing. Hubertus Zitzmann,

Marl (Kr. Recklinghausen),
ist als Erfinder genannt worden

Es wurde nun gefunden, daß man Suspensionen fester, schmelz- und granulierbarer organischer Verbindungen, vorzugsweise Polymerisatsuspensionen, in einer Schneckenpresse in wesentlich einfacherer und wirtschaftlicherer Weise aufarbeiten kann, wenn man aus der Suspension in zeitlich und räumlich unmittelbar aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen den Feststoff bzw. das Polymerisat mechanisch abtrennt, thermisch trocknet, aufschmilzt und granuliert.

Als Suspensionen sind allgemein solche fester, schmelz- und granulierbarer organischer Verbindungen, z.B. n-tert.-Butylacrylamid, sowie im besonderen Suspensionen von in erster Linie thermoplastischen Kunststoffen, wie z. B. Polyvinylchlorid, Polystyrol, Hochdruck-, Mitteldruck-, Niederdruckpolyäthylen, sowie deren Mischpolymerisate, vorzugsweise die nach dem sogenannten Ziegler-Verfahren in Gegenwart von Lösungsmitteln hergestellten Polyolefine, wie ζ. Β. Polyäthylen, Polypropylen, Polybutylen, sowie deren Mischpolymerisate in Flüssigkeiten, wie Hexan, Heptan, Benzinfraktionen, Dieselfraktionen, aliphatischen, cyclischen und aromatischen Kohlenwasserstoffen, zu verstehen. Die Abtrennung dieser Polymerisate aus den Polymerisatsuspensionen kann sowohl in ein- wie in mehrwelligen Schneckenmaschinen erfolgen.

In Fig. 1 ist die gesamte zur Durchführung des Verfahrens benötigte Vorrichtung wiedergegeben. Die beiden mit dem Antrieb verbundenen Wellen 1 liefern dabei das für die Bewegung der Schnecken erforderliche Drehmoment. Die jeweils benötigten Schnekkensteigungen können sowohl durch Ausfräsen aus der Vollwelle als auch durch Auf schieben von Schnekkenbüchsen erhalten werden. Die aufzuarbeitende

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Suspension wird durch den Stutzen 10 in den Aufgabeteil eingegeben, dort von den Einzugsschnecken 2 erfaßt und zu den Quetschschnecken 3, 4 und 5 gefördert. Die die Schnecken antreibenden Wellen 1 sind durch Abdichtungen 9, z. B. Stopfbüchsen oder Gleitringe, gegen den Aufgabeteil abgedichtet. Ein Teil der bereits abgequetschten Flüssigkeit läuft durch den im Aufgabeteil enthaltenen Bodenseiher 11 ab. Durch die Abnahme der Schneckensteigung bei den Kompressionsschnecken 3, 4 und 5 wird die zum Teil abgepreßte Suspension verdichtet, ein weiterer großer Teil der Flüssigkeit abgequetscht und durch den Seiher 12 abgeführt. Die Stärke der Kompression kann durch geeignete Dimensionierung der Schneckensteigung so eingestellt werden, daß genügend Flüssigkeit entfernt, jedoch der Feststoffaustritt gering gehalten wird. An Stelle des Rückfördergewindes S (Quetschschnecke) können auch Staubuchsen oder Lochplatten eingesetzt werden. Das die Kompressionszone verlassende Produkt wird durch Knet- oder ao Reißscheiben 6 aufgelockert und von den Trockenschnecken 7 durch die Trockenzone transportiert. Durch Friktionswärme und Heizung von außen in den Heizzonen 14«, 14 δ und 14 c wird der Restflüssigkeitsgehalt zum Verdampfen gebracht. Die Heizung kann unter anderem als elektrische oder Dampfheizung mit flüssigen Wärmeträgern erfolgen. Die bei der Verdampfung des Restgehalts der Flüssigkeit entstehenden Brüden werden durch den Brüdenstutzen 15 gegebenenfalls unter Vakuum, abgezogen. Falls es der Trockenvorgang erfordert, können selbstverständlich auch zwei oder mehrere Brüdenstutzen angebracht werden, wobei jedoch die Verbindungen in der Schnecke durch Stauscheiben für den Gasdurchtritt abgedichtet werden müssen. Der heiße, getrocknete Feststoff (Polymerisat) gelangt nun in die Aufschmelzzone, in der er unter der Knetwirkung der Schnecken 8 und der Wärmewirkung der Heizkammer 17 plastifiziert, homogenisiert und aufgeschmolzen wird. Die gewünschten Zuschläge können an jeder beliebigen Stelle zugegeben werden. Im vorliegenden Falle wird der Zuschlag mit der Dosierschnecke 16 in den Brüdenstutzen eingeführt, fällt dort auf die Schnecken und wird von diesen erfaßt. Durch das Formwerkzeug 18 wird der Feststoff bzw. das Polymerisat in die gewünschte Form gebracht, sei es die des Granulates, des Halbzeuges oder des geformten Kunststoffes selbst.

Zur weiteren Erläuterung der beschriebenen Vorrichtung ist in Fig. 2 die Teilansicht eines Stabseihers wiedergegeben. Zwischen zwei, der Wellenform angepaßten, durch die Stege 20 verbundenen Ringen 19 sind in entsprechenden Ausbohrungen die Seiherstäbe 21 gewölbeförmig angeordnet und mit einem Schlußstab 22 verspannt. Fig. 3 zeigt im Ausschnitt zwei dieser Stäbe, in die die Aussparungen 23 und 24 eingefräst sind. Durch die mit den Ausfräsungen 23 hervorgerufene Zackenform wird der Druck im Material abgebaut und dessen Austreten verhindert. Die abgequetschte Flüssigkeit kann durch die Kanäle 24 abfließen. _

In Fig. 3 ist ein sogenannter Siebseiher dargestellt, der in seinem Aufbau der Filtriereinrichtung einer Zentrifuge ähnelt. Zwischen den Ringen 19 liegt ein gelochtes Blech 27 und darunter ein sehr grobes Drahtgewebe 26, das zur Verhinderung des Austretens von Feststoff beim Ausquetschen von dem feinen, eigentlichen Filtriersieb 25 überdeckt wird. Die zu verwendende Art des Seihers hängt von den Eigenschaften des aufzuarbeitenden Produktes ab. Dabei sind unter anderem Korngröße der Feststoffteilchen, Oberflächenspannung und Viskosität der abzutrennenden Flüssigkeit entscheidend.

Die an sich üblichen Zusätze, wie Stabilisatoren, Farbpigmente, Füllstoffe, Weichmacher, können grundsätzlich in jeder Verfahrensstufe, zweckmäßigerweise jedoch entsprechend ihren Eigenschaften, den zu verarbeitenden Kunststoffen zugesetzt werden.

Das vorliegende Verfahren ermöglicht eine einfache und einwandfreie Aufarbeitung von Suspensionen, insbesondere Polymerisatsuspensionen, zu weitgehend von äußeren Verunreinigungen frei gehaltenen Feststoffen bzw. Polymerisaten mit äußerst niedrigem Aschegehalt. Durch die direkte thermische Trocknung des von der Hauptmenge der anhaftenden Flüssigkeit befreiten Polymerisats gegenüber der bisher üblichen indirekten Trocknung mit Luft oder inerten Gasen wird die zur Erwärmung dieser Gase aufzuwendende thermische Energie eingespart. Schließlich können beliebige Zusätze in jeder Verfahrensstufe ohne Schwierigkeit zugegeben werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH:

   Verfahren zur Aufarbeitung von Suspensionen fester, schmelz- und granulierbarer organischer Verbindungen in einer Schneckenpresse, dadurch gekennzeichnet, daß man aus der Suspension in zeitlich und räumlich unmittelbar aufeinanderfolgenden Arbeitsgängen den Feststoff mechanisch abtrennt, thermisch trocknet, aufschmilzt und granuliert.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Auslegeschrift Nr. 1084 907.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 309 749/390 11.63