Способ измельчения полимерного материала Советский патент 1983 года по МПК B02C19/00 

Изобретение отнсх:ится к получению полимерного материала в виде мелкодисперсной неслипакщейся хрсшки, пре назначенной для последующей переработки в иэдэлия, а также для нанесения полимерных покрытий. Известен способ измельчения путем механического дробления твердого полимерного материала в молотковой мел нице и ЗОднако эффективное использование этого метода при измельчении эластич ных и вязкоупругих материсшов, напри мер полиолефинов и полиамидов, возмо но только в условиях глубокого охлаж дения, что требует значительного рас хода хладагента (0,7-4,0 кг жидкого азота на 1 кг продукта) и большого удельного расхода энергии (3005000 кВтч/т).. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является спо соб, заключающийся в плавлении материала в егтости с последугацим механическим измельчением. Способ обеспе чивает измельчение широкого круга полимерных материалов, в том числе киогокомпонентных, с низкими удельными энергозатратами 2. Недостатком известного способа является невозможность получения мелкодисперсной полимерной крошки с размером менее одного миллиметра. .Поэтому образующиеся гранулы приходится на практике дополнительно подвергать последовательно охлаждению в барабанных или ленточных охладителях, грубому дроблению и тонкому дроблению в ударно-шаровых, струйных и других мельницах, что приводит к существенному увеличению удельных энергозатрат. Цель изобретения - получение мелкодисперсной крошки. Поставленная цель достигается тем что согласно способу измельчения полимерного материала, включающему пла лвние материала в емкости с послеДую 1цим измельчением, последнее осуществляют путем перемешивания расплава при одновременном его охлаждении до температуры на 1-40G ниже температу ры плавления, при этом скорость охлаждёния выдерживаю в пределах 580 град/мин. Перед охлаждением в расплав может быть введен пластификатор с вязкость не более 1400 П в количестве 0,0110 вес.ч. Способ осуществляют следующим образом. В тяжелый смеситель типа Бембери вводят компоненты материала. Материсш в виде гранул , грубо нарубленной пленки или отдельных кусков при смешении валками постепенно нагревается плавится и гомогенизируется.. По способу полученный в смесителе расплав подвергают быстрому охлаждению со скоростью 5-80 град/мин, до температуры на ниже Tp путем увеличения скорости циркуляции захоложвнной воды или солевого раствора в охлаждающих секциях смесителя при одновременном перемешивании расплава. Кристаллизация (или затвердевание перемешиваемого материала сопровождается его растрескиванием, что в-конечном итоге приводит к образованию в смесителе мелкодисперсной крошки со средним размерен 100-500 мк. Удельные энергозатраты не превышают при этом 60-65 кВтч/т, а получаемый материал не требует для своего использования дальнейшего измельчения. Для дополнительного снижения удельных энергозатрат в расплав вводят перед его охлаждением пластификатор, например кремнийорганический деполимериэат Д-4. В результате снижается вязкость расплава, увеличивается скорость его охлаждения, на 3-ёО% снижается электроэнергия, потребляемая двигателем смесителя. .Введение пластификатора приводит также к получению более однородной крошки с более высокой дисперсностью. Пример 1.В тяжелый смеситель вводят 100 кг гранулированного полиэтилена высокого давления и 100 ,г стабилизатора диафена НН, производят смешение до достижения температуры расплава, на 15°С выше температуры плавления полиэтилена, т.е. до 140с. Расплав перек.ашивают при скорости вращения валов-шнеков смесителя, равной 50-60 об/мин, и охлаждают со скоростью 10 град/мин до , при этом в смесителе образуется неслипаюцаяся крошка со средним размером частиц 200-500 мк, Пример 2. В тяжелый смеси- тель вводят 100 кг гранулированного, стабилизированного, ударопрочного полипропилена. Перемеидавание производят при скорости вращения шнека смесителя 50-60 об/мин. При достижении в расплав вводят 1 кг жидкого силоксанового каучука с вязкостью 800 П (мол.масса/ 10) и охлаждают расплав до 160-165°С со скоростью 6 град/мин, не прекращая перемешивания. При этом в с 1есителе образуется неслипающаяся крошка со средним размером 100-500 мкм, а энергозатраты составляют 65 кВтч/т. Пример 3. Процесс ведут аналогично примеру 2. При температуре расплава вводят в него 2 кг жидкого каучука СКД-Ж с вязкостью 10-1200 П (мол.масса 2500-17000; и охлаждают расплав до 150-155 С в условиях его перемешивания. Размер получаемой крошки составляет 100-500 мкм (0,1-0,5 мм).

Пример 4. Композицию из поливинилхлорида, пластификатора и стабилизатора вводят в смеситель тяжелого типа и производят смешение до достижения . Затем при непрерывном первмгишвании В смесь добавляют жидкий хлоропреновый каучук (нейрит НТ с вязкостью 20 П) и снижают температуру со скоростью 8 град/мин до . В смесителе образуется крошка размером до 250 мкм.

Пример 5. Процесс ведут аналогично примеру 4. Йри достижении в расплав вводят в количестве 0,5 кг пластификатор дибутилфталат с ,вязкостью около 1 П и снижают температуру до в условиях непрерывного перемешивания и средней скорости охлаждения 15 град/мин. В смесителе образуется при этом неслипающаяся крошка со средним размером 250-400 мкм. Удельные зиергозатратгя на ее получение составляют около 6.0 кВтч/т.

Из приведенные примеров следует, что предлагаекий способ обеспечивает

возможность получения мелкодисперсной неслипакшейся крошки с размером 100-500 мкм при низких удельных энергозатратах, в 5-30 раз более низких, чем в случае известных способовj минуя стадию предварительного измельчения и не требуя глубокого охлаждения измельчаемого материала, что в целом приводит к более низкой стоимости производства, с использованием дгикв сушествукщего технологического обору0дования, например тяжелых смесителей типа Бембери, предлагаемый способ обеспечивает организацию производства мелкодисперсного порошкового полимерного материала с производительностью значительно выше (500-400 кг/ч на одни смеситель) , чем в случае ис- пользования уже существующих способов измельчения; возможность эффективного измельчения высоконаполнен0ных полимерных композиций при повышенных температурах - в температурном интервале плавления полимера, значительно снижая тем самлм абразивный износ используемого оборудования.

5

1. СПОСОБ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА, Включающий плавление материала в емкости с последующим измельчением, о т л и ч atю 1Д и и с я тем, что, с целью получения мелкодисперсной крошки, измельчение осуществляют путем перемеишвания расплава при одновременном его охлаждении до температуры на 1-40°С ниже температуры плавления, при этом скорость охлаждения,выдерживают в пределах 5-80 град/мин, 2. Способ ПОП.1, отлич ающ и и с я тем, что перед охлаждением в расплав вводят пластификатор с вязкостью не более l400 П в количестве . 0,01-10 вес.ч, ij