CH699926A1

CH699926A1 - Korrosionsbeständiges Auskleidungslaminat.

Info

Publication number: CH699926A1
Application number: CH01794/08A
Authority: CH
Inventors: Beat Werthmueller; Urs Wehrli
Original assignee: Quadrant Epp Ag
Priority date: 2008-11-18
Filing date: 2008-11-18
Publication date: 2010-05-31
Also published as: CH699926B1; WO2010057321A1; DE212009000234U1

Abstract

Ein Auskleidungslaminat für korrosive Medien, insbesondere für Flusssäure, umfasst eine Abdichtungsschicht (2) aus einem Fluorpolymer sowie eine auf einer Seite der Abdichtungsschicht aufgebrachte Kaschierung (4), Letztere bestehend aus einem in die Abdichtungsschicht teilweise eingebetteten und teilweise vorstehenden Gestrick. Das Gestrick ist aus einem vollfluorierten Polymer, insbesondere aus PTFE gebildet.

Description

Technisches Gebiet

[0001] Die Erfindung betrifft ein korrosionsbeständiges Auskleidungslaminat gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Stand der Technik

[0002] Für die Aufbewahrung und den Transport korrosiver bzw. aggressiver Medien ist es bekannt, Behälter und Rohre mit einer Innenschicht aus einem chemikalienbeständigen Kunststoff, insbesondere aus einem Fluorkunststoff auszukleiden. Beispielsweise ist in der DE-OS 1 936 118 ein solcher Behälter beschrieben, der durch einen mechanisch oder chemisch aufgerauten Fluorkunststoff-Körper mit einem darum herum angeordneten Mantel aus glasfaserverstärktem Epoxid-oder Polyesterharz gebildet ist. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass die Verbundfestigkeit derartiger Anordnungen mit aufgerauter Oberfläche teilweise ungenügend ist.

[0003] Des Weiteren sind für die Anwendung in korrosiven Umgebungen chemikalienbeständige Auskleidungslaminate bekannt, die eine Schicht aus einem Fluorkunststoff mit einem einseitig eingebetteten Haftvermittler in Form eines Gestricks oder Gewebes umfassen. Der Haftvermittler ist dazu vorgesehen, um das Laminat mit Hilfe eines Klebersystems an eine auszukleidende Struktur wie beispielsweise einen Stahlbehälter oder einen anderen Anlageteil anzubringen. Beispielsweise sind im Handel bahnförmige Auskleidungslaminate aus Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymer (auch als "Perfluoralkoxy" oder PFA bezeichnet) bekannt, die standardmässig mit einer Kaschierung in Form eines Glasfaser-Gestricks ausgerüstet sind (z.B. das Produkt "Symalit<(R)> PFA" von Quadrant EPP AG in Lenzburg, Schweiz). Aber auch andere Auskleidungslaminate wie z.B.

Symalit(R) FEP und Symalit<(R)> MFA mit Glasfaser-Gestrick-Kaschierung sowie Symalit<(R)> ECTFE und Symalit<(R)> PVDF mit Synthetik-Gestrick-Kaschierung sind im Handel erhältlich.

[0004] Zu den Einsatzgebieten solcher Auskleidungslaminate gehören unter anderem die Chlorelektrolyse und die Natriumchloratproduktion, aber auch andere Anwendungen, bei denen ein schwerer Korrosionsschutz notwendig ist.

[0005] Allerdings hat sich herausgestellt, dass die oben erwähnten Auskleidungen insbesondere bei Anwesenheit von Flusssäure im Prozess unter gewissen Bedingungen (je nach Konzentration, Temperatur, Druck) nur eine beschränkte Lebensdauer haben, d.h. nach einer gewissen Standzeit von beispielsweise 2 bis 3 Jahren kann sich die Auskleidung von der Behälterwand partiell ablösen, da die Glas-Gestrick-Kaschierung durch die permeierende Flusssäure ihre Eigenfestigkeit verliert.

Darstellung der Erfindung

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Auskleidungslaminat bereitzustellen, das insbesondere auch im Kontakt mit Flusssäure verwendbar ist und bei sachgemässer Verarbeitung eine längere Standzeit gewährt. Weitere Aufgaben der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen Auskleidungslaminats anzugeben.

[0007] Diese Aufgaben werden erfindungsgemäss gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und durch das Herstellungsverfahren gemäss Anspruch 4.

[0008] Das erfindungsgemässe Auskleidungslaminat umfasst eine Abdichtungsschicht aus einem Fluorpolymer sowie eine auf einer Seite der Abdichtungsschicht aufgebrachte Kaschierung, wobei die Kaschierung ein in die Abdichtungsschicht teilweise eingebettetes und teilweise vorstehendes Gestrick aus einem vollfluorierten Polymer ist.

[0009] Dabei haben die erfindungsgemässen Massnahmen zunächst einmal zur Folge, dass die Kaschierung gegen aggressive Medien und insbesondere Flusssäure beständig ist und demnach die Auskleidungslaminate mit weit verbesserter Standzeit für Flusssäure eingesetzt werden können. Während andere Fasern, welche gegen Flusssäure chemisch beständig wären (z.B. Kohlefasern oder ECR-Glasfasern) nicht strickbar und somit nur als flächige, nicht drapierbare Gewebe erhältlich sind, zeichnet sich die erfindungsgemäss vorgesehene Kaschierung durch eine dreidimensionale Verformbarkeit bzw. Verstreckbarkeit aus. Somit kann das erfindungsgemässe Auskleidungslaminat auch für Tiefziehteile verwendet werden.

Es versteht sich, dass die Auskleidung je nach Konfiguration des auszukleidenden Behälters oder Anlageteils erforderlichenfalls aus mehreren Zuschnitten des Auskleidungslaminats hergestellt wird, die miteinander verschweisst werden.

[0010] Es ist bekannt, dass alle flüssigen und gasförmigen Medien in einer gewissen Menge in jeden Kunststoff eindiffundieren und mit der Zeit durch diesen hindurch permeieren. Die Zeit bis zur beginnenden Permeation sowie die Permeationsrate werden von vielen Faktoren beeinflusst. Die Wichtigsten sind: Medium (Molekülgrösse, Polarität, Konzentration), Temperaturgradient, Druckgradient, Dicke der Kunststoffschicht. Ebenfalls bekannt ist, dass Flusssäure nach Durchdringen der Fluorkunststoffschicht die üblicherweise verwendeten Kaschierungen aus Polyester- oder Glasfasergestrick chemisch angreift. Der damit einhergehende Zerfall der Kaschierung führt zu einem höchst unerwünschten Abfall der Verbundhaftung zwischen Auskleidungslaminat und Trägermaterial, was sich später in einer Ablösung der Auskleidung von der Behälterwand auswirken kann.

Demgegenüber wird das aus einem vollfluorierten Polymer gebildete Gestrick nicht angegriffen, was zu einer vergleichsweise längeren Standzeit des Behälters führt.

[0011] Das erfindungsgemässe Auskleidungslaminat kann sowohl als Innen-Liner bei einer Stahlauskleidung wie auch als Innenliner bei einer GFK-Dual-Laminat-Konstruktion eingesetzt werden.

[0012] Gemäss einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Auskleidungslaminats angegeben, wobei man entsprechende Bahnen des Fluorpolymers und des Gestricks bei Temperaturen oberhalb des Erweichungsbereichs des Fluorpolymers kontinuierlich miteinander verpresst.

[0013] Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

[0014] Grundsätzlich kommen als Material für die Abdichtungsschicht verschiedene thermoplastische Fluorkunststoffe in Frage. Vorteilhafterweise ist der Fluorkunststoff ein Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinyiether-Copolymer (nachfolgend auch: PFA). Das für die Kaschierung verwendete Gestrick aus einem vollfluorierten Polymer ist vorzugsweise aus Polytetrafluorethylen (nachfolgend auch: PTFE), insbesondere aus einem PTFE-Garn gebildet, da PTFE eine sehr gute chemische Beständigkeit gegenüber fast allen Chemikalien, insbesondere auch gegenüber Flusssäure, aufweist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0015] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>einen Abschnitt eines Auskleidungslaminats, in perspektivischer Darstellung;

<tb>Fig. 2<sep>einen Ausschnitt des Auskleidungslaminats der Fig. 1, in vertikaler Schnittdarstellung;

<tb>Fig. 3<sep>einen Ausschnitt eines mit dem Auskleidungslaminat der Fig. 1 ausgestatteten Behälters, in vertikaler Schnittdarstellung; und

<tb>Fig. 4<sep>einen Ausschnitt einer Duallaminat-Konstruktion mit einem Auskleidungslaminat der Fig. 1und einer Stützstruktur aus glasfaserverstärktem Kunststoff, in vertikaler Schnittdarstellung.

Wege zur Ausführung der Erfindung

[0016] Das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Auskleidungslaminat umfasst eine Abdichtungsschicht 2 aus einem Fluorpolymer sowie eine auf einer Seite hiervon aufgebrachte Kaschierung 4. Als Fluorpolymer für die Abdichtungsschicht wird insbesondere ein Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymer (PFA) verwendet. Die Kaschierung wird durch ein in die Abdichtungsschicht teilweise eingebettetes und teilweise vorstehendes Gestrick aus einem vollfluorierten Polymer wie PTFE gebildet.

[0017] Die Kaschierung dient als Haftungsschicht, um das Auskleidungslaminat an einem Behälter zu befestigen oder mit einem faserverstärkten Vinylesterharz zu einer Duallaminat-Konstruktion zu verstärken. Dies ist in den Fig. 3und 4näher erläutert.

[0018] Wie aus der Fig. 3 ersichtlich, wird zum Anbringen des Auskleidungslaminats an die Innenwandung Wi einer Behälterwand W zunächst die Kaschierung 4 mit einem geeigneten Kleber, beispielsweise mit einem Epoxykleber E, belegt. Dabei wird das Gestrick 4 mit dem Kleber E durchtränkt. Danach wird die Kaschierung 4 gegen die Innenwandung Wi angedrückt und so lange gehalten, bis der Kleber ausgehärtet ist. Es versteht sich, dass die Innenwandung entsprechend dem verwendeten Klebersystem vorbehandelt wird, also beispielsweise aufgeraut und entfettet wird.

[0019] Die Fig. 4 zeigt ein Duallaminat, bei dem die Kaschierung 4 des erfindungsgemässen Auskleidungslaminats mit einer Lage G eines glasfaserverstärkten Polyester- oder Vinylesterharzes verbunden ist.

[0020] Ein derart ausgestatteter Anlagenteil (Behälter, Rohrleitung, Reaktor, etc.) kann mit einem korrosiven Medium M wie beispielsweise Flusssäure befüllt werden. Selbst wenn im Verlauf der Zeit geringe Mengen an Flusssäure durch die Abdichtungsschicht 2 dringen, bleibt die Kaschierung 4 unbeschädigt und kann weiterhin als Haftungsschicht dienen, in welcher der Epoxykleber oder das Verstärkungsharz verankert ist.

[0021] Die Herstellung des Auskleidungslaminats erfolgt vorzugsweise durch kontinuierliches Verpressen. Dabei werden eine Schmelzeschicht des als Abdichtungsschicht vorgesehenen Fluorpolymers und eine gleich breite Bahn des vollfluorierten Polymergestricks in einem Kalander zusammengeführt und zwischen den beheizten Kalanderwalzen zu einem Auskleidungslaminat gewalzt.

Beispiele

[0022] Die Auskleidungslaminate wurden in Bahnen von 10 m Länge und 1.25 m Breite mit einer Dicke von 1.5 bis 2.8 mm hergestellt. Als Kaschierung wurde ein Gestrick aus fibrilliertem PTFE-Garn mit einem Titer von 880 dtex verwendet.

[0023] Bei der Herstellung des Auskleidungslaminates nach dem Extrusionsverfahren wurde die PFA-Kunststoffschmelze (Verarbeitungstemperatur bis 380[deg.]C) des Auskleidungslaminates, die durch den Extruder bereitgestellt wird, über eine Breitschlitzdüse dem Walzenspalt eines Kalanders mit Walzentemperaturen von bis 280[deg.]C zugeführt. Das Gestrick gelangte ab Rolle ebenfalls zum Walzenspalt und wurde in der Kunststoffschmelze eingebettet resp. verpresst (Spaltkräfte bis 2000 N/cm).

[0024] Alternativ käme auch die Herstellung nach dem Pressverfahren in Betracht. Dabei wird eine bereits hergestellte Folie einseitig so weit aufgeheizt bis sie entweder auch zwischen Walzen oder auf einer Doppelbandpresse mit dem Kaschiergut verpresst werden kann.

Claims

1. Korrosionsbeständiges Auskleidungslaminat, umfassend eine Abdichtungsschicht (2) aus einem Fluorpolymer sowie eine auf einer Seite der Abdichtungsschicht aufgebrachte Kaschierung (4), wobei die Kaschierung ein in die Abdichtungsschicht teilweise eingebettetes und teilweise vorstehendes Gestrick ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gestrick aus einem vollfluorierten Polymer gebildet ist.

2. Auskleidungslaminat nach Anspruch 1, wobei die Abdichtungsschicht aus Perfluoralkylvinylether-Copolymer (PFA) gebildet ist.

3. Verbundplatte nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gestrick aus Polytetrafluoroethylen, insbesondere in Garnform, gebildet ist.

4. Verfahren zur Herstellung eines Auskleidungslaminats nach Anspruch 1, wobei man entsprechende Bahnen des Fluorpolymers und des Gestricks bei Temperaturen oberhalb des Erweichungsbereichs des Fluorpolymers kontinuierlich miteinander verpresst.