CN104169360A - 聚氯乙烯 - 组合物、管、槽或容器，pvc组合物的用途和管、槽或容器的用途 - Google Patents

聚氯乙烯 - 组合物、管、槽或容器，pvc组合物的用途和管、槽或容器的用途 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种聚氯乙烯（PVC）-组合物，其具有数均分子量MN=60kDa至MN=70kDa且重均分子量MW=114 kDa至Mw=124kDa的分子量分布的PVC-树脂，其中整个组合物具有56%至62%的氯含量。

Description

聚氯乙烯 - 组合物、管、槽或容器，PVC组合物的用途和管、槽或容器的用途
本发明涉及根据权利要求1的前序部分中所述的聚氯乙烯（PVC）组合物，涉及根据权利要求6的前序部分中所述的用于传送和/或储存化学侵蚀性物质的管道、槽或容器，涉及根据权利要求9中所述的聚氯乙烯（PVC）组合物的用途，涉及根据权利要求10中所述的聚氯乙烯（PVC）组合物的用途，以及涉及根据权利要求11中所述的管道、槽或容器的用途。
用于传送和/或储存化学侵蚀性物质的聚氯乙烯（PVC）组合物、管道、槽或容器以及聚氯乙烯组合物的用途是已知的。例如，已知在设备结构中使用硬质的，所谓的未增塑PVC、PVC-U，特别在管道结构和容器结构中。这种材料的问题在于，其具有由该材料的维卡软化温度给定的大约60℃至70℃的温度上限。但是，在许多情况中，设备结构需要承受更高温度的材料。因此，可以使用所谓的后氯化的PVC，PVC-C，其具有明显更高的维卡软化温度。
但是，这种材料也具有严重缺点：首先其明显比PVC-U昂贵，此外更难焊接和/或热成形。PVC-C的加工和包含这种材料的部件的安装因此复杂并昂贵。尤其是在许多情况中必须对焊缝进行复杂和昂贵的退火。此外，由于必须加入冲击韧性改性剂，对于许多用途而言PVC-C的化学品耐受性受限，特别是在氯工业中。特别地，该材料对于与强碱性介质接触具有固有的不稳定性。由于成本原因，PVC-C的使用通常显得成问题。
替代地，已知特别是对于传送和/或储存碱性介质，尤其在较高温度下，使用材料聚丙烯PP。但是，这种材料也具有严重缺点，因为其相较于PVC聚合物具有大约两倍高的热膨胀，并且对碱液具有应力开裂高易感性。由于在该材料中出现的应力，在此通常也被告知要进行焊缝后退火（nachtempern）并非常密切注意最合适的PP化合物的正确选择以及专业的焊接和少应力的安装。应力的松弛在此极慢进行并且甚至在高于100℃的温度下也需要多于24小时。
也已知提供所谓的复合管，其具有包含例如PVC-U、PVC-C或PP的热塑性内壁，所谓的内衬（Inliner）。这种内壁与包含至少一种玻璃纤维增强的热固性树脂GFK的外壳层压和/或用所述外壳增强。该热塑性内衬在此充当耐化学层，特别是充当腐蚀屏障，由此所有机械负荷被GFK外壳吸收。如果该热塑性内衬包含聚烯烃，如聚丙烯或聚乙烯，PE，该内衬在GFK外壳上的连接通过玻璃无纺布，特别是玻璃纤维的编结物的熔合进行。相反，如果热塑性内衬包含PVC-U或PVC-C，则其与GFK外壳通过至少一种粘合树脂接合。
借助玻璃无纺布使包含聚丙烯的内衬与GFK外壳接合尤其在实践中造成困难，并对加工者的手工品质和质量保证系统提出高要求。由于PP内衬与GFK外壳之间大的热膨胀差异，在如特别在氯工业中由于设备部件的频繁停机和启动而定期出现的剧烈和频繁的温度变化的情况下，会引起GFK外壳与PP内衬的接合区域中的高剪切力。同样地，由于内衬与外壳的热膨胀系数差（通常相差4倍）将耐受化学品的内衬的壁厚限制至小于8毫米的范围。因此始终存在内衬中形成裂纹及其与GFK外壳层离的危险。当运行时所用介质是碱液的情况下，渗入内衬的这些裂纹中的碱液随后尤其是在氯工业中在这一区域中主导的高工艺温度的情况下首先并极快地与熔合的玻璃无纺布反应，这会导致玻璃无纺布的大面积破坏。特别地，该玻璃纤维编结物发挥毛细作用，借此化学侵蚀性的碱液从某种意义上说被该编结物吸收。这导致内衬-外壳复合的破坏的加速并导致该破坏沿管道长度快速蔓延。由于玻璃无纺布的毛细作用会使破坏以在少数几天内数米管道的速度蔓延。总体而言，使用这种管道时面临整个管路系统的定期的、极快的故障，由此，由于计划外的设备停机和随后需要完全更换管路系统而产生极高的故障费用。
也已知使用聚偏二氟乙烯（PVDF）-GFK-复合管或使用乙烯-氯三氟乙烯作为材料。这些解决方案非常昂贵并常由于成本原因被排除在外。PVDF对给定的条件下也缺乏介质耐受性。
总体上表明，恰恰在氯工业领域中特别使用许多不同的材料。由于成本原因以及考虑到物流问题，这是严重的缺点。
因此本发明的目的是提供没有所述缺点的PVC组合物。特别地，该组合物应通用于相对较高的温度范围并具有优异的化学品耐受性，特别是碱液耐受性。本发明的目的也是提供没有所述缺点的用于传送和/或储存化学侵蚀性物质的管道、槽或容器。所述产品应能够低成本生产，具有高的热稳定性，也具有对侵蚀性物质，例如碱液的高化学品耐受性。本发明的目的也是提供PVC组合物的用途，其中不发生所述缺点。最后，本发明的目的是提供管道、槽或容器用于传送和/或储存化学侵蚀性物质的用途，其中不发生所述缺点。
通过提供具有权利要求1的特征的PVC组合物实现所述目的。其包含具有数均分子量MN = 60 kDa至MN = 70 kDa且重均分子量MW = 114 kDa至Mw = 124 kDa的单模分子量分布的PVC树脂。此外，整个组合物的氯含量为56%至62%。术语“整个组合物”意味着该PVC组合物除PVC树脂外可包含其它成分。以重量百分比表示的氯含量基于整个组合物计而非仅基于其PVC含量计。术语“PVC树脂”是指整个组合物的聚氯乙烯组分或PVC含量，在此所述PVC树脂本身可以包含多于一种树脂组分或可以由多于一种树脂组分形成。术语“PVC树脂组分”在此尤其也包含具有不同氯含量的聚氯乙烯。以所提到的参数范围为特征的分子量分布与通过所提到的范围给定的氯含量的合适组合导致聚氯乙烯组合物的令人惊讶的性质。其在高温（≤ 95℃）下对化学品，特别是对碱液具有高耐受性，并同时成本便宜并容易加工。特别地，用相同组合物可以挤出具有最多600毫米的外径和≤ 15毫米的特别是内衬的壁厚的管道、具有≤ 10毫米的壁厚的板材和具有2毫米至4毫米直径的焊条。该组合物及其所含的组分可焊接、可热成形和/或可粘合。特别地，在加固GFK层时可以使用市售粘合树脂用于接合。聚氯乙烯组合物在此具有在与已知PVC-U实际上相同的范围内的加工温度。同时，该聚氯乙烯组合物及其组分容易符合依据DIN 8061/62对加压管道的要求。总之，因此该聚氯乙烯组合物可成本便宜地使用，极耐受化学品，易加工并且非常稳定。此外，其可与包含已知PVC-U的组分相容使用。
该PVC树脂优选具有数均分子量MN = 63 kDa至MN = 67 kDa且重均分子量MW = 116 kDa至Mw = 120 kDa的单模分子量分布。整个组合物的氯含量优选为57%至60%。
优选在除去四氢呋喃（THF）不可溶的成分后通过凝胶渗透色谱法（GPC）测定分子量分布。使用THF作为溶剂，优选用0.8 mL/min的流速。在此使用聚苯乙烯校准标样，优选使用来自Agilent的RI检测器。所用分离柱优选使用两个PSS SDV柱10µ 8 × 600 mm。
校准标样优选购自PSS Polymer Standards Service GmbH，此处优选使用如下标样：
优选经由Schöniger烧瓶试验，接着滴定测定氯含量来测定整个组合物的氯含量。
该PVC组合物优选不含聚丙烯、聚偏二氟乙烯和/或乙烯-氯三氟乙烯。
优选特征为具有> 88℃，优选> 90℃的维卡软化温度的PVC组合物。该PVC组合物因此特别可通用于化学工业，非常特别是氯工业，其中非常多的工艺在大约60℃至大约92℃的温度下进行。在许多情况中，随之不再必须选择更昂贵并在最终更不稳定的材料方案。
还优选的是特征为不含冲击韧性改性剂的PVC组合物。该组合物特别优选不含外加的冲击韧性改性剂。因此优选不将冲击韧性改性剂添加到PVC组合物的配方中。这导致明显更高的稳定性，特别是在与强碱性介质接触方面，因为已知组合物在此方面的易感性特别由外加的冲击韧性改性剂造成。
还优选的是特征为不含白垩和/或钙和/或镁的PVC组合物。该组合物特别优选不含外加的白垩和/或外加的钙和/或外加的镁。因此优选不将白垩和/或钙和/或镁，和不将含白垩的物质和/或含钙的物质和/或含镁的物质添加到该组合物的配方中。因为白垩对已知材料的酸不稳定性负有重要责任，所以该聚氯乙烯组合物具有明显提高的对酸的稳定性。在氯工业中通常要求在那里使用的组分中尽可能小的钙和/或镁的含量。该PVC组合物因此特别适用于氯工业。
还优选特征为包含锡的PVC组合物。或者或另外，优选提供该PVC组合物包含具有锡的组分。这可以例如是有机金属稳定剂组分。优选由此避免用含铅组分稳定化，该PVC组合物因此毒理学无害。同时，基于锡或基于含锡组分的稳定化非常有效。
还通过提供具有权利要求6的特征的用于传送和/或储存化学侵蚀性物质的管道、槽或容器实现所述目的。这些产品的特征在于，其包含根据前述实施方案的PVC组合物。它们因此可以以低成本并容易地生产，并具有高的化学品耐受性以及高维卡软化温度。它们因此尤其是化学品稳定和温度稳定的。该管道或槽优选特别用于设备结构中，特别是大规模化学设备结构中，非常特别是用于氯工业中。在此可以省略复杂而昂贵焊缝的后退火，因为该PVC组合物可以易于且在与已知PVC-U类似的温度下加工。管道系统完全故障几乎是不可能的，因为该聚氯乙烯组合物对化学负荷和高温特别稳定以及 - 由于其热膨胀系数明显低于已知组合物 – 对温度变化也特别稳定。此外，原则上还可以实现基于PVC组合物的张臂式管道结构。特别地，在许多情况中该管道不是必须形成为复合管。
也优选以形成为复合管为特征的管道。所述复合管包含具有玻璃纤维增强的热固性树脂的外壳。其还具有包含根据上述任何实施方案的PVC组合物的内壁。在此获得已提到的优点。此外，该PVC组合物的热膨胀系数与玻璃纤维增强的热固性树脂的热膨胀系数之间的差异小于例如在包含聚丙烯的已知复合管中的情况。由此使频繁且特别是突然的温度变化时的高剪切应力最小化，该复合管因此经受较低的机械负荷。
特别优选特征为经由至少一种粘合树脂将内壁与外壳粘合的复合管。这种方式的粘合由于该聚氯乙烯组合物的性质是可行的。因此可以放弃玻璃无纺布，由此避免产生与其相关的问题。粘合树脂的使用可实现化学粘合代替机械粘合，这在GFK高度（GFK-Höhe）和PVC内衬的复合材料的粘合抗剪切性方面造成高品质标准的极高的可再现性。在外壳与内壁之间的过渡区内，不产生加速蔓延的尤其可沿管道的径向延伸快速蔓延的腐蚀。因此对管道的破坏（如果发生的话）限制在局部，因此没有整个管道系统的破坏。可以在窄的限定的局部区域内更换受损管道。由于该PVC组合物和包含其的复合管的极好的可加工性，甚至可以从管道上切下受损管段并将这些换成新的适当的管段。可将它们容易地固定在产生的交接区上，优选焊接到其上，而不需要昂贵和复杂的退火步骤。
也通过根据权利要求9给出的PVC组合物的用途实现所述目的。根据本发明，根据上述实施方案之一的PVC组合物用作用于制造管道、槽、容器、板材、成型件和/或焊条的耐受化学品和耐受温度的材料。如此制得的产品价格便宜，容易加工，并且极耐受化学品。
还通过提供根据权利要求10给出的PVC组合物的用途实现所述目的。使用根据上述实施方案之一的PVC组合物作为耐受化学品和耐受温度的材料用于根据权利要求6至9任一项中所述的管道、槽或容器。其特别优选用于制造所谓的内衬-复合部件。这例如是具有GFK外壳和热塑性内衬的复合管，所述热塑性内衬包含优选作为耐受化学品的内壁的根据上述实施方案之一的PVC组合物。在此获得已描述的优点。
最后，还通过根据权利要求11给出的管道、槽或容器的用途实现所述目的。根据上述实施方案之一的产品用于传送和/或储存包含选自优选氢氧化钾水溶液或氢氧化钠水溶液（优选具有≤ 50%的KOH或NaOH），优选氯化钾水溶液 （优选具有≤ 350 g/L的KCl），优选氯化钠水溶液（优选具有≤ 350 g/L的NaCl），优选次氯酸盐水溶液（优选具有≤ 18%的活性氯溶液）和浓无机酸的至少一种组分的化学侵蚀性物质。该无机酸优选包含浓硫酸（优选具有≤ 120%的SO3）、浓盐酸≤ 37%、浓硝酸≤ 68%或浓氢氟酸。包含该产物的PVC组合物非常耐受酸和碱液等化学品，这因此容易用于传送和/或储存侵蚀性的纯物质或物质混合物，特别是所提到的物质。在此获得已描述的优点。
下面更详细描述本发明，特别更详细描述PVC组合物的优选应用实施例。
其中：
图1示出三种不同PVC组合物的以MPa计的拉伸强度（DIN EN ISO 527）相对以℃计的温度绘制的图示。具有名称R 33的曲线在此涉及来自Georg Fischer DEKA GmbH的PVC制剂PVC-U（troisdorfrot）。被称作33-7-10的曲线涉及来自Georg Fischer DEKA GmbH的相对于PVC-U（troisdorfrot）略有变化的原型制剂。被称作33-19-10的曲线涉及本发明的PVC组合物的下文中提到的本发明的优选实施例。
图2是四种不同塑料组合物的以MPa计的弹性拉伸模量（DIN EN ISO 527）相对于以℃计的温度绘制的图示。标作PP 2222的曲线在此涉及氯工业中常规使用的标准聚丙烯组合物。关于其它曲线，参考对图1给出的信息。
图3是在持久内压性能的图示，即以MPa计的切向应力相对于以小时计的时间绘制的双对数图，其中黑色贯穿的直线代表PVC-U在80℃下根据DIN 8061/62的标准性能，而各方格点代表在90℃的温度下在根据这里所述的优选实施例的PVC组合物上的测量。明显位于经过这三个方格测量点的假想直线下方的测量点指示该试验终止的值。
优选通过使各种PVC-原料树脂组分互相胶凝或均化制造该PVC组合物。各种原料树脂组分在此可具有不同的分子量和氯含量。特别优选如此选择各种原料树脂组分，以使它们可以在较低熔点的粘合组分不分解的情况下均化或胶凝，由此最终产生该PVC组合物的PVC树脂的单模分子量分布。
为此，优选添加胶凝剂，其特别优选包含丙烯酸酯基胶凝剂。
最终产生的PVC组合物明显超过根据DIN 8061/62在80℃的温度下所需的，甚至在90℃的温度下所需的持久内压性能（图3）。
在该PVC组合物的制造过程中，优选尤其省略添加水解敏感的和/或氧化敏感的润滑剂和/或加工助剂。这进一步提高该PVC组合物的化学品耐受性。如果加入润滑剂和/或加工助剂，优选注意其是尽可能少水解敏感的和/或氧化敏感的。
该PVC组合物优选不含硬脂酸钙，特别是不含外加的硬脂酸钙。其非常特别优选完全不含任何硬脂酸盐，特别是外加的硬脂酸盐。尤其通过在这种情况中所述PVC组合物不含钙并且也不含羧酸根基团使其化学品耐受性相对于已知组合物明显提高。
该PVC组合物优选包含第一PVC树脂组分，其包含未增塑的PVC，优选由其构成。第一PVC树脂组分特别优选用CAS号9002-86-2标出。
该PVC组合物优选还包含第二树脂组分，其包含具有比第一树脂组分高的氯含量的聚合物。第二树脂组分特别优选具有数均分子量和重均分子量都低于第一树脂组分的分子量分布。第二树脂组分优选是PVC树脂组分。第二树脂组分非常特别优选用CAS号68648-82-8标出。
该PVC组合物可以包含多于两种树脂组分。
第一PVC树脂组分优选具有重均分子量MW为140 kDa至154 kDa，优选141 kDa至153 kDa，优选142 kDa至152 kDa，优选143 kDa至151 kDa，优选144 kDa至150 kDa，优选145 kDa至149 kDa的分子量分布。第一PVC树脂组分的分子量分布的数均分子量MN优选为70 kDa至77 kDa，优选71 kDa至76 kDa。第一PVC树脂组分的氯含量优选为54%至60%，优选55%至59%，优选56%至58%。
第二树脂组分优选具有重均分子量MW为 101 kDa至113 kDa，优选102 kDa至112 kDa，优选103 kDa至111 kDa，优选104 kDa至110 kDa，优选105 kDa至109 kDa的分子量分布。第二PVC树脂组分的分子量分布的数均分子量MN优选为54 kDa至63 kDa，优选55 kDa至62 kDa，优选56 kDa至61 kDa，优选57 kDa至60 kDa。第二树脂组分的氯含量优选为62%至69%，优选63%至68%，优选64%至67%，优选65%至66%。
该PVC组合物中第一树脂组分与第二树脂组分的比率优选为40:60至60:40，优选45:55至55:45，优选48:52至52:48。
该PVC组合物优选还包含锡稳定剂，优选单辛基锡或二辛基锡或单-和二辛基锡的混合物。该锡稳定剂优选包含CAS号15571-58-1的化合物或CAS号27107-89-7的化合物或所述化合物的混合物。锡稳定剂在该PVC组合物中的质量比例优选为0.1 phr至1 phr，优选0.3 phr至0.8 phr，优选0.4 phr至0.7 phr。
本文所用的单位phr（每百份橡胶的份数）是份数/每100份该组合物的所有树脂。
该PVC组合物优选包含二氧化钛，特别优选具有CAS号13463-67-7，其质量比例为0.05 phr至0.4 phr，优选0.09 phr至0.3 phr，优选0.1 phr至0.25 phr。
该PVC组合物优选还包含至少一种颜料和/或至少一种染料，特别优选选自CAS号6536-46-2、57455-37-5和15782-05-5的化合物。特别地，可以根据该PVC组合物的所需颜色混合多种颜料和/或染料。颜料或染料在该PVC组合物中的比例优选为0.1 phr至1.0 phr，优选0.4 phr至0.8 phr，优选0.6 phr至0.7 phr。
该PVC组合物还优选包含第一经氧化的聚乙烯-蜡-组分，优选基于CAS号9002-88-4，优选具有101℃的滴点（Mettler Drop Point；ASTM D3954）和具有15 mg KOH/g的酸值（ASTM D1386）。该第一经氧化的聚乙烯-蜡-组分优选以质量比例0.5 phr至1.1 phr，优选0.6 phr至1 phr，优选0.65 phr至0.9 phr存在。
该PVC组合物优选包含第二经氧化的聚乙烯-蜡-组分，同样优选基于CAS号9002-88-4，优选具有140℃的滴点（Mettler Drop Point；ASTM D3954）和具有7 mg KOH/g的酸值（ASTM D1386）。第二聚乙烯-蜡-组分的滴点和酸值优选不同于第一聚乙烯-蜡-组分。第二聚乙烯-蜡-组分的质量比例优选为0 phr至0.4 phr，优选0.05 phr至0.2 phr。
该PVC组合物优选包含费托蜡组分，优选具有108至114℃的滴点（DGF M-III 3）和< 1 mg KOH/g的酸值（DGF M-IV 2）的未官能化的硬费托石蜡。该费托蜡组分的质量比例优选为0.3 phr至0.7 phr，优选0.4 phr至0.6 phr。
在所述经氧化的聚乙烯-蜡-组分和费托蜡组分的组合物中重要的是，尽可能不将会对PVC组合物的化学稳定性造成不利影响的附加官能团引入其中。同样重要的是省略包含钙的传统添加剂，例如硬脂酸钙。整体意图是没有化学上不稳定的官能团整合入该组合物中。
最后，经氧化的聚乙烯-蜡-组分和费托蜡组分的确切比例和性质优选由具体提供用于制造该PVC组合物的机械和加工条件决定。
该PVC组合物优选还包含至少一种丙烯酸酯基胶凝助剂和/或加工助剂，特别优选具有CAS号27136-15-8。该胶凝助剂和/或加工助剂的质量比例优选为0.8 phr至1.2 phr，优选0.9 phr至1.1 phr，优选0.95 phr至1.05 phr，优选0.97 phr至1.03 phr。
该PVC组合物优选还包含至少一种抗氧化剂，特别优选具有CAS号6683-19-8。该抗氧化剂的质量比例优选为0.5 phr至1.4 phr，优选0.8 phr至1.2 phr，优选0.9至1.1 phr。
优选地，该PVC组合物除第一和/或第二聚乙烯-蜡-组分外不含流动助剂，特别不含外加流动助剂。
该PVC组合物的一个优选的实施例包含48份CAS号9002-86-2的第一PVC树脂组分。这一实施例包含52份CAS号68648-82-8的第二PVC树脂组分。在这种情况中，PVC树脂组分的份额总计为100。本文中提到的所有份数因此最终基于100份所有树脂计，即以phr表示。本实施例进一步包含0.5份锡稳定剂，其包含CAS号15571-58-1和27107-89-7的成分。其还包含0.1份CAS号13463-67-7的二氧化钛。包含0.65份颜料组分和/或染料组分，所述颜料组分和/或染料组分包含至少一种具有选自6536-46-2、57455-37-5和15782-05-5的CAS号的化合物。包含0.9份具有101℃的滴点（Mettler Drop Point；ASTM D3954）和15 mg KOH/g的酸值（ASTM D1386）的第一经氧化的聚乙烯-蜡-组分，包含0.1份具有140℃的滴点（Mettler Drop Point；ASTM D3954）和7 mg KOH/g的酸值（ASTM D1386）的第二经氧化的聚乙烯-蜡-组分。经氧化的聚乙烯-蜡-组分的总份额因此合计为1.0份。包含0.4份具有108至114℃的滴点（DGF M-III 3）和< 1 mg KOH/g的酸值（DGF M-IV 2）的费托蜡组分。还包含1份CAS号27136-15-8的丙烯酸酯基胶凝助剂和/或加工助剂。包含1份CAS号6683-19-8的抗氧化剂。由此，本实施例中的所有份数的总和为104.65。
以本领域中的常规方法混合所述PVC组合物的各种组分，使它们胶凝并加工，然后优选挤出。
下面借助实验数据详细证明根据优选实施例的本发明的PVC组合物的性质。DEKADUR Plus在此是指根据优选实施例的PVC组合物。
图1显示相对于温度绘制的各种PVC组合物的根据DIN EN ISO 527的拉伸强度。在此表明，涉及DEKADUR Plus的被标作33-19-10的曲线始终在另外两条曲线上方。特别地，在高于60℃的温度范围内，DEKADUR Plus的拉伸强度相较于另外两种材料明显提高。被标作R 33的曲线在此涉及来自Georg Fischer DEKA GmbH的制剂PVC-U（troisdorfrot），而被标作33-7-10的曲线涉及来自Georg Fischer DEKA GmbH的在PVC-U（troisdorfrot）的基础上略微修改的原型制剂。这两种对比制剂都具有< 3%的白垩比例。
图2显示相对于温度绘制的各种组合物的根据DIN EN ISO 527的弹性拉伸模量。在此也表明，特别在> 60℃的温度范围内，DEKADUR Plus具有比对比制剂高的弹性模量。被标作PP 2222的曲线在此涉及常用于氯工业，特别用于阴极电解液循环的标准聚丙烯制剂。关于其它曲线的命名和这些涉及的组合物，参考与图1相关的信息。
图3显示持久内压性能，即相较于作为贯穿直线显示的根据DIN 8061/62的PVC-U的80℃-DIN-曲线，相对于时间绘制的DEKADUR Plus的切向应力（方块测量点）。在此，在90℃下测量DEKADUR Plus的值。作为圆形表示的测量点指示终止测量点，因为对于该给出的切向应力需要数十年的测量时间。但是，可以看出，这一测量点也明显在标准曲线上方。也用增压试验根据Miner定律通过外推证实在90℃的温度下对DEKADUR Plus实验测定的性能。从图3中可以清楚看出，包含DEKADUR Plus的管道在90℃的温度下比标准DIN 8061/62在80℃温度下所要求的更耐受压力。
借助于下表中所列的实验数据证实DEKADUR Plus在化学品耐受性方面的性能。为测定化学品耐受性，进行用介质与所用样品的所有面接触的浸没试验。具有63毫米外径和4.7毫米壁厚的挤出管用作样品材料。
PVC-U 1在此是指来自Georg Fischer DEKA GmbH的制剂PVC-U（troisdorfrot），其包含铅稳定剂。PVC-U 2是指来自Georg Fischer DEKA GmbH的基于PVC-U（troisdorfrot）的原型制剂，其中包含锡稳定剂代替铅稳定剂。
这两种制剂PVC-U 1和PVC-U 2都包含小于3%的比例的白垩。其它标准PVC-U制剂具有大约6%的比例的白垩。就此而言，制剂PVC-U 1和PVC-U 2在其化学品耐受性方面已优于其它标准制剂。
在下表中，PVC-C是指来自Georg Fischer DEKA GmbH的基于原料Temprite 88708的制剂DEKADUR C。
表1
制剂 重量变化/% 渗透深度/ µm (内/外) 维卡变化/ K 起泡/变形
PVC-U 1 11.1 610/520 4.4 是
DEKADUR Plus 7.8 550/480 0.9 否
列在表1中的PVC-U 1和DEKADUR Plus的对比值是在持续三个月的现场试验中获得的，在此期间在85℃至90℃温度下使样品暴露在具有98.5%至99.7%氯、水蒸汽饱和、氧作为残余气体的潮湿氯气下。术语“现场试验”意味着样品在工业厂房的实际运行过程中暴露在潮湿氯气下。表1中的值清楚表明在给定的实验条件下，DEKADUR Plus与PVC-U 1相比表现出较小的重量变化，明显较小的维卡软化温度变化，在内部和外部都较小的渗透深度以及没有起泡。DEKADUR Plus因此在给定的实验条件下明显更耐受氯化和扩散现象。
表2
制剂 重量变化/ % 渗透深度/ µm (内/外)
PVC-U 1 -1.00 490/510
含7 phr丙烯酸酯基冲击韧性改性剂的PVC-U -0.80 630/770
含DEKADUR Plus的稳定剂和抗氧化剂套装的PVC-U 0.80 450/510
表2显示样品在造纸厂的漂白装置的旁路中的现场试验中在68℃至75℃的温度下暴露在具有5%固体比例（纸浆比例 - 基本是木材的比例）的含1% ClO2的二氧化氯下7个月的实验。所给出的“含7 phr丙烯酸酯基冲击韧性改性剂的PVC-U”的制剂基于额外添加了7 phr丙烯酸酯基冲击韧性改性剂的标准PVC-U制剂。相反，制剂PVC-U 1和PVC-U 2不含冲击韧性改性剂。被称作“含DEKADUR Plus的稳定剂和抗氧化剂套装的PVC-U”的制剂是添加了如在DEKADUR Plus中的稳定剂组分和抗氧化剂组分的标准PVC-U制剂。进行表2涉及的实验以描述冲击韧性改性剂对PVC-U制剂的化学品耐受性的影响以及证实为DEKADUR Plus制剂选择的稳定剂和抗氧化剂的明显优越性。表2中给出的值在此清楚表明冲击韧性改性剂的不利作用，特别是对渗透深度。相反，含DEKADUR Plus的稳定剂和抗氧化剂的制剂具有明显更好的性质。
表3
制剂 重量变化/ % 渗透深度/ µm (内)
PVC-U 1 0.45 258
PVC-U 2 0.78 460
DEKADUR Plus 0.30 183
表3涉及各种样品对硝酸的耐受性。样品在60℃的温度下在含55% HNO3的硝酸下暴露8周。表3中给出的值清楚表明与PVC-U 1和PVC-U 2相比DEKADUR Plus对氧化性无机酸如浓硝酸的化学品耐受性的显著优势。
表4
制剂 重量变化/ % 由SO3造成的黑色着色的渗透深度
PVC-U 1 0.19 透过样品的整个体积
DEKADUR Plus 0.57 仅表面
表4涉及DEKADUR Plus与PVC-U 1相比对浓硫酸的化学品耐受性，其中样品在90℃的温度下在浓硫酸(96%)下暴露3周。在此借助表4中的值清楚看出DEKADUR Plus的完全不同和改进的腐蚀性能。特别地，在DEKADUR Plus的情况下明显延缓SO3的扩散。
表5
制剂 重量变化/ % 由SO3造成的黑色着色的渗透深度
PVC-U 1 1.38 黑色着色扩散渗入
DEKADUR Plus 1.22 仅表面
DEKADUR Plus，退火4 h/95℃ 0.98 仅表面
表5涉及两种DEKADUR Plus样品与PVC-U 1相比对三氧化硫的化学品耐受性。第二种DEKADUR Plus样品与第一种的区别在于，其在95℃下退火4小时。样品在20℃在20%发烟硫酸上的气相中的饱和SO3气氛下暴露2周。表5中的值在此表明在这两种样品中，DEKADUR Plus的腐蚀性能均明显不同于并优于PVC-U 1。特别地，在DEKADUR Plus的情况下明显延缓SO3的扩散。DEKADUR Plus样品的退火进一步提高其耐久性。
表6
表6涉及与零龄样品，即没有暴露在化学品下的新制成的样品相比，该表中规定的材料的各种样品在95℃的温度下对浓氢氧化钠水溶液（32%）的性质变化。随以周计的储存时间给出各种样品在碱液中的各种性质变化。这些是质量变化、颜色变化、渗透深度、维卡软化温度的变化、弹性模量的变化、拉伸强度的变化和断裂伸长率的变化。借助表6中描述的这些值表明，在DEKADUR Plus的情况下，在前三周的过程中已发生PVC组合物已知的硬化或性质变化，尤其是烧结效应，随后没有显著变化。碱液的侵袭在此仅在表面处少量发生。由此证实了DEKADUR Plus与PVC-U 1、PVC-U 2，特别是PVC-C相比甚至在高温下的耐腐蚀性。非常特别地看出，DEKADUR Plus对氢氧化钠水溶液的耐受性比PVC-C高得多，后者的差耐受性特别归因于外加的冲击韧性改性剂。
表7
制剂 重量变化/ % 重量变化/ % 渗透深度/ µm (内) 渗透深度/ µm (内)
储存时间/周 3 8 3 8
PVC-U 1 0.71 未记载 494 未记载
PVC-U 2 1.08 1.37 603 906
DEKADUR Plus 0.33 0.53 868 1215
表7涉及样品在60℃下在浓盐酸（35%）下分别暴露3周或8周的试验。给出在各自的储存时间下的重量变化和渗透深度（内）。在此仍可以看出，DEKADUR Plus具有比PVC-U 1和PVC-U 2好的性质。特别地，DEKADUR Plus吸收明显更少的盐酸。在使用包含DEKADUR Plus的管道作为内衬的情况中这种性质具有极大优点。由于与盐酸较少的反应造成的较低吸收/吸着伴随着加速扩散，因此在DEKADUR Plus的情况下渗透深度提高。
表8
制剂 重量变化/ % 渗透深度/ µm (内)
DEKADUR Plus 0.51 1126
PVC-U 1 0.27 1239
PVC- U 2 0.24 1150
PVC-C 3.21 588
最后，表8涉及样品在40℃下在浓氢氟酸（40%）下暴露3周的试验。来自表8的值在此表明PVC-C通过与制剂成分的反应在极高程度上吸收氢氟酸。这导致扩散延缓，即较低的渗透深度。DEKADUR Plus对氢氟酸和对其它酸表现出非常好的折衷，由此DEKADUR Plus的渗透性能与PVC-U基本相同并因此特别明显不同于PVC-C。
鉴于该PVC组合物和其中存在的组分，其它发现如下：
在95℃的温度下，例如在包含该PVC组合物的部件的焊接或敷设过程中，在1至2小时内已经发生热应力松弛。这允许整个管路系统（Rohrisometrie）在其安装后通过使热水经过该系统而进行低成本退火。由此取消极其昂贵的使用外部加热带的退火步骤。特别在氯工业中或在热介质与该PVC组合物接触的其它应用领域中，也可以直接在装置启动时的运行过程中退火这些部件。
该PVC组合物或包含其的部件，例如管道、槽和/或容器优选特别可用于下列领域：
借助它们的高的化学品稳定性和温度稳定性，它们适合与极高纯度的盐水溶液，例如高纯氯化钠溶液或高纯氯化钾溶液接触，特别是在大约50℃至大约80℃的温度范围内，以及任选具有氯负荷和变化的pH值。与本发明的PVC组合物相比，这一领域中可能使用的PVC-C由于更高的原料价格和明显更难的加工而昂贵得多。由PP内衬和GFK外壳制成的复合系统通常在几个月内由于由高氯负荷由于脆化和/或腐蚀而失效。
在电解氯装置中的阴极电解液循环同样是该PVC组合物或包含其的部件的合适的应用领域。此处陶瓷在大约85℃至大约92℃温度下的浓度出现大约30%至大约50%的氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液。由于热原因，排除使用标准PVC-U。PVC-C由于其碱液不稳定性也不是合适的材料。在PP/GFK的复合材料的情况中产生已提到的缺点。相反，该PVC组合物和包含其的产品提供低成本生产、易于加工性和优化的化学品耐受性以及温度耐受性的优点。
也可以在氯电解领域中的阳极电解液循环中使用该PVC组合物或包含其的产品。此处- 取决于该方法的实施，特别是取决于pH值 – 除了单质氯，通常还出现次氯酸或在下游工艺中出现次氯酸钠溶液。
尤其提供用于次氯酸钠生产，例如用于氯装置的脱氯，还有与次氯酸钠相关的其它用途，优选在≤ 60℃的温度下。通常用碱稳定次氯酸钠。其通常通过将氯气引入氢氧化钠溶液中生产。因此难以使用包含PVC-C的材料，因为，如已经描述的那样，其对碱具有不稳定性。特别在脱氯单元中出现的最大温度是包含标准PVC-U的材料不可接受的。聚烯烃在这一领域中存在的条件下不稳定。在此该聚氯乙烯组合物或包含其的产品仍相应地为对所用材料提出严格要求的应用领域提供低成本解决方案。
也可以使用该PVC组合物或包含其的产品制造供氧管线，其中要求热塑性内衬具有不易燃的性能。例如可以替换或避免包含聚偏二氟乙烯（PVDF）作为内衬材料和GFK外壳的昂贵管道。
最后，也可以使用该聚氯乙烯组合物制造浓度> 90%的浓硫酸的管线、管道、槽和/或容器，特别是甚至在更高的温度下，非常特别在变化的温度下。由此例如可以替换或避免包含昂贵的乙烯-氯三氟乙烯和/或全氟塑料的材料。
另一可能的用途是用于制造用于浓硝酸或包含硝酸和/或氢氟酸的组合物或浓盐酸溶液的管线、管道、槽和/或容器。特别地，这尤其在> 60℃的温度下可行。在此例如在钢酸洗工业中可以替换通常经受高磨损的厚壁聚丙烯管线。由于热原因，这一领域无法使用PVC-U。由于成本原因，通常无法使用聚偏二氟乙烯，由于成本原因，PVC-C也看起来也较为勉强。通过使用聚氯乙烯组合物整体因此由于更容易生产、更容易加工和更低磨损总体上产生成本优点。
甚至在用传统PVC-U无法实现的高应用温度下，该聚氯乙烯组合物也特别耐受酸、氯电解中的阳极电解液、潮湿氯气、次氯酸盐、盐水、碱液和/或浓硫酸。
在用于确保良好加工、热成形和/或焊接、与传统PVC-U的相容性的制剂要求，满足依据DIN 8061/62对管道的品质要求以及将使用温度扩大至90℃与用于确保对制剂成分提出在上述领域对化学品的最佳耐受性的要求得到最优平衡。
通过与该PVC组合物相关获得的非常多的应用可能性，可以显著减少迄今在各种应用领域，特别是在GFK复合结构领域和非常特别在氯领域中通常的材料多样性。这里提出的PVC组合物可以满足出现的要求的很大部分。其因此能够普遍应用，特别是替换加工复杂、缺乏稳定性或非常易受侵蚀的昂贵材料。
由于该PVC组合物相较于聚烯烃组合物小的热膨胀，其对于温度变化不敏感。
总体而言，可以看出，该PVC组合物、包含其的产品以及它们的多种不同的用途特别在氯工业中，非常特别在管路领域中有助于降低成本和避免故障。

Claims (11)

1.聚氯乙烯（PVC）组合物，其中
- 所述组合物的PVC树脂具有数均分子量MN = 60 kDa至MN = 70 kDa且重均分子量MW = 114 kDa至Mw = 124 kDa的分子量分布，且其中
- 整个组合物具有56%至62%的氯含量。
2.根据权利要求1中所述的PVC组合物，其特征在于高于90℃的维卡软化温度。
3.如前述权利要求任一项中所述的PVC组合物，其特征在于所述组合物不含冲击韧性改性剂。
4.如前述权利要求任一项中所述的PVC组合物，其特征在于所述组合物不含白垩和/或钙和/或镁。
5.如前述权利要求任一项中所述的PVC组合物，其特征在于所述组合物包含锡和/或具有锡的组分。
6.用于传送和/或储存化学侵蚀性物质的管道、槽或容器，其特征在于所述管道、槽或容器包含根据权利要求1至5任一项中所述的PVC组合物。
7.根据权利要求6中所述的管道，其特征在于所述管道形成为复合管，其具有包含玻璃纤维增强的热固性树脂的外壳，其中所述管道具有包含根据权利要求1至5任一项中所述的PVC组合物的内壁。
8.根据权利要求7中所述的管道，其特征在于所述内壁与所述外壳通过至少一种粘合树脂粘合。
9.根据权利要求1至5任一项中所述的PVC组合物作为用于制造管道、槽、容器、板材、成型件和/或焊条的耐受化学品和耐受温度的材料的用途。
10.根据权利要求1至5任一项中所述的PVC组合物作为用于根据权利要求6至8任一项中所述的管道、槽或容器的耐受化学品和耐受温度的材料，特别是作为耐受化学品的内壁，非常特别作为内衬-复合部件的用途。
11.根据权利要求6至8任一项中所述的管道、槽或容器用于传送和/或储存包含选自具有≤ 50%的KOH或NaOH的氢氧化钾溶液或氢氧化钠溶液、具有≤ 350 g/L的KCl的氯化钾溶液、具有≤ 350 g/L的NaCl的氯化钠溶液、具有≤ 18%的活性氯的次氯酸盐和浓无机酸，优选硫酸、盐酸、硝酸或氢氟酸的至少一种组分的化学侵蚀性物质的用途。
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