CS220130B1 - Kompositní iBatenifál - Google Patents

Abstract

Vynález řeší kompositní materiál se zvýšenou chemickou odolností, určený pro korozně namáhané konstrukce, zejména v chemickém průmyslu. Podstata řešeni -spočívá v kombinaci, fóliových vrstev na bázi e-la-stomerů a/nebo termoplastů o tloušťce 0,2 až 10 mm, s výhodou nevulkanizovaného a/nebo vulkanizovaného hutylkaučuku, aifcaktického polypropylenu a/nebo měkčeného polyvinylchloridu, s výztužujíeími vrstvami polyesterového a/nebo ep©xttdového skelného laminátu.

Description

Vynález řeší kompositní materiál se zvýšenou chemickou odolností, určený pro korozně namáhaná konstrukce, zejména v chemickém průmyslu.

S rostoucími nároky na výrobní procesy v průmyslu neustále rostou i požadavky na materiály, které jsou schopné vyhovět vzrůstající agresivitě prostředí i zvýšenému mechanickému namáhání. Tradiční materiály, které byly dříve používány v chemické výrobě, ale například i v mořírenství či galvanoplastice dnes již nevyhovují požadavkům a jejich použití je značně neekonomické. Tak bylo například postupným zvyšováním teplot během moření antikoro ocelí a změnami složení mořicích lázní zcela odstraněno používání dřevěných mořicích van, v současné době přestávají vyhovovat i nádrže ocelové, pogumované. V řadě případů dnes při chemických procesech nevyhovuje ani nejkvalitnější nerezová ocel a tak velmi rychle přebírají funkci konstrukčních materiálů pro chemické zařízení a aparáty — vedle titanu a dalších barevných kovů — především plasty.

V antikorozní ochraně nalezly plasty své místo nejprve v podobě polotovarů na bázi neměkčeného·, tvrdého polyvinylchloridu, polypropylenu, polyisobutylenu, později pak i ve formě některých nevyztužených či vyztužených reaktoplastů, ať již na bázi fenolu, nenasycených polyesterových pryskyřic či epoxidů. Řada konstrukcí uvedené báze je vyráběna dodnes.

Protože uvedené materiály obvykle špatně snášejí zvýšené mechanické namáhání, došlo během doby k vývoji kompositů, ve kterých termoplast převzal funkci chemicky odolné výstelky a roli vyztužujícího prvku nese plášť, zhotovený obvykle na bázi polyesterového či epoxidového skelného laminátu. Paralelně byla zlepšována chem'cká odolnost samotných reaktivních pryskyřic, na jejichž bázi pak byly vyráběny konstrukce, ve kterých funkci lineru nese samotná čistá, případně mírně vyztužená pryskyřice, v konstrukční vrstvě dále vyztužená sklem či jinou vláknitou výztuží.

Lze konstatovat, že takto navržená konstrukce v současné době plně vyhovují pro řadu agresivních médií, pracujících při relativně nízkých teplotách do 50 až 60 °C, pro některé roztoky i výše. Při překročení kritických teplot 70 až 90 °C však již dochází u tzv. kombinovaných materiálů termoplast-laminát k tak silnému vnitřnímu pnutí spoje mezi oběma materiály vlivem tepelných dilatací, že konstrukce toto namáhání obvykle nevydrží a dochází k praskání a tím i k celkovému znehodnocení celé konstrukce.

Uvedené nevýhody odstraňuje do značné míry kompositní materiál podle vynálezu. Podstata řešení spočívá v kombinaci poměrně tenkých fóliových vrstev na bázi elastomerů a/nebo termoplastů o tloušťce 0,2 až 10 mm, s výhodou nevulkanizovaného· a/nebo vulkanizovaného butylkaučuku, ataktického polypropylenu a/nebo měkčeného polyvinylchloridu, s vyztužujícími vrstvami polyesterového', a/nebo epoxidového skelného· laminátu. Řešení využívá v podstatě pružných linerů, jejichž plastická deformace vlivem tepelných změn neohrožuje celkovou stabilitu nosného pláště. Ačkoliv je vnitřní vrstva výstelky ve srovnán! s dříve užívanými konstrukcemi extrémně tenká, je zajímavé, že ani při déle trvajícím tepelném či mechanickém namáhání nedochází k jejímu porušení. Konstrukce tohoto typu byly porovnávány s konstrukcemi, vytvářenými na obdobné bázi z pogumované oceli. Lze konstatovat, že k porušení vnitřního· lineru u oceli docházelo značně dříve, nehledě již na charakter a rozsah trhlin. Vysvětlení podstatně větší odolnosti kompositů podle vynálezu lze hledat pravděpodobně v důsledku vysokého modulu pružnosti vyztužujícího laminátového pláště a značně lepší vzájemné adhese jednotlivých vrstev kompositů. Z toho důvodu je také v řadě případů výhodné vytvářet vícevrstvé výstelky, například kombinací vrstev vulkanizovaného a nevulkanizovaného butylkaučuku, kde funkci chemicky odolného lineru přebírá vulkanizovaná vrstva, kdežto vrstva nevulkanizovaného· elastomerů slouží jako podklad k dokonalému spojení s vyztužujícím laminátovým pláštěm.

Nelze tedy v daném případě hovořit již o kombinovaném, dvouvrstvém materiálu, ale o kompositů v pravém slova smyslu. Výhody navrženého systému vycházejí v zásadě z vlastností použitých komponent. Použité výstelkové materiály mají vysokou tvarovou přizpůsobivost, a lze proto vytvářet jejich aplikací poměrně složité tvary bez dodatečného tváření. Některé typy vnitrních výstelek lze vytvářet nanášením přímo na výrobní formu z taveniny, což nejenom zefektivňuje výrobu, ale v řadě případů odstraňuje obtíže s úpravami a těsněním s žárů a švů. I při případném poškození lineru nemůže dojít k podstatnějšímu poškození konstrukce, protože i vlastní vyztužující plášť má poměrně vysokou chemickou odolnost a vzhledem k tomu a k celkové odolnosti a pevnosti vlastního spoje se nemůže koroze šířit pod povrchem výstelky. Právě tak jednoduché jsou i vlastní opravy případně poškozených míst, protože nedochází k praskání vnitřní ochranné vrstvy a lze ji proto ponechat i v bezprostředním okolí poškozeného místa bez dalších úprav.

Řešení lze použít, vedle klasických aplikací i pro zařízení, pracující pod tlakem či za vakua, protože většina těchto pružných linerů je nepropustná a neporézní a vytváří dokonale těsnicí vrstvy.

Zanedbatelná není ani celková úspora materiálu a snížení hmotnosti konstrukcí ve srovnání s dosud užívanými kombinovanými plasty z tvrdých termoplastů, u kte220130 rých celková tloušťka linerů je obvykle několikanásobně vyšší. Celkově lze říci, že navržený komposit se uplatní především pro vzduchotechnická zařízení pro agresivní média, různé typy produktovodů a potrubí pro odvádění odpadních agresivních vod, pro konstrukci nádrží a dalších aparátů v chemickém průmyslu, potravinářství, stavebnictví a dalších oblastech.

Příklad 1

Pro výrobu nádrže, určené pro 10% roztok fosforečných solí bylo užito kompositního materiálu, sestávajícího z vrstvy měkčeného polyvinylchloridu o tloušťce 3 mm, která byla prostřednictvím modifikované vrstvy nenasycené polyesterové pryskyřice zakotvena na vyhřívané formě do vyztuženého pláště, na bázi nenasycené polyesterové pryskyřice isoftalového typu, vyztužené skleněnými vlákny.

Příklad 2

Vzduchotechnické potrubí pro odsávání par mořicích lázní bylo zhotoveno z kompositu, vytvořeného z vrstvy vulkanizované butylkaučukové fólie o· tloušťce 2 mm, nanesené na vyztužené nevulkanizované fólii téhož složení a tloušťky. Porch nevulkanizovaného butylkaučuku byl vyztužen opět polyesterovým skelným laminátem bisfenolického typu.

Příklad 3

Kulová nádrž pro- roztok HNO3 byla vyrobena kombinací fólie o tloušťce 8 mm, zhotovené z ataktického homopolymeru polypropylenu, povrchově vyztužené pláštěm na bázi epoxidového skelného laminátu. Soudržnost obou materiálů byla vzájemně zajištěna mechanicky kotvenými přířezy skleněné tkaniny.

Claims (1)

1. Kompositní materiál se zvýšenou chemickou odolností, vyznačený tíhli že sestává z elastomérní a/nebo termoplastické fólie o tlĎůšťce 0,2 až 10 mm, na bázi nevulkanizovaného á/nebo vulkanizovaného butylkaučuku či jeho kombinací, ataktického polypropylenu a/nebo měkčeného polyvinylchloridu a vyztužující vrstvy polyesterového a/nebo epoxidového skelného laminátu.