DD215302A1

DD215302A1 - METHOD FOR PRODUCING HEAVY DUTY GLASS SURFACES

Info

Publication number: DD215302A1
Application number: DD25162383A
Authority: DD
Inventors: Gerit Kampfrath; Hans-Ullrich Poll; Lutz Gentzsch; Rainer Schoenfeld; Johannes Voigtland
Original assignee: Leipzig Chemieanlagen
Priority date: 1983-06-01
Filing date: 1983-06-01
Publication date: 1984-11-07
Also published as: DD215302B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von schwerbenetzbaren Glasoberflaechen. Ihr liegt das Ziel und die Aufgabe zugrunde, eine Glasoberflaeche, insbesondere von Fluessigkeitsstandanzeigen, so auszustatten, dass di e Oele und Oel-Wasser-Gemische nicht als Filme an der Glasoberflaeche haften und diese verschmutzen. Die Verschmutzung fuehrt besonders bei Fluessigkeitsstandanzeigern in der erdoelverarbeitenden Industrie zu einer schnellen Unbrauchbarkeit der Standglaeser, so dass sie ausgewechselt werden muessen. Erfindungsgemaess wird bei dem Verfahren die Glasoberflaeche mit einem Gemisch aus Loesungsmittel und Silikonoel gespuelt und der entstandene Silikonoelfilm wird durch eine Plasmabehandlung nachvernetzt. Der vernetzte Silikonoelfilm wirkt als Abhaesivschicht und haftet fest an der Glasoberflaeche. Er ist bestaendig gegen Wasser, Oele, Wasser-Oel-Gemische und verschiedenste Kohlenwasserstoffe des Erdoels. Dabei bleibt aber die abweisende Wirkung der Silikonoele erhalten. Bei extremen Anforderungen an die Haftfestigkeit der Abhaesivschicht wird zwischen Glasoberflaeche und Abhaesivschicht eine Haftmittlerschicht durch Glimmpolymerisation eines Siloxans aufgebracht. Die Erfindung ist anwendbar auf dem Gebiet des Anlagenbaus der chemischen Industrie, insbesondere der erdoelverarbeitenden Industrie.The invention relates to a process for the preparation of difficult-wettable glass surfaces. It is the object and the object of the invention to provide a glass surface, in particular of liquid level displays, so that the oils and oil-water mixtures do not adhere to the glass surface as films and pollute them. The contamination leads, especially in the case of liquid level indicators in the earthworking industry, to a rapid uselessness of the stand glasses, so that they have to be replaced. According to the invention, in the process the glass surface is rinsed with a mixture of solvent and silicone oil and the resulting silicone oil film is postcrosslinked by a plasma treatment. The cross-linked silicone oil film acts as a quenching layer and adheres firmly to the glass surface. It is resistant to water, oils, water-oil mixtures and various hydrocarbons of petroleum. However, the repellent effect of the silicone oil is retained. In the case of extreme demands on the adhesion of the abhesive layer, an adhesive layer is applied between the glass surface and the abhesive layer by glow polymerization of a siloxane. The invention is applicable in the field of plant construction of the chemical industry, in particular the petroleum-processing industry.

Description

-1 - 251 623-1 - 251 623

Verfahren zur Herstellung von schwerbenetzbaren GlasoberflächenProcess for producing difficult-to-wet glass surfaces

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung ist auf dem Gebiet des Chemieanlagenbaus, insbesondere der erdölverarbeitenden Industrie anwendbar.The invention is applicable to the field of chemical plant construction, in particular the petroleum-processing industry.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Zur Bestimmung des Standes von Flüssigkeiten in Behältern und Apparaten bzw. zur Kontrolle der Fernstandsmeßeinrichtungen in diesen Behältern und Apparaten werden häufig örtliche Flüssigkeitsstandanzeiger in Form von Standgläsern angebracht. Die Glaskörper dieser Geräte können Rohre oder flache Gläser sein.To determine the level of liquids in containers and apparatus or to control the Fernstandsmeßeinrichtungen in these containers and apparatus often local liquid level indicators are mounted in the form of glass jars. The glass body of these devices may be tubes or flat glasses.

Zur einwandfreien Arbeitsweise der Geräte ist es erforderlich, daß auch bei stark verschmutzten Flüssigkeiten die Glasoberfläche der Standgläser sauber bleibt und der Stand einwandfrei abgelesen werden kann.For proper operation of the equipment, it is necessary that even with heavily soiled liquids, the glass surface of the glasses remains clean and the state can be read properly.

In der Erdölindustrie ist es nachteilig, daß die Glasoberfläche der Standgläser schnell verschmutzt und undurchsichtig wird, so daß ein häufiges Auswechseln erforderlich ist. Besonders die exponierte Lage von Förderfeldaufbereitungsanlagen fordert eine weitestgehend wartungsfreie Ausrüstung. Ein Auswechseln eines verschmutzten Standglases ist besonders unter solchen Bedingungen mit großem Aufwand und Produktionsausfall verbunden.In the petroleum industry, it is disadvantageous that the glass surface of the stand glasses quickly becomes dirty and opaque, so that frequent replacement is required. Especially the exposed location of conveyor field treatment plants requires a largely maintenance-free equipment. Replacing a dirty glass stand is particularly under such conditions associated with great effort and loss of production.

Normale, unbehandelte Oberflächen von Standgläsern genügen diesen Forderungen nicht. Bei ihnen treten schon nach kurzer Zeit so starke Verschmutzungen auf, daß ein Ablesen des Füllstandes nicht mehr möglich ist. Das bekannte Anordnen von Plastfolien zwischen Glaskörper und Flüssigkeit führt zu keinem befriedigenden Erfolg. Bekannte Verfahren zur hydrophoben Ausrüstung von Glas durch Behandlung der Glasoberfläche mit einem Gemisch aus Lösungsmitteln und Äthylsilikon (DD-WP 917113) oder mit gelösten Polysiloxanen (DE-OS 2658115) sind ungeeignet, da diese Filme nur beständig gegen Wasser sind, aber von Ölen bzw. von den Kohlenwasserstoffen des Erdöls in kurzer Zeit abgelöst werden und die abweisende Ausrüstung verlorengeht.Normal, untreated surfaces of stand glasses do not meet these requirements. With them, after such a short time, so much contamination occurs that it is no longer possible to read the filling level. The well-known arrangement of plastic films between the vitreous body and liquid leads to no satisfactory success. Known method for hydrophobic finishing of glass by treating the glass surface with a mixture of solvents and ethyl silicone (DD-WP 917113) or with dissolved polysiloxanes (DE-OS 2658115) are unsuitable because these films are only resistant to water, but of oils or be detached from the hydrocarbons of the petroleum in a short time and the repellent equipment is lost.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung schwer benetzbarer Glasoberflächen, insbesondere von Flüssigkeitsstandanzeigern in der erdölverarbeitenden Industrie, wodurch die Gebrauchszeiten der Standanzeiger erhöht und Produktionsausfälle verringert werden.The aim of the invention is a process for producing difficult-to-wet glass surfaces, in particular liquid level indicators in the petroleum-processing industry, whereby the service life of the level indicator increases and production losses are reduced.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung schwerbenetzbarer Glasoberflächen, die sich abweisend gegen Öl und Öl-Wasser-Gemische verhalten und die im Temperaturbereich von -6O⁰C bis 15O⁰C beständig sind, zu schaffen.The invention has for its object to provide a method for producing schwerbenetzbarer glass surfaces that behave repellent to oil and oil-water mixtures and that are stable in the temperature range of -60 ⁰ C to 15O ⁰ C.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die auszurüstende Glasoberflache mit einer gegen Öle und Kohlenwasserstoffgemische beständige Abhäsivschicht versehen wird. Die erfindungsgemäße Abhäsivschicht erhält man aus einem Silikonölfilm, der durch Spülen der Glasoberfläche mit einer 1- bis 10%igen Silikonöllösung aufgebracht wird. Dieser Silikonölfilm wird durch Vernetzung festhaftend und beständig gegen Öle und Kohlenwasserstoffe gemacht. Die Vernetzung wird vorteilhaft durch Behandlung in einem Luft-Niederdruck-Plasma bei etwa 10-100Pa erreicht. Sie bewirkt eine feste Haftung des Silikonölfilmes und macht den Film beispielsweise auch beständig gegen die im Erdöl enthaltenen Kohlenwasserstoffe. Gleichzeitig bleibt aber die bekannte haftmindernde Wirkung der Silikone erhalten, so daß z. B. verschmutztes Öl nicht an der Glasoberfläche haften bleibt, sondern als Film abläuft. Ist die auszurüstende Glasoberfläche das Innere eines Rohres, ist die kapazitive Einkopplung der Energie für das Niederdruck-Plasma in Form einer HF-Spannung, vorzugsweise von 27MHz, vorteilhaft. In diesem Fall ist die Vernetzung des Ölfilmes nach einer Zeitdauer von 0,5 bis 3 min abgeschlossen. Die gebildete Abhäsivschicht behält ihre abweisende Wirkung und Haftfestigkeit in einem Temperaturbereich von-60°Cbis150°C.According to the invention the object is achieved in that the glass surface to be finished is provided with a resistant to oils and hydrocarbon mixtures Abhäsivschicht. The Abhäsivschicht invention is obtained from a silicone oil film, which is applied by rinsing the glass surface with a 1- to 10% silicone oil solution. This silicone oil film is made by crosslinking adherent and resistant to oils and hydrocarbons. Crosslinking is advantageously achieved by treatment in an air-low pressure plasma at about 10-100 Pa. It causes a firm adhesion of the silicone oil film and makes the film, for example, also resistant to the hydrocarbons contained in the petroleum. At the same time, however, the known adhesion-reducing effect of silicones is maintained, so that z. B. soiled oil does not adhere to the glass surface, but runs as a film. If the glass surface to be finished is the interior of a pipe, the capacitive coupling of the energy for the low-pressure plasma in the form of an HF voltage, preferably of 27 MHz, is advantageous. In this case, the crosslinking of the oil film is completed after a period of 0.5 to 3 minutes. The formed abhesive layer retains its repellency and adhesion in a temperature range of -60 ° C to 150 ° C.

Von besonderem Vorteil für die Standzeit dieser Abhäsivschicht ist es, die auszurüstende Glasoberfläche vor ihrer Spülung mit der Silikonöllösung mit einer Haftmittlerschicht zu versehen. Vorteilhaft wird eine solche dünne Schicht durch Glimmpolymerisation im Niederdruck-Plasma bei eiwa 10 bis 100Pa erzeugt. Ein leicht verdampf bares Siloxan, beispielsweise Hexamethyldisiloxan, erweist sich dabei als ein geeignetes Monomer, da die haftvermittelnde Wirkung durch die chemische Verwandtschaft zwischen Glasoberfläche, Abhäsivschicht und Haftmittlerschicht gefördert wird. Das Niederdruck-Plasma kann in der gleichen Art und Weise erzeugt werden wie für die Vernetzung des Silikonölfilmes. Die Abhäsivschicht läßt sich beispielsweise auf der inneren Oberfläche von beliebig geformten Glaskörpern von Flüssigkeitsstandanzeigern aufbringen. Sie kann sowohl bei Durchblick- als auch bei Reflexionsstandanzeigern angewandt werden. Durch die fast völlige Nichtbenetzbarkeit der Glaskörper ist ihre Verschmutzung stark vermindert, so daß auch nach längerer Betriebszeit ein einwandfreies Ablesen des Standes möglich ist. Das bisher häufige Auswechseln der Gläser kann wesentlich eingeschränkt werden.Of particular advantage for the service life of this Abhäsivschicht is to provide the glass surface to be equipped before their flushing with the silicone oil solution with a bonding agent layer. Advantageously, such a thin layer is produced by glow polymerization in low-pressure plasma at about 10 to 100 Pa. A readily evaporable siloxane, for example hexamethyldisiloxane, proves to be a suitable monomer, since the adhesion-promoting effect is promoted by the chemical relationship between glass surface, Abhäsivschicht and adhesive layer. The low-pressure plasma can be generated in the same manner as for the crosslinking of the silicone oil film. The Abhäsivschicht can be applied, for example, on the inner surface of arbitrarily shaped glass bodies of liquid level indicators. It can be used with both transparent and reflective level indicators. Due to the almost complete non-wettability of the glass body their pollution is greatly reduced, so that even after a long period of operation a perfect reading of the state is possible. The previously frequent replacement of the glasses can be significantly reduced.

Anwendungsbeispielexample

Nachstehend soll die Erfindung an einem Beispiel näher erläutert werden. Das Glasrohr eines Flüssigkeitsstandanzeigers wird auf einen Druck von etwa 10Pa evakuiert. Anschließend wird bis zu einem Druck von rund 100Pa Hexamethyldisiloxandampf eingeleitet und dynamisch bej einem Durchstrom von etwa 10"³ Pa m³ s"¹ aufrecht erhalten. Über die an äußeren Enden angebrachten Elektroden wird kapazitiv eine 27-MHz-HF-Spannung eingekoppelt und ein Niederdruck-Plasma im Inneren des Glasrohres gezündet. Nach 2 Minuten hat sich eine 0,1-0,5Mm dicke Schicht zur Haftvermittlung an der-Glasoberfläche des Innenrohres abgeschieden. Dann wird das Glasrohr mit einer 5%igen Lösung eines Silikonöles in Benzol durchspült und getrocknet. Das Glasrohr wird wiederum auf etwa 10Pa evakuiert und ein Niederdruck-Luft-Plasma in der bereits geschilderten Art und Weise gezündet. Nach etwa 2 Minuten Behandlung ist der Silikonölfilm vernetzt, wodurch er festhaftend und beständig gegen Öle und verschiedenste Kohlenwasserstoffe wird. Die so erzeugte Schicht verhält sich abweisend gegen Flüssigkeitsfilme von Erdöl und Erdöl-Wasser-Gemischen.Below, the invention will be explained in more detail by way of example. The glass tube of a liquid level indicator is evacuated to a pressure of about 10 Pa. Subsequently, hexamethyldisiloxane vapor is introduced up to a pressure of about 100 Pa and maintained dynamically at a flow rate of about 10 ^-3 Pa m ³ sec ^-1 . A 27 MHz RF voltage is capacitively coupled via the electrodes attached to the outer ends and a low-pressure plasma is ignited in the interior of the glass tube. After 2 minutes, a 0.1-0.5 mm thick layer has been deposited to promote adhesion to the glass surface of the inner tube. Then the glass tube is rinsed with a 5% solution of a silicone oil in benzene and dried. The glass tube is in turn evacuated to about 10 Pa and ignited a low-pressure air plasma in the manner already described. After about 2 minutes of treatment, the silicone oil film is cross-linked, which makes it adherent and resistant to oils and various hydrocarbons. The layer thus produced behaves repellent against liquid films of petroleum and petroleum-water mixtures.

Claims

• - i - t- \ J \ jc-j ι claim for invention

1. A process for producing schwerbenetzbarer glass surfaces for liquid level indicator of the petroleum industry, in which on the glass surface as a Abhäsivschicht a silicone oil film is applied, characterized in that the silicone oil film by plasma treatment, for example, in a low-pressure air plasma, is postcrosslinked.

2. A process for producing a difficult-wettable glass surface according to claim 1, characterized in that between the glass surface and Abhäsivschicht a primer layer is produced by a plasma polymerization of a siloxane.