DE1571191A1

DE1571191A1 - Verfahren zur Herstellung eines unschmelzbaren Schutzueberzuges aus vernetztem Polyaethylen

Info

Publication number: DE1571191A1
Application number: DE19641571191
Authority: DE
Inventors: Dr Werner Doerrscheidt; Dr Franz-Josef Meyer; Dr Leo Rensmann
Original assignee: Scholven Chemie AG
Current assignee: Scholven Chemie AG
Priority date: 1964-09-29
Filing date: 1964-09-29
Publication date: 1970-01-02
Also published as: GB1101226A; NL6512596A; AT271668B; LU49507A1; US3410709A; BE669899A

Description

Anmelder: Scholven-Chemie AG ■ λ γ π λ λ ο ί

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Verfahren zur Herstellung eines unschmelzbaren Schutzüberzuges aus vernetztem Polyäthylen.

Es ist bekannt., daß man metallische Formteile gegen den Angriff korrodierender Medien dadurch schützen kann, daß man die metallische Oberfläche mit einem Schutzüberzug aus schmelzbaren Kunststoffen versieht, die gegen die in Frage kommenden aggressiven Medien resistent sind. ' .

Das Aufbringen solcher Schutzüberzüge geschieht bekanntlich durch Flammspritzen, Sintern oder Wirblesintern des thermoplastischen Materials auf die vorher normalerweise sandgestrahlte Metalloberfläche. Schutzüberzüge dieser Art gewähren einen guten Korrosionsschutz, haben jedoch den Nachteil, daß die Gebrauchstemperaturen des metallischen Formteils nur sehr niedrig liegen, da Schutzüberzüge aus thermoplastischem Material oberhalb des Schmelzpunktes des Thermoplasten naturgemäß abschmelzen. Daneben sind Schutzüberzüge dieser Art gegen verschiedene organische Lösungsmittel nicht beständig, was ebenfalls zur Beeinträchtigung des Gebrauchswertes der geschützten metallischen Formteile führen kann.

Es ist weiters ein Verfahren bekannt, bei welchem eine Dispersion eines thermoplastischen Kunststoffes in einem organischen Lösungsmittelgemisch auf metallische Formteile aufgebracht und diese in einem Ofen stufenweise erhitzt werden, wobei zunächst die Dispersion in eine L.ös_Ung übergeht und anschließend das Lösungsmittel abdestilliert wird. Dieses Verfahren ist durch-Verwendung eines Lösungsmittels umständlich und erfordert eine lange Vorbereitungszeit; die so hergestellten Überzüge sind nur.bis etwa 80°C temperaturbeständig. Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und hat die Herstellung von unschmelzbaren Schutzüberzügen aus vernetztem Polyäthylen auf metallischen Formteilen durch Wirbelsintern zum Ziel. Das erfindungsgemäße Vergären besteht darin, daß der metallische Formteil nur soweit über den Schmelzpunkt des un« vernetzten Polyäthylens, vorzugsweise auf eine Temperatur von 15Ο bis 25O⁰C, erhitzt wird, daß eine Durchvernetzung des Polyäthylens noch nicht stattfindet/ daß anschließend auf den erhitzten Formteil

Unterlagen (Art. 7 § 1 Abs. 2 Nr-^{] Satz} 3 des Änderungsges. v. 4.9.1967}

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ein Gemisch aus unvernetztem Polyäthylen und einem organischen Peroxyd aufgesintert wird, worauf der so auf dem Formteil erhaltene Polyäthylenüberzug durch thermische Nachbehandlung bei einer Temperatur zwischen l4o und 250⁰C, vorzugsweise zwischen l80 und 220°C, während eines Zeitraumes von 1 - j50 Min., vorzugsweise von .3-15 Min., vernetzt wird.

Als Polymeres kann sowohl Polyäthylen hoher als auch niedriger, Dichte verwendet werden.

Als Vernetzungsmittel kommen die fur die Polyolefinvernetzung üblichen organischen Radikalbildner, z.B. Benzoylperoxyd, Cumolhydroperoxyd, p-Menthanhydroperoxyd, Pinanhydroperoxyd usw. in Frage. Vorzugsweise verwendet man organische Peroxyde hoher Anspringtemperatur, wie insbesondere Dicurnylperoxyd oder pi, !^'.tsis-t-butylperoxy-di-iSwprüpylbenzol. Letzteres besitzt den Vorteil; zu geruchlosen Üuerzügen zu führen.

Die Einarbeitung des Peroxyds kann in der üblichen Weise erfolgen,

1. Liegt das Polyäthylen pulverförmig vor, so wird das Peroxyd zweckmäßig in Lösung auf das Pulver aufgedüst. Nach Abtreioen des Lösungsmittels erhält man ein Pulver mit einer ausgezeichneten Peroxydverteilung.

Bei Polyäthylen-Granulat können zwei Wege beschritten werden:

a) Mahlen des Granulats und Aufdüsen des Peroxyds nach 1 b)'Einmischen des Peroxyds, z.B. im Innenmischer oder auf einem Walzwerk und anschließendes Mahlen.

Der unter 2 b) beschriebene Weg wird vor allein Dei Verwendung von Hockdruckpolyäthylen beschritten werden, bei dem eine Einarueitung des Peroxyds noch bei relativ niedrigen Temperaturen (ecw 120 G) möglich ist, wodurch eine Anvernetzung vermieden wii\i.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wi:ⁱd der zu suhüü-enae i<\> :·::·. to: 1 über den Schmelzpunkt des Polyäthylens erhitzt und in belcur.nu'i· WoUc: durch Tauschen in das aus unvernetztem Polyäthylen-l'ulver und til:·.^:·.: organischen Peroxyd bestehende Wirbelbett überzogen» kie LVr.-.ivr.-uu'.· ^Lo;; metallischen Formteils ist dabei so niedrig zu halten, dmi el;u· Puiv:·.-

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vernetzung des Polyäthylens noch nicht stattfindet. Zu empfehlen sind Temperaturen von 15O ■» 25O⁰C, je nach Tauchzeit und gewünschte Dicke des Überzugs. Für die Tauchzeit gilt hierbei, daß sie wesentlich kürzer sein soll als die Halbwertzeit des angewandten Peroxyds bei der Tauchtemperatur. Im allgemeinen genügen bereits venige Sekunden.

An den Tauchvorgang schließt sich der VernetzungsVorgang durch thermische Nachbehandlung, z.B. in einem Heißluftofen an, dessen Temperatur so eingestellt ist, daß die Vernetzung innerhalb weniger Minuten beendet ist. Die T·. mperatur richtet sich dabei nach der Zerfallscharakteristik des Peroxyds. Bei dem bevorzugt angewandten Dleumylperoxyd und dem (X, i^'Bis-t-butylperoxy-di-iso-proylbenzol liegt der Temperaturbereich"zwischen etwa l40 und 250 C, bevorzugt zwischen etwa 180 und 220°C.

Schutzüberzüge, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden, zeichnen sich durch ausgezeichnete Haftung auf dem Metallteil, durch praktische Unlöslichkeit, Unschnielzbarkeit, Beständigkeit gegen Spannungsrißbildung und gute mechanische Eigenschaften auch bei höheren Temperaturen aus.

Das organische Peroxyd wird in Mengen von 0,01 bis 10 Gew.-#, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.'-/ι?, Dezogen auf das unvernetzte Polyäthylen, .eingesetzt.

Beispiel 1:

Hochdruckpolyäthylen der Dichte 0,91& rcit einem Schmelzindex i/5 (190 C) von 25 g/10 min wurde auf einem Walzwerk mit 3 Gew.-^ Dicumylperoxyd. bei 120 G 5 !'!!nuten homogenisiert. Das durch Mahlen des -WuIufells erhaltene Pulver wurde von Fein- und Grobanteilen befreit, öo daß die Korngröße zwischen bO und 250 /u lag. In einem durch Stickstoff erzeugten, 'wirbelbett werden sandgestrahlte Eisenstreifen 100 χ 20 χ 2 mm mit einem Überzug versehen. Die Temperatur der Eisenstreifen lag bei 20O⁰C, die Tauchzeit betrug 15 see. Anschließend an He Tauchung wurden die Streifen in einem Wäremeofen LO Minuten bei 18O°C naehbehandelt.

Die erhaltenen überzüge haften sehr fest, waren in p-Xylol und Js kali:
stand.

10 Minuten bei 18O°C naehbehandelt.

¹ fest, waren in p-Xylol und Jekalin unlöslich und hielten auch Dauerbeanspruchungen bei 250 C

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Beispiel 2;

Niederdruckpolyäthylen der Dichte 0,9^0 mit einem Schmelzindex i/5 (19O°C) von 30 g/lo min wurde pulverförmig mit einer 5 #igen Lösung von Dicumylperoxyd in η-Hexan besprüht. Nach Abtreiben des Lösungsmittels im Vakuum bei 50°C enthielt das Pulver 3 Gew.-^ Dicumylperoxyd. Der Tauchvorgang und die Nachbehandlung verliefen wie oben beschrieben. Streifentemperatur 230⁰C, Tauchzeit 15 see. Die üüerzüge zeichneten sich durch die gleichen Vorteile wie in Beispiel 1 angeführt aus.

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Claims

1. Verfahren zur Herßtellung eines unschmelzbaren. Schutzüberzuges αμβ vernetzten] Pqlyäf;hylen auf metallischen- Formteilen. djipch Wirbelsintern, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Formteil nur soweit über den Schmelzpunkt des unverletzten Polyäthylens, vorzugsweise auf e^ne Temperatur von 15Q bis 250⁰C, erhitzt wird, daß eine I}urciiver,netzun,g des Polyäthylens noch nicht stattfindet, daß anschließend auf den erhitzten Formteil ein Gemisch aus un~ verne,tztem Polyäthylen und einem organischen Peroxyd aufgesintert wird, wpratjf der so auf dem B'ormteil erhaltene Ppjlyäthylentibe.rzug durch thermische Nachbehandlung be4 einqr Temperatur zv;ischen l40 und 25O; P, vorzugsweise zwischen 18Ο und 220⁰C, während eines Zeitraumes von. 1- 3Q Min, vorzugsweise von 3-15 Min., vernetzt

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