DE1779905C3

DE1779905C3 -

Info

Publication number: DE1779905C3
Application number: DE19631779905
Authority: DE
Priority date: 1962-05-22
Filing date: 1963-05-21
Publication date: 1976-05-13

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tetrafluoräthylenpolymerrohr nach Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a tetrafluoroethylene polymer pipe according to the preamble of claim 1.

Leitet man Flüssigkeiten oder Gase, wie flüssige Kohlenwasserstoffe, z. B. Flugzeugtreibstoffe, durch Tetrafluoräthylenpolymerschläuche, so bilden sich auf der Innenseite der Schläuche elektrostatische Ladungen hoher Spannung, die sich durch die Rohrwandung hindurch entladen können und dabei zu Zerstörungen der Rohrwandung und zum Ausfließen von Gas oder Flüssigkeit führen.If you conduct liquids or gases, such as liquid hydrocarbons, e.g. B. aviation fuels by Tetrafluoroethylene polymer tubing, so form on Electrostatic charges of high voltage on the inside of the hoses, which run through the pipe wall can discharge through and thereby to destruction of the pipe wall and to the outflow of gas or Lead liquid.

Das DT-Gbm 17 22 682 beschreibt Rohre zur Fortleitung pulverförmigen oder körnigen Gutes im Mühlenbau, und diese Rohre bestehen aus hartgestellten Kunststoffen, insbesondere Hartpolyvinylchlorid, und sind auf der Innen- oder Außenfläche oder im gesamten Querschnitt durch Auf- bzw. Einbringen elektrischer Leiter oder Halbleiter elektrisch leitend gemacht, so daß die elektrischen Aufladungen über diese Leiter oder Halbleiter, die an einer beliebigen Stelle des Rohres mit Erde verbunden sind, ständig abfließen können. Die DT-AS 11 08 020 und die US-PS 27 52 637 betreffen Kunststoffrohre, die über die ganze Wandungsdicke verteilt elektrisch leitende Teilchen enthalten. Diese Möglichkeit ist auch im DT-Gbm 17 22 682 angegeben. Eine solche Anordnung elektrisch leitender Teilchen über die gesamte Rohrwandungsdicke birgt nach wie vor die Gefahr eines Durchschlagens und Leckwerdens in sich. Wenn andererseits die elektrisch leitenden Teilchen nur auf der Oberfläche vorgesehen sind (DT-Gbm 17 22 682), ist die Leitfähigkeit der Rohrwandung zu gering, und es besteht die Gefahr eines Ablösens der elektrisch leitenden Teilchen, auch wenn der pulverförmige Leiter in der Rohroberfläche ganz eingebettet ist.The DT-Gbm 17 22 682 describes pipes for conveying powdery or granular material in mill construction, and these pipes are made of hard plastic, especially hard polyvinyl chloride, and are on the inner or outer surface or in the entire cross-section by applying or introducing electrical Conductors or semiconductors made electrically conductive, so that the electrical charges over these conductors or semiconductors that are connected to earth at any point in the pipe can continuously flow away. DT-AS 11 08 020 and US-PS 27 52 637 relate to plastic pipes that cover the entire wall thickness distributed electrically conductive particles. This possibility is also given in DT-Gbm 17 22 682. Such an arrangement of electrically conductive particles over the entire pipe wall thickness still harbors from the risk of puncturing and leakage. On the other hand, when the electrically conductive particles are only provided on the surface (DT-Gbm 17 22 682), the conductivity of the pipe wall is too low, and there is a risk of the electrically conductive particles peeling off, even if the powdery Head is completely embedded in the pipe surface.

Zwar beschreibt die US-PS 25 01 690, daß es bekannt ist, Kunststoffrohre aus mehreren konzentrischen, für sich extrudierten Polymerschichten herzustellen, doch enthält keine der Druckschriften die technische Lehre, konzentrische Schichten in der Rohrwandung mit unterschiedlichem Anteil elektrisch leitender Teilchen zu versehen. Schließlich beschreibt das DT-Gbm 17 20 038 Metfjlscbläuche mit einer fest darauf aufvulkanisierten Hülle aus Kautschuk oder kautschukähnlichen Mischungen, doch haben derartige Metallschläuche mit der Eifindung und der ihr zugrunde liegenden Problemstellung nichts zu tun, da sie wegen zu geringer Flexibilität nicht zum Transport etwa von Flugzeugtreibstoffen verwendet werden können.Although US-PS 25 01 690 describes that it is known to consist of several concentric plastic pipes for to produce extruded polymer layers, but none of the publications contains the technical teaching concentric layers in the pipe wall with different proportions of electrically conductive particles Mistake. Finally, the DT-Gbm describes 17 20 038 Metfjlschäuche with a firmly vulcanized on it Sheath made of rubber or rubber-like mixtures, but have such metal hoses with the discovery and the underlying problem nothing to be done, as they are not suitable for transporting aircraft fuels, for example, due to insufficient flexibility can be used.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht .-2Un darin, Tetrafluoräthylenpolymerrohre insbesondere zum Durchleiten flüssiger Treibstoffe zu bekommen, bei denen die auf der Innenseite aufgebauten elektrostatischen Ladungen unter Verwendung möglichst geringer Mengen elektrisch leitender Teilchen möglichst gut in Längsrichtung zu den Enden des Rohres hin abgeleitet werden, ohne daß die Gefahr eines Durchschlagens oder eines Ableitens der Ladung zur Rohraußenfläche hin bestehtThe object on which the invention is based is, in particular, tetrafluoroethylene polymer pipes to get liquid propellants through, with those built up on the inside electrostatic charges using the smallest possible amount of electrically conductive particles be derived as well as possible in the longitudinal direction to the ends of the tube without the risk of a Penetration or discharge of the charge to the outer surface of the pipe exists

Dies soll bei dem Tetrafluoräthylenpolymerrohr zum Durch/eicen von Flüssigkeiten, insbesondere flüssiger Treibstoffe, mit darin über die ganze Länge fein verteilten pulverförmigen, inerten, elektrisch leitenden Teilchen und mit metallischen Erdungsanschlüssen nach Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst werden, daß es aus zwei konzentrischen, für sich extrudierten Tetrafluoräthylenpolymerschichten besteht von denen nur die innere die elektrisch leitenden Teilchen enthält während die äußere frei von solchen Teilchen ist, daß die elektrisch leitenden Teilchen eine Teilchengröße von 10 bis 9OmH (Millimikron) besitzen und daß die metallischen Erdungsanschlüsse an den Rohrenden angebracht sind. Es wird Schutz nur für die Gesamtheit der im Anspruch 1 enthaltenen Merkmale begehrt.This is said to be the case with the tetrafluoroethylene polymer pipe By icing liquids, especially liquids Propellants with pulverulent, inert, electrically conductive particles finely distributed over their entire length and can be achieved with metallic ground connections according to the preamble of claim 1, that it consists of two concentric, individually extruded tetrafluoroethylene polymer layers of which only the inner one contains the electrically conductive particles while the outer one is free of such particles that the electrically conductive particles have a particle size of 10 to 9OmH (millimicrons) and that the metallic earth connections are attached to the pipe ends. There will be protection only for the whole the features contained in claim 1 coveted.

Zweckmäßig enthält die innere Schicht 0,01 bis 0,5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,1 bis 0,25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Tetrafluoräthylenpolymers, elektrisch leitende Teilchen.The inner layer expediently contains 0.01 to 0.5 percent by weight, preferably 0.1 to 0.25 percent by weight, based on the weight of the tetrafluoroethylene polymer, electrically conductive particles.

Die erfindungsgemäßen Tetrafluoräthylenpolymerrohre haben den Vorteil, daß sie flexibel sind und durch die hindurchgeleiteten Treibstoffe nicht angegriffen werden und daß sich auf ihrer Innenwand bildende elektrostatische Ladungen schnell zu den Rohrenden hin entladen, ohne die Möglichkeit zu haben, durch die Rohrwand hindurchzuschlagen und ein Leckwerden der Rohre zu bewirken.The tetrafluoroethylene polymer tubes of the invention have the advantage that they are flexible and through the propellants passed through are not attacked and that forming on their inner wall Electrostatic charges can quickly be discharged towards the pipe ends without being able to pass through the To knock through the pipe wall and cause the pipes to leak.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Er findung beschrieben:In the following, exemplary embodiments of the invention are described:

In der Hauptsache wird als Tetrafluoräthylenpoly mer Polytetrafluoräthylen, d. h. Tetrafluoräthylenhomopoiymer, verwendet, doch ist auch die Verwendung anderer Polymere mit einem Gehalt an Tetrafluoräthylen, z. B. Mischpolymere, möglich, die einen hohen Po· lymerisationsgrad und eine hohe Sintertemperatur be sitzen und eine Verarbeitung im Strangpreßverfahrem gestatten.In the main is as Tetrafluoräthylenpoly mer polytetrafluoroethylene, d. H. Tetrafluoroethylene homopolymer, used, but the use of other polymers containing tetrafluoroethylene, z. B. mixed polymers are possible which have a high degree of polymerization and a high sintering temperature sit and allow processing in the extrusion process.

Die elektrisch leitenden pulverförmigen Teilchen, die gegenüber den durch die Rohre zu leitenden Flüssigkeiten oder Gasen inert, sein müssen, sind beispielsweise Rußteilchen. Auf jeden Fall dürfen sich diese Teilchen bei der Sintertemperatur des Tetrafluoräthylenpolymers in der Größenordnung von 380⁰C weder chemisch verändern noch zersetzen. Teilchengrößen im Bereich von 10 bis 25 πιμ sind möglich. Beispielsweise können Acetylenrußsorten verwendet werden, die hoch leitfähig sind. Besonders geeignet sind aber Rußsorten mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 19 πιμ, wie sie durch eine Aufpralltechnik gebildet werden.The electrically conductive powdery particles, which have to be inert to the liquids or gases to be passed through the pipes, are, for example, soot particles. In any case, these particles must neither chemically change nor decompose at the sintering temperature of the tetrafluoroethylene polymer of the order of magnitude of 380 ^{° C.} Particle sizes in the range from 10 to 25 μm are possible. For example, acetylene blacks that are highly conductive can be used. However, types of carbon black with an average particle size of about 19 μm, as formed by an impact technique, are particularly suitable.

Die Rohre können im Strangpreßverfahren mit ringförmigen Mundstücken hergestellt werden. Dabei wer-The tubes can be produced by extrusion with annular mouthpieces. In doing so,

den durch zwei konzentrisch ineinanderliegende ringförmige Mundstücke zwei unterschiedliche Beschikkungsmassen ausgepreßt, von denen die durch das konzentrisch außenliegende Mundstück ausgepreßte Masse eine gewöhnliche Paste aus Tetrafluoräthylenpolymer ist, während die durch das konzentrisch innenliegende ringförmige Mundstück ausgepreßte Masse die elektrisch leitenden Teilchen enthält, so daß man einen Preßling bekommt der aus zwei konzentrischen Schichten aus Tetrafluoräthylenpolymer besteht, von denen nur die innere die elektrisch leitenden Teilchen enthält Der so erhaltene Preßling wird anschließend auf eine Temperatur oberhalb der Sintertemperatur des Polymers erhitzt und die fertigen Rohre werden an ihren Enden mit metallischen Anschlüssen zur Erdung >s der von der inneren Schicht abgeleiteten elektrostatischen Ladungen versehen.by two concentrically nested ring-shaped Mouthpieces squeezed out two different feed masses, of which the concentric through the external mouthpiece pressed mass of an ordinary paste made of tetrafluoroethylene polymer is, while the mass squeezed out by the concentrically inner annular mouthpiece is the Contains electrically conductive particles, so that you get a compact of two concentric Layers composed of tetrafluoroethylene polymer, only the inner one of which has the electrically conductive particles The compact obtained in this way is then brought to a temperature above the sintering temperature of the polymer and the finished pipes are connected to their ends with metallic connections for earthing> s of the electrostatic charges derived from the inner layer.

Man kann z. B. etwa 0,25 bis 30 Gewichtsprozent der kolloidalen Tetrafluorähtylenpolymerteilchen für die Innenschicht mit dem elektrisch leitenden Material und einem flüchtigen organischen Schmiermittel, wie beispielsweise gesättigten aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen, wie n-Octan, n-Nonan, n-Decan, Paraffinöl oder Kohlenwasserstoffgemischen, wie Leuchtöl oder Naphtha, vermischt und getrennt 2s hiervon den Rest der Tetrafluoräthylenpolymerteilchen für die Innenschicht mit einem der obengenannten Schmiermittel vermischt und die beiden Gemische vor dem Strangpressen zu einem gleichförmigen Gemisch vereinigen. Dabei wird das flüchtige organische Schmiermittel zweckmäßig in einer Menge von etwa 17 bis 21% des Gesamtgewichtes von Polymer und Schmiermittel verwendetYou can z. B. about 0.25 to 30 percent by weight of the colloidal tetrafluoroethylene polymer particles for the inner layer with the electrically conductive material and a volatile organic lubricant such as saturated aliphatic or cycloaliphatic Hydrocarbons, such as n-octane, n-nonane, n-decane, paraffin oil or hydrocarbon mixtures, like luminous oil or naphtha, mixed and separated 2s of which the remainder of the tetrafluoroethylene polymer particles for the inner layer mixed with one of the above lubricants and the two mixtures before combine by extrusion into a uniform mixture. In doing so, the volatile organic Suitably in an amount of about 17 to 21% of the total weight of polymer and lubricant Lubricant used

example

2,5 g Ruß mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 19μ wurden in einem 1 -!-Behälter mit 25 g Polytetrafluoräthylen handelsüblicher Reinheit Jür Strangpreßverfahren zusammengewalzt Nach 5 Minuten wurde das Walzen unterbrochen, und 6 g weißes Schmieröl wurden zugesetzt sodann wurde 5 weitere Minuten gewalzt
Getrennt hiervon wurden in einem 7,5-l-Behälter 229 g weißes Schmieröl mit 975 g Polytetrafluorethylen ohne Ruß zusammengewalzt. Sodann wurden die beiden Mischungen miteinander vereinigt und weitere 5 Minuten zusammengewalzt.2.5 g of carbon black with an average particle size of about 19μ were rolled together in a 1 -! - container with 25 g of polytetrafluoroethylene of commercial purity. After 5 minutes, the rolling was interrupted and 6 g of white lubricating oil were added, followed by rolling for 5 more minutes
Separately, in a 7.5 liter container, 229 g of white lubricating oil was rolled together with 975 g of polytetrafluoroethylene without carbon black. The two mixtures were then combined and rolled together for an additional 5 minutes.

In einem dritten Ansatz wurden 458 g weißes Schmieröl mit 1950 g Polytetrafluoräthylen für die Außenschicht des Rohres zusammengewalztIn a third batch, 458 g of white lubricating oil with 1950 g of polytetrafluoroethylene were used for the Outer layer of the pipe rolled together

Nachdem die Gemische in verschlossenen Behältern einen Tag aufbewahrt worden waren, wurden sie mittels einer üblichen Strangpresse mit zwei konzentrisch angeordneten ringförmigen Mundstücken ausgepreßt, wobei die rußhaltige Polytetrafluoräthylenpaste durch das konzentrisch innenliegende Mundstück und die rußfreie Polytetrafluoräthylenpaste durch das konzentrisch außenliegende Mundstück ausgepreßt wurde. Der so erhaltene zweischichtige, rohrförmige Strangpreßling besaß eins lichte Weite von ungefähr 5,6 mm und eine Wandstärke von etwa 3 mm, wobei die Dicke der rußhaltigen Innenschicht etwa 1 mm, die Dicke der rußfreien Außenschicht etwa 2 mm betrug. Dieser Preßling wurde in einem Ofen derart erhitzt daß innerhalb von 2 Stunden eine Temperatur von 37 Γ C erreicht war, um das weiße Schmieröl zu verflüchtigen, worauF anschließend noch eine halbe Stunde bei 371⁰C gesintert wurde. Stücke des gesinterten Rohres von etwa 60 cm Länge wurden unmittelbar nach dem Erhitzen in Wasser von 21°C geworfen, um sie abzuschrekken. After the mixtures had been stored in closed containers for a day, they were pressed out by means of a conventional extruder with two concentrically arranged annular mouthpieces, the carbon black-containing polytetrafluoroethylene paste being pressed out through the concentrically inner mouthpiece and the soot-free polytetrafluoroethylene paste through the concentrically outer mouthpiece. The two-layer, tubular extrusion thus obtained had a clear width of approximately 5.6 mm and a wall thickness of approximately 3 mm, the thickness of the carbon black-containing inner layer being approximately 1 mm and the thickness of the carbon black-free outer layer approximately 2 mm. This compact was heated in a furnace in such a manner that was reached within 2 hours, a temperature of 37 C Γ to the white lubricating oil to evaporate, and then was subsequently sintered for half an hour at 371 ⁰ C. Pieces of the sintered pipe about 60 cm long were immediately thrown into water of 21 ° C. immediately after heating to quench them.

Um die Leitfähigkeit in der Längsrichtung der Rohre zu messen, wurden Proben derselben der Länge nach aufgeschlitzt und zwischen metallischen Endanschlüssen eingeklemmt Der Abstand zwischen den metallischen Endanschlüssen betrug 57 mm. An die Proben wurde ein Gleichstrom mit Spannungen zwischen 200 und 1200 Volt angelegt und der durch jede Probe in Längsrichtung fließende Strom wurde gemessen. Für jede Probe wurden Stromstärke und Spannung auf doppelt logarithmischem Papier aufgetragen. An dem besten geradlinigen Abschnitt mit 675 Volt wurde ein Stromwert abgelesen und als Leitfähigkeit in Mikroampere bei 300 Volt je 25 mm aufgezeichnet. Die mittlere Leitfähigkeit von 10 Proben betrug bei der obigen Bestimmung 320 Mikroampere bei 300 Volt je 25 mm.In order to measure the conductivity in the lengthwise direction of the tubes, samples of the same were made lengthwise slashed and wedged between metallic end connections The distance between the metallic End connections was 57 mm. A direct current with voltages between 200 and 1200 volts were applied and the longitudinal current flowing through each sample was measured. for current and voltage were plotted on double log paper for each sample. To the In the best straight line section with 675 volts, a current value was read and the conductivity in microamps recorded at 300 volts per 25 mm. The mean conductivity of 10 samples was in the above determination 320 microamps at 300 volts per 25 mm.

Claims

Patent claims:

1. Tetrafluoroethylene polymer pipe for conveying liquids, especially liquid fuels, with powdery, inert, electrically conductive partial, Chen and with metallic ground connections, characterized in that it consists of two concentric, for itself extruded Tetrafluor- so ethylene polymer layers, of which only the the inner one contains the electrically conductive particles while the outer one is free of such particles, that the electrically conductive particles have a particle size of 10 to 90 Γημ and that the metallic Earthing connections are attached to the pipe ends.

2. Tetrafluoroethylene polymer pipe according to claim 1, characterized in that the inner layer contains 0.01 to O ^ weight percent, preferably 0.1 to 0.25 weight percent, based on the weight of the tetrafluoroethylene polymer, electrically conductive particles