DE2057854A1

DE2057854A1 - Surface treating polyamide mouldings - by oxidation to protect against aggressive media and heat ageing

Info

Publication number: DE2057854A1
Application number: DE19702057854
Authority: DE
Inventors: Friedmund Lothes; Ladislaus Veres
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1970-11-25
Filing date: 1970-11-25
Publication date: 1972-06-15

Abstract

Polyamide mouldings are protected against attack by acids, bases, salt solns., polar solvents or heat ageing esp. when used to replace metal parts, by treating the surface with oxidation catalysts, pref. Cu salts, in swelling agents or solvents, pref. formic acid, phenol or cresol, and heating the treated article in a steady stream or air. The surface is rendered impermeable.

Description

Verfahren zum Schutz eines Formkörpers aus Polyamid gegen aggressive Medien und Wärmealterung. Process for protecting a molded body made of polyamide against aggressive Media and thermal aging.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, welches dazu verwendet werden soll, Formkörper aus Polyamid gegen aggressive Medien und gegen Wärmealterung zu schützen.The invention relates to a method used for this purpose Shaped body made of polyamide against aggressive media and against heat aging to protect.

Polyamid hat in letzter Zeit in sämtlichen Gebieten der Technik als Ersatz für Metalle Eingang gefunden. Es hat hervorragende mechanische Eigenschaften und kann daher auch bei relativ großen mechanischen Belastungen mit Vorteil als Ersatz für Metalle eingesetzt werden, wobei der besondere Vorteil in dem stark herabgesetzten Gewicht liegt. Trotz der guten Eigenschaften und des immer größer werdenden Bedürfnisses nach Einsatz von Polyamid-Formkörpern ist der einsatz auf manchen Gebieten nicht möglich, da durch den polaren Aufbau des Polyamids Säuren, Basen und Salzlösungen sowie eine Reihe stark polarer organischer Verbindungen quellend und lösend auf das Polyamid einwirken und dasselbe dementsprechend zerstören, so daß so aufgebaute Formteile, wie beispielsweise Räder und Behälter, in derartigen Medien nicht eingesetzt werden können. Ein weiterer Nachteil des Polyamids ist darin zu sehen, daß daraus hergestellte Formkörper bei erhöhter Temperatur durch den Luftsauerstoff derart angegriffen werden, daß sich das Polyamid in einer dünnen Oberflächenschicht verändert. Diese Schicht hat zwar eine höhere 5 rmestabilität als das restliche Polyamid, sie ist jedoch so dünn bzw. inkohärent, daß das darunterliegende Polyamid vor einem weiteren thermischen Umbau und vor den geschilderten aggressiven Medien nicht wirksam geschützt wird.Polyamide has recently been considered in all fields of technology Substitutes for metals found entrance. It has excellent mechanical properties and can therefore be used as an advantage even with relatively high mechanical loads Substitutes for metals are used, with the particular advantage in the greatly reduced Weight lies. Despite the good properties and the ever increasing need After using molded polyamide bodies, they are not used in some areas possible because of the polar structure of the polyamide acids, bases and salt solutions as well as a number of strongly polar organic compounds swelling and dissolving the polyamide act and destroy the same accordingly, so that so constructed Molded parts, such as wheels and containers, are not used in such media can be. Another disadvantage of the polyamide is that from it produced molded bodies at elevated temperature by the atmospheric oxygen in this way be attacked that the polyamide changes in a thin surface layer. Although this layer has a higher thermal stability than the rest of the polyamide, it However, it is so thin or incoherent that the underlying polyamide is in front of you further thermal conversion and in front of the aggressive media described are not effective is protected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mittels dessen Polyamid gegen Medien, die quellend und lösend wirken, insbesondere gegen Säuren, geschützt werden kann0 Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung derart gelöst, daß die Oberfläche des fertigen Formkörpers mit in Quellungs- oder Lösungsmitteln enthaltenen Oxydationskatalysatoren behandelt wird und daß danach der so vorbehandelte Formkörper unter gleichzeitiger ständiger Luftzufuhr einer Wärmebehandlung unterzogen wird. Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch das Aufbringen bzw. Eindiffundieren der Oxydations-Katalysatoren eventuell vorhandene Diskontinuitätsstellen in der Oberfläche des Polyamid-Pormkörpers beseitigt werden, so daß sich bei der nachfolgenden Wärmebehandlung durch Oxydation eine Oberflächenschicht auf dem Formkörper bildet, die dem Angriff von aggressiven Medien, insbesondere von Säuren, standhält und so einen formstabilen Polyamid-Formkörper gewährleistet, dessen Einsatzbereich erweitert ist. Durch das Verfahren nach der Erfindung wird die Oberfläche der Formkörper durch eine Strukturänderung chemisch so umgewandelt, daß sich polyimidähnliche Strukturen ergeben.The invention is based on the object of specifying a method by means of its polyamide against media that have a swelling and dissolving effect, in particular against acids, can be protected0 This task is carried out with a method of initially described type according to the invention solved in such a way that the surface of the finished molded body with oxidation catalysts contained in swelling agents or solvents is treated and that then the shaped body pretreated in this way with simultaneous is subjected to a constant supply of air to a heat treatment. The advantage of the invention it can be seen that by applying or diffusing in the oxidation catalysts any existing discontinuity points in the surface of the molded polyamide body be eliminated, so that in the subsequent heat treatment by oxidation forms a surface layer on the molded body, which is resistant to attack by aggressive Media, especially acids, withstands and thus a dimensionally stable polyamide molded body guaranteed, whose area of application is expanded. By the procedure according to the In accordance with the invention, the surface of the molded body is chemically changed by means of a structural change converted so that polyimide-like structures result.

Das Verfahren nach der Erfindung wird beispielsweise wie folgt durchgeführt: Ein Formkörper aus Polyamid, beispielsweise ein Rad oder ein Behälter, dessen Abmessungen festliegen, wird zunächst durch Tauchen, Spritzen oder Bestreichen mit Oxydations-Katalysatoren, beispielsweise mit Metallsalzen, versehen. Wenn diese Katalysatoren auf die Oberfläche aufgebracht bzw. in dieselbe eindiffundiert sind, wird der so vorbehandelte Formkörper in einen Umluftofen gebracht, wo er unter ständiger Luftzufuhr eine bestimmte Zeit bei einer bestimmten Temperatur gehalten wird.The method according to the invention is carried out, for example, as follows: A molded body made of polyamide, for example a wheel or a container, its dimensions are fixed, first by dipping, spraying or coating with oxidation catalysts, for example with metal salts. When these catalysts hit the surface are applied or diffused into the same, the so pretreated molded body placed in a convection oven, where it is kept for a certain period of time with a constant supply of air is kept at a certain temperature.

Als Oxydationskatalysatoren lassen sich insbesondere Lösungen von Kupfersalzen in einem uellungs- oder Lösungsmittel, wie Ameisensäurt, Phenol oder Kresol, verwenden.In particular, solutions of Copper salts in a solvent or solvent, such as formic acid, phenol or Use cresol.

Das Aufbringen oder Eindiffundieren der oben genannten Salzlösungen auf oder in die Oberfläche der Polyamid-Formkörper erhöht von sich aus schon die Wärmebeständigkeit des Materials auch ohne nachfolgende Wärmebehandlung und kann daher allein schon als Schutz für die Oberfläche der Formkörper gegen Wärmealterung eingesetzt werden. Ein Schutz gegen aggressive Medien ergibt sich allerdings erst durch die nachfolgende Wärmebehandlung.The application or diffusion of the above-mentioned salt solutions on or in the surface of the molded polyamide body increases the Heat resistance of the material even without subsequent heat treatment and can therefore simply as protection for the surface of the molded body against heat aging can be used. Protection against aggressive media only arises, however through the subsequent heat treatment.

Im folgenden wird das Verfahren nach der Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert: Beispiel 1 Ein Formkörper aus Polyamid wird eine Minuten zeine lösung, erwarten durch Mischen einer Lösung von 10 g Eupfer-2-chlorid in 15 ml destilliertem Wasser mit 200 ml konzentrierter Ameisensäure, getaucht, danach eine halbe Minute mit Wasser gespült und schließlich zwei Stunden bei 140 0C getrocknet.In the following the method according to the invention is illustrated by means of examples explained in more detail: Example 1 A molded body made of polyamide is used for one minute solution, expect by mixing a solution of 10 g of Eupfer-2-chloride in 15 ml of distilled Water with 200 ml of concentrated formic acid, immersed, then half a minute rinsed with water and finally dried at 140 ° C. for two hours.

Das Formteil hat nun eine gelbgrüne Färbung von eindiffundiertem Kupfersalz. Bei Wärmebeanspruchung bildet sich eine schwarzbraune Oberflächenschicht aus, die das darunterliegende Material vor weiterer Umwandlung schützt.The molded part now has a yellow-green color from diffused copper salt. When exposed to heat, a black-brown surface layer forms, which protects the underlying material from further transformation.

Beispiel 2 Man verfährt wie in Beispiel 1 angegeben. Nach der Trocknung bei 1400C wird der Polyamid-Formkörper drei Wochen bei 2000C in einem Umluftofen gehalten. Dabei bildet sich eine braunschwarze Oberflächenschicht aus, die den Körper vor EiIIwirkunrten von halbverdünnter Schwefelsäure (50 Vol ~o) schützt.Example 2 The procedure given in Example 1 is repeated. After drying at 1400C, the polyamide molding is placed in a convection oven for three weeks at 2000C held. This forms a brown-black surface layer that forms the body Protects against the effects of half-diluted sulfuric acid (50 vol. o).

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

Process for protecting a molded body made of polyamide against aggressive Media and heat aging, characterized in that first the surface of the finished molded body with oxidation catalysts contained in swelling agents or solvents is treated and that then the shaped body pretreated in this way with simultaneous is subjected to a constant supply of air to a heat treatment.

2) t true according to claim 1, characterized in that the oxyuation catalysts Copper salts are diffused into the polyamide surface.

). Method according to claim 1 or 2, characterized in that as Swelling or solvents formic acid, phenol or cresol can be used.