DE2534635B2 - Verfahren zum herstellen eines heisswasserbestaendigen kunststoffrohres - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines heisswasserbestaendigen kunststoffrohres

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines heißwasserbeständigen Kunststoffrohres, insbesondere für Gebäudeinstallationszwecke, bei dem ein Innenrohr aus einem vernetzbaren Polyäthylen oder einem vernetzbaren Polyäthylen-Copolymeren extrudiert und in den vernetzten Zustand überführt wird und mit einem Außenmantel umgeben wird.
Kunststoffrohre, bei denen das mit Heißwasser direkt in Berührung kommende Innenrohr aus einem vernetzten Olefinpolymeren oder -copolymeren, beispielsweise Polyäthylen, besteht, und bei denen das Innenrohr von einem Außenmantel umgeben ist, sind bereits bekannt (CH-PS 4 34 716). Derartige Kunststoffrohre bieten gegenüber den herkömmlichen Installationsrohren aus verzinktem Stahl oder Kupfer für heißes und kaltes Brauchwasser sowie für Warmwasserzentralheizungen eine Reihe von Vorteilen. In diesem Zusammenhang besonders hervorzuheben sind ihre Korrosionsbeständigkeit, Preisgünstigkeit, thermische Isolierfähigkeit, Geruchs- und Geschmacksfreiheit, Alterungsbeständigkeit, physiologische Unbedenklichkeit und ihre leichte Verlegbarkeit sowie schließlich ihre unkomplizierte Anschließbarkeit an Verbindungsstücke, Armaturen u. dgl., die weder Gewinde- noch Löt- und Schweißverbindungen erforderlich machen. Von besonderer Wichtigkeit ist jedoch, daß die mit einem Innenrohr aus optimal vernetztem Polyäthylen ausgestatteten Kunststoffrohre im Gegensatz zu Kunststoffrohre aus unvernetztem Polyäthylen auch unanfällig gegen Spannungskorrosion oder Spannungsrißbildung sind, wie sie sonst in den unter Druck stehenden Heißwasser-
leitungen auftreten können.
Trotz der geschilderten Vorzüge der ein Innenrohr aus vernetztem Polyäthylen aufweisenden Kunststoffrohre ist es bislang nicht gelungen, ein geeignetes und zudem wirtschaftliches Herstellungsverfahren für derartige Rohre bereitzustellen. Versucht man nach dem für die Herstellung von Thermoplaströhren üblichen Extrusionsverfahren ein Rohr aus vernetztem Polyäthylen herzustellen, so ist festzustellen, daQ die bekannten Arbeitsmethoden nicht anwendbar sind. Versucht man, das peroxydhaltige Polyäthylen während des Durchflusses durch das Extrusionswerkzeug zu vernetzen, so erzielt man lediglich an der Außenseite des Rohres, welche sich an der Innenwand des auf Vernetzungstemperatur erhitzten Werkzeuges fortbewegt, eine Vernetzung. Die einsetzende Vernetzung bewirkt jedoch eine Viskositätszunahme dieser Grenzschicht, wodurch ein über den Querschnitt der Rohrwandung unterschiedlicher Materialfluß entsteht, welcher ein kontinuierliches Extrudieren unmöglich macht. Auch der Vorschlag, zuerst ein Rohr nach dem Strangpreßverfahren aus dem unvernetzten thermoplastischen Polymeren anzufertigen, d. h. das Rohr unterhalb der Vernetzungstemperatur zu extrudieren, und anschließend in den vernetzten Zustand zu überführen (CH-PS 4 34 716), hat sich als undurchführbar erwiesen. Diesem Verfahrensvorschlag steht die Eigenschaft des peroxydhaltigen Rohres entgegen, vor Erreichen der Vernetzungstemperatur beim Durchschreiten des Schmelzbereiches praktisch keine Festigkeit mehr aufzuweisen und in sich zusammenzufallen. Versuche, diesen Nachteil dadurch zu umgehen, indem das Polyäthylen mit bis zu 60 Gew.% Ruß vor dem Extrudieren gefüllt wurde, so daß das Rohr auch im Schmelzbereich des Polyäthylens die Rohrform behält und ohne Formeinbuße vernetzt werden kann, führen jedoch infolge des hohen Rußanteils zu einem sehr steifen Rohr, das nur in geraden Stücken verlegt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs bezeichneten Gattung bereitzustellen, das die aufgezeigten Schwierigkeiten überwindet und auf einfache Weise die wirtschaftliche Herstellung eines sowohl heißwasser- als auch druckbeständigen flexiblen Kunststoffrohres ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß das Innenrohr nach seiner Extrusionsformung mit dem Außenmantel versehen und das entstandene Verbundrohr erst danach einer die Vernetzung bewirkenden Wärmebehandlung unterworfen wird, bei welcher mindestens in der ersten Phase der Vernetzungsreaktion im Innenrohr ein Gasüberdruck aufrechterhalten wird.
Der vor der Vernetzung auf das Innenrohr aufgebrachte Außenmantel erlaubt während der die Vernetzung bewirkenden Wärmebehandlung die Aufrechterhaltung eines Gasüberdrucks im Innenrohr, ohne daß das Innenrohr infolge des Überdrucks aufgeweitet würde. Andererseits verhindert der im Innenrohr vorhandene Innendruck jedes Zusammenfallen des Innenrohrs im dafür kritischen Temperaturbereich während der ersten Phase der Wärmebehandlung. Auf diese ebenso einfache wie wirkungsvolle Art und Weise behält das Innenrohr aus Polyäthylen bei der Vernetzungstemperatur seine kreisrunde Querschnittsform. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Kunststoffrohre besitzen eine spiegelglatte Innenfläche des Innenrohres, welche der Entstehung von Verkrustungen und Kalkansätzen entgegenwirkt und darüber hinaus den Rohrdurchflußwidersttind verringert. Der Außenmantel, der während der z:ur Vernetzung des Polyäthylens führenden Wärmebehandlung mit seiner Festigkeit den im Innenrohr herrschenden Innendruck aufnimmt, vereinigt sich während der Wärmebehandlung mechanisch mit dem Innenrohrwerkstoff, so daß ein zweischaliges Verbundrohr entsteht. Im späteren Einsatz verleiht der Außenmantel dem Verbundrohr die erforderliche Festigkeit, so daß das nach dem
ίο erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Verbundrohr nicht nur temperaturbeständig ist, sondern auch gleichzeitig erhebliche Innendrücke aufnehmen kann. Je nach Art des verwendeten Außenmantels können ohne weiteres Berstdrücke des Kunststoffrohres bei einer Arbeitstemperatur von 7O0C bis zu etwa 40kp/cm2
erzielt werden, was bei einem Betriebsdruck von 4 kp/cm2 immerhin den Einschluß eines zehnfachen Sicherheitsfaktors bedeutet.
Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt, daß für die Extrusionsherstellung des Innenrohres ein HochdruckpolyäthylengranuJat mit einem Schmelzindexbereich von 0,8 bis 5 verwendet wird, das ein Peroxyd in homogen verteilter Form enthält, dessen untere Zersetzungstemperatur höher als 135°C liegt, wobei die Massetemperatur des Polyäthylens während des Aufschmelzen und Extrudierens unterhalb der Zersetzungstemperatur des verwendeten Peroxyds gehalten wird. Selbst wenn die Massetemperatur des Polyäthylens im Extruder nur knapp unterhalb der unteren Zersetzungstemperatur des Peroxyds gehalten wird, wird eine auch nur teilweise Vernetzung des Polyäthylens im Schneckenzylinder oder im Rohrwerkzeug sicher verhindert. Die Verwendung eines Peroxyds, dessen untere Zersetzungstemperatur höher als 135° C liegt, sorgt ebenfalls dafür, daß eine Vernetzung während des Extrusionsvorganges ausgeschlossen ist. Die vorerwähnten bevorzugten Verfahrensbedingungen ermöglichen die kontinuierliche Herstellung eines peroxydhaltigen Innenrohres aus unvernetztem Polyäthylen.
Mit Vorteil wird das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt, daß die Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 135 und 2000C, vorzugsweise zwischen 135 und 180°C für einen Zeitraum von 0,5 bis 7 Stunden erfolgt. Je höher die Vernetzungstemperatur gewählt wird, um so kürzer ist die Vernetzungsdauer. Es wurde festgestellt, daß eine vollständige Vernetzung, die beim erfindungsgemäßen Verfahren übrigens stets angestrebt wird, auch bei relativ niedrigen Temperaturen im Bereich von 135 bis 1400C erzielt werden kann, wenn gleichzeitig die Verweilzeit während der Wärmebehandlung auf etwa 7 Stunden ausgedehnt wird. Hierdurch ist es möglich, als Außenmantel eine auf das Innenrohr durch Extrusion aufgebrachte Polypropylen-
S-'i schicht auszuführen, ohne daß dieses Polymere bei der angegebenen Vernetzungstemperatur seine Form verliert oder durch den im Innenrohr herrschenden Überdruck zum Bersten gebracht wird.
Die Wärmebehandlung des Verbundrohres wird zweckmäßig so durchgeführt, daß das Verbundrohr nach dem Aufbringen des Außenmantels aufgerollt und in dieser Form in einem Ofen der die Vernetzung bewirkenden Wärmebehandlung unterworfen wird. Da die Flexibilität des Verbundrohres ein Aufrollen des
(>s Verbundrohres ohne untolerierbare Querschnittsdeformation erlaubt, kann auf die angegebene Weise die Wärmebehandlung in sehr einfacher Weise durchgeführt werden.
Im Verfolg des Erfindungsgedankens wird während der Wärmbehandlung ein Luftüberdruck von 0,2 bis 2 kp/crn* aufrechterhalten. Es hat sich herausgestellt, daß dieser Überdruck vollständig ausreicht, um ein Zusammenfallen des Polyäthyleninnenrohres beim < Durchschreiten der Schmelztemperatur bis zur beginnenden Vernetzung und der damit verbundenen Viskositätszunahme sicher zu verhindern. Für die Formbeständigkeit des Innenrohres ist es nicht erforderlich, daß der Innendruck während des gesamten Wärmebehandlungsvorganges aufrechterhalten wird, es reicht vielmehr, wenn der Innendruck nur so lange vorgesehen wird, bis der Grad der Vernetzung ausreicht, um ein Zusammenfallen des Rohres zu verhindern. Selbstverständlich bestehen gegen ein Aufrechterhalten des Innendruckes während der gesamten Wärmebehandlung keine Bedenken.
Für die Aufbringung des Außenmantels bieten sich im Verfolg des Erfindungsgedankens ve-schiedene Werkstoffe und Arbeitsmethoden an. Zur Erzielung eines sehr flexiblen Verbundrohres ist es zweckmäßig, wenn der Außenmantel auf das Innenrohr durch Extrusion aufgebracht wird und aus einem temperaturbeständigen thermoplastischen Kunststoff besteht. Geeignet hierfür sind insbesondere Polypropylen, Polyamid, Polycarbo- j^ nat, Äthylen-Propylen-Copolymer, Athylen-Butadien-Styrol-Terpolymer oder ein elastomeres Polyester-lsocyanat-Polymeres. Die Wandstärke des Außenmantels wird bei Einsatz des Kunststoffrohres im Haushaltsbereich nach Maßgabe einer für einen Innendruck von 4 kp/cm2 bei 700C erforderlichen Dauerstandfestigkeit festgelegt. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß bei Verwendung des erfindungsgemäß hergestellten Kunststoffrohres zur Gebäudeinstallation dieses vornehmlich für das Einlegen in Beton vorgesehen ist und demnach im verlegten Zustand von gehärtetem Beton umgeben ist. Dieser nimmt zumindest einen Teil der Drucklast des Rohres auf, was sich auf die Dauerstandfestigkeit als zusätzlicher Sicherheitsfaktor günstig auswirkt.
Anstelle einer Ummantelung des Innenrohres mit einem thermoplastischen Kunststoff kann das Verfahren mit Vorteil aber auch so durchgeführt werden, daß der Außenmantel durch Umwickeln oder Umflechten des Innenrohres mit Bändern aus Papier oder Fasern, wie Glasfasern, Viskosefasern, synthetische Fasern oder Zellulosefasern, aufgebracht wird. Durch die Armierung mit diesen Materialien kann die Druckfestigkeit des erfindungsgemäß hergestellten Kunststoffrohres noch erhöht werden. Zum Schütze des auf diese Weise aufgetragenen Außenmantels ist es zweckmäßig, wenn auf den gewickelten oder geflochtenen Außenmantel ein dünnwandiger Überzug aus einem Kunstharz aufgetragen wird. Zweckmäßigerweise besteht hierbei der Überzug aus Polypropylen oder einem Polyamidharz und wird durch Extrusion aufgetragen.
Das Verfahren kann aber auch in einer modifizierten Ausführungsform so durchgeführt werden, daß dem Außenmantel während des Umwickeins oder Umflechtens ein thermoreaktives Harz zugeführt wird, das anschließend bei der die Vernetzung bewirkenden' Wärmebehandlung gleichzeitig zur Aushärtung gebracht wird. Das Harz durchdringt hierbei die Fasern oder Bänder und bindet diese zu einem sehr druckfesten Außenmantel. Auf diese Weise können z. B. Papierbänder mit einem Phenolharz imprägniert und um das aus Polyäthylen bestehende Innenrohr gewickelt werden.
Zur Erhöhung der Flexibilität des Außenmantels können die Bänder wellenförmig um das Innenrohr gelegt werden. Sollen Rohre für hohen Betriebsdruck hergestellt werden, so wird das Innenrohr zweckmäßig mit glatten oder gewellten Bändern, die mit einer verstärkenden Metallfolie versehen sind, umgeben.
Für besonders hohe Betriebsdrücke ist es von Vorteil, wenn auf das Innenrohr ein Wellrohr aus verbleitem Stahlband aufgewickelt wird. Das auf diese Weise hergestellte Verbundrohr besitzt eine hohe Druckfestig-
Der Außenmantel muß nicht durch Extrusion, Umwickeln oder Umflechten auf das Innenrohr aufgebracht werden. Im Verfolg des Erfindungsgedankens ist es vielmehr auch möglich, als Außenmantel ein das Innenrohr eng umschließendes Metallrohr zu verwenden, in welches das Innenrohr eingezogen wird. Hierfür können Rohre aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung oder aus Stahl, und zwar je nach Durchmesserund Wandstärke in Längen zwischen etwa 6 und 20 m verwendet werden. Bei genügender Dünnwandigkeit des Metallrohres lassen sich die so hergestellten Verbundrohre auch noch leicht biegen, gegebenenfalls für die die Vernetzung bewirkende Wärmebehandlung aufrollen. Derartige nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte, mit Metallrohren armierte Kunststoffrohre sind über Gebäudeinstallationszwecke hinaus mit Vorteil für viele Anwendungszwecke in der Chemieindustrie anwendbar, wo sie sich insbesondere für die Leitung aggressiver Medien eignen und gegenüber den üblichen gummiausgekleideten Rohren erhebliche Vorteile aufweisen.
Bei Verwendung von Metallrohren als Außenmantel läßt sich das Einziehen des Innenrohres erleichtern, wenn dessen Durchmesser beim Einziehen durch eine ausreichende axiale Zugbelastung verringert wird. Es hat sich herausgestellt, daß zwischen dem Innenrohr und dem Metallrohr nach der Vernetzungsreaktion eine ausgezeichnete Haftung vorlag. Hierfür is» es zweckmäßig, wenn das Metallrohr vor dem Einziehen des Innenrohres entfettet wird.
Verwendet man als Ummantelung des Innenrohres aus Polyäthylen ein hitzestabilisiertes Polypropylen und als Vernetzungsmittel Dicumylperoxyd, so benötigt man im Wärmebehandlungsofen bei einer Vernetzungstemperatur von 1350C eine Aushärtezeit von 6 Stunden bis zur Erreichung einer vollständigen Vernetzung. Dient zur Herstellung des Außenmantels auf dem Innenrohr ein mit einem thermoreaktiven Harz, beispielsweise einem Phenol-Melamin-Epoxy-Polyesterharz, getränktes Papierband, so kann die zur Aushärtung des thermoreaktiven Harzes erforderliche Temperatur von 1600C gleichzeitig zur Vernetzung des Innenrohres aus Polyäthylen verwendet werden, wodurch sich die Aushärtezeit auf 2 bis 3 Stunden verkürzt.
Zur Erhöhung der thermischen Isolierfähigkeit des mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kunststoffrohres kann auf den Außenmantel ein Isoliermantel aus einem geschäumten Kunststoff durch Extrusion aufgetragen werden. Dieser Isoliermantel verbindet sich nicht mit dem darunter befindlichen Außenmantel des Kunststoffrohres, so daß das aus Innenrohr und Außenmantel bestehende Verbundrohr im Isoliermantel frei dilatieren kann, wenn das Kunststoffrohr im Beton verlegt ist. In Frage kommt als Außenmantel eine Glasfaserumwicklung oder -umflechtung, welche anschließend im Extrusionsverfahren mit einem Isoliermantel aus geschäumtem Polyäthylen mit geschlossenen Zellen umgeben wird. Auch nach Anbringung eines Isoliermantels ist das erfindungsge-
maß hergestellte Kunststoffrohr flexibel genug, um ein leichtes Verlegen zu ermöglichen.
Auch ohne zusätzlichen Isoliermantel besitzt das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Kunststoffrohr ausgezeichnete Isoliereigenschaften, weil die Wärmeleitfähigkeit des aus vernetztem Polyäthylen bestehenden Innenrohres lediglich 0,22 kcal/ h χ m χ 0C bei 800C beträgt. Das erfindungsgemäß hergestellte Kunststoffrohr ist so flexibel, daß es vor dem Einbringen des Betons durch einfaches Ausrollen von der Rolle vom Anschlußpunkt ausgehend bis zu den Auslaufhähnen zwischen den Stahlträgern ausgelegt und befestigt werden kann. Damit ist die Möglichkeit des Auslegens einer Warmwasserleitung von der Steigleitung stockwerkweise im Betonboden gegeben, was eine wesentliche Einsparung an Installationskosten bedeutet. Das erfindungsgemäß hergestellte Kunststoffrohr läßt sich auch ohne großen Aufwand in geschlitzten Backsteinmauern verlegen und durch Mörtel fixieren. Selbstverständlich kann das erfindungsgemäß hergestellte Kunststoffrohr auch für Kaltwasser Verwendung finden. Es eignet sich auch für die Führung anderer Medien von erhöhter Temperatur und Druck.
Für die Vernetzungsreaktion eignen sich eine Reihe von Peroxyden. So können beispielsweise die nachfolgenden Peroxyde Verwendung finden: 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-Butylperoxy)-hexan, Dicumylperoxyd mit einem Peroxydgehalt von 40% und 60% Trägermaterial und einer Halbwertzeit bei 18O0C von 60 Sekunden, l,3-Bis(Tert.Butylperoxydiisopropyl)benzol mit einem Peroxydgehalt von 40% und 60% Trägermaterial und einer Halbwertzeit bei 1800C vor? 90 Sekunden, Di-Tert.Butylperoxyd mit einem Peroxydgehalt von 97% und einer Halbwertzeit bei 18O0C -on 180 Sekunden.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand einiger Beispiele noch näher erläutert.
Beispiel 1
Ein handelsübliches Hochdruck-Polyäthylen-Granulat mit einem Schmelzindex von 0,4 - 0,6. einer Dichte von 0,93 und einem Anteil an feinkörnigem Ruß von 2,5 Gew.-% sowie einer durchschnittlichen Korngröße von 3 mm wurde in einer Menge von 30 kg in einen Schnellmischer gegeben und mit 600 g 2,5-Dimethyl-2,5-di(t-Butylperoxy)-hexan versetzt und intensiv gemischt. Der dabei eintretende Temperaturanstieg wurde bei 6O0C durch Beendigung des Mischvorganges unterbrochen. Bei der so erhaltenen Mischgutcharge war das Peroxyd überwiegend in das Granulat idiffundiert. Das solchermaßen präparierte Polyäthyranulat wurde nach Zwischenlagerung und Abküh· ig einem beheizten Extruder mit einem L/D-rhältnis von 20:1 und einer Kurzkompresslonszone «führt und bei einer Materialtemperatur von 1300C ;eschmolzen und zu einem Rohr von 12 mm Innen· 16 mm Außendurchmesser mit einer Durchlaufgeiwlndigkelt von 3 m/min extrudiert und nach kühlung auf eine Trommel aufgewickelt. Auf das erhaltene Innenrohr wurde ein flexibles formid wärmebeständiges Wellrohr (Rillenrohr) aus ileitem Stahlband mit einer Banddicke von 0.12 mm - einer Bandbreite von 20 mm aufgewickelt. Das altene flexible Verbundrohr wurde anschließend in einer Trommel aufgewickeltem Zustand in einem -in bei einer Temperatur von 180eC und einer ihandlungszelt von 2 Stunden gehalten. Dabei wurde Verbundrohr ein Luftüberdruck von 1,8 kp/cm' aufrechterhalten.
Das abgekühlte Verbundrohr wies einen 100%igen Vernetzungsgrad des Innenrohres bei spiegelglatter Innenfläche auf. Der Vernetzungsgrad wurde wie folgt S geprüft: Von einem Rohrabschnitt wurde das Innenrohr freigelegt und in kleine Stücke geschnitten, die in siedendes Toluol eingegeben wurden. Auch nach 15minütigem Sieden blieb das Toluol mangels Lösung der vernetzten Polyäthylenstücke wasserklar. In einem
ίο Berstdruckversuch wurde das Verbundrohr einem kontinuierlich gesteigerten Innendruck von max. 25 kp/cm2 mit Wasser von 700C ausgesetzt. Dieser Innendruck entspricht etwa dem 5- bis 6fachen Innendruck in Haushaltsleitungen. Das Verbundrohr hielt diesem Innendruck, der mangels höherer Druckerzeugung der verwendeten Apparatur nicht mehr gesteigert werden konnte, ohne jede Veränderung stand. Mehrere Rohrproben wurden dem Spannungsrißbildungstest gemäß ASTM D 1693-60 T unterworfen. In keinem Fall trat Spannungsrißbildung auf.
Beispiel 2
Ein handelsübliches Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat in Granulatform mit einem Schmelzindex von 3,4 — 4,6, einer Dichte von 0,934 und einem Rußanteil von 2 Gew.-% wurde in einer Menge von 20 kg mit 300 g 1,3-Bis(Tert.Butylperoxydiisopropyl)benzol entsprechend Beispiel 1 versetzt und intensiv gemischt. Das präparierte Copolymerisat wurde dem im Beispiel 1 verwendeten Extruder aufgegeben und bei einer Materiaitemperatur von 1350C aufgeschmolzen und zu einem Rohr von 12 mm Innen- und 16 mm Außendurchmesser mit einer Durchlaufgeschwindigkeit von 10 m/min extrudiert und nach Abkühlung auf eine
Trommel aufgewickelt.
Auf das erhaltene Innenrohr wurde ein 20 mm breites Glasseidenband mit einem Flächengewicht von 150 g/m2 unter einem Zug von 2 kp gewickelt. Das erhaltene Verbundrohr wurde anschließend in auf einer Trommel von 16O0C für einen Zeitraum von 4 Stunden einer Wärmebehandlung unterworfen. Dabei wurde im Verbundrohr ein Luftüberdruck von 1 kp/cm2 aufrechterhalten. Nach dem Abkühlen wurde das Verbundrohr, dessen Innenrohr einen 100%igen Vernetzungs- grad aufwies, mit einem 1 mm dicken Mantel aus geschäumtem Polyäthylen überzogen. Das so erhaltene Verbundrohr wies eine sehr gute Flexibilität auf. Nach dem Einlegen des Verbundrohres in Zement konnte das Verbundrohr im Schaummantel leicht dilatieren. Versu ehe, das so erzeugte und im Beton eingelegte Rohr zum Bersten zu bringen, scheiterten am hohen Berstdruck.
Beispiel 3
Ein gemäß Beispiel 1 hergestelltes Innenrohr aus Polyäthylen mit 12 mm Innen· und 13,9 mm Außendurchmesser wurde mit 30 kp Zug in ein 10 m langes dünnwandiges Aluminiumrohr von 16 mm Innen· und 18 mm Außendurchmesser eingezogen. Durch die Zugbelastung des Innenrohres verringerte sich dessen Durchmesser geringfügig, was das Einziehen in das Aluminiumrohr erleichterte. Nach dem Einziehen wurde die Zugbelastung aufgehoben, wodurch Rückstellung des Innenrohres auf den ursprünglichen Durchmesser und Verdrängen der zwischen dem Innenrohr und dem es Aluminiumrohr befindlichen Luft erfolgte. Anschließend wurde das ausgekleidete Aluminiumrohr aufgewickelt und in einem Ofen bei einer Temperatur von 16O0C während 4 Stunden unter einem Innendruck von
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1,5 kp/cm2 gehalten.
Das so erhaltene Verbundrohr zeichnete sich durch sehr gute chemische Beständigkeit, geringes Gewicht und hohe Druckfestigkeit (> 50 kp/cm2 bei 700C) aus. Es konnte leicht von Hand gebogen werden. Die durch die Vernetzungsreaktion entstandenen Radikale bewirkten eine sehr gute Verbindung zwischen dem 100%ig vernetzten Polyäthylen und der Innenwand des Aluminiumrohres. Bei einer Temperatur von 1200C und einem an das Innenrohr angelegten Vakuum von 10 mm Hg wurde kein Ablösen des Polyäthylenrohres
von der Wand des Aluminiumrohres beobachtet. Bei Verwendung eines gemäß Beispiel 2 hergestellten Innenrohres wurden entsprechende Ergebnisse erzielt.
Weitere Versuche mit Stahlrohren unterschiedlicher Wandstärken als Außenmantel eines Verbundrohres ergaben Übereinstimmung mit den Eigenschaften des mit dem Innenrohr aus Polyäthylen ausgekleideten Aluminiumrohres. Eine zunehmende Wandstärke des Stahlrohres erschwerte lediglich das Biegen des
ίο Verbundrohres.

Claims (18)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen eines heißwasserbeständigen Kunststoffrohres, insbesondere für Gebäudeinstallationszwecke, _>ei dem ein Innenrohr aus s einem vernetzbaren Polyäthylen oder einem vernetzbaren Polyäthylen-Copolymeren extrudiert und in den vernetzten Zustand überführt wird und mit einem Außenmantel umgeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr nach >° seiner Extrusionsformung mit dem Außenmantel versehen wird und das entstandene Verbundrohr erst danach einer die Vernetzung bewirkenden Wärmebehandlung unterworfen wird, bei welcher mindestens in der ersten Phase der Vernetzungsre- ' aktion im Innenrohr ein GasUberdruck aufrechterhalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Extrusionsherstellung des Innenrohres ein Hochdruckpolyäthylen-Granulat *> mit einem Schmelzindexbereich von 0,8 bis 5 verwendet wird, das ein Peroxyd in homogen verteilter Form enthält, dessen untere Zersetzungstemperatur höher als 1350C liegt, wobei die Massetemperatur des Polyäthylens während des Aufschmelzens und Extrudierens unterhalb der Zersetzungstemperatur des verwendeten Peroxyds gehalten wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 135 und 2000C, vorzugsweise zwischen 135 und 18O0C, für einen Zeitraum von 0,5 bis 7 Stunden erfolgt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundrohr nach dem Aufbringen des Außenmantels aufgerollt und in dieser Form in einem Ofen der die Vernetzung bewirkenden Wärmebehandlung unterworfen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß während der Wärmebehandlung ein Luftüberdruck von 0,2 bis 2 kp/cm2 aufrechterhalten wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel auf das Innenrohr durch Extrusion aufgebracht wird und aus einem temperaturbeständigen thermoplastischen Kunststoff besteht.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für den Außenmantel Polypropylen, Polyamid, Polycarbonat, Äthylen-Propylen-Copolymer, Äthylen-Butadien-Styrol-Terpolymer oder ein elastomeres Polyester-Isocyanat-Polymeres verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel durch Umwickeln oder Umflechten des Innenrohres mit Bändern aus Papier oder Fasern, wie Glasfasern, Viskosefasern, synthetischen Fasern, Zellulosefasern, aufgebracht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn- i)0 zeichnet, daß auf den gewickelten oder geflochtenen Außenmantel ein dünnwandiger Überzug aus einem Kunstharz aufgetragen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus Polypropylen oder 1^ einem Polyamidharz besteht und durch Extrusion aufgetragen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Außenmantel während des Umwickeins oder Umflechtens ein thermoreaktives Harz zugeführt wird, das anschließend bei der die Vernetzung bewirkenden Wärmebehandlung gleichzeitig zur Aushärtung gebracht wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder wellenförmig um das Innenrohr gelegt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr mit glatten oder gewellten Bändern, die mit einer verstärkenden Metallfolie versehen sind, umgeben wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Innenrohr ein Wellrohr aus verbleitem Stahlband aufgewickelt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Außenmantel ein JsoJiermantel aus einem geschäumten Kunststoff durch Extrusion aufgetragen wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Außenmantel ein das Innenrohr eng umschließendes Metallrohr verwendet wird, in welches das Innenrohr eingezogen wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einziehen des Innenrohres dessen Durchmesser durch eine axiale Zugbelastung verringert wird.
18. Verfahren nach den Ansprüchen 16 und 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallrohr vor dem Einziehen des Innenrohres entfettet wird.
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