DE2846351A1

DE2846351A1 - Kunststoff-rohrteil aus polyvinylchlorid

Info

Publication number: DE2846351A1
Application number: DE19782846351
Authority: DE
Inventors: Jan Uilke Stoffelsma
Original assignee: Wavin BV
Current assignee: Wavin BV
Priority date: 1977-10-31
Filing date: 1978-10-25
Publication date: 1979-05-03
Also published as: GB2007696A; DE2846351C2; GB2007696B; NL7711972A

Description

Kunststoff-Rohrteil aus Polyvinylchlorid

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kunststoff-Rohrteil aus Polyvinylchlorid mit in diesem verteilten Kohlenstoff teilchen.

Ein durch Extrudieren einer Zusammensetzung aus mit Graphitteilchen gemischtem Polyvinylchlorid hergestelltes Polyvinylchlorid-Rohrteil ist bereits bekannt. Die Graphitteilchen bei einem derartigen Rohr dienen dazu, eine Anhäufung elektrischer Ladungen auf dem Rohr zu vermeiden.

Beim Hindurchleiten trockener Medien, wie z.B. Staubpartikel enthaltender Luft, durch Polyvinylchlorid-Rohre erfolgt eine Anhäufung elektrischer Ladungen an den Innen- und Außenflächen der Polyvinylchlorid-Rohre. Infolgedessen ist die Verwendung derartiger Rohre dort, wo durch solche elöktrostatische Aufladungen verursachte Funken eine Explosion von Gasgemischen der Umgebung auslösen könnten, nicht sicher. Eine solche Explosionsgefahr besteht insbesondere im Untertagebau beim Abbauen von Mineralien, z.B. Kohle.

Die bekannten Rohre aus Polyvinylchlorid mit darin verteilten Graphitteilchen haben den Nachteil, daß große Mengen von mehr als 20 Gew.-2 Graphitteilchen erforderlic

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sind, um den Rohren ausreichende antistatische Eigenschaften zu verleihen. Die Folge ist eine Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften der Polyvinylchlorid-Rohre, indem das Rohr insbesondere spröde wird und somit bei seiner Handhabung leicht beschädigt werde kann.

Man hat versucht, dieses Problem dadurch zu lösen, daß die Innen- und/oder Außenfläche von Polyvinylchlorid-Rohren bzw. -Rohrteilen mit einem Gemisch aus elektrischleitenden Rußteilchen und einem wärmehärtbaren Kunstharz überzogen wird-, wobei der Kunstharz derart modifiziert ist, daß er fest an den Polyvinylchloridrohren anhaftet.

Auf diese Weise werden zwar die mechanischen Eigenschaften der PοIyvinylchIorid-Rohre nicht beeinträchtigt jedoch erfordert dieses Verfahren eine zusätzliche Behandlung der Polyvinylchloridrohra, die deren Herstellungskosten erhöht. Außerdem ist es hierbei nicht möglich, ein Rohrmaterial zu schaffen, das völlig, d.h. von der innenseitigen bis zur außenseitigen Oberfläche des Rohrteils, antistatisch ist. Ein derartiges Rohrmaterial wird jedoch für die Sicherheit des im Bergbau tätigen Personals in einigen Lantern gefordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Polyvinyl-

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chlorid-Rohrteil zu schaffen, das einerseits über seine gesamte Wanddicke sehr gute antistatische Eigenschaften und andererseits sehr gute Pestigkeitseigenschaften aufweist.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der Kunststoff des Rohrteils 3 bis 12 Gew.-% Rußteilchen mit einer BET-Oberfläche von 100 bis 1500 m /g umfaßt.

In dieser Weise ausgebildete Polyvinylchlorid-Rohrteile bieten den Vorteil, daß sie in dem Maße antistatisch sind, daß sie die Anforderungen an die Leitfähigkeit entlang der gesamten Wandoberfläche erfüllen, ohne dabei jedoch die mechanischen Eigenschaften zu beeinträchtigen.

Vorteilhaft besitzen die Rußteilchen eine BET-Oberfläche von 300 bis 1500 m /g, eine ölaufnahme von 2,5 bis 5,5 cm^: einen Gehalt an flüchtigen Substanzen von 0,1 bis 6,Gew.-? einen pH-Wert von 7 bis 10, einen Feuchtigkeitsgehalt von höchstens 1,5 Gew.-? und einen Aschengehalt von höchstens 0,5 Gew.-?.

Es hat sich gezeigt, daß Polyvinylchlorid-Rohrteile mit minimalen Mengen an Rußteilchen mit diesen Eigenschaften eine äußerst gute Leitfähigkeit ohne Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften des Polyvinylchlorids be-

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sitzen.

Das Polyvinylchlorid des Rohrteils besteht vorteilhaft aus einem Polyvinylchlorid mit einem K-Wert von 55 bis 68, insbesondere einem K-Wert von 55 bis 65.

Diese Arten von Polyvinylchlorid eignen sich sehr gut zum Extrudieren bzw. Formen von stranggepreßten Polyvinyl-

ch Io ri droh ren.

Sehr gute Resultate können dadurch erzielt werden, daß das Polyvinylchlorid ein Modifiziermittel enthält, das die Schlagfestigkeit des hergestellten Rohrteils erhöht.

Vorzugsweise werden etwa 5 bis 25 Gew.-? eines solchen die Schlagfestigkeit des Rohrteils verbessernden Modifiziermittels, und zwar insbesondere 5 bis 25 Gew.-? Chlor-Polyäthylen, zugesetzt.

Wird ein solches die Schlagfestigkeit des Rohrteils verbesserndes Modifiziermittel mit verwendet, so kann eine Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften, falls

ine solche durch das Zusetzen größerer Mengen an Rußteilchen eintreten sollte, voll ausgeglichen und somit ein Polyvinylchlorid-Rohrteil geschaffen werden, das auch große Mengen an Ruß enthält und dennoch optimale mechanische Eigenschaften besitzt.

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Ein weiterer wichtiger Vorteil des Zusetzens von Chlorpolyäthylen besteht darin, daß die flammhemraenden Eigenschaften der extrudierten Polyvinylchlorid-Rohre nicht beeinträchtigt werden, was bei im Bergbau Anwendung findenden Rohren nach der Erfindung besonders wünschenswert ist.

Das Chlorpolyäthylen besteht zumeist aus einem Niederdruck-Polyäthylen, obwohl chloriertes Hochdruck-Polyäthylen ebenfalls Anwendung finden kann. Ein handelsübliches Chlorpolyäthylen ist z.B. DOWCPE 36l*J und H 9970 von Hoechst (als Zusammensetzung mit Polyvinylchlorid).

Das Beimischen von Chlorpolyäthylen zu Polyvinylchlorid kann gleichzeitig mit dem Beimischen von Zusatzmitteln erfolgen, obgleich das Chlorpolyäthylen auch in einem späteren Stadium, d.h. nachdem die Zusatzmittel mit dem Polyvinylchlorid vermischt worden sind, zugesetzt werden kann.

Unter dem vorstehend erwähnten Polyvinylchlorid wird insbesondere Hart-Polyvinylchlorid ohne Weichmacher verstanden.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der aufgeführten Beispiele und der Zeichnung näher erläutert, deren einzige

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Figur einen beidendig abgebrochen dargestellten Bereich eines Polyvinylchlorid-Ro-.hrteils im Längsschnitt zeigt.

BEISPIEL I

Einer Polyvinylchlorid-Zusammensetzung aus Hart-Polyvinylchlorid ohne Weichmacher, die die üblichen Zusatzmittel, z.B. Kalziumstearat als Schmiermittel und Bleistearat als Stabilisiermittel, enthält, werden *i Gew.-? Rußteilchen mit einer BET-Oberfläche von 300

2 · 3

bis 1500 m /g, einer ölaufnahme von 2,5 bis 5,5 cnr/g, einem Gehalt an flüchtigen Substanzen von 0,1 bis 6 Gew.-?, einem pH-Wert von 7 bis 10, einem Feuchtigkeitsgehalt von höchstens 1,5 Gew.-? und einem Aschengehalt von höchstens 0,5 Gew.-? (Ketjen-Ruß EC) zugesetzt.

Von dieser Zusammensetzung werden Polyvinylchloridrohr^ teile extrudiertjdie die in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Eigenschaften zeigen.

Ein solches Rohrteil ist in der Zeichnung veranschaulicht, und als Ganzes mit 1 bezeichnet. Wie ersichtlich, besteht das Rohrteil 1 aus PVC-Material 2 und Rußteilche 3, die in dem PVC eingebettet sind.

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BEISPIEL II

Das Beispiel II entspricht dem Beispiel I, wobei jedoch statt 4 Gew.-? Rußteilchen hier 8 Sew.-% Rußteilchen zugesetzt werden.

Die aus dieser Zusammensetzung extrudierten Rohrtäle haben die in der Tabelle aufgeführten Eigenschaften.

BEISPIEL III

Einer Polyvinylchlorid-Zusammensetzung der gleichen Art, wie sie im Beispiel I beschrieben ist,und die die üblichen Zusätze, z.B. Kalziumstearat als Schmiermittel und Bleistearat sowie Bleisulphat als Stabilisiermittel, aufweist, werden 10 Gew.-? Chlorpolyäthylen zugesetzt. Anschließend an das vollständige Vermischen werden 8 Gew.-J des oben erwähnten Rußes homogen mit dieser Masse vermischt.

Durch Strangpressen dieser PοIyvinylchiοrid-Zusammensetzung erhält man Rohrteile mit den in der Tabelle veranschaulichten Werten.

Bei einer Wiederholung dieses Beispiels mit 3, 5 und 7 Gew.-Jf Rußteilchen erhält man ein Polyvinylchlorid-Rohrteil mit sehr guten Eigenschaften und einem annehmbaren spezifischenelektrischen Widerstand.

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Aus der Tabelle wird deutlich, daß durch zunehmende Mengen an Ruß der vorbeschriebenen Art der spezifische Widerstand als Maß für das Abführen elektrischer Ladungen wesentlich herabgesetzt wird. Weiter wird deutlich, daß im Falle größerer Rußmengen die mechanischen Eigenschaften allein durch das Zusetzen von Chlorpolyäthylen aufrechterhalten werden können.

Die Abweichung S, die ein Maßstab für die Dispergierfähigkeit bzw. Homogenität sein kann, zeigt, daß diese in allen Fällen gut ist.

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TABELLE

Eigenschaften eines stranggepreßten Rohrteils aus PVC-Zusammensetzungen, denen Ruß und/oder Chlorpolyäthylen zugesetzt ist.

Mustercode

Ketjen-Ruß EC Gew.-% chloriertes Polyäthylen. Gew.-%

Vergleichs-

.muassr.

Beispiel I
4,0

Beispiel II
8,0

Beispiel III 8,0

10,0

Schlagfestigkeit X. 7,81 kgf cm/cm² S 0,49

5,50
0,70

2,41
0,48

6,72 0,88

Bruchdehnung X Prozent S

26,2 1,73

10,93
4,93

31,3 3,27

Spez, Widerstand in Λ cm

10

¹³

10

Leerseite

Claims

Patentansprüche:

Kunststoff-Rohrteil aus Polyvinylchlorid mit in diesem

Verteilten Kohlenstoffteilchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff des Rohrteils 3 bis 12- Ge\r.-% Rußteilchen mit einer BET-Oberflache von 100 bis 1500 m /g umfaßt.

Rohrteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Rußteilchen eine BET-Oberfläche von 300 bis I500 m^/g, eine ölaufnahme von 2,5 bis 5,5 enr/g, einen Gehalt an flüchtigen Substanzen von 0,1 bis 6 Gew.-%, einen pH-Wert von 7 bis 10, einen Feuchtigkeitsgehalt von höchstens 1,5 Gew.-? und einen Aschengehalt von höchstens 0,5 Gew.-% aufweisen.

3. Rohrteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß 6 bis 10 Gew.-^ Rußteilchen vorhanden sind.

4. Rohrteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es von einem Polyvinylchloridnit einemK-Wert von 55 bis 68 gebildet ist.

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5. Rohrteil nach einem ader mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es von einem Polyvinylchlorid mit einem K-Wert von 55 bis 65 gebildet ist.

6. Rohrteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyvinylchlorid Modifiziermittel zum Verbessern der Schlagfestigkeit

des Rohrteils enthält.

7. Rohrteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das die Schlagfestigkeit des Rohrteils verbessernde Modifiziermittel aus Chlorpolyäthylen besteht.

8. Rohrteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Chlorpolyäthylen niedrige Dichte aufweist.

9. Rohrteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyvinylchlorid Äthylenvinylazetat als die.Scrhlagfestigkeit des Rohrteils verbesserndes Modifiziermittel enthält.

10. Rohrteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß es ein extrudiertes Rohrteil ist.

11. Rohrteil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1

bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es ein. Spritzgüß-Rohrteil ist.

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