DE2846351C2

DE2846351C2 - Kunststoff-Rohrteil aus Polyvinylchlorid

Info

Publication number: DE2846351C2
Application number: DE19782846351
Authority: DE
Inventors: Jan Uilke Hardenberg Stoffelsma
Original assignee: Wavin BV
Current assignee: Wavin BV
Priority date: 1977-10-31
Filing date: 1978-10-25
Publication date: 1982-10-14
Also published as: GB2007696A; GB2007696B; DE2846351A1; NL7711972A

Description

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

Ein durch Extrudieren einer Zusammensetzung aus mit Graphitteilchen gemischten 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 elektrostatische 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.-% Graphitteilchen erforderlich 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 werden 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 Polyvinylchlorid-Rohre nicht beeinträchtigt jedoch erfordert dieses Verfahren eine zusätzliche Behandlung der Polyvinylchloridrohre, 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 Ländern gefordert

Bei Kunststoffrohren für medizinische Zwecke (US-PS 30 70132) ist es ferner bekannt elektrisch leitende Teilchen, wie Metallpulver und Kohlenstoffpulver, in Mengen zwischen 5 und 40% und insbesondere zwischen 10 und 30% im Kunststoff zur Vermeidung elektrostatischer Aufladungen vorzusehen. Die elektrisch leitenden Teilchen im Kunststoff sind dabei stets auf einzelne, streifenförmige Bereiche beschränkt wobei eine elektrisch leitende Ausbildung der Rohrkörper durch ihre gesamte Innen- und Außenfläche hindurch für nicht erforderlich angesehen wird und somit eine Verteilung der elektrisch leitenden Teilchen auf den gesamten Rohrquerschnitt ausgeschlossen ist

Eine weitere bekannte elektrisch leitende Ausbildung von Polyvinylchloridrohren (DE-GM 17 22682) verwendet verschiedenartige, streifenförmige elektrische Leiter, z.B. Metallfolienstreifen, Drähte aus Kupfer, Aluminium und Bronze, die in die Oberfläche des Rohres eingelassen und durch Schweißung oder Klebung befestigt oder auch im warmem Zustand in die Rohroberfläche eingepreßt werden. Alternativ dazu ist eine Verteilung elektrisch leitender Teilchen über den gesamten Querschnitt des Rohres vorgesehen, wobei Metall- oder Graphitpulver gleichwertig ohne Erwähnung von Mengenanteilen in bezug auf den Kunststoff des Rohres genannt werden,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kunststoff-Rohrteil aus Polyvinylchlorid mit in diesem verteilten Kohlenstoffteilchen zu schaffen, das einerseits über seine gesamte Wanddicke sehr gute antistatische Eigenschaften und andererseits sehr gute Festigkeitseigenschaften aufweist

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst daß der Kunststoff des Rohrteils 3 bis 12 Gew.-% Rußteilchen mit einer BET-Oberfläche von 100 bis 1500 m²/g, einer ölaufnahme von 2,5 bis 5,5cm³/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.-% umfaßt

Durch die bei dieser Ausgestaltung vorgesehene Verwendung des im einzelnen bestimmten Rußtyps als

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elektrisch leitende Teilchen in einem definierten Bereich falls eine solche durch das Zusetzen größerer Mengen niedriger Gewichtsanteile im Kunststoff des Rohres an Rußteilchen eintreten sollte, voll ausgeglichen und unter Verteilung auf den gesamten Rohrquerschnitt ist somit ein Polyvinylchlorid-Rohrteil geschaffen werden, ein Rohrteil aus Polyvinylchlorid geschaffen, das das auch große Mengen an Ruß enthält und dennoch einerseits über seine gesamte Wanddicke sehr gute 5 optimale mechanische Eigenschaften besitzt
antistatische Eigenschaften und andererseits sehr gute Ein weiterer wichtiger Vorteil des Zusetzens von Festigkeitseigenschaften aufweist, was darin begründet Chlorpolyäthylen besteht darin, daß die flammhemmenist, daß der definierte Rußtyp schon bei den verhältnis- den Eigenschaften der extrudierten Polyvinylchloridmäßig geringen Rußmengen von 3 bis 12 Gew.-% die Rohre nicht beeinträchtigt werden, -was bei im Bergbau geforderten guten antistatischen Eigenschaften darbie- io Anwendung findenden Rohren nach der Erfindung tet und bsi solchen niedrigen Mengenanteilen die besonders wünschenswert ist

mechanischen Eigenschaften des Kunststoffs nicht Das Chlorpolyäthylen besteht zumeist aus einem beeinträchtigt werden. Niederdruck-Polyäthylen, obwohl chloriertes Hoch-

Das Polyvinylchlorid des Rohrteils besteht vorteilhaft druck-Polyäthylen ebenfalls Anwendung finden kann, aus einem Polyvinylchlorid mit einem K-Wert von 55 bis 15 Ein handelsübliches Chlorpolyäthylen ist z. B. DOWC-68, insbesondere einem K-Wert von 55 bis 65. Diese PE 3614 und H 9970 von Hoechst (als Zusammenset-Arten von Polyvinylchlorid eignen sich sehr gut zum zung mit Polyvinylchlorid).

Extrudieren bzw. Formen von stranggepreßten Polyvi- Das Beimischen von Chlorpolyäthylen zu Polyvinylchloridrohren, nylchlorid kann gleichzeitig mit dem Beimischen von

Sehr gute Resultate können dadurch e, zielt werden, 20 Zusatzmitteln erfolgen, obgleich das Chlorpolyäthylen daß das Polyvinylchlorid ein Modifiziermittel enthält, auch in einem späteren Stadium, d.h. nachdem die das die Schlagfestigkeit des hergestellten Rohrteils Zusatzmittel mit dem Polyvinylchlorid vermischt worerhöht den sind, zugesetzt werden kann.

Vorzugsweise werden etwa 5 bis 25 Gew.-% eines Unter dem vorstehend erwähnten Polyvinylchlorid solchen die Schlagfestigkeit des Rohrteils verbessern- 25 wird insbesondere Hart-Polyvinylchlorid ohne Weichden Modifiziermittels, und zwar insbesondere 5 bis 25 macher verstanden.
Gew.-% Chlorpolyäthylen, zugesetzt Nachstehend sind Beispiele der Erfindung aufgeführt;

Wird ein solches die Schlagfestigkeit des Rohrteils die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen beidendig • verbesserndes Modifiziermittel mit verwendet, so kann abgebrochen dargestellten Bereich eines Polyvinylchloeine Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften, 30 rid-Rohrteils im Längsschnitt

Beispiel I

Einer Polyvinylchlorid-Zusammensetzung aus Hart- einem Aschengehalt von höchstens 0,5 Gew.-%

Polyvinylchlorid ohne Weichmacher, die die üblichen (Ketjen-Ruß EC) zugesetzt

Zusatzmittel, z. B. Kalziumstearat als Schmiermittel und Von dieser Zusammensetzung werden Polyvinylchlo-

Bleistearat als Stabilisiermittel, enthält, werden 4 ridrohrteile extrudiert, die die in der nachfolgenden Gew.-% Rußteilchen mit einer BET-Oberfläche von 300 40 Tabelle angegebenen Eigenschaften zeigen,

bis 1500 mVg, einer ölaufnahme von 23 bis 5,5 cmVg, Ein solches Rohrteil ist in der Zeichnung veranschau-

einem Gehalt an flüchtigen Substanzen von 0,1 bis 6 licht und als Ganzes mit 1 bezeichnet Wie ersichtlich,

Gew.-%, einem pH-Wert von 7 bis 10, einem besteht das Rohrteil 1 aus PVC-Material 2 und

Feuchtigkeitsgehalt von höchstens 1,5 Gew.-% und Rußteilchen 3, die in dem PVC eingebettet sind.

Beispiel II

Das Beispiel II entspricht dem Beispiel I, wobei Die aus dieser Zusammensetzung extrudierten jedoch statt 4 Gew.-% Rußteilchen hier 8 Gew.-% 50 Rohrteile haben die in der Tabelle aufgeführten Rußteilchen zugesetzt werden. Eigenschaften.

Beispiel III

Einer Polyvinylchlorid-Zusammensetzung der glei- Rohrteil mit sehr guten Eigenschaften und einem

chen Art, wie sie im Beispiel I beschrieben ist, und die die annehmbaren spezifischen elektrischen Widerstand,

üblichen Zusätze, z. B. Kalziumstearat als Schmiermittel Aus der Tabelle wird deutlich, daß durch zunehmende

und Bleistearat sowie Bleisulphat als Stabilisiermittel, Mengen an Ruß der vorbeschriebenen Art der aufweist, werden 10 Gew.-% Chlorpolyäthylen züge- 60 spezifische Widerstand als Maß für das Abführen

setzt Anschließend an das vollständige Vermischen elektrischer Ladungen wesentlich herabgesetzt wird,

werden 8 Gew.-% des oben erwähnten Rußes homogen Weiter wird deutlich, daß im Falle größerer Rußmengen

mit dieser Masse vermischt. die mechanischen Eigenschaften allein durch das

Durch Strangpressen dieser Polyvinylchlorid-Zusam- Zusetzen von Chlorpolyäthylen aufrechterhalten wermensetzung erhält man Rohrteile mit den in der Tabelle es den können,

veranschaulichten Werten. Die Abweichung S, die ein Maßstab für die

Bei einer Wiederholung dieses Beispiels mit 3,5 und 7 Dispergierfähigkeit bzw. Homogenität sein kann, zeigt,

Gew.-% Rußteilchen erhält man ein Polyvinylchlorid- daß diese in allen Fällen gut ist.

Tabelle

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

Mustercode	Vergleichs muster	Beispiel I	Beispiel II	Beispiel III
Ketjen-Ruß EC Gew.-% Chloriertes Polyäthylen Gew.-%	—	4,0	8,0	8,0 10,0
Schlagfestigkeit X kgf cm/cm² S	7,81 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	0	31,3 3,27
Spez. Widerstand in Ll cm	ΙΟ¹³	10⁶	10³	10³
	Hierzu 1 Blatt	Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kunststoff-Rohrteil aus Polyvinylchlorid mit in diesem verteilten Kohlenstoffteilchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff des Rohrteils 3 bis 12 Gew.-% Rußteilchen mit einer BET-Oberfläche von 100 bis 150OmVg, einer ölaufnahme von 2,5 bis 5,5 Cm³Zg, 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.-% umfaßt

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

3. Rohrteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es von einem Polyvinylchlorid mit einem K-Wert von 55 bis 68 gebildet ist

4. Rohrteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es von einem Polyvinylchlorid mit einem K-Wert von 55 bis 65 gebildet ist

5. Rohrteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyvinylchlorid Modifiziermittel zum Verbessern der Schlagfestigkeit des Rohrteils enthält

6. Rohrteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das die Schlagfestigkeit des Rohrteils verbessernde Modifiziermittel aus Chlorpolyäthylen besteht

7. Rohrteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Chlorpolyäthylen niedrige Dichte aufweist

8. Rohrteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyvinylchlorid Äthylenvinylazetat als die Schlagfestigkeit des Rohrteils verbesserndes Modifiziermittel enthält

9. Rohrteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß es ein extrudiertes Rohrteil ist

10. Rohrteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß es ein Spritzguß-Rohrteil ist

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