DE29718243U1 - Polytetrafluoroethylene moldings connected with fluoropolymers - Google Patents
Polytetrafluoroethylene moldings connected with fluoropolymersInfo
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Description
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89520 HeidenheimVenus GmbH
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Mit Fluorpolymeren verbundene Polytetrafluorethylen-Formkörper Polytetrafluoroethylene moldings bonded to fluoropolymers
BeschreibungDescription
Die Erfindung betrifft Formkörper aus Polytetrafluoräthylen, im folgenden PTFE, die mit einem thermoplastischen Fluorkunststoff fest verbunden sind.The invention relates to molded bodies made of polytetrafluoroethylene, hereinafter PTFE, which are firmly bonded to a thermoplastic fluoroplastic.
Das Verschweißen von PTFE mit thermoplastischen Fluorpolymeren ,wie mit einem Copolymeren aus 90 bis 99,5 Gewichtsprozent Tetrafluoräthylen und 0,5 bis 10 Gewichtsprozent eines Perfluoralkyl-perfluorvinylethers der Formel CF2-= CF - OR , worin R eine Perfluoralkylkette mit 1 bis 10 C-Atomen bedeutet, im folgenden PFA genanntjst in der DE 2311096 beschrieben.Dabei geht es um das Verbinden von PTFE-Formkörpem mit PFA als Schmeizkleber,wobei in einem Arbeitsgang unter Zuhilfenahme einer Vorrichtung die Verbindung unter Temperatur und Druck hergestellt wird.The welding of PTFE with thermoplastic fluoropolymers, such as with a copolymer of 90 to 99.5 percent by weight of tetrafluoroethylene and 0.5 to 10 percent by weight of a perfluoroalkyl-perfluorovinyl ether of the formula CF 2- = CF - OR , in which R is a perfluoroalkyl chain with 1 to 10 C atoms, hereinafter referred to as PFA, is described in DE 2311096. This involves the bonding of PTFE molded bodies with PFA as a hot melt adhesive, whereby the bond is produced in one operation with the aid of a device under temperature and pressure.
Dieses Verfahren hat zwei wesentliche Nachteile : a.) es führt zu Schweißnähten ,die den Ansprüchen oft nicht genügen undThis process has two major disadvantages: a.) it leads to welds that often do not meet the requirements and
b.) es kann zum Auskleiden von Behältern vor Ort nicht herangezogen werden.b.) it cannot be used to line containers on site.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.The object of the present invention is to overcome the disadvantages of the prior art.
Die erfindungsgemäßen PTFE-Formkörper sind dadurch gekennzeichnet,daß sie an ihren Stoßflächen durch eine mit PTFE schmelzverbindende Schicht ,aus einem thermoplastischen Fiuorpolymeren, miteinander verbunden sind.The PTFE molded bodies according to the invention are characterized in that they are connected to one another at their abutting surfaces by a layer made of a thermoplastic fluoropolymer that melts into PTFE.
Die thermoplastische Schicht hat eine Dicke von insgesamt 0,02 mm bis 5 mm,vorzugsweise 0,2 mm bis 2mm. Das thermoplastische Fluorpolymer ist im allgemeinen ein Polymer, mit einer Schmelztemperatur von 250° C bis 4000C, vorzugsweise 32O0C bis 3600C.Vertreter für derartige Fluorpolymere sind z.B. Fluorethylen-propylen- Copolymer (FEP) und Tetrafluorethylen-Perfluorvinylether { PFA ),wobei PFA bevorzugt ist.The thermoplastic layer has a total thickness of 0.02 mm to 5 mm, preferably 0.2 mm to 2 mm. The thermoplastic fluoropolymer is generally a polymer with a melting temperature of 250° C to 400 0 C, preferably 320 0 C to 360 0 C. Representatives of such fluoropolymers are, for example, fluoroethylene-propylene copolymer (FEP) and tetrafluoroethylene-perfluorovinyl ether (PFA), with PFA being preferred.
Dieses Copolymere hat einen Gehalt von 90 bis 99,5 Gewichtsprozent , vorzugsweise 95 bis 99 Gewichtsprozent Tetrafluorethylen und o,5 bis 10-Gewichtsprozent, vorzugsweise 1 bis 5 Gewichtsprozent, eines Perfluoralkyl-perfluorvinyiethers der Formel CF^=CF-OR. R in der vorstehenden Formel bedeutet dabei eine Perfluoralkylkette mit 1 bis 10 ,vorzugsweise 1 bis 3 , C-Atomen. Derartige Copolymere von Tetrafluorethylen und Perfiuoralkylperfluorvinylether ,die nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden,sollen eine Schmeizviskosität von 0,5 bis 500. 10 Poise ,vorzugsweise 1 bis 100 . 10 Poise, bei 3800C aufweisen.This copolymer contains 90 to 99.5 percent by weight, preferably 95 to 99 percent by weight, of tetrafluoroethylene and 0.5 to 10 percent by weight, preferably 1 to 5 percent by weight, of a perfluoroalkyl-perfluorovinyl ether of the formula CF^=CF-OR. R in the above formula is a perfluoroalkyl chain with 1 to 10, preferably 1 to 3, carbon atoms. Such copolymers of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl-perfluorovinyl ether, which are prepared by processes known per se, should have a melt viscosity of 0.5 to 500.10 poise, preferably 1 to 100.10 poise, at 380 ° C.
Das PTFE ist vorzugsweise ein bereits vorher gesintertes teilkristallines PTFE Polymer.Es kann auch ein modifiziertes PTFE sein,wie sie am Markt erhältlich sind.The PTFE is preferably a previously sintered semi-crystalline PTFE polymer. It can also be a modified PTFE, as is available on the market.
Beim Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formkörper, wird in einem ersten Schritt auf die zu verbindenden Stoßflächen des PTFE-Formkörpers jeweils eine Schicht aus einem mit PTFE- schmelzverbindbaren thermoplastischen Fluorpoiyme ren,vorzugsweise PFA aufgebracht und in einem zweiten Schritt die thermoplastischen Schichten auf Schmelztemperatur gebracht und dabei die Stoßflächen miteinander verbündeIn the process for producing the molded bodies according to the invention, in a first step a layer of a thermoplastic fluoropolymer that can be melt-bonded with PTFE, preferably PFA, is applied to the abutting surfaces of the PTFE molded body that are to be joined, and in a second step the thermoplastic layers are brought to melting temperature and the abutting surfaces are bonded together.
Es ist bevorzugt auf jede Stoßfläche eine thermoplastische Fluorpolymerschicht von 0,1 bis 2,5 mm , vorzugsweise von
0,5 mm bis 1,5 mm, aufzubringen.
Häufig ist es von Vorteil, beim Verbinden der Stoßflächen einen Schweißdraht aus den genannten thermoplastischen
Fluorpoiymeren einzusetzen.
Das Verfahren wird im Einzelnen vorzugsweise nach dem Heißluftschweißverfahren mit Schweißschmelzkleberdraht
durchgeführt.Die Flächen der zu verbindenden PTFE-Formkörper werden anfangs in üblicherweise
vorpräpariert, wie entfetten,planfräsen etc.Verfahrensgemäß
werden nun die Flächen der zu verbindenden PTFE-Körper ,vor dem eigentlichen Schweißvorgang,mit der
genannten Schmelzkleberschicht im Bereich der Schweißnaht (Stoßfläche) versehen.In dem nachfolgenden Verbindungsvorgang
( Schweißverfahren), wird dann der erfindungsgemäße Formkörper erhalten.Dabei werden die Schmelzkleberschichten
nochmals auf Schmelztemperatur erhitzt und (gegebenenfalls unte Druck ) die Teile zusammengefügt und anschließend auf
Raumtemperatur abgekühlt.Neben diesem Heißluftschweißverfahren hat sich auch das Schweißen mit einem Schweißspiegel
bewährt.Das Verfahren weist eine Reihe von Vorteilen auf.Es eignet sich vorteilhaft zum Verbinden von
PTFE-Körpern der verschiedensten Formen und Maße , wobei besonders einfach und vorteilhaft Körper im Stumpfstoß
zu verbinden sind.wie z.B. Platten,Rohre,Stäbe, Hohlzylinder
etc.It is preferable to apply a thermoplastic fluoropolymer layer of 0.1 to 2.5 mm, preferably 0.5 mm to 1.5 mm, to each impact surface.
It is often advantageous to use a welding wire made of the thermoplastic fluoropolymers mentioned above when joining the abutting surfaces.
The process is preferably carried out using the hot air welding process with welding hot melt adhesive wire. The surfaces of the PTFE molded bodies to be joined are initially pre-prepared in the usual way, such as degreasing, milling, etc. According to the process, the surfaces of the PTFE bodies to be joined are then provided with the hot melt adhesive layer in the area of the weld seam (butt surface) before the actual welding process. In the subsequent joining process (welding process), the molded body according to the invention is then obtained. The hot melt adhesive layers are heated again to melting temperature and the parts are joined together (if necessary under pressure) and then cooled to room temperature. In addition to this hot air welding process, welding with a welding mirror has also proven to be effective. The process has a number of advantages. It is advantageously suitable for joining PTFE bodies of various shapes and sizes, whereby bodies such as plates, pipes, rods, hollow cylinders, etc. can be joined particularly easily and advantageously in a butt joint.
Nach dem Verfahren hergestellte Hohlkörper, sind nicht durch die Schweißnähte in ihrer Permeabilität beeinträchtigt.Ebenso wird die gute chemische Beständigkeit von PTFE gegen korrosiv wirkende Stoffe nicht verändert.Die Schweißnaht ist reproduzierbar.Das Verfahren eignet sich besonders auch zum Auskleiden von Behältern,Tanks etc. wo hoher Korrosionsschutz gegen flüssige bzw. gasförmige Medien, auch bei erhöhten Temperaturen , vorliegen. Es ist nicht aufwendig ,wirtschaftlich und auch bei komplizierten Apparaten gut durchführbar.Hollow bodies produced using this process are not affected in their permeability by the weld seams. Likewise, PTFE's good chemical resistance to corrosive substances is not changed. The weld seam is reproducible. The process is particularly suitable for lining containers, tanks, etc. where high corrosion protection against liquid or gaseous media is required, even at elevated temperatures. It is not complex, economical and can be carried out well even with complicated equipment.
-A--A-
Das beschriebene Verfahren kanavor allem auch vor Ort und im Großbehälter durchgeführt werden. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens sind die gleichmäßigen homogenen Schweißnähte.die höchste Festigkeit und Dichtheit gewährleisten.The process described can also be carried out on site and in large containers. Another advantage of the process is the uniform, homogeneous weld seams, which ensure maximum strength and tightness.
Die Erfindung wird nun anhand einer Zeichnung mit den Figuren bs 5 noch näher erläutert:The invention will now be explained in more detail with reference to a drawing with the figures b to 5:
In Fig. 1 ist einschnitt durch einen Formkörper 1 schematisch dargestellt,wobei 2 die Schmelzkleberschicht an der zu verbindenden Stoßfläche 1 a des PTFE-Formkörpers list.In Fig. 1, a section through a molded body 1 is shown schematically, where 2 is the hot melt adhesive layer on the abutting surface 1a of the PTFE molded body to be connected.
Fig. 2 zeigt den PTFE-Formkörper 1 , mit der Schmelzkleberschicht 2 ,die eine V-förmige Ausfräsung 2a aufweist.Fig. 2 shows the PTFE molded body 1 with the hot melt adhesive layer 2, which has a V-shaped cutout 2a.
Fig. 3 zeigt im Schnitt den PTFE-Formkörper 1, mit der Schmelzkleberschicht 2 . Zwischen den zu verbindenden Teilen des Formkörpers befindet sich der Schweißspiegel 3 .Fig. 3 shows a cross-section of the PTFE molded body 1 with the hot melt adhesive layer 2. The welding mirror 3 is located between the parts of the molded body that are to be joined.
In Fig. 3a ist in Seitenansicht der verbundenen Teile des Formkörpers 1, mit Schmelzkleberschicht 2, mit Schweißwulst 10 dargestellt. Fig. 3a shows a side view of the connected parts of the molded body 1, with hot melt adhesive layer 2, with welding bead 10.
Fig. 4 zeigt im Schnitt ,einen zu einem Zylinder gebogenen PTFE-Formkörper 4 ,mit der Schmelzkleberschicht 5 an der Formkörperstoßfläche 5a und in Seitenansicht das Heißluftgerät (6), mit Schweißdrahtzuführung 7 und Schweißdraht 8 , mit Abstandspalt 9 .Fig. 4 shows a section through a PTFE molded body 4 bent into a cylinder, with the hot melt adhesive layer 5 on the molded body abutment surface 5a, and a side view of the hot air device (6), with welding wire feed 7 and welding wire 8, with spacing gap 9.
Fig. 5 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen Stahlrohrzylinder 13 , mit einem an der Innenwand 13a anliegenden PTFE-Formkörper 11 , mit Schweißnaht 12Fig. 5 shows a perspective view of a steel tube cylinder 13, with a PTFE molded body 11 resting on the inner wall 13a, with weld seam 12
Zur Auskleidung eines Stahlzylinders mit einem Durchmesser von 1 m und einer Höhe von 1,5 m ,wurde ein präparierter PTFE- Folienzuschnitt mit der Dicke von 3 mm derart in den Zylinder eingebracht.daß die sich berührenden Stoßflächen parallel verliefen und deren gegenseitiger Abstand ca. 2mm betrug.Eine insgesamt etwa mm breite Zone im Verbindungsbereich wurde dann durch die Heißluftdüse eines Schweißgerätes auf eine Temperatur von etwa 36O0C aufgeheizt ,die PFA-Schicht in Schmelze gebracht und mit einem ebenfalls in Schmelze übergehenden Schmelzkleberdraht aus PFA ausgefüllt.Nach Abkühlung der so hergestellten Schweiß naht, betrug die Nahtfestigkeit annähernd der Reißfestigkeit von nicht verschweißtem PFA.To line a steel cylinder with a diameter of 1 m and a height of 1.5 m, a prepared PTFE film cut with a thickness of 3 mm was inserted into the cylinder in such a way that the contacting abutting surfaces ran parallel and their mutual distance was approx. 2 mm. A zone in the connection area with a total width of around mm was then heated to a temperature of around 36O 0 C using the hot air nozzle of a welding device, the PFA layer was melted and filled with a hot melt adhesive wire made of PFA, which also melted. After the weld seam produced in this way had cooled, the seam strength was almost the same as the tear strength of unwelded PFA.
Claims (6)
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