DE60209224T2

DE60209224T2 - Verwendung von Pulverlack

Info

Publication number: DE60209224T2
Application number: DE60209224T
Authority: DE
Inventors: DAIKIN INDUSTRIES Toshio Settsu-shi MIYATANI; DAIKIN INDUSTRIES Nobuyuki Settsu-shi TOMIHASHI; DAIKIN INDUSTRIES Hiroshi Settsu-shi TORII; DAIKIN INDUSTRIES Koichiro Settsu-shi OGITA
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2001-06-18
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2022-06-19
Also published as: US20040204536A1; EP1398358A4; JPWO2003006566A1; EP1398358B1; EP1398358A1; DE60209224D1; WO2003006566A1; ATE317880T1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer Pulverbeschichtung, die Überzüge ergeben kann, die hervorragend in Oberflächenglätte und in Haltbarkeit gegenüber Chemikalien usw. sind.
STAND DER TECHNIK
Verrohrungsmaterialien, wie etwa Rohre, Leitungen und Ventile, die mit Chemikalien oder dergleichen in Kontakt kommen, wenn sie verwendet werden, werden wünschenswerterweise mit einer korrosionsbeständigen Auskleidung versehen, so daß sie gegenüber den Chemikalien oder dergleichen widerstandsfähig sein können. Bevorzugt werden Fluorharze als die korrosionsbeständigen Auskleidungsmaterialien verwendet, da sie hoch beständig gegenüber Säuren, Alkalis, oxidierenden oder reduzierenden Agentien, verschiedenen Lösemitteln und ähnlichen Chemikalien sind.
Fluorharze zeigen zusätzlich zu Korrosionsbeständigkeit Nichtklebrigkeit und können chemisch die Adhäsion von verschmutzenden Substanzen an der Oberfläche von korrosionsbeständigen Auskleidungen verhindern, was dazu beiträgt, Antifoulingeigenschaften bereitzustellen. In den letzten Jahren sind jedoch korrosionsbeständige Auskleidungsmaterialien gefordert worden, die eine höhere Antifoulingwirkung besitzen, insbesondere für Verrohrungsmaterialien in zum Beispiel der Ausrüstung für die Halbleitergherstellung. Ein bekanntes Verfahren zur Verbesserung der Antifoulingeigenschaften von korrosionsbeständigen Auskleidungen unter Verwendung eines Fluorharzes umfaßt die Verbesserung der Oberflächenglätte der korrosionsbeständigen Auskleidungen, um dadurch physikalisch die Adhäsion von verschmutzenden Substanzen zu verhindern.
Wenn als korrosionsbeständige Auskleidungsmaterialien verwendet, werden Fluorharze vernünftigerweise als Pulverbeschichtungen verwendet, da die letzteren auf verschiedene damit auszukleidende Gegenstände in Mengen aufgebracht werden können, die ausreichend sind, um Korrosionsbeständigkeit zu zeigen, nur in geringen Mengen Abfall im Auftragsverfahren verursachen und leicht zu handhaben sind. Die Fluorharze, die bisher als Pulverbeschichtungen für korrosionsbeständige Auskleidungsmaterialien in Gebrauch sind, sind in vielen Fällen Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymere (FEPs).
Zur Verbesserung der Oberfächenglätte korrosionsbeständiger Auskleidungen, die durch Verwendung einer FEP-haltigen Pulverbeschichtung erhalten werden, in der die FEPs als das Basisharz verwendet werden, ist es im allgemeinen ausreichend, die Erhitzungszeit für das Einbrennen des Überzugs, der durch Aufbringen der Pulverbeschichtung erhalten wird, zu verlängern. Dadurch führt jedoch eine verlängern Zeit des Auftragsverfahrens insgesamt dazu, Probleme zu verursachen, nämlich Verschwendung von Zeit und Energie sowie thermischer Abbau der FEPs.
Dicke korrosionsbeständige Auskleidungen sind der Mainstream im Stand der Technik zum Erhalten ausreichender Grade an Korrosionsbeständigkeit. In den letzten Jahren ist insbesondere die Rotolining-Technik als ein Verfahren zum Aufbringen korrosionsbeständiger Auskleidungsmaterialien populär geworden und dementsprechend liegt die Verdickung der Auskleidung im gegenwärtigen Trend. Im Falle dicker Auskleidungen neigt das Harz darin von Natur aus dazu, Spannungsrißbildung zu erleiden, und wenn solche Auskleidungen mit Chemikalien in Kontakt kommen, erhöht sich die innere Spannung, um Rißbildung zu erleichtern. Das Auftreten von Rißbildung bewirkt eine Verminderung der Korrosionsbeständigkeit und ist daher unerwünscht.
Um die Oberflächenglätte der korrosionsbeständigen Auskleidungen, die durch Verwendung einer FEP-haltigen Pulverbeschichtung erhalten werden, ohne Verlängerung des Zeitraumes des Auftragsverfahrens zu erreichen, sind Versuche unternommen worden, das Molekulargewicht des FEPs zu verringern. Die Verringerung des Molekulargewichtes von FEP erzeugt jedoch Probleme: Rißbildung in den korrosionsbeständigen Auskleidungen können leicht auftreten und insbesondere wird das Auftreten von Rißbildung in den dicken korrosionsbeständigen Auskleidungen, die unter anderem mit der Rotolining-Technik erhalten werden, merkbar.
Die Rotolining-Technik umfaßt das Aufbringen einer Pulverbeschichtung auf einen Teil auf der Innenwand eines Verrohrungsmaterials, das der auszukleidende Gegenstand ist, und Erhitzen des Rohres auf eine Temperatur, die nicht niedriger als der Schmelzpunkt des Harzes ist, während das Rohr um die Axiallinie gedreht wird, die durch den Mittelpunkt des Durchmessers des Rohres hindurchgeht, und Verteilen unter ihrem eigenen Gewicht in der Richtung entlang des Rohres, um dadurch die Pulverbeschichtung auf die gesamte Innenwand aufzutragen. Daher ist es erforderlich, daß die Pulverbeschichtung, die für die Rotolining-Technik verwendet werden soll, einen bestimmten Grad an Fließfähigkeit (Glätte) besitzt, um gleichmäßigen Auftrag und Verarbeitung derselben zu erleichtern.
Keine der FEP-basierten Pulverbeschichtungen nach dem Stand der Technik ist jedoch sowohl in Fließfähigkeit als auch Rißbeständigkeit hervorragend und kann angemessen verwendet werden, um korrosionsbeständige Auskleidungen zu ergeben, und es ist gefordert worden, daß eine Pulverbeschichtung entwickelt wird, die insbesondere für die Rotolining-Technik geeignet ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts des gegenwärtigen Standes der Technik, der oben diskutiert worden ist, ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Verwendung einer Pulverbeschichtung, die hervorragend in der Verarbeitbarkeit ist, um die gewünschte Überzugsoberflächenglätte zu erreichen, und Überzüge ergeben kann, die hervorragend in der chemischen Beständigkeit sind und frei von Rißbildung aufgrund von Chemikalien oder Temperaturschocks.
Die Pulverbeschichtung enthält ein Copolymer auf Tetrafluorethylen-Basis, wobei das Copolymer auf Tetrafluorethylen-Basis ein Copolymer aus 5 bis 25 Masse% Hexafluorpropylen, 0,01 bis 5 Masse% Perfluor(vinylether) und Tetrafluorethylen ist und wobei besagtes Copolymer auf Tetrafluorethylen-Basis einen Schmelzindex von 1 bis 30 g/10 Minuten besitzt.
Die obengenannte Pulverbeschichtung besitzt vorzugsweise eine durchschnittliche Teilchengröße von 5 bis 500 μm und eine scheinbare Dichte von 0,4 bis 1,2 g/ml.
Die obengenannte Pulverbeschichtung enthält weiter vorzugsweise 0,001 bis 5 Massenteile eines Wärmestabilisators pro 100 Massenteile des Copolymers auf Tetrafluorethylen-Basis.
Der obengenannte Wärmestabilisator umfaßt vorzugsweise ein Antioxidationsmittel auf Amin-Basis und/oder eine schwefelhaltige organische Verbindung.
Die obengenannte Pulverbeschichtung ist vorzugsweise eine, die bei Rotolining verwendet werden soll und bei der das Copolymer auf Tetrafluorethylen-Basis einen Schmelzindex von 5 bis 30 g/10 Minuten besitzt.
Die vorliegende Erfindung ist eine korrosionsbeständige Auskleidung, die durch Aufbringen der obengenannten Pulverbeschichtung erhältlich ist.
DETAILLIERTE OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben.
Das Auftragsverfahren der Pulverbeschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt das Aufbringen einer solchen auf ein zu beschichtendes Material und das Erhitzen zum Einbrennen des Aufgebrachten für Überzugsbildung. Der durch ein derartiges Auftragsverfahren erhaltene Überzug kann in verschiedenen Gebieten von Anwendungen unter anderem als eine korrosionsbeständige Auskleidung verwendet werden.
Die Pulverbeschichtung kann durch Rotolining aufgebracht werden, um dünne Überzüge mit einer Dicke von 5 bis 200 μm nach dem Einbrennen oder dicke Überzüge mit einer Dicke, die 200 γm übersteigt, aber 10.000 μm nicht übersteigt, nach dem Einbrennen zu erhalten.
Die Pulverbeschichtung, wenn eingestellt in der durchschnittlichen Teilchengröße, Schmelzindex usw., wie weiter unten erwähnt, kann für das Beschichtungsverfahren, wie oben erwähnt, und für das Erhalten der Überzugsdicke nach dem Einbrennen, wie oben erwähnt, geeignet gemacht werden.
Die „Überzugsdicke nach Einbrennen" bedeutet die Überzugsdicke, die in dem Fall erhalten wird, daß die Wiederholungsanzahl eines Auftragsverfahrens 1 ist, oder, in dem Fall, daß die Wiederholungsanzahl eines Auftragsverfahrens 2 oder mehr ist. Der letztere Fall liegt vor, wenn ein Auftragsverfahren zweimal oder mehrmals wiederholt wird. Die Wiederholungsanzahl eines Auftragsverfahrens wird als 1 gezählt, wenn das Auftragsverfahren das Aufbringen der Pulverbeschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung auf ein zu beschichtendes Material und das anschließende Erhitzen zum Einbrennen desselben für Überzugsbildung umfaßt. In der vorliegenden Beschreibung werden zwei oder mehr solcher Auftragsverfahren manchmal als „wiederholtes Beschichtungsverfahren" bezeichnet.
Die Pulverbeschichtung enthält ein Copolymer auf Basis von Tetrafluorethylen (im weiteren als „TFE" bezeichnet).
In der vorliegenden Beschreibung bedeutet das obengenannte „Copolymer auf TFE-Basis" ein Copolymer mit einer Copolymerzusammensetzung, die TFE als Hauptbestandteil umfaßt. In der vorliegenden Beschreibung bedeutet die „Copolymerzusammensetzung" sowohl die Monomereinheit-Spezies, die fundamentale Einheiten der chemischen Struktur des obengenannten Copolymers auf TFE-Basis sind, als auch den Anteil jeder Monomereinheit, der als Menge (Masse%) ausgedrückt wird, im obengenannten Copolymer auf TFE-Basis.
Das Copolymer auf TFE-Basis, das in der Pulverbeschichtung enthalten sein soll, ist ein Copolymer aus 5 bis 25 Masse% Hexafluorpropylen (im weiteren als „HFP" bezeichnet), 0,01 bis 5 Masse% Perfluor(vinylether) (im weiteren als „PFVE" bezeichnet) und Tetrafluorethylen.
Die Pulverbeschichtung umfaßt, als das Basisharz, ein Copolymer auf TFE-Basis mit der obengenannten Copolymerzusammensetzung und kann dementsprechend Überzüge ergeben, die sowohl in Oberflächenglätte als auch chemischer Beständigkeit hervorragend sind. Das obengenannte PFVE ist nicht besonders beschränkt, aber ist vorzugsweise ein Perfluor(alkylvinylether), bevorzugter Perfluor(propylvinylether).
Die Menge an HFP beträgt 5 bis 25 Masse%. Wenn die Menge an HFP niedriger als 5 Masse% ist, besitzt das obengenannte Copolymer auf TFE-Basis einen hohen Schmelzpunkt und einen hohen Kristallinitätsgrad, daher wird die Beständigkeit gegenüber Spannungsrißbildung desselben abnehmen und zusätzlich wird, wenn der Schmelzindex des obengenannten Copolymers auf TFE-Basis erhöht wird, eine merkbare Abnahme der chemischen Beständigkeit resultieren. Zur Verbesserung der Beständigkeit gegenüber Spannungsrißbildung ist es denkbar, das Molekulargewicht des obengenannten Copolymers auf TFE-Basis zu erhöhen. Dies führt jedoch ebenso zu einem Anstieg der Schmelzviskosität, daher verschlechtert sich die Verarbeitbarkeit, und gleichförmige Überzüge sind nicht mehr zu erhalten, mit dem Ergebnis, daß die Korrosionsbeständigkeit abnimmt. Wenn der HFP-Gehalt oberhalb 25 Masse% liegt, sinkt die Copolymerisationsgeschwindigkeit, was zu schlechter Produktivität führt, und das obengenannte Copolymer auf TFE-Basis wird einen Schmelzpunkt besitzen, der niedriger ist als etwa 250°C, welches die übliche Heiztemperatur im Auftragsverfahren ist, und die Wärmebeständigkeit der erhaltenen Überzüge wird sinken. Wenn ein höherer Grad an Nichtklebrigkeit erforderlich ist, während ein niedriger Schmelzpunkt erlaubt ist, wird empfohlen, daß der Anteil an HFP in der Copolymerzusammensetzung innerhalb des obengenannten Bereiches erhöht wird. Eine bevorzugte untere Grenze für den Anteil an HFP ist 11 Masse% und eine bevorzugte obere Grenze ist 16 Masse%.
Der Anteil des obengenannten PFVE beträgt 0,01 bis 5 Masse%. Wenn der PFVE-Gehalt niedriger als 0,01 % ist, wird die Oberflächenglätte und chemische Beständigkeit der resultierenden Überzüge nicht in einem befriedigenden Umfang verbessert werden. Wenn er 5 Masse% übersteigt, werden im Verhältnis zum Anstieg im Gehalt keinerlei Wirkungen erzeugt werden, die eine Verbesserung mit sich bringen, und dies ist unter einem Wirtschaftlichkeitsgesichtspunkt ungünstig. Eine bevorzugte untere Grenze für den PFVE-Gehalt ist 0,05 Masse% und eine bevorzugte obere Grenze ist 2 Masse%.
Das obengenannte Copolymer auf TFE-Basis hat einen Schmelzindex (MFR) von 1 bis 30 g/10 Minuten. Wenn der MFR niedriger ist als 1 g/10 Minuten, ist ein längerer Zeitraum für die Erhitzung erforderlich, um die gewünschte Oberflächenglätte der Überzüge zu erreichen, so daß Verschlechterung des obengenannten Copolymers auf TFE-Basis möglicherweise als ein Problem auftritt. Wenn er 30 g/10 Minuten übersteigt, neigen die erhaltenen Überzüge dazu, aufgrund thermischer Belastung eine Rißbildung zu erleiden, was zu einer Verschlechterung der Korrosionsbeständigkeit führt.
Der obengenannte Schmelzindex gibt die Fließfähigkeit an, wenn das Copolymer auf TFE-Basis geschmolzen ist. Der obengenannte Schmelzindex kann entsprechend der Wiederholungsanzahl von Auftragsvorgängen der Pulverbeschichtung bestimmt werden, während man gleichzeitig unter anderem die Oberflächenglätte der resultierenden Überzüge berücksichtigt. Wenn eine kleine Wiederholungsanzahl von Auftragsvorgängen der Pulverbeschichtung erlaubt ist, ist es vorteilhaft, daß ein relativ hoher MFR-Wert innerhalb des obengenannten Bereiches ausgewählt wird.
So liegt der Schmelzindex, wenn die erhaltene Pulverbeschichtung in einer Anwendung verwendet werden soll, deren Wiederholungsanzahl der Auftragsvorgänge nicht geringer als 1 und geringer als 3 ist, was zum Beispiel der Fall bei der Herstellung dünner Überzüge oder durch Rotolining ist, vorzugsweise bei 5 bis 30 g/10 Minuten. Wenn die erhaltene Pulverbeschichtung in einer Anwendung verwendet werden soll, deren Wiederholungsanzahl der Auftragsvorgänge 3 bis 10 beträgt, was zum Beispiel der Fall bei der Herstellung dicker Überzüge oder bei elektrostatischer Beschichtung ist, liegt der Schmelzindex vorzugsweise im Bereich von 1 bis 5 g/10 Minuten.
Das Copolymer auf TFE-Basis kann den Schmelzindex innerhalb des obengenannten Bereiches durch Einstellen der Copolymerzusammensetzung des Molekulargewichtes annehmen.
In der vorliegenden Beschreibung ist der Schmelzindex der Wert, der bei der Temperatur von 372°C unter einer Belastung von 5 kg gemäß ASTM D 2116 gemessen wird.
Das Verfahren der Herstellung des obengenannten Copolymers auf TFE-Basis ist nicht besonders beschränkt. Das Copolymer kann zum Beispiel durch Copolymerisation unter Verwendung solch eines Polymerisationsverfahrens erhalten werden, das in der Technik als Emulsionspolymerisation oder Suspensionscopolymerisation bekannt ist.
Vorzugsweise enthält die Pulverbeschichtung weiter einen Wärmestabilisator. Wenn die Pulverbeschichtung einen Wärmestabilisator enthält, ist es möglich, die Verfärbung oder das Schäumen der Überzüge zu verhindern, wie es ansonsten möglicherweise aus der Destabilisierung des obengenannten Copolymers auf TFE-Basis bei Erhitzen bei einer Temperatur resultiert, die nicht niedriger als etwa sein Schmelzpunkt ist.
Um zu verhindern, daß das obengenannte Copolymer auf TFE-Basis oxidiert wird, sind/ist ein Antioxidationsmittel auf Amin-Basis und/oder eine schwefelhaltige organische Verbindung als der obengenannte Wärmestabilisator bevorzugt.
Das Antioxidationsmittel auf Amin-Basis schließt unter anderem aromatische Amine mit einer oder mehreren aromatischen Kohlenwasserstoffgruppen, z.B. Phenyl, Naphthyl, spezifischer Verbindungen auf Phenylendiamin-Basis, wie etwa N,N'-Diphenyl-p-phenylendiamin, N,N'-Di-2-naphthyl-p-phenylendiamin und Reaktionsprodukte aus Diphenylamin und Diisobutylen; und andere sekundäre aromatische Aminverbindungen, wie etwa unter anderem Dinaphthylamin, Phenyl-α-naphthylamin, Phenyl-β-naphthylamin, 4,4'-Bis-(α,α'-dimethylbenzyl)diphenylamin, Phenylcyclohexyl-p-phenylendiamin und mit Styrol umgesetztes Diphenylamin, ein.
Die schwefelhaltige organische Verbindung schließt unter anderem Verbindungen auf Mercaptobenzimidazol-Basis, wie etwa 2-Mercaptobenzimidazol und 2-Mercaptomethylbenzimidazol; Verbindungen auf Mercaptobenzothiazol-Basis, wie etwa 2-Mercaptobenzothiazol, 2-Mercaptobenzothiazol-Cyclohexylaminsalz, Dibenzothiazyldisulfid, 2-(4'-Morpholinodithio)benzothiazol, N-Cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamid, N-Oxydiethylen-2-benzothiazolylsulfenamid und N-tert-Butyl-2-benzothiazolylsulfenamid; Verbindungen auf Mercaptoimidazolin-Basis, wie etwa 2-Mercaptoimidazolin; und Dithiocarbamidsäuren, wie etwa Pentamethylendithiocarbamidsäure, Pipecolyldithiocarbamidsäure, Dimethyldithiocarbamidsäure, Diethyldithiocarbamidsäure, Dibutyldithiocarbamidsäure und N-Ethyl-N-phenyldithiocarbamidsäure, ein. Diese können in der Form von Salzen mit einem Metall, wie etwa Zn, Sn, Cd, Cu oder Fe; oder in der Form von organischen Salzen, wie etwa Piperidinsalzen oder Pipecolylsalzen, vorliegen.
Die schwefelhaltige organische Verbindung schließt weiter Verbindungen auf Thiuram-Basis ein, spezifischer Thiurammonosulfide, wie etwa Tetramethylthiurammonosulfid; Thiuramdisulfide, wie etwa Tetramethylthiuramdisulfid, Tetraethylthiuramdisulfid und Tetrabutylthiuramdisulfid; und andere Verbindungen auf Thiuram-Basis, wie etwa unter anderem Dipentamethylenthiuramtetrasulfid.
Die schwefelhaltige organische Verbindung kann auch ein Thioharnstoff-Derivat sein, wie etwa N,N'-Diethylthioharnstoff Dibutylthioharnstoff oder Dilaurylthioharnstoff oder dergleichen.
Unter den oben erwähnten Wärmestabilisatoren sind Verbindungen, die einen aromatischen Ring enthalten, bevorzugt, und aromatische Amine, Verbindungen auf Mercaptobenzothiazol-Basis und Verbindungen auf Mercaptobenzimidazol-Basis sind noch bevorzugter, da Stabilität bei hohen Temperaturen im allgemeinen nicht unter dem Schmelzpunkt des Copolymers auf TFE-Basis, das in der Pulverbeschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist, zum Beispiel etwa 250°C oder höher erforderlich ist. In den Fällen, daß die Pulverbeschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in den Anwendungsgebieten eingesetzt wird, wo Metall-Ionen-Elution unerwünscht ist, zum Beispiel bei chemischen oder medizinischen Werkzeugen oder Instrumenten und Ausrüstung für die Herstellung von Halbleitern, sind diejenigen metallfreien Verbindungen, die keinen Rückstand zurücklassen werden, bevorzugt.
Der obengenannte Wärmestabilisator kann mit den im Stand der Technik bekannten Verfahren hergestellt werden. Im allgemeinen können jedoch kommerziell erhältliche Produkte verwendet werden.
Der obengenannte Wärmestabilisator macht vorzugsweise 0,001 bis 5 Massenteile pro 100 Massenteile des obengenannten Copolymers auf TFE-Basis aus. Wenn das Zugabeniveau niedriger ist als 0,001 Massenteile, könnte die Wärmestabilität des obengenannten Copolymers auf TFE-Basis in einigen Fällen verschlechtert sein. Wenn sie oberhalb 5 Massenteilen liegt, könnten die resultierenden Überzüge ungünstigerweise Verfärbung oder Schäumung aufgrund von Zersetzung des obengenannten Wärmestabilisators verursachen. Ein bevorzugteres Zugabeniveau ist 0,003 bis 2 Massenteile.
Wo notwendig, kann die Pulverbeschichtung weiter einen Zusatzstoff in Kombination mit dem Copolymer auf TFE-Basis und dem fakultativ eingesetzten Wärmestabilisator enthalten. Der obengenannte Zusatzstoff ist nicht besonders beschränkt, schließt aber zum Beispiel diejenigen ein, die im allgemeinen in üblichen Pulverbeschichtungen verwendet werden.
Als der obengenannte Zusatzstoff können Farbpigmente für den Zweck der Einfärbung, wie etwa Titandioxid und Cobaltoxid; Pigmente zur Verhinderung von Rost; Calcinierungspigmente und andere Pigmente für den Zweck der Verhinderung von Rost; Kohlefasern, Glasfasern, Glasschuppen, Glimmer und andere Überzugsverstärkungsmaterialien für den Zweck der Verhinderung der Überzugsschrumpfung; Materialien zur Bereitstellung elektrischer Leitfähigkeit für den Zweck der Bereitstellung elektrischer Leitfähigkeit, zum Beispiel leitfähiger Kohlenstoff, und weiter Verlaufsmittel, antistatische Mittel usw. erwähnt werden.
Die Pulverbeschichtung hat vorzugsweise einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 5 bis 500 μm. Wenn dieser niedriger als 5 μm ist, kann bei der Beschichtung leicht elektrostatische Abstoßung auftreten, und dies führt dazu, daß die Ausbildung eines dicken Überzuges schwierig wird. Wenn sie 500 μm übersteigt, könnten sich die durch unter anderem Rotolining erhaltenen Überzüge in einigen Fällen in der Oberflächenglätte verschlechtern.
Ein bevorzugterer Bereich für die durchschnittliche Teilchengröße der Pulverbeschichtung kann entsprechend dem beabsichtigten Überzugsdickenwert nach dem Einbrennen, falls erforderlich, unter Verwendung eines wiederholten Auftragsverfahrens, bestimmt werden. Im Falle der Herstellung dünner Überzüge, wie oben erwähnt, ist der Bereich von 10 bis 40 μm bevorzugter, und im Falle der Herstellung dicker Überzüge, wie oben erwähnt, ist der Bereich von 40 bis 70 μm bevorzugter. Weiter kann der durchschnittliche Teilchendurchmesser der Pulverbeschichtung innerhalb eines bevorzugteren Bereichs ausgewählt werden, der entsprechend dem Auftragsverfahren bestimmt wird. Im Falle elektrostatischer Beschichtung ist der Bereich von 20 bis 70 μm bevorzugter und im Falle von Rotolining ist der Bereich von 150 bis 350 μm bevorzugter.
Wenn die Bedingungen der Vermahlung und/oder Teilchengrößenklassierung im Verfahren zur Herstellung der Pulverbeschichtung eingestellt sind, was weiter unten erwähnt ist, kann der obengenannte durchschnittliche Teilchendurchmesser der Pulverbeschichtung in den oben erwähnten Bereich fallen. In der vorliegenden Beschreibung ist der oben erwähnte durchschnittliche Teilchendurchmesser der Wert, der durch Verwendung eines Teilchengrößenverteilungsanalysators vom Laserdiffraktionstyp erhalten wird.
Die Pulverbeschichtung hat vorzugsweise eine scheinbare Dichte von 0,4 bis 1,2 g/ml. Wenn diese Dichte geringer ist als 0,4 g/ml, kann beim Aufbringen Schäumen auftreten und/oder eine erhöhte Wiederholungsanzahl von Auftragsvorgängen kann erforderlich sein, und elektrostatische Beschichtung kann in einigen Fällen schwierig werden, und es ist nicht leicht, von einem industriellen Gesichtspunkt, eine Pulverbeschichtung mit einer scheinbaren Dichte über 1,2 g/ml herzustellen. Der Bereich von 0,5 bis 1,2 g/ml ist bevorzugter. In der vorliegenden Beschreibung ist die scheinbare Dichte (g/ml) der Wert, der durch Durchführung der Messung gemäß JIS K 6891 erhalten wird.
Das Verfahren zur Herstellung der Pulverbeschichtung ist nicht besonders beschränkt, sondern schließt diejenigen Verfahren ein, die im Stand der Technik bekannt sind, zum Beispiel das Vermahlungsverfahren, Granulierungsverfahren und Sprühtrocknungsverfahren. Spezifischer kann zum Beispiel das Verfahren erwähnt werden, das das Zusammenpressen des obengenannten Copolymers auf TFE-Basis mit einer Walze zu einer schichtähnlichen Form, Vermahlen derselben in einer Vermahlungsmaschine und Klassieren der vermahlenen Größe, gefolgt durch Trockenvermischen des erhaltenen Pulvers mit dem obengenannten Stabilisator, falls erforderlich zusammen mit Zusatzstoffen, z.B. Pigment, Mittel zur Bereitstellung von Leitfähigkeit, umfaßt, wie offenbart in der japanischen Veröffentlichung Kokai Sho-63-270740.
Das Verfahren zur Herstellung der Pulverbeschichtung kann auch zunächst das Vermischen des obengenannten Copolymers auf TFE-Basis und des obengenannten Stabilisators, falls erforderlich zusammen mit den obengenannten fakultativen Zusatzstoffen, in einem Mischer, Schmelzen und Kneten der resultierenden Mischung in einem Kneter oder Schmelzextruder und Vermahlen der resultierenden Mischung, falls erforderlich, gefolgt von Teilchengrößenklassierung, umfassen.
Die so erhaltene Pulverbeschichtung wird im allgemeinen einem Auftragsvorgang unterworfen, indem sie auf ein zu beschichtendes Material aufgebracht und dann für das Einbrennen erhitzt wird, um einen Überzug zu ergeben.
Das zu beschichtende Material ist nicht besonders beschränkt, sondern schließt, als diejenigen, die sinnvollerweise verwendet werden, Materialien ein, bei denen erforderlich ist, daß sie mit Korrosionsbeständigkeit ausgestattet werden. Als ein solches zu beschichtendes Material könnten zum Beispiel Tanks, Kessel, Kolonnen, Ventile, Pumpen, Verbindungsstücke, andere Verrohrungsmaterialien, Teile, Dichtungsmaterialien und ähnliche Gegenstände erwähnt werden, die mit einer korrosionsbeständigen Auskleidung versehen werden sollen.
Weiter schließt das zu beschichtende Material, wenn die Pulverbeschichtung zum Beispiel solch ein Mittel zur Bereitstellung elektrischer Leitfähigkeit, wie oben erwähnt, enthält, diejenigen ein, die wünschenswerterweise mit elektrischen Eigenschaften ausgestattet werden sollen, wie etwa Tanks, Kessel, Kolonnen, Rührblätter und andere antistatische Werkzeuge oder Instrumente, die mit einem organischen Lösemittel(n) verwendet werden sollen.
Das zu beschichtende Material kann eines sein, das einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, wie etwa Waschen und Sandstrahlen, oder einer Grundierbeschichtung.
Das Verfahren des Aufbringens der Pulverbeschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Rotolining-Verfahren. Die Pulverbeschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann in angemessener Weise mit dem Rotolining-Verfahren aufgebracht werden, da dieses Verfahren Überzüge ergeben kann, die in Oberflächenglätte und chemischer Beständigkeit hervorragend sind, selbst im Falle der Herstellung dicker Überzüge.
Die Pulverbeschichtung kann in mehreren aufgeteilten Portionen aufgebracht werden, um eine gewünschte Überzugsdicke entsprechend der gewünschten Verwendung zu erreichen. Die Überzugsdicke nach Einbrennen, falls erforderlich unter Verwendung eines wiederholten Auftragsverfahrens, beträgt zum Beispiel 20 bis 10.000 μm. Zur Bereitstellung von Korrosionsbeständigkeit, wie etwa im Falle korrosionsbeständiger Auskleidungen, beträgt die Dicke vorzugsweise 300 bis 10.000 μm und beträgt im Falle des Rotolining-Verfahrens im allgemeinen 1.000 bis 10.000 μm.
Die Temperatur des Erhitzens für das Einbrennen beträgt zum Beispiel 300 bis 400°C.
Aufgrund der obengenannten spezifischen Copolymerzusammensetzung besitzt die Pulverbeschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gute Verarbeitbarkeit, so daß Überzugsoberflächenglätte sichergestellt werden kann. Zusätzlich kann sie Überzüge ergeben, die hervorragend in der chemischen Beständigkeit und außerdem frei von Rißbildung aufgrund von Chemikalien oder Temperaturschocks sind. Solche vorteilhaften Wirkungen können vollständig erreicht werden, sogar wenn dicke Überzüge hergestellt werden, insbesondere wenn der beabsichtigte Zweck ist, Korrosionsbeständigkeit bereitzustellen, sind die Wirkungen bemerkenswert.
Daher können die Pulverbeschichtung und die Überzüge, die durch Aufbringen der Pulverbeschichtung erhalten werden, sinnvollerweise verwendet werden, um eine Vorrichtung oder Ausrüstung zur Herstellung von Halbleitern und dergleichen mit korrosionsbeständigen Auskleidungen zu versehen oder zum Beispiel chemische oder medizinische Werkzeuge oder Ausrüstung beständig gegen Korrosion zu machen.
Die korrosionsbeständigen Auskleidungen, die erhältlich sind durch Aufbringen der obengenannten Pulverbeschichtung, stellen auch einen Aspekt der vorliegenden Erfindung dar.
BESTE ARTEN UND WEISEN ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung detaillierter. Diese Beispiele sind jedoch auf keinen Fall für den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung beschränkend.
Beispiel 1
(Herstellung der Pulverbeschichtung)
Ein Copolymer auf TFE-Basis (dessen Schmelzindex bei 372°C 7 g/10 Minuten betrug) mit einer Copolymerzusammensetzung, die 88 Masse% TFE, 11 Masse% HFP und 1 Masse% Perfluor(propylvinylether) umfaßte, wurde mittels eines Walzenkompaktors zusammengepreßt, um ein Blatt zu ergeben. Das Blatt wurde zu einer Größe in der Größenordnung von mehreren Millimetern desintegriert, gefolgt von Vermahlen in einer Hammermühle, um ein Copolymer-Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 220 μm und einer scheinbaren Dichte von 0,85 g/ml zu ergeben. Dieses wurde ergänzt mit 0,01 Massenteilen, pro 100 Massenteile des Copolymer-Pulvers, N,N'-Di-2-naphthyl-p-phenylendiamin als einem Wärmestabilisator. Die resultierende Mischung wurde in einem Henschel-Mischer vermischt, um eine Wärmestabilisator enthaltende Pulverbeschichtung zu ergeben. Der Schmelzindex des oben erwähnten Copolymers auf FEP-Basis war der Wert, der durch Durchführung der Messung bei einer Temperatur von 372°C und einer Belastung von 5 kg gemäß ASTM D 2116 erhalten wurde. In den folgenden Arbeitsbeispielen und Vergleichsbeispielen wurden die MFR-Werte mit demselben Meßverfahren bestimmt.
(Auftragsverfahren)
Ein Eisenrohr mit einem Innendurchmesser von 100 mm Ø und einer Länge von 300 mm wurde einer Sandstrahlung auf der Innenfläche unterworfen, dann an einem Ende desselben mit einem Flansch verschlossen. Das so erhaltene Rohr wurde mit 1.000 g der Pulverbeschichtung, die wie oben beschrieben hergestellt worden war, beschickt, das andere Ende des Rohres wurde mit einem Flansch mit einem Entlüftungsloch verschlossen und das Rohr wurde, mit uniaxialer Drehung bei einer Geschwindigkeit von 15 UPM, in einen Ofen in einer Atmosphäre von 360°C für 90 Minuten eingebracht, wodurch ein Auskleidungsüberzug mit etwa 2 mm Dicke erhalten wurde.
(Bewertungen)
Der wie oben beschriebene und dann abgezogene Überzug wurde den folgenden Tests unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
1. Oberflächenglätte
Die Oberfläche des Überzuges, die vorher auf der Rohrinnenfläche vorgelegen hatte, wurde durch visuelle Beobachtung gemäß den folgenden Kriterien bewertet:

⦾: Glatt und glänzend, sehr gut.
O: Gut.
Δ: Gut, obgleich ziemlich wellig.
X: Ziemlich wellig und rauh.

2. Test auf chemische Beständigkeit.
Ein Stück (Länge 100 mm × Breite 30 mm × Dicke 2 mm) des abgezogenen Überzugs wurde in Essigsäure (50 Masse%), Chloroform oder Toluol, jeweils erwärmt auf 80°C, für 7 Tage untergetaucht. Das Stück des Überzuges wurde auf Veränderungen der Zugfestigkeit und des Gewichtes gemessen. Die Veränderung der Zugfestigkeit des Überzuges wurde durch Durchführung des Zugtestes gemäß JIS K 6888 und der folgenden Berechnung durchgeführt: (Zugfestigkeit nach Untertauchen)/(Zugfestigkeit vor Untertauchen) = Veränderung der Zugfestigkeit.
Beispiele 2 bis 5
Pulverbeschichtungen wurden hergestellt und Auskleidungsüberzüge wurden erstellt und bewertet in derselben Art und Weise wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß die Copolymere auf FEP-Basis und Wärmestabilisatoren, die in Tabelle 1 spezifiziert sind, verwendet wurden und daß die erhaltenen Pulverbeschichtungen die entsprechenden durchschnittlichen Teilchendurchmesser und scheinbaren Dichten besaßen, die in Tabelle 1 angegeben sind, und das Einbrennen bei den entsprechenden Temperaturen durchgeführt wurde, die in Tabelle 1 angegeben sind.
Vergleichsbeispiele 1 bis 3
Pulverbeschichtungen wurden hergestellt und Auskleidungsüberzüge wurden erstellt und bewertet in derselben Art und Weise wie in Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß die Copolymere auf FEP-Basis und Wärmestabilisatoren, die in Tabelle 1 spezifiziert sind, verwendet wurden und daß die erhaltenen Pulverbeschichtungen die entsprechenden durchschnittlichen Teilchendurchmesser und scheinbaren Dichten besaßen, die in Tabelle 1 angegeben sind.
Beispiel 6
(Herstellung der Pulverbeschichtung)
Ein Copolymer auf TFE-Basis (dessen Schmelzindex bei 372°C 2 g/10 Minuten betrug) mit einer Copolymerzusammensetzung, die 88 Masse% TFE, 11 Masse% HFP und 1 Masse% Perfluor(propylvinylether) umfaßte, wurde mittels eines Walzenkompaktors zusammengepreßt, um ein Blatt zu ergeben. Das Blatt wurde zu einer Größe in der Größenordnung von mehreren Millimetern desintegriert, gefolgt von Vermahlen in einer Hammermühle, um ein Copolymer-Pulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 45 μm und einer scheinbaren Dichte von 0,50 g/ml zu ergeben. Dies wurde mit 1,5 Massenteilen pro 100 Massenteile des Copolymer-Pulvers, N,N'-Di-2-naphthyl-p-phenylendiamin als einem Wärmestabilisator ergänzt. Die resultierende Mischung wurde in einem Henschel-Mischer vermischt, um eine Wärmestabilisator enthaltende Pulverbeschichtung zu ergeben.
(Auftragsverfahren)
Ein Eisenblech (Länge 100 mm × Breite 300 mm × Dicke 5 mm) wurde auf einer Seite sandbestrahlt und die Pulverbeschichtung, erhalten wie oben beschrieben, wurde auf die sandgestrahlte Oberfläche unter Verwendung einer ONODA-Maschine zur elektrostatischen Beschichtung aufgebracht, während eine Spannung von 70 kV angelegt wurde. Der resultierende Überzug wurde bei 340°C für 30 Minuten eingebrannt. Dieses elektrostatische Beschichtungs- und Einbrennverfahren wurde 5-mal wiederholt, um einen etwas wellig, aber glatten Überzug mit einer Überzugsdicke von 500 μm zu ergeben.
Der Überzug, erhalten wie oben beschrieben, wurde auf Oberflächenglätte in derselben Art und Weise bewertet wie in Beispiel 1.
Was die Stabilisatoren betrifft, die in Tabelle 1 angegeben sind, steht A für N,N'-Di-2-naphthyl-p-phenylendiamin, B für 2-Mercaptobenzothiazol und C für 2-Mercaptobenzimidazol.
Aus Tabelle 2 wurde deutlich, daß die Oberflächenglätte und/oder chemische Beständigkeit in Vergleichsbeispiel 1, in dem PFVE nicht in der Copolymerzusammensetzung enthalten war, und in den Vergleichsbeispielen 2 und 3, in denen der MFR des Copolymers auf FEP-Basis außerhalb des hierin spezifizierten Bereichs lag, schlecht war, während sowohl die Oberflächenglätte als auch die chemische Beständigkeit in den Beispielen 1 bis 6 sichergestellt waren, in denen die Copolymerzusammensetzung und der MFR innerhalb der hierin spezifizierten entsprechenden Bereiche lagen.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die Pulverbeschichtung, die die oben beschriebene Beschaffenheit besitzt, zeigt eine solch gute Verarbeitbarkeit, daß Überzugsoberflächenglätte sichergestellt werden kann. Zusätzlich kann sie Überzüge ergeben, die hervorragend in der chemischen Beständigkeit und außerdem frei von Rißbildung aufgrund von Chemikalien oder Temperaturschocks sind. Solche Wirkungen der vorliegenden Erfindung sind bemerkenswert, selbst im Falle der Herstellung dicker Überzüge.

Claims

Verwendung einer Pulverbeschichtung, die ein Copolymer auf Tetrafluorethylen-Basis enthält, beim Rotolining, wobei besagtes Copolymer auf Tetrafluorethylen-Basis ein Copolymer aus 5 bis 25 Masse% Hexafluorpropylen, 0,01 bis 5 Masse% Perfluor(vinylether) und Tetrafluorethylen ist und einen Schmelzindex von 1 bis 30 g/10 Minuten besitzt.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverbeschichtung einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 5 bis 500 μm und eine scheinbare Dichte von 0,4 bis 1,2 g/ml besitzt.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverbeschichtung weiter 0,001 bis 5 Massenteile eines Wärmestabilisators pro 100 Massenteilen des Copolymers auf Tetrafluorethylen-Basis enthält.
Verwendung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmestabilisator ein Antioxidationsmittel auf Amin-Basis und/oder eine schwefelhaltige organische Verbindung umfaßt.
Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymer auf Tetrafluorethylen-Basis einen Schmelzindex von 5 bis 30 g/10 Minuten besitzt.
Korrosionsbeständige Auskleidung, erhältlich durch die Verwendung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.