EP1144723B1 - Method for coating apparatuses and parts of apparatuses used in chemical manufacturing - Google Patents

Method for coating apparatuses and parts of apparatuses used in chemical manufacturing

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EP1144723B1
EP1144723B1 EP19990967007 EP99967007A EP1144723B1 EP 1144723 B1 EP1144723 B1 EP 1144723B1 EP 19990967007 EP19990967007 EP 19990967007 EP 99967007 A EP99967007 A EP 99967007A EP 1144723 B1 EP1144723 B1 EP 1144723B1
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apparatus
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EP19990967007
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Bernd Diebold
Axel Franke
Stephan Hüffer
Jürgen KORKHAUS
Thilo Krebs
Wolfgang Loth
Joachim Nilges
Bernd Rumpf
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Abstract

The invention relates to a method for surface coating of apparatuses or parts of apparatuses used in chemical manufacturing. Walls of apparatuses, walls of containers and walls of reactors, dischargers, fixtures, pumps, filters, compressors, centrifuges, columns, dryers, comminuting machines, internal fittings and combinations are examples for said apparatuses or parts of apparatuses. The inventive method is characterised in that a metal layer or a metal polymer dispersion layer is currentlessly deposited on the apparatus/es or parts of apparatuses to be coated by contacting the parts to a metal electrolytic solution which contains a reduction means and optionally the dispersed polymer or polymer mixture in addition to the metal electrolyte, whereby at least one polymer is halogenated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbeschichtung von Apparaten und Apparateteilen für den chemischen Anlagenbau - darunter sind beispielsweise Apparate-, Behälter- und Reaktorwandungen, Austragsvorrichtungen, Armaturen, Pumpen, Filter, Verdichter, Zentrifugen, Kolonnen, Trockner, Zerkleinerungsmaschinen, Einbauten, Füllkörper und Mischorgane zu verstehen - gekennzeichnet dadurch, dass man eine Metallschicht oder eine Metall-Polymer-Dispersionsschicht auf dem oder den zu beschichtenden Apparaten oder Apparateteilen stromlos abscheidet, indem man auf den Apparaten oder Apparateteilen zunächst eine 1 bis 15 µm dicke Metall-Phosphor-Schicht abscheidet und sie anschließend mit einer Metall-Elektrolytlösung kontaktiert, die neben dem Metall-Elektrolyten ein Reduktionsmittel sowie optional das abzuscheidende Polymer oder Polymergemisch in dispergierter Form enthält, wobei mindestens ein Polymer halogeniert ist und aus sphärischen Partikeln mit einem mittleren Durchm The invention relates to a method for surface coating of apparatuses and apparatus parts for chemical plant - including for example, are apparatus, tank and reactor walls, discharge devices, valves, pumps, filters, compressors, centrifuges, columns, dryers, comminution machines, internals, packing elements and mixing elements to understand - characterized in that a metal layer or a metal-polymer dispersion layer on the or normally separates the apparatuses or apparatus parts to be coated by depositing a 1 to 15 micron thick metal-phosphorus layer on the apparatuses or apparatus parts initially and subsequently contacted with a metal electrolyte solution which contains a reducing agent addition to the metal electrolyte, and optionally, the polymer or polymer mixture to be deposited in dispersed form, wherein at least one polymer is halogenated and of spherical particles having a mean diameter esser von 0,1 bis 1,0 µm besteht. eater of 0.1 to 1.0 microns is made. Anschließend wird optional getempert. Then annealed optional. Weitere Gegenstände der Erfindung sind Oberflächen von Apparaten und Apparateteilen für den chemischen Anlagenbau, die durch das erfindungsgemäße Verfahren beschichtet worden sind, und die Verwendung der Beschichtung, enthaltend eine Metallkomponente, mindestens ein halogeniertes Polymer und optional weitere Polymere, zur Verringerung der Neigung der beschichteten Flächen, Feststoffe aus Fluiden unter Bildung von Ablagerungen anzulagern. Further objects of the invention are surfaces of apparatuses and apparatus parts for chemical plant construction, which have been coated by the inventive process, and the use of the coating containing a metal component, at least one halogenated polymer and optional other polymers, for reducing the tendency of the coated surfaces , to accumulate solids from fluids, causing fouling. Schließlich betrifft die Erfindung Apparate und Apparateteilen für den chemischen Anlagenbau, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichtet sind. Finally, the invention relates to apparatuses and apparatus parts for chemical plant construction, which are coated by the novel process.

Ablagerungen in Apparaten und Apparateteilen für den chemischen Anlagenbau bedeuten ein ernsthaftes Problem in der chemischen Industrie. Deposits in apparatuses and apparatus parts for chemical plant construction represent a serious problem in the chemical industry. Besonders betroffen sind dabei Apparate-, Behälterund Reaktorwandungen, Austragsvorrichtungen, Armaturen, Pumpen, Filter, Verdichter, Zentrifugen, Kolonnen, Trockner, Zerkleinerungsmaschinen, Einbauten, Füllkörper und Mischorgane. are particularly affected apparatus, container and reactor walls, discharge devices, valves, pumps, filters, compressors, centrifuges, columns, dryers, shredders, internals, packing elements and mixing elements. Diese Ablagerungen werden auch als Fouling bezeichnet. These deposits are referred to as fouling.

Dabei können die Beläge auf vielfältige Art schädlich oder hindernd für den Prozess wirken und zur Notwendigkeit führen, entsprechende Reaktoren oder Verarbeitungsmaschinen wiederholt abzuschalten und zu reinigen. The coverings can act in a variety of damaging or hindering the process and lead to the need to shut down repeatedly corresponding reactors or processing machines and clean.

Mit Belägen verkrustete Messeinrichtungen können zu fehlerhaften und irreführenden Ergebnissen führen, durch die Bedienungsfehler auftreten können. With pads encrusted measuring devices can be erroneous and cause misleading results may occur due to the incorrect operation.

Ein weiteres Problem, das durch die Bildung von Ablagerungen entsteht, ist darin begründet, dass insbesondere in Belägen in Polymerisationsreaktoren die molekularen Parameter wie Molekulargewicht oder Vernetzungsgrad deutlich von den Produktspezifikationen abweichen. Another problem that arises from the formation of deposits is due to the fact that in particular the molecular parameters such as molecular weight or degree of crosslinking differ in deposits in polymerization reactors significantly from the product specifications. Wenn sich Ablagerungen während des laufenden Betriebs lösen, können sie das Produkt verunreinigen (zB Stippen in Lacken, Einschlüsse in Suspensionsperlen). If deposits loosen during operation, they may contaminate the product (eg specks in paints, inclusions in suspension beads). Unerwünschte Ablagerungen können im Falle von Reaktorwandungen, Füllkörpern oder Mischorganen weiterhin zu einer unerwünschten Veränderung des Verweilzeitprofils der Apparatur führen oder die Wirksamkeit der Einbauten oder Mischorgane als solche beeinträchtigen. Unwanted deposits can in the case of reactor, packing elements or mixing elements, continues to lead to an undesirable change in the residence of the apparatus or impair the effectiveness of the internals or mixing elements as such. Abbrechende grobe Teile von Belägen können zum Verstopfen von Austrags- und Aufarbeitungsvorrichtungen führen, kleine Teile können zu Beeinträchtigungen des produzierten Produktes führen. Crashing coarse parts of deposits can lead to blockage of discharge and processing devices, while small parts can lead to impairment of the product produced.

Bei den Ablagerungen, deren Bildung verhindert werden soll, handelt es sich um Beläge, die beispielsweise durch Reaktionen mit und auf Oberflächen verursacht werden kann. The deposits whose formation is to be prevented, it is coverings, which may be caused for example by reactions with or on surfaces. Weitere Gründe sind die Adhäsion an Oberflächen, die durch van-der-Waals-Kräfte, Polarisierungseffekte oder elektrostatische Doppelschichten verursacht werden kann. Other reasons are adhesion to surfaces that may be caused by van der Waals forces, polarization effects or electrostatic double layers. Wichtige Effekte sind weiterhin Stagnation der Bewegung an der Oberfläche und gegebenenfalls Reaktionen in den genannten stagnierenden Schichten. Other important effects are stagnation of the motion at the surface and, optionally, reactions in said stagnating layers. Schließlich sind zu nennen: Niederschläge aus Lösungen, Verdampfungsrückstände, Vercrakkung an lokal heißen Oberflächen sowie mikrobiologische Aktivitäten. Finally, include: precipitation from solutions, evaporation residues, Vercrakkung to locally hot surfaces and microbiological activities.

Die Ursachen sind abhängig von den jeweiligen Stoffkombinationen und können alleine oder in Kombination wirksam werden. The causes are dependent on the particular material combinations and can be effective alone or in combination. Während die Vorgänge, wegen derer die unerwünschten Beläge entstehen, recht gut untersucht sind (zB AP Watkinson und DI Wilson, Experimental Thermal Fluid Sci. 1997, 14 , 361 und darin zitierte Literatur), gibt es nur wenig einheitliche Konzepte zur Verhinderung der oben beschriebenen Ablagerungen. During the operations, for which the undesirable deposits are formed, rather well studied (eg AP Watkinson and DI Wilson, Experimental Thermal Fluid Sci. 1997, 14, 361 and references cited therein), there are few uniform concepts for preventing the above deposits. Die bisher bekannten Verfahren haben technische Nachteile. The previously known methods have disadvantages.

Mechanische Lösungen haben den Nachteil, dass sie erhebliche Mehrkosten verursachen können. Mechanical solutions have the disadvantage that they can cause significant additional costs. Zusätzliche Reaktoreinbauten können weiterhin das Strömungsprofil von Fluiden in den Reaktoren deutlich verändern und dadurch eine teure Neuentwicklung des Verfahrens erforderlich machen. Additional reactor internals may continue to significantly change the flow profile of fluids in the reactors and thus require an expensive redevelopment of the process. Chemische Additive können zu einer unerwünschten Kontamination des Produktes führen und belasten zum Teil die Umwelt. Chemical additives can lead to undesired contamination of the product and in some cases pollute the environment.

Aus diesen Gründen wird verstärkt nach Möglichkeiten gesucht, die Fouling-Neigung durch Modifizierung der chemischen Reaktoren, Reaktorteile sowie Verarbeitungsmaschinen für chemische Produkte direkt zu senken. For these reasons, it is increasingly looking for ways to reduce the fouling tendency by modifying the chemical reactors, reactor parts and processing machines for chemical products directly.

EP-A 0 737 759 beschreibt eine Beschichtung zum Zwecke des Korrosionsschutzes, die aus zwei Schichten besteht: einer Ni-P-Schicht und einer Ni-P-PTFE-Schicht. EP-A 0,737,759 describes a coating for the purpose of protection against corrosion, which consists of two layers: an Ni-P layer and an Ni-P-PTFE layer. Sowohl die Zeichnungen 1A und 1B als auch die Aufnahmen 2 bis 4 zeigen grobe Strukturen und Risse sowie Löcher in der Beschichtung. Both the drawings Figures 1A and 1B as well as the receptacles 2 to 4 show coarse structures and cracks and holes in the coating. Löcher können durch die Zugabe von extrem feinen PTFE-Partikeln, fluoriertem Graphit, Keramik oder ähnlichem während des 2. Beschichtungsschrittes verschlossen werden (Spalte 9 Zeile 1-9). Holes by the addition of extremely fine PTFE particles, fluorinated graphite, ceramic or the like to be closed during the second coating step (column 9, line 1-9). EP-A 0 737 759 gibt keinen Aufschluss, wie fein diese zusätzlichen Partikel sein müssen und wie man sie herstellt. EP 0737759 does not indicate how fine must be those extra particles and how to make it. Die Zugabe eines weiteren Reagenzes ist jedoch umständlich, außerdem wird in EP-A 0 737 759 nicht gezeigt, wie Risse aufgefüllt werden können. However, the addition of a further reagent is cumbersome, also not shown in EP-A 0,737,759, such as cracks can be filled. In Rissen der Beschichtung ist aber beispielsweise ein Algenwachstum möglich, durch das die Wirkungsweise der Beschichtung verringert werden kann. In cracks of the coating but the growth of algae is possible, for example by the action of the coating can be reduced.

Transactions of the Institute of Metal Finishings 1983, 61, 147-9 beschreibt Beschichtungen aus Ni-P-PTFE zur Verhinderung von Anbackungen. Transactions of the Institute of Metal finishings 1983, 61, 147-9 describes coatings of Ni-P-PTFE to prevent caking. Für zahlreiche Anwendungen im Anlagenbau sind die offenbarten Beschichtungen jedoch nicht stabil genug, da sie nach kurzer Zeit abplatzen oder Risse zeigen. However, for many applications in plant construction, the disclosed coatings are not stable enough, as they peel off after a short time or show cracks.

J. Mat. Sci. J. Mat. Sci. Lett. Lett. 1998, 17, 119 (YZ Zhang et al.) beschreibt die Charakterisierung der aus Transactions of the Institute of Metal Finishings bekannten Beschichtungen mit einer einfachen Schicht aus Ni-P-PTFE. 1998, 17, 119 (YZ Zhang et al.) Describes the characterization of known from Transactions of the Institute of Metal finishings coatings with a simple layer of Ni-P-PTFE. Wie auch bei den in Transactions of the Institute of Metal Finishings beschriebenen Schichten sind diese Schichten nicht stabil genug gegen Abplatzen. As with those described in Transactions of the Institute of Metal finishings layers, these layers are not stable enough to chipping.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zur Oberflächenmodifizierung von Apparaten und Apparateteilen für den chemischen Anlagenbau bereitzustellen, Object of the present invention is therefore to provide a method for surface modification of apparatuses and apparatus parts for chemical plant construction,

  • das einerseits die Neigung der Oberflächen herabsetzt, Feststoffe unter Bildung von Ablagerungen anzulagern, which reduces on the one hand the inclination of the surfaces to accumulate solids under formation of deposits,
  • wobei die verfahrensgemäß behandelten Flächen eine gute Haltbarkeit aufweisen sollen, wherein the method according treated areas are to have a good durability,
  • und wobei das erfindungsgemäße Verfahren auch auf schwer zugängliche Flächen kostengünstig anwendbar sein soll, und andererseits and wherein the inventive method should be economical also applicable to hard to reach areas, and on the other hand
  • gewährleistet, dass das oder die Produkte nicht durch Additive kontaminiert werden. ensures that the product or products are not contaminated by additives.

Weiterhin besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, geschützte Oberflächen von Apparaten und Apparateteilen für den chemischen Anlagenbau bereitzustellen, und schließlich Apparaten und Apparateteilen für den chemischen Anlagenbau zu verwenden. Furthermore, the object of the present invention is to provide protected surfaces of apparatuses and apparatus parts for chemical plant construction, and, finally, to use apparatuses and apparatus parts for chemical plant construction.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Beschichtung der Oberflächen von Apparaten und Apparateteilen für den chemischen Anlagenbau, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Metallschicht oder eine Metall-Polymer-Dispersionsschicht auf dem oder den zu beschichtenden Apparat oder Apparateteilen stromlos abscheidet, indem man die Teile mit einer Metall-Elektrolytlösung kontaktiert, die neben dem Metall-Elektrolyten ein Reduktionsmittel sowie optional das abzuscheidende Polymer oder Polymergemisch in dispergierter Form enthält, wobei mindestens ein Polymer halogeniert ist. The inventive object is achieved by a method for coating the surfaces of apparatuses and apparatus parts for chemical plant construction, characterized in that a metal layer or a metal-polymer dispersion layer on or separates the apparatus to be coated or apparatus parts energized by the parts contacted with a metal electrolyte solution which contains a reducing agent addition to the metal electrolyte, and optionally, the polymer or polymer mixture to be deposited in dispersed form, wherein at least one polymer is halogenated.

Dieser erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe liegt ein Verfahren zur stromlosen chemischen Abscheidung von Metall-Polymer-Dispersionsschichten zugrunde, das an sich bekannt ist (W. Riedel: Funktionelle Vernickelung, Verlag Eugen Leize, Saulgau, 1989, S. 231 bis 236, ISBN 3-750480-044-x). This solution of the problem according to the invention is a process for the electroless deposition of metal layers based polymer dispersion, which is known per se (W. Riedel: Functional nickel, Verlag Eugen Leize, Saulgau, 1989, pages 231-236, ISBN 3- 750480-044-x). Die Abscheidung der Metallschicht oder der Metall-Polymer-Dispersionsphasen dient zur Beschichtung der an sich bekannten Apparate und Apparateteile des chemischen Anlagenbaus. The deposition of the metal layer or the metal-polymer dispersion phases used for coating of the known apparatuses and apparatus parts of the chemical plant. Die erfindungsgemäße Metallschicht umfasst eine Legierung oder legierungsähnliche Mischphase aus einem Metall und mindestens einem weiteren Element. The metal layer of the invention comprises an alloy or alloy-like mixed phase of a metal and at least one other element. Die erfindungsgemäß bevorzugten Metall-Polymer-Dispersionsphasen umfassen ein Polymer, im Rahmen der Erfindung ein halogeniertes Polymer, das in der Metall-Schicht dispergiert ist. The inventively preferred metal-polymer dispersion phases comprise a polymer within the scope of the invention, a halogenated polymer, which is dispersed in the metal layer. Bei der Metall-Legierung handelt es sich bevorzugt um eine Metall-Bor-Legierung oder um eine Metall-phosphor-Legierung mit einem Bor- bzw. Phosphor-Gehalt von 0,5 bis 15 Gew.-%. In the metal alloy is preferably a metal-boron alloy or a metal-phosphorus alloy with a boron or phosphorus content of from 0.5 to 15 wt .-%.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Beschichtungen handelt es sich um sogenannte "Chemisch Nickel-Systeme", das sind phosphorhaltige Nickellegierungen mit einem Phosphorgehalt von 0,5 bis 15 Gew.-%; In a particularly preferred embodiment of the coatings of the invention is so-called "chemical nickel systems", which are phosphorus-containing nickel alloys with a phosphorus content of from 0.5 to 15 wt .-%; ganz besonders bevorzugt sind phosphorhaltige Nickellegierungen mit 5 bis 12 Gew.-%. most preferably phosphorus-containing nickel alloy containing 5 to 12 wt .-% are.

Die erfindungsgemäß bevorzugte Metall-Polymer-Dispersionsschicht, die auch als Komposit-Schicht bezeichnet wird, enthält eine Metallkomponente und mindestens ein Polymer, im Rahmen der Erfindung mindestens ein halogeniertes Polymer sowie optional weitere Polymere, die in der Metallkomponente dispergiert sind. The inventively preferred metal-polymer dispersion layer, which is also referred to as a composite layer containing a metal component and at least one polymer, in the context of the invention, at least one halogenated polymer and optionally further polymers which are dispersed in the metal component.

Im Gegensatz zur galvanischen Abscheidung werden bei einer chemischen oder autokatalytischen Abscheidung die dazu nötigen Elektronen nicht durch eine äußere Stromquelle zur Verfügung gestellt, sondern durch chemische Umsetzung im Elektrolyten selbst erzeugt (Oxidation eines Reduktionsmittels). In contrast to the galvanic deposition, the electrons are required for this purpose in a chemical or autocatalytic deposition is not provided by an external power source available, but by chemical reaction in the electrolyte itself (oxidation of a reducing agent). Die Beschichtung erfolgt beispielsweise durch Eintauchen des Werkstückes in eine Metall-Elektrolytlösung, die man optional zuvor mit einer stabilisierten Polymer-Dispersion gemischt hat. The coating is carried out, for example, by dipping the workpiece into a metal electrolyte solution which has optionally previously mixed with a stabilized polymer dispersion.

Als Metall-Elektrolytlösungen werden gewöhnlich handelsübliche oder frisch zubereitete Metall-Elektrolytlösungen verwendet, denen neben dem Elektrolyten noch die folgenden Komponenten zugesetzt werden: ein Reduktionsmittel wie ein Alkalimetall-Hypophosphit oder Boranat (beispielsweise NaBH 4 ), eine Puffermischung zur Einstellung des pH-Werts; The metal electrolyte solutions usually commercially available or freshly prepared metal electrolyte solutions are used, which the following components are added in addition to the electrolyte: a reducing agent such as an alkali metal hypophosphite or borohydride (such as NaBH4), a buffer mixture to adjust the pH; optional einen Aktivator wie beispielsweise ein Alkalimetallfluorid, bevorzugt sind NaF, KF oder LiF; are optionally an activator such as an alkali metal fluoride, preferably NaF, KF or LiF; Carbonsäuren sowie optional einen Abscheidungsmoderator wie beispielsweise Pb 2+ . Carboxylic acids and optionally a deposition moderator, for example, Pb 2+. Dabei wird das Reduktionsmittel so gewählt, dass das entsprechende einzubauende Element im Reduktionsmittel bereits vorhanden ist. In this case, the reducing agent is selected so that the corresponding element to be incorporated in the reducing agent is already present.

Das optional zu verwendende halogenierte Polymer des erfindungsgemäßen Verfahrens ist halogeniert und bevorzugt fluoriert. The optional to use halogenated polymer of the process of the invention is halogenated, preferably fluorinated. Beispiele für geeignete fluorierte Polymere sind Polytetrafluorethylen, Perfluor-Alkoxy-Polymere (PFA, zB mit C 1 -C 8 -Alkoxyeinheiten), Copolymerisate von Tetrafluorethylen und Perfluoralkylvinylether zB Perfluorvinylpropylether. Examples of suitable fluorinated polymers include polytetrafluoroethylene, perfluoroalkoxy polymers (PFA, for example with C 1 -C 8 -alkoxy units), copolymers of tetrafluoroethylene and perfluoroalkyl vinyl ethers, for example perfluorovinyl propyl ether. Besonders bevorzugt sind Polytetrafluorethylen (PTFE) und Perfluor-Alkoxy-Polymere (PFA, nach DIN 7728, Teil 1, Jan. 1988). Particularly preferred are polytetrafluoroethylene (PTFE) and perfluoroalkoxy polymers (PFA, according to DIN 7728, part 1, January 1988).

Als Einsatzform werden sinnvollerweise handelsübliche Polytetrafluorethylen-Dispersionen (PTFE-Dispersionen) verwendet. As a form of use commercially available polytetrafluoroethylene dispersions (PTFE dispersions) can be used usefully. Bevorzugt werden PTFE-Dispersionen mit einem Feststoffanteil von 35 bis 60 Gew.-% und einem mittleren Partikeldurchmesser von 0,05 bis 1,2 µm, insbesondere 0,1 bis 0,3 µm, eingesetzt. PTFE dispersions, preferably having a solids content of 35 to 60 wt .-% and an average particle diameter of 0.05 to 1.2 microns, preferably 0.1 to 0.3 microns used. Besonders bevorzugt werden sphärische Partikel eingesetzt, weil die Verwendung sphärischer Partikel zu sehr homogenen Komposit-Schichten führt. spherical particles are particularly preferred because the use of spherical particles results in very homogeneous composite layers. Vorteilhaft an der Verwendung sphärischer Partikel ist ein schnelleres Schichtwachstum und eine bessere, insbesondere längere Thermostabilität der Bäder, was wirtschaftliche Vorteile bietet. Advantage of the use of spherical particles is faster layer growth and better, especially longer thermal stability of the baths, which provides economic benefits. Dies zeigt sich besonders deutlich im Vergleich zu Systemen unter Verwendung von irregulären Polymerpartikeln, welche durch Mahlung des entsprechenden Polymers erhalten werden. This is particularly evident in comparison to systems using irregular polymer particles which are obtained by grinding the corresponding polymer. Außerdem können die verwendeten Dispersionen ein nichtionisches Detergenz (zum Beispiel Polyglykole, Alkylphenolethoxylat oder optional Gemische aus den genannten Stoffen, 80 bis 120 g neutrales Detergenz pro Liter) oder ein ionisches Detergenz (zum Beispiel Alkyl- und Haloalkylsulfonate, Alkylbenzolsulfonate, Alkylphenolethersulfate, Tetraalkylammoniumsalze oder optional Gemische aus den genannten Stoffen, 15 bis 60 g ionisches Detergenz pro Liter) zur Stabilisierung der Dispersion enthalten. In addition, the dispersions used may be a nonionic detergent (for example, polyglycols, alkyl phenol ethoxylate, or optionally mixtures of said substances, from 80 to 120 g of neutral detergent per liter), or an ionic detergent (for example, alkyl and haloalkylsulfonates, alkylbenzenesulfonates, alkylphenol ether sulfates, tetraalkylammonium salts or optionally contain mixtures of said substances, from 15 to 60 g per liter of ionic detergent) to stabilize the dispersion. Es können zusätzlich auch fluorierte Tenside (neutral und ionisch) zugesetzt werden, wobei typischerweise 1-10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Tensid zum Einsatz kommen. It can be added in addition also fluorinated surfactants (neutral and ionic), typically 1-10 wt .-% are used, based on the total amount of surfactant.

Zur Beschichtung wird bei leicht erhöhter Temperatur gearbeitet, die aber nicht so hoch sein darf, dass es zur Destabilisierung der Dispersion kommt. For the coating is carried out at a slightly elevated temperature, but must not be so high that it comes to the destabilization of the dispersion. Als Temperaturen haben sich 40 bis 95°C als geeignet erwiesen. As for temperatures 40 to 95 ° C have been found suitable. Bevorzugt sind Temperaturen von 80 bis 91°C und besonders bevorzugt ist 88°C. Temperatures of 80 to 91 ° C are preferred and particularly preferred is 88 ° C.

Als Abscheidegeschwindigkeiten haben sich 1 bis 15 µm/h als nützlich erwiesen. Deposition rates of 1 to 15 microns / hour have proven to be useful. Dabei lässt sich die Abscheidegeschwindigkeit wie folgt durch die Zusammensetzung der Tauchbäder beeinflussen: The deposition rate can be influenced by the composition of baths as follows:

  • Durch höhere Temperaturen wird die Abscheidegeschwindigkeit erhöht, wobei es eine Maximaltemperatur gibt, die beispielsweise durch die Stabilität der optional zugegebenen Polymer-Dispersion begrenzt ist. the deposition rate is increased by higher temperatures, there being a maximum temperature is limited for example by the stability of the optionally added polymer dispersion. Durch niedrigere Temperaturen wird die Abscheidegeschwindigkeit gesenkt. the deposition rate is decreased by lower temperatures.
  • Durch höhere Elektrolytkonzentrationen wird die Abscheidegeschwindigkeit erhöht, durch niedrigere gesenkt; the deposition rate is increased by higher concentrations of electrolyte, lowered by lower; wobei Konzentrationen von 1 g/l bis 20 g/l Ni 2+ sinnvoll sind, bevorzugt sind Konzentrationen von 4 g/l bis 10 g/l; with concentrations of 1 g / l to 20 g / l Ni 2+ are useful, preferred are concentrations of 4 g / l to 10 g / l; für Cu 2+ sind 1 g/l bis 50 g/l sinnvoll. for Cu 2+ 1 g / l to 50 g / l are useful.
  • Durch höhere Konzentrationen an Reduktionsmittel lässt sich die Abscheidegeschwindigkeit ebenfalls erhöhen; By higher concentrations of reducing agent, the deposition rate can also increase;
  • Durch Erhöhung des pH-Wertes lässt sich die Abscheidegeschwindigkeit erhöhen. By increasing the pH, the deposition rate can be increased. Bevorzugt stellt man einen pH-Wert zwischen 3 und 6, besonders bevorzugt zwischen 4 und 5,5 ein. It is preferable to provide a pH of between 3 and 6, particularly preferably 4 to 5.5 a.
  • Zugabe von Aktivatoren wie beispielsweise Alkalifluoriden, beispielsweise NaF oder KF, erhöht die Abscheidegeschwindigkeit. Addition of activators, such as alkali metal fluorides, for example NaF or KF, increases the deposition rate.

Besonders bevorzugt werden handelsübliche Nickelelektrolytlösungen eingesetzt, die Ni 2+ , Natriumhypophosphit, Carbonsäuren und Fluorid und ggf. Abscheidungsmoderatoren wie Pb 2+ enthalten. Commercially available nickel electrolyte solutions are particularly preferably used which contain Ni 2+, sodium hypophosphite, carboxylic acids and fluoride, and optionally deposition moderators such as Pb 2+. Solche Lösungen werden zum Beispiel von der Riedel, Galvano- und Filtertechnik GmbH, Halle, Westfalen und der Atotech Deutschland GmbH, Berlin vertrieben. Such solutions are sold, for example, by Riedel, electroplating and Filtertechnik GmbH, Halle, Westphalia, and Atotech Germany GmbH, Berlin. Besonders bevorzugt sind Lösungen, die einen pH-Wert um 5 aufweisen und etwa 27 g/l NiSO 4 ·6 H 2 O und etwa 21 g/l NaH 2 PO 2 ·H 2 O bei einem PTFE-Gehalt von 1 bis 25 g/l enthalten. Especially preferred are solutions having a pH of about 5 and about 27 g / l NiSO 4 · 6 H 2 O and about 21 g / l NaH 2 PO 2 · H 2 O at a PTFE content of from 1 to 25 g / l.

Der Polymeranteil der Dispersionsbeschichtung wird hauptsächlich durch die Menge der zugesetzten Polymerdispersion und die Wahl der Detergentien beeinflusst. The polymer content of the dispersion coating is mainly influenced by the amount of the added polymer dispersion and the choice of detergents. Dabei spielt die Konzentration des Polymers die größere Rolle; The concentration of the polymer plays a major role; hohe Polymerkonzentrationen der Tauchbäder führen zu einem überproportional hohen Polymeranteil in der Metall-Phosphor-Polymer-Dispersionsschicht bzw. Metall-Bor-Polymer-Dispersionsschicht. high polymer concentrations of the dip baths lead to a disproportionately high polymer content in the metal-phosphorus polymer dispersion layer or metal-boron polymer dispersion layer.

Zur Kontaktierung werden die zu beschichtenden Teile in Tauchbäder getaucht, die die Metall-Elektrolytlösung enthalten. For contacting the parts to be coated are immersed in immersion baths which contain the metal electrolyte solution. Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren besteht darin, dass die zu beschichtenden Behälter mit Metall-Elektrolytlösung befüllt werden. Another embodiment of the method according to the invention is that the containers to be coated are filled with metal electrolyte solution. Ein weiteres geeignetes Verfahren besteht darin, die Elektrolyt-Lösung durch das zu beschichtende Teil zu pumpen; Another suitable method is to pump the electrolyte solution through the part to be coated; diese Variante empfiehlt sich insbesondere dann, wenn der Durchmesser des zu beschichtenden Teils viel kleiner ist als die Länge. This variant in particular when the diameter of the part to be coated is much smaller than the length recommended.

Vorzugsweise tempert man im Anschluß an den Tauchvorgang bei Temperaturen von 200 bis 400°C, vor allem bei 315 bis 380°C. Preferably is annealed following the dipping operation, at temperatures of 200 to 400 ° C, especially at from 315 to 380 ° C. Die Temperungsdauer beträgt im allgemeinen 5 Minuten bis 3 Stunden, bevorzugt 35 bis 60 Minuten. The annealing time is generally 5 minutes to 3 hours, preferably 35 to 60 minutes.

Es wurde gefunden, daß die erfindungsgemäß behandelten Oberflächen einen guten Wärmedurchgang ermöglichen, obwohl die Beschichtungen eine nicht unerhebliche Dicke von 1 bis 100 µm aufweisen können. It has been found that the inventive treated surfaces provide good heat transfer, even though the coatings can have a not inconsiderable thickness of 1 to 100 microns. Bevorzugt sind 3 bis 50 µm, insbesondere 5 bis 25 µm. Preferred are 3 to 50 .mu.m, in particular from 5 to 25 microns. Der Polymeranteil der Dispersionsbeschichtung beträgt 5 bis 30 Vol.-%, bevorzugt 15 bis 25 Vol.-%. The polymer content of the dispersion coating is 5 to 30 vol .-%, preferably 15 to 25 vol .-%. Die erfindungsgemäß behandelten Oberflächen weisen ferner eine exzellente Haltbarkeit auf. The present invention further treated surfaces exhibit excellent durability.

In einer weiteren Ausführungsform enthält die Metall-Polymer-Dispersionsschicht ein zusätzliches Polymer, um die antihaftenden Eigenschaften der Beschichtung weiter zu verstärken. In a further embodiment, the metal-polymer dispersion layer contains an additional polymer to enhance the anti-adhesive properties of the coating. Dieses Polymer kann halogeniert oder nicht-halogeniert sein. This polymer can be halogenated or non-halogenated. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Polytetrafluorethylen oder Ethylenpolymerisaten und Ethylencopolymerisaten oder Polypropylen, wobei ultrahochmolekulares Polyethylen (UHM-PE) ganz besonders bevorzugt ist. Particularly preferred is the use of polytetrafluoroethylene or ethylene polymers and ethylene copolymers or polypropylene, ultra high molecular weight polyethylene (UHM PE) is particularly preferred. Dabei wird unter UHM-PE ein Polyethylen verstanden, das eine Molmasse M w von 10 6 g oder mehr und einem Staudinger-Index von mindestens 15 dl/g, bevorzugt mindestens 20 dl/g hat. Here, a polyethylene is under UHM PE understood that w is a molar mass of 10 6 g or more and an intrinsic viscosity of at least 15 dl / g, preferably at least 20 dl / g.

Dieses optional verwendete Polymer gibt man ebenfalls als Dispersion oder Aufschlämmung in einer wässrigen Tensidlösung zu, wobei die Reihenfolge der Zugabe der Dispersionen unkritisch ist. This polymer optionally used is also available as a dispersion or slurry to be in an aqueous surfactant solution, wherein the order of addition of the dispersions is not critical. Vorzuziehen ist jedoch eine gleichzeitige Dosierung beider Polymerdispersionen. however, preferable is the simultaneous metering of the two polymer dispersions. Wässrige Dispersionen von UHM-PE sind im Handel erhältlich, beispielsweise von der Firma Clariant GmbH, oder können durch Dispergieren des UHM-PE in einer geeigneten wässrigen Tensidlösung leicht selber hergestellt werden. Aqueous dispersions of UHM PE are commercially available, for example from the company Clariant GmbH, or can be readily prepared by dispersing the UHM PE in a suitable aqueous surfactant solution itself be prepared. Geeignet sind neutrale Detergenzien (zum Beispiel Polyglykole, Alkylphenolethoxylat oder optional Gemische derselben, 80 bis 120 g neutrales Detergenz pro Liter), ionische Detergenzien (zum Beispiel Alkyl- und Haloalkylsulfonate, Alkylbenzolsulfonate, Alkylphenolethersulfate, Tetraalkylammoniumsalze oder optional Gemische aus den genannten Stoffen, 15 bis 60 g ionisches Detergenz pro Liter) enthalten. Suitable detergents are neutral (for example, polyglycols, alkyl phenol ethoxylate, or optionally mixtures thereof, 80 to 120 g of neutral detergent per liter), ionic detergents (for example, alkyl and haloalkylsulfonates, alkylbenzenesulfonates, alkylphenol ether sulfates, tetraalkylammonium salts, or optionally mixtures of said substances, from 15 to containing 60 g ionic detergent per liter). Es können zusätzlich auch fluorierte Tenside (neutral oder ionisch) zugesetzt werden, wobei typischerweise 1-10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Tensid, zum Einsatz kommen. It can be added in addition also fluorinated surfactants (neutral or ionic), typically 1-10 wt .-%, based on the total amount of surfactant used.

Wichtig ist, dass die Partikel des weiteren, halogenierten oder nicht-halogenierten Polymers gröber sind als die des halogenierten Polymers. It is important that the particles of the further, halogenated or non-halogenated polymer are coarser than that of the halogenated polymer. So haben sich mittlere Partikeldurchmesser von 5 bis 50 µm als vorteilhaft herausgestellt. Thus, average particle diameter of 5 to 50 microns have been found to be advantageous. Besonders vorteilhaft sind 25-35 µm. Particularly advantageous are 25-35 microns. Es ist möglich, sind bei der Verwendung des zusätzlichen gröberen Polymers sphärische Partikel, jedoch dürfen die Partikel des zusätzlichen Polymers auch irregulär geformt sein. It is possible, when using the additional coarser polymer spherical particles, but the particles of the additional polymer may also be shaped irregularly.

Wichtig ist, dass die Partikeldurchmesserverteilung der verschiedenen Polymere insgesamt als bimodal zu betrachten ist. It is important that the particle diameter distribution of the various polymers is to be regarded overall as bimodal.

Pro Liter der Tauchbadlösung werden 1 bis 20 g, bevorzugt 5 bis 10 g des gröberen Polymers zugesetzt. be 1 to 20 g per liter of the immersion bath solution, preferably 5 to 10 g of coarse polymer added.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung modifizierter, dh beschichteter Oberflächen von Apparaten und Apparateteilen für den chemischen Anlagenbau, die besonders haftfest, haltbar und wärmebeständig sind und deshalb die erfindungsgemäße Aufgabe in besonderer Weise lösen. Another object of the present invention is a process for the preparation of modified, ie coated surfaces of apparatuses and apparatus parts for chemical plant construction, particularly adhesive, are durable and heat resistant and therefore solve the problem of the invention in a special way.

Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man vor dem Aufbringen der Metall-Polymer-Dispersionsschicht zusätzlich eine 1 bis 15 µm, bevorzugt 1 bis 5 µm dicke Metall-Phosphor-Schicht durch stromloses chemisches Abscheiden aufbringt. This method is characterized in that applying microns thick metal-phosphorus layer by electroless chemical deposition before application of the metal-polymer dispersion layer additionally contains a 1 to 15 microns, preferably 1 to. 5

Das stromlose chemische Aufbringen einer 1 bis 15 µm dicken Metall-Phosphor-Schicht zur Haftverbesserung erfolgt wiederum durch Metall-Elektrolytbäder, denen jedoch in diesem Fall keine stabilisierte Polymer-Dispersion zugesetzt wird. The electroless chemical deposition of a 1 to 15 micron thick metal-phosphorus layer for improving adhesion is again carried out by metal-electrolyte baths, however, where no stabilized polymer dispersion is added in this case. Auf eine Temperung wird zu diesem Zeitpunkt vorzugsweise verzichtet, da diese die Haftfähigkeit der nachfolgenden Metall-Polymer-Dispersionsschicht im Allgemeinen negativ beeinflusst. Conditioning is preferably omitted at this time, since this adversely affects the adhesion of the subsequent metal-polymer dispersion layer in general. Nach Abscheidung der Metall-Phosphor-Schicht wird das Werkstück in ein zweites Tauchbad gebracht, das neben dem Metall-Elektrolyt auch eine stabilisierte Polymer-Dispersion umfaßt. After deposition of the metal-phosphorus layer, the workpiece is brought into a second immersion bath, which also includes a stabilized polymer dispersion, in addition to the metal electrolyte. Hierbei bildet sich die Metall-Polymer-Dispersionsschicht. Here, the metal-polymer dispersion layer forms.

Dieses Verfahren ist zusätzlich dadurch gekennzeichnet, dass man vor dem Aufbringen der Metall-Polymer-Dispersionsschicht zusätzlich eine 1 bis 15 µm, bevorzugt 1 bis 5 µm dicke Metall-Phosphor-Schicht durch stromloses chemisches Abscheiden aufbringt. This method is further characterized in that prior to application of the metal-polymer dispersion layer in addition, a 1 to 15 microns, preferably 1 to 5 microns thick metal-phosphorus layer by electroless chemical deposition applies.

Das stromlose chemische Aufbringen einer 1 bis 15 µm dicken Metall-Phosphor-Schicht zur Haftverbesserung erfolgt durch die schon beschriebenen Metall-Elektrolytbäder, denen jedoch in diesem Fall keine stabilisierten Polymer-Dispersionen zugesetzt werden. The electroless chemical deposition of a 1 to 15 micron thick metal-phosphorus layer for improving adhesion is carried out by the already-described metal electrolyte baths, however, where no stabilized polymer dispersions can be added in this case. Auf eine Temperung wird zu diesem Zeitpunkt vorzugsweise verzichtet, da diese die Haftfähigkeit der nachfolgenden Metall-Polymer-Dispersionsschicht im allgemeinen negativ beeinflusst. Conditioning is preferably omitted at this time, since this adversely affects the adhesion of the subsequent metal-polymer dispersion layer. Nach Abscheidung der Metall-Phosphor-Schicht bringt man das Werkstück in das oben beschriebene Tauchbad, das neben dem Metall-Elektrolyt auch eine stabilisierte Polymer-Dispersion enthält. After deposition of the metal-phosphorus layer by bringing the workpiece in the above-described immersion bath which also contains a stabilized polymer dispersion, in addition to the metal electrolyte. Hierbei bildet sich die Metall-Polymer-Dispersionsschicht. Here, the metal-polymer dispersion layer forms.

Wenn diejenige Ausführungsform gewählt wird, die die zusätzliche Verwendung eines nicht-halogenierten Polymeren vorsieht, wird auf eine Temperung der fertigen Beschichtung vorzugsweise verzichtet. If the one embodiment is chosen which provides for the additional use of a non-halogenated polymers, it is preferable to dispense with a heat treatment of the finished coating.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich bei der zusätzlichen Metall-Phosphor-Schicht um Nickel-Phosphor oder Kupfer-Phosphor, wobei Nickel-Phosphor besonders bevorzugt ist. In a preferred embodiment of the method according to the invention is in the additional metal-phosphorus layer is nickel-phosphorus or copper-phosphorus, nickel-phosphorus is particularly preferable.

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich aufgrund seiner einfachen Handhabung an allen von Ablagerungen bedrohten Oberflächen von Apparaten und Apparateteilen für den chemischen Anlagenbau anwenden, wobei die Flächen bevorzugt Oberflächen aus Metall, besonders bevorzugt aus Stahl, sind. The inventive method can, due to its ease of handling in all risk of deposits surfaces of apparatuses and apparatus parts for chemical plant use, said surfaces preferably metal surfaces, particularly preferably of steel, are.

Behälter- und Apparatewandungen können in verschiedenen Behältern, Apparaten oder Reaktoren, die zu chemischen Reaktionen dienen, vorhanden sein. Container and apparatus walls may be present in different containers, apparatus or reactors used in chemical reactions.

  • Bei Behältern handelt es sich beispielsweise um Vorlage- oder Sammelbehälter wie beispielsweise Wannen, Silos, Tanks, Fässern, Trommeln oder Gasbehälter. For containers are, for example, quench or collecting such as wells, silos, tanks, barrels, drums or gas tank.
  • Bei den Apparaten und Reaktoren handelt es sich um Flüssig-, Gas/Flüssig-, Flüssig/Flüssig-, Fest/Flüssig-, Gas/Fest- oder Gasreaktoren, die beispielsweise in folgenden Möglichkeiten realisiert sind: In the apparatuses and reactors is liquid, gas / liquid, liquid / liquid, solid / liquid, gas / solid or gas reactors, which are realized, for example, in the following ways:
    • Rühr-, Strahlschlaufen- und Strahldüsenreaktoren, Stirring, jet loop and jet reactors,
    • Strahlpumpen, Jet pumps,
    • Verweilzeitzellen, residence-time,
    • statische Mischer, static mixers,
    • Rührkolonnen, stirred columns,
    • Rohrreaktoren, Tubular reactors,
    • Zylinderrührer, Zylinderrührer,
    • Blasensäulen, Bubble columns,
    • Strahl- und Venturiwäscher, Jet and Venturi scrubbers,
    • Festbettreaktoren, Fixed bed reactors,
    • Reaktionskolonnen, Reaction columns
    • Verdampfer, Evaporator,
    • Drehscheibenreaktoren, Hub reactors
    • Extraktionskolonnen, Extraction columns,
    • Knet- und Mischreaktoren und Extruder, Kneading and mixing reactors and extruders,
    • Mühlen, mills,
    • Bandreaktoren, Belt reactors,
    • Drehrohren oder Rotary kilns or
    • zirkulierende Wirbelschichten; circulating fluidized beds;
  • Bei Austragsvorrichtungen handelt es sich beispielsweise um Austragsstutzen, Austragstrichter, Austragsrohre, Ventilen, Austragshähne oder Auswurfvorrichtungen handeln. At discharge devices are, for example, be dispensing nozzle, discharge hopper, discharge pipes, valves, Austragshähne or ejectors.
  • Bei Armaturen handelt es sich beispielsweise um Hähne, Ventile, Schieber, Berstscheiben, Rückschlagklappen oder Scheiben. For valves is, for example, taps and valves, rupture discs, check valves or disks.
  • Bei Pumpen handelt es sich beispielsweise um Kreisel-, Zahnrad-, Schraubenspindel-, Exzenterschnecken-, Kreiskolben-, Hubkolben-, Membran-, Schneckentrog-, oder Strahlflüssigkeitspumpen handeln, außerdem um Hubkolben-, Hubkolben-Membran-, Drehkolben-, Drehschieber-, Flüssigkeitsring-, Wälzkolben-, Flüssigkeitsring- oder Treibmittelvakuumpumpen. When pumps are, for example, centrifugal pumps, gear pumps, screw, progressing cavity, rotary piston, reciprocating, diaphragm, screw trough or act jet liquid pumps, also to reciprocating, reciprocating diaphragm, rotary piston, rotary vane , liquid ring, Roots, liquid ring vacuum pumps or propellants.
  • Bei Filterapparaten handelt es sich beispielsweise um Fluldfilter, Festbettfilter, Gasfilter, Siebe oder Abscheider. Filter apparatuses is, for example, Fluldfilter, fixed-bed filters, gas filters, sieves or traps.
  • Bei Verdichtern handelt es sich beispielsweise um Hubkolben-, Hubkolben-Membran-, Drehkolben-, Drehschieber-, Flüssigkeitsring-, Rotations-, Roots-, Schrauben-, Strahl- oder Turboverdichter. In compressors are, for example, reciprocating, reciprocating diaphragm, rotary piston, rotary vane, liquid ring, rotary, Roots, screw, jet or turbo compressors.
  • Bei Zentrifugen handelt es sich beispielsweise um Zentrifugen mit Siebmantel oder Vollmantel, wobei Teller-, Vollmantelschnecken- (Dekanter), Siebschnecken- und Schubzentrifugen bevorzugt sind. For centrifuges are, for example, centrifuges or solid bowl screen jacket, said plate, Vollmantelschnecken- (decanter), Siebschnecken- and pusher centrifuges are preferred.
  • Bei Kolonnen handelt es sich um Behälter mit Austauschböden, wobei Glocken-, Ventil- oder Siebböden bevorzugt sind. In columns is container with trays, wherein bubble-cap, valve or sieve trays are preferred. Außerdem können die Kolonnen mit unterschiedlichen Füllkörpern wie beispielsweise Sattelkörpern, Raschigringen oder Kugeln befüllt sein. In addition, the columns with different packings such as saddles, Raschig rings or balls can be filled.
  • Bei Zerkleinerungsmaschinen handelt es sich beispielsweise um In crushing machine is, for example,
    • Brecher, wobei Hammer-, Prall-, Walzen- oder Backenbrecher bevorzugt sind; Breakers, wherein hammer, impact, roller or jaw crushers are preferred;
    • oder um Mühlen, wobei Hammer-, Schlagkorb-, Stift-, Prall-, Rohr-, Trommel-, Kugel-, Schwing-, Walzenmühlen bevorzugt sind. or mills, said hammer, Schlagkorb-, pen, impact, pipe, drum, ball, vibratory, roll mills are preferred.
    • Bei Einbauten in Reaktoren und Behältern handelt es sich beispielsweise um Thermohülsen, Stromstörer, Schaumzerstörer, Füllkörper, Abstandhalter, Zentriereinrichtungen, Flanschverbindungen, statische Mischer, zur Analytik dienende Instrumente wie pH- oder IR-Sonden, Leitfähigkeitsmessinstrumente, Standmessungsgeräte oder Schaumsonden. For installations in reactors, tanks and vessels, for example, to thermal sleeves, baffles, foam breakers, packing elements, spacers, centering, flange, static mixers, serving for the analytical instruments such as pH or IR probes, conductivity meters, level measurement devices or foam probes.
  • Bei Extruderelementen handelt es sich beispielsweise um Schneckenwellen, -elementen, Extruderzylinder, Plastifizierschnecken oder Einspritzdüsen. In extruder elements are, for example, worm shafts, -elements, extruder barrel, plasticizing or injection nozzles.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Oberflächenmodifizierung erhältliche Apparate und Apparateteile für den chemischen Anlagenbau. Another object of the invention by the inventive method for surface modification of commercially available apparatuses and apparatus parts for chemical plant construction. Vorzugsweise erfolgt die Herstellung der erfindungsgemäßen Oberflächen durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Preferably, the preparation of the surfaces according to the invention is carried out by applying the method according to the invention.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Oberflächenmodifikation zur Verringerung der Neigung der beschichteten Flächen, Feststoffe unter Bildung von Ablagerungen anzulagern. Another object of the invention is to deposit to form deposits, the use of surface modification according to the invention for reducing the tendency of the coated surfaces, solids. Die Ablagerungen, deren Bildung erfindungsgemäß verhindert wird, sind bereits beschrieben worden. The deposits whose formation is inventively prevented, have already been described.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind beschichtete Apparate und Apparateteile für den chemischen Anlagenbau. Another object of the invention are coated apparatuses and apparatus parts for chemical plant construction. Die erfindungsgemäßen Reaktoren, Reaktorteile und Verarbeitungsmaschinen für chemische Produkte für zeichnen sich durch eine höhere Standzeit, verringerte Abschaltquoten sowie reduzierten Reinigungsaufwand aus. The reactors according to the invention, reactor parts and processing machines for chemical products are characterized by a longer service life, reduced Abschaltquoten and reduced cleaning expense.

Die erfindungsgemäßen Reaktoren können für zahlreiche verschiedenartige Reaktionen verwendet werden, wie beispielsweise Polymerisationen, Synthesen von Massen- oder Feinchemikalien oder pharmazeutischen Produkten und ihren Vorstufen sowie Crackreaktionen. The reactors according to the invention can be used for many different types of reactions such as polymerizations, syntheses of bulk or fine chemicals or pharmaceutical products and their precursors, and cracking reactions. Die Verfahren sind kontinuierlich, halbkontinuierlich oder satzweise, wobei sich die Verwendung der erfindungsgemäßen Apparate und Apparateteile für den chemischen Anlagenbau in kontinuierlich betriebenen Verfahren besonders anbietet. The methods are continuous, semi-continuously or batchwise, with the use of the apparatuses and apparatus parts for chemical plant construction according to the invention in continuously operated process especially offers.

Die Erfindung soll anhand eines Arbeitsbeispiels erläutert werden. The invention will be explained with reference to a working example.

Arbeitsbeispiel: Working Example:

Bei Versuchen zur Verfahrensoptimierung der Styropor®-Herstellung (nach EP-A 0 575 872) im Labormaßstab (41-Rührkessel) wurden parallel zu nicht-beschichteten V2A-Stählen Stähle mit einer erfindungsgemäß modifizierten Oberfläche verwendet. In attempts to optimize the process Styrofoam® manufacture (according to EP-A 0575872) on a laboratory scale (41-stirred tank) were used in parallel with non-coated steels V2A-steel having a surface modified according to the invention.

Zur Beschichtung wurde wie folgt vorgegangen: For the coating procedure was as follows:

  • 1. Beschichtung mit Nickel-PTFE Die Beschichtung erfolgte in 2 Stufen. 1. A coating with nickel-PTFE Coating was carried out in 2 steps. Zunächst wurde mehrere Teile des Autoklaven ausgebaut: Rührer, Thermohülsen, Stromstörer, Deckel sowie Teile der Reaktorinnenseite. First, several parts of the autoclave was expanded: stirrer, thermal sleeves, baffles, covers and parts of the reactor inside. Diese Teile wurden bei einer Temperatur von 88°C in eine Wanne getaucht, die 2 Liter einer wässrigen Nickelsalzlösung enthielt, wobei die Lösung die folgende Zusammensetzung hatte: 27 g/l NiSO 4 ·6 H 2 O, 21 g/l NaH 2 PO 2 ·2H 2 O, 20 g/l Milchsäure CH 3 CHOHCO 2 H, 3 g/l Propionsäure C 2 H 5 CO 2 H, 5 g/l Na-Citrat, 1 g/l NaF. These parts were immersed at a temperature of 88 ° C in a pan containing 2 liters of an aqueous nickel salt solution, the solution having the following composition: 27 g / l NiSO 4 .6H 2 O, 21 g / l NaH 2 PO 2 .2H 2 O, 20 g / l lactic acid CH 3 CHOHCO 2 H, 3 g / l propionic acid C 2 H 5 CO 2 H, 5 g / l sodium citrate, 1 g / l NaF. Der pH-Wert betrug 4,8. The pH was 4.8. Es wurde 45 Minuten gearbeitet, um die gewünschte Schichtdicke von 9 µm zu erhalten.Nach diesem Schritt wurde nicht gespült.Anschließend wurden die Reaktorteile in eine zweite Wanne getaucht, der neben 2 Litern einer analogen Nickelsalzlösung zusätzlich mit 20 ml, das ist 1 Vol.-% einer PTFE-Dispersion mit einer Dichte von 1,5 g/ml versetzt worden war. The procedure was 45 minutes to the desired layer thickness of 9 microns to erhalten.Nach was this step not gespült.Anschließend the reactor parts were dipped in a second bath, in addition to 2 liters of an analogous nickel salt solution, 20 ml, which is 1 vol. -% of a PTFE dispersion was added to a density of 1.5 g / ml. Diese PTFE-Dispersion enthielt 50 Gew.-% Feststoff. This PTFE dispersion containing 50 wt .-% solids. Bei einer Abscheidegeschwindigkeit von 10 µm/h war der Prozess in 90 Minuten beendet (Schichtdicke 15 µm). At a deposition rate of 10 microns / h the process was terminated in 90 minutes (coating thickness 15 microns). Die beschichteten Reaktorteile wurden mit Wasser gespült, getrocknet und bei 350°C eine Stunde lang getempert. The coated reactor parts were rinsed with water, dried and heated for one hour at 350 ° C.
  • 2. Beschichtung mit Nickel-PTFE/UHM-PE Die Beschichtung erfolgte in 2 Stufen. 2. Coating with nickel-PTFE / UHM PE The coating was performed in 2 steps. Zunächst wurde mehrere Teile des Autoklaven ausgebaut: Rührer, Thermohülsen, Stromstörer, Deckel sowie Teile der Reaktorinnenseite. First, several parts of the autoclave was expanded: stirrer, thermal sleeves, baffles, covers and parts of the reactor inside. Diese Teile wurden bei einer Temperatur von 88°C in eine Wanne getaucht, die 2 Liter einer wässrigen Nickelsalzlösung enthielt, wobei die Lösung die folgende Zusammensetzung hatte: 27 g/l NiSO 4 ·6 H 2 O, 21 g/l NaH 2 PO 2 ·2H 2 O, 20 g/l Milchsäure CH 3 CHOHCO 2 H, 3 g/l Propionsäure C 2 H 5 CO 2 H, 5 g/l Na-Citrat, 1 g/l NaF. These parts were immersed at a temperature of 88 ° C in a pan containing 2 liters of an aqueous nickel salt solution, the solution having the following composition: 27 g / l NiSO 4 .6H 2 O, 21 g / l NaH 2 PO 2 .2H 2 O, 20 g / l lactic acid CH 3 CHOHCO 2 H, 3 g / l propionic acid C 2 H 5 CO 2 H, 5 g / l sodium citrate, 1 g / l NaF. Der pH-Wert betrug 4,8. The pH was 4.8. Es wurde 45 Minuten gearbeitet, um die gewünschte Schichtdicke von 9 µm zu erhalten.Nach diesem Schritt wurde nicht gespült.Anschließend wurden die Reaktorteile in eine zweite Wanne getaucht, der neben 2 Litern einer analogen Nickelsalzlösung zusätzlich mit 20 ml, das ist 1 Vol.-% einer PTFE-Dispersion mit einer Dichte von 1,5 g/ml versetzt worden war; The procedure was 45 minutes to the desired layer thickness of 9 microns to erhalten.Nach was this step not gespült.Anschließend the reactor parts were dipped in a second bath, in addition to 2 liters of an analogous nickel salt solution, 20 ml, which is 1 vol. -% of a PTFE dispersion with a density of 1.5 g / ml was added; weiterhin wurden 7 g/l UHM-PE (Clariant AG) zugegeben. further UHM PE (Clariant AG), 7 g / l were added. Diese PTFE/UHM-PE-Dispersion enthielt 50 Gew.-% Feststoff. This PTFE / UHM PE dispersion contained 50 wt .-% solids. Bei einer Abscheidegeschwindigkeit von 10 µm/h war der Prozess in 90 Minuten beendet (Schichtdicke 15 µm). At a deposition rate of 10 microns / h the process was terminated in 90 minutes (coating thickness 15 microns). Die beschichteten Reaktorteile wurden mit Wasser gespült und bei Zimmertemperatur getrocknet. The coated reactor parts were rinsed with water and dried at room temperature. Auf die Temperung wurde verzichtet. In the heat treatment was dispensed with.

Die Reaktorteile wurden in einen Testautoklaven für die Styropor-Herstellung eingebaut. The reactor parts were installed in a test autoclave for polystyrene production. Damit enthielt der Rührkessel sowohl beschichtete als auch unbeschichtete Teile, die in Polymerisationsversuchen unter identischen Bedingungen getestet werden konnten. In order for the stirred tank contained both coated and uncoated parts that could be tested in polymerization runs under identical conditions. Nach einem Verfahren, das sich an das in EP-B 0 575 872 (S. 5, Zeile 8 ff.) beschriebenen Verfahren anlehnt, wurde wie folgt polymerisiert: The method described according to one method, at the in EP-B 0575872 (p. 5, line 8 et seq) leans, was polymerized as follows:

2,61 g Na 4 P 2 O 7 wurden bei Zimmertemperatur in 89,7 ml Wasser gelöst. 2.61 g Na 4 P 2 O 7 were dissolved at room temperature in 89.7 ml of water. Unter Rühren wurde zu dieser Lösung eine Lösung von 4,89 g MgSO 4 ·7 H 2 O in 44,8 ml Wasser gegeben und weitere 5 Minuten gerührt. While stirring, a solution of 4.89 g of MgSO 4 · 7 H 2 O was added to 44.8 ml of water to this solution and stirred for an additional 5 minutes.

In dem Rührkessel, der die oben beschriebenen beschichteten Einbauten enthielt, wurden 1,4 1 Wasser vorgelegt und unter Rühren die Na 4 P 2 O 7 -MgSO 4 -Lösung gegeben. In the stirred tank, which contained the coated inserts described above, 1,4 1 of water was placed and, with stirring, the Na 4 P 2 O 7 -MgSO 4 solution. Anschließend wurden 1523 ml Styrol (frisch destilliert) zusammen mit 4,23 g Dicumylperoxid und 2,26 g Dibenzoylperoxid zugegeben. Subsequently, 1523 ml of styrene (freshly distilled) together with 4.23 g of dicumyl peroxide and 2.26 g of dibenzoyl peroxide was added. In der organischen Phase wurden weiterhin 0,55 g α-Methylstyrol und 1,7 g Luwax® unter Rühren gelöst. In the organic phase, 0.55 g α-methyl styrene and 1.7 g Luwax® were further dissolved with stirring. Es wurde mit Stickstoff gesättigt und innerhalb von 2 Stunden auf 90°C erhitzt. It was saturated with nitrogen and heated in 2 hours to 90 ° C. 2 Stunden nach Überschreiten der 80°C-Schwelle wurden 0,23 g einer 40-Gew.-%igen Lösung von Mersolat® K30 zusammen mit 0,18 g einer 20-Gew.-%igen wässrigen Natronlauge sowie 0,12 g Acrylsäure (100%) zugegeben, weitere 50 Minuten darauf wurden 123,5 g n-Heptan zugegeben. 2 hours after exceeding the 80 ° C-threshold 0.23 g of a 40 wt .-% solution of Mersolat® K30 together with 0.18 g of a 20 wt .-% aqueous sodium hydroxide solution and 0.12 g of acrylic acid (100%) was added further 50 minutes later were 123.5 g of n-heptane was added. Währenddessen wurde die Temperatur konstant auf 90°C gehalten und die Suspension auspolymerisiert. Meanwhile, the temperature was kept constant at 90 ° C and polymerization is completed the suspension.

Nach insgesamt 20 Stunden wurde die Reaktion beendet, und innerhalb von 1 Stunde auf Zimmertemperatur abgekühlt und der Rührkessel entleert. After a total of 20 hours, the reaction was stopped and cooled within 1 hour at room temperature and stirred tank emptied.

Die Inspektion des Rührkessels ergab, dass an allen mit der erfindungsgemäßen Beschichtung beschichteten Stellen ein deutlich geringerer Polymer-Belag zu erkennen war als an unbeschichteten Stellen. The inspection of the stirred tank showed that at all coated with the inventive coating Make a significantly lower polymer coating was visible than at uncoated points. Die Polymer-Beläge an mit einer erfindungsgemäßen Beschichtung beschichteten Stellen ließen sich leichter entfernen als die Beläge an unbeschichteten Stellen. The polymer coatings on coated with a coating according to the invention points could be removed more easily than the deposits on the uncoated places. Die Auswertung findet sich in Tabelle 1. The evaluation is found in Table 1 below.

Teilweise konnte der Belag an mit einer erfindungsgemäßen Beschichtung beschichteten Stellen manuell abgerieben werden. Sometimes the coating could be rubbed off manually coated with an inventive coating positions. Wenn der Belag an mit einer erfindungsgemäßen Beschichtung beschichteten Stellen durch Auflösen in Toluol oder einem anderem geeigneten Lösungsmittel entfernt werden musste, waren die Lösungszeiten deutlich kürzer als bei Belägen an nicht beschichteten Stellen. If the coating on coated with a coating according to the invention bodies had to be removed by dissolution in toluene or other suitable solvent, the solution times were significantly shorter than in coverings of non-coated areas.

Zur Auswertung wurden die Beläge an Stromstörern und an Rührern ausgewogen. For evaluation, the deposits were weighed to baffles and agitators.

1 1
Stromstörer wurde nicht beschichtet, Baffles was not coated,
Leergewicht: 61,51 g unbeschichtet Empty weight: 61.51 g uncoated
1 1
Stromstörer wurde nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Ni-PTFE beschichtet Baffles was coated by the inventive process with Ni-PTFE
Leergewicht: 60,78 g beschichtet, Empty weight: 60.78 g coated,
1 1
Stromstörer wurde nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Ni-PTFE/UHM-PE beschichtet Baffles was coated by the inventive process with Ni-PTFE / PE-UHM
Leergewicht: 62,04g beschichtet Empty weight: coated 62,04g
Die Polymerisationsbeispiele wurden wiederholt, jeweils The polymerization examples were repeated each
1 1
Versuch mit einem Rührer unbeschichtet und Experiment with a stirrer uncoated and
1 1
Versuch mit einem Rührer mit einer erfindungsgemäßen Beschichtung beschichtet Experiment with a stirrer coated with a coating according to the invention
Leergewicht: 490,52g unbeschichtet Empty weight: 490,52g uncoated
Leergewicht: 493,28g beschichtet Empty weight: 493,28g coated

Die Rührerdrehzahlen gehen aus Tabelle 1 hervor. The stirrer speeds can be seen from Table 1 below.

Versuch attempt Rührerdrehzahl/ U/min Stirrer / U / min Belag an Stellen ohne Beschichtung [g] Covering at locations without coating [g] Belag an Stellen mit einer NiP-PTFE-Beschichtung [g] Covering at locations with a NiP PTFE coating [g]
Rührer stirrer Stromstörer baffles Rührer stirrer Stromstörer ohne PE Baffles without PE Stronistörer mit PE Stronistörer with PE
1 1 300 300 nb nb 4,21 4.21 0,43 0.43
2 2 350 350 nb nb 5,01 5.01 0,87 0.87
3a/3b 3a / 3b 375 375 4,20 4.20 - - 3,38 3.38 2,89 2.89 - - 1,02 1.02 0,48 0.48 0,53 0.53 0,21 0.21
4a/4b 4a / 4b 275 275 7,26 7.26 - - 6,31 6.31 5,22 5.22 - - 1,87 1.87 0,98 0.98 0,68 0.68 0,59 0.59
5 5 300 300 nb nb 2,14 2.14 0,20 0.20
6a/6b 6a / 6b 325 325 4,87 4.87 - - 3,20 3.20 4,25 4.25 - - 1,72 1.72 0,51 0.51 0,57 0.57 0,32 0.32
nb: nicht bestimmt nb: not determined

Ebenfalls wurden bei grundlegenden Versuchen zur Verfahrensoptimierung der Terluran-Herstellung im Labormaßstab (41-Autoklav) parallel zu V2A-Stählen Stähle mit einer modifizierten Oberfläche durch eine erfindungsgemäße Beschichtung verwendet. Also, the Terluran production were on a laboratory scale (41-autoclave) used in parallel with V2A-steel steels with a modified surface by an inventive coating at basic experiments for process optimization.

Die Polymerisationsbeispiele wurden in Anlehnung an DE-A 197 28 629 und EP-A 0 062 901, jeweils Beispiel 1, durchgeführt, jedoch wurden die Mengenverhältnisse an den 2-Liter-Autoklaven angepasst und die Rührerdrehzahl gemäß Tabelle 2 variiert. The polymerization examples were carried out according to DE-A 197 28 629 and EP-A 0,062,901, each of Example 1, but the proportions have been adjusted to the 2-liter autoclave and the stirrer speed was varied according to Table 2 below.

Ausgehend von insgesamt 661,61 g Butadien wurde in Gegenwart von 6,59 g tert.-Dodecylmercaptan ("TDM"), 4,6 g Kaliumstearat, 1,23 g Kaliumpersulfat, 1,99 g Natriumhydrogencarbonat und 824 g Wasser bei 67°C polymerisiert. Starting with a total of 661.61 g butadiene was added tert-dodecyl mercaptan ( "TDM") in the presence of 6.59 g, 4.6 g of potassium stearate, 1.23 g of potassium persulfate, 1.99 g sodium bicarbonate and 824 g of water at 67 ° C polymerized. Anschließend wurde der Reaktor entleert und inspiziert. The reactor was emptied and inspected.

Beschichtet wurde der Rührer. the agitator was coated. Wieder konnte beobachtet werden, dass Beläge an nach dem erfindungsgemäßen Verfahren beschichteten Stellen deutlich reduziert auftraten und sich einfacher entfernen ließen als an unbeschichteten Stellen. Again, it was observed that deposits on occurred significantly reduced coated by the novel process sites and removed more easily than could at uncoated points.

Ausgewogen wurden Beläge an den Rührern. were weighed deposits on the impellers.

3 3
Versuche wurden reproduziert, jeweils Attempts have been reproduced, respectively
1 1
Versuch mit einem Rührer unbeschichtet und Experiment with a stirrer uncoated and
1 1
Versuch mit einem Rührer Ni-P-PTFE beschichtet Experiment coated with a stirrer Ni-P-PTFE
Leergewicht: 376,53g unbeschichtet Empty weight: 376,53g uncoated
Leergewicht: 378,49g beschichtet Empty weight: coated 378,49g
mit sonst gleichen Reaktions- und Verfahrensbedingungen. with otherwise identical reaction and process conditions.
Versuch attempt Rührerdrehzahl U/min Stirrer speed U / min Belag an Stellen ohne Beschichtung [g] Covering at locations without coating [g] Belag an Stellen mit einer erfindungsgemäßen Beschichtung beschichteten [g] Covering at locations with a novel coating coated [g]
Rührer stirrer Rührer stirrer
1 1 400 400 4,89 4.89 1,21 1.21
2 2 350 350 5,72 5.72 1,33 1.33
3 3 300 300 3,51 3.51 0,89 0.89

Claims (14)

  1. A process for coating apparatuses and apparatus parts for chemical plant construction, which comprises a metal layer and thereafter a metal/polymer dispersion layer being deposited in an electroless manner on the apparatus(es) or apparatus part(s) to be coated by firstly depositing a metal/phosphorus layer having a thickness of from 1 to 15 µm in an electroless manner on the apparatuses or apparatus parts and then bringing them into contact with a metal electrolyte solution which, in addition to the metal electrolyte, comprises a reducing agent and the polymer or polymer mixture to be deposited in dispersed form, wherein at least one polymer is halogenated and comprises spherical particles having a mean diameter of from 0.1 to 1.0 µm.
  2. A process as claimed in claim 1, wherein the apparatuses and apparatus parts for chemical plant construction are apparatus, tank and reactor internal walls, discharge devices, valves, line systems, pumps, filters, compressors, centrifuges, columns, dryers, comminution machines, internals, packing elements and mixing elements which consist of a metallic material.
  3. A process as claimed in claim 1 or 2, wherein the metal electrolyte used is a nickel or copper electrolyte solution, and the reducing agent used is a hypophosphite or a borohydride.
  4. A process as claimed in claims 1 to 3, wherein a dispersion of a halogenated polymer is added to the metal electrolyte solution.
  5. A process as claimed in claims 1 to 4, wherein the metal electrolyte employed is a nickel salt solution, which is reduced in situ using an alkali metal hypophosphite and to which a polytetrafluoroethylene dispersion is added as halogenated polymer.
  6. A process as claimed in claims 1 to 5, wherein a nickel/phosphorus/polytetrafluoroethylene layer having a thickness of from 1 to 100 µm is deposited.
  7. A process as claimed in claims 1 to 6, wherein a nickel/phosphorus/polytetrafluoroethylene layer having a thickness of from 3 to 50 µm is deposited.
  8. A process as claimed in claims 1 to 7, wherein a nickel/phosphorus/polytetrafluoroethylene layer having a thickness of from 5 to 25 µm is deposited.
  9. A process as claimed in claims 1 to 8, wherein a further dispersion of a halogenated or non-halogenated polymer is added to the metal electrolyte solution.
  10. A process as claimed in claim 9, wherein the additional polymer used is a polytetrafluoroethylene or polyethylene or polypropylene.
  11. A process as claimed in claims 9 and 10, wherein the additional polymer used is a polytetrafluoroethylene or polyethylene or polypropylene comprising particles having a mean diameter of from 5 to 50 µm.
  12. An apparatus or apparatus part for chemical plant construction, obtainable by a process as claimed in claims 1 to 11.
  13. An apparatus, tank or reactor wall, discharge device, valve, line system, pump, filter, compressor, centrifuge, column, dryer, comminution machine, internal, packing element or mixing element obtainable by a process as claimed in claims 1 to 12.
  14. The use of an apparatus, tank or reactor wall, discharge device, valve, line system, pump, filter, compressor, centrifuge, column, dryer, comminution machine, internal, packing element or mixing element as claimed in claim 12 or 13 for preventing or reducing deposits from fluids.
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