JPS59136249A - Composite material having excellent heat resistance and chemical resistance - Google Patents
Composite material having excellent heat resistance and chemical resistanceInfo
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- JPS59136249A JPS59136249A JP1077183A JP1077183A JPS59136249A JP S59136249 A JPS59136249 A JP S59136249A JP 1077183 A JP1077183 A JP 1077183A JP 1077183 A JP1077183 A JP 1077183A JP S59136249 A JPS59136249 A JP S59136249A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は耐熱性2よび耐薬品性に優れた複合物に関する
。さらに詳しくは、ある特定の化学構造と溶融粘度と金
有する結晶性熱可塑性樹脂族ポリエーテルケトンの高度
の結晶化層をライニング層とし、金属も[7くは金属酸
化物、無機質焼結体のいずれか2,6体ノジと17、必
茨に応じてライニング層に他の熱可塑性樹脂もしくは/
2よび触片状無機化合物全混合した、ライニング層と基
体層とが複合一体化された複合物であり、高温で薬品等
を製造・輸送するタンク・バイブ等に適する材料を提供
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a composite having excellent heat resistance 2 and chemical resistance. More specifically, the lining layer is a highly crystallized layer of a crystalline thermoplastic polyether ketone having a specific chemical structure, melt viscosity, and gold. Either 2 or 6 bodies or 17, depending on the lining layer other thermoplastic resin or /
It is a composite material in which a lining layer and a base layer are fully mixed together with 2 and a tentacle-like inorganic compound, and it provides a material suitable for tanks, vibrators, etc. for manufacturing and transporting chemicals etc. at high temperatures. .
従来、薬品や食料品を製造・貯蔵・輸送する装置には、
その腐蝕性のために金属材料全使用することができず、
塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、47ツ化エチレン樹脂
等の材料が用いられることがあるが、耐熱性や耐久性に
欠け、長期の使用に耐えない。また金属材料表面をエポ
キシ樹脂や上述の熱可塑性樹脂で表面ライニング−する
ことも行われているが、耐薬品性や耐熱性に満足できる
ものでなく、高度の耐薬品性を有する4フツ化エチレン
樹脂にあっても非常に軟質で、容易に傷が付き、例えば
高温のスラリー状物の製造等には使用できない。またガ
スバリア性に劣り、薄いライニング層では効果がない。Traditionally, equipment for manufacturing, storing, and transporting medicines and foodstuffs includes
Due to its corrosive nature, all metal materials cannot be used.
Materials such as vinyl chloride resin, polyethylene, and 47-ethylene chloride resin are sometimes used, but they lack heat resistance and durability and cannot withstand long-term use. In addition, surface lining of metal materials with epoxy resins or the above-mentioned thermoplastic resins has been carried out, but the chemical resistance and heat resistance are not satisfactory, and ethylene tetrafluoride, which has a high degree of chemical resistance. Even though it is a resin, it is very soft and easily scratched, so it cannot be used, for example, in the production of high-temperature slurry products. It also has poor gas barrier properties and is ineffective with a thin lining layer.
この様な分野にはガラスヤはうろう等の無機化合物上表
面ライニングすることが行イニノれているが、ライニン
グ費用が高価であり、かつ脆くて一個所クランクが生じ
ただけでその容器は使用不可となる欠点を有している。In this field, the surface of the glass container is lined with an inorganic compound such as wax, but the lining is expensive and is brittle, making the container unusable even if it cracks in one place. It has the following drawbacks.
以上のような現状に鑑み、本発明者らは従来の樹脂ライ
ニングのように容易に金属等の基体表面に抜機可能で、
かつ耐熱性2よび耐薬品性に優れ、ざらに高温に2いて
も適度の硬度と耐衝撃性を有するライニング層と該基体
層とからなる複合物を開発すべく鋭意研究ケ重ねた結果
本発明に至った。In view of the above-mentioned current situation, the present inventors have developed a method that can be easily cut out onto the surface of a substrate such as metal, like a conventional resin lining.
The present invention was developed as a result of intensive research to develop a composite material consisting of a lining layer and the base layer, which also has excellent heat resistance and chemical resistance, and has appropriate hardness and impact resistance even when exposed to extremely high temperatures. reached.
すなわち、第1層が次式I
−Q−O<ΣC砥C−01
で表わされる繰返し単位を少なくとも70モルチ含有し
、かつ360〜400℃の温度で102〜103sec
”のすり速度における溶融粘度が50〜500Pa−s
eeの範囲にある結晶性熱可塑性芳香族ポリエーテルケ
トンを主成分とし、該樹脂の分子鎖のうち20〜50重
量パーセントが結晶状態を形成していることffi!徴
とする厚さ0.05〜5■のライニング層であり、第2
層が金属もしくは金属酸化物、無機質焼結体のいずれか
からなる基不層であり、第1層と第2層とが複合一体化
された複合物は前述の従来のライニング複合物の欠点全
補い、かつ高度の耐熱性2よび耐薬品性の要求をすべて
満足するものである。さらに必要に応じて、第1層の該
結晶性熱可塑性芳香族ポリエーテルケトンに併せて他の
熱可塑性樹脂もしくは/および無機質粉体を50答積パ
ーセントを越えない範囲で混合することによシ、使用目
的によって要求される硬度や耐衝撃性を適当に選択する
ことも可能である。従って本発明による複合材から得ら
れたタンクやパイプ類は広く無機・M機薬品、ガス、食
料品等の分野の各種プラントに使用できるものである。That is, the first layer contains at least 70 mol of a repeating unit represented by the following formula I -Q-O<ΣC C-01, and is heated for 102 to 103 sec at a temperature of 360 to 400°C.
Melt viscosity at sliding speed of 50 to 500 Pa-s
The main component is a crystalline thermoplastic aromatic polyether ketone in the range of ee, and 20 to 50 weight percent of the molecular chains of the resin are in a crystalline state ffi! The lining layer has a thickness of 0.05 to 5 cm, and the second
A composite in which the layer is a base layer made of metal, metal oxide, or inorganic sintered body, and the first layer and the second layer are integrated, overcomes all of the drawbacks of the conventional lining composite described above. It also satisfies all requirements for high heat resistance 2 and chemical resistance. Furthermore, if necessary, other thermoplastic resins and/or inorganic powders may be mixed with the crystalline thermoplastic aromatic polyetherketone of the first layer in an amount not exceeding 50% by volume. It is also possible to appropriately select the hardness and impact resistance required depending on the purpose of use. Therefore, tanks and pipes obtained from the composite material according to the present invention can be widely used in various plants in the fields of inorganic/Morganic chemicals, gas, food products, etc.
不発明の第1層(ライニング層)に主として用いられる
結晶性熱可塑性樹脂である芳香族ポリエーテルケトンは
前述の1式の化孕構造の繰返し単位ケ少なくとも70モ
ルチ有して2シ、近年イギリスにて開発され、主として
電線被覆用途に使用されている耐熱性に優れた樹脂であ
る。該樹脂の製造方法は例えば特開昭54−90296
号に示されているが、本発明に2いては1式の化学構造
を有するものであれば如何なる製法で得られたものでも
使用可能でおる。そして、30モル饅未満であれば1式
以外の単位を含んでいてもよい。このような単位として
は
などをあげることができる。かかる樹脂は例えば「工業
材料」第30巻第9号32ページに示されているように
、濃硫酸以外の薬品には不溶であるという優れた耐薬品
性と、連続使用温度が240〜250℃という優れ1ヒ
長勘耐熱性ft7Pfシてシシ、これらの却見より、該
樹脂を鋼管ライニング等の分野に応用することは当該業
者なら容易に思い付くことができるであろう。しかし、
本発明者らも研究を行った結果、該樹脂をそのf、ま前
述の分野に応用しでもピンホールの無い艮好なコーティ
ング層を形成することは困難でめplがっ得られたコー
ティング層は硬度や耐衝撃性に欠ける場合が多く、目的
とする複合物を得ることはできない。Aromatic polyetherketone, which is a crystalline thermoplastic resin mainly used in the first layer (lining layer) of the invention, has at least 70 moles of repeating units of the above-mentioned chemical structure, and has recently been developed in the UK. It is a resin with excellent heat resistance that was developed by the company and is mainly used for covering electric wires. The method for producing the resin is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-90296.
However, in the present invention, any product obtained by any manufacturing method can be used as long as it has the chemical structure of formula 1. And, as long as it is less than 30 moles, it may contain units other than one type. Examples of such units include: As shown in, for example, "Kogyo Zaizai" Vol. 30, No. 9, page 32, such resins have excellent chemical resistance in that they are insoluble in chemicals other than concentrated sulfuric acid, and can be used continuously at temperatures of 240 to 250°C. Based on these findings, those skilled in the art will be able to easily come up with the idea of applying this resin to fields such as steel pipe lining. but,
As a result of research conducted by the present inventors, we found that even if this resin was applied to the above-mentioned field, it would be difficult to form a good-looking coating layer without pinholes. often lacks hardness and impact resistance, making it impossible to obtain the desired composite.
本発明者らはさらに研究を1ねた結果、目的とする良好
な複合物を得るには特定の分子鎖を有する該樹脂を特定
の結晶−非晶状態になるように処理する心安があること
を見出し、本発明式至ったものである。As a result of further research, the present inventors found that in order to obtain the desired composite, it is safe to treat the resin having a specific molecular chain to a specific crystalline-amorphous state. This is what led us to the formula of the present invention.
不発明に2いて第11−(ライニング層)に用いらnる
芳香族ポリエーテルケトン樹脂は360〜400℃の温
度で102〜103sec−1のず多速度における一I
6融粘度が50〜500 Pa−5ee tD範17
(D モ(Dでなければなしない。一般に高分子物質の
分子鎖の長さは重−8′反もしくは分子量で表現されて
いるが、これらのパラメーターを測定するには何らかの
溶液にする必要がある。しかし、前述のように該樹脂は
濃硫酸以外には溶解せず、しかも濃硫酸中では俗解と同
時に分解も生じていることを確認しており、事実上固有
粘度等の測定は不可能である。一方、一般の線状高分子
物質では”溶融粘度と分子量の間には一定の関係が成立
することが知られており、本発明で用いる溶融粘度は分
子量すなわち分子鎖の長さを特定化するパラメーターと
見做し得る。前述の状態における溶融粘度が500Pa
−see以上の分子鎖の長い該樹脂を用いると基材上に
均一に被覆することが難しく、特に粉末原料を使用する
場合には脱泡がうまくいかずピンホールが生じる。溶融
粘度が5 Q Pa−5ec よシ低い該樹脂を用い尼
場合には、溶融ライニングの際にタレが生じたり、得ら
れたライニング層の衝撃強度や硬度、耐熱性が低下する
ことがある。よって50〜5 Q Q Pa−5ecの
範囲の該樹脂が好ましい。The aromatic polyetherketone resin used in the 11th (lining layer) in the second aspect of the present invention has a polymorphism of 102 to 103 sec-1 at a temperature of 360 to 400°C.
6 Melt viscosity is 50-500 Pa-5ee tD range 17
(D Mo (must be D) Generally, the length of the molecular chain of a polymeric substance is expressed in terms of weight or molecular weight, but in order to measure these parameters, it is necessary to make it into some kind of solution. However, as mentioned above, it has been confirmed that the resin does not dissolve in anything other than concentrated sulfuric acid, and that it also decomposes in concentrated sulfuric acid, making it virtually impossible to measure intrinsic viscosity, etc. On the other hand, it is known that a certain relationship exists between melt viscosity and molecular weight for general linear polymeric substances, and the melt viscosity used in the present invention specifies the molecular weight, that is, the length of the molecular chain. The melt viscosity in the above state is 500 Pa.
If the resin has a long molecular chain of -see or more, it is difficult to coat the substrate uniformly, and especially when powder raw materials are used, defoaming is not successful and pinholes occur. If a resin having a melt viscosity as low as 5 QPa-5ec is used, sagging may occur during melt lining, and the impact strength, hardness, and heat resistance of the resulting lining layer may be reduced. Therefore, the resin is preferably in the range of 50 to 5 Q Q Pa-5ec.
浴融粘度の測定には、例えば高化式フローテスター等の
キャピラリー型の粘度肘が好址しい。For measuring the bath melt viscosity, a capillary-type viscosity probe such as a Koka type flow tester is preferred.
続いて、目的とする耐熱性および耐薬品性、硬度、耐衝
撃性を有するライニング層とするには溶融接着された該
樹脂層を適当な温度条件下で結晶化させ、結晶部分の割
合いが20〜50重斂パーセントのものにする必要があ
る。結晶化度が20重童パーセント以下であると耐熱性
、耐薬品性、硬度の点で劣るばかりでなく、使用中の熱
履歴によって結晶化が進み、クラックが生ずるおそれが
ある。捷だ、結晶化度が50重量パーセント以上になる
と基体層との密着性が低下する。このような結晶化度の
測定法としてはX線回折法や密度の測定を応用すること
ができる。X線回折法から結晶化度を求めるには、得ら
れたライニング層から取り出した該4bJ脂片を通常の
広角X線回折法により測定し、得られた回折強度曲線の
ピーク面積(Sc+Sa+A )と、別に急冷によって
特別に作製1〜だ非晶の該樹脂片の同様の測定によって
得られたピークm積(Sa+A )と、空気の散乱によ
る面m (A)とから、次式によって求められる。Next, in order to obtain a lining layer with the desired heat resistance, chemical resistance, hardness, and impact resistance, the melt-bonded resin layer is crystallized under appropriate temperature conditions, and the proportion of the crystalline portion is adjusted. It is necessary to have a weight of 20 to 50 percent. If the degree of crystallinity is less than 20%, it will not only be inferior in terms of heat resistance, chemical resistance, and hardness, but also crystallization will progress due to heat history during use, and there is a risk that cracks will occur. Unfortunately, when the degree of crystallinity exceeds 50% by weight, the adhesion to the base layer decreases. As a method for measuring such crystallinity, X-ray diffraction method or density measurement can be applied. To determine the degree of crystallinity from the X-ray diffraction method, the 4bJ fat piece taken out from the obtained lining layer is measured by a normal wide-angle X-ray diffraction method, and the peak area (Sc+Sa+A) of the obtained diffraction intensity curve is , is determined by the following equation from the peak m product (Sa+A) obtained by similar measurement of the amorphous resin piece specially prepared by quenching and the surface m (A) due to air scattering.
まだ、密度測定よシ結晶化度を求めるには該樹脂の完全
結晶の密度dc 、完全非晶の密度da及び2イニング
鳩から取り出した樹脂片の密度dから、次式によって算
出する。芳香族ポリエーテルケトンがすべて前述の1式
で表わされる繰り返し単位からなる場合には、dcは1
.400.daは1.265である。dは密度勾配管法
もしくは浮沈法などで測定することができる。However, the degree of crystallinity can be determined by density measurement using the following formula from the density dc of the perfect crystals of the resin, the density da of the completely amorphous resin, and the density d of the resin piece taken out from the second-inning pigeon. When the aromatic polyetherketone is entirely composed of repeating units represented by the above formula 1, dc is 1
.. 400. da is 1.265. d can be measured by a density gradient tube method, a float-sink method, or the like.
−da
結晶化度X c (%) = −X 100a−da
本発明において、耐熱性や耐薬品性は多少犠牲にしてで
も、耐衝撃性や耐摩耗性を向上させたい要求がある場合
には、芳香族ポリエーテルケトンと併せて、他の熱可塑
性樹脂を50容積パーセントを越えない範囲で混合して
第1層に使用することができる。併用する該熱可塑性樹
脂としては、用途に応じて広く選択できるが、47ツ化
エチレン樹脂、3フツ化塩化エチVン樹脂、4フッ化工
チレンー6フツ化プロピレン共重合樹脂、4フッ化エチ
レン−全フッ化アルキルビニルエーテル共乗合樹脂、エ
チレン−47フ化工チレン共重合樹脂、エチレン−3フ
ッ化塩化ビニル共重合樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、フ
ッ化ビニル樹脂等の含フッ素系樹脂およびポリエチレン
が好ましい。また、本発明において、耐薬品性や成形性
は多少犠牲にしてでも、耐熱性や耐摩耗性、耐衝撃性を
向−ヒさせたい要求がある場合には、該芳香族ポリエー
テルケトンと併せて無機質粉体を50容積パーセントを
越えない範囲で混合して第1層に使用することができる
。併用する無機質粉体としてはガラスフレーク、裏母も
しくは層状黒鉛などの鱗片状無機化合物が好ましい。-da Crystallinity Other thermoplastic resins may be used in the first layer in combination with the aromatic polyetherketone in an amount not exceeding 50 volume percent. The thermoplastic resin to be used in combination can be selected from a wide range depending on the application, but examples include 47-ethylene chloride resin, trifluoroethylene chloride resin, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer resin, and tetrafluoroethylene-propylene hexafluoride copolymer resin. Fluorine-containing resins such as perfluorinated alkyl vinyl ether copolymer resin, ethylene-47-fluorinated tyrene copolymer resin, ethylene-trifluorinated vinyl chloride copolymer resin, vinylidene fluoride resin, vinyl fluoride resin, and polyethylene are preferred. In addition, in the present invention, if there is a need to improve heat resistance, abrasion resistance, and impact resistance even if it sacrifices some chemical resistance and moldability, it may be combined with the aromatic polyether ketone. The inorganic powder may be mixed in an amount not exceeding 50 volume percent and used in the first layer. The inorganic powder used in combination is preferably a scaly inorganic compound such as glass flakes, back matrix or layered graphite.
本発明における第1層の厚さは目的・用途によって異な
るが、一般には0.05〜5Hの厚さが好ましい。The thickness of the first layer in the present invention varies depending on the purpose and use, but generally a thickness of 0.05 to 5H is preferable.
本発明における第2層の基体層の素材は金属材料、金属
酸化物、無機質焼結体等、通常のプラントに用いられる
素材で、その融点が該ライニング層の成形温°度以上の
素材であれば如何なるものでも使用可能であり、例えば
金属材料では一般の鋳鉄、炭素鋼、クロム鋼、各種ステ
ンレス鋼、モネル合金、インコネル、ノ・ステロイ、ス
テライト等の耐蝕耐熱合金、銅およびその合金、ニッケ
ルおよびその合金、アルミニウムおよびその合金、チタ
ンおよびその合金等を挙げることができる。また、金M
酸化物および無機質焼結体としてはアルミナ、コージラ
イト、ジルコニア、炭素材料、炭化ケイ素、ガラス、陶
磁器、石器等を挙げることができ、特殊なモルタルやコ
ンクリートも使用できる。1だこれらの素材は450℃
以下の温度範囲で組成の変化が生ぜず、その熱膨張係数
が第1層の樹脂の熱膨張係数とできる限り近い値を有す
るものが好ましい。The material of the second base layer in the present invention may be a material used in ordinary plants, such as a metal material, a metal oxide, or an inorganic sintered body, and may have a melting point higher than the forming temperature of the lining layer. Any metal material can be used, such as general cast iron, carbon steel, chrome steel, various stainless steels, Monel alloys, corrosion-resistant and heat-resistant alloys such as Inconel, Stelloy, Stellite, copper and its alloys, nickel and Examples include alloys thereof, aluminum and alloys thereof, titanium and alloys thereof, and the like. Also, gold M
Examples of oxides and inorganic sintered bodies include alumina, cordierite, zirconia, carbon materials, silicon carbide, glass, ceramics, stoneware, etc. Special mortars and concrete can also be used. 1.These materials are 450℃
It is preferable that the composition does not change in the following temperature range and the coefficient of thermal expansion is as close as possible to the coefficient of thermal expansion of the resin of the first layer.
本発明において、第1層のライニング層と第2ノーの基
体層との接着は強固である程好ましく、そのためには通
常の樹脂□ライニング処理と同様の基体堀面への前処理
が恵賛である。前処理は先ず酸洗による錆落しおよび溶
剤洗浄による脱脂を行なった後アルミナ、けい砂等でド
ライサンドブラスト処理するか化学エツチング処理する
ことにより基体層表面を粗面化することが好ましい。一
般の樹脂ライニングにおいて用いられるプライマー処理
は本発明においては好ましくない。In the present invention, the stronger the adhesion between the first lining layer and the second base layer, the better, and for this purpose, it is advisable to pre-treat the base surface in the same way as the usual resin lining treatment. be. As for pretreatment, it is preferable to first remove rust by pickling and degrease by washing with a solvent, and then roughen the surface of the base layer by dry sandblasting with alumina, silica sand, etc., or by chemical etching. Primer treatment used in general resin lining is not preferred in the present invention.
次に本発明による複合物の製造方法を具体的に述べると
、先ずタンク、ノ(イブ等の該当個所を前述の方法によ
り前処理した後360〜450℃に加熱する。加熱方法
は電気炉、ガス炉、赤外線炉中での加熱もしくは高周波
誘導加熱の如何なる方法でも良い。第1層に用いる樹脂
は粉末状かシート状が好ましく、他の熱可塑性樹脂や、
鱗片状無機化合物を併用する場合は予め均一に混合して
おく必要がある。ライニング方法は粉末状樹脂を吹付け
たり、流動浸漬したり、静電塗装することができるが、
予めシート状にしたものを貼りつけても良い。粉末状樹
脂の場合には粒度分布の選択も重要である。この際接着
漸の厚さを均一にし、接着力を強固にし、十分脱泡して
ピンホニルの無いライニング層を形成することが1要で
あるが、例えばパイプの内面ライニングの場合には回転
成形を行うと良い。基体表面に付着させた樹脂は一度完
全溶融させた後徐冷して所定の結晶化度になるように結
晶を成長させる0結晶化の方法として、散水等により一
凝急冷した後に所定の温度にまで再び昇温して結晶化さ
せる方法がよく行われているが、この方法では工程が複
雑であるばかりか、本発明による20重量パーセント以
上の結晶化度を得ることは雛かしく、むしろ溶融状態か
・ら徐冷して固化結晶化させるか、徐冷過程の例えば2
00℃付近で一定時間保温して結晶化させることが好ま
しい。このように十分に結晶化させたライニング層は乳
褐色で不透明となる。以上の工程で得られた該複合物は
最後に高周波テスター等によるスパークテスト等でピン
ホールが無いことを確認された上で使用に供される。Next, to specifically describe the method for manufacturing the composite according to the present invention, first, the relevant parts such as the tank and the nozzle are pretreated by the above-mentioned method and then heated to 360 to 450°C.The heating method is an electric furnace, Any method such as heating in a gas furnace, infrared furnace, or high frequency induction heating may be used.The resin used for the first layer is preferably in powder form or sheet form, and other thermoplastic resins,
When a scale-like inorganic compound is used together, it is necessary to mix them uniformly in advance. Lining methods include spraying powdered resin, fluid dipping, and electrostatic coating.
A sheet formed in advance may be pasted. In the case of powdered resins, the selection of particle size distribution is also important. At this time, it is important to make the thickness of the adhesive uniform, to make the adhesive strength strong, and to sufficiently remove bubbles to form a lining layer that is free of pinhonyl. For example, in the case of inner lining of a pipe, rotational molding is necessary. It's good to do it. The resin adhered to the surface of the substrate is once completely melted and then slowly cooled to grow crystals to a predetermined degree of crystallinity.As a method of crystallization, the resin is once solidified and rapidly cooled by water sprinkling, etc., and then cooled to a predetermined temperature. A commonly used method is to crystallize by raising the temperature again to or solidify and crystallize by slow cooling, for example 2 in the slow cooling process
It is preferable to keep the temperature around 00° C. for a certain period of time to crystallize it. The lining layer, which has been sufficiently crystallized in this way, becomes opalescent and opaque. The composite obtained through the above steps is finally used after confirming that there are no pinholes in a spark test using a high frequency tester or the like.
以上の方法により得られた本発明による複合物は、濃硫
酸以外の如何なる薬品にも浸蝕されるこ□との無い優れ
た耐薬品性と、250℃以下の温度で連続長時間使用可
能な優れた耐熱性を有しているばかりでなく、その表面
硬度はアルミニウム並みで、樹脂ライニングの中では卓
越しており、また耐衝撃性や耐摩耗性に優れる上に成形
も非常に容易である。従って、本発明による複合物は各
種翁機・無機薬品やしよう油等の食料品、石油精製、メ
ッキ等の工業分野のみならず、原子力や地熱発電智の広
い分野において、反応、合成、混合、貯蔵、加熱・冷却
、凝縮、蒸発、蒸溜、分級、吸収、濾過、輸送、計測等
の単位操作に用いられるタンク、配管、ボイラー、熱交
換器、攪拌機、分級機等として1更用できるものである
。The composite according to the present invention obtained by the above method has excellent chemical resistance that will not be corroded by any chemicals other than concentrated sulfuric acid, and can be used continuously for a long time at temperatures below 250°C. Not only does it have excellent heat resistance, but its surface hardness is comparable to that of aluminum, making it outstanding among resin linings.It also has excellent impact resistance and abrasion resistance, and is extremely easy to mold. Therefore, the composite according to the present invention can be used not only in various organic and inorganic chemicals, food products such as soybean oil, industrial fields such as petroleum refining and plating, but also in a wide range of fields such as nuclear power and geothermal power generation. Items that can be used as tanks, piping, boilers, heat exchangers, agitators, classifiers, etc. used in unit operations such as storage, heating/cooling, condensation, evaporation, distillation, classification, absorption, filtration, transportation, and measurement. be.
以下に本発明を実泥例をもって具体的に説明するが、こ
れらの実施例によって本発明は何ら限定されるものでは
ない。、
実施例1
〜さ31藺の鋼板の片面をサンドブラスト処理した後酸
浄及び脱脂した0次に高化式フローテスターによる38
0℃、すり速度5 X 102sec ” における溶
融粘度が1801’a−seeの芳香族ポリエーテルケ
トン樹脂粉末(平均粒径56μm)を、380’Cに保
持された電気炉中で加熱された前記鋼板のサンドブラス
ト処理面に薄く均一に散布し、溶融させた。この操作を
3回繰返し、銅板表面を該樹脂浴融物で均一に抜身した
後電気炉を200 ’Cに保持し、約1時間結晶化処理
後取出した。得られた複合物のライニング層の平均厚さ
は電磁式膜厚計による測定の結果0.83+no+であ
り、一部破壊して採取したライニング層樹脂の室温にお
ける浮沈法による密度の測定結果は・1.313 ?/
crAであり、前述の方法によって算出された結晶化度
は35.6 %であった。さらにスパークテスターによ
るピンホールテストの結果、ピンホールは認められなか
った。該複合物のライニング層のパーコール硬度は室温
テロ 3.14.0℃で48であり市販樹脂の甲では非
常に硬い。またASTM D−1175に準拠したテー
パー摩耗試験結果は17であり、優れて変化も認められ
なかった。つぎにそれぞれ30%塩酸水浴液、20循力
性ソーダ水溶液、トルエンおよびトリクレンの入った各
容器に該複合物を浸漬し、80℃に保って30日間靜装
した後取出し、水洗後ライニング層の変化を顕微鏡観察
した結果30%塩酸水溶液、20係力性ソーダ水溶液お
よびトリクレン甲では何らの変化も認められず、トルエ
ン甲ではわずかに表面の光沢が失なわれてい耐摩耗性や
硬度に優れ、広く薬品類の容器、配管等に適するもので
ある。The present invention will be specifically explained below using practical examples, but the present invention is not limited to these examples in any way. , Example 1 One side of a steel plate of 31 to 31 mm was sandblasted, then acid-purified and degreased.
Aromatic polyetherketone resin powder (average particle size 56 μm) having a melt viscosity of 1801'a-see at 0°C and a sliding speed of 5 x 102 sec'' was heated in an electric furnace maintained at 380'C to form the steel plate. The resin bath melt was spread thinly and uniformly on the sandblasted surface of the copper plate and melted. After repeating this operation three times and uniformly removing the resin from the surface of the copper plate, the electric furnace was maintained at 200'C for about 1 hour. The average thickness of the lining layer of the obtained composite was 0.83+no+ as a result of measurement using an electromagnetic film thickness meter. The density measurement result is ・1.313?/
crA, and the crystallinity calculated by the method described above was 35.6%. Furthermore, as a result of a pinhole test using a spark tester, no pinholes were found. The Percoll hardness of the lining layer of the composite is 48 at a room temperature of 3.14.0°C, which is extremely hard compared to commercially available resin shells. Further, the taper abrasion test result based on ASTM D-1175 was 17, which was excellent and no change was observed. Next, the composite was immersed in each container containing a 30% hydrochloric acid aqueous solution, a 20% circulating soda aqueous solution, toluene, and trichlene, kept at 80°C for 30 days, and then taken out. After washing with water, the lining layer was removed. As a result of microscopic observation of changes, no changes were observed in 30% hydrochloric acid aqueous solution, 20% strength soda aqueous solution, and Trichlorene shell, while toluene shell had a slight loss of surface gloss and had excellent abrasion resistance and hardness. It is suitable for a wide range of chemical containers, piping, etc.
比較例1
実:Mii例1と同一条件で測定された溶融粘度が63
0 Pa−5ecの芳香族ポリエーテルケトン樹脂粉末
(平均粒径210μm)を、実施例1と同様に前処理さ
れ、、400℃の電気炉中で予熱された厚さ3同の鋼板
のサンドブラスト処理面に散布し、溶融させて禎覆した
後に同様に結晶化させた。得られた複合物のライニング
層の厚さは1.31111であり、樹脂の結晶化度は2
7.396であったが、ピンホールテストの胎果該複@
物には無数のピンホールが認められ1.実施例1と同様
の耐薬品性試験を実施することはできなかった。このよ
うに本発明で規定する分子鎖長以−ヒの(すなわち溶融
粘度が500Pa−see以、トの9樹脂を用いた場合
には成形温度を高くしたにもかかわらず、ピンホールの
無イ均一なライニング層を成形することは難しく、この
ような樹脂は本発明の目的とする分野には逼していない
。Comparative Example 1 Actual: Melt viscosity measured under the same conditions as Mii Example 1 was 63
Aromatic polyetherketone resin powder (average particle size 210 μm) of 0 Pa-5ec was pretreated in the same manner as in Example 1, and a steel plate of the same thickness 3 was preheated in an electric furnace at 400 °C. It was sprinkled on a surface, melted, and then crystallized in the same manner. The thickness of the lining layer of the obtained composite is 1.31111, and the crystallinity of the resin is 2.
It was 7.396, but the fetal result of the pinhole test was
There are countless pinholes on the object.1. It was not possible to carry out the same chemical resistance test as in Example 1. As described above, when using a resin with a molecular chain length longer than the molecular chain length specified in the present invention (that is, a melt viscosity of 500 Pa-see or higher), no pinholes were produced despite the high molding temperature. It is difficult to form a uniform lining layer, and such resins are not suitable for the field targeted by the present invention.
実施例2
実施例1で用いた芳香族ポリエーテルケトン樹脂粉末1
00重量部と耐蝕コーティンググレードの市販ポリフッ
化ビニリデン樹脂粉末(平均粒径45μm)6Q重ジ部
(約31容積パーセント)とをヘンンエルミキサーでド
ライブノンドした。つき°に実施例1と同様に該混合樹
脂粉末を前処理した鋼板上に380℃で散布・溶1被覆
し、200℃にて結晶化させた。得られた複合物のライ
ニング層の厚きは0.95 wrmであり、ピンホール
は無かった。該V合物Cノライニング層のパーコール硬
度は室温で32であり、テーパー摩耗試験は12であっ
た。ブレンドによって硬度は低下するが耐摩耗性は向上
している。また落球衝撃試験でも合格し、実施例1と同
一の条件下での高温耐薬品性試験では、トルエンとトリ
クレンに対してわずかに表面の光沢が失なわれた程度で
ピンホールはなく、広く高温耐薬品性を要求されるプラ
ント類に適している。Example 2 Aromatic polyetherketone resin powder 1 used in Example 1
00 parts by weight and 6Q heavy parts (about 31 volume percent) of commercially available polyvinylidene fluoride resin powder of corrosion-resistant coating grade (average particle size 45 μm) were dry-dried in a Hennel mixer. The mixed resin powder was then sprayed and melted onto a pretreated steel plate at 380°C in the same manner as in Example 1, and then crystallized at 200°C. The thickness of the lining layer of the resulting composite was 0.95 wrm and there were no pinholes. The Percoll hardness of the V compound C lining layer was 32 at room temperature, and the taper abrasion test was 12. The blend reduces hardness but improves wear resistance. It also passed the falling ball impact test, and in the high-temperature chemical resistance test under the same conditions as Example 1, there was only a slight loss of surface gloss against toluene and trichlorene, and there were no pinholes. Suitable for plants that require chemical resistance.
実施例3
実施例1で用いた芳香族ポリエーテルケトン樹脂粉末1
00重量部と60メツシユパスのガラスフレーク75重
量部(約29容積パーセント)とをヘンシェルミキサー
を用いて均一に混合した。Example 3 Aromatic polyetherketone resin powder 1 used in Example 1
00 parts by weight and 75 parts by weight (about 29 volume percent) of glass flakes of 60 mesh passes were uniformly mixed using a Henschel mixer.
つさ゛に実施例1と同様に該混合粉末を前処理した鋼板
上に395°Cで散布し、浴融被覆せしめた後200°
Cにて結晶化させた。得られた複合物のライニング層の
厚さは約1.5聴であり、ピンホールは無かった。該複
合物のライニング層のパーコール硬度は室温で71であ
り、テーパー摩耗試験結果は10であり、落球衝撃試験
でも合格した。このようにガラスフレークをブレンドす
ることにより、硬度および耐摩耗性は向上する。さらに
実施例1と同一条件下での高温耐薬品性試験の結果、ト
ルエンとトリクレンに対してわずかに表面の光沢が失な
われた程度でピンホールは無く、広く高温耐薬品性をを
求されるプラント類に適している。First, the mixed powder was sprinkled on a pretreated steel plate at 395°C in the same manner as in Example 1, and after bath melt coating, it was heated at 200°C.
It was crystallized at C. The thickness of the lining layer of the resulting composite was approximately 1.5 mm and there were no pinholes. The Percoll hardness of the lining layer of the composite was 71 at room temperature, the taper abrasion test result was 10, and it passed the falling ball impact test. By blending glass flakes in this way, hardness and abrasion resistance are improved. Furthermore, as a result of a high-temperature chemical resistance test under the same conditions as in Example 1, there was only a slight loss of surface gloss against toluene and trichlorene, and there were no pinholes, indicating that high-temperature chemical resistance is widely required. Suitable for plants that
比較例2
ライニング用樹脂として実施例2で用いたポリフッ化ビ
ニリデン樹脂粉末を用い、320℃の電気炉中で焼付は
被覆を行った。得られた複合物のライニング層の厚さは
約1.3騰であり、ピンホールは無かった。該複合物の
ライニング層のパーコール硬度は室温でOであり、テー
パー摩耗試験結果は11であり、落球衝撃試験でも合格
した。このようにポリフッ化ビニリデン樹脂は硬度に乏
しく、スラリー等の配管内面ライニング等には適さない
。また実施例1と同一条件下での高温耐薬品性試験の結
果、トルエンに対してはクレージングが生じ、トリクレ
ンに対しては一部溶解して使用に耐えない。このように
、従来の最高級のライニング用樹脂でも特に極性有機溶
媒に対しては高温耐薬品性に乏しく、本発明による実施
例1に劣るものである。Comparative Example 2 The polyvinylidene fluoride resin powder used in Example 2 was used as the lining resin, and baking was performed in an electric furnace at 320°C. The thickness of the lining layer of the resulting composite was about 1.3 mm and there were no pinholes. The Percoll hardness of the lining layer of the composite was O at room temperature, the taper abrasion test result was 11, and the falling ball impact test was also passed. As described above, polyvinylidene fluoride resin has poor hardness and is not suitable for internal lining of pipes such as slurry. Further, as a result of a high temperature chemical resistance test under the same conditions as in Example 1, crazing occurred when exposed to toluene, and a portion dissolved when exposed to trichlene, making it unusable. As described above, even the highest grade conventional lining resin has poor high temperature chemical resistance, especially to polar organic solvents, and is inferior to Example 1 according to the present invention.
比較例3
ライニング用樹脂として市販高密度ポリエチレン樹脂粉
末(平均粒径100μm)を用い、220℃の電気炉中
で実施例1と同様に鋼板上に樹脂被覆した。得られた複
合物のライニング層の厚さは約1.15ffffであり
、ピンホールは無かった。該複合物のライニング層のパ
ーコール硬度は室温で0であり、テーパー祐摩耗試験結
果は13であり、落球衝撃試験では合格した。また実施
例1と同一条件Fでの高温耐薬品性試験の結果、トルエ
ンおよびトリクレンに対しては一部溶解した。このよう
に従来の樹脂ライニングとして一般的なポリエチレン樹
脂では硬度に之しく、また無機薬品に対しては有効であ
るが有機薬品に対しては高温耐薬品性は悪く、本発明に
よる実施例1に比べて劣る。Comparative Example 3 A commercially available high-density polyethylene resin powder (average particle size: 100 μm) was used as a lining resin, and a steel plate was coated with the resin in the same manner as in Example 1 in an electric furnace at 220°C. The thickness of the lining layer of the resulting composite was about 1.15 ffff and there were no pinholes. The Percoll hardness of the lining layer of the composite was 0 at room temperature, the taper wear test result was 13, and the falling ball impact test was passed. Further, as a result of a high temperature chemical resistance test under the same conditions F as in Example 1, it was partially dissolved in toluene and trichlene. As described above, polyethylene resin, which is commonly used as a conventional resin lining, has low hardness and is effective against inorganic chemicals, but has poor high-temperature chemical resistance against organic chemicals. Inferior in comparison.
比較例4
実施例1において、該樹脂を380℃の電気炉中で溶融
被覆後直ちに電気炉より取出して冷水中に投入し、急冷
した。得られた複合物のライニング層は褐色の半透明で
あり非晶状態に近いと考えられる。つき°に該複合物を
200℃の熱プレス中で約20分間結晶化させた結果ラ
イニング層は淡褐色に失透し、その厚さは約0.92糊
であった。Comparative Example 4 In Example 1, the resin was melted and coated in an electric furnace at 380° C., and then immediately taken out of the electric furnace and put into cold water to be rapidly cooled. The lining layer of the obtained composite was brown and translucent, and is considered to be close to an amorphous state. Each time the composite was crystallized in a hot press at 200°C for about 20 minutes, the lining layer became light brown and devitrified, and its thickness was about 0.92 mm.
該複合物のライニング層樹脂の密度は1.28であり、
算出された結晶化度は11係であった。またピンホール
は認められなかった。該複合物のライニング層のパーコ
ール硬度は室温で37でアリ、テーパー摩耗試験結果は
17であり、落球衝撃性試験では合格した。さらに実施
例1と同一条件下での高温耐薬品性試験の結果、トルエ
ンに対してのみわずかにクレージングが発生しているこ
とが認められ、長期使用に対しては心配される。このよ
うに本発明による芳香族ポリエーテルケトン樹脂をライ
ニング層に使用しても、結晶化度が20係より少ない場
合には表面硬朋および高温耐薬品性の点で劣る。該樹脂
は濃硫酸以外の薬品には不溶ということは知られている
が、若干の有機溶媒に膨潤する性質も有しており、高温
耐薬品性が裂求される高級樹脂ライニング用途に対して
は結晶化度も重要なファクターである。The density of the lining layer resin of the composite is 1.28,
The calculated crystallinity was 11. Also, no pinholes were observed. The Percoll hardness of the lining layer of the composite was 37 at room temperature, the taper abrasion test result was 17, and it passed the falling ball impact test. Furthermore, as a result of a high temperature chemical resistance test under the same conditions as in Example 1, it was observed that crazing occurred slightly only in response to toluene, which is a concern for long-term use. As described above, even if the aromatic polyetherketone resin according to the present invention is used in the lining layer, if the crystallinity is less than 20, the surface hardness and high temperature chemical resistance will be poor. Although this resin is known to be insoluble in chemicals other than concentrated sulfuric acid, it also has the property of swelling in some organic solvents, making it suitable for high-grade resin lining applications that require high-temperature chemical resistance. Crystallinity is also an important factor.
実施例4
外径3インチ、長さ5.5m、肉厚4.21mの鋼管の
内面をサンドブラスト処理後酸洗浄および水洗した。つ
き“に400℃の電気炉で予熱した鋼管を回転はせなが
ら、実施例1で用いた樹脂を鋼管の内面に散布t、−”
%溶融被覆させ、さらに徐冷して結晶化させた。得ら
れた複合鋼管のライニング層の厚さは1.5胴であり、
ピンホールは無かった。別に準備した同一工程を経た試
験片の樹脂の結晶化度は25.9 ’1であった。この
ようにして得られた内面ライニング鋼管を実際のベンゼ
ン蒸留プラントの配管の一部に使用し、3ケ月間連続使
用後取外してfI、!察した結果、ライニング層の外観
上の変化およびピンホールは無く、高温耐有機溶剤性に
優れていることが判明した。Example 4 The inner surface of a steel pipe with an outer diameter of 3 inches, a length of 5.5 m, and a wall thickness of 4.21 m was sandblasted and then acid washed and water washed. While rotating the steel pipe preheated in an electric furnace at 400°C, the resin used in Example 1 was sprinkled on the inner surface of the steel pipe.
% melt coating, and was further slowly cooled to crystallize. The thickness of the lining layer of the obtained composite steel pipe was 1.5 mm,
There were no pinholes. The resin crystallinity of a separately prepared test piece that underwent the same process was 25.9'1. The internally lined steel pipe obtained in this way was used as part of the piping of an actual benzene distillation plant, and after three months of continuous use, it was removed and fI! As a result, it was found that there were no changes in the appearance of the lining layer and no pinholes, and that the lining layer had excellent resistance to high-temperature organic solvents.
特許出願人株式会社クラ し 代理人弁理士本多 竪 331−Patent applicant Kurashi Co., Ltd. Representative Patent Attorney Tate Honda 331-
Claims (1)
、かつ360〜400℃の温度で、10〜103sec
−”のずシ速度における溶融粘度が50〜500 Pa
−5ec の範囲にある結晶性熱可塑性芳香族ポリエ
ーテルケトンを主成分とし、該樹脂の分子鎖のうち20
〜50重量パーセントが結晶状態を形成している厚さ0
.05〜5mmのライニング層であシ、第2層が金属も
しくは金属ば化物、無機質焼結体のいずれかからなる基
体J―であり、第1層と第2層とが複合一体化された複
合物。 (2)第1層が、結晶性熱可塑性芳香族ポリエーテルケ
トン以外の熱可塑性樹脂を50容積バーセントヲ越えな
い範囲で含有してなる特許請求の範囲第1・項記載の複
合物。 (8)結晶性熱可塑性芳香族ポリエーテルケトン以外の
熱可塑性樹脂が、4フツ化エチレン樹脂、3フツ化塩化
エチレン樹脂、4フッ化エチレン−6フツ化プロピレン
共重合樹脂、4フッ化エチレン−全フッ化アルキルビニ
ルエーテル共重合樹脂、エチレン−4フツ化エチレン共
重合樹脂、エチレン−3フッ化塩化ビニル共重合樹脂、
7ツ化ビニリデン樹脂、フッ化ビニル樹脂、ポリエチレ
ンのいずれかである特許請求の範囲第2項に記載の複合
物。 (4)第1層が、無機質粉体50容積パーセントを越え
ない範囲で含有してなる特許請求の範囲第1項記載の複
合物。 (5)無機質粉体が、鱗片状無機化合物である特許請求
の範囲第4項記載の複合物。 (6)鱗片状無機化合物がガラスフレーク、層状黒鉛も
しくは雲母である特許請求の範囲第5項記載の複合物。Scope of Claims: (1) The first layer contains at least 70 moles of repeating units represented by the following formula I, and at a temperature of 360 to 400°C,
- Melt viscosity at 50 to 500 Pa
The main component is a crystalline thermoplastic aromatic polyetherketone in the range of -5ec, and 20% of the molecular chains of the resin are
0 thickness at which ~50 weight percent forms a crystalline state
.. A lining layer with a thickness of 0.05 to 5 mm is used, the second layer is a base J made of metal, a metal bide, or an inorganic sintered body, and the first layer and the second layer are integrated into a composite. thing. (2) The composite according to claim 1, wherein the first layer contains not more than 50 percent by volume of a thermoplastic resin other than crystalline thermoplastic aromatic polyetherketone. (8) Thermoplastic resins other than crystalline thermoplastic aromatic polyether ketone include tetrafluoroethylene resin, trifluorochloroethylene resin, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer resin, tetrafluoroethylene- Perfluorinated alkyl vinyl ether copolymer resin, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer resin, ethylene-trifluorinated vinyl chloride copolymer resin,
The composite according to claim 2, which is any one of vinylidene heptadide resin, vinyl fluoride resin, and polyethylene. (4) The composite according to claim 1, wherein the first layer contains an inorganic powder in an amount not exceeding 50% by volume. (5) The composite according to claim 4, wherein the inorganic powder is a scaly inorganic compound. (6) The composite according to claim 5, wherein the scaly inorganic compound is glass flakes, layered graphite, or mica.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1077183A JPH0243625B2 (en) | 1983-01-25 | 1983-01-25 | TAINETSUSEIOYOBITAIYAKUHINSEINISUGURETAFUKUGOBUTSU |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1077183A JPH0243625B2 (en) | 1983-01-25 | 1983-01-25 | TAINETSUSEIOYOBITAIYAKUHINSEINISUGURETAFUKUGOBUTSU |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59136249A true JPS59136249A (en) | 1984-08-04 |
JPH0243625B2 JPH0243625B2 (en) | 1990-10-01 |
Family
ID=11759592
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP1077183A Expired - Lifetime JPH0243625B2 (en) | 1983-01-25 | 1983-01-25 | TAINETSUSEIOYOBITAIYAKUHINSEINISUGURETAFUKUGOBUTSU |
Country Status (1)
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JP (1) | JPH0243625B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993008022A1 (en) * | 1991-10-15 | 1993-04-29 | Tadahiro Ohmi | Metallic material excellent in resistance to chemical solution and chemical solution treating device or parts thereof using said material |
JP2013126659A (en) * | 2011-12-16 | 2013-06-27 | Westinghouse Electric Germany Gmbh | Stirring tool, stirring device, and use of stirring tool and stirring device |
-
1983
- 1983-01-25 JP JP1077183A patent/JPH0243625B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993008022A1 (en) * | 1991-10-15 | 1993-04-29 | Tadahiro Ohmi | Metallic material excellent in resistance to chemical solution and chemical solution treating device or parts thereof using said material |
JP2013126659A (en) * | 2011-12-16 | 2013-06-27 | Westinghouse Electric Germany Gmbh | Stirring tool, stirring device, and use of stirring tool and stirring device |
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JPH0243625B2 (en) | 1990-10-01 |
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