NL7905060A

NL7905060A - Werkwijze voor het aanbrengen van een polymeerlaag op een metalen oppervlak, polymeer-poeder geschikt voor deze werkwijze en metalen voorwerpen bekleed met een polymeerlaag.

Info

Publication number: NL7905060A
Application number: NL7905060A
Authority: NL
Original assignee: Stamicarbon
Priority date: 1979-06-29
Filing date: 1979-06-29
Publication date: 1980-12-31
Also published as: ATE5971T1; PT71459A; DK276880A; AU5970580A; DE3066264D1; ES492746A0; ES8103140A1; EP0021533A1; US4307133A; AU536908B2; NO801953L; JPS567668A; EP0021533B1; FI802033A

Description

f - * ί ί STAMICARBON B.V.

Uitvinder: Frans J.J. Haselier te Schinnen 1 3112

WERKWIJZE VOOR HET AANBRENGEN VAN EEN POLYMEERLAAG OP EEN METALEN OPPERVLAK, POLYMEER-POEDER GESCHIKT VOOR DEZE WERKWIJZE EN METALEN VOORWERPEN BEKLEED MET EEN POLYMEERLAAG

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het aanbrengen van een polymeerlaag op een metalen oppervl k waarbij men poeder van een of meer polyolefinen aanbrengt op een verhit metalen oppervlak.

5 Deze werkwijze is vrij algemeen bekend en wordt vooral toe gepast voor het aanbrengen van een polymeerlaag op metalen buizen, teneinde corrosie tegen te gaan. Dit betreft onder andere buizen voor gas- en olietransport die in de grond worden gelegd, maar ook andere metalen voorwerpen kunnen op deze wijze voorzien worden van een poly-10 meerlaag.

Bij een dergelijke werkwijze doen zich een tweetal problemen voor.

Het eerste probleem betreft de hechting van de polymeerlaag op het metaal. In de literatuur is reeds voorgesteld om allerlei hechtver-beteraars toe te passen, zoals etheenvinylacetaatcopolymeren e.d.

15 De toepassing van deze hechtverbeteraars geschiedt in het algemeen in de vorm van een extra laag die voorafgaand aan de polymeer-, in het bijzonder polyetheenlaag,wordt opgebracht. Dit betekent echter een extra verwerkingsstap hetgeen niet gewenst is omdat dit leidt tot kostprijsverhoging. Een mogelijke oplossing voor dit probleem zou 20 zijn om uit te gaan van ongestabiliseerd lage dichtheid polyetheen.

Door de specifieke eigenschappen van dit polyetheen zoals o.a. korte zijketens, zal dit polyetheen onder invloed van de warmte die in het voorverwarmde metalen voorwerp, in het bijzonder de buis, aanwezig is, oxyderen en daardoor beter aan de buis hechten. Een polyetheen-25 laag die op deze wijze op een metalen voorwerp is aangebracht, heeft echter niet voldoende stabiliteit om over een voldoende lang aantal jaren tegen weersinvloeden bestand te zijn. Hiermee wordt in feite het tweede probleem naar voren gebracht, nl. de eis dat de polyetheen-laag gedurende een voldoende lange tijd bestand moet zijn tegen 30 weersinvloeden. Hiertoe moet het polymeer een stabilator bevatten.

Indian men echter uitgaat van een polymeerpoeder dat voldoende gestabiliseerd is om een polymeerlaag te geven die gedurende enkele 790 5 0 60 « * 2 tientallen jaren bestand is tegen weersinvloeden, dan zal het polymeer tijdens het aanbrengen niet voldoende hechten op het metaal.

De oplossing van het ene probleem brengt dus in feite 5 het andere probleem met zich mee. Het doel van de uitvinding is een werkwijze als bovenomschreven te verschaffen, waarbij deze problemen zich geen van beiden voordoen.

De uitvinding wordt hierdoor gekenmerkt, dat men een poeder mengsel gebruikt, dat bestaat uit 0,5 - 80 gew. % ongesta-10 biliseerd polyetheenpoeder en 20 - 99,5 gew. % van een poeder van een gestabiliseerd polyolefine.

Onder stabilisatie· wordt in dit verband de stabilisatie tegen oxidatie en thermische afbraak verstaan, terwijl geringe hoeveelheden stabilisator (in de grootte-orde van enkele tiental-15 len delen per miljoen) die bijvoorbeeld bij de hogedrukpolymeri-satie van etheen als verontreiniging via de hulpstoffen, pompen en compressoren in de produkten komen, buiten beschouwing blijven.

Als polyolefine past men bij voorkeur polyetheen toe, terwijl meer in het bijzonder voor het gehele mengsel uitgegaan 20 wordt van polyetheen met een dichtheid gelegen tussen 915 en 3 940 kg/m . Een dergelijk polyetheen kan per 1000 koolstof atomen 10 - 50 eindstandige methylgroepen bevatten.

Verrassenderwijs is gebleken, dat indien men uitgaat van een dergelijk poeder, dus een mengsel van een gestabiliseerd polymeer-25 poeder en een ongestabiliseerd polyetheenpoeder, dat dan de problemen die hierboven geschetst zijn niet optreden. De hechting van de polymeerlaag op de metalen voorwerpen is zeer goed, terwijl ook de bestendigheid tegen weersinvloeden gedurende zeer lange tijd aanwezig is. Het is zeer verrassend dat dit optreedt, aangezien toch 30 een deel van de polymeerpoeder in ongestabiliseerde vorm aanwezig is en het voor de vakman te verwachten is, dat dit ongestabiliseerde bestanddeel tenminste gedeeltelijk de bestendigheid tegen weersinvloeden zal verminderen. Anderzijds zou men mogen verwachten dat de stabilisatie van een gedeelte van het produkt de 790 5 0 60 3 hechting ernstig zou schaden. Echter uit proeven is gebleken, dat dit juist niet het geval is.

In een voorkeurs-uivoeringsvorm van de uitvinding past men 1-25 gew. % ongestabiliseerd polyetheenpoeder toe in het 5 totale mengsel. Gebleken is dat binnen deze grenzen het optimum ligt voor wat betreft hechting en stabiliteit.

Bij voorkeur bedraagt de totale hoeveelheid stabilisator in het gestabiliseerd poeder 0,01 - 5,0 gew. %, respectievelijk 0,05 - 2,0 gew. %, Zoals hierboven reeds is aangegeven kan het on-10 gestabiliseerde poeder ook nog geringe, onwerkzame hoeveelheden stabilisator bevatten die op grond van de bereidingswijze onvermijdelijk in het eindprodukt komen. Deze hoeveelheden liggen echter ver onder de 100 delen per miljoen.

Geschikte stabilisatoren voor de werkwijze volgens de 15 uitvinding zijn bijvoorbeeld fenolische antioxidanten (eventueel sterisch gehinderd), fosfieten en/of zwavelhoudende antioxidanten.

Eventueel kan het poeder nog een hoeveelheid roet bevatten, alsmede andere additieven.

Afhankelijk van de toegepaste techniek voor het aan-20 brengen van het poeder en de aard van het metaaloppervlak zal men de gemiddelde deeltjesgrootte van het poeder kiezen. Veelal zal deze liggen tussen 0,1 en 0,5 mm.

Voor het vervaardigen van het polymeerpoeder zijn de gebruikelijke technieken bruikbaar. De voorkeur wordt gegeven aan 25 malen van polymeerkorrels, in gebruikelijke maal-inrichtingen, tot de gewenste deeltjesgrootte.

De temperatuur van het metaaloppervlak tijdens het aanbrengen wordt in hoofdzaak bepaald door de warmteinhoud van het metaal die nodig is om het poeder te smelten en de hechting tot 30 stand te brengen.

De verhitting van het metaaloppervlak gebeurt meestal voordat het poeder er op wordt aangebracht, teneinde ongelijkmatige hechting en porositeit van de polymeerlaag te voorkomen.

De verwarming kan gebeuren in ovens met behulp van hete 790 5 0 60 4 - ΐ lucht of directe vlammen. In speciale gevallen kunnen diverse vormen van straling gebruikt worden. Bij buizen kan het voordelig zijn over de gehele lengte van de buis te verhitten met behulp van gasvlammen die in of buiten de buis zijn opgesteld, terwijl de 5 buis langzaam roteert om zijn as.

De uitvinding is toepasbaar voor nagenoeg alle poeder-coating-technieken. Voorbeelden daarvan zijn vlamspuiten, wervel-sinteren, rotatiegieten, poederstrooien en elektrostatisch coaten.

De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand van enkele 10 voorbeelden maar is daar niet toe beperkt.

Voorbeeld I tot XII

Een stalen buis met een diameter van 170 mm werd verhit tot 340 °C, waarna onder langzaam roteren van de buis om zijn as over de gehele lengte van de buis een laag polyetheenpoeder met 3 15 lage dichtheid (919 kg/m ) werd gestrooid. In de tabel zijn achtereenvolgens opgenomen het gew. % ongestabiliseerd polyetheen betrokken op het poedermengsel, het type stabilisator in de gestabiliseerde polyetheen, het percentage stabilisator in de gestabiliseerde polyetheen, de laagdikte, de hechting (bepaald volgens 20 NEN 6902), de langeduur-stabiliteit bepaald volgens NEN 6902 en de thermische stabiliteit, uitgedrukt als induktietijd bepaald met DSC (differential scanning calorimeter).

790 5 0 60 5 μ φ Ο ^ ·η owe

Ή Ο . \ -I \ -LA

«Ο© 44 ^ mmffl Ο ο «Ο Ο Ο ηοο cH2: ν ν § § fl φ ·Γ3 Η Η Η λ ^ ζ-ν ✓-ν r-s λ /->. ^ §25 2 § rti rti Λ Η· rti rt« rt. > > ° M Q - *Q Π C Éj 5 S s fi«S555SB 5 5 m r* ·Η ·η ·Η *ri ·Η ·Η ·Η ·Η Ό 05 ·ο 5 ιω βββββββ» s s

m!q ® o CM«5lO^*I>0)OrH

q v^z q ιΟίΟίΦϊ-ίτΗτΗτΗτ^ n W

s o \ z Λ

<N

M O Q m C 0¾ O ro £ 50 O H 7* II 8 ó ° o o o >o 8 ΰ o S 8

fiS rH «D ^rHOltOOlrHOOC- rH rH

Φ

-P

'O

g Is Ililiill i I § ® g π «« « ej Ό g jg ui © © o aS η h « n ui ui I 55 SS. °+°° o o o » .¾¾ 0*5 +^ 4. «u 4. * φ tl > 2 -P + o rH w rH w 3 + * S *“ ΟΛΟΙ ,Η rH H rH « « « M W rH -« g OS· 5 ï δ « o o o o o o o o o o o - C § ü •rH Φ « t' | £j S n Qi O, OOOÖ U oë oS oS o MS * « n 2 | rH I r-l I Ή P ? O Λ 5 Sa, O ft O ft O SS Sr.

M 2ffl ft tH m rH m rH >0 -PC

S ^ £§ S 2 S H0)O

!q ö§§aBSOBBS§S§§ScQ « M OP

S | ^ ^ ^ g ^ 5 ^ 2*“ Ef“ * | έ“ ia §)μ+·η·η·η»·η·η·ημ+μ+μ+ S af o Λ o O fi • μ oi in o A m

Λ H -P O

+* » Λ SH rH

2 ι-H ·ρ tj ja O M +J -Η Φ · “· ^ ** ** a .o ** ** o * * . §«5M§

°Λ 8 * ^OO^^OO6' ΙΟ lO rH Sd°SS

Ό rH Ό uO β> Ή O

rH O CO -P -P

Claims

1. Werkwijze voor het aanbrengen van een polymeerlaag op een metaaloppervlak, waarbij men poeder van een of meer polyolefinen aanbrengt op een verhit metaaloppervlak, met het kenmerk, dat men een poedermengsel gebruikt, dat bestaat uit 0,5-80 gew. % 5 ongestabiliseerd polyetheenpoeder en 20-99,5 gew, % van een poeder van een gestabiliseerd polyolefine.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men als polyolefine polyetheen gebruikt.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men 10 polyetheen gebruikt met een dichtheid gelegen tussen 915 en 940 kg/m^.

4. Werkwijze volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat men 1-25 gew. % ongestabiliseerd polyetheenpoeder en 75-99 gew. % gestabiliseerd polyolefinepoeder toepast.

5. Werkwijze volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat het gestabiliseerde poeder 0,1 tot 5,0 gew. % stabilisator bevat.

6. Werkwijze volgens een der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat men poeder gebruikt met een gemiddelde deeltjesgrootte (d50) tussen 0,1 en 0,5 mm.

7. Polymeerpoeder bestaande uit 0,5-80 gew. % ongestabiliseerd polyetheenpoeder en 20-99,5 gew. % gestabiliseerd polyolefiner poeder.

8. Metalen voorwerpen, meer in het bijzonder buizen, voorzien van een polymeerlaag, vervaardigd onder toepassing van de werk- 25 wijze volgens een der conclusies 1-6.

9. Werkwijze volgens conclusie 1, zoals beschreven en/of toegelicht aan de hand van de voorbeelden. 790 5 0 60