NL8801788A

NL8801788A - Buis uit vinylchloride kunststof en uit dergelijke buis vervaardigde drukleiding.

Info

Publication number: NL8801788A
Application number: NL8801788A
Authority: NL
Original assignee: Wavin Bv
Priority date: 1988-07-13
Filing date: 1988-07-13
Publication date: 1990-02-01
Also published as: WO1990000696A1; AU3859789A; AU627753B2; JPH04500402A; BR8907545A; EP0426703A1; EP0426703B1

Description

Buis uit vinylchloride kunststof en uit dergelijke buis vervaardigde drukleiding.

De uitvinding heeft in de eerste plaats betrekking op een buis uit thermoplastische kunststof op basis van een vynilchloride polymeer.

Dergelijke buizen worden op grote schaal geproduceerd door extruderen van polyvinylchloride waaraan in verband met verwerking en later gebruik additieven zijn toegevoegd welke uitvoerig in de relevante literatuur beschreven zijn.

Bij toepassing van dergelijk uit kunststof vervaardigde buizen wordt in toenemende mate de eis gesteld dat dergelijke buizen een goede doorscheurweerstand (fracture toughness) bezitten ten einde te kunnen garanderen dat bij gebruik van een dergelijke buis, in ingegraven toestand, als transportleiding voor bijvoorbeeld onder druk staand water, een buisbreuk wordt vermeden.

Uit de British Standard Specification BS 3505: 1986 is een voorschrift bekend voor het meten van de doorscheurweerstand van een buis uit ongeplasticeerd polyvinylchloride. Onderscheid wordt in de daarbeschreven meetwerkwijze gemaakt tussen de doorscheurweerstand als zodanig (Kc) en de doorscheurweerstand die is gecorrigeerd voor afmetings-invloeden van het monster (Kic).

Voor uitvoering van de meting wordt verwezen naar het hiervoor beschreven blad van het British Standards Institution.

De onderhavige uitvinding heeft ten doel een buis uit thermoplastische kunststof op basis van vinylchloride te verschaffen die een verhoogde doorscheurweerstand bezit waardoor een dergelijke buis geschikt wordt voor toepassing als drukleiding zonder daarbij echter gebruik te maken van uitzonderlijk grote wanddikten.

De buis wordt hiertoe volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de buis is vervaardigd uit een kunststof die tenminste een middel bevat waardoor de doorscheurweerstand (fracture toughness) van de gerede buis is verhoogd ten opzichte van de doorscheurweerstand van een identieke buis die is vervaardigd uit dezelfde kunststof waarin genoemd middel niet is opgenomen.

In het bijzonder worden goede resultaten verkregen met een buis waarin genoemd doorscheurweerstandverbeterend middel is opgenomen in een zodanige hoeveelheid dat de doorscheurweerstand met tenminste 4% is verhoogd en bij voorkeur is de hoeveelheid zodanig dat de doorscheurweerstand met tenminste 8% is verhoogd.

Verrassenderwijs is namelijk gebleken dat er een grote groep van middelen bestaat die een zeer goede invloed bezitten op de doorscheurweerstand van een buis.

Bedoelde groep van doorscheurweerstandsverbeterende middelen wordt gevormd door de groep van middelen die algemeen wordt toegepast voor het verbeteren van de slagtaaiheid van een buis.

Zoals hierna nog uitvoerig zal worden besproken blijken namelijk dergelijke kerfslagtaaiheidsverbeterende middelen, wanneer toegevoegd in een concentratie die zodanig is dat nog geen of slechts geringe invloed wordt waargenomen op de kerf slagtaaiheid, een uitgesproken gunstige invloed te vertonen op de doorscheurweerstand van een buis waaraan dergelijke middelen zijn toegevoegd.

In het algemeen wordt van de bekende kerfslagtaaiheidsverbeterende middelen een hoeveelheid van ongeveer 5 gew. % minimaal noodzakelijk geacht om enig effekt op de kerf slagtaaiheid te vertonen. Een lagere hoeveelheid heeft in het algemeen nauwelijks werking en wordt derhalve ook niet toegepast.

Gebleken is nu dat juist zeer geringe hoeveelheden van een dergelijk middel een aanmerkelijke invloed vertonen op de doorscheurweerstand van een buis die uit een kunststof is vervaardigd die een dergelijk middel bevat.

, Een algemene aanduiding van de middelen welke volgens de uitvinding kunnen worden toegepast voor het verhogen van de doorscheurweerstand is aangegeven in het kenmerk van conclusie 4. Opgemerkt wordt overigens dat de groep van toepasbare middelen niet tot de in bedoeld kenmerk aangegeven groep beperkt is. In dit verband wordt bijvoorbeeld verwezen naar de Europese octrooiaanvrage 0 224 913 waarin eveneens een groot aantal van middelen is vermeld welke in het kader van de uitvinding toepasbaar zijn voor het verhogen van de doorscheurweerstand van een uit polyvinylchloride vervaardigde buis.

Een volgens de uitvinding toe te passen middel voor het verhogen van de doorscheurweerstand is in het algemeen aanwezig in een hoeveelheid van 0,1 - 10 gew. % gebaseerd op de totale kunststof hoeveelheid en meer in het bijzonder in een hoeveelheid van 0,3-4 gew. %.

De uitvinding heeft eveneens betrekking op een drukleiding voor het transporteren van onder druk staande media die wordt gekenmerkt doordat deze is vervaardigd uit buis van kunststof die tenminste een middel bevat waardoor de doorscheurweerstand van de gerede buis is verhoogd ten opzicht van de doorscheurweerstand van identieke buis die is vervaardigd uit dezelfde kunststof waarin genoemd middel niet is opgenomen terwijl bedoeld middel in een zodanige hoeveelheid aanwezig is dat de doorscheurweerstand met tenminst 4% is verhoogd.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van een aantal grafieken waarin:

Figuur 1 een grafiek toont waarin de invloed van het percentage toegevoegde middel op de doorscheurweerstand en de vloeiweerstand is aangegeven.

Figuur 2 een grafiek toont waarin de tijd tot doorscheuren is aangegeven als funktie van een bepaalde ingestelde doorscheurbelasting waaruit de ware doorscheurweerstand na 15 minuten wordt bepaald.

Figuur 3 een formuleblad is waarop schematisch een tweetal volgens de uitvinding toepasbare polymere verbindingen is aangegeven.

In figuur 1 zijn grafieken getoond waarin voor twee verschillende doorscheurweerstandsverbeterende middelen, te weten een acrylaat type (PVC-A) en een gechloreerd polytheen type (CPE), de invloed op de doorscheurweerstand en de vloeiweerstand zijn aangegeven. Voor de diverse toevoegmiddelen is een correctieberekening uitgevoerd waarin is gecorrigeerd voor vloeispanning. Uit de grafiek blijkt dat voor een toevoegingspercentage van 1% voor PVC-A een optimum wordt bereikt terwijl daarnaast een geleidelijke daling van de vloeiweerstand bij een toenemend gehalte aan toegevoegd middel wordt waargenomen.

In de grafiek zijn tevens een tweetal meetpunten voor PVC-CPE opgenomen. De sterke stijging in doorscheurweerstand gaande van 0% toevoeging naar 1% toevoeging is ook daar waarneembaar.

Om een duidelijk inzicht te geven in de waarde welke wordt gemeten voor de doorscheurweerstand is in figuur 4 de tijd tot doorscheuren aangegeven als funktie van een bepaalde ingestelde doorscheurbelasting, waaruit de ware doorscheurweerstand na 15 minuten wordt bepaald. Op basis van het eerder aangeduide geschrift van het British Standards Institution BS3505: 1986 dient de Kic waarde na 15 minuten tenminste 3,25 te zijn. Het betreffende experiment werd uitgevoerd aan een PVC buis waaraan 2% acrylaat was toegevoegd. Duidelijk is waarneembaar dat in alle gevallen de gemeten Kic waarde meer dan 3,25 bedroeg. Na 15 minuten bedroeg de Kic waarde 4,56.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van een voorbeeld waarin een aantal proeven zijn aangegeven waarin het verloop van de doorscheurweerstand, en de vloeiweerstand zijn bepaald. In de hieronder aangegeven tabel zijn de samenstellingen van de toegepaste PVC kunststof aangeduid.

Code Toevoeging T 0% toevoeging V 0,5% acrylaat W 1,0% acrylaat X 2,5% acrylaat Y 1% gechloreerd polyteen.

Z 8% acrylaat

De vloeispanning werd bepaald uit de trekproef bij een treksnelheid van 5 mm per minuut. De gevonden waarden staan vermeld in de bijgevoegde tabel 1.

De bij deze proef gevonden waarden geven aan dat een concentratie van +1% van een middel dat verhogend werkt op de doorscheurweerstand een optimum betekent in de waarde der doorscheurweerstand.

Bij gehalten hoger dan 1% treedt een geringe daling van de doorscheurweerstand op en gaat het breukgedrag geleidelijk over van bros naar taai.

In figuur 3 zijn nog volledigheidshalve de globale formules weergegeven van een entpolymeer van PVC en gechloreerd polytheen (PVC-CPE) en een entpolymeer van PVC en een acrylaat (PVC-A). Het acrylaat entpolymeer omvat een met R aangegeven estergroep die gekozen kan zijn uit alkyl, aryl en alkoxy doch bij voorkeur uit alkyl met 2 tot 4 koolstofatomen. Desgewenst kan het toegepast acrylaat entpolymeer een zekere mate van verknoping ondergaan hebben zoals bij dergelijke produkten vaker wordt toegepast.

TABEL I

Recept Vloeispanning KIC-waarde na 15 min.

gecorr. voor vloeispanning (N/mm2) (MN/m2/2) T (0% toev.) 50,5 4,10 V (0,5 % acr) 49,4 4,92 W (1,0 % acr) 48,3 5,03 X (2,5 % acr) 46,6 4,97 Y (1,0 % CPE) 49,8 5,04 Z (8% acr) 38,0 4,0

Claims

1. Buis uit thermoplastische kunststof op basis van een vinylchloridepolymeer met het kenmerk dat de buis is vervaardigd uit een kunststof die tenminste een middel bevat waardoor de doorscheurweerstand (fracture toughness) van de gerede buis is verhoogd ten opzichte van de doorscheurweerstand (fracture toughness) van een identieke buis die is vervaardigd uit dezelfde kunststof waarin genoemd middel niet is opgenomen.

2. Buis volgens conclusie 1 met het kenmerk dat het middel waardoor de doorscheurweerstand is verhoogd in een zodanige hoeveelheid aanwezig is dat de doorscheurweerstand met tenminste 4% is verhoogd.

3. Buis volgens conclusie 1-2 met het kenmerk dat de doorscheurweerstand met meer dan 8% is verhoogd.

4. Buis volgens één of meer van de conclusies 1-3 met het kenmerk dat het middel waardoor de doorscheurweerstand is verhoogd gekozen is uit de groep van kerfslagtaaiheidsverbeterende middelen zoals gechloreerd polytheen, gechloreerd polytheen-vinylchloride entpolymerisaten, ethyleen-vinylacetaat-copolymerisaten, ethyleen-vinylacetaat/vinylchloride entcopolymerisaten, polyacrylzure ester/vinylchloride entpolymerisaten, acrylester/methylmetacrylaat entpolymerisaten, methylmetacrylaat-butadieen-styreen entpolymerisaten, acrylnitril-butadieen-styreen terpolymerisaten etc.

5. Buis volgens conclusie 4 met het kenmerk dat het middel waardoor de doorscheurweerstand is verhoogd aanwezig is in een hoeveelheid van 0.1-10 gew. % gebaseerd op de totale kunststofhoeveelheid.

6. Buis volgens conclusie 5 met het kenmerk dat het de doorscheurweerstand verhogende middel aanwezig is in een hoeveelheid van 0.3-4 gew. % gebaseerd op de totale kunststofhoeveelheid.

7. Drukleiding voor het transporteren van onder druk staande media met het kenmerk dat deze is vervaardigd uit buis van kunststof die tenminste een middel bevat waardoor de doorscheurweerstand (fracture toughness) van de gerede buis is verhoogd ten opzichte an de doorscheurweerstand (fracture toughness) van een identieke buis die is vervaardigd uit dezelfde kunststof waarin genoemd middel niet is opgenomen terwijl bedoeld middel in een zodanige hoeveelheid aanwezig is dat de doorscheurweerstand met tenminste 4% is verhoogd.