DE1779905B2

DE1779905B2 - Tetrafluoräthylenpolymerrohr

Info

Publication number: DE1779905B2
Application number: DE1779905*CA
Authority: DE
Inventors: Winton Lloyd Lancaster Pa. Slade (V.St.A.)
Original assignee: Raybestos-Manhattan Inc Manheim Pa (vsta)
Current assignee: Raybestos-Manhattan Inc Manheim Pa (vsta)
Priority date: 1962-05-22
Filing date: 1963-05-21
Publication date: 1975-09-18
Also published as: DE1779905A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Tetrafluoräthylenpolymerrohr nach Oberbegriff des Anspruchs 1.

Leitet man Rüssigkeiten oder Gase, wie flüssige Kohlenwasserstoffe, z. B. Flugzeugtreibstoffe, durch Tetrafluoriithylenpolymerschläuche. so bilden sich auf der Innenseite der Schläuche elektrostatische Ladungen hoher Spannung, die sich durch die Rohrwandung hindurch entladen können und dabei zu Zerstörungen der Rohrwandung und zum Ausfließen von Gas oder Flüssigkeit führen.

Das DT-Gbm 17 22 682 beschreibt Rohre zur Fortleitung pulverförmiger! oder körnigen Gutes im Mühlenbau, und diese Rohre bestehen aus hartgestellten Kunststoffen, insbesondere Hartpolyvinylchlorid, und sind auf der Innen- oder Außenfläche oder im gesamten Querschnitt durch Auf- bzw. Einbringen elektrischer Leiter oder Halbleiter elektrisch leitend gemacht, so daß die elektrischen Aufladungen über diese Leiter oder Halbleiter, die an einer beliebigen Stelle des Rohres mit Ende verbunden sind, ständig abfließen können. Die DT-AS 11 08020 und die US-PS 27 52 637 betreffen Kunststoffrohre, die über die ganze Wandungsdicke verteilt elektrisch leitende Teilchen enthalten. Diese Möglichkeit ist auch im DT-Gbm 17 22 682 angegeben. Eine solche Anordnung elektrisch leitender Teilchen über die gesamte Rohrwandungsdicke birgt nach wie vor die Gefahr eines Durchschlagens und Leckwerdens in sich. Wenn andererseits die elektrisch leitenden Teilchen nur auf der Oberfläche vorgesehen sind (DT-Gbm 17 22 682), ist die Leitfähigkeit der Rohrwandung zu gering, und es besteht die Gefahr eines Ablösens der elektrisch leitenden Teilchen, auch wenn der pulverförmige Leiter in der Rohroberfläche ganz eingebettet ist.

Zwar beschreibt die US-PS 25 01 690, daß es bekannt ist, Kunststoffrohre aus mehreren konzentrischen, für sich extrudierten Polymerschichten herzustellen, doch enthält keine der Druckschriften die technische Lehre, konzentrische Schichten in der Rohrwandung mit unterschiedlichem Antisil elektrisch leitender Teilchen zu versehen. Schließlich beschreibt das DT-Gbm 17 20 038 Mctallschiäuche mit einer fest darauf aufvulkanisierten Hülle aus Kautschuk oder kautschukähnlichen Mischungen, doch haben derartige Metallschläuche mit der Erfindung und der ihr zugrunde liegenden Problemstellung nichts zu tun, da sie wegen zu geringer Rexibilität nicht zum Transport etwa von Rugzeugtreibstcffen verwendet werden können.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, Tetrafluoräthylenpolymerrohre insbesondere zum Durchleiten flüssiger Treibstoffe zu bekommen, bei denen die auf der Innenseite aufgebauten elektrostatischen Ladungen unter Verwendung möglichst geringer Mengen elektrisch leitender Teilchen möglichst gut in Längsrichtung zu den Enden des Roh-

res hin abgeleitet werden, ohne daß die Gefahr eines Durchschlagens oder eines Ableitens der Ladung zur Rohraußenfläche hin besteht

Dies soll bei dem Tetrafluoräthylenpolymerrohr zum Durchleiten von Rüssigkeiten, insbesondere flüssiger Treibstoffe, mit darin über die ganze Länge fein verteil ten pulverförmigen, inerten, elektrisch leitenden Teilchen und mit metallischen Erdungsanschlüssen nach Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst werden, daß es aus zwei konzentrischen, für sich extrudierten Tetrafluoräthylenpolymerschichten besteht, von denen nur die innere die elektrisch leitenden Teilchen enthält, während die äußere frei von solchen Teilchen ist. daß die elektrisch leitenden Teilchen eine Teilchengröße von 10 bis 90 πιμ (Millimikron) besitzen und daß die metallischen Erdungsanschiüsse an den Rohrenden angebracht sind. Fs wird Schutz nur für die Gesamtheit der im Anspruch 1 enthaltenen Merkmale begehrt

Zweckmäßig enthält die innere Schicht 0,01 bis 0.5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,1 bis 0,25 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht des Tetrafluoräthylenpolymers, elektrisch leitende Teilchen.

Die erfindungsgemäßen Tetrafluoräthylenpolymerrohre haben den Vorteil, daß sie flexibel sind und durch die hindurchgeleiteten Treibstoffe nicht angegriffen werden und daß sich auf Hirer innenwand bildende elektrostatische Ladungen schnell zu den Rohrenden hin entladen, ohne die Möglichkeit zu haben, durch die Rohrwand hindurchzuschlagen und ein Leckwerden der Rohre zu bewirken.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben:

In der Hauptsache wird als Tetrafluoräthylenpolymer Polytetrafluorethylen, d. h. Tetrafluoräthylenhomopolymer, verwendet doch ist auch die Verwendung

so anderer Polymere mit einem Gehalt an Tetrafluoräthylen. z. B. Mischpolymere, möglich, die einen hohen Polymerisationsgrad und eine hohe Sintertemperatur besitzen und eine Verarbeitung im Strangpreßverfahren gestatten.

Die elektrisch leitenden pulverförmigen Teilchen, die gegenüber den durch die Rohre zu leitenden Rüssigkeiten oder Gasen inert sein müssen, sind beispielsweise Riißteilchen. Auf jeden Fall dürfen sich diese Teilchen bei der Sintertemperatur des Tetrafluoräthylenpolymers in der Größenordnung von 380^eC weder chemisch verändern noch zersetzen. Teilthengrößen im Bereich von 10 bis 25 ιτιμ sind möglich. Beispielsweise können Acetylenrußsorten verwendet werden, die hoch leitfähig sind. Besonders geeignet sind aber Rußsorten mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 19 ιημ, wie sie durch eine Aufpralltechnik gebildet werden.

Die Rohre können im Strangpreßverfahren mit ringförmigen Mundstücken hergestellt werden. Dabei wer-

Men durch zwei konzentrisch ineinanderliegende ring· förmige Mundstücke zwei unterschiedliche Bescbikkungsmasssn ausgepreßt von denen die durch das konzentrisch außenliegende Mundstück ausgepreßte Masse eine gewöhnliche Paste aus Tetrafluoräthylenpolymer ist, während die durch das konzentrisch innenliegende ringförmige Mundstück ausgepreßte Masse die elektrisch leitenden Teilchen enthält so daß man einen Preßling bekommt, der aus zwei konzentrischen Schichten aus Tetrafluoräthylenpolymcr besteht, von denen nur die innen; die elektrisch leitenden Teilchen enthält Der so erhaltene !Preßling wild anschließend auf eine Temperatur oberhalb der Sintertemperatur des Polymers erhilzt und die fertigen Rohre werden an ihren Enden mit metallischen Anschlüssen zur Erdung der von der innessn Schicht abgeleiteten elektrostatischen Ladungen versehen.

Man kann z. B. etwa 0,25 bis 30 Gewichtsprozent der kolloidalen Tetrafluorähtylenpolymerteilchen für die Innenschicht mit dem elektrisch leitenden Material und einem flüchtigen organischen Schmiermittel, wie beispielsweise gesättigten aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen, wie n-Octan, n-Nonan, n-Decan, Paraffinöl oder Kohlenwasserstoffgemischen, wie Leuchtöl oder Naphtha, vermischt und getrennt hiervon den Rest derTetralluoräthylenpolymerteilchen für die Innenschicht mit einem der obengenannten Schmiermittel vermischt und die beiden Gemische vor dem Strangpressen zu einem gleichförmigen Gemisch vereinigen. Dabei wird das flüchtige organische Schmiermittel zweckmäßig in einer Menge von etwa 17 bis 21% des Gesamtgewichtes von Polymer und Schmiermittel verwendet

Beispiel

2,5 g Ruß mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 19μ wurden in einem 11-!-Behälter mit 25 g Polytetrafluorethylen handelsüblicher Reinheit für Strangpreßverfahren zusammengewalzt Nach 5 Minuten wurde das Walzen unterbrochen, und 6 g weißes Schmieröl wurden zugesetzt sodann wurde 5 weitere Minuten gewalzt
Getrennt hiervon wurden in einem 7,5-1-Behälter 229 g weißes Schmieröl mit 975 g Polytetrafluorethylen ohne Ruß zusammengewaizt Sodann wurden die beiden Mischungen miteinander vereinigt und weitere 5 Minuten zusammengewalzt

In einem dritten Ansatz wurden 458 g weißes Schmieröl mit 1950 g Polytetrafluorethylen für die Außenschicht des Rohres zusammengewaizt

Nachdem die Gemische in verschlossenen Behältern einen Tag aufbewahrt worden waren, wurden sie mittels einer üblichen Strangpresse mit zwei konzentrisch angeordneten ringförmigen Mundstücken ausgepreßt wobei die rußhaltige Polytetrafluoräthylenpaste durch das konzentrisch innenliegende Mundstück und die rußfreie Polytetrafluoräthylenpaste durch das konzentrisch außenliegende Mundstück ausgepreßt wurde. Der so erhaltene zweischichtige, rohrförmige Strangpreßling besaß eine lichte Weite von ungefähr 5,6 mm und eine Wandstärke von etwa 3 mm, wobei die Dicke der rußhaltigen Innenschicht etwa 1 mm. die Dicke der ruSfreien Außenschicht etwa 2 mm betrug. Dieser Preßling wurde in einem Ofen derart erhitzt daß innerhalb von 2 Stunden eine Temperatur von 371⁰C erreicht war, um das weiße Schmieröl zu verflüchtigen, worauf anschließend noch eine halbe Stunde bei 371°C gesintert wurde. Stücke des gesinterten Rohres von etwa 60 cm Länge wurden unmittelbar nach dem Erhitzen in Wasser von 21⁰C geworfen, um sie abzuschrekken.

Um die Leitfähigkeit in der Längsrichtung der Rohre zu messen, wurden Proben derselben der Länge nach aufgeschlitzt und zwischen metallischen Endanschlüssen eingeklemmt. Der Abstand zwischen den metallischen Endanschlüssen betrug 57 mm. An die Proben wurde ein Gleichstrom mit Spannungen zwischen 200 und 1200 Volt angelegt, und der durch jede Probe in Längsrichtung fließende Strom wurde gemessen. Für jede Probe wurden Stromstärke und Spannung auf doppelt logarithmischem Papier aufgetragen. An dem besten geradlinigen Abschnitt mit 675 Volt wurde ein Stromwert abgelesen und als Leitfähigkeit in Mikroampere bei 300 Volt je 25 mm aufgezeichnet Die mittlere Leitfähigkeit von 10 Proben betrug bei der obigen Bestimmung 320 Mikroampere bei 300 Volt je 25 mm.

Claims

Patentansprüche:

l.Tetrafluoräthylenpolymerrohr zum Durchleiten "von Flüssigkeiten, insbesondere flüssiger Treibstoffe, mit darin über die ganze Länge fein verteilten ipalverförmigen, inerten, elektrisch leitenden Teilchen und mit metallischen Erdungsanschlüssen, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei konzentrischen, für sich extrudierten Tetrafluoräthylenpolymerschichten besteht, von denen nur die innere die elektrisch leitenden Teilchen enthält, während die äußere frei von solchen Teilchen ist, daß die elektrisch leitenden Teilchen eine Teilchengröße von 10 bis 90 πιμ besitzen und daß die metallischen Erdungsanschlüsse an den Rohrenden angebracht sind.
2. Tetrafluoräthylenpolymerrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schicht 0,01 bis 0,5 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0,1 bis 0.25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht de* Tetrafluoräthylenpolymers, elektrisch leitende Teilchen enthält.