DE1956279A1

DE1956279A1 - Verfahren zur chemischen Absaettigung der Oberflaeche organischer Polymere zur Verringerung der chemischen Angreifbarkeit

Info

Publication number: DE1956279A1
Application number: DE19691956279
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Schmitt Bernhard F
Original assignee: SCHMITT BERNHARD F DIPL ING
Current assignee: SCHMITT BERNHARD F DIPL ING
Priority date: 1969-11-08
Filing date: 1969-11-08
Publication date: 1971-05-27

Description

Verfahren zur chemischen Absättigung der Oberfläche organischer Polymere zur Verringerung der chemischen Angreifbarkeit Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur chemischen Absättigung der Oberfläche organischer Polymere zur Verringerung der chemischen Angreifbarkeit.
Natürliche und synthetische organische Polymere, z.B. Vberzüge (Anstriche) aus natürlichen oder synthetischen Lackharzen, enthalten auch nach der Aushärtung bzw. Trocknung noch einen Teil, bis zu ca.
5 *, reaktionsfähiger Gruppen, zumeist in Form von Doppelbindungen oder Hydroxyl-Gruppen. Während diese Polymere den üblichen Ansprüchen genügen und in Form von ueberzügen einen genügenden Korrosionsschutz geben, sind sie Jedoch in den Fällen verbesserungsbedürftig, wenn chemische Reaktionen zwischen Polymeroberfläche und einer gasförmig, flüssig oder fest aufgebrachten chemischen reaktionsfähigen Substanz ausgeschlossen werden sollen.
Dieser Fall ist beispielsweise gegeben, wenn eine organische polymere Oberfläche, z.B. ein Anstrich, mit einer radioaktiven Substanz kontaminiert wird.
So läßt sich bei einer Kontamination mit 131J nur der Anteil des Jods ohne Beschädigung oder Zerstörung der Anstrichoberfläche durch Spülen mit Wasser oder wässeriggen Lösungen entfernen, der nicht zur Absättigung reaktionsfähiger Bindungen an oder in der Oberfläche des Anstrichs chemisch gebunden wird und dann physikalisch auf der Oberfläche des Anstrichs haftet.
Um Polyäthylenfilme, - flaschen u. dgl. für Gase, flüchtige Bestandteile von Riechstoffen, aromatische Geruchsstoffe u. dgl. undurchlässig zu machen, ist es bekannt, die Polyäthylengegenstände nach deren Oberflächenreinigung bei Zimmertemperatur oder bei einer Temperatur bis 500C mit Fluor oder einem Gasgemisch von Fluor und einem inerten Gas in Kontakt zu bringen, wobei die Berührungszeit von der Fluorkonzentration, der Temperatur und der Stärke der zu behandelnden Polyäthylengegenstände abhängt. Eine derartige Oberflächenbehandlung mit Fluor ist nur dann wirtschaftlich, wenn es sich um Gegenstände aus Polyäthylen mit kleinen Abmessungen oder um Flaschen handelt, deren Innenwandungflächen gegenüber leicht flüchtigen Chemikalien, wie beispielsweise Allylcarpronat, undurchlässig gemacht werden sollen. Die Behandlung von großen Oberflächen mit Fluor oder einem Fluor enthaltenden Gasgemisch ist unwirtschaftlich und in der Praxis nicht durchführbar.
Ein Schutz gegen diese Oberflächenreaktionen wurde bisher erreicht durch a) Aufbringen eines Abziehlacks. Diese Lacke sind kaum noch üblich, da durch Alterung eine Versprödung auftritt und dieser Lack sich nicht mehr in größeren Flächen abziehen läßt.
b) einen Wachsüberzug, der durch Iosungsmittel entfernt werden kann.
c) Uberkleben mit Selbstklebefolien, die abziehbar sind.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur chemischen Absättigung der Oberfläche organischer Polymere zur Verringerung der chemischen Angreifbarkeit zu schaffen, das wirtschaftlich ist und durch das die chemische Reaktionsfähigkeit der- Polymeroberfläche so stark vermindert wird, daß ohne die voranstehenden, unter a) bis c) genannten Verfahren eine leichte Reinigung bzw. Dekontamination der Oberfläche mit milden Reinigungsmitteln, d.h. ohne Beschädigung oder Aufrauhung der Oberfläche, durchführbar ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur Herstellung einer reaktionsträgen organischen Polymeroberfläche vorgeschlagen, nach dem gemäß der Erfindung reaktionsfreudige chemische Gruppen in der Oberfläche des organischen Materials, wie Doppelbindungen, Hydroxyl-, Aldehyd-, Amid-, Amin-, Peroxy-, Isocyanat-, Cyanat-, Urethan- und sonstige Gruppen von Polymerbasis oder Härter oder von Oxid-, Sulfid- oder sonstige reaktionsfähige Gruppen eines Pigmentes durch Reduktion und/ oder Halogenierung nach der Aushärung in reaktionsträgere Gruppen übergeführt werden. Hiernach werden durch Halogenierung oder Hydrierung die reaktionsfähigen Bindungen einer organischen Polymer-Oberfläche nach ihrer Fertigstellung oder nach der Aushärtung in wenig reaktionsfähige Bindungen übergeführt.
Die Oberfläche von Polymeren, z.B. Halbzeug (Folien, Platten, Bänder) und Fertigteilen aus Polyvinylchlorid, Polyester, Polyäthylen u. dgl. sowie von Anstrichen mit einem Restanteil chemisch reaktionsfähiger Gruppen, z.B. von Chlorkautschuklacken, Epoxydharzlacken, Alkydharzlacken, Lacken aus modifizierten Alkydharzen, Polyesterlacken einschließlich DD-Lacken u. dgl., werden mit einem Halogenierungsmittel, z.B. mit verdünntem Chlorwasser bzw. Hypochloritlösung, oder mit einer jodhaltigen Jodidlösung bis zur Sättigung halogeniert oder mit einem Hydrierungsmittel bzw. Reduktionsmittel, z.B. Wasserstoff, hydriert, wobei unter organischen Polymeren Halbzeug oder Fertigerzeugnisse aus organischem, durch Polymerisation, Polykondensation oder Polyaddition entstandenem Material, z.B. Polyesterfolien, Polyamidspritzgußteile, Epoxydharzlackanstriche u. dgl., verstanden werden.Vorhandene Doppelbindungen an oder nahe der Oberfläche werden hiernach halogeniert oder durch Hypochlorit in -CH -CH - Gruppen (Chlorhydrin-OH C1 synthese) oder durch Hydrierung in gesättigte Bindungen übergeführt.
Die Erfindung wird an nachstehenden Ausführungsbeispielen erläutert: Beispiel 1: Der Wandanstrich eines Farbstofflabors, eines radiochemischen oder eines biologischen Labors wird z.B. mit Chlorkautschuklack oder einem Epoxydharzlack fachgerecht ausgeführt. Nach der Durchhärtung des letzten Lackauftrages wird die Wand mit verdünntem Ohlorwasser (gesättigtes Chlorwasser 1 : 10 mit Wasser verdünnt), gegebenenfalls unter Zusatz eines Netzmittels und/oder eines Thixotropiermittels, benetzt. Die Benetzung kann z.B. mittels eines Schwammes oder durch Auf sprühen durchgeführt werden. Anstelle von Chlorwasser kann eine verdünnte Lösung von NaOCl oder CaOC12 (Chlorkalk), die mit einer stöchiometrischen oder unterstöchiometrischen Menge Salzsäure versetzt wird, verwendet werden.
Beispiel 2: Der Anstrich von Labormöbeln mit einem -Alkydharzlack (rein oder modifiziert), mit Epoxydharzlack oder einem Polyesterlack (z.B. DD-Lack) kann auf gleiche Weise bis zur Sättigung der Doppelbindungen chloriert werden. Einwirkungszeit bei diesem Verfahren bei konzentrierteren Lösungen ca.
10 Minuten, bei verdünnten Lösungen ca. 24 Stunden.
Danach Abwaschen mit Wasser zur Reinigung von Rückständen.
Beispiel 3: Geräte, die lackiert sind, können durch Tauchen in ein Bad halogeniert werden, wenn dieses Bad freies Halogen enthält. Ein solches Bad kann z.B.
aus einer neutralen Kaliumjodidlösung (ca. 10 % KJ in Wasser) bestehen, in dem durch Durchleiten von Luft KJ teilweise zu J2 oxydiert wird. Durch Erwärmen des Bades kann die Tauchzeit auf wenige Minuten verkürzt werden.
Beispiel 4: Ein Spritzgußteil aus Polyamid wird in einem Autoklaven unter Wasserstoff gesetzt und Temperatur oder/und Druck erhöht. Das Spritzgußteil kann dabei nur von Wasserstoff oder von Wasser oder von einer Reduktionsmittel enthaltenden Lösung, z.B.
Hydroxylaminchlorhydratlö sung, umgeben sein.
Die genannten Verfahren sind nicht anwendbar auf Anstriche auf Leinöl-Fettsäure-Basis (sogenannter 1-farbe), d diese durch die Oxydationswirkung freier Halogene zerstört werden.
Durch Halogenierung abgesättigte Oberflächen organischer Polymere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich von Verunreinigungen leichter reinigen, da nur noch physikalische Haftung und Adsorption an diesen Oberflächen stattfinden kann, aber keine chemische Bindung stattfindet. Besonders bei einer Verunreinigung (Kontamination) durch organische Farb-Stoffe, 131 J-Lösungen, organische 14C-, 3H- und Verbindungen ist eine Reinigung (Dekontamination) unter milden Bedingungen, z.B. durch Waschen mit Wasser oder Tensidlösungen, erheblich erleichtert.
Patentansprüche:

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur chemischen Absättigung der Oberfläche organischer Polymere zur Verringerung der chemischen Angreifbarkeit, dadurch gekennzeichnet, daß reaktionsfreudige chemische Gruppen in der Oberfläche des organischen Materials, wie Doppelbindungen, Hydroxyl-, Aldehyd-, Amid-, Amin-, Peroxy-, Isocyanat-, Cyanat-, Urethan- und sonstige Gruppen von Polymerbasis oder Härter oder von Oxid-, Sulfid- oder sonstige reaktionsfähige Gruppen eines Pigmentes durch Reduktion und/oder Halogenierung nach der Aushärtung in reaktionsträgere Gruppen übergeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halogenierung oder die Reduktion durch eine gasförmige Phase durchgeführt wird.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halogenierung oder die Reduktion durch eine wässerige Lösung des Halogenierungs- oder Reduktionsmittels durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halogenierung oder die Reduktion durch Berieseln, Besprühen oder sonstiges Befeuchten durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halogenierung oder die Reduktion durch Tauchen durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Halogenierungsmittel verdünntes Chlorwasser angewandt wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Halogenierungsmittel eine verdünnte Lösung von NaOCl verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Halogenierungsmittel eine verdünnte Lösung von CaOC12 verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den verdünnten Lösungen von NaOCl oder CaOC1 eine stöchiometrische oder unstöchiometrische Menge an Salzsäure zugesetzt wird.
lo, Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Halogenierungsmittel ein Netzmittel und/oder ein Thixotropiermittel zugesetzt wird.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Halogenierungsmittel ein freies Halogen enthaltendes Bad verwendet wird, das aus einer neutralen Kaliumjodidlösung besteht und durch das Luft hindurchgeleitet wird.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Reduktionsmittel Wasserstoff oder eine Hydroxylaminchloridlösung verwendet wird.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halogenierung oder die Reduktion bei erhöhtem Druck und/oder bei erhöhter Temperatur durchgeführt wird.