DE3047429A1 - "verfahren zum ummanteln von stahlrohren mit thermoplastischem kunststoff" - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ummanteln von Stahlrohren mit thermoplastischem Kunststoff, insbesondere
Polyaethylen, wobei die Mantelschicht und gleichzeitig die aus einem Äthylencopolymerisat bestehende
Haftkleberschicht als schlauchform!ge Folien
mit einem Zweikanal-Extruderkopf auf die auf Verarbeitungstemperatur
erwärmten Rohre aufgebracht werden und wobei das Äthylencopolymerisat vor dem Einbringen
in den Extruder durch Erwärmen vorgetrocknet wird.
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise mit der Verwendung eines Doppelspritzkopfes gemäß der DE-OS
19 57 078 bekanntgeworden. Da bei dem gleichzeitigen Extrudieren des Äthylencopolymerisat- und des Polyäthylenschlauches
in den Ringkanälen unterschiedliche Fließwiderstände entstehen können, die zu einer ungenügenden
Vereinigung der beiden Schläuche führen, sind in den Ringkanälen des Extruderkopfes exzentrisch
verstellbare Ringe angebracht, die so eingestellt werden, daß die Fließwiderstände einander angeglichen
werden können. Das Extrudieren des Äthylencopolymerisats
und des Polyäthylens erfolgt im Extruderkopf bei einer Temperatur von etwa 1700C und mit einer Fließgeschwindigkeit
von durchschnittlich 19,5 cm/sec. Die Ummantelungsgeschwindigkeit, d.h. die Geschwindigkeit des
sich durch den Extruderkopf bewegenden Rohres beträgt hierbei etwa 30 cm/sec.
Es hat sich nun gezeigt, daß die Klebkraft bzw. die Schälfestigkeit des aus dem Äthylencopolymerisat
bestehenden Haftklebers in machen Fällen sehr unterschiedlich
ist, was eine unzureichende Verbindung der Haftkleberschicht mit der Rohroberfläche bewirkt.
Untersuchungen haben ergeben, daß dieses Fehlverhalten des Äthylencopolymerisats, welches Acrylsäure und
Acrylsäureester enthält, auf ungünstige klimatische Bedingungen zurückzuführen ist. Bei der Lagerung des
betreffenden Granulates kann es bei Temperaturdifferenzen oder hoher Luftfeuchtigkeit zu einer Kondensation
der Luftfeuchtigkeit im Granulat kommen, was zu einer unerwünschten chemischen Reaktion mit dem Äthylencopolymerisat
bzw. zu einer Verschlechterung der Klebkraft führt. Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist
bekanntgeworden, das Äthylencopolymerisat vor dem Extrudieren zu trocknen (BASF-Merkblatt Lupolen A 2910
MX vom März 1977). Das Vortrocknen des Granulats erfolgte bei 500C etwa zwei Stunden lang. Die Schälfestigkeit
der Mantelschicht an sich konnte dadurch zwar verbessert werden, jedoch waren deren Werte bezogen
auf den Umfang des Stahlrohres noch ungleichmäßig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem es ermöglicht wird, die
Schälfestigkeit der Mantelschicht bzw. die Klebkraft des Äthylencopolymerisats zu verbessern, und zwar
dadurch, daß gemäß der durch Versuche gewonnenen Erkenntnisse dessen chemische Zersetzung im Extruderkopf
durch kürzere Verweilzelten im Ringkanal bzw. durch eine kürzere Einwirkung der Extruderkopf-Temperatur
vermieden wird. Ferner erstreckt sich die Aufgabe darauf, einen gleichmäßigen Fluß des Äthylencopolymerisats
beim Austreten aus dem Ringkanal des Extruderkopfes zu gewährleisten. Außerdem soll dabei aus wirtschaftlichen
Gründen die Dicke der Äthylencopolymerisatschicht
ohne Beeinträchtigung der Schälfestigkeit verringert werden können.
Gelöst wird die Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche .
Die Erfindung ist mit dem folgenden Ausführungsbeispiel näher beschrieben:
Für das Ummanteln eines Stahlrohres mit einem Durchmesser von 150 mm wird das als Haftkleber dienende
Äthylencopolymerisat, welches Acrylsäure und Acrylsäureester enthält in an sich bekannter Weise zunächst
in einem stationären, vollautomatisch arbeitendem Kunststoffgranulat-Trockner mit trockener Luft erwärmt,
die einen Taupunkt von unter -300C aufweist.
Das Trocknen erfolgt bei einer Temperatur, von 70°C bei
einer Dauer von einer Stunde. Das vorgetrocknete Granulat wird anschließend dem Extruder unter Luftabschluß
zugeführt, in welchem es bei einer Temperatur von l60°C bis 1700C unter Druck aufgeschlossen wird.
In dem Extruderkopf wird das von einem zweiten Extruder zugeführte Polyäthylen für die Mantelschicht
bei einer Temperatur von 170°C eine Fließgeschwindig-
— 7 —
keit von 25 cm/sec und für das auf 17O0C erwärmte
Äthylencopolymerisat eine Fließgeschwindigkeit von 25 cm/sec eingestellt. Damit wird eine gleichmäßige
Schälfestigkeit bezogen auf den Umfang des Stahlrohres von 10 bis 12 kp/cm erreicht unter gleichzeitiger.Reduzierung
der Schichtdicke des Haftklebers von üblicherweise 250 pm auf 200 jam.
Die Schichtdicke des Haftklebers kann bis auf ca. pm reduziert werden, wenn auf die Rohroberfläche vor
dem Ummanteln eine heißhärtende Epoxyharzschicht in einer Dicke von ca. 50-80 jam aufgebracht wird. In diesem
Fall empfiehlt es sich, das Stahlrohr gemäß der Lehre der DE-PS 22 57 135 induktiv zu erwärmen, wobei
das Rohr vor dem Aufbringen der Epoxyharzschicht auf ca. 1000C und
erwärmt wird.
erwärmt wird.
ca. 1000C und nach erfolgtem Ummanteln auf ca. 2000C
Mit der Erfindung ergibt sich noch der weitere Vorteil, daß der mit dem Äthylencopolymerisat in Berührung
stehende Ringkanal des Extruderkopfes nicht mehr die sonst üblichen Korrosionsschäden (Abtragungen) aufweist.
Claims (5)
1. Verfahren zum Ummanteln von Stahlrohren mit einer Mantelschicht aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere Polyaethylen und mit einer aus einem
Athylencopolymerisat bestehenden Haftkleberschicht, wobei die Mantelschicht und die Haftkleberschicht als
schlauchförmige Folien mit einem Zweikanal-Extruderkopf
gleichzeitig auf die auf Verarbeitungstemperatur erwärmten Rohre aufgebracht werden und wobei das
Äthylencopolymerisat-Granulat vor seinem Einbringen
-z-
in den Extruder durch Erwärmen vorgetrocknet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Vortrocknen
des Athylencopolymerisats bei einer Temperatur von höchstens 70°Cetwa eine Stunde lang vorgenommen
wird, und daß der Haftkleber und die Mantelschicht in dem Extruderkopf bei einer Temperatur
zwischen 14O° und 1700C extrudiert werden, wobei
die Fließgeschwindigkeiten des Haftklebers und der Mantelschicht bei 1400C auf mindestens 5 cm/
see und bei 1700C auf mindestens lOcm/sec eingestellt
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verhältnis zwischen der Fließgeschwindigkeit
von Haftkleber und Mantelschicht zu der Geschwindigkeit des sich durch den Extruderkopf
bewegenden Stahlrohres auf einen Wert von 1:1,1 eingestellt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Ummanteln des Stahlrohres
auf dessen Oberfläche in an sich bekannter Weise eine Grundschicht eines heißhärtenden duroplastischen
Harzes, z.B. eines Epoxiharzes oder eines Phenol-Epoxiharzes aufgebracht wird, wobei
das Rohr vor dem Ummanteln auf etwa 10O0C und nach dem Ummanteln auf etwa 200° C erwärmt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlrohr vor dem Ummanteln
bzw. vor dem Aufbringen der duroplastisehen
Harzschicht in an sich bekannter Weise induktiv vorgewärmt wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis-4 für das Ummanteln
von Stahlrohren mit Durchmessern zwischen 100 mm und 500 mm, dadurch gekennzeichnet, daß
für die kleineren Rohrdurchmesser die höhere Temperatur und die höheren Fließgeschwindigkeiten und
für die größeren Rohrdurchmesser die niedrigere Temperatur und die kleineren Fließgeschwindigkeiten
eingestellt werden.
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