聚氯乙烯 - 組合物、管、槽或容器，pvc組合物的用途和管、槽或容器的用途
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聚氯乙烯（PVC）-組合物，其具有數(shù)均分子量MN=60kDa至MN=70kDa且重均分子量MW=114?kDa至Mw=124kDa的分子量分布的PVC-樹脂，其中整個組合物具有56%至62%的氯含量。
【專利說明】聚氯乙烯-組合物、管、槽或容器，PVC組合物的用途和管、槽或容器的用途
[0001]本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分中所述的聚氯乙烯(PVC)組合物，涉及根據(jù)權(quán)利要求6的前序部分中所述的用于傳送和/或儲存化學(xué)侵蝕性物質(zhì)的管道、槽或容器，涉及根據(jù)權(quán)利要求9中所述的聚氯乙烯(PVC)組合物的用途，涉及根據(jù)權(quán)利要求10中所述的聚氯乙烯(PVC)組合物的用途，以及涉及根據(jù)權(quán)利要求11中所述的管道、槽或容器的用途。
[0002]用于傳送和/或儲存化學(xué)侵蝕性物質(zhì)的聚氯乙烯(PVC)組合物、管道、槽或容器以及聚氯乙烯組合物的用途是已知的。例如，已知在設(shè)備結(jié)構(gòu)中使用硬質(zhì)的，所謂的未增塑PVC、PVC-U,特別在管道結(jié)構(gòu)和容器結(jié)構(gòu)中。這種材料的問題在于，其具有由該材料的維卡軟化溫度給定的大約60°c至70°C的溫度上限。但是，在許多情況中，設(shè)備結(jié)構(gòu)需要承受更高溫度的材料。因此，可以使用所謂的后氯化的PVC，PVC-C，其具有明顯更高的維卡軟化溫度。
[0003]但是，這種材料也具有嚴(yán)重缺點:首先其明顯比PVC-U昂貴，此外更難焊接和/或熱成形。PVC-C的加工和包含這種材料的部件的安裝因此復(fù)雜并昂貴。尤其是在許多情況中必須對焊縫進(jìn)行復(fù)雜和昂貴的退火。 此外，由于必須加入沖擊韌性改性劑，對于許多用途而言PVC-C的化學(xué)品耐受性受限，特別是在氯工業(yè)中。特別地，該材料對于與強(qiáng)堿性介質(zhì)接觸具有固有的不穩(wěn)定性。由于成本原因，PVC-C的使用通常顯得成問題。
[0004]替代地，已知特別是對于傳送和/或儲存堿性介質(zhì)，尤其在較高溫度下，使用材料聚丙烯PP。但是，這種材料也具有嚴(yán)重缺點，因為其相較于PVC聚合物具有大約兩倍高的熱膨脹，并且對堿液具有應(yīng)力開裂高易感性。由于在該材料中出現(xiàn)的應(yīng)力，在此通常也被告知要進(jìn)行焊縫后退火(nachtempern)并非常密切注意最合適的PP化合物的正確選擇以及專業(yè)的焊接和少應(yīng)力的安裝。應(yīng)力的松弛在此極慢進(jìn)行并且甚至在高于100°C的溫度下也需要多于24小時。
[0005]也已知提供所謂的復(fù)合管，其具有包含例如PVC-U、PVC-C或PP的熱塑性內(nèi)壁，所謂的內(nèi)襯(Inliner)。這種內(nèi)壁與包含至少一種玻璃纖維增強(qiáng)的熱固性樹脂GFK的外殼層壓和/或用所述外殼增強(qiáng)。該熱塑性內(nèi)襯在此充當(dāng)耐化學(xué)層，特別是充當(dāng)腐蝕屏障，由此所有機(jī)械負(fù)荷被GFK外殼吸收。如果該熱塑性內(nèi)襯包含聚烯烴，如聚丙烯或聚乙烯，PE，該內(nèi)襯在GFK外殼上的連接通過玻璃無紡布，特別是玻璃纖維的編結(jié)物的熔合進(jìn)行。相反，如果熱塑性內(nèi)襯包含PVC-U或PVC-C，則其與GFK外殼通過至少一種粘合樹脂接合。
[0006]借助玻璃無紡布使包含聚丙烯的內(nèi)襯與GFK外殼接合尤其在實踐中造成困難，并對加工者的手工品質(zhì)和質(zhì)量保證系統(tǒng)提出高要求。由于PP內(nèi)襯與GFK外殼之間大的熱膨脹差異，在如特別在氯工業(yè)中由于設(shè)備部件的頻繁停機(jī)和啟動而定期出現(xiàn)的劇烈和頻繁的溫度變化的情況下，會引起GFK外殼與PP內(nèi)襯的接合區(qū)域中的高剪切力。同樣地，由于內(nèi)襯與外殼的熱膨脹系數(shù)差(通常相差4倍)將耐受化學(xué)品的內(nèi)襯的壁厚限制至小于8毫米的范圍。因此始終存在內(nèi)襯中形成裂紋及其與GFK外殼層離的危險。當(dāng)運行時所用介質(zhì)是堿液的情況下，滲入內(nèi)襯的這些裂紋中的堿液隨后尤其是在氯工業(yè)中在這一區(qū)域中主導(dǎo)的高工藝溫度的情況下首先并極快地與熔合的玻璃無紡布反應(yīng)，這會導(dǎo)致玻璃無紡布的大面積破壞。特別地，該玻璃纖維編結(jié)物發(fā)揮毛細(xì)作用，借此化學(xué)侵蝕性的堿液從某種意義上說被該編結(jié)物吸收。這導(dǎo)致內(nèi)襯-外殼復(fù)合的破壞的加速并導(dǎo)致該破壞沿管道長度快速蔓延。由于玻璃無紡布的毛細(xì)作用會使破壞以在少數(shù)幾天內(nèi)數(shù)米管道的速度蔓延?？傮w而言，使用這種管道時面臨整個管路系統(tǒng)的定期的、極快的故障，由此，由于計劃外的設(shè)備停機(jī)和隨后需要完全更換管路系統(tǒng)而產(chǎn)生極高的故障費用。
[0007]也已知使用聚偏二氟乙烯(PVDF) -GFK-復(fù)合管或使用乙烯-氯三氟乙烯作為材料。這些解決方案非常昂貴并常由于成本原因被排除在外。PVDF對給定的條件下也缺乏介質(zhì)耐受性。
[0008]總體上表明，恰恰在氯工業(yè)領(lǐng)域中特別使用許多不同的材料。由于成本原因以及考慮到物流問題，這是嚴(yán)重的缺點。
[0009]因此本發(fā)明的目的是提供沒有所述缺點的PVC組合物。特別地，該組合物應(yīng)通用于相對較高的溫度范圍并具有優(yōu)異的化學(xué)品耐受性，特別是堿液耐受性。本發(fā)明的目的也是提供沒有所述缺點的用于傳送和/或儲存化學(xué)侵蝕性物質(zhì)的管道、槽或容器。所述產(chǎn)品應(yīng)能夠低成本生產(chǎn)，具有高的熱穩(wěn)定性，也具有對侵蝕性物質(zhì)，例如堿液的高化學(xué)品耐受性。本發(fā)明的目的也是提供PVC組合物的用途，其中不發(fā)生所述缺點。最后，本發(fā)明的目的是提供管道、槽或容器用于傳送和/或儲存化學(xué)侵蝕性物質(zhì)的用途，其中不發(fā)生所述缺點。
[0010] 通過提供具有權(quán)利要求1的特征的PVC組合物實現(xiàn)所述目的。其包含具有數(shù)均分子量Mn = 60 1^^至仏=70 kDa且重均分子量Mw = 114 1^^至1 = 124 kDa的單模分子量分布的PVC樹脂。此外，整個組合物的氯含量為56%至62%。術(shù)語“整個組合物”意味著該PVC組合物除PVC樹脂外可包含其它成分。以重量百分比表示的氯含量基于整個組合物計而非僅基于其PVC含量計。術(shù)語“PVC樹脂”是指整個組合物的聚氯乙烯組分或PVC含量，在此所述PVC樹脂本身可以包含多于一種樹脂組分或可以由多于一種樹脂組分形成。術(shù)語“PVC樹脂組分”在此尤其也包含具有不同氯含量的聚氯乙烯。以所提到的參數(shù)范圍為特征的分子量分布與通過所提到的范圍給定的氯含量的合適組合導(dǎo)致聚氯乙烯組合物的令人驚訝的性質(zhì)。其在高溫(< 95°C)下對化學(xué)品，特別是對堿液具有高耐受性，并同時成本便宜并容易加工。特別地，用相同組合物可以擠出具有最多600毫米的外徑和< 15毫米的特別是內(nèi)襯的壁厚的管道、具有< 10毫米的壁厚的板材和具有2毫米至4毫米直徑的焊條。該組合物及其所含的組分可焊接、可熱成形和/或可粘合。特別地，在加固GFK層時可以使用市售粘合樹脂用于接合。聚氯乙烯組合物在此具有在與已知PVC-U實際上相同的范圍內(nèi)的加工溫度。同時，該聚氯乙烯組合物及其組分容易符合依據(jù)DIN 8061/62對加壓管道的要求?？傊?，因此該聚氯乙烯組合物可成本便宜地使用，極耐受化學(xué)品，易加工并且非常穩(wěn)定。此外，其可與包含已知PVC-U的組分相容使用。
[0011]該PVC樹脂優(yōu)選具有數(shù)均分子量Mn = 63 kDa至Mn = 67 kDa且重均分子量Mw =116 kDa至Mw = 120 kDa的單模分子量分布。整個組合物的氯含量優(yōu)選為57%至60%。
[0012]優(yōu)選在除去四氫呋喃(THF)不可溶的成分后通過凝膠滲透色譜法(GPC)測定分子量分布。使用THF作為溶劑，優(yōu)選用0.8 mL/min的流速。在此使用聚苯乙烯校準(zhǔn)標(biāo)樣，優(yōu)選使用來自Agilent的RI檢測器。所用分離柱優(yōu)選使用兩個PSS SDV柱10μ 8 X 600 mm。
[0013]校準(zhǔn)標(biāo)樣優(yōu)選購自PSS Polymer Standards Service GmbH,此處優(yōu)選使用如下標(biāo)
【權(quán)利要求】
1.聚氯乙烯(PVC)組合物，其中 -所述組合物的PVC樹脂具有數(shù)均分子量Mn = 60 1^8至仏=70 kDa且重均分子量Mff = 114 kDa至Mw = 124 kDa的分子量分布，且其中 -整個組合物具有56%至62%的氯含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的PVC組合物，其特征在于高于90°C的維卡軟化溫度。
3.如前述權(quán)利要求任一項中所述的PVC組合物，其特征在于所述組合物不含沖擊韌性改性劑。
4.如前述權(quán)利要求任一項中所述的PVC組合物，其特征在于所述組合物不含白堊和/或鈣和/或鎂。
5.如前述權(quán)利要求任一項中所述的PVC組合物，其特征在于所述組合物包含錫和/或具有錫的組分。
6.用于傳送和/或儲存化學(xué)侵蝕性物質(zhì)的管道、槽或容器，其特征在于所述管道、槽或容器包含根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項中所述的PVC組合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6中所述的管道，其特征在于所述管道形成為復(fù)合管，其具有包含玻璃纖維增強(qiáng)的熱固性樹脂的外殼，其中所述管道具有包含根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項中所述的PVC組合物的內(nèi)壁。
8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的管道，其特征在于所述內(nèi)壁與所述外殼通過至少一種粘合樹脂粘合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項中所述的PVC組合物作為用于制造管道、槽、容器、板材、成型件和/或焊條的耐受化學(xué)品和耐受溫度的材料的用途。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項中所述的PVC組合物作為用于根據(jù)權(quán)利要求6至8任一項中所述的管道、槽或容器的耐受化學(xué)品和耐受溫度的材料，特別是作為耐受化學(xué)品的內(nèi)壁，非常特別作為內(nèi)襯-復(fù)合部件的用途。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至8任一項中所述的管道、槽或容器用于傳送和/或儲存包含選自具有< 50%的KOH或NaOH的氫氧化鉀溶液或氫氧化鈉溶液、具有< 350 g/L的KCl的氯化鉀溶液、具有< 350 g/L的NaCl的氯化鈉溶液、具有< 18%的活性氯的次氯酸鹽和濃無機(jī)酸，優(yōu)選硫酸、鹽酸、硝酸或氫氟酸的至少一種組分的化學(xué)侵蝕性物質(zhì)的用途。
【文檔編號】C08L27/04GK104169360SQ201380005272
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月13日
【發(fā)明者】S.舒伊斯勒, A.維斯, G.維維奧爾, F.吉爾斯巴奇 申請人:喬治費希爾德卡有限責(zé)任公司