用于涂敷化工設備和化工設備部件的方法技術

本發明專利技術涉及用于涂敷化工設備和設備部件的表面的方法，其中包括例如設備壁和反應器壁、卸料設備、配件、泵、過濾器、壓縮機、離心機、塔、干燥機、粉碎機、內部構件、填料和混合裝置，其特征在于，采用無電沉積將金屬層或一種金屬－聚合物－分散體層沉積到擬涂敷的設備或設備部件上，其中將部件與金屬－電解質溶液接觸，該溶液除含金屬－電解質外，還含有還原劑以及任選地含有分散態的擬涂敷的聚合物或聚合物混合物，而且至少一種聚合物是經過鹵化的。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于表面涂敷化工設備和化工設備部件的方法，其中包括設備壁、容器壁和反應器壁、卸料設備、配件、泵、過濾器、壓縮機、離心機、塔、干燥器、粉碎機、內部構件、填料、混合裝置等，其特征在于，將金屬層或金屬-聚合物-分散體層以無電方式沉積在擬涂敷的設備或設備部件上，其中部件與金屬電解液接觸，該電解液除含金屬-電解質之外還含有還原劑以及任選擇的呈分散形式的擬沉積的聚合物或聚合物混合物，并且至少一種聚合物是經過鹵化的。接著任選地經過退火。本專利技術還涉及按照本專利技術的方法涂敷的化工設備和設備部件的表面，和涉及含有金屬組分，至少是鹵化的聚合物和任選其它聚合物的涂層的應用，以減小流體中固體物質在被涂敷表面沉積的傾向。最后，本專利技術還涉及按照本專利技術的方法涂敷的化工設備和設備構件。設備和設備部件的沉積物是化學工業中的一個嚴重問題，尤其涉及到設備壁、容器壁和反應器壁、卸料設備、配件、泵、過濾器、壓縮機、離心機、塔、干燥器、粉碎機、內部構件、填料和混合裝置。這種沉積物亦被稱為污垢。這時該覆蓋物可能以不同的方式對過程產生不良的或有礙的影響，從而導致相應的反應器或加工機械需要重復地停車和清洗。有覆蓋物結殼的測量儀表會導致錯誤的或誤導的結果，由此可引起操作錯誤。由沉積物形成引起的另一個問題，特別是聚合反應器中的覆蓋物使分子參數，如分子量或交聯度明顯偏離產品規格。如果沉積物在運行過程中松脫，則產品可能被沾污(例如小漆塊、懸浮液珠的夾帶物)。在反應器壁、填料或混合裝置的情況下有害的沉積物會引起設備的停留時間分布的有害變化，或者使內部構件或混合裝置的效率受到有害的影響。覆蓋物的大量脫落可能引起卸料裝置和加工設備的堵塞，小量脫落會對產品產生影響。在應防止其生成的沉積物情況下，涉及可能通過與表面或在表面上的反應引起的覆蓋物。另外的原因可能是在表面上的附著，這種附著是由范得瓦爾斯力、極化效應或靜電雙層引起的。其次，在表面上的移動停滯或者有時在停滯層中的反應亦起重要作用。最后還應提及從溶液中的沉淀、蒸發的殘留物、局部熱表面上結殼，以及微生物的作用等等。原因與當時物質的組合有關，可單獨或聯合起作用。對于形成有害覆蓋物的過程已作為相當好的研究(例如A.P.Watkinson undD.I.Wilson，Experimental Thermal Fluid Sci.(實驗熱流體科學)1997，14，361及其參考文獻)，但對防止上述沉積物幾乎沒有一致的概念。迄今已知的方法皆有技術上的缺點。機械解決方法有其缺點，即它可能帶來巨大的費用。其次，附加的反應器的內部構件可能使反應中流體的流動分布發生明顯的變化，從而需要求對方法進行昂貴的新研制。化學添加劑可能使產品受到有害的沾污，而且對環境造成部分負擔。這些原因促使人們大力尋求可能的方案，以通過改進化學反應器、反應器部件以及化學產品的加工機械直接降低污垢傾向。因此，本專利技術的目的在于提出一種用于化工設備及設備部件表面改性的方法，-一方面降低固體物質在表面形成沉積物傾向，-而且按本專利技術方法加工的表面應具有良好的硬度，-而且本專利技術的方法對于難于接近的表面亦能適用，并且價格合理，以及另一方面-保證產品不被添加劑沾污。其次，本專利技術的目的還在于為化工設備和設備部件提供被保護的表面，最后應用該化工設備和設備部件用。本專利技術的目的是通過一種用于涂敷化工設備和設備部件的表面的方法達到的，該方法的特征在于，將金屬層或金屬-聚合物-分散體層采用無電方式沉積在擬涂敷的化工設備或設備部件上，其中部件與金屬-電解質溶液接觸，該電解液除了含金屬電解質外還含有還原劑及任選呈分散形式的擬涂敷的聚合物或聚合物混合物，并且至少一種聚合物是經過鹵化的。達到本專利技術目的的方式是基于一種用于金屬-聚合物-分散體層的無電沉積方法，該法已存報導(W.Riedel功能化鍍鎳，EugenLeize出版社，Saulgau，1989，S.231-236，ISBN 3-750480-440-x)。金屬層或金屬-聚合物-分散體相的沉積用作化工設備和設備部件的涂層。本專利技術的金屬層包括由金屬和至少另一種元素組成的合金或類似合混合相。本專利技術優選的金屬-聚合物-分散體相包括聚合物，在本專利技術的范圍內為鹵化的聚合物，該聚合物分散在金屬層中。金屬-合金則主要涉及金屬-硼-合金或涉及金屬-磷-合金，其中硼含量或磷含量為0.5-15％(重量)。在本專利技術的一個特別優選的實施方案中，涂敷涉及所謂的“化學-鎳-體系”，該體系為含磷的鎳合金，其中磷含量為0.5-15％(重量)；特別優選的磷化鎳合金含磷5-12％(重量)。本專利技術優選的金屬-聚合物-分散體層，亦稱復含層，含有金屬組分和至少一種聚合物，在本專利技術的范圍內為至少是鹵化的聚合物以及任選的另一些聚合物，這些聚合物分散在金屬組分中。與電流沉積相反，在化學或自催化沉積中，為此所必需的電子不是由外電源提供，而是由電解質中的化學反應本身產生(一種還原劑的氧化)。涂敷例如通過將工件浸入金屬電解質溶液完成，任選地預先將電解質溶液與穩態化的聚合物分散體混合。作為金屬-電解質溶液通常采用市售的或者新制備的金屬-電解質溶液，除了電解質外還添加下列組分還原劑如堿金屬的次磷酸鹽或硼氫化物(例如NaBH4)，是一種緩沖混合物用于調節pH-值；任選的活化劑如堿金屬氟化物，優選為NaF、KF或LiF；羧酸以及任選的沉積緩和劑如Pb2+。其中還原劑應這樣選擇，即在還原劑中已存在相應的擬引入的元素。本專利技術方法任選采用的鹵化聚合物是經過鹵化的，優選經氟化的。適宜的氟化聚合物的例子為聚四氟乙烯、全氟-烷氧-聚合物(PFA，例如帶C1-C8-烷氧單元)、聚四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚的共聚物如全氟乙烯基丙基醚。特別優選的是聚四氟乙烯(PTFE)和全氟-烷氧-聚合物(PFA，根據DIN7728，部分1，1988年6月)。作為使用形式采用市售的聚四氟乙烯分散體(PTFE-分散體)是合適的。優選固體物質含量為35-60％(重量)和平均顆粒直徑為0.05-1.2μm，特別是0.1-0.3μm的PTFE-分散體。特別優選球狀顆粒，因為球狀顆粒的應用可使復合層非常均勻。在應用球狀顆粒時，導致非常均勻的復合物層。利用球形顆粒的優點是快速的層生長和浴的較好的、特別是較高的熱穩定性，這會帶來經濟上的好處。這點與采用不規則聚合物顆粒的體系的對比中表現得特別清楚，不規則的聚合物顆粒是通過相應聚合物的研磨得到的。此外，采用的分散體可含有非離子型洗滌劑(例如聚乙二醇、烷基酚的乙氧基化物或上述物質的任選的混合物，80-120g中性洗滌劑/升)或離子型洗滌劑(例如烷基磺酸鹽和鹵烷基磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基酚醚硫酸鹽、四烷基銨鹽或上述物質的任選混合物，10-60g離子型洗滌劑/升)，使分散體穩態化。此外，還可補充添加氟化的表面活性劑(中性和離子型的)，而且表面活性劑占總量的1-10％(重量)是很典型的。涂敷在稍高的溫度下進行，但不允許太高，否則會使分散體不穩定。40-95℃的溫度證明是合適的。優選的溫度為80-91℃，特別優選88℃。作為沉積速度，1-15μm/h被證明是有利的，而且沉積速度按下列的方式受浸滲浴組成的影響-較高的溫度使沉積速度增加，該溫度例如由任選添加的聚合物分散體的穩定本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于涂敷化工設備和設備部件的方法，其特征在于，金屬層或金屬－聚合物－分散體層以無電沉積到擬涂敷的設備或設備部件上，其中使部件與金屬－電解質溶液接觸，該溶液除金屬－電解質外還含還原劑以及任選的分散態的擬沉積的聚合物或聚合物混合物，其中至少一種聚合物是鹵化的。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：S許菲，T克雷布斯，W羅斯，B魯姆普夫，J斯圖爾姆，B迪波爾德，J科克豪斯，J尼爾格斯，A弗蘭克，
申請(專利權)人：BASF公司，
類型：發明
國別省市：DE[德國]