ES2340687T3 - Tratamiento de material plastico fluorado. - Google Patents
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Abstract
El uso de un gas básico para neutralizar al menos una porción de un subproducto ácido derivado de flúor, absorbido por al menos una porción de una superficie fluorada de un material plástico de superficie fluorada y absorbido por las sub-capas poliméricas de la superficie de dicho material plástico, en el que dicho subproducto se forma de fluorar la superficie de material plástico con una fuente de flúor, para producir dicho material plástico de superficie fluorada.
Description
Tratamiento de material plástico fluorado.
La presente invención se refiere de manera
general al tratamiento de superficie(s) fluorada(s) de
material plástico para reducir el nivel de, o preferiblemente,
eliminar subproducto(s) ácido(s) derivado(s) de
flúor adsorbido(s) por la(s)
misma(s).
misma(s).
En años recientes, las naciones industrializadas
han dado pasos para disminuir las emisiones originadas por la
combustión de automóviles con la finalidad de mejorar la calidad del
aire, particularmente en áreas urbanas. Como resultado, los típicos
combustibles para vehículos basados en hidrocarburos se han
suplementado con componentes oxigenados, tales como éteres y
alcoholes, por ej. metanol. La combinación de la introducción de
estos combustibles "limpios" nuevos (que contienen componentes
hidrófobos e hidrófilos) en el mercado y las estrictas normativas
para la emisión de compuestos orgánicos volátiles ("VOC")
representa un reto significativo para las técnicas de fluoración de
barrera establecidas que se utilizan extensamente en la industria
automotriz. Los nuevos combustibles y normativas de emisión,
requieren técnicas para la producción de capas barrera de
superficies fluoradas en recipientes de combustible, que sólo
permitan una permeabilidad muy baja de dichos combustibles.
La permeabilidad de líquidos a través de
membranas poliméricas se describe con frecuencia como un
procedimiento por etapas que implica, la humectación de la
superficie de sustrato aguas arribas, "disolución" del líquido
en el polímero, difusión del soluto a través del polímero y
desorción del soluto sobre la cara aguas abajo de la membrana. Por
tanto, la disminución de la humectabilidad de una superficie de
membrana polimérica disminuye usualmente la permeabilidad de la
membrana frente a líquidos. Un método para disminuir la
humectabilidad de una membrana polimérica es por fluoración de
superficie. Ejemplos de procedimientos para fluorar superficies de
materiales plásticos utilizando flúor molecular, bien diluido o sin
diluir en un gas portador, se describen en los documentos
EP-A-0816418,
US-A-2.129.289,
DE-A-1905094 y
US-A-4.869.859. La fluoración de
poliolefinas da como resultado la formación de una capa de
superficie fluorada con propiedades repelentes selectivas con tasas
de permeación de gas, vapor y disolvente significativamente
reducidas.
A escala industrial, la fluoración de
superficies se lleva a cabo usualmente, bien "en línea" o
"fuera de línea".
En el procedimiento "en línea", la
fluoración es una parte intrínseca de un procedimiento de producción
de mayor nivel. El tratamiento es usualmente es un procedimiento a
alta presión y alta temperatura que se lleva a cabo al mismo tiempo
que se va formando el artículo dentro del molde. Por tanto, el
tiempo disponible para el tratamiento con flúor es usualmente corto
y varía de aproximadamente 1 minuto a aproximadamente no más de
pocos minutos.
En el procedimiento "fuera de línea", la
fluoración se aplica usualmente al artículo plástico acabado y se
puede llevar a cabo temporal y espacialmente distante de la
producción real del artículo plástico. Es una parte intrínseca de
un procedimiento mayor nivel de producción. Los procedimientos de
tratamiento con flúor "fuera de línea", son procedimientos
típicamente a baja presión realizados a temperaturas ligeramente
elevadas. El tiempo de tratamiento puede durar hasta
aproximadamente dos horas.
En el procedimiento de fluoración de superficie,
el sustrato polimérico se expone al flúor o a una mezcla de gas que
contiene flúor, usualmente a temperatura ambiente o elevada. Durante
este tratamiento el enlace de hidrógeno dentro del polímero es
reemplazado progresivamente por flúor (véase, Ecuaciones 1 a 3).
Típicamente, las reacciones entre el polímero y el flúor tienen
lugar instantáneamente y no requieren ninguna activación
específica.
Ecuación
1
Ecuación
2
Ecuación
3
Fluoruro de hidrógeno ("HF") es un
subproducto de las reacciones de fluoración y es virtualmente el
único producto volátil que se forma. Tras completarse el
procedimiento de fluoración de superficie, los artículos fluorados
(tales como, recipientes de plástico) generalmente se purgan
extensivamente, con la finalidad de reducir la concentración de
subproducto de HF y/o cualquier flúor residual a un nivel seguro,
(por ej. < 0,1 ppm). Lamentablemente, se sabe generalmente
dentro de la industria que estos procedimientos de purga no son
perfectos y que pueden dejar una cantidad sustancial de HF asociado
con el artículo plástico tratado.
También se sabe dentro de la industria, que
eliminar estos residuos de dichos artículos plásticos de superficie
fluorada durante el almacenamiento de partes plásticas recién
fluoradas, puede generar una atmósfera químicamente agresiva, en
particular, dentro de artículos de superficie fluorada huecos con
espacio reducido para intercambio entre gas y aire, por ejemplo,
como ocurre con depósitos de combustible con superficie fluorada y
otros recipientes. En particular, la presencia de aire húmedo puede
contribuir a que se produzcan estos efectos indeseados, a través de
la formación de aerosoles que contienen ácido fluorhídrico dentro de
los artículos huecos (véase Ecuación 4).
Ecuación
4
Durante los procedimientos de fluoración de
superficie típicos, el HF se forma en cantidades sustanciales, no
sólo sobre la superficie de los sustratos poliméricos sino también
dentro de las capas poliméricas bajo la superficie.
En procedimientos de fluoración barrera fuera de
línea típicos, se obtienen capas barrera con un espesor de
aproximadamente 2 \mum. El tratamiento consume casi 0,4 mg de
flúor molecular por cm cuadrado de las superficies plásticas
tratadas y da como resultado la liberación de una cantidad
ligeramente mayor de HF.
Se puede asumir que la capa de superficie
fluorada es mayormente amorfa.
El flúor molecular es un compuesto altamente
volátil con un punto de ebullición de aproximadamente -188ºC (a 0,1
MPa), baja polaridad (\alpha = 0,8*10^{-24} cm^{3}) y una
temperatura crítica de aproximadamente -159ºC. Los gases sin un
momento dipolar, tales como flúor, tienden a llegar a ser adsorbidos
sobre superficies predominantemente a temperaturas subcríticas. Es
comúnmente aceptado que la adsorción es el resultado de una
interacción Van der Waals entre el gas y la superficie. Por encima
de la temperatura crítica, la posibilidad de adsorción disminuye y
las moléculas adsorbidas físicamente se desorben rápidamente. Los
procedimientos de fluoración de superficie normales se llevan a
cabo típicamente, a temperaturas que van de la temperatura ambiente
a aproximadamente +170ºC. Consecuentemente, el equilibrio
adsorción-desorción del flúor molecular da un giro
grande hacia la desorción durante los procedimientos de fluoración.
El equilibrio favorable facilita enormemente, la rápida eliminación
del exceso o residuo de flúor molecular, tras el procedimiento de
fluoración de superficie.
El HF anhidro hierve (a 0,1 MPa) a justo por
debajo de la temperatura ambiente (aproximadamente +19ºC). La
temperatura crítica es relativamente alta (aproximadamente +188ºC).
HF es una molécula de alta polaridad que tiene un momento dipolar
de aproximadamente 1,83 D. Debido a la alta polaridad, HF tiene una
fuerte tendencia a polimerizar a través de enlaces de hidrógeno.
Como consecuencia de estas propiedades, HF tiene una alta tendencia
a "adherirse" sobre superficies llegando a ser adsorbido por la
superficie. La eliminación del gas mediante ventilación, purga y
evacuación, se ve obstaculizada por un equilibrio
adsorción-desorción de HF que se decanta hacia la
adsorción.
El alto punto de ebullición de HF y la alta
velocidad de formación durante el procedimiento de fluoración de
superficie, puede incluso dar como resultado la formación de HF
líquido, el cual puede ser adsorbido por los capilares y poros de
la superficie polimérica fluorada. Esta condensación capilar puede
luego complicar la eliminación de HF por ventilación, purga y
evacuación.
Tras completarse el procedimiento de fluoración,
los artículos fluorados se enfrían a temperatura ambiente. En la
fluoración fuera de línea, este enfriamiento empieza con la retirada
de los artículos del reactor de tratamiento. Debido a la
temperatura de sustrato más bien baja, típicamente, no se realizan
esfuerzos para reforzar el enfriamiento del sustrato. En este
contexto, es importante resaltar que durante el enfriamiento de los
artículos fluorados, la superficie de dichos artículos está en
estrecho contacto con aire ambiente húmedo. Este contacto facilita
la rápida conversión de cualquier flúor residual (que pueda estar
atrapado y/o dentro de la superficie polimérica fluorada) en
oxígeno molecular y HF (véase Ecuación 5).
Ecuación
5
Con la fluoración en línea, la fluoración de
superficie es usualmente parte de un procedimiento de moldeo por
soplado a alta temperatura y alta presión. El enfriamiento de un
artículo moldeado por soplado a una temperatura que garantice la
estabilidad mecánica de ese artículo, es una importante parte del
procedimiento de producción total. Puesto que el enfriamiento
contribuye significativamente al rendimiento del sistema de
producción, se ha recomendado acelerar el enfriamiento del sustrato
utilizando mezclas de gas de tratamiento enfriados previamente o
enjuagando el artículo tratado con gas inerte frío (véase, por
ejemplo, los documentos
US-A-4.617.077 y
US-A-5.292.466). Incluso se han
sometido a ensayo técnicas basadas en la inyección de nitrógeno
líquido, o dióxido de carbono líquido, para acortar el
\hbox{tiempo de enfriamiento y para recuperar la inevitable
pérdida de tiempo causada por el tratamiento de
fluoración.}
La caída más bien rápida de temperatura en la
última parte del procedimiento de fluoración en línea y la alta
presión aplicada durante el procedimiento, puede dar como resultado
un aumento de la acumulación de residuos indeseados en las
superficies y en las capas inferiores de la superficie de plásticos
fluorados en línea recién producidos. HF es el más importante de
estos residuos. Trazas de flúor molecular, que pueden también estar
presentes, se convierten fácilmente en HF y oxígeno tras la
exposición del artículo fluorado al aire ambiente y el resultante
HF posteriormente es adsorbido por la superficie fluorada del
artículo plástico.
HF es un gas tóxico y altamente corrosivo que no
sólo es adsorbido fácilmente por la superficie del material
plástico, sino también es adsorbido fácilmente por la subcapas
poliméricas del material plástico. Con el tiempo, el HF se desorbe
del material plástico. Cuando el material plástico está en forma de
recipiente, tal como depósito de combustible, dicha desorción da
como resultado la formación de una atmósfera de HF dentro del
recipiente.
La toxicidad del HF significa que dicha
atmósfera presenta un problema serio de salud y seguridad.
Además, una atmósfera de HF es corrosiva,
particularmente hacia el metal, cerámica y vidrio. Por tanto,
cualquier componente que comprende un material seleccionado de
metal, cerámica y vidrio expuesto a esa atmósfera, resulta grabado
y/o corroído. Los depósitos de combustible tienen aparatos, tales
como indicadores de nivel de combustible, que comprenden dichos
componentes. El grabado y/o corrosión de estos componentes puede dar
como resultado un fallo de estos aparatos.
Adicionalmente, la adsorción de grandes
cantidades de HF produce la creación de capas indeseadas de residuos
producto del grabado.
Además, una atmósfera de HF puede también
producir la degradación de polímeros con enlaces sensibles a ácidos.
Ejemplos de dichos polímeros incluyen poliamidas y poliésteres. HF
en combinación con aire húmedo, puede dar como resultado la
separación de dichos enlaces por hidrólisis y, por tanto, puede
degenerar el polímero.
En un intento por superar estas desventajas, el
documento US-A-5.292.466 describe un
procedimiento para reducir los gases de HF residuales en un
depósito de plástico con superficie fluorada, en particular,
depósitos de plástico para combustible de vehículos. La superficie
interna de un depósito de plástico se somete a fluoración con flúor
molecular. Tras la fluoración y la etapa de enjuague convencional
con gas, un agente neutralizante tal como trietilamina, se
administra al depósito para unir los gases de fluoración residuales
a las capas internas del depósito de plástico. El agente
neutralizante se diluye preferiblemente en un disolvente, aunque se
puede administrar sin diluir en forma de vapor o fina pulverización.
También, se describe que este procedimiento une el gas HF a la
superficie interna del depósito y suprime la subsiguiente emisión de
HF al espacio en el depósito.
Dicho procedimiento "húmedo" es difícil de
incorporar de manera eficaz o económica a los procedimientos de
fluoración industriales, puesto que se requerirían etapas de secado
adicionales. Además, el procedimiento descrito provoca reacciones
de eliminación que implican material plástico fluorado, que no sólo
producen más HF, sino que también puede afectar adversamente el
rendimiento del efecto barrera del material plástico propiamente
dicho.
Es objeto de las realizaciones preferidas de la
presente invención, proporcionar un procedimiento alternativo para
la neutralización eficaz de subproducto(s) ácido(s)
derivado(s) de flúor producido(s) durante la
fluoración de superficie de material plástico que supere, al menos,
algunas (y preferiblemente todas) las desventajas de la técnica
anterior. Preferiblemente, sería posible incorporar el procedimiento
alternativo de manera eficaz y/o económica a los procedimientos de
fluoración industriales.
Es importante resaltar que aunque la presente
invención, tiene particular aplicación en la eliminación de HF y
otros residuos ácidos producidos tras la fluoración del interior de
los depósitos de plástico para combustible, se puede aplicar a
procedimientos para fluorar material plástico de cualquier forma.
Esta amplia aplicación se debe a que el HF es adsorbido por la
superficie del material plástico y no se encuentra tan sólo en la
atmósfera alrededor del material plástico, en cuyo caso se podría
eliminar sólo con purga.
Según un primer aspecto de la presente
invención, se proporciona el uso de un gas básico para neutralizar
al menos una porción de un subproducto ácido derivado de flúor,
absorbido por al menos una porción de una superficie fluorada de un
material plástico de superficie fluorada y absorbido por las
sub-capas poliméricas de la superficie de dicho
material plástico, en la que dicho subproducto se forma por la
fluoración de la superficie de material plástico con una fuente de
flúor para producir dicho material plástico de superficie
fluorada.
En realizaciones preferidas, el gas básico se
utiliza en un procedimiento para producir material plástico de
superficie fluorada, comprendiendo dicho procedimiento:
Fluorar la superficie de un material plástico
con una fuente de flúor para producir un material plástico que
tiene al menos una superficie fluorada, al menos una porción de
dicha(s) superficie(s) tiene(n) un subproducto
ácido derivado de la fluoración adsorbido por la(s)
misma(s); y
Poner en contacto una, o cada una de las
superficies, o una de sus superficies derivadas, con gas básico para
neutralizar al menos una porción de dicho subproducto
absorbido.
El experto entenderá fácilmente, que en el
presente contexto, el término "adsorbido" significa que el
subproducto ácido derivado de flúor se proporciona en una
superficie de material plástico fluorada. El subproducto es
retenido en la superficie del material plástico por fuerzas Van der
Waals ("fisisorción").
Una ventaja importante de las realizaciones
preferidas del procedimiento según la presente invención es que HF,
ácido fluorhídrico y/o otros residuos ácidos adsorbidos (si hay
alguno) son eliminados al menos sustancialmente del material
plástico de superficie fluorada superando, por tanto, los problemas
enumerados antes observados en la técnica anterior producidos por
HF residual. Los procedimientos de la presente invención son más
bien procedimientos gaseosos que "húmedos" y se pueden citar
como procedimientos "secos". Una ventaja adicional es que
dichos procedimientos se pueden incorporar de manera eficaz y
económica a los procedimientos de fluoración industriales nuevos o
ya existentes. Adicionalmente, el uso de gas básico en la etapa de
neutralización, reduce la posibilidad de reacciones de eliminación
que implican material plástico fluorado, manteniendo, por tanto,
las propiedades de barrera del material plástico.
La etapa de fluoración de superficie, se puede
llevar a cabo utilizando cualquiera de los métodos establecidos en
la técnica. Por ejemplo, la fuente de flúor puede ser flúor atómico,
flúor molecular o compuestos interhalógenos de flúor, tales como
trifluoruro de cloro (ClF_{3}). Se piensa que flúor atómico está
implicado en el procedimiento de fluoración, cuando el flúor
molecular se utiliza como agente de fluoración (véase Ecuaciones 1 a
3). Sin embargo, el flúor molecular se puede activar hasta formar
un plasma que comprende flúor atómico. En esta conexión, los átomos
de flúor se pueden formar por disociación asistida por plasma de
SF_{6}, NF_{3}, CF_{4}, C_{2}F_{6}, etc.
En procedimientos preferidos, el flúor molecular
se utiliza como fuente de flúor. El flúor molecular se puede
utilizar diluido en un gas portador, tal como nitrógeno o argón, o
se puede utilizar sin diluir, es decir, sin un gas portador. Un
ejemplo de procedimiento de fluoración adecuado es utilizar 10% en
volumen de flúor en 90% en volumen de nitrógeno, a una presión
total de gas de 350 mbar (ó 35 kPa), a 40ºC, durante 90 minutos.
El subproducto ácido derivado de flúor es
usualmente HF. Sin embargo, si hay agua presente en la atmósfera
cerca de la superficie fluorada, consecuentemente el subproducto
ácido derivado de flúor puede ser ácido fluorhídrico, o una mezcla
de HF y ácido fluorhídrico, dependiendo de la cantidad de agua
presente.
El gas básico puede consistir esencialmente en
al menos un agente neutralizante. Preferiblemente, sin embargo, el
gas básico comprende al menos un agente neutralizante en un gas
portador inerte. La presión parcial del agente neutralizante, se
elige de manera que se forme una fase gaseosa estable y se elimine
la condensación del gas neutralizante durante la etapa de
neutralización. Uno, o cada uno de los agentes neutralizantes tienen
preferiblemente una presión de vapor de al menos 0,1 MPa, a la
temperatura de procedimiento, para asegurar que se forme un gas
estable.
Se puede utilizar cualquier gas portador inerte
adecuado. Ejemplos de gases portadores inertes adecuados incluyen
nitrógeno o un gas noble, tal como neón o argón. Nitrógeno gaseoso
es preferido.
El gas básico se puede aplicar a cualquier
presión adecuada. Por ejemplo, el gas básico se puede aplicar a una
presión total de no más de 500 mbar (ó 50 kPa), preferiblemente no
más de 250 mbar (ó 25 kPa) y más preferiblemente, aproximadamente
100 mbar (ó 10 kPa). En realizaciones en las que el gas básico
consiste en un agente neutralizante en un gas portador, el agente
neutralizante está presente usualmente a una presión parcial, a la
temperatura en el punto de uso, inferior a la presión de saturación
del agente neutralizante. La concentración del agente neutralizante
en el gas portador puede ser no más de aproximadamente 50% en
volumen, preferiblemente no más de aproximadamente 15% en volumen y
más preferiblemente, aproximadamente 5% en volumen, pero al final la
presión parcial del agente neutralizante dependerá de la naturaleza
del agente neutralizante. Un ejemplo de etapa neutralizante
adecuada, es utilizar 5% en volumen de un agente neutralizante en
95% en volumen de nitrógeno, a una presión total del gas de
aproximadamente 100 mbar (ó 10 kPa).
El gas básico se puede aplicar a cualquier
temperatura adecuada. Se puede aplicar a una temperatura de
aproximadamente 0ºC a aproximadamente 100ºC, preferiblemente de
aproximadamente 20ºC a aproximadamente 60ºC, y típicamente a
aproximadamente 40ºC.
La duración de la etapa neutralizante, puede
depender de la reactividad y/o concentración del agente
neutralizante en el gas básico, puesto que estos factores pueden
determinar el lapso de tiempo que se necesita para eliminar
sustancialmente todos los subproductos ácidos producidos tras la
fluoración. El gas básico se puede aplicar durante aproximadamente
1 minuto a aproximadamente 30 minutos, y preferiblemente durante
aproximadamente 5
minutos.
minutos.
En realizaciones preferidas y, en particular, si
el material plástico está en forma de un recipiente, tal como un
depósito de combustible, el material plástico de superficie fluorada
se purga al menos una vez de la manera usual, normalmente con aire
o un gas inerte, tal como nitrógeno, para eliminar la mayor parte de
subproducto ácido derivado de flúor, junto con la mayor parte de
cualquier flúor residual que pueda estar presente, antes de que se
aplique la etapa de neutralización. La purga debe reducir la
concentración de los subproductos ácidos preferiblemente a menos de
0,1 ppm. Si el material plástico es purgado tras la fluoración, la
cantidad total del agente neutralizante utilizado corresponde
típicamente a 10% o menos, de la cantidad estimada de HF formado
durante la reacción de
fluoración.
fluoración.
En realizaciones del procedimiento en el cual el
material plástico, en el que al menos una superficie fluorada
absorbe un subproducto ácido derivado de flúor, dicho procedimiento
se puede caracterizar porque uno, o cada uno de los agentes
neutralizantes son capaces de penetrar en las capas poliméricas
inferiores a la superficie, de una o de cada superficie fluorada, o
de una de sus superficies fluoradas derivadas, neutralizando así al
menos una porción del subproducto absorbido.
El experto en la técnica se percatará
fácilmente, de que en el presente contexto, el término
"absorbido" significa que el subproducto ácido derivado del
flúor permea la masa de por lo menos las capas poliméricas
inferiores a la superficie del material plástico. Este significado
es diferente al del término "adsorbido" (véase antes).
El agente neutralizante puede ser amoniaco o una
amina con al menos un grupo hidrocarburo que tiene de 1 a 4,
preferiblemente de 1 a 2 átomos de carbono. El grupo hidrocarburo es
preferiblemente un grupo alquilo insustituido, tal como etilo o
metilo, aunque se pueden utilizar otros grupos. Las aminas
preferidas tienen tres grupos hidrocarburo idénticos.
Amoniaco es el agente neutralizante preferido
pero ejemplos específicos de aminas adecuadas incluyen trimetilamina
y trieltilamina. Un agente neutralizante de amina se puede
utilizar, bien sólo o en combinación con amoniaco y/o al menos una
otra de dichas aminas. Preferiblemente, se utiliza sólo un agente
neutralizante y ese agente es preferiblemente amoniaco o
trimetilamina. Cuando se utiliza amoniaco, o al menos una de dichas
aminas como agente neutralizante, el HF reacciona con el agente
neutralizante para producir sales sólidas estables (véase, por
ejemplo, la Ecuación 6):
Ecuación
6
en la
que
R es un grupo hidrocarburo de
C_{1}-C_{4}, preferiblemente de
C_{1}-C_{2};
n se selecciona de 0 a 3;
m se selecciona de 0 a 3; y
n + m es 3.
Si los depósitos de combustible con superficie
fluorada son purgados tras la fluoración, la cantidad total de sal
de fluoruro que se produce en la etapa de neutralización es muy
pequeña, y normalmente no se elimina. Los depósitos de combustible
se ensamblan usualmente brevemente después de la fluoración. Durante
el ensamblaje, la mayoría de las aberturas en los depósitos están
cerradas puesto que estas se utilizan para insertar algunos
componentes (por ej. la bomba de combustible) del sistema de
depósito. La sal fluoruro remanente en el depósito, lo más probable
es que simplemente se disuelva en el mismo, cuando este se llena por
primera vez. Puesto que la concentración de la sal en el depósito
es muy pequeña, cualquier efecto adverso del combustible resultante
de la presente sal es inapreciable.
En procedimientos preferidos el material
plástico está en forma de membrana y los procedimientos
comprenden:
Fluorar la superficie de una membrana de
plástico con una fuente de flúor para producir una membrana de
plástico que tiene al menos una superficie fluorada, al menos una
porción de dicha(s) superficie(s) tiene(n) un
subproducto ácido derivado de flúor adsorbido por la(s)
misma(s); y
Poner en contacto la superficie interna
fluorada, o una de sus superficies fluoradas derivadas, con gas
básico para neutralizar al menos una porción de dicho subproducto
adsorbido.
La presente invención tiene particular
aplicación en la producción de recipientes, tales como depósitos de
combustible, recipientes para almacenamiento y tuberías, que tienen
una superficie interna fluorada.
Dichos procedimientos comprenden:
Fluorar la superficie interna de un recipiente
con una fuente de flúor para producir un recipiente que tiene una
superficie interna fluorada, al menos una porción de dicha
superficie tiene un subproducto ácido derivado de flúor adsorbido
por la misma; y
Poner en contacto la superficie interna
fluorada, o una de sus superficies fluoradas derivadas, con gas
básico para neutralizar al menos una porción de dicho subproducto
adsorbido.
En procedimientos de fluoración en línea, la
etapa de neutralización de la presente invención típicamente, pero
no necesariamente, se aplica exclusivamente tras la purga posterior
a la fluoración. En procedimientos de fluoración fuera de línea, la
etapa de neutralización de la presente invención se aplica después
de una purga inicial del reactor de tratamiento de fluoración, tras
la fluoración.
La tecnología propuesta también permite el
tratamiento posterior de artículos fluorados en línea y fuera de
línea, en procedimientos de acondicionamiento de superficie
separados, tras el tratamiento de fluoración de superficie.
En una realización preferida, se proporciona el
uso de un agente neutralizante gaseoso seleccionado del grupo que
consiste en amoniaco y aminas, con al menos un grupo hidrocarburo
que tiene al menos de 1 a 4, preferiblemente 1 a 2 átomos de
carbono, para neutralizar un subproducto ácido derivado de flúor
adsorbido por al menos una porción de la superficie fluorada del
material plástico.
Cuando el material plástico comprende al menos
un enlace sensible a ácido, dicho uso de agente neutralizante
reduce la degradación del material plástico por separación de uno,
de cada uno, o de al menos uno, de dichos enlaces.
En realizaciones preferidas en las que el
material plástico está en forma de un recipiente que tiene al menos
un componente, que comprende al menos un material seleccionado de
metal, cerámica y vidrio, dicho uso consecuentemente reduce, y
preferiblemente elimina la corrosión de los componentes que con el
paso del tiempo produce dicho subproducto ácido derivado de
flúor.
Se colocaron dos depósitos de combustible de
polietileno de alta densidad ("HDPE") con una capacidad
aproximada de 65 litros, en una cámara de vacío de 1,5 m^{3} y se
calentaron a 40ºC. La cámara se evacuó a 5 mbar (ó 0,5 kPa) y luego
se presurizó con nitrógeno gaseoso a aproximadamente 700 mbar (ó 70
kPa). Tras 5 minutos de tiempo de residencia, la cámara se evacuó a
una presión total del gas de 0,1 mbar (ó 10 kPa) y subsecuentemente
se presurizó a una presión total del gas de 350 mbar (ó 35) kPa con
una mezcla que comprendía 10% en volumen de flúor en 90% en volumen
de nitrógeno. Tras un tiempo de residencia de 90 minutos, la cámara
se evacuó a una presión total de 5 mbar (ó 0,5 kPa) y luego se
presurizó con nitrógeno hasta 700 mbar (ó 70 kPa). A continuación,
el ciclo de purga se repitió una vez más.
Tras completar los ciclos de purga, la cámara se
evacuó a 5 mbar (ó 0,5 kPa) y se presurizó con una mezcla gaseosa
que comprendía 5% en volumen de amoniaco en 95% en volumen de
nitrógeno, hasta alcanzar una presión total de gas de 100 mbar (ó
10 kPa). Tras 5 minutos de tiempo de residencia, la cámara se evacuó
a 5 mbar (ó 0,5 kPa), se llenó con nitrógeno o aire hasta 700 mbar
(ó 70 kPa), se evacuó de nuevo y se presurizó eventualmente con
aire hasta alcanzar la presión ambiente. La cámara se abrió y se
recuperaron las muestras de los depósitos de ensayo.
El éxito del tratamiento se confirmó recogiendo
un volumen de gas definido del interior del depósito y pasando esa
muestra de gas, bien a través de un tubo indicador de HF apropiado
(por ej. tubos de ensayo de rango corto de Dräger Parte- nº 810351,
a 0,5-15 ppm) o sometiendo la muestra de gas a
medición electromecánica con un censor de HF apropiado.
Se entenderá que la invención no se limita a los
detalles descritos antes con respecto a las realizaciones
preferidas, sino que se también se pueden realizar numerosas
modificaciones y variaciones sin desvirtuar el significado y
alcance de la invención, como se describe en las siguientes
reivindicaciones.
Claims (11)
1. El uso de un gas básico para neutralizar al
menos una porción de un subproducto ácido derivado de flúor,
absorbido por al menos una porción de una superficie fluorada de un
material plástico de superficie fluorada y absorbido por las
sub-capas poliméricas de la superficie de dicho
material plástico, en el que dicho subproducto se forma de fluorar
la superficie de material plástico con una fuente de flúor, para
producir dicho material plástico de superficie fluorada.
2. El uso según la reivindicación 1, en el que
dicho subproducto ácido derivado de flúor es fluoruro de hidrógeno,
ácido fluorhídrico o una de sus mezclas.
3. El uso según la reivindicación 1 ó
reivindicación 2, en el que dicho gas básico comprende al menos un
agente neutralizante en un gas portador inerte.
4. El uso según la reivindicación 3, en el que
uno, o al menos uno, de los agentes neutralizantes se selecciona
del grupo que consiste en amoniaco; y aminas con al menos un grupo
hidrocarburo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono.
5. El uso según la reivindicación 3 ó
reivindicación 4, en el que uno, o al menos uno, de los agentes
neutralizantes es amoniaco.
6. El uso según cualquiera de las
reivindicaciones 3 a 4, en el que uno, o al menos uno, de los
agentes neutralizantes es trietilamina o trimetilamina.
7. El uso según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en un procedimiento para producir
material plástico con superficie fluorada, y dicho procedimiento
comprende:
Fluorar la superficie de un material plástico
con una fuente de flúor, para producir dicho material plástico que
tiene al menos una superficie fluorada, al menos una porción de
dicha(s) superficie(s) tiene(n) un subproducto
derivado de flúor absorbido por la(s) misma(s); y
Poner en contacto una, o cada una de las
superficies fluoradas, o una de sus superficies fluoradas derivadas,
con gas básico para neutralizar al menos una porción de dicho
subproducto adsorbido.
8. El uso según la reivindicación 7, en el que
el material plástico está en forma de una membrana, y el
procedimiento comprende:
Fluorar la superficie de una membrana de
plástico con una fuente de flúor para producir una membrana de
plástico que tiene al menos una superficie fluorada, al menos una
porción de dicha(s) superficie(s) tiene(n) un
subproducto derivado de flúor absorbido por la(s)
misma(s); y
Poner en contacto una, o cada una de las
superficies fluoradas, o una de sus superficies fluoradas derivadas,
con dicho gas básico para neutralizar al menos una porción de dicho
subproducto adsorbido.
9. El uso según la reivindicación 7 ó
reivindicación 8, en el que el material plástico está en forma de un
recipiente que tiene una superficie interna y dicho procedimiento
comprende:
Fluorar la superficie interna del recipiente con
una fuente de flúor para producir un recipiente que tiene una
superficie interna fluorada, al menos una porción de dicha
superficie tiene un subproducto derivado de flúor adsorbido por la
misma; y
Poner en contacto la superficie interna
fluorada, o una de sus superficies fluoradas derivadas, con dicho
gas básico para neutralizar al menos una porción de dicho
subproducto adsorbido.
10. El uso según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el material plástico
comprende al menos un enlace sensible a ácido, reduciendo
consecuentemente dicho uso de agente neutralizante la degradación
del polímero debida a la separación de uno, de cada uno, o de al
menos una porción de dicho(s) enlace(s).
11. El uso según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el material plástico está en
forma de un recipiente que tiene al menos un componente, que
comprende al menos un material seleccionado de metal, cerámica y
vidrio, reduciendo consecuentemente dicho uso la corrosión de uno, o
de cada uno, de los componentes que con el paso del tiempo produce
dicho subproducto ácido derivado de flúor.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP05254585A EP1746124B1 (en) | 2005-07-22 | 2005-07-22 | Treatment of fluorinated plastics material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2340687T3 true ES2340687T3 (es) | 2010-06-08 |
Family
ID=35448043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES05254585T Expired - Lifetime ES2340687T3 (es) | 2005-07-22 | 2005-07-22 | Tratamiento de material plastico fluorado. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1746124B1 (es) |
| AT (1) | ATE464344T1 (es) |
| DE (1) | DE602005020604D1 (es) |
| ES (1) | ES2340687T3 (es) |
| PT (1) | PT1746124E (es) |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL40940C (es) | 1934-04-21 | 1937-06-15 | ||
| DE1905094B2 (de) | 1968-02-02 | 1978-01-05 | British Resin Products Ltd, London | Vorratsbehaelter fuer treibstoff |
| DE3435592A1 (de) | 1984-09-28 | 1986-04-03 | Kautex Werke Reinold Hagen AG, 5300 Bonn | Verfahren zur herstellung von hohlkoerpern aus thermoplastischem kunststoff |
| DE3640975C2 (de) | 1986-12-01 | 1994-08-11 | Messer Griesheim Gmbh | Verfahren zur Herstellung fluorierter Oberflächen von Polyethylen hoher Dichte (HDPE) |
| DE4212969A1 (de) | 1992-04-18 | 1993-10-21 | Messer Griesheim Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Barriereschichten für Abmischungen aus polaren und unpolaren Stoffen auf der inneren Oberfläche von Hohlkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen |
| US5770135A (en) * | 1996-07-01 | 1998-06-23 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for producing permeation resistant containers |
| US6140243A (en) * | 1996-12-12 | 2000-10-31 | Texas Instruments Incorporated | Low temperature process for post-etch defluoridation of metals |
| DE19822151C1 (de) | 1998-05-16 | 2000-01-05 | Mannesmann Vdo Ag | Verfahren zur Reduzierung der Fluorwasserstoffrestgase in einem fluorierten Kunststoffbehälter |
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2005
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- 2005-07-22 DE DE602005020604T patent/DE602005020604D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2005-07-22 EP EP05254585A patent/EP1746124B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE464344T1 (de) | 2010-04-15 |
| PT1746124E (pt) | 2010-06-04 |
| EP1746124B1 (en) | 2010-04-14 |
| EP1746124A1 (en) | 2007-01-24 |
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