Heizungsanlagen

Die Erfindung betrifft ein Kunststoff-Metall-Verbundrohr für Sanitär- und/oder Heizungsanlagen mit einem Innenrohr aus einem polymeren Kunststoffmaterial mit einer Dichte und einem Schmelzindex, einer Haftvermittlerschϊcht auf dem Innenrohr und einer Metallschicht auf der Haftvermittlerschicht. '3

Derartige Kunststoff röhre sind vielfach bekannt und z.B. in DE 200 05 621 Ul und DE 200 14 466 Ul beschrieben. Diese bekannten Rohre weisen eine Wan ^¬ dung aus einem Kunststoff-Metall-Verbundwerkstoff auf, wobei das Innenrohr ein polymeres Kunststoffmaterial auf MDPE-Basis aufweist und um das Innen-

1 0 röhr herum eine Metallschicht (z.B. Aluminiumschicht) angeordnet ist, die mittels eines Klebers bzw. Haftvermittlers auf LDPE-Basis mit dem Innenrohr verbunden ist. Bei dem Haftvermittler handelt es sich um ein Standard- Produkt mit einer Dichte von z. B. 0,915 g/ern^, dem ein Maleinsäurehydrϊd hinzugefügt ist, um eine Haftung zur Metallschicht zu erzielen. Außen auf der l 'j Metallschicht kann eine weitere Haftvermittlerschicht angeordnet sein, über die ein Kunststoff-Außenrohr mit der Metallschicht verbunden ist.

Kunststoff-Metall-Verbundrohre weisen gegenüber reinen Metall- oder Kunst- sto ff röhren einige Vorteile wie z.B. keine Korrosion und keine Ablagerungen

/0 (gilt gegenüber Metallrohren) und ein erhöhtes Druckaufnahmevermögen (gilt gegenüber Kunststoff röhren) auf, da die Metallschicht, die im Regelfall Aluminium oder Kupfer aufweist, den größten Teil der mechanischen Belastungen trägt. Um die Menge an Metall reduzieren zu können, ist man bestrebt, die Metallschicht relativ dünn zu wählen. Bei derartigen Kunststoff-Metall-Ver-

Zb bundrohren hat sich jedoch herausgestellt, dass diese bei extremen Belastungen Schaden erleiden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kunststoff-Metall-Verbundrohr zu schaffen, dessen insbesondere mechanischen Eigenschaften verbessert sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung ein Ku nststoff- Metall -Ver- '; bundrohr für Sanitär- und/oder Heizungsanlagen vorgeschlagen, das versehen ist mit einem Innenrohr aus einem polymeren Kunststoffmaterial (z B. MDPE) mit einer Dichte zwischen 0,942 und 0,947 g/cm ⁵ und einem Schmelzindex, einer Haftvermittlcrschicht auf dem Innenrohr und einer Metallschicht auf der Haftvermittlerschicht, wobei die Haftvermittlerschicht aus einem polymeren 1 (j Ku nststoff material besteht, das im Wesentlichen die gleiche Dichte, im Wesentlichen die gleichen mechanischen Eigenschaften wie z.B. Dehnung, Festigkeit und Schlagzähigkeit und/oder im Wesentlichen den gleichen Schmelzindex wie das Kunststoffmaterial des Innenrohres aufweist.

I ^Γ J Erfindungsgemäß weist die Haftvermittlerschicht ein Kunststoffmaterial auf PE- Basis mit einer Dichte im Bereich derjenigen des Kunststoffmaterials des Innenrohres, d.h. mit einer Dichte zwischen 0,930 bis 0,938 g/cm ³ auf, wobei dem Kunststoffmaterial der Haftvermittlerschicht eine Haftvermittlungskompo- nente zugegeben ist.

Der Schmelzϊndex (englisch : melt flow index oder melt flow rate) des Kunststoffmaterials des Innenrohrs liegt zwischen 0,4 und 5,0 g/10 min (gemessen bei 190 ⁰ C und einem sich durch ein Gewicht von 5 kg ergebenden auf die Schmelze wirkenden Druck) und liegt bevorzugt zwischen 0,4 und 3 g/10 min, 'i während der Schmelzϊndex des Haftvermittlers zwischen 1,6 und 8,0 g/10 min (ebenfalls gemessen bei 190 ⁰ C und einem sich durch ein Gewicht von 5 kg ergebenden auf die Schmelze wirkenden Druck) und vorzugsweise zwischen 3,0 und 6,0 g/10 min liegt.

30 Vorteilhaft weist das Kunststoffmaterial des Innenrohres und das der Haftvermittlerschicht im Wesentlichen in gleicher Weise wirkende Stabilisatoren auf.

Vorteilhafterweise werden als Stabilisatoren für das Kunststoffmaterial des Innenrohres und/oder für das Kunststoffmaterial der Haftvermittlerschicht phenolische Substanzen, Thio-Antioxydantien und Hindered-Amine-Light- Stabilisatoren ("HALS"-Materia!icn) verwendet.

Vorzugsweise weist das Kunststoffmaterial des Innenrohres und das der Haftvermittlerschicht im Wesentlichen die gleichen Molekül strukturen auf.

Zweckmäßϊgerweise kann die Dichte des Kunststoffmaterials der Haftvermitt- J 0 lerschicht um ι 1 %, vorzugsweise 0,8 % und insbesondere 0,6 % von der mittleren Dichte des Kunststoffmaterials des Innenrohres abweichen.

Vorzugsweise weicht der Schmelzindex des Kunststoffmaterials der Haftvermittlerschicht um i 50 %, vorzugsweise ι 40 % und insbesondere t 35 % von I ¹ J dem Schmelzindex des Kunststoffmaterials des Innenrohres ab.

Das Kunststoffmaterial der Haftvermittlerschicht weist 0,01 bis 1,0 Gew-% an Metalldesaktivatoren auf.

■>0 Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird ein Metall-desakti- vator auf z.B. Phenolbasis (Handelsname: Irganox MD 1024) in der Dosierung von 0,02 bis 0,3 % verwendet.

Zweckmäßig weist das Kunststoffmaterial des Innenrohres ein Basispolymer Z ¹ J auf, bei dem es sich um ein unvernetztes Polyethyien mit einer Dichte von 0,937 bis 0,948 g/cm ³ (vorzugsweise 0,942 bis 0,947 g/cm ³⁾ handelt. Erfindungsgemäß kann der Rohraufbau so gestaltet werden, dass sowohl das Innenrohrmaterial, Außenrohrmaterial als auch der Haftvermittler vernetzt ist oder eines oder zwei dieser Materialien vernetzt ist oder das Innenrohr -U) und/oder das Außenrohr und/oder der Haftvermittler unvernetzt bleibt. Der Vernetzungsgrad liegt dabei zwischen 30 bis 70 %.

Erfindungsgemäß übernimmt die Haftvermittlerschicht zwischen dem Innenrohr und der Metallschicht teilweise auch Aufgaben des Innenrohres. Dies wird erreicht, indem die Haftvermittlerschicht aus einem polymeren Kunststoffmaterial besteht, das im Wesentlichen die gleiche Dichte, im Wesentlichen die ^r ) gleichen mechanischen Eigenschaften wie z.B. Dehnung, Festigkeit und Schlagzähigkeit und im Wesentlichen den gleichen Schmelzindex wie das Kunststoff material des Innenrohres aufweist. Die Haftvermittlerschicht ist z.B. vernetzt, wobei der Vernetzungsgrad zwischen 30% und 70% liegen kann.

l.o Erfindungsgemäß wurde also das Basispolymer für die innere Haftvermϊttler- schϊcht derart geändert, dass es dem des Innenrohrcs entspricht, und zwar im Molekularaufbau, Dichte und MFR (Fließverhalten).

Es ist bekannt, Kunststoff röhre mit Stabilisatoren zu versehen, um das Mate- 1 ^r > rial a) bei der Rohrextrusion zu schützen und b) das Rohr im späteren Einsatz, z.B. für Warmwasser über einen langen Zeitraum von vielen Jahren zu schützen.

- ¹ O Die Aufgabe von Stabilisatoren ist es, das Polymer zu schützen, wobei sich aber der Stabilisator verbraucht, was abhängig ist von vielen Einflussgrößen wie z.B. Wassertemperatur, Wasserqualität, Fließgeschwϊndigkeit, etc.

Um das Polymer des Innenrohres inklusive des inneren Haftvermittlers besser Z b zu schützen, werden der Haftvermittlerschicht erfindungsgemäß weitere Funktionen "zugeteilt".

Neben der reinen Haftungsvermittlung zwischen der Metallschicht und dem Innenrohrmaterial soll der Haftvermittler auch noch "Aufgaben" des Innen- ?,0 rohres übernehmen :

a) Aufnahme von mechanischen Spannungen durch den Innendruck (dadurch mögliche Reduzierung der Metallschichtdicke). b) Pufferreservoir für Stabilisator und Verminderung der Migrationsgeschwindigkeit. ^r > C) Verminderung des Kriechens bei höheren Temperaturen im Verbϊnderbe- reich. d) Die Schwächung des Rohres durch partielle, unkontrollierbare Haftver- mϊttleranhäufungen zu kompensieren.

i u Die Stabilisierung des Basispolymers der Haftvermittlerschicht ist erfindungsgemäß derart geändert, dass das Migrationsverhalten verbessert werden könnte. Erfindungsgemäß kommen z.B. Stabilisatoren auf Basis von Phenolen, Thio Antioxydantien, HALS (Hindered Amine Light Stabiiizer) oder Kombinationen zum Einsatz. Diese Stabilisatoren zeigen einen asymmetrischen hoch-

1 ¹ J molekularen Aufbau, so dass sie sich in der amorphen Polymer-Phase verankern und ein vorzeitiges Auswandern des Stabilisators verhindert wird.

Durch den Einbau spezieller Metalldcsaktϊvatoren, z.B. auf Phenolbasis (Han- deisname: Irganox MD 1024) in der Dosierung von 0,05 bis 0,3 % konnte der ^" !0 katalytische Abbau des Polymers durch den Kontakt mit dem Aluminium oder Kupfer stark reduziert werden.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, der Haftvermittlerschicht Material zuzugeben, das die messtechnische Ermittlung der j 'i Schichtdicke vereinfacht. So ist es beispielsweise möglich, den Haftvermittler einzufärben, um die Schichtdicke unter einem Mikroskop einfacher ausmessen zu können. Alternativ oder zusätzlich kann der Haftvermittler mit Füllstoffen versehen sein, um die Schichtdϊcke mittels Röntgenstrahlen messen zu können

U)

Schließlich kann der Haftvermittlcr mit einem "Tracer-Material" als Codierung versehen sein, um das Material später wieder "entschlüsseln" zu können (z.B. Entschlüsselung mittels UV-Licht, Röntgenstrahlen, etc.).

Die zuvor gemachten Ausfuhrungen bezuglich der Zugabe von Stoffen zum Haftverrnittler gelten generell bei mehrschichtigen Kunststoffrohren bzw. Kunststoff-Metall-Verbundrohren für Sanitär- und/oder Heizungsanlagen, und zwar unabhängig davon, ob diese Rohre die Merkmale eines oder mehrerer der nachfolgenden Ansprüche aufweist. Ein Sanitär- und/oder Heizungsrohr, das einen Haftvermittler mit den zuletzt genannten Eigenschaften aufweist, um-- fasst also mindestens zwei Materiallagcn aus Kunststoffmaterial und/oder Metall, die mittels der Haftvermϊttlerschicht miteinander verbunden sind.