制造运输容器的材料.pdf

本发明涉及聚乙烯材料在制造大型运输和贮存容器以及制造运输和贮存化学品的加内衬的容器中的用途,特别是在运输和贮存电子工业用高纯液体化学品中的用途。此外,本发明涉及这种材料在制造用于从运输容器中取出化学品所需的设备中的用途。

1．高密度聚乙烯在制造电子工业用高纯度液体化学品的大型贮存
和运输容器中的用途。
2．高密度聚乙烯在制造电子工业用高纯度液体化学品的贮存和运
输容器的内衬中的用途。
3．高密度聚乙烯在制造电子工业用高纯度液体化学品的贮存和运
输容器的设备，特别是插入管和液体输送泵中的用途。
4．根据权利要求1-3的用途，其特征在于：聚乙烯的比重为
0.945-0.970g/cm³、
5．根据权利要求2的用途，其特征在于：该贮存和运输容器的内
衬为双层的内容器，其内层由高密度聚乙烯制造，被玻璃纤维增强的外
层所包围。
6．根据权利要求1-5的用途，其特征在于：高密度聚乙烯选自
Lupolen 6021D、Lupolen 5021D、Lupolen 4261A Q 149和Lupolen
4261AQ 135。
7．电子工业用高纯度液体化学品的贮存和运输容器，由高密度聚
乙烯制造。
8．电子工业用高纯度液体化学品的贮存和运输容器的内衬，由高
密度聚乙烯制造。
9．用于电子工业中的高纯度液体化学品的贮存和运输容器的插入
管，由高密度聚乙烯制造。
10．电子工业用高纯度液体化学品的液体输送泵，由高密度聚乙
烯制造。

制造运输容器的材料

本发明涉及聚乙烯材料在制造大型运输容器和贮存容器以及制造运
输和贮存化学品的加内衬的容器中的用途，特别是在运输和贮存电子工
业用高纯液体化学品中的用途。此外，本发明涉及这种材料在制造用于
从运输容器中取出和装填化学品所需的设备中的用途。

在许多情况下，制造电子元件需要对其纯度有很高要求的液体化学
品。这种情况对于制造高集成化微电路片尤其如此。一方面，这种化学
品的纯度处于的范围是仅制造所要求纯度的化学品还不够，而且必须注
意在运输、贮存和操作时不要使污染物进入产品。另一方面，必须保证
贮存和运输安全，因为其中一些化学品具有腐蚀性而难于操作和贮存。
在许多情况下，化学品在毒性方面令人担忧或由于其化学性而有害。事
故性的流出，例如由于运输容器损坏或由于其中一些化学品的腐蚀性产
生的渗漏引起，必须高度安全地消除。

由于对待运输化学品的要求，这类运输容器材料的选择必须首先根
据消除任何污染来确定。氟化或全氟化材料制成的容器或者用这类材料
作内衬的容器通常可满足这些要求。

根据需要，这种运输和贮存容器可制成无压形式或做成耐压容器。

无压容器不可以承受从外部施加的内部压力。

从这种容器中必须在同样无压的情况下将液体化学品取出，即借助
于泵。这种泵必然有移动的部分，使得由于泵部位产生的磨损引起的污
染不能完全消除。

但特别在使用耐压容器时已知，通过输入惰性压力气体借助插入管
取出化学品，从而不需泵，因而不产生磨损。由DE3636886已知一种
有一双层内容器的用于液体高纯化学品的运输容器，其最里面的内衬层
由氟化塑料制成。这种运输容器通过多层结构的设计，使得可以耐压。
但其缺点是，一方面只有特殊的氟化塑料才适合制造这种内衬层，制造
时费时又费钱。另一方面，这种塑料的加工性是很差的，因为对待运输
化学品的纯度要求很高，不可以向塑料中添加任意的加工助剂，并且必
须最大地减少由模具和环境影响引起的污染。

就制造大型运输容器的材料选择来说，聚合物材料必须不仅对要运
输的化学品引起的可能的浸提和脆化具有抵抗性，而且要有足够的刚性
和一定程度的弹性，以便由该材料制得的容器对压力和冲击力不敏感且
稳定，不会产生变形或裂开。另外，这些材料的性能必须耐久，以便纵
使在长期存贮过程中要运输的化学品的纯度和容器的特性都可得以保
持。

因此本发明的目的之一在于提供一种适于制造用于高纯度液体化学
品的运输容器及有关设备的材料，该材料生产起来很经济，合成过程中
得到的纯度高，不含或仅含有很低浓度的聚合催化剂并易于加工，如果
可能无需加入加工助剂或仅加入使用中没有不利作用或不会被要运输的
化学品从材料中浸提出来的加工助剂。本发明的另一目的在于提供一种
适合的聚合物材料，由该材料可以制造用于高纯度液体化学品的大型贮
存和运输容器和相应的耐压容器的内衬。

根据本发明，通过将HD聚乙烯(HD=高密度)用于制造电子工
业中所用的高纯度的液体化学品所用的大型贮存和运输容器及有关设
备，以及用于制造相应的耐压容器的内衬及有关设备，此目的得以实现。
此目的的实现特别是通过使用比重为0.940-0.970g/cm³，尤其是
0.942-0.96g/cm³的HD聚乙烯。

根据现行观点，用于运输高纯度酸或碱的容器仅有的适合材料为基
于氟化烃的塑料。该材料的实例有：聚四氟乙烯(PTPFE)、全氟烷氧
聚合物(PFA)、聚偏氟乙烯(PVDF)或聚(乙烯/氯三氟乙烯)
(ECTFE)并通常使用时用众所周知的商标“Teflon”来表示。对于
本技术领域的熟练人员来说，称作Teflon的塑料是对腐蚀性的化学品如
特别强的酸或碱的作用及对温度的作用不敏感。这些塑料很昂贵，因此
是不经济的材料。

令人惊奇的是，试验表明：非氟化塑料也可用于制造电子工业所用
的高纯度液体化学品的高品质运输容器及有关设备，如：插入管、泵部
件和软管。所选的HD聚乙烯(高密度聚乙烯)即比重为0.940-
0.970g/cm³，特别是0.942-0.961g/cm³范围内的聚乙烯，已证明是特别适
于所需用途的材料。另外，这些聚乙烯的等级可由特别低的催化剂残基
含量从分析上进行区别。因此，与其它材料相比，当与碱性和酸性的高
纯度化学品接触时，这些材料释放出极少量的离子杂质。还有，当与化
学品接触时，由于化学品与材料间的相互作用，比较起来几乎没有颗粒
产生。这对于材料在制造填充和取出化学品的设备中的用途是非常重要
的。令人惊奇的是，这些材料既适于制造插入管又适于制造泵，这两者
都是从无压运输容器中取出高纯度化学品并将它们输送到加工现场所要
求的。

这是特别令人惊奇的，因为多年来成功地用于运输有害物的其它相
应的聚乙烯材料不适合运输和贮存高纯度的液体化学品。测试时，发现
这些塑料释放出太多的颗料和不可接受量的离子杂质。

BASF所售的商标为Lupolen的聚乙烯材料已证明是用于该目的特
别合适的材料。在贮存测试中，市售的名为Lupolen 6021D、Lupolen
5021D、Lupolen 4261AQ 149和Lupolen 4261A Q 135的材料等级已证
明是这组聚乙烯分类中尤其适合的。

这些材料特别适合本发明的用途，因为它们可挤出并可焊接而无质
量损失。这使得可能通过将该材料适当的板材焊接在一起来制造几乎任
何尺寸的容器。借助将织物施于这些板材的一侧并固着在材料中，就能
预制造有相对薄壁的内容器。通过应用玻璃纤维增强的聚酯型树脂，就
能制造本身稳定的容器，并且设计适当时该容器符合压力容器的规则。
因而这些容器在结构上具有双层设计。特别地，该结构包含连在一起的
壳，内壳层由根据本发明所选择的HD聚乙烯组成，外壳层由玻璃纤维
增强的聚酯型树脂组成。此外可通过本领域技术人员已知的方法，例如：
用适合的防护聚合物油漆、底涂或分散涂敷或通过用金属薄片包覆来改
良所制造的容器表面。适于此目的的防护聚合物为聚酰胺、聚酯、聚偏
二氟乙烯或基于丙烯腈的聚合物。此法可降低对气体、蒸汽和液体的渗
透性。

下表中给出的值将更详细地解释本发明但并不意味着将本发明限定
所述的Lupolen聚乙烯材料。

表1：

在高纯化学品存在下从聚乙烯材料中释放阳离子性杂质

表1(续)：

表2：

在高纯化学品存在下从聚乙烯材料中释放阳离子性杂质

表2(续)：