DE1177761B - Hitzehaertende Schutzauskleidungsmasse fuer starre Chemikalienbehaelter - Google Patents

Description

• Hitzehärtende Schutzauskleidungsmasse für starre Chemikalieabehälter Es ist bekannt, Metallbehälter, wie Kessel, Rohre u. dgl., mit Schutzauskleidungen zu versehen, die verhindern sollen, daß aggressive Flüssigkeiten, Dämpfe oder korrodierende Medien die Metalle angreifen oder zerstören. Diese Schutzauskleidungen unterscheiden sich in den meisten Fällen von den Schutzanstrichen nur durch die Schichtdicke. Während bei den Schutzanstrichen durch das Verdunsten der Lösungsmittel kleinste Poren entstehen können, sind die Schutzauskleidungen dichte Materialien, die bei der üblichen Schichtstärke von beispielsweise I bis 4 mm genügend Eigenfestigkeit aufweisen, so daß sie als selbständige Werkstoffe angesehen werden können.
• Als Materialien für Schutzauskleidungen wird eine Reihe von Kunststoffen und Kautschukvulkanisaten eingesetzt, wie Polyvinylchlorid, Polyamide, Silikone, Polytetrafluoräthylen, chlorsulfoniertes Polyäthylen und Hartgummi. Da jeder dieser Stoffe seine besonderen Eigenschaften hat, ergeben sich spezielle Anwendungen. Das wird besonders deutlich, wenn die Eigenschaften der verschiedenen Werkstoffe, zu denen auch Kautschukderivate und synthetischer Kautschuk gehören, in einer tabellarischen Zusammenstellung verglichen werden (s. Tabelle).
• Weiterhin gehört die Weichmachung der verschiedenen Kautschuksorten zum Stande der Technik, wobei auch die Verwendung von Chlorparaffinen bekannt ist. Ein Teil dieser Produkte, die z. B. in dem Buch » Die Neoprene « von C a t t o n (Ausgabe 1953, S. 30) angeführt sind, hat aber eine unzureichende Beständigkeit gegen viele Lösungsmittel und oxydierende Säuren, wie aus der Tabelle zu ersehen ist.
• Es wurde nun gefunden, daß bei einer hitzehartenden, mit der Wandung festhaftend verbundenen Schutzauskleidungsmasse für starre Chemikalienbehälter, insbesondere aus Metall, auf der Grundlage von kautschukartigen Stoffen mit Zusatz von Chlorparaffinen eine vorteilhafte Wirkung dadurch erzielt werden kann, daß sie als Kautschuksubstanz Naturkautschuk oder Polybutadien bzw. Mischpolymere des Butadiens mit Styrol oder Acrylnitril und einen Zusatz von 20 bis 70 °/o Chlorparaffin enthält. Der überraschende Vorteil dieser Kombination für eine Schutzauskleidungsrnasse besteht darin, daß das Chlorparaffin als Weichmacher für den Kautschuk die Konfektionseigenschaften wie auch die Verklebung am Metall wesentlich verbessert, bei der Erhitzung als Härtungsmittel für den Kautschuk dient und die Verbindung zwischen Metall und Schutzauskleidung derart intensiviert, daß eine Trennung nur durch Zerstörung der Materialien erreichbar ist.
• Überraschenderweise zeigt sich weiterhin, daß diese Auskleidungen eine hervorragende Beständigkeit gegen anorganische Chemikalien, wie z. B. Säuren, Laugen und oxydierende Agenzien, sowie organische Flüssigkeiten, wie z. B. Benzin, Benzol und Perchloräthylen, haben. In dieser Hinsicht sind die bezeichneten Auskleidungen fast allen Materialien überlegen, auch dem als äußerst inert bekannten, mit großen Mengen Schwefel vulkanisierten Hartgummi. Ferner ist bei den erfindungsgemäßen-Auskleidungen der Vorteil der Schwerentflammbarkeit gegeben, und auch die übrigen mechanischen Daten (s. Tabelle) lassen hervorragende Materialeigenschaften erkennen, die sich gunstig auf den Verschleiß und die Lebensdauer auswirken.
• Ein besonderer Vorteil für die Verarbeitung ergibt sich, wenn der Auskleidungsmasse 2 bis 10% eines Metalloxydes, insbesondere Zinkoxyd, sowie 2 bis 5 °/0 Schwefel und gegebenenfalls Vulkanisationsbeschleuniger zugegeben werden, der darin besteht, daß die Auskleidungsmasse kurzzeitig unter Druck formbeständig vulkanisiert werden kann, um in der Temperung ohne Druck dann ausgehärtet zu werden.
• Die Verwendung von Kautschuksubstanzen mit niedrigem Molekulargewicht, die bei Zimmertemperatur zähnüssig sind, als Bestandteil der Auskleidungsmasse bringt den besonderen Vorteil, daß derartige Kitte an schwer zugänglichen Innenwänden verstrichen oder auf der Innenwand von Rohren gleichmäßig verschleudert werden können.
• Weiterhin besteht die Möglichkeit, durch Zugabe bestimmter Ingredienzien zu der plastischen Mischung Verarbeitung, Eigenschaften und den Herstellungspreis in weitem Rahmen zu variieren. So läßt sich z. B. durch die Zusammensetzung des Chlorparaffins, je nachdem, wie hoch der Chloranteil ist, die Härtungsgeschwindigkeit beeinflussen oder durch Zugabe von chlorsulfoniertem Polyäthylen die Schlagfestigkeit verbessern, wobei die Quellbeständigkeit gegen Aromaten abnimmt, oder durch Zugabe von Polyvinylchlorid die Thermoplastizität erhöhen oder durch Zugabe von Füllstoffen der Preis rèduzieren.
• Nachstehend werden Beispiele für die Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Schutzauskleidungsmassen angegeben : Beispiel 1 Kunstkautschuk (Mischpolymerisat Butadien-Styrol) .................... 100 Chlorparaffin : SO Aktivruß 75 Zinkoxyd.......................... 5 Schwefel........................... 2 Vulkanisationsbeschleuniger (N-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamid).... 2 Diorthotolylguanidin .................... I Beispiel 2 Naturkautschuk.................... 100 Chloriertes Erdöl................... 30 Kieselsäure in feiner Dispersion...... 30 Zinkoxyd.......................... 7 Beispiel 3 Polybutadien (Viskosität bei 80°C 3000 cP)......................... 100 Chlorparaffin...................... 30 Zinkoxyd.......................... 5 Schwefel........................... 3 N-Cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamid 2 2-Merkaptobenzothiazol ................ I Nachstehend wird beschrieben, wie ein starrer Chemikalienbehälter mit der erfindungsgemäßen Schutzauskleidung versehen wird, die für Behälter, wie beispielsweise Gärbottiche, Tankbehälter, Kesselwagen, Reaktionsbehälter, Abnußrohre, Heizölbehälter, in Frage kommt.
• Um eine einwandfreie Haftung auf dem Metall zu erreichen, sollte dieses sorgfältig vorbereitet werden.
• Die gereinigten oder präparierten Flächen sollten innerhalb kurzer Zeit mit einem Klebeanstrich versehen werden. Als Klebelösung sind folgende Mischungen geeignet : A. Die plastische Masse gemäß Beispiel2 wird in Toluol und/oder Methylenchlorid im Verhältnis 1 : 4 gelöst und mit einer Isocyanatlösung (z. B.
• 20%ige Lösung von Triphenylmethan-4, 4', 4"-triisocyanat) versetzt.
• Mit dieser Lösung wird zweimal grundiert und mit der gleichen Lösung ohne Isocyanatzusatz überstrichen.
• B. Die plastische Masse gemäß Beispiel 2 wird in Benzin und/oder Benzol im Verhältnis 1 : 3 gelöst und zweimal eingestrichen.
• C. Eine schwefelangereicherte Hartgummimischung aus 100 Teilen Kunstkautschuk (Mischpolymerisat Butadien-Acrylnitril), 50 Teilen Regenerat,-5 Teilen Mineralöl, 5 Teilen Kolophonium, 40 Teilen Schwefel, 50 Teilen Hartgummistaub und 3 Teilen Tetramethylthiuramdisulfid wird in Perchloräthylen gelöst und durch zweibis viermaliges Einstreichen aufgebracht.
• D. Eine Mischung aus 100 Teilen chlorsulfoniertem Polyäthylen, 20 Teilen Bleiglätte, 50 Teilen Aktivruß und I Teil Dibutylamin wird in einem Gemisch von 3 Teilen Xylot und I Teil Methylisobutylketon gelöst. Der Grundierstrich erhält einen Isocyanatzusatz. Auf die Grundierung werden zwei weitere Striche aufgebracht.
• Dieser Vorstrich führt zu einem dehnungsreicheren elastischen Vulkanisat, das besonders bei Stoßbeanspruchungen geeignet ist.
• Nach dem Austrocknen des Anstriches kann, sofem dickere Schutzschichten erwünscht sind, das Aufkleben der Auskleidungsfolie erfolgen. Diese Schicht kann durch Kalandrieren der z. B. im Beispiel I enthaltenen Mischung hergestellt werden. Das Chlorparafftn kann teilweise durch Bromparaffin ersetzt werden. Im allgemeinen wird die Stärke zwischen 1 und 4 mm betragen. Zweckmäßig ist es, die Kalanderplatte durch Abwischen mit Lösungsmitteln aufzufrischen und gegebenenfalls mit einer der obengenannten Losungen einzustreichen.
• Durch Wärmezufuhr wird die plastische Auskleidungsschicht irreversibel gehãrtet. Günstig es ist, die erste Phase der Wärmebehandlung unter Druck vorzunehmen, z. B. bei 3 atü und einer Temperatur von 140 bis 150°C. Da das Material nach einer Stunde nicht mehr plastisch ist, kann die Aushärtung ohne Druck fortgesetzt werden, bis die erforderliche Härte erreicht ist.
• In ähnlicher Weise können auch Holzbottiche oder Gärbottiche aus Eisenbeton mit einer Schutzschicht versehen werden. Hierfür ist es besonders vorteilhaft, Auskleidungskitte anzufertigen nach Beispiel 3. Die Kitte, die aus bei Zimmertemperatur zähflüssigem Polybutadien und flüssigem Chlorparaffin bestehen, werden mit Füllstoffen zu einer Paste verrieben, die aufgespachtelt und durch Wärme ausgehärtet wird.
• Solche lösungsmittelfreien Kitte können auch als Lackgrundierung verwendet werden.

  'Hart-

  Weich-Hart-Weich-kautschuku

  gummi gummi Neopren Chlor-p, C nach

  Beispiel I

  Festigkeit, kg/cm2 210 520 176 90 176 600

  Dehnung, 700 5 500 800 350 10

  ElastizitELtsmodut.....................---4-10000

  Spezifisches Gewicht .................... 0,9 1,7 1,3 - 1,3 1,3

  Shore-Härte A ........................... 45 - 55 35 50 99

  Shore-Härte

  Neopren Haret-

  Weich-Hart-Weich-kautschuka

  Neopren + Chlor-

  gummi gummi PVC nach

  paraffin

  Beispiel 1

  Wärmebeständigkeit, °C .................... 65 70 82 - 65 75

  Kältebeständigkeit, 0-29-32-10

  gering gering gering bis mäßig gut gut sehr gut

  mäßig

  sehr sehr gut mäßig sehr gut-gut mäßig

  Chemikalienbeständigkeit bei 24°C

  Chromsäure (10%) ................ 5 4 5 - 1 1

  Chromsäure (50 5 5 5-2 1

  Salpetersäure (40 5 0/0)................ 5 5 5

  Schwefelsäure (93 5-5 3

  5 5 5 5 5 5 2

  Benzin 5 2 2 2 1 1

  Essigester........................ 5 5 5-5 2

  Perchloräthylen 5 5 5 5 5 2

  Aceton........................... 2 1 5-5 2

  (Vgl. S e y m o u r and S t e i n e r , » Plastics for Corrosion-Resistant Applications «, und C a t t o n, » Die Neoprene«).
• Anmerkung : 1 = kein Angriff, 2 = fast kein Angriff, 3 = mäßiger Angriff, aber in einigen Fällen brauchbar, 4 = angegriffen, nicht empfehlenswert, 5 = schnell angegriffen.

Claims (5)

1. Patentansprüche : 1. Hitzehärtende, mit der Wandung festhaftend verbundene, gegebenenfalls auch als Grundierung zu verwendende Schutzauskleidungsmasse für starre Chemikalienbehälter, insbesondere aus Metall, auf der Grundlage von kautschukartigen Stoffen mit Zusatz von Chlorparaffinen und gegebenenfalls organischen Lösungsmitteln, d a d u r c h g ekennzeichnet, daß sie als Kautschuksubstanz Naturkautschuk oder Polybutadien bzw.

   Mischpolymere des Butadiens mit Styrol oder Acrylnitril und einen Zusatz von 20 bis 70 °/o Chlorparaffin enthält.
2. 2. Schutzauskleidungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 2 bis 10°/o eines Metalloxydes, insbesondere Zinkoxyd, sowie 2 bis 5 °/0 Schwefel enthält.
3. 3. Schutzauskleidungsmasse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in ihr enthaltene Kautschuksubstanz von niedrigem Molekulargewicht bei Zimmertemperatur zähflüssig ist.
4. 4. Schutzauskleidungsmasse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Chlorparaffin aus chlorierten Erdölen besteht.
5. 5. Schutzauskleidungsmasse nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Chlorparaffin teilweise durch bromiertes Paraffin ersetzt ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften : Belgische Patentschrift Nr. 564 097 ; britische Patentschrift Nr. 450 683 ; australische Patentschrift Nr. 213 864 ; S e y m o u r and S t e i n e r, » Plastics for Corrosion-Resistant Applications «, 1955, S. 12 bis 14 ; P a y n e, » Organic Coating Technology «, 1954, S. 370.