DE1279262B - Flammfeste UEberzugsmittel fuer Industrieanlagen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C09d

Deutsche Kl.: 22 g-6/01

P 12 79 262.0-43 (F 29756)

2. November 1959

3. Oktober 1968

Die Erfindung betrifft die Verwendung spezieller Gemische als Überzugsmittel für Industrieanlagen, insbesondere als Schutzüberzüge oder thermische Isolierungen auf frei liegenden Metalloberflächen oder auf Blöcken, Platten oder Verkleidungen von z. B. Rohren.

Viele industrielle Betriebe, z. B. chemische Fabriken, verwenden Anlagen, welche wegen ihrer Größe oder der Natur der sich in ihnen abspielenden Verfahrensvorgänge nicht vor dem Wetter geschützt werden können. Solche Anlagen müssen oft bei abnorm niederer oder hoher Temperatur arbeiten und werden daher thermisch isoliert. Die für die thermische Isolierung üblichen Materialien sind Magnesiablöcke, Fiberglas, Zellglas, Mineralwolle, Kunststoffschaum und Korkplatten. Solche Stoffe werden um oder über die Oberfläche der Anlagen gebaut oder gegossen und ergeben eine ausgezeichnete thermische Isolierung. Sie besitzen jedoch sehr wenig Widerstandsfähigkeit gegenüber Witterungseinflüssen und müssen infolgedessen mit einem äußeren Schutzüberzug versehen werden.

Aus Bitumen im wesentlichen bestehende Schutzüberzüge sind bereits verwendet worden. Aus verschiedenen Gründen haben diese bekannten Mittel sich jedoch nicht als völlig zufriedenstellend erwiesen. Vor allem sind sie in flüssigem Zustand sehr leicht entzündbar, so daß während ihres Aufbringens eine Anzahl umständlicher Vorsichtsmaßrgeln, z. B. das Unterbrechen von Schweißarbeiten und die Entfernung freier Flammen beachtet werden muß. Ferner besitzen diese bekannten Überzüge auf Bitumengrundlage eine sehr schlechte Widerstandsfähigkeit gegen Wärme, werden rasch hart und brüchig und neigen daher zum Reißen oder Abschälen, wenn sei auf heißen Oberflächen aufgebracht sind. Diese bekannten Überzüge sind außerdem nicht feuerfest, sondern neigen im Gegenteil zur Entzündung und schüren im Falle eines Brandes die Flammen.

Aus der USA.-Patentschrift 1 914 912 sind bituminöse Mischungen zur Schalldämpfung bekannt, die harten Naturasphalt und weichen Petroleumasphalt wie auch Füllstoffe enthalten. In diesen Mischungen kann jedoch auch Wasser enthalten sein, harzartige chlorierte feuerhemmende Verbindungen fehlen in ihnen. Sie sind außerdem weder elastisch noch feuerhemmend.

Der Zusatz von chloriertem Gummi zu Bitumen zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit des letzteren gegenüber atmosphärischen Einflüssen ist zwar bekannt (»Korrosion und Metallschutz«, 1940, S. 88 bis 90). Für andere Zwecke, z. B. für Eisenlacke, ist es auch bekannt, zur Lösung bituminöser Stoffe Flammfeste Überzugsmittel für Industrieanlagen

Anmelder:

Benjamin Foster Company,

Philadelphia, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr .-Ing. A. ν. d. Werth, Patentanwalt,

2100 Hamburg-Harburg, Wilstorfer Str. 32

Als Erfinder benannt:

Irvin John Steltz, Collingswood, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 17. November 1958
(774116)

Lösungsmittelkombinationen, z. B. auch Petroleumlösungsmittel zusammen mit chlorierten Kohlenwasserstoffen zu verwenden (»Straßen und Tiefbau«, 1948, S. 315 bis 321). Lehren über die Zusammensetzung sogenannter Überzugsmittel gemäß Erfindung lassen sich daraus jedoch nicht entnehmen.

Erfindungsgemäß wird die Verwendung einer Mischung aus

1. einem Binder, bestehend a) zu 65 bis 90 Gewichtsprozent aus einem Gemisch von 55 bis 85 Gewichtsprozent weichem Petroleumasphalt mit einem Kugel- und Ringerweichungspunkt von

49 bis 93⁰C, 2 bis 10 Gewichtsprozent Naturasphalt mit einem Kugel- und Ringerweichungspunkt von 140 bis 149° C sowie von Teer- und Pechgemischen und b) 10 bis 35 Gewichtsprozent eines harzartigen chlorierten Bi-, Ter- oder Polyphenyls oder Paraffinwachses mit mindestens

50 Gewichtsprozent gebundenem Chlor,

2. einem Kleber aus synthetischem bzw. natürlichem Kautschuk,

3. einem Füllmaterial aus einer Mischung von 15 bis 40 Gewichtsprozent faserigen und 85 bis 60 Gewichtsprozent nichtfaserigen Füllstoffen, wobei letztere 5 bis 15 Gewichtsprozent Antimontrioxyd enthalten und zumindest ein Teil der nichtfaserigen Füllstoffe aus Aluminiumpulver besteht, welches in einer Menge von 20 bis 75 Gewichts-

809 619/582

3 4

prozent, bezogen auf das gesamte Füllmaterial, chloriertes Biphenyl, Terphenyl oder Polyphenyle,

vorliegt, allein oder in Mischung.

4. einem flüchtigen Lösungsmittel aus mindestens Das chlorierte Paraffinwachs ist vorzugsweise ein

40 Volumprozent eines halogenierten flüssigen pulverförmiges harzartiges Produkt mit einem Gehalt

Paraffinkohlenwasserstoffes in Mischung mit einer 5 von mindestens 70 Gewichtsprozent gebundenem Chlor

flüssigen Petroleumfraktion mit einem Brechungsindex von 1,535, einem spezi-

als schwer entflammbares Überzugsmittel für Industrie- fischen Gewicht von 1,64, einem Schmelzpunkt von

anlagen vorgeschlagen. 92° C und einer durchschnittlichen empirischen Formel

Die erfindungsgemäß erhaltenen Überzüge sind für C₂₄H₂₉Cl₂₁. Die Teilchengröße dieses Materials soll

Wasser und Wasserdampf undurchdringlich, sind io vorzugsweise eine solche sein, daß 90 Gewichtsprozent

wärmefest und elastisch. Auch nach längerer Wärme- durch ein Sieb mit 0,297 mm Maschenweite hindurch-

einwirkung oxydiert und härtet der Überzug nicht aus gehen.

und wird daher nicht brüchig. Die Verdampfung des Das chlorierte Biphenyl, Terphenyl oder Polyphenyl, in dem Überzugsmittel enthaltenen Lösungsmittels allein oder gemischt verwendet, soll vorzugsweise bringt keine Feuergefahr mit sich, da die Dämpfe 15 mindestens 60 Gewichtsprozent Chlor enthalten, einen nicht entzündbar sind, und auch der Überzug selbst ist Brechungsindex von 1,660 bis 1,675 und einen Schmelzfeuerfest, punkt von 100 bis 105 ⁰C besitzen. Sie sollen auch in Diese Eigenschaften des erfindungsgemäß ver- Wasser, Glycerin oder Glycolen unlöslich sein. Solche wendeten Überzugsmittels sind durchaus überraschend. Verbindungen oxydieren, polymerisieren oder konden-Überzüge nur auf der Grundlage von Naturasphalt ao sieren nicht und zersetzen sich unter Entwicklung von neigen im allgmeinen zum Hart- und Brüchigwerden Chlorwasserstoff oberhalb 335⁰C.
und werden unelastisch, während andererseits Über- Die faserigen Füllstoffe bilden im Überzug eine züge nur auf der Grundlage von Petroleumasphalten Matte, welche die anderen Bestandteile des Überzugs (z. B. solchen, wie sie aus dampfraffinierten und ge- sowohl normalerweise wie auch bei einem Brand blasenen Petroleumrückständen erhalten werden, oder 35 zusammenhält.

die Teere und Peche, welche den Rückstand der Beispiele faseriger Füllstoffe sind Asbest und Destillation organischer Stoffe, z. B, Mineralöl, bitu- geblasene oder stranggepreßte Glasfasern. Für die minöse Kohle, Holz oder pflanzliches Öl, bilden) Erzielung bester Ergebnisse soll der faserige Füller glatt zum Weich- und Klebrigwerden und zum leichten und biegsam sein, und aus diesem Grunde wird Fließen beim Erwärmen neigen. 30 Asbest bevorzugt, insbesondere kanadischer Chrysotil-Es war überraschend, daß durch die erfindungs- asbest. Die bevorzugte Asbestsorte ist die als Kanagemäßen Überzugsmittel sowohl elastische Überzüge dische 7R-Sorte bekannte mit einer größten Faserlänge erhalten werden können als. auch nicht brennbare von 1,6 τητη. Viel kürzere Fasern als 1,6 mm können Überzüge. Als Lösungsmittel dienen überraschender- jedoch ebenfalls verwendet werden. Asbest mit einer weise nicht ausschließlich nichtbrennbare Lösungs- 35 größten Faserlänge von nur 0,8 mm ist mit vollem mittel, sondern es werden diese bis zu 60 Volum- Erfolg als faseriger Füller benutzt worden. Viel längere prozent durch andere Lösungsmittel ersetzt. Fasern als 1,6 mm können auch benutzt werden, z. B. Der in dem erfindungsgemäß verwendeten Überzugs- Kanadischer 5R-Asbest, welcher eine größte Fasermittel enthaltene Petroleumasphalt soll einen Kugel- länge von etwa 6,4 mm besitzt. Fasern mit größeren und Ringerweichungspunkt von 49 bis 93° C haben 40 Längen als diese können jedoch nicht empfohlen und kann entweder allein oder in Form eines homo- werden, weil bei aufzuspritzenden Gemischen sie zum genen Gemisches mit teer oder Pech, gebildet durch Verstopfen der Spritzvorrichtung neigen und ihre Auflösen beider Bestandteile in Petroleum, verwendet Anwesenheit auch das Auftragen der Mittel mit der werden, um ein Material mit einem Erweichungspunkt Kelle erschwert.

innerhalb dieses gewünschten Bereiches nach dem 45 Die nichtfaserigen in dem Füllmaterial enthaltenen Verdampfen des Petroleums zu erhalten. Füllstoffe können aus einer großen Gruppe geeigneter Der verwendete Naturasphalt wird vorzugsweise aus Stoffe ausgewählt werden. Bevorzugte Beispiele sind der Reihe der sogenannten Gilsonite ausgewählt. gemahlener Muscovitglimmer, Antimonoxyd, Calcium-Diese in der Natur vorkommenden Bitumina sind carbonat, pulverisierter Schiefer, gemahlener Kork, verhältnismäßig hart und nicht flüchtig, bestehen im 50 expandierter Vermiculit, Calciumsilicat oder andere wesentlichen aus Kohlenwasserstoffen und sind im wasserunlösliche siliciumhaltige Stoffe. Diese „können wesentlichen frei von sauerstoffhaltigen Stoffen und alle entweder allein oder in Mischung angewendet kristallisierbaren Paraffinen. werden. Ein bevorzugtes Gemisch enthält 30 bis 70% Die harzartige chlorierte Verbindung wirkt feuer- pulverisierten Schiefer, 5 bis 15 % Glimmer, 5 bis hemmend infolge Zersetzung bei Erhitzung unter 55 15% Calciurncarbonat und 5 bis 15% Antimonoxyd, Entwicklung von Gasen, welche mit dem Sauerstoff wobei diese Prozentsätze gewichtsmäßig auf den in Feuernähe ein nicht brennbares Gasgemisch bilden. nichtfaserigen Anteil des ganzen Füllmaterials bezogen Der zum Füller gehörende, nicht faserige Anteil sind. Im allgemeinen ist die Teilchengröße der nichtwie Calciumcarbonat kann die Zersetzung der harz- faserigen Füllstoffe nicht wesentlich, aber wenn das artigen chlorierten Verbindung verzögern. Überdies 60 Mittel aufgespritzt werden soll, sollte sie unter 0,8 mm wirken die bei der thermischen Zersetzung ent- sein, um Verstopfen der Spritzvorrichtung zu verstehenden Reaktionsprodukte Calciumchlorid und meiden.

Kohlenstoffdioxyd selbst als ausgezeichnete Feuer- Ein Teilder nichtfaserigen Füllstoffe besteht aus

hemmer. In dem Füller anwesendes Kristallisations- Aluminiumpulver. Dadurch ergeben sich bei der

wasser trägt auch zu dieser "Wirkung bei. 65 Verwendung des Überzugsmittels besondere Vorteile,

Die chlorierten Harze enthalten mindestens 50 Ge- da dieses dann sowohl im Sonnenlicht als auch bei

wichtsprozent gebundenes Chlor. Geeignete Stoffe für solchen Industrieanlagen zu verwenden ist, welche

diesen Zweck sind chloriertes Paraffinwachs oder anderen Wärmebestrahlungen ausgesetzt sind. Das

Aluminiumpulver bewirkt eine Reflexion des Sonnenlichtes und der Wärmestrahlen und hält somit die Temperatur des Überzugs niedrig und erhöht seine Dauerhaftigkeit. Das Aluminiumpulver soll 20 bis 75 Gewichtsprozent des gesamten Füllmaterials ausmachen.

Die soweit beschriebenen Bestandteile des Überzugsmittels bilden den dauernden Überzug, aber um das Aufbringen des Mittels zu ermöglichen, müssen sie, mit Ausnahme der Füllstoffe, in flüchtigen und daher wieder verschwindenden organischen Lösungsmitteln gelöst werden. Diese müssen gemäß der Erfindung aus einer Mischung von brennbaren und nicht brennbaren organischen Lösungsmitteln bestehen, welche zusammen erwünschterweise 10 bis 60 Gewichtsprozent des gesamten Überzugsmittels ausmachen.

Auf die Anwesenheit brennbarer Lösungsmittel kann nicht verzichtet werden, weil sie notwendig sind, um das erforderliche Fließvermögen und das Auftragen des Überzugsmittels zu ermöglichen. Es sind Petroleumfraktionen, die Benzin, Xylol und Toluol enthalten können. Bis zu 60 Volumprozent des gesamten flüchtigen Lösungsmittels bestehen aus dem brennbaren Teil. Das Lösungsmittel sollte 20 bis 100 Volumprozent eines Lösungsmittels mit einem Siedepunkt von 132 bis 198 ⁰C enthalten.

Die unbrennbaren organischen Lösungsmittel sind notwendig, damit beim Verdampfen des Lösungsmittelgemisches keine Feuergefahr besteht.] Der Dampfdruck dieser Lösungsmittel wird darum so ausgewählt, daß sie mit den brennbaren Lösungsmitteln zusammen verdampfen. Auf diese Weise ist das Dampfgemisch unbrennbar. Die unbrennbaren Lösungsmittel sollen mindestens 40 Volumprozent der gesamten flüssigen Lösungsmittel ausmachen und sind halogenierte flüssige Paraffinkohlenwasserstoffe. Die bevorzugten halogenierten Paraffinkohlenwasserstoffe sind 1,1,1-Trichloräthan mit einem spezifischen Gewicht von 1,33 und einem Siedepunkt zwischen 72 und 87 ⁰C und Tetrachloräthylen, sogenanntes Perchloräthylen, mit einem spezifischen Gewicht von 1,62 und einem Siedepunkt zwischen 120 und 122° C. Ein vorteilhaftes unbrennbares Lösungsmittelgemisch besteht aus einer Mischung von 30 bis 60 Volumprozent 1,1,1-Trichloräthan und 40 bis 70 Volumprozent Perchloräthylen.

Um die Viskosität und das Ankleben der Mittel, wenn sie flüssig sind, d. h. während der Aufbringung, zu erhöhen, ohne ihr Wärmefließvermögen zu verschlechtern, muß den Binderbestandteilen auch ein Klebmittel zugemischt werden. Die für diesen Zweck brauchbaren Stoffe sind die verschiedenen synthetischen Kautschuke bzw. Naturkautschuk.

Die Kleber auf Kautschukbasis, ob natürlicher oder synthetischer, werden denBinderbestandteilen vorzugsweise in Form von Latex einverleibt. Durch die feine Teilchengröße des Kautschuks im Latex ist die gleichmäßige Verteilung in dem Überzugsmittel gegeben; infolgedessen bewirken sogar sehr kleine Mengen von Kautschuklatex die gewünschte Einstellung der Viskosität und Klebrigkeit der Masse. Als synthetischer Kautschuklatex wird Neopren- oder Butadienstyrollatex bevorzugt. Natürlicher Kautschuklatex ist jedoch der bevorzugte Kleberanteil; beim Zusatz zur Masse muß er etwa 72% Feststoffgehalt aufweisen, eine Viskosität von 1000 bis 3000 cP besitzen und gegen bakterielle Zersetzung durch Kaliumhydroxyd geschützt sein.

Zur Verwendung der in Rede stehenden Masse wird zuerst der Naturkautschuk zusammen mit der harzartigen chlorierten feuerfesten Verbindung in der Lösungsmittelmischung gelöst. Der Petroleumasphalt (gewünschtenfalls mit Teer oder Pech vermischt), gelöst in Petroleum, wird dann zugesetzt, und es wird gemischt, um die Lösung des Binderbestandteils zu bilden. Anschließend werden dann die nichtfaserigen Füllstoffe, die faserigen Füllstoffe und

ίο schließlich der Latexkleber in geeigneter Weise zugemischt. Die Mittel können auch in anderer Weise zusammengemischt werden.

Die Verwendung der Überzugsmittel auf beliebige zu schützende Oberflächen kann durch Spritzen oder mit der Kelle geschehen. Wenn der Überzug auf übliche aus 85 % Magnesia gebildete Blockisolierungen aufgebracht werden soll, soll zuerst nur eine Grundierung aus Bitumen, harzartiger chlorierter feuerfester Verbindung und halogenierten Lösungsmitteln auf die Isolierung aufgebracht werden, um jeglichen Staub zu binden, welcher auf dem Block vorhanden ist. Ein faserices Glasgewebe oder Drahtnetz, wie Geflügeldraht, wird dann über die frei liegende Oberfläche der Isolierung ausgebreitet, in seiner Lage befestigt und

der Überzug dann auf Isolierung und Netz aufgebracht. Das Netz wird somit in den schützenden Überzug eingebettet und hält ihn dauernd in seiner Lage. Auf gewisse Arten von Isolierung ist es nicht notwendig, eine Grundierung aufzubringen, aber es ist immer erwüscht, Drahtnetze oder Glasgewebe für den beschriebenen Zweck zu verwenden.

Beispiel

Bestandteile Gewichtsprozent

Petroleumasphalt 20,0

Holzteer 6,0

Gilsonite (Naturasphalt) 2,0

Chloriertes Biphenyl 11,0

Butadien-Styrol-Latex 0,1

Antimonoxyd 2,0

Calciumcarbonat 3,0

Pulverisierter Glimmer 2,0

Pulverisierter Schiefer 12,0

Aluminiumpaste 15,0

Asbestfaser 6,0

1,1,1-Trichloräthan 5,9

Perchloräthylen 6,0

Petroleumdestillat 9,0

100,0

Claims (5)

Patentanspruch: Verwendung einer Mischung aus

1. einem Binder, bestehend a) zu 65 bis 90 Ge

wichtsprozent aus einem Gemisch von 55 bis 85 Gewichtsprozent weichem Petroleumasphalt mit einem Kugel- und Ringerweichungspunkt von 49 bis 93° C, 2 bis 10 Gewichtsprozent Naturasphalt mit einem Kugel- und Ring

erweichungspunkt von 140 bis 149° C sowie Teer und Pechgemischen und b) 10 bis 35 Gewichtsprozent eines harzartigen chlorierten Bi-, Ter- oder Polyphenyls oder Paraffinwachses mit mindestens 50 Gewichtsprozent

gebundenem Chlor,

2. einem Kleber aus synthetischem bzw. natürlichem Kautschuk,

3. einem Füllmaterial aus einer Mischung von 15 bis 40 Gewichtsprozent faserigen und 85 bis 60 Gewichtsprozent nichtfaserigen Füllstoffen, wobei letztere 5 bis 15 Gewichtsprozent Antimontrioxyd enthalten und zumindest ein Teil der nichtfaserigen Füllstoffe aus Aluminiumpulver besteht, welches in einer Menge von 20 bis 75 Gewichtsprozent, bezogen auf das gesamte Füllmaterial, vorliegt,

4. einem flüchtigen Lösungsmittel aus mindestens 40 Volumprozent eines halogenierten flüssigen

Paraffinkohlenwasserstoffes in Mischung mit einer flüssigen Petroleumfraktion

als schwer entflammbares Überzugsmittel für Industrieanlagen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 1914 912;
Abraham, Asphalts and Allied Materials,

5. Auflage, Bd. 1, S. 851 und 852;
Korrosion und Metallschutz, 1940, S. 88 bis 90; Straßen- und Tiefbau, 1948, S. 315 bis 321.

809 619/582 9.63 © Bundesdruckerei Berlin