CH314331A - Korrosionsschutz- und Abdichtungsmittel, sowie Verfahren zur Herstellung dieses Mittels - Google Patents

Description

  



     Korrosionsschutz-und    Abdichtungsmittel, sowie Verfahren zur Herstellung dieses Mittels
Es ist bekannt, Kabel, Rohre, metallteile und   dergleiehen dureh      Farbanstriche    zu   sehiitzen. Solehe Farbanstriche    haben sich in vielen. Fällen bestens bewährt. Sie haben aber einerseits nur eine besehränkte Lebensdauer, da sie mit der Zeit spröde werden, teilweise   sogar allmählich abblättern,    anderseits sind sie   z.      B.    zur Verwendung innerhalb des   Erd-      reielles    nieht geeignet.



   Es sind ferner Korrosionsschutzmittel bekannt, die im wesentlichen aus Teer bestehen.



  Auch diese altern und werden im Laufe der Zeit rissig. Sie sind gegen tiefe Temperaturen empfindlich, werden   dann spröde lmd    verlieren hierdurch ihre   Schutzeigenschaften. Auch    andere Bitumina (Asphalte, Peche) sind für Korrosionsschutzzweeke bisher vielfach verwendet worden und haben sieh in vielen I'ällen gut bewährt. Sie haben allerdings den Nachteil, dass sie zumeist sehr stoss-und   sehlagempfindlieh    sind und daher durch Ersehütterungen oder   Store    mit der Zeit Haar  r isse bekommen,    die ihre   Korrosionsschutz-    wirkung herabsetzen.

   Ein wirksamer   Korro-      sionssehutz    mit   Bitumensehichten    (mit oder ohne Weichmacher) war daher bisher nur zu erzielen, wenn die Schichten sehr dick waren.



   Einen wesentlichen Fortschritt auf dem Gebiet des Korrosionssehutzes braehten die    plastischen Korrosionsschutzmittel auf def    Basis von   vaselinartigen Paraffinkohlen-    wasserstoffen, die auf Trägern in Bindenform vor etwa 25 Jahren auf den Markt kamen. Diese Binden besassen eine   unverän-    derliehe Plastizität innerhalb weiter Tempe  raturgrenzen.    Sie waren jedoch nicht verwendbar an Objekten, deren Temperatur über 60  C betrug. Ausserdem besassen sie eine naturgemässe Empfindlichkeit gegen   mecha-    nische Verletzungen. Diesen Nachteil hat man dadurch zu beheben versucht, dass man Mehr  schichtensysteme    entwickelte.

   Diese bestehen   z.    B. darin, dass man über einer Schutzhülle aus plastischen   Korrosionssehutzbinden eine    weitere Wiclilung aus mit heissem Bitumen getränkter Jute legt. Dieses Verfahren ist aber kostspielig, zeitraubend und birgt Gefahren in sich, weil mit heissem Bitumen an Ort und Stelle gearbeitet werden muss.



  Ausserdem bleibt auch hierbei der Nachteil bestehen, dass die verwendeten Einzelelemente der Schutzhülle (Träger und Bitumen) die ihnen   anhaftenden grundsätzlichen Schwä-      chen    nicht verlieren, wenn auch der Schutz in seiner   Gesamtwirkung    Verbesserungen erfährt. Ob die Mehrschichtensysteme in einem einzigen oder in mehreren getrennten Arbeitsgängen aufgebracht werden, ändert an dieser Tatsache nichts, da. die Grundelemente des Schutzes die gleichen bleiben. Schliesslich sind vor allem die plastisch bleibenden Kor  rosionsschutzmittel,    aber auch in der Regel die Mittel auf Teer-bzw. Bitumenbasis auf die Verwendung von Trägermaterial angewiesen.

   Als Träger werden wegen der Billig keit in der Mehrzahl der Fälle   Stoffgewebe,      Jutegewebe    und dergleichen verwendet.



   Für   Spezialzweeke    sind   a, nch Bandagen    aus Glasgewebe,   Kunststoff-oder Asbestträ-      ger und dergleichen hergestellt    worden, die aber verhältnismässig teuer sind. Alle   Gewebe-    träger aus organischen Stoffen enthalten selbst einen Bestandteil an   Wasser und sau-    gen infolge ihrer Kapillarwirkung ausserdem Wasser aus der Umgebung an, wobei häufig die Wasseraufnahme noch gefordert wird.



  Auch   anorganisehe    Träger, wie z.   B.    alkalihaltige Glasfasergewebe, besitzen eine gewisse   Wasserbenetzbarkeit. Ausserdem    liegen in den gebündelten Glasfasern Kapillarwege für das Wasser des Erdbodens vor, so dass in der Praxis immer wieder beoba, chtet werden konnte, dass bei der Verwendung von   Korro-    sionsschutmitteln der bisher bekannten Art auf derartigen Trägern der Zutritt von Wasser zu den geschützten Objekten nicht vollständig verliindert werden kann.



   Alle die genannten Schwierigkeiten können nun durch das Korrosionsschutz-und Abdichtungsmittel überwunden werden, welches Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ; es enthält bituminöse Stoffe und elastisch dehnbare Stoffe in einem solchen Verhältnis, dass es dauernd und auch bei wechselnder Temperatur plastisch bleibt, eine sehr niedrige Wasseraufnahme von höchstens   vit    derjenigen der vorhandenen Bitumina besitzt und um mindestens 50 % seiner Länge reversibel dehnbar ist.



   Als Korrosionsschutz kann somit nur eine Masse Verwendung finden, welche die drei oben erwähnten Bedingungen erfüllt, und zwar gleichzeitig, also innerhalb eines weiten Temperaturbereiches plastisch bleibt und beispielsweise einen   Tropfpunkt    von etwa + 120  C und einen   Brechpunkt    von etwa -13  C besitzt. Sie wird ausserdem für Gase nnd Flüssigkeiten möglichst undurchlässig und gegen alle im Erdreich üblicherweise vorkommenden chemischen und biologischen Einflüsse praktisch unempfindlich sein.

   Ihre Wasseraufnahmefähigkeit ist zweekmässigerweise so gering,   dÅass    ein   schädlicher elektri-    scher Stromfluss und somit ein Zutritt von Ionen zum   Schutzobjekt    durch das   Korro-      sionssehutzmittel    praktisch verhindert wird.



  Man erzielt eine Masse, welche den drei obigen Anforderungen genügt, durch die entsprechend dosierte Vermischung von bituminösen, insbesondere   teerigen    Stoffen mit solchen Stoffen, die in der   Lame    sind, dem   Gemiseh    die erforderliche elastische Dehnbarkeit und Wasserfestigkeit zu geben.



   Als bituminöse Komponenten kommen z. B. Steinkohlenteer mit einem Siedebeginn über 2400 C, Steinkohlenteer mit einem Er  weichungspunkt    von über   20     C,   Harzpech,    Teerpech,   Hartpeeh, Weiehpech, Paraffin,      Natur-und/oder    Kunstasphalte, auch   Stearin-    pech oder ein anderes   Fettpech    in   Betraeht,    die allein oder in Gemischen angewendet werden können.



   Als elastisch dehnbaren Bestandteil kann die Masse   natürliehe lmd synthetisehe    Kautschukarten, Chlorkautschuk, Polystyrol, Polyvinylchloird   und/oder      kautschukartige    Polymerisate aus   Silieiumverbindungen      ent-    halten.



   Des weiteren können der Masse Füllstoffe, wie Kalkstein,   Talkum, Asbestmassen    und andere Stoffe, z. B. Pigmente, zugegeben werden.



   Vielfach ist auch eine thermische Vorbehandlung aller oder einzelner Komponenten vorteilhaft. Auch eine   gemeinsame thermisehe    Behandlung kann die Eigenschaften der Masse im Sinne der obigen Forderungen sehr günstig beeinflussen. Hierbei kann mit oder ohne Katalysatoren gearbeitet werden. Man kann reduzierend und   oxydierend    arbeiten und beide Arbeitsstufen in beliebiger Weise nacheinander durchfiihren. Ganz besonders vorteilhaft ist die Durchführung einer solchen   Behandlungsweise    in Gegenwart von   Redoxka. talysatoren,    besonders unter Zuführung von Luft. Die   oxydiererlden lmd    re  duzierenden    Reaktionen können auch nebeneinander verlaufen.

   Unter Redoxkatalysatoren werden solche Katalysatoren verstanden, die sowohl oxydierende wie acuh reduzierende Wirkungen ausüben. Es kann hierbei ein  Stoff allein beide Wirkungen ausüben, oder es werden Stoffgemische verwendet, die kata  lytiseh    oxydierende und katalytisch reduzie  rende Komponenten    enthalten.



   In einer besonders wichtigen Ausführungsart behandelt man bituminöse Stoffe mit vorzugsweise chloirerten, hocholymeren Stoffen, wie Chlorkautschuk, in der Wärme z.   B.    bei   140-180     C in Gegenwart von Re  doxkatalysatoren,    wobei vorteilhaft druch Einblasen von Luft gerührt wird. Man kann aber auch den Sauerstoff durch Sauerstoff   abgebendeStoffe,    z. B.   Mangandioxyd,    Braunstein,   Mennige,      Chormsäure,    in der Masse selbst erzeugen. Hierbei tritt vor allem eine Oxydation von alkoholischen und phenolisehen Gruppen zu   Carbonyl-und    Carboxylverbindungen ein. Als Reduktionsmittel können z. B. Eisen, Silicium oder Ferrosilicium dienen.

   Hierbei wirkt der aus dem Silicium in   statu nascendi entstehende Wasserstoff    besonders stark reduzierend. Das Silicium reagiert ferner, insbesondere in Gegenwart von Eisen, mit den hochpolymeren Stoffen und Sauerstoff und führt zu Produkten mit hoher Standfestigkeit und geringer Alte  rungsneigling.    Diese Vorbehandlung erweitert   aneth    den Bereich zwischen   Brechpunkt    und Erweichungspunkt der Massen erheblich. Die Masse nach der Erfindung vereinigt in sich sowohl den Vorzug einer innerhalb weiter Temperaturgrenzen unveränderlichen Plastizität, wie auch den einer bisher nur bei kautschukartigen Stoffen erreichten elastischen Dehnbarkeit. Sie zeigt dabei zugleich eine weit geringere Wasseraufnahmefähigkeit als alle bisher bekanntgewordenen bituminösen Stoffe.

   Sie kann mit oder ohne Träger und Pigment verwendet werden. Die   Herstelliing    solcher Stoffe ist dadurch, dass auch von billig   en einheimischen    Rohstoffen ausgegangen werden kann, zu Preisen möglich, die unter denjenigen für plastische Korrosionsschutzmittel liegen.



   Die Plastizität der Masse ist so gross, dass sie nieht hart und spröde wird und ihre plastischen Eigenschaften bei allen praktisch in Betracht kommenden hohen und tiefen Temperaturen nicht verliert, wie dies bisher nicht einmal mit den   auf der Grtmdlage    von Kohlenwasserstoffen aufgebauten plastischen   Korrosionssehutzmitteln    erreicht werden konnte.



   Dabei besitzt dieses   Korrosionssehutzmit-    tel aber zugleich eine ausserordentliche elastische Dehnbarkeit, die den bisher bekanntgewordenen plastisch bleibenden Korrosionsschutzmitteln fehlt. Es wird zwar vielfach von   Bitumen-und Teerprodukten behauptet,    dass sie ebenfalls eine grosse Elastizität besässen. Diese elastische Dehnbarkeit der bisher bekanntgewordenen Bitumenerzeugnisse mit oder ohne Weichmacher ist aber nur eine geringe und lässt nur eine   Delmung    um wenige Prozente zu, da sonst eine bleibende Deformierung auftritt. Demgegenüber ist das Korrosionsschutzmittel nach der Erfindung we  sentlich    stärker dehnbar.

   Es lässt sieh um   50       /o    und mehr   seiner ursprüngliehen Länge    delmen und kehrt dennoch bei Entspannung in die ursprüngliche Form und Länge zurück.



  Es weist also eine   hochelastische    Dehnbarkeit auf, wie sie bisher nur bei   Kautsehukmassen    bekannt war, die aber als solche für den vorliegenden Zweck unbrauchbar sind, da sie nicht plastiseh sind und sich nicht in der ge  wünschten    Weise dicht an die zu schiitzenden Gegenstände anschmiegen.



   Das   erfindungsgemässe Korrosionsschutz-    und Abdiehtungsmittel ist   ausserdem prak-    tisch   wasserundurchlässig. Ähnliches    wird zwar von vielen bereits bekanntgewordenen   Korrosionsschutzmitteln    behauptet. Eine derartige Behauptung war aber bisher   nur inso-    fern vertretbar, als es auf dem Gebiet der bituminösen Stoffe Massen mit grösserer Wasserundurehlässigkeit nicht gab. Bitumina, wie Asphalte oder Hart-und   Weichpeche,    zeigen eine merkliehe Wasseraufnahmefähigkeit, die bis zu 6   o/e    betragen kann. Auch Teere können noch bis   2  /o Wasser aufnehmen.   



  Diese Wassermengen reichen in vielen Fällen aus, um den Korrosionsschutz   illusorisch zu    machen. Die Wasseraufnahmefähigkeit bei der erfindungsgemässen Masse ist um ein Vielfaches geringer und kann praktisch ver nachlässigt werden. Sie beträgt höchstens 1/10 der Wasseraufnahmefähigkeit der   vorhan-    denen Bitumina. Stoffe anderer chemischer Zusammensetzung, die hinsichtlich der Wasserundurchlässigkeit konkurrieren konnten, besitzen nicht die   erforderliehe    Plastizität. Die geringe Wasseraufnahmefähigkeit der neuen Masse bietet die   Möglichkeit, Korrosionsschutz-    schichten von wesentlich geringerer Dicke zu verwenden, als es bisher üblich gewesen ist.



   Nach dem weiterhin beanspruchten Verfahren zur Herstellung eines erfindungs   gemässen Korrosionsschutz-und Abdiehtungs-    mittels werden bituminöse Stoffe und   ela-      stiseh    dehnbare Stoffe miteinander vermengt, wobei mindestens die bituminösen Stoffe mit Sauerstoff behandelt werden und das Mi  schungsverhältnis der Ausgangsstoffe    so gewählt wird, dass das erhaltene Mittel die im    Patentansprueh I genannten Eigensehaften    aufweist.



   Die Ausgangsstoffe können auch zuerst einer reduzierenden und anschliessend einer oxydierenden Behandlung ausgesetzt werden.



  Als Reduktionsmittel kann dabei eine   Metall-    legierung, vorzugsweise Ferrosilicium, Verwendung finden unter gleichzeitiger   Hinzu-      fügung von vorzugsweise chlorierten Hoch-    polymeren unter anschliessender Einwirkung von Sauerstoff. Der für die Oxydation be  nötigte    Sauerstoff kann durch Hinzufügung von während der Reaktion Sauerstoff abgebenden Substanzen zugeführt werden. Als Sauerstoff abgebende Stoffe können beispielsweise Mangandioxyd, Braunstein, Chrom  säure und Mennige    verwendet werden.



   Im folgenden werden einige Beispiele für die Herstellung von   erfindungsgemässen Kor-    rosionsschutz-und Abdiehtungsmitteln gegeben, ohne dass die Erfindung auf diese Beispiele beschränkt wird.



   Beispiele 1. 35-45 Teile Steinkohlenteer mit einem
Siedebeginn über 240  C,
8-15 Teile Ferrosilicium pulv.,
5-10 Teile   Chlorkautschuk,       15-20    Teile   Hartpeeh,       25-35    Teile Kalkstein,
Oxydation   dureh    Luftinblasen.



  2. 70-80 Teile Steinkohlenteer mit einem    Erweiehungspunkt    von übrer   20  C,   
5-15 Teile   Zink pulv.,   
4-10 Teile Polystyrol,
20-30 Teile Talkum als Füllstoff,
Oxydation durch lebhaftes Einrühren von
Luft.



  3. 40-50 Teile Oxydpeeh (aus   Fettsäure-    synthese),
5-15 Teile   Ferrum    reductum,
5-10 Teile Polyvinylchlorid,
10-20 Teile Bitumen,
5-8 Teile Chromsäure,
10-15 Teile   Hartpeeh,   
20-30 Teile Talkum als Füllstoff.



  4. 40-50 Teile Bitumen mit einem   Erwei-       chungspunkt    zwischen 35 und    70  C,   
5-15 Teile Silicium   pulv.,   
2-6 Teile Siliconharz,
10-30 Teile   Hartpech,   
4-8 Teile Braunstein,
25-35 Teile Asbestmehl.



   Die neue Masse stellt eine   ausserordent-    liche Bereicherung der Technik dar und bedeutet für den Korrosionsschutz, besonders für im Erdreich zu verlegende Kabel und Rohre, einen grossen Fortsehritt, die masse kann in beliebiger Form verwendet werden, z. B. als Anstrich, Überzug, Packung, Wicklung oder ähnliehe Umhüllung, für durch Korrosion gefährdete   Objecte,    z. B. Rohre, Kabel, Maschinentile und ähnliche   Gegen-    stände.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Korrosionsschutz-und Abdichtungsmittel. dadurch gekennzeichnet, dass es bituminöse Stoffe und elastisch dehnbare Stoffe in einem solehen Verhältnis enthält, dass es dauernd und auch bei wechselnder Temperatur pla stisch bleibt, eine sehr niedrige Wasser- aufnahme von höehstens 1/10 derjenigen der vorhandenen Bitumina. besitzt und um mindestens 50 /o seiner Länge reversibel dehnbar ist.

   UNTERANSPRUCHE 1. Korrosionsschutz-und Abdichtungs- mittel. nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass ss es Asphaltbitumen enthält.

   2. Korrosionsschutz-und Abdielitungs- mittel nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es Teer enthält.

   3. Korrosionsschutz-und Abdichtungsmittel nach Patentansprueh I, dadurch gekennzeichnet, dass es Pech enthält.

   4. Korrosionsschutz-und Abdichtungsmittel nach Patentanspruch I, dadrcuh gekennzeichnet, dass es Paraffin enthält.

   5. Korrosionsschutz-und Abdichtungs- mittel naeh Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es Fettpech enthält.

   6. Korrosionsschutz-und Abdichtungsmittel nach Patentanspruch I, dadurch ge- kenzeicnet, dass es Kautschuk enthält.

   7. Korrosionsschutz-und Abdichtwgs- mittel naeh Patentanspruch I und Unteran- sprueh 6, dadurch gekennzeichnet, dass es Naturkautschuk enthält.

   8. Korrosionsschutz-und Abdichtungsmittel nach Patentansprueh I und Unteranspurch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es künstlichen Kautschuk enthält.

   9. Korrosionssehutz- und Abdichtungsmittel nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es Chlorkautschuk enthält.

   10. Korrosinsschutz- und Abdichtungsmittel nach Patentanspruch I, dadruch gekennzeichnet, dass es Füllstoffe enthält.

   11. Korrosionsschutz-und Abdichtungsmittel nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es Pigmente enthält.

   12. Korrosionsschutz-und Abdichtungs- rnittel nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass es siliciumhaltige Polymerisate enthält.

   PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung eines Korro- sionsschutz-und Abdichtungsmittels nach Yatentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass bituminöse Stoffe und elastisch dehnbare Stoffe miteinander vermengt werden, wobei mindestens die bituminösen Stoffe mit Sauerstoff behandelt werden und das Mischungsverhältnis der Ausgangsstoffe so gewählt wird, dass das erhaltene Mittel die im Patentanspruch I genannten Eigenschaften aufweist.

   UNTERANSPBÜCHE 13. Verfahren nach Patentanspruch II, dadrcuh gekennzeichnet, dass 35-45 Teile Teer mit einem Siedebeginn über 240 C, 8-15 Teile Ferrosilicium pulv., 5-10 Teile Chlorkautschuk, 10-20 Teile Hartpech und 25-35 Teile Kalkstein vermischt werden und in die erhaltene Masse Luft eingeblasen wird.

   14. Verfahren nach Patentansprach II, dadurch gekennzeichnet, dass 70-80 Teile Teer mit einem Erweichungspunkt von über 20 C, 5-15 Teile Zink pulv., 4-10 Teile Polystyrol sowie 20-30 Teile Talkum als Füllstoff vermiseht werden und die erhaltene Masse mit Luft behandelt wird.

   15. Verfahren nach Patentansprueh II, dadurch gekennzeichnet, dass 40-50 Teile aus der Fettsäuresynthese gewonnenes Oxydpech, 5-15 Teile Ferrum reductum, 5-10 Teile Polyvinylchlorid, 10-20 Teile Bitumen, 5-8 Teile Chromsäure, 10-15 Teile Hart pech und 20-30 Teile Talkum als Füllstoff vermischt werden.

   16. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass 40-50 Teile Bitumen mit einem Erweichungspunkt zwisehen 35 und 75 C, 5-15 Teile Silicium pulv., 2-6 Teile Siliconharz, 10-30 Teile Hartpech, 4-8 Teile Braunstein und 25-35 Teile Asbestmehl vermischt werden.

   17. Verfahren nach Patentansprueh II, dadrcuh gekennzeichnet, dass die bituminösen Stoffe in Gegenwart von Redoxkatalysatoren mit Sauerstoff behandelt werden.

   18. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die bituminösen Stoffe im Gemisch mit chlorierten, hochpoly- meren, elastisch dehnbaren Stoffen in Gegenwart von Redoxkatalysatoren mit Sauerstoff behandelt werden.

   19. Verfahren nach Patentansprueh II, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsstoffe zuerst einer reduzierenden und an schliessend einer oxydierenden Behandkmg ausgesetzt werden.

   20. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangs- stoffe teils einer reduzierenden und teils einer oxydierenden Behandlung ausgesetzt werden.

   21. Verfahren nach Patentanspruch II und d Unteranspruch 19, dadurch gekennzeich- net, dass als Reduktionsmittel ein metallischer Stoff verwendet wird.

   22. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspriiehen 19 und 21, dadurch ge kennzeichnet, dass Ferrosilieium verwendet wird.

   23. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der benotigte Sauerstoff durch Hinzufügung von während der Reaktion Sauerstoff abgebenden Substanzen zugeführt wird.

   24. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass als Sauerstoff abgebender Stoff Braunstein verwendet wird.

   25. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteranspruch 23, dadurch gekennzeich- net, dass als Sauerstoff abgebender Stoff Chromsaure verwendet wird.

   26. Verfahren nach Patentanspruch II und Unteransprueh 23, dadurch gekennzeichnet, dass als Sauerstoff abgebender Stoff Mennige verwendet wird.