DE102011011609A1 - Härtbare polymere Massen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine härtbare Masse umfassend — ein Harz oder ein Trägerstoff, wobei das Harz in Form von Epoxy-Novolac Vinylester oder der Trägerstoff in Form von Pyrogener Kieselsäure in einer Konzentration von 93,9 bis 99% enthalten ist, — einen Katalysator, wobei der Katalysator in Form einer Kobaltlösung in einer Konzentration von 0 bis 0,1% enthalten ist, — einen Beschleuniger, wobei der Beschleuniger in Form von N,N-Dimethylanilin und/oder N-Ethylanilin und/oder Dimethylanilin in einer Konzentration von 0 bis 0,2% enthalten ist, — einen Härter, wobei der Härter in Form von Cumolhydroperoxid und/oder Dibenzoylperoxid in einer Konzentration von 1 bis 4% enthalten ist, — einen Verzögerer, wobei der Verzögerer in Form von p-tert-Butylcatechol in einer Konzentration von 0 bis 0,3% enthalten ist — einen UV-Stabilisator, wobei der UV-Stabilisator in einer Konzentration von 0 bis 0,5% enthalten ist, — Paraffin, wobei das Paraffin in Form von Wachs in einer Konzentration von 0 bis 1% enthalten ist, und sich die Konzentrationsangaben auf 100% einer zu härtenden Gesamtmasse beziehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine härtbare Masse einer erfindungsgemäßen Rezeptur, ein Verfahren zum Herstellen eines Polymerwerkstoffes aus der härtbaren Masse, den daraus entstehenden Polymerwerkstoff, sowie Mittel, die aus dem erfindungsgemäßen Polymerwerkstoff gefertigt sind und deren Verwendung.
  • Härtbare Massen auf Basis von beispielsweise Polyesterharz, Epoxidharzen oder Polyamid werden zur Herstellung von durch Fasern, wie Glas oder Textilfasern verstärkten Gegenständen eingesetzt und finden verbreitet Anwendung in der Industrie. Derartige Kunststoffstrukturen sind Werkstoffe, die aus Verstärkungsfasern bestehen, welche in einer Kunststoffmatrix eingebettet sind. Diese finden in einer Vielzahl von Anwendungsgebieten in Form von kurzfaserverstärkten, langfaserverstärkten oder endlosfaserverstärkten Bauteilen Verwendung.
  • Die Untergruppe der glasfaserverstärkten Kunststoffe ist ein Verbund aus einem Kunststoff, wie beispielsweise Polyesterharz, Epoxidharz oder Polyamid, und Glasfasern. Glasfaserverstärkte Kunststoffe sind Standardwerkstoffe in der Industrie. Rohre dieser Art sind in der DIN genormt und kommerziell erhältlich.
  • Im Bereich alkalischer Medien werden überwiegend glasfaserverstärkte Kunststoffe eingesetzt, um alkalische Flüssigkeiten aufzunehmen oder zu transportierten. Diese sind in der Regel mit einem thermoplastischen Material, wie z. B. Polypropylen, als chemische Schutzschicht, versehen. Diese chemische Schutzschicht ist auf denjenigen Oberflächen vorhanden, die mit den alkalischen Lösungen in Berührung kommen und soll die glasfaserverstärkten Kunststoffe schützen. Diese zusätzliche Schutzschicht ist vor allen Dingen dann erforderlich, wenn die alkalischen Lösungen Temperaturen von > 40°C aufweisen und damit ihre ätzende Wirkung verstärkt wird und Oberflächen angriffen und zerstört werden.
  • Bei Temperaturen unterhalb von 40°C und geringer Konzentrationen der alkalischen Medien kann auf eine thermoplastische Chemieschutzschicht verzichtet werden und diese wird stattdessen aus der Kunststoffmatrix selbst erzeugt.
  • Der Nachteil der im Stand der Technik bekannten glasfaserverstärkten Kunststoffe ist nun, dass bei Beschädigung der Chemieschutzschicht, die Glasfasern freigelegt werden und einem chemischen Angriff durch derartige Medien direkt ausgesetzt sind.
  • Glas ist ein chemisch hochresistenter Werkstoff, der jedoch nicht alkalibeständig ist und massiv von alkalischen Medien aller Art angegriffen und zerstört wird. Durch die Zerstörung der Verstärkungsfaser wird der gesamte Verbundwerkstoff angegriffen, denn die mechanische Festigkeit des Verbundes wird durch die Verstärkungsfasern erreicht. Der Wegfall der mechanischen Festigkeit führt zum Versagen des Werkstoffes, da der Druck- und Temperaturbelastung, die beispielsweise beim Betrieb einer Industrieanlage herrscht, kein Widerstand mehr entgegengesetzt wird.
  • Ein glasfaserverstärktes Kunststoffrohr nach dem Stand der Technik ist beispielsweise aus DE 10 2008 033 577 A1 bekannt. Diese Schrift lehrt insbesondere ein Kunststoffrohr, das hinsichtlich Dichtigkeit, Steifigkeit, Formstabilität und Abrasion im Vergleich zum Stand der Technik verbesserte Eigenschaften aufweist. Dabei wird die Rohrwand gebildet durch mindestens eine im Schleuder- und/oder Schleudergussverfahren hergestellte Schleuderschicht und mindestens eine im Wickelverfahren hergestellte Wickelschicht. Derartige Rohre weisen zwar verbesserte Eigenschaften auf, sind aber sehr aufwendig herzustellen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb eine alternative Rezeptur für eine härtbare Masse, das Verfahren zur Herstellung eines Polymerwerkstoffes aus der härtbaren Masse und den Polymerwerkstoff selbst zur Verfügung zu stellen, wobei der Polymerwerkstoff eine geringere Abtragungsrate bei Beanspruchung durch alkalische Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten sind, aufweisen soll, wie herkömmliche Polymerwerkstoffe. Die Erfindung hat sich ebenfalls zur Aufgabe gemacht entsprechende Mittel und Verwendungen des Polymerwerkstoffes bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine härtbare Masse umfassend
    • – ein Harz oder ein Trägerstoff, wobei das Harz in Form von Epoxy-Novolac Vinylester oder der Trägerstoff in Form von Pyrogener Kieselsäure in einer Konzentration von 93,9 bis 99% enthalten ist,
    • – einen Katalysator, wobei der Katalysator in Form einer Kobaltlösung in einer Konzentration von 0 bis 0,1% enthalten ist,
    • – einen Beschleuniger, wobei der Beschleuniger in Form von N,N-Dimethylanilin und/oder Dimethylanilin und/oder N-Ethylanilin in einer Konzentration von 0 bis 0,2% enthalten ist,
    • – einen Härter, wobei der Härter in Form von Cumolhydroperoxid und/oder Dibenzoylperoxid in einer Konzentration von 1 bis 4% enthalten ist,
    • – einen Verzögerer, wobei der Verzögerer in Form von p-tert-Butylcatechol in einer Konzentration von 0 bis 0,3% enthalten ist
    • – einen UV-Stabilisator, wobei der UV-Stabilisator in einer Konzentration von 0 bis 0,5% enthalten ist,
    • – Paraffin, wobei das Paraffin in Form von Wachs in einer Konzentration von 0 bis 1% enthalten ist,
    und sich die Konzentrationsangaben auf 100% einer zu härtenden Gesamtmasse beziehen.
  • In weiterer Kobalt-armer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Rezeptur für die härtbare Masse vorteilhaft
    • – ein Harz oder ein Trägerstoff, wobei das Harz in Form von Epoxy-Novolac Vinylester oder der Trägerstoff in Form von Pyrogener Kieselsäure in einer Konzentration von 96,3 bis 98,95% enthalten ist,
    • – einen Katalysator, wobei der Katalysator in Form einer Kobaltlösung in einer Konzentration von 0,05 bis 0,1% enthalten ist,
    • – einen Beschleuniger, wobei der Beschleuniger in Form von Dimethylanilin in einer Konzentration von 0 bis 0,1% enthalten ist,
    • – einen Härter, wobei der Härter in Form von Cumolhydroperoxid in einer Konzentration von 1 bis 2% enthalten ist,
    • – einen UV-Stabilisator, wobei der UV-Stabilisator in einer Konzentration von 0 bis 0,5% enthalten ist,
    • – Paraffin, wobei das Paraffin in Form von Wachs in einer Konzentration von 0 bis 1% enthalten ist.,
    und sich die Konzentrationsangaben auf 100% einer zu härtenden Gesamtmasse beziehen.
  • In weiterer Abwandlung der Rezeptur in eine metallfreie Form umfasst die härtbare Masse
    • – ein Harz oder ein Trägerstoff, wobei das Harz in Form von Epoxy-Novolac Vinylester oder der Trägerstoff in Form von Pyrogener Kieselsäure in einer Konzentration von 94 bis 97,95% enthalten ist,
    • – einen Beschleuniger, wobei der Beschleuniger in Form von N,N-Dimethylanilin und/oder N-Ethylanilin in einer Konzentration von 0,05 bis 0,2% enthalten ist,
    • – einen Härter, wobei der Härter in Form von Dibenzoylperoxid in einer Konzentration von 2 bis 4% enthalten ist,
    • – einen Verzögerer, wobei der Verzögerer in Form von p-tert-Butylcatechol in einer Konzentration von 0 bis 0,3% enthalten ist
    • – einen UV-Stabilisator, wobei der UV-Stabilisator in einer Konzentration von 0 bis 0,5% enthalten ist,
    • – Paraffin, wobei das Paraffin in Form von Wachs in einer Konzentration von 0 bis 1% enthalten ist,
    und sich die Konzentrationsangaben auf 100% einer zu härtenden Gesamtmasse beziehen.
  • In weiterer Kobalt-armer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die härtbare Masse bevorzugt
    • – ein Harz oder ein Trägerstoff, wobei das Harz in Form von Epoxy-Novolac Vinylester oder der Trägerstoff in Form von Pyrogener Kieselsäure in einer Konzentration von 96,3 bis 98,95% enthalten ist,
    • – einen Katalysator, wobei der Katalysator in Form einer Kobaltlösung in einer Konzentration von 0,05 bis 0,1% enthalten ist,
    • – einen Beschleuniger, wobei der Beschleuniger in Form von Dimethylanilin in einer Konzentration von 0 bis 0,1% enthalten ist,
    • – einen Härter, wobei der Härter in Form von Cumolhydroperoxid in einer
    • Konzentration von 1 bis 2% enthalten ist,
    • – einen UV-Stabilisator, wobei der UV-Stabilisator in einer Konzentration von 0 bis 0,5% enthalten ist,
    • – Paraffin, wobei das Paraffin in Form von Wachs in einer Konzentration von 0 bis 1% enthalten ist,
    und sich die Konzentrationsangaben auf 100% einer zu härtenden Gesamtmasse beziehen.
  • In einer weiteren metallfreier Abwandlung umfasst die härtbare Masse mit Vorteil
    • – ein Harz oder ein Trägerstoff, wobei das Harz in Form von Epoxy-Novolac Vinylester oder der Trägerstoff in Form von Pyrogener Kieselsäure in einer Konzentration von 94 bis 97,95% enthalten ist,
    • – einen Beschleuniger, wobei der Beschleuniger in Form von N,N-Dimethylanilin und/oder N-Ethylanilin in einer Konzentration von 0,05 bis 0,2% enthalten ist,
    • – einen Härter, wobei der Härter in Form von Dibenzoylperoxid in einer Konzentration von 2 bis 4% enthalten ist,
    • – einen Verzögerer, wobei der Verzögerer in Form von p-tert-Butylcatechol in einer Konzentration von 0 bis 0,3% enthalten ist,
    • – einen UV-Stabilisator, wobei der UV-Stabilisator in einer Konzentration von 0 bis 0,5% enthalten ist,
    • – Paraffin, wobei das Paraffin in Form von Wachs in einer Konzentration von 0 bis 1% enthalten ist,
    und sich die Konzentrationsangaben auf 100% einer zu härtenden Gesamtmasse beziehen.
  • Beispielsweise werden im Handel von der Firma Ashland kommerziell erhältliche DERAKANE MOMENTUMTM 470-300 für das Harz Epoxy-Novolac Vinylester eingesetzt. Der Beschleuniger kann über das kommerziell erhältliche Produkt PERGAQUICK A200 oder A300 der Firma Pergan zugesetzt werden. Der Härter wird über PEROXAN BP-Paste 50 oder PEROXAN CU-80 L zugesetzt, die ebenfalls über die Firma Pergan im Handel erhältlich sind. Als Verzögerer kommt beispielsweise das Produkt Pergaslow BK-10 zum Einsatz. Als UV-Schutz kann beispielsweise Tinovin® 5050® der Firma Ciba eingesetzt werden. Das Wachs ist z. B. BYK®-S 750 der Altana Gruppe. Diese Produkte sind beispielhaft zu verstehen und können durch andere ersetzt werden, die unter das im Anspruch 1 definierte Spektrum fallen.
  • Das Verfahren zum Herstellen eines Polymerwerkstoffs umfassend die härtbare Masse nach Anspruch 1, umfasst die nachfolgenden Verfahrensschritte:
    • a. Harz und Katalysator für eine Zeitdauer, die das Verfallsdatum des Harzes nicht überschreitet, einer Vorbeschleunigung unterzogen werden,
    • b. der Beschleuniger, Härter, Verzögerer, UV-Stabilisator, Paraffin in der angegebenen Reihenfolge zugefügt werden, und eine härtbare Masse generiert wird,
    • c. wobei je nach Rezeptur ein oder mehrere Bestandteile des Schrittes b) und/oder der Katalysator aus Schritt a) wegfallen,
    • d. die härtbare Masse über Standardverfahren in eine gewünschte Form gebracht wird, wodurch ein Werkstück hergestellt wird,
    • e. das Werkstück für 8 Stunden bei 80°C einer Wärmebehandlung unterzogen wird und ein fertiger Polymerwerkstoff generiert wird.
  • Dabei wird bei den erfindungsgemäßen metallfreien Rezepturen der härtbaren Masse auf eine Vorbeschleunigung verzichtet, indem in Schritt a. des erfindungsgemäßen Verfahrens die Zugabe des Katalysators unterbleibt.
  • Mit Vorteil werden in die härtbare Masse weitere zusätzliche Komponenten, wie Füllstoffe und/oder Fasermaterialien, insbesondere Glasfasern und/oder Glasvliese und/oder Synthetikvliese eingebettet.
  • Derartige Glasvliese sind aus dem Stand der Technik bekannt und genormt, sowie im Handel unter der Bezeichnung Textilgllasmatten für die Kunststoffverstärkung kommerziell erhältlich. Dabei handelt es sich mit Vorteil um ein Aluminium-Borsilicatglas mit einem Massenanteil Alkali ≤ 1% der Glasart E oder auch um Alkali-Kalk-Gläser mit erhöhtem Vorzusatz und besonderer chemischer Widerstandsfähgikeit der Glasart C.
  • Die Erfindung umfasst des Weiteren einen Polymerwerkstoff umfassend die Inhaltstoffe der erfindungsgemäßen härtbaren Masse auf Basis des Harzes Epoxy-Novolac Vinylester, wobei der Polymerkwerkstoff nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.
  • Mit Vorteil sind in den Polymerwerkstoff weitere zusätzliche Komponenten, wie Füllstoffe und/oder Fasermaterialien, insbesondere Glasfasern und/oder Glasvliese und/oder Synthetikvliese, eingebettet, die dem Werkstoff seine Festigkeit verleihen.
  • Bevorzugt ist der Polymerwerkstoff gegenüber Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten sind, insbesondere gegenüber Chlorgas, Bleichlauge, Anolyt, Chlorabluft, feuchtes Chlor und Solekondensat resistent. Dabei entspricht die Terminologie derjenigen, die der Fachmann aus der Chlor-Alkali-Elektrolysetechnolgie kennt. Unter Anolyt wird beispielsweise Sole mit freiem Chlorgas verstanden. Unter Solekondensat wird eine Solelösung verstanden, die ebenfalls Chlor enthält. Insbesondere erfüllt der Polymerwerkstoff dieses Kriterium bei Temperaturen > 60°C. Dabei wird unter chlorhaltigen Verbindungen in dieser Offenbarung Verbindungen der Formel R-Cl-X verstanden, wobei R ein beliebiger Reaktionspartner ist und X für die Anzahl der Chloratome steht.
  • Des Weiteren beansprucht die vorliegende Erfindung Mittel zur Aufnahme und/oder den Transport von alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten sind, umfassend den erfindungsgemäßen Polymerwerkstoff. Optional handelt es sich dabei um ein Rohr oder einen Behälter, wobei bevorzugt ein Rohrtyp E oder D eingesetzt wird. Beim Rohrtyp E ist der Massengehalt des Glases maximal 40% und gleichmäßig über den Umfang verteilt. Die Innenschicht dieses Rohrtyps besteht aus einer C-Glasvlies verstärkten Harzschicht von ungefähr 0,4 mm Dicke. Die Außenschicht besteht aus einer Lage C-Glas- oder Synthetik-Vlies und einer witterungsbeständigen Harzschicht von maximal 0,2 mm Dicke. Der Rohrtyp D wird durch eine Chemieschutzschicht von mindestens 2,5 mm Dicke und einen Laminataufbau charakterisiert. Dabei ist die Chemieschutzschicht eine harzreiche Innenschicht von mindesten 2,5 mm Dicke. Sie besteht aus einer C-Glas-Vlies verstärkten Reinharzschicht und beinhaltet im weiteren Aufbau Textilglasmatten aus E-Glas. Der Massengehalt des Glases in der Chemieschutzschicht beträgt zwischen 25 und 30% und steigt von innen nach außen an. Der Massengehalt in dem tragenden Laminataufbau beträgt 60 ± 5% und besteht aus Textilglasgewebe, Textilglasmatten und/oder Textilglasrovings aus E-Glas. Die Außenschicht besteht aus einer Lage C-Glas- oder Synthetikvlies und einer witterungsbeständigen Harzschicht von maximal 0,2 mm Dicke. Diese Informationen sind dem Fachmann sämtlich bekannt und zugänglich, da in der DIN 16 965 für Rohre festgelegt.
  • Bei der vorteilhaft zu verwendenden Rohrklasse handelt es sich mit Vorteil um die Rohrklasse PX oder PW, wobei bei der Rohrklasse PW auf Glasvliese und/oder Synthetikvliese in dem Bereich, der mit den alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten sind, in Kontakt kommen, verzichtet wird. Es wurde festgestellt, dass sich derartige Glasvliese bei Belastung mit alkalischen Medien wie Chlorgas, Bleichlauge, Anolyt, Chlorabluft, feuchtes Chlor und Solekondensat herauslösen und zu Verstopfen der Rohrleitungen führen. Die Bezeichnungen der Rohrklassen PX bzw. PW sind dem Fachmann geläufig. Die Rohrklasse PX ist für eine Temperatur bis einschließlich 80°C ausgelegt, wohingegen die Rohrklasse PW für eine Temperatur bis einschließlich 95°C ausgelegt ist.
  • In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung lassen sich die Mittel zur Aufnahme und/oder dem Transport von alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten sind über eine Spachtelmasse umfassend die Inhaltsstoffe der erfindungsgemäßen härtbaren Masse auf Basis des Trägerstoffs Pyrogener Kieselsäure miteinander verbinden.
  • Mit Vorteil findet die Erfindung vor allen Dingen Verwendung in Vorrichtungen von Verfahren, in denen alkalische Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand zugeführt und/oder verwendet werden.
  • Bevorzugt findet die Erfindung Verwendung in Vorrichtungen und/oder im Rohrleitungs- und/oder Behälterbau einer Chloranlage, in der alkalische Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand hergestellt werden und/oder zugeführt werden.
  • Bei einer weiteren Verwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Polymerwerkstoffes handelt es sich bei den Vorrichtungen um Vorrichtungen eines Elektrolyse-Verfahrens, indem alkalische Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand hergestellt werden und/oder zugeführt werden.
  • Die Erfindung wird nachstehend beispielhaft anhand zweier Ausführungsbeispiele detailliert erläutert. Diese Beispiele umfassen Studien zu Abtragungsraten von Polymerwerkstoffen, die von alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigen Aggregatzustand enthalten sind, durchströmt werden.
  • Ein erfindungsgemäßer Rohrwerkstoff und ein Rohrwerkstoff aus dem Stand der Technik wurden über eine Zeitspanne von mehr als 4 Jahren mit einer Anolytlösung, d. h. mit Sole, die mit freiem Chorgas belastet ist, durchströmt. Die genaue Zusammensetzung der Rohrwerkstoffe ist nachstehender Tabelle zu entnehmen: Tabelle 1: Zusammensetzung der untersuchten Rohrwerkstoffe
    Erfindungsgemäßer Polymerwerkstoff Polymerwerkstoff nach dem Stand der Technik
    Harz Epoxy-Novolac Vinylester 96,3% HET-Säure-Neopentylglykol 80%
    Katalysator Kobaltlösung 0,1% Kobaltlösung 1,5%
    Lösungsmittel --- 0% Styrol 15%
    Beschleuniger Dimethylanilin 0,1% --- 0%
    Härter Cumolnydroperoxid 2% Acetylacetonperoxid 1,5%
    Verzögerer 0% p-tert-Butylcatechol 0,5%
    UV-Stablisator UV-Schutz 0,5% UV-Schutz 0,5%
    Paraffin Wachs 1% Wachs 1%
  • In Abständen von ungefähr einem Jahr wurde an unterschiedlichen Messpunkten (insgesamt 8 an der Zahl) die Rohrstärke ermittelt und der daraus resultierende Mittelwert ermittelt. Die Ergebnisse sind in den nachstehenden Tabellen gezeigt. Tabelle 2: Abtragungsraten bei ungefähr 4jähriger Beanspruchung mit einer Anolytlösung, d. h. mit Sole, die mit freiem Chlorgas belastet ist, des erfindungsgemäßen Polymerwerkstoffes.
    Erfindungsgemäßer Polymerwerkstoff
    03.07.06 23.10.07 24.09.08 09.06.09 09.06.10 Original
    Originalwand Abtrag 1 Abtrag 2 Abtrag 3 Abtrag 4 zu Abtrag 4
    Messpunkt mm mm mm mm mm
    1 9,5 10,0 10,3 v 9,7 -
    2 9,6 9,5 9,3 9,3 9,3 97%
    3 10,0 9,8 9,6 9,6 8,8 88%
    4 10,0 10,0 10,0 9,7 9,2 92%
    5 9,8 9,6 9,3 v 8,2 84%
    6 9,8 9,5 9,3 9,3 8,9 91%
    7 10,3 10,1 9,6 9,8 9,2 89%
    8 9,7 9,5 9,4 9,2 8,7 90%
    9,8 9,8 9,6 9,5 9,0 91%
    –0,2 –0,1 –0,5 –0,8
    Tabelle 3: Abtragungsraten bei ungefähr 4jähriger Beanspruchung mit einer Anolytlösung, d. h. mit Sole, die mit freiem Chlorgas belastet ist, des Polymerwerkstoffes nach dem Stand der Technik.
    Polymerwerkstoff nach dem Stand der Technik
    03.07.06 23.10.07 24.09.08 09.06.09 09.06.10 Original
    Originalwand Abtrag 1 Abtrag 2 Abtrag 3 Abtrag 4 zu Abtrag 4
    Messpunkt mm mm mm mm mm
    1 7,4 7,0 6,4 v 5,9 80%
    2 7,9 7,6 6,8 v v -
    3 7,6 7,0 6,7 6,5 5,5 72%
    4 7,6 7,3 6,6 6,4 5,4 71%
    5 7,7 7,3 6,4 6,0 5,2 68%
    6 8,4 7,8 7,2 6,8 5,8 69%
    7 7,6 7,3 6,6 6,4 5,3 70%
    8 7,5 7,2 6,8 6,5 5,4 72%
    7,7 7,3 6,7 6,4 5,5 71%
    –0,4 –0,6 –0,3 –0,9 –2,2
  • Wie aus den Tabellen 2 und 3 ersichtlich wurden über den Zeitraum von ca. 4 Jahren von dem Polymerwerkstoff nach dem Stand der Technik durchschnittlich 2,2 mm abgetragen, wohingegen beim erfindungsgemäßen Polymerwerkstoff nur durchschnittlich 0,8 mm abgetragen wurden. Dies entspricht einer Abtragung von 9% über 4 Jahre für den erfindungsgemäßen Polymerwerkstoff und einer Abtragung von 29% über 4 Jahre für den Polymerwerkstoff nach dem Stand der Technik. Damit konnte mit dem erfindungsgemäßen Verbundwerkstoff eine signifikante Minimierung der Abtragungsrate durch Verwendung des erfindungsgemäßen Polymerwerkstoffes erzielt werden.
  • In einem weiteren Versuch wurden durchgängig ein Rohrtyp E der Rohrklasse PW verwendet, wobei die Zusammensetzung der untersuchten Rohrwerkstoffe in Tabelle 4 gezeigt ist. Als Basis dienten vor allen Dingen unterschiedliche Harze. Tabelle 4: Zusammensetzung der untersuchten Rohrwerkstoffe
    Figure 00100001
    A = Harze, B = Katalysator, C = Beschleuniger, D = Härter, E = Verzögerer, F = UV-Stabilisator, G = Paraffin, H = Lösungsmittel
  • Als UV-Schutz kam in sämtlichen Rohrleitungen Tinovin® 5050® der Firma Ciba zum Einsatz und als Wachs wurde durchgehend BYK-S 750 der Atlana Gruppe verwendet.
  • Auch bei diesem Langzeitversuch über 4 Jahre wurde durch die Rohrleitungen (Probe 1–13) eine Anolytlösung geleitet und der Abtrag über die Zeit gemessen. Das Ergebnis ist in 1 dargestellt. Die unschraffiertert Balken geben dabei die mittlere Abtragsrate in mm über einen Zeitraum von 4 Jahren an, während die schraffierten Balken die maximale Abtragsrate angeben, die über die Feststellung eines Einzelwertes ermittelt wurden. Dabei fällt auf, dass die Probe 7, die der erfindungsgemäßen Zusammensetzung entspricht bei weitem die geringste Abtragungsrate aufweist.
  • Vorteile, die sich aus der Erfindung ergeben:
    • – Polymerwerkstoff mit guter Beständigkeit, gegenüber alkalischen Medien, die Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten, bei dem die Abtragungsrate über die Zeit reduziert ist.
    • – Polymerwerkstoffwerkstoff ist auch bei hohen Temperaturen in Gegenwart alkalischer Medien, die Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten, beständig
    • – alle Inhaltsstoffe der härtbaren Masse sind weltweit verfügbar
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102008033577 A1 [0008]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • DIN 16 965 [0023]

Claims (20)

  1. Härtbare Masse umfassend – ein Harz oder ein Trägerstoff, wobei das Harz in Form von Epoxy-Novolac Vinylester oder der Trägerstoff in Form von Pyrogener Kieselsäure in einer Konzentration von 93,9 bis 99% enthalten ist, – einen Katalysator, wobei der Katalysator in Form einer Kobaltlösung in einer Konzentration von 0 bis 0,1% enthalten ist, – einen Beschleuniger, wobei der Beschleuniger in Form von N,N-Dimethylanilin und/oder Dimethylanilin und/oder N-Ethylanilin in einer Konzentration von 0 bis 0,2% enthalten ist, einen Härter, wobei der Härter in Form von Cumolhydroperoxid und/oder Dibenzoylperoxid in einer Konzentration von 1 bis 4% enthalten ist, – einen Verzögerer, wobei der Verzögerer in Form von p-tert-Butylcatechol in einer Konzentration von 0 bis 0,3% enthalten ist einen UV-Stabilisator, wobei der UV-Stabilisator in einer Konzentration von 0 bis 0,5% enthalten ist, – Paraffin, wobei das Paraffin in Form von Wachs in einer Konzentration von 0 bis 1% enthalten ist, und sich die Konzentrationsangaben auf 100% einer zu härtenden Gesamtmasse beziehen.
  2. Härtbare Masse nach Anspruch 1 umfassend – ein Harz oder ein Trägerstoff, wobei das Harz in Form von Epoxy-Novolac Vinylester oder der Trägerstoff in Form von Pyrogener Kieselsäure in einer Konzentration von 96,3 bis 98,95% enthalten ist, – einen Katalysator, wobei der Katalysator in Form einer Kobaltlösung in einer Konzentration von 0,05 bis 0,1% enthalten ist, – einen Beschleuniger, wobei der Beschleuniger in Form von Dimethylanilin in einer Konzentration von 0 bis 0,1% enthalten ist, – einen Härter, wobei der Härter in Form von Cumolhydroperoxid in einer Konzentration von 1 bis 2% enthalten ist, – einen UV-Stabilisator, wobei der UV-Stabilisator in einer Konzentration von 0 bis 0,5% enthalten ist, – Paraffin, wobei das Paraffin in Form von Wachs in einer Konzentration von 0 bis 1% enthalten ist., und sich die Konzentrationsangaben auf 100% einer zu härtenden Gesamtmasse beziehen.
  3. Härtbare Masse nach Anspruch 1 umfassend – ein Harz oder ein Trägerstoff, wobei das Harz in Form von Epoxy-Novolac Vinylester oder der Trägerstoff in Form von Pyrogener Kieselsäure in einer Konzentration von 94 bis 97,95% enthalten ist, – einen Beschleuniger, wobei der Beschleuniger in Form von N,N-Dimethylanilin und/oder N-Ethylanilin in einer Konzentration von 0,05 bis 0,2% enthalten ist, – einen Härter, wobei der Härter in Form von Dibenzoylperoxid in einer Konzentration von 2 bis 4% enthalten ist, – einen Verzögerer, wobei der Verzögerer in Form von p-tert-Butylcatechol in einer Konzentration von 0 bis 0,3% enthalten ist – einen UV-Stabilisator, wobei der UV-Stabilisator in einer Konzentration von 0 bis 0,5% enthalten ist, – Paraffin, wobei das Paraffin in Form von Wachs in einer Konzentration von 0 bis 1% enthalten ist, und sich die Konzentrationsangaben auf 100% einer zu härtenden Gesamtmasse beziehen.
  4. Härtbare Masse nach Anspruch 1 umfassend – ein Harz oder ein Trägerstoff, wobei das Harz in Form von Epoxy-Novolac Vinylester oder der Trägerstoff in Form von Pyrogener Kieselsäure in einer Konzentration von 96,3 bis 98,95% enthalten ist, – einen Katalysator, wobei der Katalysator in Form einer Kobaltlösung in einer Konzentration von 0,05 bis 0,1% enthalten ist, – einen Beschleuniger, wobei der Beschleuniger in Form von Dimethylanilin in einer Konzentration von 0 bis 0,1% enthalten ist, – einen Härter, wobei der Härter in Form von Cumolhydroperoxid in einer Konzentration von 1 bis 2% enthalten ist, – einen UV-Stabilisator, wobei der UV-Stabilisator in einer Konzentration von 0 bis 0,5% enthalten ist, – Paraffin, wobei das Paraffin in Form von Wachs in einer Konzentration von 0 bis 1% enthalten ist, und sich die Konzentrationsangaben auf 100% einer zu härtenden Gesamtmasse beziehen.
  5. Härtbare Masse nach Anspruch 1 umfassend – ein Harz oder ein Trägerstoff, wobei das Harz in Form von Epoxy-Novolac Vinylester oder der Trägerstoff in Form von Pyrogener Kieselsäure in einer Konzentration von 94 bis 97,95% enthalten ist, – einen Beschleuniger, wobei der Beschleuniger in Form von N,N-Dimethylanilin und/oder N-Ethylanilin in einer Konzentration von 0,05 bis 0,2% enthalten ist, – einen Härter, wobei der Härter in Form von Dibenzoylperoxid in einer Konzentration von 2 bis 4% enthalten ist, – einen Verzögerer, wobei der Verzögerer in Form von p-tert-Butylcatechol in einer Konzentration von 0 bis 0,3% enthalten ist, – einen UV-Stabilisator, wobei der UV-Stabilisator in einer Konzentration von 0 bis 0,5% enthalten ist, – Paraffin, wobei das Paraffin in Form von Wachs in einer Konzentration von 0 bis 1% enthalten ist, und sich die Konzentrationsangaben auf 100% einer zu härtenden Gesamtmasse beziehen.
  6. Verfahren zum Herstellen eines Polymerwerkstoffs umfassend die härtbare Masse nach Anspruch 1, umfassend die nachfolgenden Verfahrensschritte a. Harz und Katalysator für eine Zeitdauer, die das Verfallsdatum des Harzes nicht überschreitet, einer Vorbeschleunigung unterzogen werden, b. der Beschleuniger, Härter, Verzögerer, UV-Stabilisator in der angegebenen Reihenfolge zugefügt werden, und eine härtbare Masse generiert wird, c. wobei je nach Rezeptur ein oder mehrere Bestandteile des Schrittes b) und/oder der Katalysator aus Schritt a) wegfallen, d. die härtbare Masse über Standardverfahren in eine gewünschte Form gebracht wird, wodurch ein Werkstück hergestellt wird, e. optional Paraffin von außen auf das Werkstück aufgebracht wird, und f. das Werkstück für 8 Stunden bei 80°C einer Wärmebehandlung unterzogen wird und ein fertiger Polymerwerkstoff generiert wird.
  7. Verfahren zum Herstellen eines Polymerwerkstoffs nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in die härtbare Masse weitere zusätzliche Komponenten, wie Füllstoffe und/oder Fasermaterialien, insbesondere Glasfasern und/oder Glasvliese und/oder Synthetikvliese eingebettet werden.
  8. Polymerwerkstoff umfassend die Inhaltstoffe der härtbaren Masse nach Anspruch 1 auf Basis des Harzes Epoxy-Novolac Vinylester, wobei der Polymerkwerkstoff nach einem Verfahren nach Anspruch 6 hergestellt ist.
  9. Polymerwerkstoff nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in den Polymerwerkstoff weitere zusätzliche Komponenten, wie Füllstoffe und/oder Fasermaterialien, insbesondere Glasfasern und/oder Glasvliese und/oder Synthetikvliese, eingebettet sind.
  10. Polymerwerkstoff nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Polymerkwerkstoff gegenüber alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten sind, insbesondere gegenüber Chlorgas, Bleichlauge, Anolyt, Chlorabluft, feuchtes Chlor und Solekondensat resistent ist.
  11. Polymerwerkstoff nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundwerkstoff bei Temperaturen > 60°C resistent ist.
  12. Mittel zur Aufnahme und/oder dem Transport von alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten sind, umfassend den Polymerwerkstoff nach Anspruch 8.
  13. Mittel zur Aufnahme und/oder dem Transport von alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten sind nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Rohr handelt.
  14. Mittel zur Aufnahme und/oder dem Transport von alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten sind nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen Rohrtyp E oder D handelt.
  15. Mittel zur Aufnahme und/oder dem Transport von alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten sind nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Rohrklasse PX oder PW handelt, wobei bei der Rohrklasse PW auf Glasvliese und/oder Synthetikvliese in dem Bereich, der mit den alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten sind, in Kontakt kommt, verzichtet wird.
  16. Mittel zur Aufnahme und/oder dem Transport von alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten sind nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen Behälter handelt.
  17. Mittel zur Aufnahme und/oder dem Transport von alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten sind nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Mittel über eine Spachtelmasse umfassend die Inhaltsstoffe nach Anspruch 1 auf Basis des Trägerstoffs Pyrogener Kieselsäure miteinander verbinden lassen.
  18. Verwendung des Polymerwerkstoffes nach Anspruch 8 in Vorrichtungen von Verfahren, in denen alkalische Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand zugeführt und/oder verwendet werden.
  19. Verwendung des Polymerwerkstoffs nach Anspruch 8 in Vorrichtungen und/oder im Rohrleitungs- und/oder Behälterbau einer Chloranlage, in der alkalische Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand hergestellt werden und/oder zugeführt werden.
  20. Verwendung des Verbundwerkstoffs nach Anspruch 8, wobei es sich bei den Vorrichtungen, um Vorrichtungen eines Elektrolyse-Verfahrens handelt, indem alkalische Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand hergestellt werden und/oder zugeführt werden.
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