DE102020109736A1

DE102020109736A1 - Verwendung mindestens einer plastisch verformbaren Dichtmasse zum Abdichten eines Lecks in einem Behälter

Info

Publication number: DE102020109736A1
Application number: DE102020109736.0A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-04-07
Filing date: 2020-04-07
Publication date: 2021-10-07
Anticipated expiration: 2040-04-08
Also published as: DE102020109736B4

Abstract

Eine Verwendung mindestens einer plastisch verformbaren Dichtmasse zum Abdichten eines Lecks in einem Behälter, in dem eine Flüssigkeit oder ein Gas gelagert ist oder welcher von einer Flüssigkeit oder einem Gas durchströmt wird, wobei die Dichtmasse zumindest zu 40 Massen% eines Stellmittels, zwischen 20-50 Massen% eines Trägeröls und zu weniger als 20 Massen% Wasser, insbesondere weniger als 15 Massen% Wasser aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verwendung mindestens einer plastisch verformbaren Dichtmasse zum Abdichten eines Lecks in einem Behälter, in dem eine Flüssigkeit oder ein Gas gelagert ist oder welcher von einer Flüssigkeit oder einem Gas durchströmt wird.
Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegenden Untersuchungen waren zunächst auf die gegenüber EP 2 772 521 B1 verbesserte Lösung des Problems des Austrittes von Ölen und Kraftstoffen aus einem Behälter gerichtet. Basis für die Patentschrift EP 2 772 521 B1 war eine entsprechende Forderung der Feuerwehren, die in DIN 14555, Teil 12 (04/2015) ihren Niederschlag gefunden hatte. Gemäß dieser (älteren) Druckschrift wurde eine Dichtungsmasse genannt, welche Öle und Wasser enthält und gegenüber dem Stand der Technik deutliche Fortschritte zeigte. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass dort eine Neigung zum Konsistenzverlust besteht sowie eine Empfindlichkeit gegenüber Frosteinwirkung. Zudem sind dort der Berstdruck und die Standzeiten für einige Anwendungen unzureichend.
Ausgehend von der vorgenannten Druckschrift besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung nunmehr darin, die genannten Nachteile zu vermeiden oder zumindest zu verringern ohne dass die Dichtmasse an Qualität bezüglich ihrer Anhaft- und Dichtwirkung einbüßt. Darüber hinaus soll die Dichtmasse nun auch zuverlässig gegen weitere flüssige und gasförmige Medien, wie zum Beispiel Säuren, Laugen, Lösemittel so wie Gase in Niederdruck- und Mitteldruckleitungen, wirken.
Insbesondere soll die erfindungsgemäße Dichtmasse analog zur Dichtmasse der EP 2 772 521 B1 sofort wirksam sein und dabei zuverlässig abdichten.
Die vorliegende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verwendung einer Dichtmasse nach Anspruch 1 gelöst, wobei das Wasser als Lösemittel begrenzt wird oder vollständig entfällt und durch Öl oder ein Gemisch von Ölen oder Ölderivaten ersetzt wird.
Erfindungsgemäß ist eine Verwendung mindestens einer plastisch verformbaren Dichtmasse zum Abdichten eines Lecks in einem Behälter, in dem eine Flüssigkeit oder ein Gas gelagert ist oder welcher von einer Flüssigkeit oder einem Gas durchströmt wird, wobei die Dichtmasse zumindest zu 40 Massen% eines Stellmittels aufweist, zwischen 20-50 Massen% eines Trägeröls und zu weniger als 20 Massen% Wasser, insbesondere weniger als 15 Massen% Wasser.
Als Behälter wird im Rahmen der Erfindung unter anderem ein Tank, ein Becken, aber auch eine mediumdurchströmte Leitung, beispielsweise eine Rohrleitung oder ein offenes Fließgerinne, wie eine Dachrinne, verstanden. Die Dichtmasse kann sowohl zur Abdichtung von flüssigkeitslagernden und/oder flüssigkeitsdurchströmten Behältern als auch von gaslagernden und/oder gasdurchströmten Behältern genutzt werden.
Als Stellmittel werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung pulverförmige Stoffe angesehen, wie anorganische pyrogene oder amorphe Kieselsäuren, Kalziumsilikate oder dgl., also reine vorzugsweise siliziumbasierte Füllstoffe. Weiterhin kann ein Stellmittel organische Stoffe wie Stearate, Paraffine, Oleate, Wachse oder Mischungen daraus, umfassen, die durch Öl angelöst werden.
Der Gehalt an Wasser im Dichtmittel ist erfindungsgemäß weniger als 20 Massen% Wasser, insbesondere weniger als 15 Massen-%. Dies bedeutet auch, dass das Wasser vollständig durch Trägeröl substituiert sein kann.
Aufgrund des geringen Wassergehalts ist zudem der Konsistenzverlust durch Wasserverdunstung verringert. Auch die Empfindlichkeit durch Frosteinwirkung ist verringert. Zudem wurden der Berstdruck und die Standzeit der Dichtmasse verbessert.
Als Trägeröl wird dabei ein Öl bezeichnet, in welchem die übrigen Komponenten gelöst und/oder dispergiert vorliegen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Trägeröl kann ein Mineralöl, oder ein Mineralölderivat, beispielweise ein Weißöl oder ein Silikonöl, oder ein Pflanzenöl oder Abmischungen davon sein.
Das Stellmittel kann zumindest als eines oder mehrere Stearate, insbesondere ein Calcium und/oder ein Zinkstearat, oder als eines oder mehrere Paraffine oder als eines oder mehrere Wachse oder Oleate oder als Mischungen der vorangegangenen Substanzklassen ausgebildet sein.
Das Verhältnis von Trägeröl zu Wasser kann derart bemessen werden, dass die Dichtmasse oleophil, also benetzbar und anlösbar durch Öl, eingestellt ist. Dadurch wird ein Anlösen oder Benetzen der Dichtmasse durch ein Öl als ausströmendes Medium ermöglicht.
Die Dichtmasse ist vorzugsweise als dauerplastische, 1-komponentige Dichtmasse ausgebildet, wodurch vorteilhaft ein zusätzlicher Mischvorgang für weitere Komponenten entfällt und die Dichtmasse sofort einsetzbar ist.
Die Dichtmasse kann zudem einen Klebstoff, insbesondere einen Celluloseether, vorzugsweise zu einem Massenanteil von weniger als 3 Massen%, besonders bevorzugt zwischen 0,1 bis 0,8 Massen-%, enthalten. In diesem Fall ist ein Wassergehalt von mindestens 5 Massen-%, beispielsweise mehr als 10 Massen-% vorteilhaft.
Die Dichtmasse kann einen Wasseranteil von weniger als 5 Massen-%, vorzugsweise weniger als 1 Massen-%, aufweisen.
Die Dichtmasse kann in einer ersten erfindungsgemäßen Variante C (2) vorzugsweise ausschließlich aus Trägeröl und Stellmittel bestehen, wobei das Trägeröl vorzugsweise zwischen 35-50 Massen-% und wobei das Stellmittel vorzugsweise zwischen 50-65 Massen-% enthalten ist.
Die Dichtmasse kann in einer zweiten erfindungsgemäßen Variante B (2) vorzugsweise ausschließlich aus Trägeröl, Wasser und Stellmittel, sowie weiteren Komponenten von weniger als 5 Massen-%, vorzugsweise weniger als 1 Massen%, bestehen, wobei das Trägeröl vorzugsweise zwischen 33-43 Massen-% und wobei das Stellmittel vorzugsweise zwischen 40-50 Massen-% und wobei Wasser zu weniger als 20 Massen-%, vorzugsweise zwischen 12-17 Massen-% enthalten ist.
Natürlich wird die vorbeschriebene oleophil eingestellte Masse von einem austretenden Öl oder Kraftstoff angelöst, so dass bisher die Meinung vertreten wurde, dass ein Anlösen der Dichtmasse ungünstig für ihre Wirkung sei. Es hat sich jedoch überraschend herausgestellt, dass dieser Prozess des Anlösens so langsam verläuft, dass eine so eingestellte Dichtmasse die geforderte Wirksamkeitsdauer von mindestens 2h dennoch erreicht oder übertrifft.
Eine besonders bevorzugte erfindungsgemäße Verwendung betrifft die Verwendung als Dichtmasse mit einer Standzeit von zumindest 2h, vorzugsweise mindestens 6h, gegenüber Austritt von Flüssigkeiten oder Gasen.
Die Abdichtung durch die Dichtmasse muss somit nicht dauerhaft, sondern nur temporär sein. Für eine solche Abdichtung wird in der Regel eine Mindesthaltbarkeit von 2 Stunden angesetzt.
Weiterhin hat sich als vorteilhaft erwiesen, für die Dichtmasse einen Füllstoff (Stellmittel) zu verwenden, welcher ebenfalls oleophil ist und sich mit dem Trägeröl zu einer auf verölten Oberflächen besonders gut haftenden Masse verbindet. Hierfür kommen insbesondere Stearate, Paraffine, Oleate und/oder Wachse in Frage, die mit dem Trägeröl, die vorzugsweise mit einem Mineralöl, Mineralölderivat, Pflanzenöl, Silikonöl oder Abmischungen hieraus, kombiniert werden.
Die erfindungsgemäße Verwendung der Dichtmasse ermöglicht es, ein unkontrolliert ausströmendes Medium, insbesondere ein Öl oder Ölderivat nicht nur - wie bisher üblich - durch Anpressdruck zu verdrängen und dadurch am weiteren Auslaufen zu hindern, sondern darüber hinaus eine durch Anlösen hervorgerufene Verbindung mit der oleophil eingestellten Dichtmasse nutzbar zu machen.
Hierdurch wird das Anhaften auf der Behälteroberfläche entscheidend weiter verbessert und das Auslaufen weiteren Öls noch schneller und zuverlässiger verhindert, als dies nach dem bisherigen Stand der Technik möglich war.
Die Dichtmasse kann insbesondere für Öle und Kraftstoffe genutzt werden. Allerdings kann auch ein Abdichten gegenüber Säuren, Laugen, Dispersionen, Additive und sogar Gasen gewährleistet werden.
Die überraschend hohe Wirksamkeit einer solchen wasserreduzierten oder wasserfreien Kombination von Trägeröl plus Füllstoff gegen unkontrolliert austretende Medien wird nachfolgend anhand von drei Beispielen gezeigt.
Nachfolgend werden zwei erfindungsgemäße Varianten einer Dichtmasse (Dichtmasse B und Dichtmasse C) einer Vergleichsmasse A (analog zur EP 2 772 521 B1 ) gegenübergestellt:
Dichtmassen im Vergleich:

(A): Entsprechend Patentschrift EP 2 772 521 B1
(B): Wasser reduziert, Öl erhöht (mäßig oleophil)
(C): Wasserfrei, oleophil (stark oleophil)

Zusammensetzungen (Masse-%):

	(A)	(B)	(C)
Wasser:	30	15,0	0
Öl:	20	38,0	40
Stellmittel:	47	46,7	60
Celluloseether:	3	0,3	0
	100	100	100

In den vorgenannten Beispielen wurden Stearate als Teil eines jeweiligen Stellmittels angesehen.
Berstdruck max p (bar)
Prüfung gegen Diesel auf HDPE (High Density Polyethylen) als abzudichtendes Behältermaterial bei 18°C Labortemperatur, Probemenge 10-40 g, Konsistenz gemessen als Eindringtiefe te = 10 mm

Lochdurchmesser (mm): 6 10 16 24

Berstdruck zu A: 0,70 0,38 0,20 0,10

Berstdruck zu B: 1,05 0,70 0,44 0,20

Berstdruck zu C: 1,18 0,85 0,56 0,38
Anlösen durch Dieselkraftstoff:
Eindringtiefe te (mm)*) nach Lagerung unter einer Dieselschicht mit einer Anfangsdicke von 4 mm

Dauer (Std): 0 2,0 6,0 12,0

te zu A: 10 10 10 11

te zu B: 10 10 11 12

te zu C: 10 11 12 13

*) Die Grenzen für die Verarbeitbarkeit und Wirksamkeit der Dichtmassen liegen bei einer Eindringtiefe te zwischen 5 und 15 mm.
Erreichte Standzeiten:
Prüfung gegen Diesel auf HDPE, Lochdurchmesser 5 mm, Probe 5 g, Druckhöhe 90 cm

Dauer (Std): 0 2,0 6,0 12,0

A: Dicht: ja ja ja nein

B: Dicht: ja ja ja ja

C: Dicht: ja ja ja ja
Bekannterweise sind herkömmliche Kleber und Dichtstoffe zwecks Verarbeitung meist dünnflüssig und verfestigen sich erst mit der Zeit. Deren Viskosität nimmt somit über die Zeit zu. Die erfindungsgemäßen Dichtmassen besitzen eine im Wesentlichen gleichbleibende Standfestigkeit, wie dies aus der nachfolgenden 1 hervorgeht. Es zeigen:

1 schematisches Messdiagramm der Standfestigkeit in % über verschiedene Zeitpunkte, und
2 Diagramm zum Berstdruck von Dichtmassen über verschiedene Zeitpunkte.

1 zeigt eine Standfestigkeit in % zu verschiedenen Zeitpunkten in schematischer Darstellung mit einer erfindungsgemäßen Dichtmasse 100. Die Vergleichsmessung wurde mit einer sich chemisch verfestigenden Fugendichtmasse 200 in Form von Silikon durchgeführt. Eine lufttrocknende Dichtmasse, wie z.B. Acrylat, zeigt vergleichbare Werte.
Während die bekannten Dichtmassen 200 nachvernetzen und sich damit verfestigen bleiben die Eigenschaften der erfindungsgemäß verwendeten Dichtmassen 100 von Anfang an stabil, was wichtig für eine Notfallabdichtung ist, siehe DIN 14555:2015 Teil 12.
Alternativ zur Standfestigkeit kann auch eine vergleichbare Tendenz beim Berstdruck und der Druckfestigkeit beobachtet werden. Das Standhalten der Dichtmasse gegen Beanspruchung durch Innendruck steht synonym für eine hohe Wirksamkeit für die Verwendung als Abdichtmaterial bei Notfällen.
Weiterhin wurde die Knetfähigkeit der Dichtmasse getestet. Sie ist vergleichbar mit der Konsistenz von Modellierton, und insofern ist eine Formanpassung an das abzudichtende Objekt problemlos möglich. Durch Druck lässt sich die Dichtmasse verformen, wobei die durch den Druck hergestellte Form wegen der plastischen Konsistenz der Dichtmasse beibehalten wird.
2 zeigt ein Diagramm zum Berstdruck, bei dem die oben erwähnten erfindungsgemäßen Dichtmassen B und C und eine Vergleichsdichtmasse D in Form einer handelsüblichen Fugendichtmasse auf Silikonbasis getestet wurden. Für die Prüfung wurden die Dichtmassen B, C und D auf HDPE (High Density Polyethylen) als abzudichtendes Behältermaterial mit einer Probemenge 12 g getestet, wobei ein Lochdurchmesser von 10mm verwendet wurde. Der Berstdruck P_u wurde für jeden Zeitpunkt jeweils sofort nach Aufbringung der Probe gemessen.
Die Dichtmassen B und C hielten zu jedem Zeitpunkt bis zu einem Berstdruck P_u von 0,7 bar bzw. 0,85 bar stand, während die Vergleichsdichtmasse D als Kurve eingezeichnet ist, da der Berstdruck zu Anfang sehr niedrig bei 0,1 bar lag und erst im Laufe der Zeit ein höherer Berstdruck erreicht werden konnte. Dies ist grundlegend anders als bei den erfindungsgemäßen Dichtmassen B und C, die unabhängig vom Zeitpunkt der Prüfung einem hohen Berstdruck standhalten.
Weitere Medien
Berstdruck p_u (bar) von Dichtmasse C

Lochdurchmesser (mm):	6	10	16	24
Druckluft (an Stelle von Diesel):	1,02	0,75	0,50	0,38
Isopropylalkohol IPA (an Stelle von Diesel):	1,25	0,90	0,52	0,30

Lagerung von Dichtmasse B und C in den nachfolgend genannten Medien und Prüfung der Anhaftung an einer HDPE-Oberfläche

	Dichtmasse B		Dichtmasse C
	sofort	nach 6 Std.	sofort	nach 6 Std.
Isopropylalkohol IPA :	nein	nein	ja	ja
Phosphorsäure H₃PO₄, 75 %:	ja	ja	ja	ja
Salzsäure HCl, 33 % :	ja	ja	ja	ja
Ammoniak-Lösung NH₄OH, 25 %:	nein	nein	ja	ja
Wasser H₂O:	ja	ja	ja	ja

Die unter Punkt 5 genannten Ergebnisse zeigen exemplarisch, dass die Dichtmassen B und C nicht nur gegen Öle und Ölderivate abdichten, sondern auch gegen eine Vielzahl anderer Flüssigkeiten und Gase. Dabei weist die Dichtmasse C gegenüber B einige Vorteile auf. Der Vorteil von B liegt unter anderem darin, dass die Stoffkosten geringer sind.
Zum Thema Abdichten gegen Gase (siehe Punkt 5.1) ist zu bemerken, dass die Erdgas-Versorger 3 Druckstufen unterscheiden: 1/: Bis 0,1 bar (Niederdruck für Hausanschlüsse), 2/: 0,1 bis 1 bar (Mitteldruck), 3/: 1 bis 100 bar (Hochdruck).
Insofern reichen die genannten Ergebnisse für Berstdruck mit Lochgrößen bis 24 mm Durchmesser zumindest für Niederdruckleitungen und in Einzelfällen bei kleineren Lochgrößen auch für Mitteldruckleitungen aus.
Die Dichtmasse kann zudem Farbzusätze und Konservierungsstoffe in geringen Mengen enthalten, beispielsweise in Mengen weniger als 0,5 Massen%.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2772521 B1 [0002, 0004, 0029]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 14555 [0002]

Claims

Verwendung mindestens einer plastisch verformbaren Dichtmasse zum Abdichten eines Lecks in einem Behälter, in dem eine Flüssigkeit oder ein Gas gelagert ist oder welcher von einer Flüssigkeit oder einem Gas durchströmt wird, wobei die Dichtmasse zumindest zu 40 Massen% eines Stellmittels, zwischen 20-50 Massen% eines Trägeröls und zu weniger als 20 Massen% Wasser, insbesondere 15 Massen% Wasser aufweist.
Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägeröl ein Öl oder Ölderivat, insbesondere ein Silikonöl, oder ein Weißöl oder ein Pflanzenöl oder Abmischungen davon ist.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellmittel zumindest eines oder mehrere Stearate, insbesondere ein Zinkstearat und/oder ein Calciumstearat, oder eines oder mehrere Paraffine oder eines oder mehrere Wachse, Oleate, oder Mischungen der vorangegangenen Substanzklassen aufweist.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen Trägeröl und Wasser derart bemessen wird, dass die Dichtmasse oleophil, also benetzbar und anlösbar durch Öl, eingestellt ist.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmasse als dauerplastische, 1-komponentige Dichtmasse ausgebildet ist.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmasse einen Klebstoff, insbesondere einen Celluloseether, vorzugsweise zu einem Massenanteil von weniger als 3 Massen%, besonders bevorzugt zwischen 0,1 bis 0,8 Massen-%, enthält.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmasse einen Wasseranteil von weniger als 5 Massen-%, vorzugsweise weniger als 1 Massen-%, aufweist.
Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmasse nur aus dem Stellmittel, dem Trägeröl und optional dem Wasseranteil besteht.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmasse aus Trägeröl und Stellmittel besteht, wobei das Trägeröl vorzugsweise zwischen 35-50 Massen-% und wobei das Stellmittel vorzugsweise zwischen 50-65 Massen-% enthalten ist.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtmasse aus Trägeröl, Wasser und Stellmittel, sowie weiteren funktionalen Komponenten von weniger als 5 Massen-%, vorzugsweise weniger als 1 Massen-%, besteht, wobei das Trägeröl vorzugsweise zwischen 33-43 Massen-% und wobei das Stellmittel vorzugsweise zwischen 40-50 Massen-% und wobei Wasser zu weniger als 20 Massen-%, vorzugsweise zwischen 12-17 Massen-% enthalten ist.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Dichtmasse mit einer Standzeit von zumindest 2h gegenüber Austritt von einer Flüssigkeit oder eines Gases, insbesondere öl- und/oder kraftstoffhaltigen Flüssigkeiten.
Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit in dem Behälter ein Öl oder eine ölhaltige Flüssigkeit ist.