DE1919059C - Abrieb- und korrosionsbeständiger Schutzüberzug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen abrieb- und korrosionsbeständigen Schutzüberzug, insbesondere für eine Rolle zur Stahlblechherstellung_: einen Behälter, eine Fördervorrichtung, eine Leitung, einen Pumpenflügel und chemische Anlagen, bestehend aus einem Grundkörper, der mit einem ein- oder mehrschichtigen, am Grundkörper haftenden, Fasern enthaltenden Schutzüberzug aus Kunstharz versehen ist.

Bekannt ist eine abrieb- und korrosionsbeständige Beschichtung für einen Grundkörper, bei der auf dem Grundkörper eine Schicht aus wärmehärtendem Kunstharz dadurch befestigt wird, daß zunächst eine viskose Schicht· aus einem nicht-katalysierten, in: wesentlichen stabilen Harz aufgebracht wird, auf die dann das wärmehärtende Harz aufgebracht und unter Luftabschluß gehärtet wird. Der Luftabschluß wird durch die weitere Aufbringung einer Schicht aus einer Gummi- oder Latexmasse erzielt, wobei diese Schicht zugleich zur Erhöhung der Abriebfestigkeit dienen kann. In diesem Zusammenhang ist auch bereits die Anordnung einer Faserschicht zwischen der viskosen Schicht und der wärmehärtenden Schicht bekannt. Die wärmehärtende Harzschicht soll den korrosionsempfindlichen Grundkörper vor dem Zutritt korrodierender Flüssigkeiten und Säuren schützen. Die viskose Zwischenschicht zwischen der wärmehärtenden Harzschicht ebenso wie die zwangläufig nachgiebige Faserschicht bieten der wärmehärtenden Harzschicht jedoch keine feste Unterlage, so daß bei beispielsweise punktformigei Belastung der wärmehärtenden Harzschicht diese '■at'olge ihrer Sprödheit reißt. Eine korrodierende otier ätzende Flüssigkeit kann dann durch die Sprödrisse zum Grundkörper vordringen und diesen angreifen, wobei der Schaden am Grundkörper zunächst nicht bemerkt wird, weil die agressive Flüssigkeit zwar durch die Sprödrisse in der wärmehärtenden Harzschicht hindurchsickert, diese wärmehärtende, äußere Harzschicht aber zunächst nicht zerstört. Die vorgesehene Gummischicht schützt vor derartigen chemischen Angriffen nicht, weil sie beispielsweise beim Einsatz auf einer Umlenkrolle einer Walzenstraße durch die Stahlbänder alsbald beschädigt und durchbrochen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen abrieb- und korrosionsbeständigen Schutzüberzug der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der den tragenden Grundkörper der Vorrichtung auch bei hohen mechanischen Belastungen und gleichzeitigem Auftreten von korrodierenden oder aggressiven Flüssigkeiten über sehr lange Zeitspannen hinweg vor jeglicher Beschädigung schützt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung vorgeschlagen, daß der Schulzüberzug aus einer unmittelbar am Grundkörper haftenden, aus korrosions- bzw. säurebeständigem Kunstharz bestehenden ersten Schicht und wenigstens einer zweiten Schicht aus diesem Kunstharz, die in eine auf die erste Schicht aufgebrachte Fasermatcrialschicht vollständig eingearbeitet ist und diese außerdem vollständig bedeckt, und einem clastorrtcren Überzug besteht.

Die Erfindung sieht also vor, daß der aus korrosions- bzw. säurebeständigem Kunstharz und Fasermatcrialschichtcn bestehende Schutzüberzug unmittelbar auf den Gruiidkörpcr aufgebracht ist, so daß dieser Schutzüberzug auch bei extremen und punktförmigcn mechanischen Belastungen keine Sprödrisse erleidet. Zur /usiitzlichcn Absicherung gegen das Eindringen korrodierender oder agressiver Flüssigkeiten ist auf der Außenseite der Vorrichtung noch ein elastomerer Überzug vorgesehen.

Die Kunstharzschichten können beispielsweise aus Polyester-, Phenol- oder Epoxyharz bestehen, während das Fasermaterial aus Glasfasern bestehen kann, aber auch ein Polyvinylchlorid-Misclyolymerisat, ein Polyacrylnitril, ein Polyester oder ein Polyamid sein kann.

ίο Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß wenigstens JIs in der äußersten Kunstharzschicht angeordnete Fasermaterialschicht aus einer Matte aus Krokydolith-, Asbest-' oder Poly vinylchloridacrylonitril-MischpoIymerisatfasern besteht.

Auf die letzte Kunstharzschicht kann zweckmäßig ein Überzug aus einem Grundiermaterial aufgebracht sein, das ein Lösungsmittel für die Kunstharzschicht enthält.

ao Zwischen dem Überzug aus Grundiermaterial und dem elastomeren Überzug kann eine Binderschicht vorgesehen werden.

Als elastomeres Material kommen Silicon-, ein Polyurethan-, ein chlorsulfonierter Polyäthylen-, ein

a5 Äthylenpropylencyclopentadien - Mischpolymerisat-, ein Butadien- oder auch ein natürlicher Kautschuk in Frage.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und nachstehend erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Rolle oder Walze mit einem abrieb- und korrosionsbeständigen Schutzüberzug gemäß der Erfindung, wobei Teile zur besseren Darstellung weggebrochen sind und F i g. 2 eine perspektivische Teildarstellung eines Tanks für sehr stark schleifende und korrodierende Materialien mit einem abrieb- und korrosionsbeständigen Schutzüberzug nach der Erfindung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich um eine Rolle 10. auf der ein verstärkender Schutzüberzug angeordnet ist. Die Rolle 10 weist eine durchgehende Achse 12 auf, deren Enden 14 in nicht dargestellten Lagern drehbar montiert werden können.

Neben einem der Enden 14 ist ein Teil 15 zur Montage einer Riemenscheibe, eines Kettenrades oder dergleichen zum Antrieb der Rolle 10 vorgesehen. Beim dargestellten Allsführungsbeispiel besteht der Grundkörper 16 der Rolle 10 aus einem hohlen, rohrförmigen Teil, das die Gestalt eines gradcn Zylinders hat und an seinen Enden von Ringscheiben 18 getragen wird, die an der Achse 12 und an den Enden des Grundkörpers 16 etwa durch Schweißung befestigt sind. Nach Wunsch kann man den Grundkörper 16 mit einer oder mehreren weiteren Ringscheiben im Inneren des Grundkörpers 16 verstärken. Vor dem Aufbringen des nun zu beschreibenden Schutzüberzuges werden die Enden 14 und der Teil 15 der Achse 12 durch Umhüllung mit einem nicht

fio dargestellten Schutz- oder Isolierband vor Beschädigung geschützt; die übrigen Teile der Rolle 10, das heißt die frei liegenden Teile 22 der Achse 12, die Außenseiten 23 der Ringscheiben 18 und die zylindrische Mantelfläche 24 der Rolle 10, werden dann derart behandelt, daß die erste Schicht eine gute Haftung erlangt. Zum Beispiel werden diese Oberflächen zunächst mit einem geeigneten Lösungsmittel, wie etwa C'hlorälhyl, abgewischt, um eventuell vornan-

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dene Fett- oder ölrückstände zu beseitigen. Danach werden sie mit einem Sand- oder Schrotstrahlgebläse behandelt oder auf andere Weise einem Abriebprozeß unterworfen, um alle Spuren von Rost und Korrosion von diesen Oberflächen zu beseitigen und sie gemäß der Darstellung bei 25 in F i g. 1 zur Verbesserung der Haftung der Schicht aufzurauhen. Wenn die Rolle 10 nach der Behandlung mit dem Sandstrahlgebläse oder dergleichen und vor der Aufbringung der e-sten Schicht eine Weile stehenbleibt, muß man die aufgerauhten Oberflächen vor der Aufbringung des ersten Überzuges mit Aceton waschen.

Im Anschluß an die Aufrauhung bringt man eine erste korrosions- bzw. säurebeständige Harzschicht 26 etwa durch Anstreichen oder Aufsprühen auf die mit dem Sandstrahlgebläse behandelten Oberflächen auf. Man verwendet zweckmäßig ein Polyester-, Phenoloder Epoxyharz. Vor der Aufbringung des Harzes kann man je nach der besonderen Ar' der verwendeten Harze einen bekannten, "langsam härtenden Polyester-, Phenol- oder Epoxygrundierüberzug aufbringen. Zur Erlangung optimaler Säurefestigkeit auch gegen Fluorwasserstoffsäure eignet sich ein Polyesterharz, das man auf den erwähnten Polyestergrundierüberzug aufbringt. Der Grundierüberzug »5 kann weggelassen werden, wenn der Grundkörper nach der Behandlung mit dem Sandstrahlgebläse sofort beschichtet wird. Das Polyester-, Epoxy- oder Phenolharz wird zweckmäßig auf herkömmliche Weise zur Luft- oder Wärmehärtung aktiviert. Derartige Harze werden gewöhnlich als ein Zweikomponentenharz mit den betreffenden Aktivatoren oder Beschleunigern geliefert. Häufig werden jedoch die Polyesterharze mit einem lufthärtenden Aktivator oder Beschleuniger geliefert, während Epoxy- und Phenolharze wärmehärtende Harze sind.

Vor der Härtung der ersten Harzschicht wird eine Fasermaterialschicht über das frisch aufgebrachte Harz gelegt. Die Dicke und Eigenart des Fascrmaterials, bei dem es sich beispielsweise um Glasfasern handelt, sind verschieden je nach der Anwendung der Rolle bzw. anderen Vorrichtung und der Fähigkeit und Oberflächenverstärkung, die diese erlangen soll. Beim Ausführungsbeispiel wurde eine Matte 28 aus Glasfaserhäcksel mit einem Gewicht von etwa 4,5 g/dm² vci'-vendct. Die Matte wird auf den Mantel und die Stirnflächen der Rolle und auf die Teile 22 Ccr Achse 12 aufgebracht. An den Nahtstellen zwischen Teilen oder einzelnen Segmenten der Mi'fte sieht man zweckmäßig eine Überlappung von 1.5 bis 5 cm vor. Jc nach der gewünschten Festigkeit und der Größe der erstrebten Verstärkung kann man die Anzahl der lagen im Schichtkörper verschieden wählen und Glasfasermatten mit einem Gewicht von etwa 2.3 g dm- bis 30.5 p'dni- verwenden.

Dann bringt man auf die Glasfasermatte eine zweite Schicht 30 des obenerwähnten korrosions- bzw. säurebeständigen Harzes auf und arbeitet dieses, solange es noch flüssig ist, gründlich in und über die Matte 28 ein, um deren Fasern vollkommen zu benetzen und jede Spur von Luftblasen aus dieser zu beseitigen, 4obc\ die Matte mit einer Schicht des Harzes bedeckt wird. Eine zweite Fascrmaterialmatte 32 wird sofort auf die zweite Harzschicht 30 aufgebracht. Aue!) in der zweiten Fasermatcrialschicht 32, bei der es sich auch um Glasfasern handeln kann, können das Gewicht und die Gestalt des Fasermnlerials gleicherweise je nach der Anwendung der firlindung verschieden sein. Bei diecem Beispiel wird einu dünnere Matte aus Glasfaserhäcksel rnit einem Gewicht von etwa 2,3 g/dm* benutzt und diese MaU wird auf die zweite Harzschicht 30 in der gleichen Weise aufgebracht, wie es oben im Zusammenhang mit der ersten Matte 28 dargestellt wurde Das Gewicht der Matte 32 kann zwischen 2,3 und 30,5 g/dm- liegen.

Im Anschluß hieran wird eine dritte Schicht 34 aus korrosions- bzw. säurebeständigem Harz auf die Glasfasermatte 32 aufgebracht und in deren Zwischenräume eingearbeitet und bildet eine Deckschicht über der Schicht 32. Solange die Harzschicht 34 noch flüssig ist, wird eine dritte Fasermaterialmatte 36 aufgebracht, wenn eine zusätzliche Verstärkung erforderlich ist. Die Matte 36 kann gemäß der obigen Beschreibung entweder wie die erste Glasfasermatte 28 oder wie die zweitf Matte 32 aufgebracht werden oder man kann das Gia..fasermaterial in Gestalt einer gewebten Glasfasermatte mit einem Gewicht von 23,5 g'm- aufbringen. Die Glasfasermatte 36 wird dann mit einer Schicht 38 aus korrosions- bzw. säurebeständigem Harz so imprägniert, wie es oben im Zusammenhang mit den Schichten 30 und 34 beschrieben wurde. Selbstverständlich kann man die Glasfasern mit einer herkömmlichen Fascroberflächenschicht versehen.

Es ist selbstverständlich, daß man auch eine größere oder eine kleinere Anzahl von faserverstärkten Kunstharzschichten als hier beschrieben vorsehen kann. Ferner ist es möglich, eine geringere Anzahl von faserverstärkten Kunstharzschichten auf die Ringscheiben 18 und die Teile 22 als auf die Mantel fläche 24 des Grundkörpers 16 der Rolle 10 aufzubringen. Je nach den Erfordernissen können auch andere Fasermaterialien an Stelle von Glasfasern verwendet werden.

Wenn beispielsweise der Schutzüberzug Stoffen ausgesetzt wird, die Glas oder dergleichen andere Fasermaterialien angreifen, wie es beispielsweise bei Fluorwasserstoffsäure der Fall ist, kann man zumindest die äußerste Glasfaserschicht durch eine Schicht aus Krokydolithfasem ersetzen.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Matte 40 aus Dynelgewebe auf die letzte Harzschicht 38 aufgebracht, bevor diese vollkommen gehärtet ist. Im Abschluß hieran wird eine abschließende Schicht 42 aus dem obenerwähnten Harz auf die Dynelgcwcbcmattc 40 aufgebracht und in die Zwischenräume dieser Deckschicht eingearbeitet, wobei man über 'ler Matte 40 wieder eine Deckschicht aus Harz ausbildet. Die letzte, faserverstärkte Kunsthar/scliicht 42 bedeckt alle frei liegenden Oberflächen der Rolle 10. das heißt die Mantelfläche 24, die Stirnflächen und die Teile 22 der Achse 12, so daß alle frei liegenden Oberflächen der Rolle 10 vollkommen vor einem Angriff der Fluorwasserstoffsäure oder irgendeinem anderen korrodierenden Material geschützt sind.

Zum Schluß wird ein elastomere»· überzug wenigstens auf die Arbeitsoberflächc der Rolle aufgebracht. Zur Erzielung einer zusätzlichen Korrosionsfestigkeit kann man den Überzug 44 aus säurefestem Neoprenkautschuk herstellen. Es ist meistens nicht notwendig, den nachgiebigen überzug 44 auf den Stirnflächen 23 der Rolle 10 oder auf den Teilen 22 der Achse 12 anzuordnen, da diese durch die zuvor beschriebenen, faserverstärkten Kunsthar/schichten in diesen Bereichen ausreichend gcschüt/l sind.

Der elastomere Überzug 44 kann folgendermaßen aufgebracht werden: Nach der Härtung der letzten Harzschicht 42 wird deren Oberfläche dort, wo der Überzug 44 aufgebracht werden soll, beispielsweise auf der Mantelfläche der Rolle, mit Aceton gewaschen. Nachdem das Aceton getrocknet ist, wird die verstärkte Schicht 42 mit einem Schrotstrahlgebläse so weit bearbeitet, daß ein Teil der Verstärkungsfasern der Matte 40 freigelegt wird. Dann wird die Fläche grob abgeschmirgelt, um die Oberfläche abzugleichen, oder im Falle der Rolle 10 wird diese Oberfläche grob bearbeitet oder abgedreht, um sie drehsymmetriseh zu machen. Ein Elastomer, beispielsweise Polyurethankautschuk, wird dann fest mit irgendeinem der erwähnten Harze gebunden. ohne daß die faserverstärkte Harzschicht einer weiteren Oberflächenbehandlung unterzogen wird. Diese Verbindung wird durch die Haftung an den freigelegten Verstärkungsfasern fester gemacht. Andererseits kann Neoprenkautschuk mit der so vorbereiteten Harz- to oberfläche verbunden werden, indem man diese beispielsweise zuerst mit einer Lösung aus Neoprenkautschuk in Toluol überzieht. Natürlichen. Nitril- oder Siliconkautschuk kann man dadurch zum Haften bringen, daß man zunächst ein ähnliches, in einem »5 Lösungsmittel gelöstes elastomeres Material auf die aufgerauhte Oberfläche der letzten, verstärkten Kunstharzschicht 42 aufbringt.

Im letzteren Falle wird ein erster Oberzug 46 aus einem Grundiermaterial auf die letzte Harzschicht 42 3» aufgebracht. Das Lösungsmittel in diesem Grundiermaterial kann das Harz 42 auf der Oberfläche der letzten Kunstharzschicht erweichen. Es wurde jedoch gefunden, daß. wenn man den Grundierüberzug 46 etwa vier Stunden lang trocknen läßt, die Oberfläche der Rolle 10 nach dieser Behandlung wieder sehr hart und zäh wird. Dann wird ein zweiter Überzug 48 aus dem obenerwähnten Grundiermaterial und anschließend eine Schicht 50 aus einem Binder aufgebracht

Die Schicht 50 und wenigstens der zweite der Grundiermaterialüberzüge 46. 48 werden so wie der elastomere Überzug 44 vorzugsweise nur auf der Arbeitsoberfläche der Rolle 10 aufgebracht. Aus einem weiter unten noch ausgeführten Grunde ist es für manche Anwendungsfätie wünschenswert, den ersten Grundiermaterialüberzug 46 auf der ganzen Oberfläche der letzten Schicht 42 aufzubringen.

Der erste Grundiermaterialüberzug 46 schützt die letzte Harzschicht 42 vor weiterer Erweichung durch die Lösungsmittel des anschließend aufgebrachten Grundiermaterialüberzuges 48 und des Binderüberzuges 50. so daß während der Aufbringung des zweiten Grundiermaterialüberzuges 48 und des Binderiibcrzuges 50 die letzte Harzschicht nicht weiter erweicht wird.

Nachdem der Überzug 44 aus elastomerem Material, etwa der oben erwähnte säurefeste Neopreniibcrzug. auf die Rolle 10 aufgebracht worden ist. wird die Rolle 10 mit einem nicht dargestellten Baumwollband umschlungen und zur Härtung des Kautschuks in einen Dampfautoklaven oder einen anderen großen Ofen gebracht. Nach der Härtung im Autoklaven wird die Rolle 10 aus diesem herausgenommen und ausgewickelt und auf einer herkömmlichen Rollen- oder Walzenschleifmaschine geschliffen. um den verhältnismäßig dicken, elastomeren Überzug 44 drehsymmetrisch zur Drehachse der Rolle 10 zu machen.

Um die Stirnflächen 23 und die Teile 22 der Achse der Rolle während der Härtung im Autoklaven nicht der Dampfatmosphäre auszusetzen, kann man diese mit einer verhältnismäßig dünnen Neoprenschicht bedecken, damit die sonst frei liegenden, verstärkten Kunststoffschichten nicht mit dem überhitzten Dampf in Berührung kommen, da dieser überhitzte Dampf zu einer Ablösung der einzelnen Schichten führen könnte. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann man den Schutzüberzug auf die Stirnflächen 13 und die Teile 22 der Achse 12 nach der Aufbringung der Schichten bzw. überzüge 26 bis SO auf die Arbeitsoberfläche der Rolle 10 und nach der Herausnahme der Rolle 10 aus dem Auto· klaven aufbringen.

F i g. 2 zeigt einen Tank 54. dessen Grundkörper aus Metall hergestellt ist.

Line oder mehrere verstärkte Kunstharzschichten sind auf den Grundkörper 56 aufgebracht, der zunächst aufgerauht wurde, wie es oben bereits beschrieben wurde. Auf die innerste Kunstharzschicht wird ein Überzug 60 aus einem der erwähnten elastomeren Materialien aufgebracht. Die zur Herstellung des elastomeren Überzugs 60 und der faserverstärkten Kunstharzschichten 58 verwendeten Materialien werden entsprechend der Anwendung des Tanks oder der anderen Vorrichtung aus den obenerwähnten Materialien ausgewählt.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Abrieb- und korrosionsbeständiger Schutzüberzug, insbesondere für eine Rotte zur Stahlblechherstellung, einen Behälter, eine Fördervorrichtung, eine Leitung, ein Pumpenflügel und chemische Anlagen, bestehend aus einem Grundkörper, der mit einem ein- oder mehrschichtigen, am Grundkörper haftenden. Fasern enthaltenden Schutzüberzug aus Kunstharz versehen ist. dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzüberzug aus einer unmittelbar am Grundkörper (16. 56) haftenden, aus korrosions- bzw. säurebeständigem Kunstharz bestehenden ersten Schicht (26) und wenigstens einer zweiten Schicht (30) aus diesem Kunstharz, die in eine auf die erste Schicht (26) aufgebrachte Fasermaterialschicht vollständig eingearbeitet ist und diese außerdem vollständig bedeckt, und einem elastorc ren überzug (44) besteht.

2. Schutzüberzug nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die in der äußersten Kunstharzschicht angeordnete Fasermaterialschicht aus einer Matte aus Krokydolith-. Asbestoder Polyvinylchloridacrylonitril-Mischpolymerisatfasern besteht.

3. Schutzüberzug nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß auf die letzte Kunstharzschicht (42) wenigstens ein Überzug (46) aus einem Grundiermaterial aufgebracht wird, das ein Lösungsmittel für die Kunstharzschicht enthält.

4. Schutzüberzug nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem überzug (46) aus Grundiermaterial und dem elastomeren Überzug (44) eine Binderschicht (50) vorgesehen ist.

5. Schutzüberzug nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht je Flächeneinheit des Fiisermatenals der weiter außen liegenden Fasermat^riaiachichten abnimmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen