DE1957754C3

DE1957754C3 - Thermally insulating coating and process for its manufacture

Info

Publication number: DE1957754C3
Application number: DE1957754A
Authority: DE
Inventors: Frank Allen Marion; Hugh Joseph Mcspadden
Original assignee: Universal Propulsion Co Inc
Current assignee: Universal Propulsion Co Inc
Priority date: 1968-11-15
Filing date: 1969-11-17
Publication date: 1979-10-11
Also published as: DE1957754B2; BR6914222D0; NL6917270A; NL165486C; CA940248A; BE741766A; SE366975B; GB1295279A; DE1957754A1; FR2023448A1; ES373577A1

Description

Die Erfindung betrifft einen wärmeisolierenden Überzug, der du· cn Auftragen und Härten eines epoxidhaltigen Mittels ger/onnei,- worden ist, der dadurch gekennzeichnet ist, daß das Mittel neben Epoxid noch aus einem Polysuitid, < ;iem Härter und einem Gemisch entweder aus Ammoniumdihydrogenphosphat und wasserfreiem Natriurnteiraborat oder aus Natriumdihydrogenphosphai und wasserfreiem Ammoniumtetraborat sowie gegebenenfalls einem Metalloxid oder -hydroxid ausgewählt aus Aluminiumoxid, Titandioxid, Calciumhydroxid, Aluminiumhydroxid und Zirkoniumdioxid besteht, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.The invention relates to a heat-insulating coating which, by applying and curing a epoxy-containing agent ger / onnei, - has been the is characterized in that the agent, in addition to epoxy, also consists of a polysuitide, <; iem hardener and a mixture of either ammonium dihydrogen phosphate and anhydrous sodium tetraborate or from sodium dihydrogen phosphate and anhydrous ammonium tetraborate and optionally a metal oxide or hydroxide selected from aluminum oxide, titanium dioxide, Calcium hydroxide, aluminum hydroxide and zirconia, and a method for the same Manufacturing.

Der erfindungsgemäße Überzug widersteht hohen Temperaturen von tausenden von Graden C über Zeiträume von -zig Stunden, ohne zerstört zu werden.The coating of the present invention can withstand high temperatures of thousands of degrees Celsius Ten hours without being destroyed.

Auf verschiedenen Anwendungsgebieten wird es immer wichtiger, Überzüge bereitzustellen, die imstande sind, Temperaturen von tausenden von Graden über Zeiträume von -zig Stunden zu widerstehen. Wenn sich beispielsweise Raketen und Raumkapseln durch die Atmosphäre oder oberhalb der Atmosphäre bewegen, sind sie stärkster aerodynamischer Erhitzung und aerodynamischen Scherbelastungen ausgesetzt, wodurch die Hüllen der Raketen und Raumkapseln innerhalb kurzer Zeiträume Temperaturen von tausenden von Graden erreichen.In various fields of application, it is becoming increasingly important to provide coatings that are capable of are able to withstand temperatures of thousands of degrees for periods of tens of hours. If e.g. move rockets and space capsules through the atmosphere or above the atmosphere, they are exposed to the strongest aerodynamic heating and aerodynamic shear loads, whereby the hulls of the rockets and space capsules have temperatures of thousands within a short period of time to reach of degrees.

In einem anderen Beispiel verursachen komprimierte Gase, die bei hohen Geschwindigkeiten durch Rohre und Venturirohr strömen, an den Oberflächen solcher Röhre und Venturirohre relativ hohe Temperaturen. In another example, compressed gases flowing through tubes and venturi at high speeds cause relatively high temperatures on the surfaces of such tubes and venturi.

Bisher wurden viele Versuche unternommen, um Überzüge bereitzustellen, die Temperaturen von tausenden von Graden für lange Zeiträume widerstehen können; jedoch waren derartige Versuche nicht sehr erfolgreich. Es wurde beispielsweise Asbest als wärmeisolierender Überzug verwendet. Wenn dieser jedoch einer Temperatur in der Größenordnung von 1650°C,To date, many attempts have been made to provide coatings that can withstand temperatures of thousands of degrees can withstand for long periods of time; however, such attempts have not been great successfully. For example, asbestos has been used as a heat insulating coating. However, if this a temperature of the order of 1650 ° C,

M) wie sie bei einer konzentrierten Flamme eines Luft-Acetylenbrenners geliefert wird, ausgesetzt wurde, hatte an der Oberfläche, die durch die Luft-Acetylenflamme entfernt wurde, in wenigen Minuten eine Schicht des Asbestes von einer Stärke von 1,72 cm eine Temperatur von 316° C. Außerdem hatten viele der bisher entwickelten wärmeisolierenden Überzüge nicht die Fähigkeit, mit verschiedenen Uniergrundmaterialien, wie beispielsweise Metallen, verbunden zu w orden und waren außerdem nicht in der Lage, ihre Bindung beizubehalten, wenn sie für längere Zeiten auf hohe Temperaturen erhitzt wurden. Viele der wärmeisolierenden Überzüge neigen außerdem dazu, zu springer, und in relativ kurzer Zeit jegliche Festigkeit zu verlieren. M) as it is exposed to a concentrated flame of an air-acetylene burner, a layer of asbestos 1.72 cm thick had a temperature of 1.72 cm on the surface that was removed by the air-acetylene flame 316 ° C. In addition, many of the heat insulating coatings developed to date have not had the ability to be bonded to various base materials, such as metals, and have not been able to retain their bond when heated at high temperatures for extended periods of time . Many of the heat insulating coatings also tend to crack and lose all strength in a relatively short period of time.

Aus der FR-PS 10 94 624 ist ein Überzug bekannt, der durch Auftragen und Härten eines epoxidhaltigen Mittels gewonnen worden war und gegenüber Lösungsmitteln und Wärme beständig sein sollte. Auch dieser bekannte Überzug war jedoch nicht über längere Zeiträume beständig gegenüber Temperaturen von tausenden von Graden C.From FR-PS 10 94 624 a coating is known which had been obtained by applying and curing an epoxy-containing agent and against solvents and should be resistant to heat. However, even this known coating did not last for a long time Resistant to temperatures of thousands of degrees C for periods of time.

Mit dem eiTindungsgemäßen Überzug werden vorstehende Nachteile überwunden. Beispielsweise wurde der Überzug in einer Stärke von etwa 1,5 cm auf eine Stahlplatte mit einer Stärke von etwa 0,12 cm und Abmessungen von etv/a 15 χ 15 cm aufgebracht Es wurde die Flamme eines Luft-Acetylenbrenners auf die Oberfläche dieses Überzuges gerichtet, wobei eine Temperatur von etwa 1650° C und eine Wärmeübertragung von etwa 162 kcal/m² erzielt wurden. Nach etwa 1 Stunde betrug die Temperatur der Stahlplatte nur etwa 93° C und nach etwa 30 Stunden nur etwa 177° C Der Überzug läßt sich in flüssiger, plastischer oder fester Form und jeder beliebigen Stärke auf jeden beliebigen Untergrund aufbringen. Der Überzug kann bei Umgebungstemperatur zwischen etwa 10 und 51,5°C aufgebracht und gehärtet werden. Der Überzug behält seine Eigenschaften auch dann bei, wenn er längere Zeit den Umgebungstemperaturen ausgesetzt wurde und/oder wenn er mit verschiedenen Lösungsmitteln, wie Wasser, öi, Benzin oder Toluol, in Berührung kommt. Der Überzug behält seine Festigkeit und/oder sein Bindungsvermögen mit dem Untergrund auch bei, wenn er längere Zeit intensivster Hitze von tausenden von Graden ausgesetzt wird. Der erfindungsgemäße Überzug wirkt selbst als Haftmittel, weil er beim Härten an den Untergrund gebunden wird und unter Ausbreitung Sprünge und Poren füllt.The above disadvantages are overcome with the coating according to the invention. For example, the coating was applied in a thickness of about 1.5 cm to a steel plate with a thickness of about 0.12 cm and dimensions of about 15 × 15 cm. The flame of an air-acetylene burner was directed onto the surface of this coating , wherein a temperature of about 1650 ° C and a heat transfer of about 162 kcal / m ^{2 were} achieved. After about 1 hour the temperature of the steel plate was only about 93.degree. C. and after about 30 hours only about 177.degree. C. The coating can be applied in liquid, plastic or solid form and in any thickness to any substrate. The coating can be applied and cured at ambient temperatures between about 10 and 51.5 ° C. The coating retains its properties even if it has been exposed to ambient temperatures for a long time and / or if it comes into contact with various solvents such as water, oil, gasoline or toluene. The coating retains its strength and / or its ability to bond with the substrate even if it is exposed to the most intense heat of thousands of degrees for a long period of time. The coating according to the invention itself acts as an adhesive because it is bonded to the substrate when it cures and fills cracks and pores as it spreads.

Die Zeichnungen erläutern die Erfindung.The drawings explain the invention.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt eines erfindungsgemäßen Überzuges auf einem zu isolierenden Teil;Fig. 1 shows a cross section of an inventive Coating on a part to be insulated;

F i g. 2a zeigt eine Darstellung der Tempqraturzunahme im erfindungsgemäßen Überzug;F i g. 2a shows a representation of the temperature increase in the coating according to the invention;

F i g. 2b zeigt eine entsprechende Darstellung der Temperaturzunahme bei bisher bekannten Überzügen;F i g. 2b shows a corresponding representation of the increase in temperature in the case of coatings known to date;

Fig.3, 4 und 5 zeigen die Abhängigkeit der Temperatur gegenüber der Zeit bei den erfindungsgemäßen Überzügen und den bisher bekannten Überzügen, wenn Flammen mit relativ hoher Temperatur ununterbrochen etwa 60 Minuten lang auf die Überzüge gerichtet werden, und3, 4 and 5 show the dependence of the temperature against time in the coatings according to the invention and the coatings known heretofore when flames at a relatively high temperature are continuously directed at the coatings for about 60 minutes , and

Fig.6 zeigt die Abhängigkeit der Temperatur gegenüber der Zeit bei erfindungsgemäßen Überzügen, wenn Flammen mit relativ hoher Temperatur etwa 50 Stunden lang ununterbrochen auf die Überzüge gerichtet werden.Fig. 6 shows the dependence of the temperature compared to the time for coatings according to the invention when flames with a relatively high temperature are about 50 Be aimed at the coatings continuously for hours.

F i g. 1 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung. SieF i g. 1 shows an embodiment of the invention. she

enthält eine Stahlplatte 10, die gegen Warme zu isolieren ist Der erfindungsgemäße Überzug wird als Folie oder Schicht 12 gezeigt, die mit der Stahlplatte 10 verbunden ist. Die Hitzeeinwirkung auf die isolierende Folie 12 wird schematisch durch einen Acetylenbrenner ^r> 14 dargestellt.contains a steel plate 10 which is to be insulated from heat. The coating according to the invention is shown as a foil or layer 12 which is connected to the steel plate 10. The effect of heat on the insulating film 12 is shown schematically by an acetylene burner ^r > 14.

Der erfindungsgemäße Oberzug wird aus einem Bindemittel und einem Füllstoff im Bindemittel hergestellt. Das Bindemittel kann aus einem Gemisch aus einem Polysulfid und einem Epoxid in einem Verhältnis ι ο von etwa 9 bis 1 Gewichtsteilen des Polysulfide zu 1 bis 9 Gewichtsteilen des Epoxids hergestellt werden. Der bevorzugte Bereich liegt bei 70 bis 30 Gew.-Teilen des Polysulfide zu 30 bis 70 Gew.-Teilen des Epoxids. Insbesondere kann das Epoxid etwa 45 bis etwa 55 Gew.-% und das Polysulfid den Rest des Bindemittels aiusmachen. Die besonders bevorzugten Mengen sind 50 Gew.-% Polysulfid und 50 Gew.-% Epoxid. Das Verhältnis hängt von den für das Bindemittel gewünschten Eigenschaften ab. Beispielsweise neigt dzs Epoxid 2<j dazu, brüchig und glasartig zu sein, jedoch eine liohe Festigkeit und geringe Dishnung zu besitzen. Dü> Polysulfid neigt zu hoher Dcruifähigkeit und niedriger Zugfestigkeit Es ist flexibel und gummiartig und weder glasartig noch plastisch. Veränderungen im Mengenverhältnis von Polysulfid und Epoxid beeinflussen die physikalischen und strukturellen Eigenschaften der gehärteten Bindermatrix und die HärtungsgeschwindigkeitThe top cover according to the invention is made from a binder and a filler in the binder. The binder can be produced from a mixture of a polysulfide and an epoxide in a ratio of about 9 to 1 part by weight of the polysulfide to 1 to 9 parts by weight of the epoxide. The preferred range is 70 to 30 parts by weight of the polysulfide to 30 to 70 parts by weight of the epoxy. In particular, the epoxy can make up about 45 to about 55 weight percent and the polysulfide the remainder of the binder. The particularly preferred amounts are 50% by weight polysulfide and 50% by weight epoxy. The ratio depends on the properties desired for the binder. For example, tends dzs epoxide 2 <j to be brittle and glass-like, but to have a strength and low liohe Dishnung. Du> polysulphide tends to have high compressibility and low tensile strength. It is flexible and rubbery and neither glassy nor plastic. Changes in the proportions of polysulphide and epoxy affect the physical and structural properties of the cured binder matrix and the curing rate

Der Füllstoff besteht aus einem Phosphatgemisch so entweder aus Ammonhjmdihydrogenphosphat (NH4H2PO4) und wasserfreiem Natriumtetraborat (Na2B.tO7) oder aus Natriumdihydrogenphosphat und wasserfreiem Ammoniumtetraborat und enthält gegebenenfalls ein Metalloxid oder -hydroxid ausgewählt aus r. Aluminiumoxid, Titandioxid, Calciumhydroxid, Aluminiumhydroxid und Zirkoniumdioxid. In dem Phosphatgernisch kann das Ammonhimdihydrogenphosphal in einer Gewichtsmenge vorliegen, die etwa 10 bis 155 Teile des Fü'lstoffs ausmacht, und das wasserfreie 4n Natriumtetraborat kann 10 bis 90 Gewichtsteile des Füllstoffs betragen. Vorzugsweise betragen die Mengen dies Ammoniumdihydrogenphosphats und des wasserfreien Natriumtetraborats jeweils 35 bis 80 Teile des Füllstoffs. Insbesondere beträgt das wasserfreie Natriumtetraborat 55 Gew.-Teile und das Ammoniumdihydrogenphosphat 45 Gew.-Teile. Der Füllstoff insgesamt kann 100 bis 300 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile des Elindemittels betragen. Vorzugsweise betragen die Menge des Füllstoffs etr/n 150 Gew.-Teile und die Menge des Bindemittels 100 Gew.-Teile.The filler consists of a phosphate mixture so either from ammonium dihydrogen phosphate (NH4H2PO4) and anhydrous sodium tetraborate (Na2B.tO7) or from sodium dihydrogen phosphate and anhydrous ammonium tetraborate and optionally contains a metal oxide or hydroxide selected from r. Aluminum oxide, titanium dioxide, calcium hydroxide, aluminum hydroxide and zirconium dioxide. In the phosphate mixture, the Ammonhimdihydrogenphosphal in an amount by weight which makes up about 10 to 155 parts of the filler, and the anhydrous 4n Sodium tetraborate can be 10 to 90 parts by weight of the filler. The amounts are preferably this ammonium dihydrogen phosphate and the anhydrous sodium tetraborate each 35 to 80 parts of the Filler. In particular, the anhydrous sodium tetraborate is 55 parts by weight and the ammonium dihydrogen phosphate is 45 parts by weight. The filler overall can be 100 to 300 parts by weight per 100 parts by weight of the solvent. Preferably they are Amount of filler etr / n 150 parts by weight and the Amount of the binder 100 parts by weight.

Der erfin^ungsgemäße Überzug kann aus zwei getrennten Mischungen hergestellt werden, die so lange, bis man den Oberzug herstellen will, getrennt gelagert werden, vorzugsweise in flüssiger Form. Die eine dieser Mischungen (erste Mischung) besteht aus dem Polysuifid und einem Anteil des Füllstoffs, der in Form eines feinen Pulvers mit einer Teilchengröße von etwa 74 μ vorliegen kann. Dem Polysulfid kann ein etwas größerer Anteil des Füllstoffs als der Anteil im Gesamtgemisch en zugesetzt werden, da das Poiysuifid weniger viskos ist als das Epoxid. Die erste Mischung kann für unbestimmte Zeit bei Raumtemperatur aufgehoben werden, ohne ihre Wirkung zu verlieren.The coating according to the invention can be produced from two separate mixtures, which last as long as stored separately until you want to make the upper pull , preferably in liquid form. One of these mixtures (first mixture) consists of the polysulfide and a portion of the filler, which is in the form of a fine powder with a particle size of about 74 μ can be present. The polysulphide can be a bit bigger Proportion of the filler than the proportion in the total mixture can be added, since the Poiysuifid is less viscous than the epoxy. The first mix can be for can be stored indefinitely at room temperature without losing their effect.

In der ersten Mischung v,t ein Härter für das Epo;tid <■>■■> enthalten. Als Härter wird vorzugsweise ein Polyainin in einer Menge von etwa ? *?>s 12%, bezogen auf das Gewicht des Fpoxids, eingeseift. Die Menge derThe first mixture v, t contains a hardener for the Epo; tid <■>■■>. A polyamine is preferably used as the hardener in an amount of about? *?> s 12%, based on the weight of the epoxide, soaped. The amount of Polyamine kann jedoch etwa 0 bis etwa 25 Gew.-% des Epoxids. betragen. Vorzugsweise werden die Polyamine in einer Menge von 10 Gew.-% des Epoxids eingesetzt Es können auch Polyamide und/oder Säureanhydride als Härter verwendet werden. Polyamine und Polyamide können zusammen als Härter verwendet werden, ein Säureanhydrid muß jedoch allein verwendet werden. Wenn polyamide als Härter verwendet werden, kann ihre Menge zwischen 25 und 200%, bezogen auf das Gewicht des Epoxids, liegen. Eine bevorzugte Menge beträgt :50 Gew.-% des Epoxids.However, polyamines can contain from about 0 to about 25 percent by weight of the epoxy. be. Preferably the polyamines used in an amount of 10 wt .-% of the epoxide. Polyamides and / or acid anhydrides can also be used as Hardeners can be used. Polyamines and polyamides can be used together as hardeners, a However, acid anhydride must be used alone. If polyamides are used as hardeners, can their amount is between 25 and 200%, based on the weight of the epoxy. A preferred amount is: 50% by weight of the epoxy.

Die ZF/eite Mischung enthält das Epoxid und einen Anteil des Füllstoffs, der in Form eines feinen Pulvers mit einer Teilchengröße von etwa 74 μ vorliegen kann. Die zweite Mischung liegt ebenfalls in flüssiger Form vor und läßt sich für unbestimmte Zeit bei Umgebungstemperatur aufbewahren, njhne ihr« Wirkung zu verlieren. Wenn der erfindungsgemäße Oberzug hergestellt werden soll, werden die erste und die zweite Mischung in den gewünschten Proportionen bei Raumtemperatur gemischt worauf (<!an den dabei entstehenden Überzug aushärten läßt Wach einem bestimmten Zeitabschnitt, beispielsweise über Nacht ist der Überzug relativ fest und besitzt etwa 70 bis 30% seiner Festigkeit Der Überzug kann für die meisten Zwecke schon nach dieser relativ kurzen Zeit verwendet werden. Vorzugsweise läßt man jedoch den Überzug längere Zeit, d.h. etwa 1 Woche, aushärten, bevor man ihn verwendetThe ZF / eite mixture contains the epoxy and a portion of the filler, which is in the form of a fine powder can be present with a particle size of about 74 μ. The second mixture is also in liquid form and can be stored indefinitely at ambient temperature without its effect lose. When the top cover according to the invention is to be produced, the first and second Mixture mixed in the desired proportions at room temperature whereupon (<! To the The resulting coating can harden for a certain period of time, for example overnight the coating is relatively strong and has about 70 to 30% of its strength. The coating can be used for most Purposes can be used after this relatively short period of time. However, it is preferable to leave the Cure the coating for a long time, i.e. about 1 week, before using it

Das kombinierte Gemisch aus der ersten und der zweiten Mischung wird zwar vorzugsweise bei Raumtemperatur gehärtet kann jedoch auch bei Temperaturen bis zu 82 oder 88°C gehärtet werden. Das kombinierte Gemisch wird deshalb vorzugsweise bei Raumtemperatur gehärtet, weil dies die Bildung des Überzuges vereinfacht Wenn die Kombination aus erster und zweiter Mischung bei höheren Temperaturen gehärtet wird, wird der Härtungsvorgang beschleunigt Wenn jedoch ein Säureanhydrid als Härter verwendet wird, so wird das dabei entstehende Gemisch vorzugsweise bei etwa 121 bis 174° C gehärtetAlthough the combined mixture of the first and second mixtures is preferably cured at room temperature, it can also be cured at temperatures up to 82 or 88 ° C. That combined mixture is therefore preferably cured at room temperature, because this causes the formation of the Coating simplified If the combination of the first and second mixture at higher temperatures If an acid anhydride is used as a hardener, however, the hardening process is accelerated is, the resulting mixture is preferably cured at about 121 to 174 ° C

Das in dem wärmeisolierenden Überzug verwendete Bindemittel besitzt bestimmte wichtige Vorteile. Wenn es auf mehrere tausend Grad erhitzt wird, bildei es eine Kohlestruktur an der erhitzten Oberfläche und an Stellen, die von der Oberfläche nach innen ragen. Diese Kohlestruktur ist gekennzeichnet durch die Bildung von kohlenstoffhaltigen Gerüsten aus Kohlenwasserstoffen und außerdem durch die Bildung von Kohle mit einer Graphitstruktur mit pyrolytischen Eigenschaften. !Eine pyrolytische Struktur ist deshalb erwünscht, weil sie einen seitlichen Wärmeübergang durch die Struktur liefert, so daß der Wärmeübergang durch den Überzug von dei Oberfläche, die der Hitze ausgesetzt ist zur gegenüberliegenden Oberfläche auf ein Mindestmaß herabgesetzt ist Die pyrolytische Kohlestruktur ist gekennzeichnet durch eine Pyrolyse von Kohlenwasserstoffen bei einem Mangel an Sauerstoff unter Bildung vunKohlenstoff-Koh'enstoffketten.The binder used in the heat insulating coating has certain important advantages. if it is heated to several thousand degrees, form one Carbon structure on the heated surface and in places that protrude inward from the surface. These The coal structure is characterized by the formation of carbon-containing frameworks from hydrocarbons and also by the formation of carbon with a graphite structure with pyrolytic properties. !One Pyrolytic structure is desirable because it allows lateral heat transfer through the structure supplies so that the heat transfer through the coating of the surface that is exposed to the heat opposite surface is minimized The pyrolytic carbon structure is characterized by pyrolysis of hydrocarbons in the event of a lack of oxygen with formation of carbon-carbon chains.

Die ü'iis dem erfindungsgemäß eingesetzten Bindemittel gebildete Kohle ist eine Art von starrem, zellartigem Material, das sich durch die Pyrolyse gebildet hat Es ist aus verschiedenen Gründen in dem wärmeisolierei.'den Überzug erwünscht Ein Grund besteht darin, daß die Kohle porös ist so daß sie ein Abkühlen durch Transpirieren bewirken kann, wobei die Gase durch das Material hindurchstreichen und daraus entweichen. Das Abkühlen durch TranspirierenThe coal formed by the binder used according to the invention is a type of rigid, cellular material formed by pyrolysis It is in the for various reasons heat-isolating coating desired. One reason is that the carbon is porous so that it is a Can bring about cooling by perspiration, whereby the gases pass through the material and escape from it. Cooling down by perspiration

ist deshalb erwünscht, weil die Gase, wenn sie durch die Struktur streichen, Wärme daraus absorbieren. Die Kohle ist jedoch nicht übermäßig porös, weil es sonst möglich wäre, daß die Gase sich explosionsartig durch die Kohle bewegen und dieselbe zerstören und > schwächen. Ein anderer Grund liegt darin, daß die Kohle einen schwarzen Körper darstellt und deshalb in der Lage ist, einen wesentlichen Anteil der Wärme, die auf die Oberfläche der Kohle gerichtet ist, von dieser Oberfläche zu reflektieren und auszustrahlen. Weitete ι ο Vorteile der Kohle bestehen darin, da'3 sie hart ist und nicht so leicht springt. Wenn die Kohle leicht springen würde, würde sie ihre Wärmeisola'iionseigenschaflen verlieren.is desirable because, as the gases pass through the structure, they absorb heat therefrom. the However, coal is not excessively porous, otherwise the gases could explode through move the coal and destroy it and> weaknesses. Another reason is that the charcoal is a black body and therefore in is able to absorb a substantial portion of the heat directed onto the surface of the coal from it Surface to reflect and radiate. Expanded ι ο The advantages of coal are that it is hard and does not jump so easily. If the coal cracked easily, it would retain its thermal insulation properties lose.

Die Bildung der Kohle geschieht in erster Linie durch ι > Pyrolyse des vom Epoxid stummenden Bcivoiring'.i. Die Pyrolyse des Polysulfide liefert einfache Verbindungen, die leicht zu gasförmigen Produkten abgebaut "iVCMjCn. /lUS uiCSCiTi vjrüHuG iSi CS CrWün5Ciit, CinC beachtliche Menge Epoxid im Bindemittel zu haben. Es _'" ist jedoch nicht erwünscht, die Polysulfidmenge übermäßig zu verringern, da dai Polysu'fid die Elastizität des wärmeisolierenden Überzuges verursacht. The formation of charcoal occurs primarily through pyrolysis of the civoiring, which is muted by the epoxy. The pyrolysis of the polysulphide yields simple compounds which are easily broken down into gaseous products "iVCMjCn. / LUS uiCSCiTi vjrüHuG iSi CS CrWün5Ciit, CinC to have a considerable amount of epoxy in the binder. It is not desirable, however, to reduce the amount of polysulphide excessively because because Polysu'fid causes the elasticity of the heat-insulating coating.

Wenn die Füllstoffe erhitzt werden, machen sie eine r> Reihe von chemischen Umsetzungen durch , wobei jede Umsetzung endotherm ist und dadurch Hitze absorbiert, und jede Reaktion bei relativ geringer Temperaturzunahme oberhalb der Temperatur der vorhergehenden chemischen Reaktion stattfindet. Wenn beispielsweise ;·) wasserfreies Natriumtetraborat und Ammonkimdihydrogenphosphat im Phosphatgemisch verwendet werden, wird das Ammoniumdihydrogenphosphat durch mehrere aufeinanderfolgende Stufen unter Bildung vor. Metaphosphorsäure (HPO3), Ammoniak und Wasser π chemisch zersetzt. Das Wasser verursacht dann, daß das wasserfreie Natriumtetraborat in die Hydratform des Natriumtetraborats übergeführt wird. Diese Hydratform wird dann nach und nach durch mehrere aufeinanderfolgende chemische Stufen in Boroxid. ·»■> Natriumhydroxid und Wasser zersetzt. Die chemischen Umsetzungen sind regenerativ Ha Ha* ans Her Zersetzung des Ammoniumdihydrogenphosphats sich bildende Wasser das wasserfreie Natriumtetraborat in die Hydratform des Natriumtetraborats überführt. ■*>When the fillers are heated, they make a r> Series of chemical reactions, each reaction being endothermic and thus absorbing heat, and any reaction with a relatively small increase in temperature above the temperature of the previous one chemical reaction takes place. For example, if; ·) anhydrous sodium tetraborate and ammonium dihydrogen phosphate are used in the phosphate mixture, the ammonium dihydrogen phosphate is through several successive stages under formation. Metaphosphoric acid (HPO3), ammonia and water π chemically decomposed. The water then causes the anhydrous sodium tetraborate to hydrate Sodium tetraborate is transferred. This hydrate form then gradually becomes through several successive chemical stages in boron oxide. · »■> Sodium hydroxide and water decomposes. The chemical reactions are regenerative Decomposition of the ammonium dihydrogen phosphate forming water converts the anhydrous sodium tetraborate into converted the hydrate form of sodium tetraborate. ■ *>

Die chemische Zersetzung des Ammoniumdihydrogenphosphats tritt zuerst bei etwa 100⁰C auf. Sie geschieht an den Stellen, an denen das Bindemittel zu Kohle umgewandelt wird. Die chemische Zersetzung erfolgt nach folgender Gleichung: v< The chemical decomposition of the Ammoniumdihydrogenphosphats first occurs at about 100 ⁰ C. It happens at the points where the binding agent is converted into charcoal. The chemical decomposition takes place according to the following equation: v <

2 NHjH₂PO₄ » 2 H₁PO₄ + 2NH, (1)2 NHjH ₂ PO ₄ »2 H ₁ PO ₄ + 2NH, (1)

Das Ammoniakgas entweicht durch die Kohlestruktur, die sich aus dem Bindemittel bildet Die Zersetzung 5 des Ammoniumdihydrogenphosphats gemäß Gleichung (1) liefert etwa 59 kcal Wärme pro zu absorbierendes Mol. da die Zersetzung endotherm ist Außerdem absorbiert das Ammoniak Wärme aus der Kohlestruktur, wenn es durch die Kohle streicht t>oThe ammonia gas escapes through the carbon structure that forms from the binder. The decomposition 5 of the ammonium dihydrogen phosphate according to equation (1) provides about 59 kcal of heat per to be absorbed Mol. Since the decomposition is endothermic. In addition, the ammonia absorbs heat from the coal structure, when it passes through the coal t> o

Die gemäß Gleichung (1) erhaltene Phosphorsäure wird dann bei etwa 225° C gemäß nachstehender Gleichung zersetztThe phosphoric acid obtained according to equation (1) is then at about 225 ° C according to the following Decomposed equation

2H₃PO₄ ♦ H₄ P₂α -ι- H₂O2H ₃ PO ₄ ♦ H ₄ P ₂ α -ι- H ₂ O

(2)(2)

sich bei dieser Reaktion bildende Wasser wird von dem wasserfreien Natriumtetraborat absorbiert unter der Bildung der Hydratform des Natriumtetraborats.water formed in this reaction is removed from the Anhydrous sodium tetraborate is absorbed to form the hydrate form of sodium tetraborate.

Die aus der Reaktion gemäß Gleichung (2) gebildete Tetraphosphorsäure (H4P2O7) zersetzt sich weiter be etwa 290⁰C unter Bildung von Metaphosphorsäure und Wasser nach folgender Gleichung:The tetracarboxylic acid (H4P2O7) formed from the reaction according to equation (2) decomposes further be about 290 ⁰ C to form metaphosphoric and water according to the following equation:

I₄P₂O- · 2HPO₁ f ΙΙ,ΟI ₄ P ₂ O- · 2HPO ₁ f ΙΙ, Ο

Diese Zersetzung ist ebenfalls endotherm und lii-feri etwa 23,8 kcal Wärme pro zu absorbierendes Mol. Die Metaphosphorsäure ist eine glasige Verbindung, die oberhalb 900°C sublimierL Jedoch sublimiert die Metaphosphorsäure nicht eher als bis sämtliche vorstehend und iiacnsiehenu angezeigten Reaktionen stattgefunden haben, da sämtliche Reaktionen wesentlich unterhalb von 90O⁰C stattfinden. Bevor sieThis decomposition is also endothermic and requires about 23.8 kcal of heat per mole to be absorbed. Metaphosphoric acid is a glassy compound which sublimes above 900 ° C. since all reactions take place ^{significantly below 90O 0 C.} Before You

VjLrIiKHCf i, uiciit isic tvicidi>riGäpf~fGi"&aüf*e diÄ Dii'iucii'iitic!VjLrIiKHCf i, uiciit isic tvicidi> riGäpf ~ fGi "& aüf * e diÄ Dii'iucii'iitic!

im erfindiingsgemäßen wärmeisolierenden Überzug. Die Sublimierung ist endotherm, so daß weitere Wärme absorbiert wird.in the thermally insulating coating according to the invention. The sublimation is endothermic so that further heat is absorbed.

Die sich gemäß Gleichung (I) bildenden Wassermoleküle sowie diejenigen, die sich gemäß Gleichung (3) bilden, werden nach folgender chemischer Reaktion mit clem wasserfreien Natriumtetraborat vereinigt:The water molecules that form according to equation (I) and those that form according to equation (3) are combined with the anhydrous sodium tetraborate according to the following chemical reaction:

Na₂B/), 4 2 H₂O ♦ Na₂B₄O₇ 2 H₂O (4)Na ₂ B /), 4 2 H ₂ O ♦ Na ₂ B ₄ O ₇ 2 H ₂ O (4)

Diese Reaktion ist deshalb wünschenswert, weil das wasserfreie Natriumtetraborat bei etwa 741 °C schmilzt und sich unterhalb 741⁶C nicht zersetzt Die Hydratform des Natriumtetraborats zersetzt sich jedoch bei etwa 100°C gemäß nachstehender Gleichung:This reaction is desirable because the anhydrous sodium tetraborate melts at about 741 ° C and ^{does not decompose below 741 6} C. However, the hydrate form of sodium tetraborate decomposes at about 100 ° C according to the following equation:

Na₂B₄O₇ ■ 2H₂O ► 4HBO_: f Na₂O (5)Na ₂ B ₄ O ₇ ■ 2H ₂ O ► 4HBO _: f Na ₂ O (5)

Diese Zersetzung ist endotherm mit einer Absorption von etwa 99,4 kcal Wärme pro Mol.This decomposition is endothermic with an absorption of about 99.4 kcal of heat per mole.

Das chemische Produkt HBOj zersetzt sich weiter bei etwa 167°C gemäß folgender Reaktion:The chemical product HBOj continues to decompose at around 167 ° C according to the following reaction:

4HBO₂ ► H₂B₄O₇ + H₂O4HBO ₂ ► H ₂ B ₄ O ₇ + H ₂ O

Diese Zersetzung ist ebenfalls endotherm. Das gemäß Gleichung (5) sich bildende Natriumhydroxid und die gemäß Gleichung (6) sich bildenden Wassermoleküle vereinigen sich dann und bilden Natriumhydroxid gemäß nachstehender Reaktion:This decomposition is also endothermic. The sodium hydroxide formed according to equation (5) and the Water molecules that form according to equation (6) then combine and form sodium hydroxide according to the following reaction:

Na,O + H,OWell, O + H, O

2NaOH2NaOH

Natriumhydroxid hat einen Schmelzpunkt von etwa 318° C und einen Siedepunkt von etwa 1390° C. Wenn Natriumhydroxid schmilzt und siedet absorbiert es Wärme. Das Sieden des Natriumhydroxids kann durch die gelbe Flamme an der Oberfläche der Kohle erkannt werden.Sodium hydroxide has a melting point of about 318 ° C and a boiling point of about 1390 ° C. If Sodium hydroxide melts and boils as it absorbs heat. Sodium hydroxide can boil through the yellow flame can be seen on the surface of the coal.

Die Borsäure wiederum zersetzt sich unter Bildung von Boroxid gemäß nachstehender Reaktion:The boric acid in turn decomposes with the formation of boron oxide according to the following reaction:

H₂B₄O₇ — 2B₂O₃ + H₂OH ₂ B ₄ O ₇ - 2B ₂ O ₃ + H ₂ O

Diese Reaktion ist ebenfalls endotherm und liefert etwa 16,6 kcal Wärme pro zu absorbierendes Mo!. Das Diese Zersetzung findet bei etwa 276° C statt und ist endotherm. Das Boroxid ist ein Glas, das mit der Kohlestruktur verträglich ist und einen Schmelzpunkt von etwa 575° C und einen Siedepunkt von etwa 1500⁰C besitzt Bei einer Prüfung bei FlammentemperaturenThis reaction is also endothermic and provides about 16.6 kcal of heat per Mo! To be absorbed. This decomposition takes place at around 276 ° C and is endothermic. The boron oxide is a glass which is compatible with the coal structure, and a melting point of about 575 ° C and a boiling point of about 1500 ⁰ C has When tested at flame temperatures

von 982° C war eine sehr geringe Menge an geschmolzenem Glas an der Oberfläche der Kohle vorhanden. Jedoch war ziemlich viel geschmolzenes Glas vorhanden, als der Überzug bei etwa 1650⁰C geprüft wurde; jedoch wurde das geschmolzene Glas von der kohlensloffhaltigen Stuktur festgehalten. In der Flamme des Sauerstoff-Acetylenbrenners, die ?'ine Temperatur von et%. - 2465°C aufwies, schmolz eine geringe Menge des Boroxids und wurde fließfähig; eine wesentliche Menge verdampfte jedoch.at 982 ° C, there was a very small amount of molten glass on the surface of the coal. However, there was quite a bit of molten glass when the coating was ^{tested at about 1650 °} C; however, the molten glass was held in place by the carbonaceous structure. In the flame of the oxygen-acetylene burner, the? 'Ine temperature of et%. - At 2465 ° C, a small amount of the boron oxide melted and became flowable; however, a substantial amount evaporated.

Das aus der chemischen Reaktion gemätt Gleichung (8) stammende Wasser vereinigt sich mit dem wasserfreien Natriumtetraborat unter Bildung der Hydratform des Natriumtetraborat¹;. Das erleichtert die Zersetzung des Natriumtetraborats wie oben beschrieben, bis das Natriumtetraborat in das Decahydrat mit der FormelThe water resulting from the chemical reaction according to equation (8) combines with the anhydrous sodium tetraborate to form the hydrate form of sodium tetraborate ¹ ; This will facilitate the decomposition of the sodium tetraborate as described above until the sodium tetraborate is converted into the decahydrate with the formula

INil_:».l >- ■ IU ||,1 JINil _: ».l > - ■ IU ||, 1 J

umgewandelt wurde. Nachdem die zur katalytischen Zersetzung erforderliche Menge Wasser geliefert wurde, wird jeder Überschuß an Wasser unter Bildung von Natriumhydroxid absorbiert.was converted. After the amount of water required for catalytic decomposition has been delivered any excess water will be absorbed to form sodium hydroxide.

Der vorstehend beschriebene Verfahrensablauf besitzt bestimmte Vorteile. Einer der Vorteile besteht darin, daß einer der Bestandteile des Phosphatgernisches, nämlich das wasserfreie Natriumtetraborat, stabiler ist als alle Zersetzungsprodukte außer der schließlich gebildeten Metaphosphorsäure, die aus der Zersetzung des Ammoniumdihydrogenphosphats stammt. Em writerer Vorteil ist der, daß eine Anzahl chemischer Reaktionen zwischen etwa 100°C (Gleichung 1 und 5) und 29O⁰C (Gleichung .3) stattfindet. Die größte Temperaturzunahme findet zwischen 100 und 167°C statt (Gleichungen 5 und 6) und die geringste Temperaturzunahme findet zwischen 276 und 290⁰C statt (Gleichungen 3 und 8).The procedure described above has certain advantages. One of the advantages is that one of the constituents of the phosphate mixture, namely the anhydrous sodium tetraborate, is more stable than all decomposition products except for the metaphosphoric acid which is ultimately formed and which originates from the decomposition of the ammonium dihydrogen phosphate. Another advantage is that a number of chemical reactions take place between about 100 ° C (equations 1 and 5) and 29O ⁰ C (equation .3). The largest increase in temperature is 100-167 ° C instead of (Equations 5 and 6) and the lowest increase in temperature is 276-290 ⁰ C instead of (Equations 3 and 8).

Durch die Bereitstellung einer Folge von chemischen Reaktionen und chemischen Zersetzungen bei nach und nach erfolgenden, relativ geringen Temperaturzunahmpn wirH Hpr WärmpHurrhaano Aiimh Λ&η Ι_ΙΚ*»ι-τη_ΐίτ \mn der Oberfläche, die der Hitze ausgesetzt ist, zur gegenüberliegenden Oberfläche auf ein Mindestmaß beschränkt. Dies kann aus den Fig. 2a und 2b entnommen werden. In Fig.2a ist die Oberfläche des Überzuges, die der Hitze ausgesetzt ist, mit 20 und die gegenüberliegende Oberfläche mit 22 bezeichnet. Die Temperaturen zwischen den Oberflächen 20 und 22 sind schematisch bei 24 erläutert, wo viele Temperaturzunahmen von jeweils relativ geringem Ausmaß gezeigt sind.By providing a series of chemical reactions and chemical decomposition at gradually taking place, relatively low Temperaturzunah wirh Hpr WärmpHurrhaano Aiimh Λ & η Ι_ΙΚ * »ι-τη_ΐίτ \ mn mpn the surface which is exposed to the heat, limited to the opposite surface to a minimum . This can be seen from FIGS. 2a and 2b. In Figure 2a, the surface of the coating that is exposed to the heat is denoted by 20 and the opposite surface by 22. The temperatures between surfaces 20 and 22 are illustrated schematically at 24, where many temperature increases, each of relatively small magnitudes, are shown.

Da das Wärmedifferential zwischen benachbarten Positionen relativ gering ist, wird relativ wenig Wärme zwischen den Oberflächen 20 und 22 übertragen. Im Gegensatz dazu werden in Fig. 2b bei 26 schematisch Temperaturzunahmen dargestellt, die relativ groß sind. Da die Temperaturzunahmen in diesem Fall ziemlich sprunghaft sind, findet eine große Wärmeübertragung in den Bereichen zwischen den nacheinander erfolgenden Temperaturzunahmen statt. Derartig hohe Wärmeübertragungen fanden in den bisher bekannten Überzügen statt.Since the heat differential between adjacent positions is relatively small, there is relatively little heat transferred between surfaces 20 and 22. In contrast to this, in Fig. 2b at 26 schematically Temperature increases shown, which are relatively large. Since the temperature increases are quite abrupt in this case, there is a great deal of heat transfer in the areas between the successive temperature increases. Such high heat transfers took place in the previously known coatings.

Die Bildung der Kohle aus dem Bindemittel erleichtert die chemische Zersetzung der Füllstoffe in den aufeinanderfolgenden Stufen. Der Grund dafür liegt darin, daß die Kohle porös ist, so daß die bei vorstehend beschriebenen Reaktionen gebildeten Gase durch die Kohle hindurchstreichen in Richtung auf die Oberfläche des Überzuges, die der Hitze ausgesetzt ist. Insbesondere erleichtert die Bewegung der Wassermoleküle durch die Kohle die Überführung des wasserfreien Nalriumtetraborats in die Hydratform des Natriumtetraborats auf regenerativer Basis. Außerdem erleichtert die poröse Art der Kohle das Abkühlen durch Transpirieren der Kohle, da die Gase Wärme absorbieren, wenn sie durch die Kohle streichen.The formation of the carbon from the binder facilitates the chemical breakdown of the fillers in the successive stages. The reason for this is that the carbon is porous, so that the above Gases formed by the reactions described sweep through the coal in the direction of the surface of the coating that is exposed to the heat. In particular, it facilitates the movement of water molecules through the coal the transfer of the anhydrous sodium tetraborate into the hydrate form of sodium tetraborate on a regenerative basis. It also facilitates the porous Type of charcoal cools by transpiring the charcoal as the gases absorb heat as they pass through cancel the coal.

Wenn die Gase, die durch die Kohle streichen, die Oberfläche der Kohle erreichen, bilden sie eine reflektierende Oberfläche auf der Oberfläche des wärmeisolierenden Überzuges, die der Hitze ausgesetzt ist. Die durch die Gase gebildete reflektierende Oberfläche verhindert den Wärmedurchgang in den wärmeisolierenden Überzug hinein. Außerdem absorbieren die Gase zusätzlich Wärme, nachdem sie auf der wärmeisolierenden Oberfläche, die der Hitze ausgesetzt ist, die reflektierende Oberfläche gebildet haben.When the gases passing through the coal reach the surface of the coal, they form one reflective surface on the surface of the heat insulating cover exposed to heat is. The reflective surface formed by the gases prevents heat from passing into the heat-insulating cover into it. The gases also absorb additional heat after being on the heat insulating surface exposed to the heat that have formed reflective surface.

Die meisten der gemäß vorstehend beschriebenen chemischen Reaktionen und Zersetzungen gebildeten Gase sind nicht brennbar. Außerdem ist der Verbrauch von Wasser auf regenerativer Basis zur Bildung der Hydratform des Tetraborats und zur Überführung von Natriumoxid in Natriumhydroxid günstig zur Vermeidung ungünstiger Reaktionen von Wasser mit Kohlenstoff. Sonst würden bei hohen Temperaturen, beispielsweise bei rotglühender Oberfläche des Überzuges, der der Hitze ausgesetzt ist, Kohlenstoff und Wasserdampf schnell miteinander reagieren. Diese Reaktion würde die Oberfläche des Überzuges derart zerstören, daß der Überzug geschwächt würde. Außerdem würde sie bewirken, daß andere Bereiche freigelegt würden, so daß nach und nach weitere chemische Reaktionen zwischen Kohlenstoff und Wasserdampf stattfinden könnten. Außerdem würde sie der Kohle Kohlenstoffmoleküle entziehen und diese dadurch schwächen.Most of the chemical reactions and decompositions formed according to the above described Gases are not flammable. In addition, the consumption of water on a regenerative basis contributes to the formation of the Hydrate form of the tetraborate and for the conversion of sodium oxide into sodium hydroxide favorable to avoid unfavorable reactions of water with carbon. Otherwise, at high temperatures, for example if the surface of the coating is red-hot and exposed to heat, carbon and water vapor react quickly to each other. This reaction would destroy the surface of the coating in such a way that the Coating would be weakened. It would also cause other areas to be exposed, like that that little by little further chemical reactions between carbon and water vapor take place could. They would also make the coal's carbon molecules withdraw and thereby weaken them.

Die Kohlestruktur wird durch die feuerfesten Verbindungen der glasigen Metaphosphorsäure (HPO3) und des glasartigen Boroxids, die die Endprodukte in der vorstehend angegebenen chemischen Umsetzung dar-The carbon structure is created by the refractory compounds of glassy metaphosphoric acid (HPO3) and the vitreous boron oxide, which are the end products in the chemical reaction specified above.

verfestigen sich, wobei die Kohlestruktur verklebt und verstärkt wird.solidify, gluing and reinforcing the carbon structure.

Die Zersetzungs- und Sublimierungsprodukte wurden erfolgreich so abgestimmt, daß eine reduzierende Atmosphäre innerhalb und um die Kohlestruktur herum gebildet wird. Das kann teilweise dadurch festgestellt werden, daß die .iohlestruktur nicht eher aufgebraucht wird, als bis die Unterlage völlig an Gasen verarmt ist und aufhört, Gase und Verdampfungsprodukte zu bilden.The decomposition and sublimation products have been successfully balanced so that a reducing Atmosphere is formed inside and around the coal structure. That can be determined in part by this that the .iohlestructure is not used up sooner becomes as until the pad is completely depleted of gases and ceases to produce gases and evaporation products form.

Wie bereits angedeutet wurde, kann im Füllstoff bzw. im Phosphatgemisch gegebenenfalls ein Metalloxid oder -hydroxid ausgewählt aus Aluminiumoxid, Titandioxid, Calciumhydroxid, Aluminiumhydroxid und Zirconiumdioxid enthalten sein. Die vorstehenden Hydroxide verlieren ihre Wassermoleküle, wenn sie erhitzt werden, se daß sich die Oxide der Metalle bilden. Die Wassermoleküle vereinigen sich dann mit der wasserfreien Form des Tetraborats und vereinfachen die chemische Zersetzung des Tetraborats. Die vorstehenden Metalloxide sind chemisch inert, so daß sie sich nicht unter Wä/meabsorption zersetzen. Die vorstehenden Oxide und Hydroxide tragen jedoch zur Reflexion und Wiederausstrahlung der Hitze von der Oberfläche des wärmeisolierenden Überzuges bei. Die vorstehenden Metalloxide und -hydroxide liefern für den wärmeisolie-As already indicated, a metal oxide can optionally be used in the filler or in the phosphate mixture or hydroxide selected from alumina, titania, calcium hydroxide, aluminum hydroxide and zirconia be included. The above hydroxides lose their water molecules when heated that the oxides of the metals are formed. The water molecules then combine with the anhydrous one Form of the tetraborate and simplify the chemical decomposition of the tetraborate. The foregoing Metal oxides are chemically inert so that they do not decompose with heat absorption. The foregoing Oxides and hydroxides, however, contribute to the reflection and re-radiation of heat from the surface of the heat-insulating cover. The above metal oxides and hydroxides provide for the heat-insulating

IOIO

renden Überzug bei einer Temperatur von etwa 2760⁰C einen relativ besseren Wärmeschutz als bei einer Temperatur von etwa 5650° C.Governing coating at a temperature of about 2760 ⁰ C a relatively better heat insulation than at a temperature of about 5650 ° C.

Einige der vorstehend aufgeführten möglichen Bestandteile des Phosphatgemisches bzw. Füllstoffes können in den nachstehend angegebenen Prozentsätzen pro 100 Gew.-Teile des Bindemittels eingesetzt werden:Some of the possible constituents of the phosphate mixture or filler listed above can be used in the following percentages per 100 parts by weight of the binder:

BestandteileComponents

GewichtsteileParts by weight

Natriumhydrogenphosphat
Calciumhydroxid
Titandioxid
AluminiumoxidSodium hydrogen phosphate
Calcium hydroxide
Titanium dioxide
Alumina

34,4-85
38,7-85
34-52,5
42,7 - 57,734.4-85
38.7-85
34-52.5
42.7-57.7

II)II)

Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Vortei- r> len besitzt der wärmeisolierende Überzug der Erfindung bestimmte weitere Vorteiie. Ein Vorteil ist, daß der Überzug in flüssiger, plastischer oder fester Form von jeder gewünschten Dicke auf das zu isolierende Teil aufgebracht werden kann. Der wärmeisolierende >o Überzug kann auf jeder brauchbaren Oberfläche gebunden werden, um eine wirksame Isolation zwischen der Oberfläche und einer Wärmequelle bereitzustellen. Der Überzug ist in der Lage, diese Bindung und seine wärmeisoiierenden Eigenschaften und seine strukturelle >^r> Integrität bei umgebenden Temperaturen zwischen etwa 583 und 85°C über ausgedehnte Zeiträume beizubehalten, sogar wenn sie kontinuierlich über ausgedehnte Zeiträume Temperaturen, die nahe den Extremwerten dieses Bereiches liegen, unterworfen jn werden. Der Überzug ist gegenüber Wasser, öl, Benzin und Lösungsmitteln, wie Toluol, resistent Der Überzug zeigt jedoch eine leichte (peilung, wenn er etwa dreißig Tage in Toluol getaucht vird, und erfährt eine stärkere Quellung, wenn er etwa dreißig Tage in Aceton getaucht r> wird.In addition to the advantages described above, the heat insulating cover of the invention has certain other advantages. One advantage is that the coating can be applied to the part to be insulated in liquid, plastic or solid form of any desired thickness. The heat insulating coating can be bonded to any useful surface to provide effective insulation between the surface and a heat source. The coating is capable of this binding and its wärmeisoiierenden properties and maintain its structural>^r> integrity at ambient temperatures between about 583 and 85 ° C for extended periods, even if it continuously over extended periods of temperatures near the extremes of this range lie, be subjected to jn. The coating is resistant to water, oil, gasoline and solvents such as toluene > will.

Der Überzug behält seine isolierenden Eigenschaften, wenn er starken aerodynamischen Erhitzungen und hohen aerodynamischen Soherspannungen unterworfen wird. Er stellt eine Isolierung von Gefäßen, die hohen 40 Temperaturen und hohen Dracken widerstehen müssen, eine Isolierung von Rohren und Venturirohren, die urner hohem üruck befindliches, mit hoher Raumgeschwindigkeit fließendes Gas enthalten, und eine Isolation von Strukturen, die hohen Strahlungswärmen und Verbrennungsprodukten bei hohen Temperaturen unterworfen werden, bereit The coating retains its insulating properties when exposed to strong aerodynamic heating and is subjected to high aerodynamic soher stresses. It represents an isolation of vessels, the high 40 Temperatures and high pressures have to withstand an insulation of pipes and venturi tubes that Urner high back located, with high space velocity Containing flowing gas, and insulating structures that emit high levels of radiant heat and products of combustion at high temperatures

Zahlreiche Hitzetests wurden an dem erfindungsfe- BestandteilNumerous heat tests were carried out on the inventive component

mäßen Überzug durchgeführt Zum Beispiel wurde eine Probe des bevorzugten Überzuges von etwa 0,23 cm -n Stärke auf eine Stahlplatte (4130 Stahl) von 15 χ 15 cm und etwa 0,12 cm Dicke aufgebracht. Das Gewicht dieser v/ärmeiseiierenden Probe betrug etwa 2934 kg/m². Ein Luft-Acetylenschweißbrenner wurde etwa 50 Stunden kontinuierlich gegen den Überzug gerichtet Während dieser 50 Stunden betrüg die Maximaitemperatur an der Rückseite der Stahlplatte etwa 149° C. Der Hitzefluß von diesem Schweißbrenner betrug während dieser 50 Stunden etwa 1 000 800 kcal/kg. Selbst wenn 90% dieser Hitze von bo der durch den schwarzen Körper sich bildenden Barriere und der gasförmigen Barriere an der Oberfläche des schwarzen Körpers reflektiert wurden, würden immer noch etwa 55 600 kcal/kg absorbiert werden. Etwa 2% der angewendeten Hitze würden in durch thermische Zersetzung und Subiimierung der verschiedenen chemischen Verbindungen absorbiert werden. Das beweist, dai3 die Wärmegradienten mit den geringen Temperaturunterschieden die Wärmemenge reduzieren, die diich den wärmeisolierenden Überzug übertragen wird.For example, a sample of the preferred coating about 0.23 cm -n thick was applied to a steel plate (4130 steel) 15 by 15 cm and about 0.12 cm thick. The weight of this insulating sample was about 2934 kg / m ² . An air-acetylene welding torch was continuously directed against the coating for about 50 hours. During these 50 hours, the maximum temperature at the rear of the steel plate was about 149 ° C. The heat flow from this welding torch was about 1,000,800 kcal / kg during these 50 hours. Even if 90% of this heat was reflected from the black body barrier and the gaseous barrier on the black body surface, about 55,600 kcal / kg would still be absorbed. About 2% of the applied heat would be absorbed by thermal decomposition and sublimation of the various chemical compounds. This proves that the thermal gradients with the small temperature differences reduce the amount of heat that is transferred to the heat-insulating coating.

Die vorteilhafte Wärmeisolierung des erfindungsgemäßen Überzuges wird weiter durch die F i g. 3, 4 und 5 erläutert, in denen jeweils für einen erfindungsgemäßen Überzug und ggf. einen oder mehrere bekannte Überzüge die Temperatur auf der Rückseite des Überzuges über der Zeit aufgetragen wurde. Bei allen diesen Figuren wurde die Temperatur auf der Rückseite des Überzuges in aufeinanderfolgenden Zeitabständen gemessen, während man auf die Vorderseite des Überzuges Hitze einwirken ließ. Bei den F i g. 3 und 4 wurde die Flamme eines Luft-Acetylenbrenners auf die Überzüge gerichtet und lieferte eine Temperatur von 1650°C, und in Fig. 5 wurde die Flamme eines Sauerstoff-Acetylenbrenners auf die Überzüge gerichtet, wobei eine Temperatur von etwa 2760⁰C geliefert wurde.The advantageous thermal insulation of the coating according to the invention is further illustrated by FIGS. 3, 4 and 5, in which in each case for a coating according to the invention and optionally one or more known coatings, the temperature on the back of the coating was plotted over time. In all of these figures, the temperature on the back of the coating was measured at successive intervals while the front of the coating was exposed to heat. In the F i g. 3 and 4 the flame of an air-acetylene torch was directed at the coatings and yielded a temperature of 1650 ° C, and in Fig. 5, the flame of an oxy-acetylene torch was directed at the coating, a temperature was supplied by about 2760 ⁰ C. .

Der erfindungsgemäße Überzug in der F i g. 3 wurde aus folgenden Bestandteilen hergestellt:The coating according to the invention in FIG. 3 was made from the following components:

Bestandteilcomponent Gew.-TeileParts by weight PolysulfidPolysulfide 55,055.0 HärterHarder 4,54.5 Wasserfreies AmmoniumtetraboratAmmonium tetraborate anhydrous 47,047.0 EpoxidEpoxy 45,045.0 NaiiiiimdihydrogenphosphatNaiiiiim dihydrogen phosphate 34,434.4

Die in der F i g. 3 getesteten Überzüge hatten eine Dicke von etwa 1 Xl cm.The in the F i g. 3 coatings tested were approximately 1 x 1 cm thick.

Der in der Fig.4 getestete erfindungsgemäße Überzug hatte eine Dicke von 0,7 cm und wurde aus folgenden Bestandteilen erhalten:The coating according to the invention tested in FIG. 4 had a thickness of 0.7 cm and was made of receive the following components:

Bestandteilcomponent Gew.-TeileParts by weight PolysulfidPolysulfide 55,055.0 Wasserfreies NatriumtetraboratSodium tetraborate anhydrous 36,036.0 AmmoniumdihydrogenphosphatAmmonium dihydrogen phosphate 32,032.0 HärterHarder 4,^r 4, ^r RnoxidRnoxid 45.045.0

Der in F i g. 5 getestete Überzug hatte eine Dicke von etwa 1,6 cm und wurde aus folgenden Bestandteilen erhalten:The in F i g. 5 coating tested had a thickness of about 1.6 cm and was obtained from the following components:

Gew.-TeileParts by weight

Polysulfid
HärterPolysulfide
Harder

57,5
4,2557.5
4.25

H/_ __ Γ. " KI — »—: — * — * I » 4 r\ η H / _ __ Γ. "KI -» -: - * - * I » 4 r \ η

rraasci n cm i^au iuinicii duui αι ι ο,υrraasci n cm i ^ au iuinicii duui αι ι ο, υ

Air.rnor.iurridihydrogenphosphai 16,0
Aluminiumoxid 40,0Air.rnor.iurridihydrogenphosphai 16.0
Alumina 40.0

Epoxid 17,7Epoxy 17.7

F i g. 6 zeigt die Abhängigkeit des er findungsge—.äßen Überzuges von einer Flamme mit einer Temperatur von etwa 1650° C, die ununterbrochen etwa 50 Stunden lang angewendet wurde. Der in diesem Test verwendete Überzug wurde aus folgenden Bestandteilen erhalten:F i g. 6 shows the dependency of the invention Covered by a flame with a temperature of about 1650 ° C, which lasts continuously for about 50 hours was applied. The coating used in this test was obtained from the following ingredients:

Bestandteilcomponent Gew.-TeileParts by weight PolysulfidPolysulfide 55,055.0 Wasserfreies NatriumtetraboratSodium tetraborate anhydrous 36,036.0 A ni.ii.-. π Ii 11 ίΐ.. JH ί j j. 11·. ..ί^ίΐί .-.K. .j .'.Ι.-ί IA ni.ii.-. π Ii 11 ίΐ .. JH ί j j. 11 ·. ..ί ^ ίΐί .-. K. .j. '. Ι.-ί I 32,032.0 HärterHarder 4,54.5 EpoxidEpoxy 45,045.0

IlIl

Der aus den vorstehenden Bestandteilen gebildete Überzug hatte eine Dicke von etwa 2,2 cm. Er war mit einer Stahlplatte verbunden, die eine Dicke von etwa 0,12 cm besaß. Wie aus F i g. 6 ersichtlich ist, betrug die Temperatur auf der Rückseite der Stahlplatte nu;· etwa > 149° C, nachdem auf die Vorderseite der Stahlplatte ununterbrochen etwa 50 Stunden lang eine Temperatur von etwa 165O⁰C angewendet, worden war.The coating formed from the above ingredients was about 2.2 cm thick. It was connected to a steel plate that was about 0.12 cm thick. As shown in FIG. 6 is apparent, the temperature was on the back of the steel plate nu · about> 149 ° C, after continuously for about 50 hours at a temperature of about 165o C ⁰ applied to the front side of the steel plate had been.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

J. Heat-insulating cover, which is created by applying and curing an epoxy-based agent ϊ has been won, characterized in that that the agent in addition to epoxy also consists of a polysulfide, a hardener and a mixture either from ammonium dihydrogen phosphate and anhydrous sodium tetraborate or from sodium ι ο dihydrogen phosphate and anhydrous ammonium tetraborate and optionally aluminum oxide, Consists of titanium dioxide, calcium hydroxide, aluminum hydroxide and zirconium dioxide.

2. A method for producing the heat-insulating cover according to claim 1, characterized in that that the agent by mixing one of the epoxy and part of the optionally one of the metal oxides or hydroxides containing phosphate mixture obtained jo mixture mk one from the polysulfide, the hardener and the remainder of the phosphate mixture optionally containing one of the metal oxides or hydroxides obtained mixture produces