DE2341302A1 - Belagzusammensetzung - Google Patents
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Description
PATENTANWÄLTE
K. SIEBERT G. GRÄTTINGER Dipl.-Ing.
813 Starnberg bei München
Anwaltsakte 5 7 51 /1
SOUTHWEST RESEARCH INSTITUT
85OO Culebra Road, San Antonio, Texas 78284 USA
85OO Culebra Road, San Antonio, Texas 78284 USA
Belagzusammensetzung
Plastizierte Belagzusammensetzungen auf Schwefelbasis
wurden früher zur Auskleidung von Wänden, um sie zu
verstärken und weitgehend gas- und flüssigkeitsdicht . zu machen, sowie beim Bau von Häusern aus Betonfertigteilen verwendet. Solche Zusammensetzungen bestanden
verstärken und weitgehend gas- und flüssigkeitsdicht . zu machen, sowie beim Bau von Häusern aus Betonfertigteilen verwendet. Solche Zusammensetzungen bestanden
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im allgemeinen aus Schwefel, einem flüssigen"Polysulfidpolymer
und Glasfasern mit einer Länge zwischen 0,635 und 1,27 cm (0,25 bis 0,5 inch). Diese Zusammensetzungen
sind jedoch teuer, nicht feuerbeständig, riechen unangenehm, reizen die Augen und lassen sich nur schwer durch
Spritzen auftragen, da sie zum Rinnen und Tropfen neigen.
Erfindungsgemäß hat sich gezeigt, daß eine Zusammensetzung bestehend aus elementarem Schwefel, Dicyclopentadien,
Glasfasern und Talk einen vollkommen neuen Werkstoff und neue Technik zur Beschichtung von Wänden, insbesondere
Grubenwänden, liefert. Die Zusammensetzung läßt sich leicht durch Spritzen auf Wände auftragen, zeigt gute Haftung
und verbessert die Festigkeit und Undurchlässigkeit der Wände erheblich. Die Zusammensetzung ist überdies feuerbeständig,
riecht nicht oder kaum und reizt die Augen nicht.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung findet zwar ihre bevorzugte Anwendung in der Auskleidung von Grubenwänden,
sie ist jedoch auch für eine Vielzahl anderer Beschichtungsanwendungen geeignet, z.B. für die Beschichtung von Erdtanks,
Abwasserkanälen, Absetztanks, Abfallbecken, Betonstrukturen, Lagerhäusern usw.
Der elementare Schwefel kann entweder kristallin oder amorph sein und kann geringe Mengen, bis zu 22, an Verunreinigungen,
wie siein kommerziellen Schwefelqualxtäten normalerweise vorhanden sind, ohne schädliche Wirkungen
enthalten. Er ist einfacn und billig aus einer Vielzahl von Quellen, wie bergmännischem Abbau, aus -dem Prasch-
oder dem Claus-Verfahren, durch Rückgewinnung aus Abgasen
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usw. verfügbar. Der ODtimale Schwefelanteil" sowie der der
anderen Komponenten der erfindungsgemäßen Zusammensetzung können je nach Anwendungsfall erheblich variieren. Anteile
von Schwefel zwischen 73 und 97Gew.~# ergeben im allgemeinen
zufriedenstellende Ergebnisse.
Dicyclopentadien mit einem Reinheitsgrad von 96% oder besser
ist ebenso einfach kommerziell verfügbar. In der erfindurigsgemäßen
Zusammensetzung wird es in einer Menge zwischen 1 und 7 Gew.-yi verwendet. Es dient der Doppelfunktion,
die Peuerbeständigkeit zu bewirken und die Haftung de3 Ansatzes auf Oberflächen zu verbessern.
Die Glasfasern werden vorzugsweise in Form gemahlens-i-Fasern
verwendet, wobei die Länge der Fasern im allgemeinen zwischen 0,8 und 3,2 mm (1/32 und 1/8 inch), vorzugsweise
bei einer durchschnittlichen Länge von 1,6 mm (I/16 inch), liegt. Diese Fasern, welche in der Repel aus Gläsern mit
hohem Kieselerde-Anteil bestehen, sind, oft mit einem Stärkebindemittel beschichtet, kommerziell leicht verfügbar.
Der Glastyp ist jedoch nicht kritisch, vorausgesetzt er
ergibt eine Zusammensetzung mit angemessener Schubfestigkeit,
d.h. einer Schubfestigkeit von ungefähr 28 bis 56 kp/cm
bis 800 psi). Der Glasfaseranteil macht etwa 1 bis 5 Gew.-i
der erfindungsgemäßen Zusammensetzung aus.
Der Talk kann blättrig oder eine kompakte Abart, wie Steatit, sein. Verunreinigte Abarten, wie Speckstein, lassen
sich auch verwenden. Diese Komponente wird in einer Menge ungefähr zwischen 1 und 15 Gew.-% der Zusammensetzung verwendet und dient der Doppelfunktion, die Thixotropie des
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Gemischs zu bewirken und die Glasfasern gleichmäßig in der Zusammensetzung zu verteilen, also eine Zusammenballung
der Fasern zu verhindern,.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird als flüssiges
Gemisch der Bestandteile aufgetragen,-wobei der Schwefel
und das Dicyclopentadien in geschmolzener Form vorliegen und die Glasfasern und der Talk im geschmolzenen Material
verteilt sind. Die Zusammensetzung wird also bei einer
Temperatur, die ausreiaht Schwefel und Dicyclopentadien geschmolzen zu halten, durch Mischen der Bestandteile
bis zurHomogenität hergestellt. Ein Temperaturbereich
zwischen ungefähr 115 und 16O0C (240 bis 3200F) führt
zu befriedigenden Ergebnissen, wobei ein Temperaturbereich ungefähr zwischen 135 und 16O°C ( 275 bis 32O°F) bevorzugt
wird. Jedes Reaktionsgefäß, in dem die notwendige
Temperatur hergestellt werden kann und das mit einer Mischvorrichtung versehen ist, eignet sich dafür, die Zusammensetzung
in eine für die Anwendung geeignete Form zu bringen. Eine vorausgehende Verringerung der Teilchengröße
des Schwefels, beispielsweise durch Mahlen oder Pulverisieren, erleichtert u.U. die Herstellung der
Zusammensetzung.
Die Anwendung der Zusammensetzung macht in jedem Fall das Auftragen einer Schicht der erfindungsgemäßen
Zusammensetzung in geeigneter Dicke möglich. Für die
Auskleidung von Grubenwänden wird in der Regel eine Dicke zwischen ungefähr 1,6 und 6,4 mm (1/16 bis 1/4 inch)
bevorzugt. Das Auftragen geschieht gewöhnlich durch
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Spritzen, wobei eine Vorrichtung verwendet^wird, die
eine relativ gleichmäßige Beschichtung durch die geschmolzene Zusammensetzung in der gewünschten Dicke schafft. .
Ein luftfreies Spritzsystem, bei welchem der Spritzdruck unter etwa 2,5 kp/cm (35 psi) liegt, hat sich als sehr
zufriedenstellend erwiesen. Ferner werden bevorzugt Spritzdüsen, die ein Spritzmuster erzeugen, aber die
überzugszusammensetzung nicht übermäßig zerstäuben, verwendet.
Die ,Verwendung von Zerstäuberluft, wie beim herkömmlichen Spritzen-von Farben, ist deshalb unerwünscht,
weil sie zu einer unzulässigen Erzeugung von Dämpfen und Nebeln führt.
Es hat sich auch gezeigt, daß sich die Erzeugung von Dämpfen und Nebeln beim Spritzen auf ein Minimum herabsetzen läßt,
indem man die Beschichtungszusammensetzung vor der Anwendung altert. Dieses Altern, das eine Reaktion zwischen
Schwefel und Dicyclopentadien zur Folge hat, wird bei der Misch- und Anwendungstemperatur über einen Zeitraum
zwischen 30 Minuten und 48 Stunden, vorzugsweise ungefähr 2k Stunden, durchgeführt. Die so gealterte Zusammensetzung
läßt sich durch Spritzen ohne Verwendung von Schutzbrillen oder Atemmasken auftragen.
Auskleidungen aus der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Zusammensetzung erwiesen sich als in hohem Maße selbstlöschend.
Man führt dies auf ein anfängliches Brennen des Schwefels auf der Oberfläche der Auskleidung zurück, welches
zu. einer Vernetzung des Dicyclopentadiens führt und in
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Verbindung mit dem Talk und Schwefel eine gebrannte Suhicht bildet, die als Isolation wirkt und verhindert,
daß die darunterliegenden Schichten weiter brennen. Die Anwesenheit von Talk in den oben beschriebenen Anteilen
erwies sich auch als vorteilhaft hinsichtlich der Bildung einer Beschichtung, die auch unter Wärmeeinwirkung keine
Fließ- oder Tropfneigung zeigt.
Eine Tunnelwand und -decke wurden in einer Dicke von 6,4 mm (1/4 iriah) mit einer Zusammensetzung bestehend
aus 100 Teilen rückgewonnenem Schwefel, 2 Teilen Dicyclopentadien, 3 Teilen gemahlenerGlasfaser und 10 Teilen
blättrigem Talk durch Spritzen beschichtet. Die Zusammensetzung wurde in einem geheizten Autoklaven
bei einer Temperatur von 1A9°C (3000P) hergestellt und
bei derselben Temperatur mit Hilfe von Druck über einen geheizten, zu einer Spritzdüse führenden flexiblen
Schlauch aufgetragen. Die sich ergebende Auskleidung zeigte keine Fließ- oder Tropfneigung beim Auftragen.
Setzte man sie der Flamme eines Propangasbrenners aus, so erlosch das anfängliche Brennen der Oberfläche 30 see.
nach Entfernung des Brenners.
Zusammengefaßt schafft die Erfindung eine Beschichtungszusammensetzung,
bestehend aus elementarem Schwefel, Dicyclopentadien, Glasfaser und Talk. Diese Zusammensetzung wird
auf Wände, insbesondere Grubenwände, durch Spritzen einer
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geschmolzenen Mischung der Zusammensetzung bei höherer
Temperatur aufgetragen. Vorzugsweise läßt man die Zusammensetzung
vor dem Spritzen bei erhöhter Temperatur altern, damit eine Reaktion zwischen dem Schwefel und Dicyclopentadien
eintreten kann.
Pat ent ansprüche:
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Claims (5)
1. Beschichtungszusammensetzung, dadurch gekennzeichnet,
daß sie ungefähr 73 bis 97 Gew.-% elementaren Schwefel, ungefähr 1 bis 7 Gew.-? Dicyclopentadien, ungefähr
1 bis 5 Gew.-? Glasfaser und ungefähr 1 bis 15 Gew.-? Talk enthält.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie im wesentlichen ungefähr 87 Gew.-? Schwefel, ungefähr 1,7 Gew.-JS Dicvclopentadien, ungefähr 2,6 Gew.-?
Glasfaser und ungefähr 8,7 Gew.-? Talk enthält.
3. Verfahren zur Aufbereitung der Zusammensetzung nach
Anspruch 1 oder 2 für die Spritzbeschichtung, dadurch
' gekennzeichnet daß sie bei einer Temperatur zwischen
ungefähr 115 und 16O°C (2^0 und 32O°F) über einen
Zeitraum zwischen ungefähr 30 Minuten und ^8 Stunden
erhitzt wird.
4. Verfahren zur Beschichtung von Wänden, insbesondere
Grubenwänden, mit einer gemäß Anspruch 3 aufbereiteten
Zusammensetzung, gekennzeichnet durch das Spritzen der Wände mit der Zusammensetzung zur Bildung einer
Auskleidung in einer Dicke zwischen ungefähr 1,6 m und 6,1J mm (1/16 inch bis l/H inch).
5. Verwendung der gemäß Anspruch 3 aufbereiteten Zusammensetzung zur Verbesserung der Festigkeit, Undurchlässigkeit
und Feuerbeständigkeit von damit beschichteten Wänden bzw. deren Oberflächen.
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