DE2534097A1

DE2534097A1 - Verfahren zur herstellung von asbestfaserbahnen und ihre verwendung als diaphragmen

Info

Publication number: DE2534097A1
Application number: DE19752534097
Authority: DE
Inventors: Jean-Luc Bourgeois; Pierre Bouy; Michel Juillard
Original assignee: Rhone Poulenc Industries SA
Current assignee: Chloe Chimie SA
Priority date: 1974-07-31
Filing date: 1975-07-30
Publication date: 1976-02-12
Also published as: IT1041106B; NL180528C; SE7508604L; JPS5140479A; IL47831A; ATA585775A; PL96937B1; IL47831A0; BE831907A; DE2534097B2; FR2280609A1; JPS5328263B2; SE404036B; BR7504869A; IN144002B; GB1473963A; CH609613A5; CA1043971A; NO752678L; AT344130B

Description

Verfahren zur Herstellung von Asbestfaserbahnen und ihre Verwendung als Diaphragmen

Die Erfindung betrifft ein neues Asbestfaservlies sowie sein Herstellungsverfahren, vor allem eine mikroporöse Membran, die als Diaphragma in Elektrolysezellen Verwendung findet.

Bekanntlich verhält sich das Diaphragma einer Elektrolysezelle wie ein poröses Medium, das gleichzeitig den Stromdurchgang bei schwachem Spannungsabfall und das gleichmäßige Fließen des Elektrolyten von einer Kammer zur anderen gestattet. Hieraus ergibt sich ein Komplex von mechanischen, elektrischen und hydraulischen Bedingungen, die umso kritischer sind, als in den modernen Elektrolysezellen mit starker Stromdichte gearbeitet werden muß, es sei dgnn daß nicht vertretbare Spannungsabfalle hingenommen werden.

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Die erforderlichen Eigenschaften widersprechen einander ziemlich stark. Im Hinblick auf die mechanische Widerstandsfähigkeit soll das Diaphragma eine definierte und dimensionssiabile Raumform besitzen und in Dimension und Gefüge homogen sein. Ein Aufquellen des Diaphragmas soll vermieden werden, gleichzeitig soll es Gase abgeben können, die sich manchmal in seinem Inneren bilden.

In elektrischer Hinsicht ist das Diphragma durch seinen relativen Widerstand gekennzeichnet. Hierunter versteht man das Verhältnis von Widerstand des mit Elektrolyt getränkten Diaphragmas zu Widerstand des Elektrolyten.

Es hat sich gezeigt, daß dieser relative Widerstand gebunden ist an die Porosität des Diaphragmas, aber auch an die Form der Kanäle, durch die der Elektrolyt fließt. Schließlich besteht Interesse daran, die Erscheinungen der Diffusion aus einem Medium in das andere durch die Membran hindurch zu verhindern. Vor allem bei der Elektrolyse einer Natriumchloridlösung muß der OH-Ionenfluß entgegen dem Flüssigkeitsstrom, welcher verantwortlich ist für die Chloratbildung und damit die Verringerung der Ausbeute^, verhindert werden.

Man kann diesel Nachteil dadurch beheben, daß man die Schichtdicke des Diaphragmas erhöht und seine Porosität verringert; damit wird aber auch der Spannungsabfall im Diaphragma verstärkt.

In hydraulischer Hinsicht soll die Permeabilität eines Diaphragmas so beschaffen sein, daß der Druckverlust gering ist; nun hängt diese Permeabilität aber ab von der Porengröße und aus bereits erwähnten Gründen müssen zu große Poren vermieden werden. Eine letzte Forderung betrifft die Zuverlässigkeit in der Zeit. Die derzeitige Technologie orientiert sich nämlich mehr und mehr zu Zellen mit relativ langer Nutzungsdauer.

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Unter diesem Gesiehtspunkt erwartet man von den verwendeten Diaphragmen eine rigorose Zuverlässigkeit in der Zeit aller in Frage kommenden Eigenschaften.

Die Schwierigkeit, diese Gesamtheit von ziemlich widersprüchlichen Bedingungen bzw. Eigenschaften zu erhalten, erklärt die beträchtliche Anzahl von bereits versuchten Lösungen.

Es ist seit langem bekannt, Diaphragmen auf Asbestfaserbasis herzustellen und zwar ausgehend von einer wäßrigen Asbestfaserdispersion. Derartige Diaphragmen haben sich als besonders geeignet erwiesen für sogenannte "abgeschiedene" oder "aufgefällte" Diaphragmen, d.h. solche Diaphragmen, die auf der Kathode selbst gebildet v/erden. Diese Arbeitsweise ist ihrerseits eine Folge der Forderungen der Technologie der Zellen, bei denen die Kathoden fingerförmig angeordnet sind. Die Weiterentwicklung dieser Technologie hat einerseits dazu geführt, daß andere Arten von Zellen, vor allern Filterpressen-Zellen entwickelt worden sind und daß andererseits aus Gründen der Leistungsfähigkeit und der Ausbeute, bzw. des Wirkungsgrades, die Stromdichten erhöht worden sind.

Dies hat zwei Folgen: zunächst hat die Bedeutung der abgeschiedenen Diaphragmen nachgelassen zugunsten der vorfabrizierten Diaphragmen; weiterhin haben sich die durch Abscheiden von Asbest erhaltenen Diaphragmen als unzureichend für höhere Stromdichten, d.h. Stromdichten über 15 A/dm erwiesen. Es ist weiterhin bekannt, daß das Abscheiden von Asbestfasern nur zu einer schwer einstellbaren Porosität führt und daß derartige Diaphragmen weiterhin die Nachteile der nicht verfestigten Strukturen aufweisen, nämlich:

*(konsolidierten)

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Aufblähen oder Quellen während der Elektrolyse, was einen Mindestabstand zwischen den Elektroden erforderlich macht, Schwierigkeit, dünne Schichten mit geringem Spannungsabfall zu erhalten,

instabiler Zustand des Diaphragmas, das nach in Gang gesetzter Elektrolyse und Erreichung des Gleichgewichtszustandes sehr anfällig ist gegenüber Betriebsunterbrechungen und "in situ" Erneuerungen.

Aus diesem Grunde wird seit einigen Jahren versucht, Diaphragmen bestehend aus einer mikroporösen Kunststoffmembran herzustellen, auf der Basis eines dem Elektrolyten gegenüber widerstandsfähigen, d.h. inerten Polymeren, allgemein Polytetrafluoräthyl'en. Es wurde auch bereits versucht, die verschiedenen Lösungsmöglichkeiten miteinander zu kombinieren. So ist aus der FR-PS 2 123 514 bekannt, eine homogene Suspension aus Asbestfasern und Füllstoffen wie Bentonit herzustellen und diese Lösung oder Suspension mit einem säurefesten Latex zu vermischen.

Gemäß anderen Arbeitsweisen werden Diaphragmen mit großem Porenvolumen dadurch erhalten, daß man ein grenzflächenaktives Mittel mit der Asbestfasersuspension vermischt. Leider ist es bei dieser Arbeitsweise trotz der erreichten Verbesserungen sehr schwierig, die Bildung des Koagolums zu beherrschen, von dem die vor allem elektrooptischen Eigenschaften der Diaphragmen abhängen.

Diese Schwierigkeit beruht einerseits auf der Beschaffenheit des verwendeten Polymeren, bei einer obligatorisch Polytetrafluoräthylen, zu dessen Umwandlung starke Drucke angewandt werden müssen und daä bei dieser Umwandlung die ärgerliche Neigung besitzt, eingeschlossene Gase zurückzuhalten; andererseits beruhen die Schwierigkeiten darauf, daß feinkörnige Füllstoffe mit definierter Korngrößenverteilung verwendet werden müssen, wenn eine zufriedenstellende Suspension erreicht werden soll.

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Es wurde nun ein neues Verfahren zur Herstellung von Asbestfaservliesen entwickelt, die sich besonders gut dazu eignen, mikroporös gemacht zu v/erden und die den Erfordernissen entsprechen, die an moderne Diaphragmen für Elektrolysezellen , die mit großer Ausbeute und starken Stromdichten arbeiten, entsprechen.

Im Gegensatz zu der bisher bekannten Lehre zum technischen Handeln wird das Vlies auf trockenem Wege gebildet. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher dadurch gekennzeichnet, daß man

in einer ersten Stufe Asbestfasern und mindestens einen Füllstoff trocken miteinander vermischt,

in einer zweiten Stufe mindestens einen Latex zugibt und das Ganze langsam knetet und
schließlich ein Vlies auf beliebig bekannte Weise bildet.

Vorteilhafterweise wird als Asbest Chrysotil, Amosit oder Crocidolit verwendet. Der Füllstoff kann ein beliebiger, gegebenenfalls anorganischer Füllstoff sein. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht vor allem einen weiten Spielraum hinsichtlich der Füllstoff-Abmessungen oder Korngrößen. Die Beschaffenheit und die Korngrößen der gewählten Füllstoffe hängen von der in Betracht gezogenen Verwendung und den hierfür benötigten Eigenschaften ab.

Im Falle der Anwendung des Verfahrens auf die Herstellung von Diaphragmen für Elektrolysezellen wird ein porenbildender Füllstoff verwendet, beispielsweise Calciumcarbonat, kolloidale Tonerde, Metalloxide oder irgendein anderer Stoff, der abschließend herausgelöst oder zerstört werden kann. Vorteilhafterweise wird Calciumcarbonat in einer Korngröße von 2 bis 50 /um verwendet.

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Das Mischen in der ersten Stufe wird mit hohen Rührgeschwindigkeiten durchgeführt, beispielsweise mit Hilfe eines schnell laufenden Rührers, der mit mindestens 800 UpM läuft, Dauer 5 bin 30 min.

Im Falle der Herstellung eines Diaphragmas für Elektrolyse wird als Latex vorzugsweise ein Polytetrafluoräthylenlatex verwendet in Form einer 50 bis 60 %igen Suspension des Polymeren in Wasser. Man kann auch andere Latices von fluorierten Kunststoffen verwenden, beispielsweise Gemische aus PoIy-

PoIy
tetrafluoräthylen, hexafluorpropylen, Polychlorfluoräthylen

Gemischt bzw. geknetet wird mit Hilfe eines langsam laufenden Mischers, dessen Antriebsgeschwindigkeit des Rotors vorteilhafterweise unterhalb 100 UpM liegt.

Das Mischen oder Kneten kann durch Zugabe von Plastifiziermitteln verbessert werden, insbesondere von Ölen, beispielsweise auf Mineralbasis gewonnen aus Erdöl, denen Emulgiermittel zugesetzt werden.

In vorteilhafter Weise werden im Verlauf der zweiten Stufe folgende Komponenten, berechnet auf 1 Teil Asbest (Faser) vermischt:

10 bis 100 Teile Füllstoffe,

1 bis 100 Teile Latex,

0,5 bis 2 Teile Plastifiziermittel und 1 bis 20 Teile Wasser.

Die Formgebung erfolgt vorzugsweise mittels Walzen zwischen mindestens einem Walzenpaar, dessen Walzen mit gleicher oder unterschiedlicher Geschwindigkeit laufen.

509887/0833 " ⁷ "

Diese Formgebung kann erleichtert werden, indem ber iwss^ ^ über Raumtemperatur erhöhter Temperatur gearbeitet wird, vorzugsweise bei Temperaturen von 30 bis eO°C während einer Zeitspanne von 1 bis 15 min.

Anschließend wird das gebildete Vlies oder die Bahn zweckmäßigerweise getrocknet.

Im Falle der Herstellung einer mikroporösen Membran wird, das erhaltenen Vlies bzw. die erhaltene Bahn-anschließend gesintert und darauf der porenbildende Füllstoff entfernt.

Gesintert wird vorzugsweise bei einer Temperatur oberhalb des Kristallschmelzpunktes * des fluorhaltigen Polymeren , vorzugsweise bei einer um 25 bis 75⁰C oberhalb dieses Bereiches liegenden Temperatur. Im Falle eines Polytetrafluoräthylen-Latex wird bei einer Temperatur von 330 bis 370⁰C 2 bis 20 min lang gesintert.

Die gewählte Temperatur hängt von der Dauer des Sintervorganges ab, aber auch von der Dicke und der Zusammensetzung der Membran.

Das porenbildende Mittel kann auf einfache Weise entfernt werden durch mindestens 24 h langes Eintauchen der gesinterten und abgekühlten Bahn in eine wäßrige, 10 bis 25 gew.-^ige Lösung einer schwachen Säure, vorzugsweise 25 %ige Essigsäure, die gegebenenfalls ein Korrosionsschutzmittel wie 1 bis 5 o/oo Phenylthioharnstoff enthält.

Schließlich wird vorteilhafterweise die Membran durch Eintauchen in ein Alkoholbad, beispielsweise in Methylalkohol, gegebenenfalls im Teilvakuum, entgast.

*=Umwandlungspunkt, bei dem die kristallinen Bereiche des Polymeren in den amorphen Zustand übergehen (d.h. vollständig verschwinden).

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Selbstverständlich lassen sich variable Eigenschaften erreichen, indem diese Arbeitsweise mit anderen an sich bekannten Arbeitsweisen kombiniert werden; solche bestehen beispielsweise darin, daß die Membran verstärkt wird, indem sie auf ein Netz oder Gewebe aufgelegt oder aufgebracht wird; es lassen sich auch zusammengesetzte Strukturen erzeugen durch aufeinanderfolgende Abscheidungen von mehreren Schichten, die sich in der Zusammensetzling des/Verwendeten Gemisches unterscheiden.

Das erfindungsgemäß erzeugte Produkt zeichnet sich vor allem im nicht mikroporösen Zustand durch den sehr hohen Anteil Füllstoff, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, insbesondere bezogen auf Asbest, aus. Vorteilhafterweise enthält dieses Verfahrensprodukt auf 1 Gew.-Teil Asbest

10 bis 100 Teile mindestens eines Füllstoffes, 1 bis 100 Teile mindestens eines Latex-Kunststoff, 1 bis 20 Teile Wasser und
0,5 bis 2 Teile Plastifiziermittel,

wobei das Verhältnis von Füllstoffgewicht zu Latex + Asbest vorzugsweise 1 bis 25 (:1) beträgt.

Im mikroporösen Zustand zeichnet sich die erfindungsgemäß erzeugte Membran vor allem durch ihr großes Porenvolumen und ihre mechanischen Eigenschaften aus.

Im Falle einer Bahn oder eines Vlieses, das als Latex PoIytetrafluoräthylen und als Füllstoff Calciumcarbonat enthält, beträgt die Dehnung 1 bis 200 %_f die Bruchfestigkeit 5 bis 50 kg/cm" und - bei der Verwendung als Diaphragma für Elektrolysezellen - macht die Mikroporosität 50 bis 90 % aus und der relative Widerstand beträgt 1,5 bis 10.

- 9 509887/0833

Die folgenden Beispiele dienen zur näheren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

In einer ersten -Stufe wurden 20 Gew.-Teile Chrysotil-Asbestfasern " Länge 0,5 bis 5 mm, Dichte 2,3 bis 2,5 und mittlerem Durchmesser 18 nm-sowie 400 Gew.-Teile handelsübliches Calciumcarbonat mit mittlerem Durchmesser 15 bis 20 /um miteinander vermischt und zwar in einem Mischer "Henschel vom Typ FM"- 10 Liter, dessen Rotor mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 3BOOUpM angetrieben wurde, Dauer 10 min. Das erhaltene Gemisch wurde dann in einen langsam laufenden Mischer oder Kneter vom Typ"Quittard M 5" verbracht, dessen Rotor mit einer Geschwindigkeit von 45 UpM angetrieben wurde.

Diesem ersten Gemisch wurden 100 Gew.-Teile einer handelsüblichen Dispersion eines Polytetrafluoräthylen , enthaltend 60 Gew.-5'o Polymer, zugegeben. Der mittlere Teilchendurchmesser betrug 0,25 /um. Es wurden außerdem 21 Teile eines Plastifiziermittels zugegeben, bestehend aus einem Mineralöl , versetzt mit Emulgiermitteln (Handelsname Kutwell 40)

Das Ganze wurde 2 min lang miteinander verarbeitet und dann gewalzt mit Hilfe eines Walzwerkes vom Typ"Lescuyer Typ IGAy . Länge der Walzen 70 cm, Dauer 2 min/50°C.

Die erhaltene Bahn wurde 2 h bei 90⁰C und anschliei3end 1 h bei 100°C getrocknet.

- 10 509887/0833

- ίο -

Beispiel 2

Es v^rurde wie in Beispiel 1 gearbeitet und das erhaltene Produkt zusätzlich 6 min bei 35O°C gesintert.

Beispiel 3

Beispiel 2 wurde wiederholt und das gesinterte Produkt anschließend 96 h in eine 25 %±ge Essigsäurelösung getaucht, um den Füllstoff, das Calciumcarbonat, herauszulösen.

Beispiel 4

Es wurde v/ie in Beispiel 3 gearbeitet mit dem Zusatz, daß die erhaltene mikroporöse Bahn abschließend 30 min bei leichtem Unterdruck, Teilvakuum von 74-0 mmHg, entgast wurde.

In der folgenden Tabelle sind die verschiedenen Eigenschaften der erhaltenen Produkte zusammengefaßt. Es bedeuten:

e = Schichtdicke in mm, d = Dichte,

RT= Zugfestigkeit, angegeben in kg/cm , A = Bruchdehnung (%) , L = bestimmt in Längsrichtung, T = bestimmt in Breitenrichtun^.

Beispiele	L	O	RT	T	18	L	A	T	e	d	78
	43	17	45		150	1,75	1,	72
1	34	20	7,		10	1,75	1,	86
2	37	19	45	5	120	1,9	o,	38
3		15		45	1,8	o,
4

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Diese Beispiele zeigen deutlich, daß man in allen Fällen Bahnen bzw. Vliese mit gute definierten Eigenschaften erhält, die den verschiedenen Anforderungen entsprechen, je nach dem, ob ein Produkt mit größerer oder geringer Dichte, größerer oder geringerer Steifigkeit, Mikroporosität oder nicht angestrebt wird.

Beispiel 5 bis 8

Diese Beispiele wurden entsprechend den Beispielen 1 bis durchgeführt, jedoch die Knet- bzw. Mischdauer auf 4 min und die Walzdauer auf 3 min verlängert. Die folgende Tabelle faßt die verschiedenen Werte zusammen:

Beispiele	L	14	6	RT	T	,5	L	60	A	T	40	1,	e	d
	28	28		15	10	1,	9	1,76
5	29	22		30	70	9,	9	1,69
6	40	20	,5	30	50	2	2	1,19
7						0,37
8

Diese Beispiele zeigen im Vergleich mit den vorangegangenen Beispielen die Anpassungsfähigkeit des Verfahrens, wonach durch Einflußnahme auf die verschiedenen Verfahrensstufen oder -phasen die Eigenschaften des Verfahrensproduktes verärfert v/erden können.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern vor allem die Eigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten Bahn bei Verwendung als Diaphragma in Elektrolysezellen.

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- 12 -

Beispiel 9

Es wurde eine Bahn wie in den vorangegangenen Beispielen beschrieben hergestellt: es wurden vor allem die gleichen Sorten Asbest, Latex und Füllstoff eingesetzt; als Plastifiziermittel wurde hier das öl Kutwell 30 verwendet, das der gleichen allgemeinen Definition wie das Handelsprodukt Kutwell 40 entspricht. Folgende Arbeitsbedingungen wurden eingehalten:

Calciumcarbonat 8CD Gew.-Teile

Asbest . 40 Gew.-Teile

Latex 200 Gew.-Teile, 50 % Feststoff

Plastifiziermittel 39 Gew.-Teile

Mischen: in einem "Hensehel'-Mischer mit einer Rotationsgeschwindigkeit des Rotors = 3BOOUpM, Dauer 10 min;

Kneten: in einem Mischer"Quittard"mit einer Rotationsgeschwindigkeit des Rotors von 45 UpM, Dauer 2 min;

Formgebung: auf einem 'Lescuyer-Walzwerk, 2 min bei 50 C. Getrocknet wurde 2 h bei 100⁰C und gesintert 7 min bei 35O°C.

Der Füllstoff durch Eintauchen in 25 %ige Essigsäure während 48 h entfernt; entgast wurde 2 h bei einem Unterdruck von 75 cmHg.

Die erhaltene Bahn besaß folgende Eigenschaften:

Schichtdicke e 1,67 mm

relativer Widerstand 1,8
Permeabilität 0,27 cm^/min . cm

Als relativer Widerstand wird hier der Quotient aus Widerstand des mit Elektrolyt getränktem Diaphragma und Widerstand

509887/0833 " ¹³ "

des Elektrolyten bezeichnet.

Die Permeabilität gibt den Durchsatz an Salzlösung (Elektro-ΐ3^Γΐ) J^{e m}i^{n un(}ä ü^{e cm} Diaphragma unter einer Last von 54 g an.

Das Diaphragma wurde zur Elektrolyse einer Kochsalzlösung in einer Zelle vom Typ Filterpresse mit Eisenkathode und Metallanode, Kathodenabstand 5 mm, eingesetzt.

Stromdichte 25 A/dm²

Zelleiispaiinung beim Gleichgewichtszustand 3,47 V nach 150 h Zusammensetzung der Lauge:

NaOH 125 bis 130 g/l

Chlorat 0,8 bis 1 g/l Flüssigkeitsdruck auf dem Diaphragma 4 crn WS

Beispiel 10

Dieses Beispiel ist identisch mit dem vorangegangenen mit der Abwandlung, daß beim Walzen eine etwas größere Schicht dicke des Diaphragma von 1,84 mm und eine geringere Permea bilität von 0,08 ml/min ·. cm" erzielt wurde.

Die Arbeitsbedingungen und Ergebnisse bei der Elektrolyse lauteten wie folgt:

Stromdichte 25 A/dm²

Zellenspannung im Gleichgewichtszustand 3,4 V Zusammensetzung der Lauge:

NaOH 120 g/l

Chlorat 0,4 bis 0,5 g/l Fluss igkeiiidruck auf dem Diaphragma 15 cm WS

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Beispiel 11

Es wurde wiederum wie in Beispiel 9 gearbeitet mit dem Unterschied, daß das Gemisch 10 Teile Asbestfasern anstatt 40 Gew.-Teile enthielt.

Eigenschaften der Bahn: . . ■

Schichtdicke 1,43 mm relativer Widerstand 1,7 Permeabilität 0,24 ml/min . cm"

Bedingungen und Ergebnisse der Elektrolyse:

Stromdichte 25 A/dm² Zellenspannung im Gleichgewichtszustand 3,13 V Zusammensetzung der Lauge:

NaOH 125 g/l

Chlorat 0,8 bis 0,9 g/l Flüssigkeitsdruck auf dem Diaphragma 2 cm WS

Beispiele 12 und 13

Es wurde wie in den vorangegangenen Beispielen gearbeitet mit folgenden Abwandlungen:

Calciumcarbonat 500 Gew.-Teile Asbest 20 Gew.-Teile

Latex 200 Gew.-Teile, 50 % Feststoff

Plastifiziermittel(Weichmacher) 25 Gew.-Teile Schichtdicke des Diaphragmas 1,43 mm (Beispiel 12) und 2,63 mm

(Beispiel 13).

Die Bahnen besaßen folgende Eigenschaften:

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- 15 -

Beispiel 12 13

relativer

Widerstand 2,8 3

Permeabilität

ml/min · crn^ 0,15 0,08

Bedingungen und Ergebnisse der Elektrolyse:

Beispiel 12 13

Stromdichte _ox- _oc-

Zellenspannung ^
im Gleichge- -'

wichtszustand

Lauge:

HaOH (g/i; 120 140-150

Chlorat (g/l) 0,4 0,3

Flüssigkeitsdruck

auf dem Diaphragma r _Ύν-

cm V/S ' ^j:3

Beispiel 14

Es wurde wie in dem vorangegangenen Beispiel gearbeitet, mit der Abwandlung, daß 11 min bei 35O⁰C gesintert wurde und die^lichtdicke des Diaphragmas 1,51 mm betrug.

Eigenschaften der Bahn:

- 16 509887/0833

relativer Widerstand 4,1 Permeabilität 0,18 ml/min χ cm

Bedingungen und Ergebnisse der Elektrolyse:

Stromdichte 25 A/dm"

Zellenspannung beim Gleichgewichtszustand 3,12 V Lauge:

NaOH 124 g/l

ChIorat 0,7 g/l Flüssigkeitsdruck auf dem Diaphragma 7 cm !7S

Beispiel 15

Es wurde mit der gleichen Rezeptur wie zuvor gearbeitet, unter Einhaltung folgender Arbeitsbedingungen:

Mischen 380OUpM während 10 min

^5 UpM während 2 min 15s

Walzen 2 min bei 50°C

Trocknen 2 h bei 90⁰C und

2 h bei 180⁰C

Sintern 3 min bei 365⁰C

Entfernen des Füllstoffes Eintauchen in 25 %ige

Essigsäure während 90 h Entgasen bei Unterdruck von

mmllg während 1,5h Schichtdicke 1,94 mm

Eigenschaften der Bahn:

relativer Vfiderstand 2,8

2 Permeabilität 0,14 ml/min * cm

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- 17 -

Bedingungen und Ergebnisse der Elektrolyse:

Stromdichte 25 A/dm

Zellenspannung bei Gleichgewicht 3,25 V Zusammensetzung der Lauge:

WaOH 118 g/l

Chlorat 0,9 g/l

Flüssigkeitsdruck auf dem Diaphragma 2,8 cm WS

Beispiel 16

Es wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel gearbeitet mit der Abwandlung, daß ein anderes handelsübliches Calciumcarbonat verwendet wurde und die Schichtdicke 1,55 mm betrug=

Eigenschaften der Bahn:

relativer Widerstand 2,2

Permeabilität 0,10 ml/cm χ min

Bedingungen und Ergebnisse der Elektrolyse:

Stromdichte 30 A/dm

Zellenspannung beim Gleichgewicht 3,^5 V Zusammensetzung der Lauge:

UaOH 122 g/l

Chlorat 1 g/l

Flüssigkeitsdruck auf dem Diaphragma 18 cm Wi

Beisniel 17

In diesem Beispiel wurde mit folgender Rezeptur unter Verwendung von zwei handelsüblichen Calciumcarbonat-Sorten gearbeitet:

- 18 509887/0833

Calibrite 14 320 Gew.-Teile

OMYA BLE 00 Gew.-Teile

Asbest 20 Gew.-Teile

Weichmacher 40 Gew.-Teile

Die übrigen Bedingungen waren identisch mit Beispiel

Eigenschaften der Bahn:

relativer Widerstand 5,1

Permeabilität 0,19 ml/min χ cm"

Bedingungen und Ergebnisse der Elektrolyse:

Stromdichte 30 A/dm²

Zellenspannung beim Gleichgewicht 3,42 V Zusammensetzung der Lauge:

NaOH 125 g/l

Chlorat 1 g/l

Flüssigkeitsdruck auf dem Diaphragma 11 cm WS

Beispiel 16

In diesem Beispiel wurde eine mit einem Drahtgewebe aus verzinktem : Stahl verstärkte Bahn ι verwendet, Drahtdurchmesser 0,25 mm, Maschenweite Vi-O, Nutzfläche 72 %, Gewicht 460 g/m^k.

Zusammensetzung des Gemisches:

Füllstoff (Calciumcarbonat mittlerer

Durchmesser 15 bis 20 /um) 500 Gew.-Teile

Asbest 20 Gew.-Teile

Polytetrafluoräthylen 100 Gew.-Teile

Weichmacher 25 Gew.-Teile

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Die Arbeitsbedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 9 mit dem Unterschied, daß 15 min bei einer Temperatur von 385⁰C gesintert wurde.

Die Bahn . besaß folgende Eigenschaften:

relativer widerstand	2,5
Permeabilität	■χ ρ 0,15 cm /min χ cm"
Eigenschaften der nicht verstärkten Bi
Zugfestigkeit:
in Längsrichtung	16 kg/cm
in Querrichtung	8 kg/cm
Dehnung:
in Längsrichtung	40 ?£
in Querrichtung	25 %

Bedingungen und Ergebnisse der Elektrolyse:

Stromdichte 30 A/dm²

Zellenspannung beim Gleichgewicht 3,36 V

Zusammensetzung der Lauge:

NaOH 120 g/l

Chiorat 0,9 g/l

Flüssigkeitsdruck auf dem Diaphragma 20 cm ¥3

Beispiel 19

In diesem Beispiel wurden entgegen der Arbeitsweise der bisherigen Beispiele die beiden Walzen des Walzwerkes mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben, wobei die eine Walze 1,2 χ schneller lief als die andere.

Die übrigen Bedingungen lauteten wie folgt.:.

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20 -

Zusammensetzung des Gemisches:

Füllstoff (Calciumcarbonat, Durchmesser

15 Ms 20 ,um) Asbest Polytetrafluoräthylen Weichmacher

400 Gew.-Teile 20 Gew.-Teile

100 Gew.-Teile 26 Gew.-Teile

Mischen Kneten Trocknen Walzen Sintern Entfernen der Füllstoffe

!Entgasen

3800 UpM/10 min 45 UpM/4 min

2 h/90°C

4 min/50°C

6 min/350°C

84 h/Eintauchen in 25 %±ge Essigsäure

bei Unterdruck 750 mmllg während 30 min

Eigenschaften der Bahn

relativer Widerstand Permeabilität

3,5

0,17 cm·⁵/min χ cm²

Bedingungen und Ergebnisse der Elektrolyse:

Stromdichte 30 A/dm²

Zellenspannung bei Gleichgewicht 3,5 V

Zusammensetzung der Lauge:

NaOH 130 bis 140 g/l

Chlorat 1 g/l

Flüssigkeitsdruck auf dem Diaphragma 11 cm WS

Die Beispiele zeigen die Bedeutung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Herstellung eines Produktes mit bemerkenswerten mechanischen und elektrochemischen Eigenschaften.

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Patentansprüche:

Claims

Patentansprüche

Ϊ. Verfahren zur Tierstellung einer Asbestfaserbahn, dadurch gckennze i c h η e t , daß man in einer 1. Stufe Asbestfasern und mindestens einen Füllstoff trocken mischt, in einer 2. Stufe mindestens einen Latex, gegebenenfalls mit Weichmacher, zugibt und schließlich auf beliebig bekannte Weise ein Vlies bzw. eine Bahn formt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in der 1. Stufe stark rührt vorzugsweise 5 bis 30 min bei =*·800 UpM -in der 2. Stufe langsam mischt oder knetet - vorzugsweise 1 bis 15 min bei maximal 100 UpK - , in einer 3. Stufe auf einem Walzenstuhl, vorzugsweise 1 bis 15 min formt und schließlich das erhaltene Produkt sintert, vorzugsweise über dem Kristallschmelzpunkt in 2 bis 20 rain.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß man bei einer Temperatur von 30 bis -SO⁰C walzt.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

dadurch

gekennzeichnet , daß man ein Gemisch einsetzt, das auf 1 Gew.-Teil Asbestfasern 10 bis 100 Gew.-Teile mindestens eines Füllstoffes, 1 bis 100 Gew.-Teile Latex, 0,5 bis 2 Gew.-Teile Weichmacher und 1 bis 20 Gew.-Teile Wasser enthält und das Gewichtsverhältnis von Füllstoff zu Latex + Asbest vorzugsweise 1 bis 25 : 1 beträgt.

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß man Calciumcarbonat als Füllstoff und einen Polytetrafluoräthylen-Latex verwendet.

6. Verfahren zur Herstellung einer mikroporösen Bahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens einer der Füllstoffe, ein porenbildendes Mittel ist und daß man in einer weiteren Verfahrensstufe das porenbildende Mittel entfernt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η zeuchnet , daß das porenbildende Mittel Calciumcarbonat ist, das man durch Eintauchen in eine 10 bis 25 gew.-^ige Essigsäurelösung während mindestens 24 h entfernt.

8. Verwendung der Bahn als Diaphragma mit einer Dehnung

von 1 bis 200 % und einer Bruchfestigkeit von 5 bis 50 kg/cm , einem relativen Widerstand von 1,5 bis 10 und einer Mikroporosität von 50 bis 90 %.

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