DE2639845A1

DE2639845A1 - Verfahren zum beschichten der innenseite eines rohres

Info

Publication number: DE2639845A1
Application number: DE19762639845
Authority: DE
Inventors: James R Hallstrom; Kenneth G Klatt; Ronald L Walling
Original assignee: Rexnord Inc
Current assignee: Rexnord Inc
Priority date: 1975-09-15
Filing date: 1976-09-03
Publication date: 1977-03-17
Also published as: DE2639845B2; ZA764930B; GB1564615A; JPS5252966A; CA1061198A; BE846152A; DE2639845C3; AU1718176A; AU496877B2; FR2323509B1; JPS5929310B2; FR2323509A1

Description

PATENTANWÄLTE

A. GRÜNECKER

nPL-ma

H. KlNKELDEY

DH-Hi

W. STOCKMAIR

0 g g Q 4 Q.' _K. SCHUMANN

0RFERNAT--DIPI.-PHV3.

P. H. JAKOB

G. BEZOLD

8 MÜNCHEN !22

MAXIMILIANSTRASSE 4»

3. Sept. 1976 P 10 776

Rexnord Ine.

E. Wisconsin Avenue, Milwaukee, Wisconsin, USA

Verfahren zum Beschichten der Innenseite eines
-■_ Rohres

Die Erfindung betrifft ein verschleißfestes j beschichtetes Rohr und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Rohres, das hauptsächlich dazu verwandt werden soll, abschleifend wirkende oder korrodierende Gemische, Fluide, brei- oder schla.mmförmige und ähnliche Substanzen zu leiten.

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines derart beschichteten Rohres, daß seine Ver-

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Schleißfestigkeit der Schleif wirkung und der Härte des Fluides oder des Materials, das das Rohr leiten soll, nahe oder gleich kommt·

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein verfahren zum Beschichten der Innenseite eines Rohres, um seine Verschleißfestigkeit wesentlich zu erhöhen.

Die Erfindung bezweckt darüberhinaus die Angabe der Zusammensetzung der Beschichtung für* die Innenseite eines Rohres, die leicht aufzubringen ist und die Lebensdauer des Rohres stark verlängert·

Durch die Erfindung soll weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines verschleißfesten Rohres angegeben werden, bei dem eine verschleißfeste Beschichtung auf das Innere des Rohres in einer oder mehreren Schichten aufgebracht werden kann, während das Rohr gedreht wird.

Ziel der Erfindung ist auch ein Rohrbeschichtungsverfahren, das keine übermäßig große Drehgeschwindigkeit des Rohres beim Beschichten erfordert.

Gegenstand der Erfindung ist gleichfalls ein Rohr der obengenannten Art, das zum Führen oder Befördern von ziemlich stark schleifend wirkenden Substanzen beispielsweise von Kohlenschlamm, Goldschlamm usw· ausgebildet ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Rohr der obengenannten Art, das im Vergleich mit bekannten verschleißfesten Rohren bei weitem leichter ist.

7Ö9311/078?

* 263984B

Ein bevorzugter Gedanke der Erfindung besteht in einem Verfahren zum Herstellen eines Rohres zur Erhöhung seiner Verschleißfestigkeit durch ein Beschichten des Inneren des Rohres mit einem verschleißfesten Überzug, der verschleißfeste Teilchen enthält, sowie in einem nach diesem Verfahren hergestellten Rohr.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der zugehörenden Zeichnung, in denen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind.

Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines beschichteten Rohres.

Figur 2 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer AxialSchnittansicht, wobei einige Teile ungeschnitten dargestellt sind.

Figur, 3 zeigt eine Stirnansicht in Figur 2 von links.

Figur 4 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht eines RohrSegmentes.

Das in Figur 1 dargestellte Rohr ist allgemein mit bezeichnet und mit einer Innenbeschichtung oder Innenauskleidung 12 dargestellt. Das Rohr 10 kann aus einem Metall, beispielsweise aus Stahl, Aluminium, Kupfer, Messing, Bronze, Gußeisen usw. bestehen. Das Rohr kann gleichfalls aus einem Kunststoffmaterial oder aus einer Materialkombination mit beispielsweise Glasfasern oder Beton bestehen. Die Beschichtung oder die Auskleidung'12 ist von einer speziellen Art

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und Zusammensetzung und enthält oder umfaßt eine Matrix oder ein Grundmaterial, das ein Kunststoffmaterial sein kann_fund bestimmte Arten von verschleißfesten Füllstoffen oder Bestandteilen, die im einzelnen später dargestellt werden.

Das Verfahren zum Beschichten des Rohres schließt ein, daß das Rohr selbst, aus welchem Material auch immer es besteht oder welche Zusammensetzung auch immer es hat, in einer etwa horizontalen Ebene angeordnet und mit einer bestimmten Drehzahl um eine ebwa horizontale Achse gedreht wird. Während das Rohr gedreht wird, wird das Beschichtungsmaterxal auf die Innenseite aufgebracht oder rund um die Innenseite in einer bestimmten weise verteilt, wie es schematisch in Figur 2 dargestellt ist, um einen bestimmten Effekt zu erzielen. In Figur 2 sind schematisch auf den Rohrenden angeordnete Endkappen 14 dargestellt, die an jedem Ende entlang des Umfangs verlaufende Sperren bilden, damit das Beschichtungsmaterxal und seine verschiedenen Bestandteile nicht aus dem einen oder anderen Ende herausfließen· Der Rand oder der Damm, bzw. die Sperre an diesen kappen oder Ringen, kann sich in beliebiger geeigneter Weise radial erstrecken. Der Aufbau einer Füll- oder Beleuchtungseinrichtung, die schematisch mit 16 bezeichnet ist, wird später im einzelnen erläutert. An dieser Stelle sei lediglich darauf hingewiesen, daß zur Erzielung der dargelegten Ergebnisse die verschleißfeste Beschichtung durch eine Vorrichtung in einer speziellen Weise aufgebracht wird.

Die Beschichtung selbst besteht aus einem Grund— oder Matrixmaterial oder einem Bindemittel, für das ein Polymer-Material in Frage kommt, das beispielsweise

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ein polymeres Epoxydharz, . ein ungesättigtes Polyester-Harz (Carboxylat-Glykoladdukt),ein Polyurethan-Harz-, ein Polyamid-Harz oder ein Polyimid-Harz sein kann. Es hat sieh herausgestellt, daß das besonders gut als Matrix- oder Grundmaterial geeignete spezielle Polymerisat Epoxyd-Harz ist. Polyepoxyde mit einem Epoxyd-Jiquivalenzgewient zwischen 140 und 525, insbesondere zwischen 170 und 290 sind bevorzugt· Gleichfalls sind Polyepoxyde bevorzugt, deren mittleres Molekulargewicht unter 1200 beispielsweise zwischen 280 und 900 liegt. Sie haben gleichfalls eine Funktionalität, d» Iu ein Verhältnis des Molekulargewichts zum Epoxyd-Äquivalent von wenigstens !,vorzugsweise zwischen 1,5 und 3,0. Geeignete Polyepoxyde werden aus einem Epihalogenhydrin beispielsweise aus Epichlorhydrin und einer mehrwertigen Verbindung beispielsweise Bisphenol A (2,2-Bis-CC4— Hydroxphenyl))-Propan3 oder Glyzerin hergestellt. Es sinditolyepoxyde bevorzugt, die durch eine Reaktion ei η es Epi haiοgenhydriη s bei spielswei s e Epi chiorhydriη mit Diphenylpropan (Bisphenol A) hergestellt werden, das ein Epoxyd-Äguivalenzgewicht zwischen 175 und 210, ein mittleres Molekulargewicht zwischen 350 und 400 und ein Hydroxyl-Äquivalent von etwa 1250 hat. Ein Thixotrop!emittel kann für die Fließfähigkeit hinzugefügt werden und zur Anpassung der Fließfähigkeit oder der Viskosität bei der oben! beschriebenen Zusammenstellung verändert werden. Dieses Thixotropiemittel kann beispielsweise Asbest sein.

Das in Figur 4 allgemein mit 18 bezeichnete Matrixoder Grundmaterial enthält zwei Gründarten von Zusatzstoffen oder Stoffteilchen, nämlich zum einen

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ein sogenannter sekundärer oder gegenüber einem gegenseitigen Abrieb fester Füllstoff, der mit 20 be- zeichnet ist, und aus kleineren Stoffteilchen besteht, und zum zweiten die primären Stoffteilchen oder Füllstoffe 22, die größer sind und primär für die Ab-. riebfestigkeit sorgen. .

Die gegenüber einem gegenseitigen Abrieb festen oder sekundären Füllstoffteilchen 20 haben eine wesentlich geringere Größe als die primären Stoffteilchen 22. Die kleineren Teilchen sind in gewisser Hinsicht in und zwisch'en den größeren Teilchen in der Matrix willkürlich oder statistisch verteilt, so daß sie die Hohlräume oder Zwischenräume zwischen den primären Stoffteilchen füllen. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, die Matrix vor einem Abrieb zwischen nebeneinander liegenden größeren Stoffteilchen zu schützen, so daß die größeren Stoffteilchen nicht durch die dazwischen ausgewaschene Matrix unterhöhlt werden. Die gegenüber einem gegenseitigen Abrieb festen Stoffteilchen schützen die Polymerisat-Matrix und stabilisieren somit die größeren Stoffteilchen, die die Haupt- oder primäre Verschleißfestigkeitswirkung haben.

Ein typisches Beispiel für die gegenüber einem gegenseitigen Abrieb festen Stoffteilchen, das sich als besonders gut geeignet, für derartige verschleißfeste Beschichtungen für Rohre herausgestellt hat, ist Siliziumcarbid, das eine Größenordnung von 0,084 mm (180 mesh) haben kann. Es können andere Füllstoffe oder sekundäre Stoffteilch en verwandt werden, die eine Härte haben sollten, die wenigstens gleich der Härte des Materials ist, das von dem Rqhr geführt wird. Beispiele dafür sind .Borcarbid, Bornltrlt_r Wolframcarbid, Tonerdekeramik, Kiesel—

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:■ - 7 - . ■■ ■ ■

erdesand, Takonit und industrieller Diamantstaub oder Diamantstaub von technischer Güte· Es hat sich herausgestellt, daß eine Größe von 0,084 mm (180 mesh) wünschenswert ist und es hat sich gleichfalls gezeigt, daß unter bestimmten Umständen ein Größenbereich in der Größenordnung von 0,064 - 0,149 mm . (225 - 100 mesh) zweckmäßig ist.

Die primären abriebfesten Stoffteilchen 22 können von verschiedener Art sein. Sie können beispielsweise aus Aluminiumoxid, Silizium-carbid, Industriediamant- oder Diamant^technischer Güte bestehen oder metallbeschichtete Tonerdekeramikteilchen der von Coors Porcelain Company of Golden, Colorado, unter der Bezeichnung ¹¹METLX" erhältlichen Art sein, die aus tonerdereichen (90 %) Keramikperlen bestehen, die sehr feine kristalline Korngrenzen haben, damit sie eine gute Abriebfestig— keit zeigen, und die mit einem Metall auf ihrer Oberfläche beschichtet sind. Allgemein können alle diese Materialien als keramische oder feuerfeste Materialien angesehen werden. Statt in Form von Perlen können sie auch eine Plättchenform haben. In j edem Fall sollte die Größe der großen primären abriebfesten Stoffteilchen nominell 1,59 mm (1/16 inch) betragen. Es können 1,68 mm (12 mesh)-Plättchen in Betracht gezogen werden, bei bestimmten Anwendungen jedoch erfüllen sie ihren Zweck auch mit einer Größe im Bereich zwischen 0,484 mm und 2,38 mm (36 - 8 mesh).

Die Matrixstruktur kann in der Weise verändert werden, daß sie CTBN oder ATBN Kautschuk oder Polybutiadien mit endständigem Brom enthält, um die Stoßfestigkeit zu verbessern.

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Ein spezielles Beispiel für eine geeignete Materialzusammensetzung zur Verwendung für eine Rohrauskleidung kann die folgende Zusammensetzung sein:

Harzbestandteil Gewichtsanteil

Polyepoxyd 100.00

Siliziumcarbid 80.00

Asbest 9.50

Rauchquarz - 0.45

180.95

Härter ' Gewichtsanteil

Polyamine 37-610, Reichhold

Chemicals, Inc. 7.82

Polyamine 37-622, Reichhold

Chemicals, Inc. 11-01

Polyamidoamine 2341, Union Camp Corporation

Titandioxid

13.	81
1.	40
34.	04
G ewi cht s an t ei 1

Primärer Füllstoff

Aluminiumoxidplättchen,

1,68 mm (12 mesh) 350.2

Bei dem dargestellten Beispiel ist die Struktur ein Dreikomponentengemisch mit einem Harzbestandteil, der über ein Rohr oder eine Rohrleitung 24 zugeliefert wird, und mit einem Härter, der über ein danebenliegendes Rohr oder eine Rohrleitung 26 zugeführt wird, die beide zu einem Mischkopf 28 eines beliebigen geeigneten Typs führen, wo beide Bestandteile im Inneren des rotierenden Rohres gründlich miteinander vermischt werden. Das Gemisch wird bei 30 in

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Form eines Stromes oder im freien Fall auf die Innenseite des rotierenden Rohres ausgeben. Die Zuleitungsrohre und der Mischkopf bewegen sich axial relativ zum Rohr und können auf Rollen 31 gelagert sein, so daß eine ebene, gleichmäßige Beschichtung längs der Innenfläche des Rohres aufgebracht wird. Wie es durch einen Pfeil an den Enden der Zuleitungsrohre 24 und 26 in Figur 2 dargestellt ist, kann der Mischkopf 28 von rechts nach links in Figur 2 bewegt werden. Gleichfalls kann auch das Rohr 10 von links nach rechts bewegt werden oder kann eine Kombination dieser Bewegungen verwandt werden. In jedem Fall werden die Harz- und Härterbestandteile gründlich miteinander vermischt, so daß der sekundäre gegenüber einem gegenseitigen Abrieb feste Füllstoff vollständig die Matrix durchdringt, wenn er längs der Innenfläche des Rohres aufgebracht wird. Obwohl in der Zeichnung der Mischkopf im Inneren des Rohres und , am Ende der Zuleitungsrohre dargestellt ist, kann der Mischvorgang unter bestimmten Umständen auch außerhalb des Rohres erfolgen, wobei das fertige. Gemisch durch eine einzige Rohrleitung oder durch mehrere Rohrleitungen je nach Wunsch einfließt und allgemein in der obenbeschriebenen Weise aufgebracht wird. Das trifft sowohl auf die Stoffteilchen als auch auf das Matrixmaterial zu.

Ein drittes ZuIeitungsrohr oder ein Förderer 32 liefert die dritte Komponente, nämlich den primären Füllstoff. Die Stelle, an der der primäre Füllstoff oder die großen Stoffteilchen eingegeben werden, liegt etwas im Abstand von der Stelle, an der das Matrixmaterial abgesetzt bzw. aufgebracht wird. Wenn

"7.0-9 81 1/0787.-

die Einrichtung 16 sich in Figur 2 von rechts nach links bewegt, wird zunächst der Matrixmaterialstrom 30 aufgebracht und wird im Abstand davon der Primärteilchenstrom 34 die großen Stoffteilchen auf das bereits aushärtende Matrixmaterial absetzen, das eine bestimmte Viskosität oder Fließfähigkeit haben wird, so daß die primären Stoffteilchen sich in die Matrixschicht in willkürlicher oder statistischer Weise einbetten und unter der Zentrifugalkraft vom rotierenden Rohr eine Zwischenlage in der Schicht erreichen werden. Wenn die primären Stoffteilchen auf die Innenfläche des bereits aufgebrachten Matrixmaterials gegeben werden, haben sie die Fähigkeit oder die Eigenschaft, sich eine offene oder nicht eingenommene Stelle zwischen anderen derartigen Stoffteilchen zu suchen, die sich bereits eingebetten haben oder sozusagen ihre Stelle gefunden haben. Das hat zur Folge, daß die Verteilung der primären Stoffteil— chen um das verschleißfeste Matrixmaterial ungewöhnlich gleichmäßig ohne eine Anhäufung oder Klumpen— bildung bei der größten Dichte der verschleißfesten Stoffteilchen sein wird»

Wie es in Figur 4 dargestellt ist, wird mehr als eine Schicht aufgebracht. Beispielsweise kann zunächst eine erste Schicht 36 mit den sich darin einbettenden primären Stoffteilchen aufgebracht werden, die vollständig aushärten kann. Danach wird der Vorgang wiederholt, so daß eine zweite oder innere Schicht 38 in der in Figur 2 dargestellten Weise aufgebracht wird, die anschließend aushärten kann. Vier in dieser Reihenfolge aufgebrachte Schichten sind din Figur 4 dargestellt. Die Anzahl der aufgebrachten Schichten

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hängt von der speziellen Anwendung oder Verwendung ab. In der schematischen Darstellung in Figur 2 kann davon ausgegangen werden, daß gerade die zweite Schicht aufgebracht wird. Es gibt viele Verwendungsmöglichkeiten

der Mehrfachschichten. Beispielsweise kann die erste Schicht glatt sein und als Bindemittelschicht oder Grundierung dienen, wenn beispielsweise der Ausdehnungskoeffizient des Rohres sich wesentlich von dem der zweiten Schicht unterscheidet. Die erste Schicht kann auch große Plättchen enthalten, die in der Oberfläche der ersten Schicht stecken, während kleine Stoffteilchen darin nicht enthalten sind. Danach kann eine zweite, die kleinen Stoffteilchen enthaltende Schicht aufgebracht werden, die den Raum um die Plättchenspitzen ausfüllt. Das heißt, daß dann, wenn mehrere Beschichtungen aufgebracht werden, diese Beschichtungen für verschiedene Zwecke strukturiert werden können und daß das obenbeschriebene Konzept der Einbettung der Teilchen, bei dem die kleinen Stoffteilchen den Platz um die Spitzen der großen Stoffteilchen ausfüllen, nur ein Beispiel darstellt.

Die Beschichtung kann auch in einem Verfahrensschritt. in Abhängigkeit von der speziellen Verwendung und/ oder Anwendung aufgebracht werden. Eine geeignete Gemischzusammensetzung für die Verwendung eines Gemisches kann lauten:

Harzbestandteil Gewichtsanteil

Polyepoxyd 100.00

Siliziumcarbid . 80»00

180.00

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Härter Gewichtsanteil

Polyamide 37-610, Reichhold

Chemicals, Inc. 7.82

Polyamide 37-622, Reichhold

Chemicals, Inc. 11.01

Polyamidoamine 2341, Union

Camp Corporation 13.81

32.64

Die beiden Bestandteile können entweder im Inneren oder außerhalb des Rohres gemischt und in einem Verfahrens schritt aufgebracht werden.

Weitere Beispiele geeigneter Gemischzusammensetzungen werden im folgenden gegeben. Bei jedem Beispiel kann angenommen werden, daß das Matrixmaterial mit dem sekundären Füllstoff oder den kleineren Stoffteilchen zuerst aufgebracht wird und daß die primären oder größeren Stoffteilchen als zweites in der allgemeinen Anordnung aufgebracht werden, wie sie in Figur dargestellt ist. Eine geeignete Gemischzusammensetzung zur Verwendung beim erfindungsgemäßen Verfahren ist beispielsweise die folgende Zusammensetzung:

Harzbestandteil Gewichtsanteil

Polyepoxyd 100.00

Siliziumcarbid 80.00

Asbest 0.50

Rauchquarz 0.45

180.95

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_ 43 -

Härter

Gewichtsanteil

Polyamine 37-610, Reichhold

Chemicals, Inc. 7.82

Polyamine 37-622, Reichhold

Chemicals, Inc. 11.01

Polyamidoamine 2341, Union Camp Corporation

Titandioxid

13.	81
1.	40
34.	04
Gewichtsanteil

Primärer Füllstoff

Aluminiumoxidplättchen,

0,554 mm (32 mesh) 350.2

Ein weiteres Beispiel für eine geeignete Gemischzusammensetzung ist das folgende:

Harzbestandteil

Polyepoxyd

Siliziumkarbid

Asbest

Rauchquarz

Gewichtsanteil

100.00

80.00

0.50

0.45

180.95

Härter

Polyamine 37-610, Reichhold Chemicals, Inc.

Polyamine 37-622, Reichhold Chemicals, Inc.

Polyamidoamine 2341, Union Camp Corporation

Gewichtsanteil

· 7.82

11.01 13.81

32.64

Primärer Fül1stoff

Aluminiumoxidperlen, 1,19 mm (16 mesh)

Gewichtsanteil·

350.2 .

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- Α.Ψ -

Harzbestandteil Gewichtsanteil

Polyepoxyd 100.00

Siliziumcarbid , 80.00

Asbest ' 0.50

Rauchquarz 0.45

180.95

Härter Gewichtsanteil

Polyamine 37-610, Reichhold

Chemicals, Inc. 7.82

Polyamine 37-622, Reichhold

Chemicals, Inc. 11.01

Polyamidoamine 2341, Union Camp

Corporation 13.81

32.64

Primärer Füllstoff Gewichtsanteil

Aluminiumoxidplättchen, · - - ~ - ·" ■

0,84 mm (20 mesh) 350.2

Ein weiteres Beispiel für eine geeignete Gemischzusammensetzung lautet:

Harz- und Härterbestandteil Gewichtsanteil· DER 1004 Epoxy, Dow Chemical Co. 100.00 HY 939 Curative, Ciba-Geigy

Corporation (Härter) 29.00

Siliziumcarbid

0,084 mm, (180 mesh) 80.00

Rauchquarz ' 0.45

Asbest 0.50

209.95

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Primärer Füllstoff Gewichtsanteil

Aluininiumoxidplättchen,

1,68 mm (12 mesh) 350.2

Es wird darauf hingewiesen, daß das letzte Beispiel kein Dreikomponentengemisch, sondern lediglich ein Zweikomponentengemisch ist· Es kann beispielsweise aufgebracht und zum Beispiel zwei Stunden lang bei etwa 121 C (250° F) hitzegehärtet ' werden, worauf eine zusätzliche sechs Stunden dauernde Härtung bei 177° C (350° F) folgt. Ein Zweikomponentengemisch dieser Art macht nicht notwendigerweise einen Mischkopf, wie er bei 28 in Figur 2 dargestellt ist, erforderlich, sondern kann über ein einziges Zuleitungsrohr aufgebracht werden, während die primären abriebfesten Stoffteilchen danach im . Abstand dazu aufgebracht werden.

Ein weiteres Beispiel eines Zweikomponentengemisches ist das folgende:

Harz- und Härterbestandteil Gewichtsanteil

Epon 826, Shell Chemical Corp	100.00
Diaminodiphenylsulfone	33.00
SiIi ziumcarbi d	80.00
Rauchguarz	0.60

213.60

Primärer Füllstoff Gewichtsanteil

Aluminiumoxidperlen,

1,19 mm (16 mesh) . 350.2

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Unter bestimmten Umständen kann es vorteilhaft und wünschenswert, sein, eine wirksamere Verbindung sowohl zwischen dem Matrixmaterial und den großen Stoffteilchen als auch zwischen dem Matrixmaterial und der Innenseite des Rohres sicherzustellen. In einem derartigen Fall kann eine andere Reihe von Gemischzusammensetzungen wünschenswert sein* Ein Beispiel dafür lautet: . .

Harzbestandtei1 . Gewichtsanteil

Polyepoxyd 100.00

Siliziumcarbid 80.00

Asbest 0.50

Rauchquarz . 0.45

Epoxysilankopplungsmittel ■ 0.50

181.45

Härter Gewichtsanteil

Polyamine 37-610, Reichhold

Chemicals, Inc. " . 7.82

Polyamine 37-622, Reichhold
Chemicals, Inc.

Polyamidoamine 2341, Union Camp
Corporation

Titandioxid

34.04

Primärer Füllstoff Gewichtsanteil

Aluminiumoxidplättchen 350.2

Gleiches gilt für das folgende Beispiel:

11.	01
13.	81
1.	40

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Harzbestandteil Gewichtsanteil

Polyepoxyd	100.00
Siriziumearbid	80.00
Asbest	.0.50
Rauchquarz	0.45
Epoxysilankopplungsmittel	0.50

- 181.45

Härter . Gewichtsanteil

Polyamine 37-610, Reichhold

Chemicals, Inc. . 7.82

Polyamine 37-622, Reichhold

Chemicals, Inc. 11.01

Polyamidoamine 2341, Union Camp

Corporation 13.81

' 32.64

Primärer Füllstoff Gewichtsanteil

Aluminiumoxidplättchen,

0,554 mm (32 mesh) 350.2

Das folgende Beispiel ist gleichfalls typisch dafür, daß eine zusätzliche Bindung zwischen dem Matrixma—. terial und den primären Stoffteilchen und dem Rohr erzielt werden soll:

Harzbestandteil Gewichstanteil

Polyepoxyd

Siliziumcarbid

Asbest

Rauchguarz

Epoxysilankopplungsmittel

• 181.45

100.	00
80.	00
0.	50
O.	45
0.	5O

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Härter

Polyamine 37-610, Reichhold Chemicals, Inc.

Polyamine 37-622, Reichhold Chemicals, Inc.

Polyamidoamine 2341, Union Camp Corporation

Gewichtsanteil

7.82 11.01 13.81

32.64

Primärer Füllstoff

Aluminiumoxidplättchen, 1,19 mm (16 mesh) Gewichtsanteil

350.2

Eine Abwandlung des obigen Beispiels lautet:

Harzbestandtei1 Polyepoxyd
Siliziumcarbid Epoxysilankopplungsmittel

Gewichtsanteil·

100.00

8O.00"

0.50

180.50

Härter

Polyamine 37-610, Reichhold Chemicals, Inc.

Polyamine 37-622, Reichhold Chemicals, Inc.

Polyamidoamine 2340, Union Camp Corporation Gewichtsanteil

7.	82
11.	01
13.	81

32.64

Primärer Füllstoff

Äluminiumdioxidplättchen, 0,84 mm (20 mesh) Gewichtsanteil

350.2

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- 4Ö - .. ■

Das folgende Beispiel ist ein weiteres Beispiel für ein Zweikomponentengemisch an Stelle einer Dreikom— ponentenzusammensetzung mit einer verbesserten Verbindung aufgrund des Zusatzes eines Kopplungsmittels.

Harz- und Härterbestandteil Gewichtsanteil

DER 1004 Epoxy, Dow Chemical Co.	100.00
HY 939 Härter Ciba-Geigy Corporation	29.00
Siliziumcarbid 0,084 mm (180 mesh)	80.00
Rauchquarz	0.45
Asbest	0.50
Epoxysi1ankopplung smi11el	0.50

210.45

Primärer Füllstoff Gewichtsanteil

Aluminiumoxidplättchen,

1,68 mm (12 mesh) 350.2

Eine weitere Abwandlung des Zweikomponentensystems ist die folgende Zusammensetzung:

Harz- und Härterbestandteil , . . Gewichtsanteil

Epon 826, Shell Chemical Corporation 100.00 Diaminodiphenylsulfön,

Ciba-Geigy Corporation 33.00

Siliziumcarbid 80.00

Rauchquarz 0.60

Epoxysi1ankopplungsmittel 0.50

214.10

Primärer Füllstoff Gewichtsanteil

Aluminiumoxidperlen,

1,19 mm (16 mesh) 350.2

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-- ZO -

Die bei der Herstellung einer beliebigen Zusammensetzung zu berücksichtigenden Einflußfaktoren sind das Erfordernis, eine gleichmäßige Strömung und eine relativ kurze Gelierzeit zu erreichen, da das Aufbringen des widerstandsfähigen Gemisches auf die Innenfläche des Rohres im wesentlichen das Aufbringen eines Filmes ist. Beim Aufbringen von Mehrfachschichten kann jede Schicht eine Dicke von nominell von 1,59 mm (1/16 inch) haben. Wenn als primäre Stoffteilchen in der Größenordnung von 1,68 mm-Plättenen oder Perlen (12 mesh) verwandt werden, können sie aus der Beschichtung vorragen, wenn sie mit der Innenfläche des Rohres in Berührung stehen. Die nächste Beschichtung neigt jedoch dazu, sich mit diesen Teilchen ineinander greifend zu verbinden, was eine Dicke der Beschichtung für zwei Schichten von nominell 3,175 mm (1/8 inch) ergibt. Das Mischen der Stoffteilchen und des Matrixmaterials außerhalb oder innerhalb des Rohres und das Aufbringen in einem Arbeitsschritt, kann dann vorteilhaft sein, wenn die Masse der Teilchen für den Schleuderguß nicht ausreichend ist, wenn beispielsweise die Größe der großen Stoffteilchen in der Größenordnung von 0, 484 mm(36 mesh) liegt. Das Rohr selbst kann ein Epoxydrohr, ein Polyesterrohr, ein Glasfaser-, Stahl-Aluminiumrohr, ein in Wickeltechnik hergestelltes Rohr, ein Druckgußrohr, ein Vinylesterrohr usw. sein. Grundsätzlich ist eine Grundierung für die Innenfläche des Rohres nicht als notwendig oder gewöhnlich wünschenswert anzusehen und sollte keine spezielle Behandlung vor dem Aufbringen der ersten verschleißfesten Schicht vorgenommen werden. Bei einem speziellen Material beispielsweise bei einm Vinylesterrohr je-

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doch kann es wünschenswert sein, eine Vorgrundierung beispielsweise aus einem polymeren Material zu verwenden. Die Kombination aus dem Rohr und der Beschichtung kann in der Umgebungsluft oder bei kalten Außentemperaturen oder zur Beschleunigung der Äushärtdauer in Warmluft ausgehärtet werden, die durch die Mitte . nach unten geblasen werden kann. Gleichzeitig kann mit einer Infrarotheizung beispielsweise,einem Heizstrahler oder einem Glühstab auf das Innere oder das Äußere des Rohres eingewirkt werden oder kann das Rohr vorerhitzt Werden. Die speziellen Heizeinrichtungen sind in vorliegendem Fall nicht von ausschlaggebender Bedeutung, sie können die elektrische Hochfrequenzoder Induktionsheizungen, sowie im Falle einer Polyestermatrix Ultraviolettstrahler oder. Blitzlichtphotolyse-Einrichtungen usw. sein.

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Claims

- JLl- -

Patentan sprüche

Vl.)Verfahren zum Beschichten der Innenseite eines Rohres zur Erhöhung seiner Verschleißfestigkeit, d . a durch gekennzeichnet, daß ein Beschichtungsmaterial bereitgestellt wird, .das ein aus einem vernetzbaren, wärmehärtbaren Harz.bestehendes: Grundmaterial, ein Aushärtungsmittel für das Harz, ein thixotropes Mittel und einen kleinteiligen gegenüber einem gegenseitigen Abrieb festen Füllstoff enthält, der willkürlich und ziemlich gleichmäßig im Grundmaterial verteilt ist, daß das Rohr um eine im allgemeinen horizontale Achse angeordnet wird, daß das Beschichtungsmaterial auf die Innenseite des Rohres aufgebracht wird, daß das Rohr mit einer Drehzahl gedreht wird, bei der das Beschichtungsmaterial in einer im allgemeinen gleichmäßigen Dicke über die Innenseite des Rohres zentrifugiert wird, daß große abriebfeste Teilchen der Innenseite der Beschichtung zugeführt werden, daß ermöglicht wird, daß sich die großen Teilchen verteilen und einzeln in willkürlicher Weise in die Beschichtung zwischen die gegenüber einem gegenseitigen Abrieb festen Füllstoffteilchen einbetten und daß die Beschichtung vollständig aushärten gelassen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüber einem gegenseitigen Abrieb festen Füll stoffteilchen eine Größe

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in der Größenordnung von 0,084 min (180 mesh) haben und daß die größte Abmessung der großen abriebfesten Teilchen in. der Größenordnung von 1,59 mm (1/16 inch) liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführen der großen abriebfesten Teilchen erfolgt,nachdem das Beschichtungsmaterial auf die Innenseite des Rohres aufgebracht ist.
4· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüber einem gegenseitigen Abrieb festen Füllstoffteilchen eine Größe in der Größenordnung von 0,149 mm (100 mesh) haben und daß die größte Abmessung der großen abriebfesten Teilchen in der Größenordnung von 1,59 mm (1/16 inch) liegt·
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüber einem gegenseitigen Abrieb festen Füllstoffteilchen eine Größe in der Größenordnung von 0,084 mm (180 mesh) haben und¹ daß die größte Abmessung der großen abriebfesten Teilchen in der Größenordnung von 0, 079 mm(l/32 inch) liegt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüber einem gegenseitigen Abrieb festen Füllstoffteilchen eine Größe in der Größenordnung von 0,084 mm (180 mesh) haben und daß die größte Abmessung der großen abriebfesten Teilchen in der Größenordnung von 2,12 mm (1/12 inch) liegt.

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7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der gegenüber einem gegenseitigen Abrieb festen Füllstoffteilchen im Bereich zwischen 0,149 mm und 0,064 mm (100 mesh bis 225 mesh) liegt und daß die Größe der großen abriebfesten Teilchen im Bereich zwischen 2,38 mm und 0,48 4 mm(8 mesh bis 36 mesh) liegt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmehärtbare Harz ein Epoxydharz ist.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurchgekennzeichnet, daß das wärmehärtbare Harz ein ungesättigtes Polyesterharz ist.
10· Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das wärmehärtbare Harz ein Polyurethanharz ist.
11· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmehärtbare Harz ein Polyamidharz ist.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das .,wärmehärtbare· Harz ein Polyimidharz ist.
13. Verfahren nach Anspruch 1, d \.a durch gekennzeichnet, daß die Beschichtung in mehreren Schichten übereinander auf die Innenseite des Rohrs aufgebracht wird, von denen'jede 1,59 mm (1/16 inch) stark ist.

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14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch'- ge-·

Jc e η η 2 e i c h η e t, daß die Beschichtung bei Zimmertemperatur aushärten gelassen wird·
15. Verfahren nach Anspruch 1, d ä d u r c h g e Jc en η ζ ei c h η e t, daß eine separate Energiequelle zur Beschleunigung der Aushärtung der Beschichtung angewandt wird.
16... Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e kenn ζ e i c h η e t, daß die großen Teilchen metallbeschichtete Tonerdekeramikperlen sind.
17. Verfahren nach Anspruch !,dadurch g e k en η zeichnet, daß die großen Teilchen im wesentlichen kugelförmige Perlen sind.
18. Verfahren nach Anspruch !,dadurch g ek e η η ζ e i c h η e t, daß das Rohr aus einem Glasfaser verstärktem Polymerisat besteht. ·
19. Allgemein zylinderförmiges Rohr mit einer verschleißfesten Beschichtung, die an seiner Innenseite haftet, d a d u r c h . g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Beschichtung ein ausgehärtetes vernetztes

wärmshärtbares Harzgrundmaterial mit großen abriebfesten Teilchen, die darin verteilt sind,und kleineren gegenüber einem gegenseitigen Abrieb festen Füll stoffteilchen enthält, die willkürlich im
Grundmaterial zwischen den großen Teilchen verteilt sind.
20. Rohr nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e η nz e i ch net, daß die großen abriebfesten Teil-

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chen metallbeschichtete Kieselerdekeramikteilchen
sind.
21. Rohr nach Anspruch 19,dadurch gekennzeichnet, daß die großen Keramikteilchen im wesentlichen kugelförmige Perlen sind·
22. Rohr nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der gegenüber einem gegenseitigen Abrieb feste Füllstoff Siliziumcarbid ist.

.23. Rohr nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,, daß das .wärmehärtbare Harz ein
Epoxydharz ist.

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