DE2718064C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft ein Isolierelement in Platten-, Schalen­ oder Schlauchform mit einem feuchtigkeitsundurchlässigen Außenmantel und einem einen Korrosionsinhibitor enthaltenden Innenmantel, wobei der Außen- und/oder Innenmantel aus einem isolierenden Material besteht. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Isolierelements.
Es ist eine große Zahl von Korrosionsinhibitoren bekannt, die einzelne oder auch mehrere Metalle gegen Korrosion schützen, die durch unterschiedliche Mittel ausgelöst werden kann. So ist es z.B. bekannt, daß Natriumbenzoat ein Korrosionsinhibitor für Eisen, Natriumnitrit ein Korrosionsinhibitor für Eisen und Aluminium und Natriumsilikat ein Korrosionsinhibitor für Aluminium, Eisen, Zink, Kupfer und Messing ist (vgl. z.B. Ullmanns Encyclopädie der technischen Chemie, 1951-1970, Bd. 10, Seite 677).
Ferner ist es aus der DE-PS 8 49 791 bekannt, Salze von Bor­ säuren als Korrosionsinhibitoren für eisenhaltige Metall­ flächen zu verwenden, wobei diese Salze in der Gasphase wirken.
Es sind auch bereits Rohrisolierungen bekannt, die mit einem Korrosionsinhibitor imprägniert sind. In der DE-PS 8 22 458 werden Schutzbinden für Rohre und ähnliche Leitungen beschrie­ ben, die mit Korrosionsschutzmassen getränkt oder überzogen sind, die u.a. Amine enthalten. Rohrisolierungen, die mit einem Korrosionsinhibitor imprägniert sind, sind auch aus dem DE-Gbm 66 06 166 bekannt, wonach die Isolierschicht mit min­ destens einem Korrosionsinhibitor imprägniert ist. Als Korro­ sionsinhibitoren werden dort Soda und/oder Alkaliphosphate genannt.
In dem DE-Gbm 73 38 811 werden Rohrisolierschläuche insbesonde­ re zur Wärmeisolierung von Rohren beschrieben. Diese Rohr­ isolierschläuche bestehen aus einem außen mit einer Kunststoff­ folie überzogenen rohrförmigen Faservlies, das mit einem Korrosionsinhibitor, insbesondere Dicyclohexylaminnitrit, ver­ sehen ist. Dieser Korrosionsinhibitor wirkt in der Gasphase.
In der DE-OS 19 32 576 wird eine Vielzahl von Inhibitorgemischen für Frostschutzmittel auf der Basis von 1,2-Glycolen beschrie­ ben. Zwei der in der Tabelle 1 angegebenen Frostschutzmittel enthalten u.a. ein Alkalicarbonat, ein wasserlösliches Borat, ein wasserlösliches Silikat, ein wasserlösliches Benzoat und ein wasserlösliches Nitrit, wobei diese Gemische jedoch als nicht ausreichend geeignet für den Einsatz in Frostschutzmit­ teln angesehen werden. An Inhibitorgemische in Isolierelemen­ ten werden zusätzliche Anforderungen gestellt als an Inhibitor­ gemische für Frostschutzmittel, die dem Wasser von Kühl­ systemen zugesetzt werden. So müssen sie sich z.B. aus kon­ zentrierter wäßriger Lösung verarbeiten lassen, damit das Isolierelement bei der Herstellung nur mit geringen Wasser­ mengen benetzt wird. Ferner müssen sie in geringer Konzentra­ tion wirksam sein, um die wärmeisolierenden Eigenschaften des Isolierelements nicht zu verschlechtern.
Die beschriebenen bisher für Isolierelemente verwendeten Korrosionsinhibitoren haben den Nachteil, daß sie nur bestimmte Metalle vor Korrosion schützen, während sie auf andere Metalle gar nicht wirken oder sogar deren Korrosion fördern. Teilweise haben sie auch den Nachteil, daß sie nicht ausreichend lang Korrosionsschutz gewährleisten, da sie bei relativ niedrigen Temperaturen verdampfen. Damit sind sie für eine Verwendung bei höheren Temperaturen, z.B. für Rohrleitungen in Heizungs­ anlagen, wenig geeignet. Weitere Nachteile können sein, daß die Korrosionsinhibitoren nicht oder nicht ausreichend gut in Wasser löslich sind, und daß relativ hohe Konzentrationen in den Isolierelementen für einen ausreichenden Korrosions­ schutz erforderlich sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Isolierelement der eingangs genannten Art zu schaffen, das in der Sanitär-, Heizungs-, Lüftungs-, Klima- und Kältetechnik universell einsetzbar ist, d.h. das für die dabei üblicherweise verwendeten Metalle, wie Gußeisen, Stahl, verzinkter Stahl, Kupfer und dessen Le­ gierungen, insbesondere Messing, Aluminium und dessen Legie­ rungen, bei den dabei auftretenden Temperaturen einen aus­ reichenden Korrosionsschutz bietet, das einfach herstellbar ist, und dessen isolierende Eigenschaften durch das Korro­ sionsinhibitorgemisch nicht beeinträchtigt werden. Aufgabe der Erfindung ist es außerdem, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Isolierelements zu schaffen.
Ausgehend von dem eingangs genannten Isolierelement wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Innenmantel mit einem Korrosionsinhibitorgemisch ausgerüstet ist, das mindestens ein Alkalicarbonat, mindestens ein wasserlösliches Borat, mindestens ein wasserlösliches Silikat, mindestens ein wasserlösliches Benzoat und mindestens ein wasserlösliches Nitrit enthält.
Dieses Isolierelement bietet für die üblicherweise in der Sanitär-, Heizungs-, Lüftungs-, Klima- und Kältetechnik verwendeten Metalle Korrosionsschutz, wobei die einzelnen Bestandteile des Korrosionsinhibitorgemisches untereinander verträglich sind und für die anderen zu verwendenden Metalle, für die sie jeweils nicht als speziell korrosionshemmend be­ kannt sind, nicht schädlich sind. Außerdem verstärken sich die Bestandteile dieses Gemisches, die auf dieselben Metalle korrosionshemmend wirken, gegenseitig im Korrosionsschutz. Dadurch kann das erfindungsgemäße Isolierelement einerseits universell eingesetzt werden und andererseits mit einer ge­ ringeren Konzentration an Korrosionsinhibitorgemisch herge­ stellt werden, was nicht nur wirtschaftlich, sondern auch für die wärmeisolierenden Eigenschaften wichtig ist.
Das im erfindungsgemäßen Isolierelement enthaltene Korrosions­ inhibitorgemisch zeichnet sich ferner durch eine gute Depot­ wirkung aus, d.h. es bietet für lange Zeit Korrosionsschutz. Dies kommt einerseits dadurch, daß das Gemisch nur Bestand­ teile enthält, die auch bei höheren Temperaturen nur wenig verdampfen, so daß auch bei Verwendung in Heizungsanlagen aus­ reichend lang Korrosionsschutz besteht. Die gute Depotwirkung ist andererseits darauf zurückzuführen, daß der durch Schwitz­ wasser bewirkte Auswascheffekt und die Verdampfung gering sind aufgrund der gegenseitigen Umhüllung der einzelnen Be­ standteile, insbesondere durch die Silikate.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die gute Wasserlöslich­ keit der einzelnen Bestandteile, so daß das Korrosionsinhi­ bitorgemisch aus konzentrierten Lösungen in oder auf das isolierende Material gebracht werden kann. Dadurch wird das isolierende Material nur mit geringen Wassermengen benetzt, so daß sich lediglich ein kurzer Trocknungsschritt anschlie­ ßen muß. Damit verbunden ist auch eine gleichmäßigere Ver­ teilung des Korrosionsinhibitorgemisches im isolierenden Ma­ terial, als sie bei der Verdampfung größerer Wassermengen erreicht würde.
Das Korrosionsinhibitorgemisch enthält vorzugsweise 5-10 Gew.-% Alkalicarbonat, 5-10 Gew.-% Borat, 15-20 Gew.-% Silikat, 5-10 Gew.-% Benzoat und 50-75 Gew.-% Nitrit. Besonders bevorzugt ist eine Zusammen­ setzung mit 10 Gew.-% Alkalicarbonat, 10 Gew.-% Borat, 20 Gew.-% Silikat, 10 Gew.-% Benzoat und 50 Gew.-% Nitrit.
Als Borate werden vorzugsweise Alkali- und/oder Erdalkali­ borate, als Benzoate Alkali- und/oder Erdalkalibenzoate und als Nitrit Alkali- und/oder Erdalkalinitrit verwendet. Es kom­ men dabei als Kationen insbesondere Kalium, Natrium, Lithium, Calcium, Barium, Strontium und Magnesium in Frage. Besonders bevorzugt sind die jeweiligen Alkalisalze der Bestandteile. Als Silikate werden vorzugsweise Alkalisilikate, insbesondere Kalium-, Natrium- und Lithiumsilikat, und als Nitrit Alkali­ nitrit eingesetzt. Besonders bevorzugt ist ein Korrosions­ inhibitorgemisch, das Soda, Borax, Natrium- oder Kaliumwasser­ glas, Natriumbenzoat und Natriumnitrit enthält.
Das Alkalicarbonat erfüllt in dem Korrosionsinhibitorgemisch mehrere Aufgaben. Es begünstigt die Passivierung von Eisen und dessen Legierungen und stellt einen für die Wirkung der Inhibitoren günstigen pH-Bereich (alkalisch bis pH 13) ein, wodurch außerdem die übrigen Bestandteile, insbesondere das Nitrit und Silikat, in dem Gemisch stabilisiert werden. Schließlich wirkt das Alkalicarbonat zu einem gewissen Grad auch als Inhibitor auf Eisen und Stahl. Die Bestandteile des Korrosionsinhibitorgemisches wirken im wesentlichen im Kontakt, zum Teil aber auch in der Gasphase. So wirken die Borate im Kontakt und in der Gasphase vor allem auf Kupfer und Aluminium. Die Silikate wirken im Kontakt im wesentlichen auf Aluminium und verstärken sich in ihrer Wirkung mit den Boraten. Die Benzoate wirken im Kontakt und in geringem Maße auch in der Gasphase vor allem auf Kupfer und Stahl. Nitrit wirkt im wesentlichen im Kontakt auf Stahl und auch auf Kupfer und verstärkt sich in seiner Wirkung mit den übrigen Bestandteilen des Gemisches, die die Korrosion von Stahl verhindern.
Der Außenmantel des erfindungsgemäßen Isolierelements, der als Feuchtigkeitssperrschicht wirkt, kann eine Kunststoffolie oder eine Metallfolie sein. Als Kunststoffolien kommen solche in Betracht, die einen ausreichend hohen Schmelzpunkt (über 110°C), eine ausreichende Alterungsbeständigkeit und eine ausreichende Wasser- und Wasserdampfundurchlässigkeit aufweisen. Es können jedoch auch Außenmäntel verwendet werden, die nicht nur als Feuchtigkeitssperre dienen, sondern gleichzeitig isolieren. Für solche Außenmäntel kommen Schaumstoffe mit ausreichend ho­ hem Schmelzpunkt in Frage, z.B. Polyäthylen, Polyurethan, Polyphenole, Polyisocyanate, Polyisoprenmischungen und Polyamide.
Der Innenmantel, der mit dem Korrosionsinhibitorgemisch ausge­ rüstet ist, kann ein faseriges Isoliermaterial sein. Dafür kom­ men Faservliese, z.B. Nadelfilz, in Frage. Der Nadelfilz ist, wenn er allein die Isolierung bewirkt, d.h. der Außenmantel eine lediglich als Feuchtigkeitssperre wirkende Folie ist, be­ vorzugt einige Millimeter stark. Wird als Außenmantel bereits ein isolierendes Material, z.B. Schaumstoff, verwendet, so kann ein sehr dünnes Faservlies als Träger für das Korrosions­ inhibitorgemisch verwendet werden. Wenn der Außenmantel aus einem isolierenden Material besteht, kann der Innenmantel eine auf dem Außenmantel aufgetragene Trägermaterial-Schicht sein. Als Trägermaterialien kommen Wasserglas/Kieselgur, Wasserglas/ Öl, höhere Alkohole, Wachse, saugfähige Silikatminerale, wie Asbest, Perlite und Talkum, Kasein und methylierte Zellulosen in Frage. Werden Öle, höhere Alkohole und Wachse als Träger­ materialien verwendet, so dienen diese gleichzeitig als Gleit­ mittel, die das Aufschieben der Isolierschläuche auf die Rohre erleichtern. Als Öle kommen Paraffinöle, als Alkohole insbesondere mehrwertige Alkohole mit fünf und mehr Kohlen­ stoffatomen in Frage. Die Trägerschichten mit dem Korrosions­ schutz können durch Besprühen, Beschichten oder Aufstreichen auf den Außenmantel aufgebracht werden.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Isolier­ elements besteht aus einer Folie als Außenmantel und einem mit dem Korrosionsinhibitorgemisch getränkten Faservlies, ins­ besondere Nadelfilz, als Innenmantel. In einer anderen be­ vorzugten Ausführungsform ist der Außenmantel ein Schaumstoff, der mit einer das Korrosionsinhibitorgemisch enthaltenden Trägermaterial-Schicht, insbesondere einer Kieselgur/Wasser­ glas-Schicht versehen ist.
Die erfindungsgemäßen Isolierelemente bieten auch dann Korro­ sionsschutz, wenn das Isolierelement nicht entlang des gesam­ ten Umfangs mit dem zu isolierenden Rohr in Kontakt steht. Dies kommt einerseits dadurch, daß das Isolierelement neben im Kontakt wirkenden Inhibitoren auch solche enthält, die in der Gasphase wirken. Andererseits ist dies darauf zurückzu­ führen, daß sich mit dem Schwitzwasser ein Oberflächenfilm über den gesamten Umfang des Rohres ausbildet, der das Korro­ sionsinhibitorgemisch enthält.
Erfindungsgemäß werden ferner Verfahren zur Herstellung der Isolierelemente vorgeschlagen. Bei einer Variante des Her­ stellungsverfahrens wird eine wäßrige Lösung des Korrosions­ inhibitorgemisches auf den Innenmantel aufgetragen, der Innen­ mantel getrocknet sowie anschließend der Außenmantel in an sich bekannter Weise mit dem Innenmantel verbunden. Dieses Verfahren wird zur Herstellung von Isolierelementen angewandt, deren Innenmantel aus einem faserigen Material besteht. Das Faservlies wird zunächst im trockenen Zustand vernadelt und wird dann zwischen zwei Walzen durchgeführt, von denen die untere Walze in einen Behälter mit der wäßrigen Lösung des Korrosionsinhibitorgemisches taucht. Das Faservlies wird dabei mit der wäßrigen Lösung benetzt. Anschließend läuft das Faser­ vlies durch eine Trockeneinrichtung zur Verdampfung des Wassers. Der Außenmantel, z.B. die Kunststoffolie, wird dann in an sich bekannter Weise, z.B. durch Verkleben oder Verschweißen, mit dem Innenmantel verbunden.
Vorzugsweise wird bei dem Herstellungsverfahren eine mindestens 25%ige wäßrige Lösung des Korrosionsinhibitorgemisches verwen­ det, um möglichst wenig Wasser auf den Innenmantel zu bringen, was wiederum den Trocknungsschritt verkürzt und eine gleich­ mäßigere Verteilung des Gemisches ergibt. Der Lösung kann ein Gleitmittel zugesetzt werden. Ferner kann die Lösung eine Ausrüstung, z.B. Latexbinder, enthalten, um dem Faservlies Stabilität zu verleihen. Der Walzenauftrag ist so eingestellt, daß ausreichend viel Korrosionsinhibitorgemisch in das Faser­ vlies gebracht wird, um einen ausreichenden Korrosionsschutz zu gewährleisten. Die Menge richtet sich im Einzelfall nach dem Volumen und der Struktur des Faservlieses und damit nach der Wassermenge, die das Faservlies aufnehmen kann. Ein aus­ reichender Korrosionsschutz ist dann gewährleistet, wenn so viel Korrosionsinhibitorgemisch aufgetragen wird, daß, sofern die Faservliesschicht sich vollständig mit Wasser vollsaugen würde, dieses Wasser mindestens 0,25 Gew.-% Korrosions­ inhibitorgemisch enthält. Vorzugsweise enthält das Wasser ca. 1 Gew.-% Korrosionsinhibitorgemisch.
Eine andere Variante des Herstellungsverfahrens für Isolier­ elemente besteht darin, daß der Außenmantel mit einem Träger­ material beschichtet wird, das das Korrosionsinhibitorgemisch enthält, und anschließend getrocknet wird. Als Trägermaterialien werden vorzugsweise Kieselgur/Wasserglas oder Wasserglas, dem ein Gleitmittel zugesetzt wird, verwendet. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist das Trägermaterial ein Gleit­ mittel, z.B. ein höherer Alkohol oder ein Wachs. Dieses Her­ stellungsverfahren wird vorzugsweise angewandt, wenn der Außen­ mantel des Isolierelements ein Schaumstoff ist, der das Gemisch nicht aufnehmen kann. Es wird bei diesem Herstellungsverfahren eine teigige Mischung aus dem Trägermaterial und dem Korrosions­ inhibitorgemisch hergestellt und auf den Außenmantel aufgetragen.
Die Isolierelemente in Schlauchform werden zur Isolierung von Rohren verwendet. Die Isolierelemente in Platten- oder Schalenform werden insbesondere im Stahlbau verwendet und die­ nen zur Ummantelung von Behältern, Stützen und dergleichen.
Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungs­ gemäßes Isolierelement in Form eines Rohrisolierschlauches in Verbindung mit dem zu isolierenden und vor Korrosion zu schützenden Rohr. Die Abmessungen sind dabei nicht maßstabs­ gerecht wiedergegeben. In der Zeichnung ist das Rohr mit 1 bezeichnet. Der auf das Rohr 1 aufgezogene Rohrisolier­ schlauch besteht aus einem Außenmantel 2 und einem Innen­ mantel 3, der das Korrosionsinhibitorgemisch enthält.

Claims (15)

1. Isolierelement in Platten-, Schalen- oder Schlauch­ form mit einem feuchtigkeitsundurchlässigen Außenmantel und einem einen Korrosionsinhibitor enthaltenden Innen­ mantel, wobei der Außen- und/oder der Innenmantel aus einem isolierenden Material bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenmantel mit einem Korrosionsinhibitorgemisch ausgerüstet ist, das mindestens ein Alkalicarbonat, mindestens ein wasser­ lösliches Borat, mindestens ein wasserlösliches Silikat, mindestens ein wasserlösliches Benzoat und mindestens ein wasserlösliches Nitrit enthält.
2. Isolierelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Korrosionsinhibitorgemisch 5-10 Gew.-% Alkalicarbonat, 5-10 Gew.-% Borat, 15-20 Gew.-% Silikat, 5-10 Gew.-% Benzoat und 50-75 Gew.-% Nitrit enthält.
3. Isolierelement nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Korrosionsinhibitorgemisch 10 Gew.-% Alkalicarbonat, 10 Gew.-% Borat, 20 Gew.-% Silikat, 10 Gew.-% Benzoat und 50 Gew.-% Nitrit enthält.
4. Isolierelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrosions­ inhibitorgemisch als wasserlösliches Borat Alkali­ und/oder Erdalkaliborat, als wasserlösliches Silikat Alkalisilikat, als wasserlösliches Benzoat Alkali- und/ oder Erdalkalibenzoat und als wasserlösliches Nitrit Alkali- und/oder Erdalkalinitrit enthält.
5. Isolierelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrosions­ inhibitorgemisch als Alkalicarbonat Soda, als Borat Borax, als Silikat Natrium- und/oder Kaliumwasserglas, als Benzoat Natriumbenzoat und als Nitrit Natriumnitrit enthält.
6. Isolierelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außen­ mantel eine Folie oder ein Schaumstoff ist.
7. Isolierelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Innen­ mantel ein Faservlies oder eine Trägermaterial- Schicht ist.
8. Isolierelement nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel eine Folie und der Innenmantel ein mit dem Korrosions­ inhibitorgemisch getränktes Faservlies ist.
9. Isolierelement nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel ein Schaumstoff und der Innenmantel eine das Korrosionsinhibitorgemisch enthaltende Trägermaterial- Schicht ist.
10. Isolierelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Innen­ mantel ein Gleitmittel enthält oder eine aus einem Gleitmittel bestehende Schicht darstellt.
11. Isolierelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitmittel ein Öl, ein höherer Alkohol oder ein Wachs ist.
12. Verfahren zur Herstellung eines Isolierelements nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Lösung des Korrosionsinhibitorgemischs auf den Innenmantel aufgetragen, der Innenmantel getrocknet und anschließend der Innenmantel in an sich bekannter Weise mit dem Außenmantel verbunden wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die wäßrige Lösung des Korrosions­ inhibitorgemischs mindestens 25%ig ist und soviel Korrosionsinhibitorgemisch aufgetragen wird, daß, sofern der Innenmantel vollständig mit Wasser voll­ gesogen ist, dieses Wasser 0,25 bis 1 Gew.-% Korrosionsinhibitorgemisch enthält.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung des Korrosionsinhibitorgemischs zusammen mit einer Ausrüstung auf den Innenmantel aufgebracht wird.
15. Verfahren zur Herstellung eines Isolierelements nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel mit einem das Korrosionsinhibitorgemisch enthaltenden Trägermaterial beschichtet wird.
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