DE2734839C2

DE2734839C2 - Verwendung eines Klebers auf der Basis einer Alkalisilikatlösung zur Spritzisolierung unter Einsatz von Mineralfasern

Info

Publication number: DE2734839C2
Application number: DE19772734839
Authority: DE
Inventors: Rudolf Peter 6700 Ludwigshafen Neser
Original assignee: WOELLNER-WERKE 6700 LUDWIGSHAFEN DE
Current assignee: WOELLNER-WERKE 6700 LUDWIGSHAFEN DE
Priority date: 1977-08-02
Filing date: 1977-08-02
Publication date: 1986-05-28
Also published as: DE2734839A1

Description

2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkalisilikatlösung aus einer Natriumsilikatlösung, Kaliumsilikatlösung oder aus einem Gemisch dieser Lösungen besteht.

3. Verwendung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Natriumsilikatlösung ein Gewichtsverhältnis S1O2 : Na2O=2,5 bis 3,8 :1 und die Kaliumsilikatlösung ein Gewichtsverhältnis SiO₂: K₂O = 1,6 bis 2,7 :1 aufweist.

4. Verwendung nach den Ansprüchen 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffgehalt der Natriumsilikatlösung 28 bis 42 und vorzugsweise 34 bis 38 Gew.-°/o und der Feststoffgehalt der Kaliumsilikatlösung 24 bis 44 und vorzugsweise 35 bis 41 Gew.-% beträgt.

5. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber eine Mischung aus 98 bis 50 Gew.-°/o, insbesondere 96 bis 90 Gew.-%, einer Natriumsilikatlösung und 2 bis 50 Gew.-%, insbesondere 4 bis 10 Gew.-%, einer Kaliumsilikatlösung enthält.

6. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber bis zu 5 Gew.-% des feinteiligen Siliziumdioxids und/oder 0,5 bis lOGew.-°/o einer 5 bis 15%igen wäßrigen alkalischen Lösung des organischen Polymeren enthält.

7. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kleber als organisches Polymer bis zu 1 Gew.-% eines Ammonium- oder Natriumpolyacrylats enthält.

Die Spritzisolierung von beispielsweise Kraftwerksturbinen mit Asbest ist seit längerem bekannt. Bei diesem Verfahren wird die zerkleinerte Asbestfaser mit Luft auf das zu isolierende Geräteteil aufgeblasen und mit gleichzeitig aufgedüstem Wasser gebunden. Ein besonderer Klebstoff wurde für dieses Verfahren nicht benötigt. Die Verarbeitung von Asbestfasern bedingt jedoch einen hohen Anteil von Asbeststaub an der Arbeitsstelle, der eine signifikante Gesundheitsgefährdung (Asbestose) darstellt. Deshalb wird schon seit längerem versucht, anstatt Asbest Mineralfasern für den Zweck zu verwenden. Ein Verarbeiten von Mineralfasern ohne Bindemittel ist jedoch nicht möglich.

Ein Klebstoff für die Spritzisolierung unter Einsatz von Mineralfasern muß folgenden Anforderungen genügen:

a) Der Klebstoff muß eine hohe Anfangshaftung besitzen, damit die aufgespritzte Isolierschicht nicht abfällt

b) Der Kleber muß bis mindestens 1000⁰C beständig sein.

c) Der Klebstoff soll aus der Isolierschicht nicht heraustropfen oder herauslaufen.

d) Der Kleber muß über lange Zeit lagerfähig sein.

e) Der Kleber darf nicht korrosiv auf Metalle wirken. 10

Die bisher für Mineralfasern bekannten Klebstoffe können den vorstehend genannten Kriterien entweder teilweise oder ganz nicht genügen.
Es wurde auch schon versucht, Mineralfasern mit Zement zu vermischen und beim Anblasen der Mischung an den zu isolierenden Gegenstand durch Aufdüsen von Wasser zu binden. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß sich an der Arbeitsstelle eine derartig hohe Zementstaubkonzentration bildet, daß die Verarbeitung erheb-Hch erschwert wird und aufwendige Sicherheitsvorkehrungen erforderlich sind.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, unter Einsatz von Mineralfasern eine Möglichkeit zur Spritzisolierung mittels eines Klebers zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch die Verwendung gemäß Patentanspruch 1 gelöst

In der DE-OS 25 41 555 wird ein unentzündbares Haftmittel mit einem Silikat beschrieben, das aus einer mineralischen Komponente aus 20 bis 90 Gew.-% einer konzentrierten wäßrigen Lösung eines alkalischen Metallsilikats, 5 bis 25Gew.-% eines Tons und 2 bis 7 Gew.-% einer entflockten Asbestfaser sowie einer organischen Komponente in Form einer 30- bis 70%igen wäßrigen Lösung aus Carboxymethylzellulose, einem Stärkeester, einem Dextrin sowie Mischungen dieser Substanzen besteht. Dieser DE-OS liegt eine andere Aufgabenstellung als der vorliegenden Erfindung zugrunde, und zwar sollen in dem bekannten Falle verschiedene Gegenstände, wie Aluminiumfolienblech mit festen Unterlagen, wie Beton etc. verbunden werden. Diese bekannten Klebemassen sind nicht mit einer Spritzvorrichtung mit Feindüsen, wie sie für eine Spritzmattenisolierung unerläßlich sind, aufgrund des Gehaltes an den dort angegebenen Füllstoffen sowie aufgrund des Vorliegens von Asbestfasern verspritzbar.

Kritisch für die Funktionsweise der erfindungsgemäß verwendeten Kleber sind insbesondere der obere Gehalt an Kaolinit enthaltendem Material, wie Kaolin oder Neuburger Kreide, von 10Gew.-%, während in dem bekannten Falle der Füllstoffgehalt meistens oberhalb 10 Gew.-% liegt. Darüber hinaus ist dieser Literaturstelle auch nirgends der Hinweis zu entnehmen, daß nur beim Einsatz eines mineralogisch mehr als 15% Kaolinit enthaltenden Materials, wie Kaolin oder Neuburger Kreide, die gewünschte Wirkung erzielt wird. Verwendet man beispielsweise in dem erfindungsgemäß eingesetzten Kleber anstelle von Kaolin oder Neuburger Kreide Bentonit oder einen anderen nicht unter die erfindungsgemäße Definition fallenden Füllstoff, so wird die gewünschte Wirkung auch nicht annäherungsweise erzielt.

Aufgrund der Kompliziertheit der Silikatchemie konnte man auch nicht auf den Gedanken verfallen, daß ein zum Verkleben von Blechen gegebenenfalls unter Druckeinwirkung verwendeter Kleber auch für eine Spritzmattenisolierung eingesetzt werden kann. Gerade die anorganischen Kleber auf Alkalisilikatbasis müssen oft in äußerst langwierigen Versuchungs- und Testrei-

hen für den jeweiligen Verwendungszweck, d h. zum Verbinden von verschiedenen Substraten, maßgeschneidert werden, so daß man keine Analogieschlüsse von einem Kleber zu dem anderen ziehen kann.

In der GB-PS 10 68 584 werden in Wasser dispergierbare Gemische aus einem oder mehreren Alkalisilikaten, Füllstoffen und/oder Pigmenten sowie einem oder mehreren wasserlöslichen organischen Polymeren beschrieben. Bei diesen Gemischen handelt es sich um Beschichtungsmassen, d. h. Massen, die auf ein Substrat to in einer bestimmten Dicke aufgebracht werden, wobei diese Massen in Wasser dispergierbar sein müssen, d. h. in trockenem Zustand hergestellt und verschickt werden und dann erst bei ihrer Anwendung in Wasser dispergiert werden. is

Demgegenüber bestand die erfindungsgemäß zu lösende Aufgabe darin, eine Spritzisolierung unter Ver- 95,0 Gew.-% Wendung eines Klebers in der Weise zu ermöglichen, daß die auf die zu isolierende Oberfläche aufgespritzten Fasern schnell an den Berührungsflächen der Faser mit 20 dem Substrat bzw. der Fasern untereinander ohne abzu- 4,0 Gew.- °/o

tropfen sich verbinden und die Herstellung von mög- l,0Gew.-%

liehst dicken (bis zu 30 cm) Faserisolationen ermögli- 100,0 Gew.-% chen. Nachdem sowohl die Fasern als auch das Bindemittel dafür gleichzeitig auf das zu isolierende Substrat 2s aufgespritzt werden, sind an ein derartiges Bindemittel ganz bestimmte Anforderungen zu stellen, die von den Anforderungen erheblich verschieden sind, die an eine kompakt aufzutragende Beschichtungsmasse zu stellen sind. Diese Kriterien wurden eingangs bereits dargelegt. 30 Die bisher bekannten Klebstoffe für Mineralfasern, die

nicht mit den Beschichtungsmassen der in der genann- .

ten GB-PS beschriebenen Gattung verwechselt werden 100,0 Gew.-% dürfen, genügen nicht den erwähnten Kriterien.

Durch den erfindungsgemäß eingesetzten Kleber ist es erstmalig möglich, Faserisolationsschichten in einer Dicke bis zu 30 cm auf zu isolierende Substrate, insbesondere Kraftwerksturbinengehäuse, aufzuspritzen. Mit Hilfe der bisher bekannten Kleber war es nur möglich, dünnere Schichten bis zu einigen Zentimetern aufzutragen, so daß zur Herstellung dicker Isolationsschichten mehrere Arbeitsgänge, zwischen denen getrocknet werden mußte, erforderlich waren. Die Erfindung ermöglicht demgegenüber die Auftragung dicker Isolationsschichten in einem Arbeitsgang.

Der erfindungsgemäß eingesetzte Kleber wirkt auch als Korrosionsschutz auf Metallen. Er zeichnet sich durch eine gute Lagerstabilität aus und ist in geschlossenen Behältern unbegrenzt lagerfähig.

Vorzugsweise besteht die in dem erfindungsgemäß verwendeten Kleber eingesetzte Alkalisilikatlösung aus einer Natriumsilikatlösung, Kaliumsilikatlösung oder aus einem Gemisch aus diesen Lösungen. Dabei weist die Natriumsilikatlösung vorzugsweise ein Gewichtsverhältnis von SiO₂: Na₂O = 2,5 bis 3,8 :1 und die Ka- liumsilikatlösung ein Gewichtsverhältnis

SiO₂ : K₂O= 1,6 bis 2,7 :1 auf.

Der Feststoffgehalt der Natriumsilikatlösung beträgt vorzugsweise 28 bis 42 und besonders bevorzugt 34 bis 38 Gew.-%, der Feststoffgehalt der Kaliumsilikatlösung vorzugsweise 24 bis 44 und besonders bevorzugt 35 bis 41 Gew.-%.

Vorzugsweise enthält der Kleber eine Mischung aus 98 bis 50 Gew.-%, insbesondere 96 bis 90 Gew.-%, einer Natriumsilikatlösung und 2 bis 50 Gew.-%, insbesondere 4 bis 10 Gew.-%, einer Kaliumsilikatlösung.

Außerdem enthält er gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bis zu 5 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 3,5 Gew.-%, des feinteiligen Süiziumdioxids und/oder 0,5 bis 10 Gew.-%, insbesondere 1 bis 6 Gew.-°/o, einer 5- bis 15%igen wäßrigen alkalischen Lösung des organischen Polymeren, insbesondere eines polymeren Metacrylats. Insbesondere kann er bis zu 1 Gew.-°/o eines Ammonium- oder Natriumpoylacrylats enthalten.

Der verwendete Kleber kann ferner außerdem Zusätze, wie sie in herkömmlicher Weise Klebern auf Alkalisilikatbasis zugesetzt werden, enthalten, insbesondere Alkaliphosphate, vorzugsweise Natriumphosphat, oder einen oder mehrere Zucker.

Die folgenden Beispiele erläutern Ansätze für erfindungsgemäß eingesetzte Kleber:

Beispiel 1

Natriumsilikatlösung

(Gewichtsverhältnis

SiO₂:Na₂O=3,l:l,

Feststoffgehalt=33 Gew.-%)

Kaolin

Polymetacrylat (8 Gew.-°/oige Lösung)

Beispiel 2

93,5 Gew.-°/o Natriumsilikatlösung (Feststoff=36,5%, Gewichtsverhältnis SiO₂: Na₂O = 3,30:1) 6,0 Gew.-% Neuburger Kreide 0,5 Gew.-% feinteiliges Siiiziumdioxid

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung eines Klebers, bestehend aus

A) einer Lösung eines oder mehrerer Alkalisilikate,

B) 1 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer, mineralogisch mehr als 15% Kaolinit enthaltender Materialien

C) feinteiligem Siliziumdioxid und/oder einem . oder mehreren wasserlöslichen und alkalibeständigen organischen Polymeren sowie gegebenenfalls

D) Alkaliphosphaten oder einem oder mehreren Zuckern, zur Spritzisolierung unter Einsatz von Mineralfasern.