DE29511796U1 - Beschichtung für Aluminium-Strahlungsheizkörper - Google Patents

Beschichtung für Aluminium-Strahlungsheizkörper

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Description

GEBRAUCHSMUSTER ANMELDUNG
Aktenzeichen: 21/95
Kennwort: Beschichtung für Aluminium-
Strahlungsheizkörper
Die Erfindung betrifft die Herstellung einer hochtemperaturbeständigen, anorganischen und !ösungsmittelfreien Beschichtung für Aluminium-Strahlungsheizkörper mit einem Emissionsfaktor von > 0,9 im Temperaturbereich von 0 - 6000C.
Eine unbehandelte Aluminium-Oberfläche hat bei der Verwendung als Strahlungsheizkörper einen Emissionsfaktor von 0,038 in der Skala von 0-1 im Vergleich zum idealen Strahler, dem schwarzen Körper. Ein schwarzer Körper hat somit die größtmögliche Strahlungsemission. Das Strahlungsvermögen E ist die gesamte in einer Stunde von einem Quadratmeter der Körperoberfläche abgestrahlte Energie (Kcal).
Sämtliche Entwicklungen und Versuche bei Strahlungsheizkörpern haben aus diesem Grund immer wieder die Aufgabe, durch die Veränderung der Oberfläche, möglichst viel der vorhandenen Energie als Strahlungsenergie zu emittieren.
Da Aluminium sich besonders als guter Wärmeleiter eignet, jedoch mit einem Emissionsfaktor von 0,038 als Strahlungskörper fast ungeeignet ist, ist es naheliegend, die Oberfläche so weit zu bearbeiten bzw. herzustellen, um letztendlich einen hohen Emissionsfaktor zu erreichen.
Denkbar wäre hierbei, die Flächen des Aluminiumkühlkörpers in einem chemischen Prozeß, der unter dem Begriff des "Eloxierens" dem Fachmann bekannt ist, so weit zu bearbeiten, daß ein hoher Strahlungswert erzielt werden könnte.
Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß durch den chemischen Vorgang beim Eloxieren negative, umweltbeeinflussende Faktoren auftreten. Des weiteren könnte bei einem gattungsgemäß hergestellten Aluminium-Strahlungsheizkörper ein chemisches Verfahren zur Verbesserung des Emissionsfaktors nur mit großem Aufwand und Schutzmaßnahmen bei dem dabei vorhandenen elektrischen Rohrheizkörper durchgeführt werden. In der Regel ist bei dem gattungsgemäßen Aluminium-Strahlungsheizkörper auf der Rückseite einer relativ große Strahlungsfläche aus Aluminium ein elektrischer Rohrheizkörper befestigt. Die vom elektrischen Rohrheizkörper ausgehende Wärmeenergie wird von der für die Emission vorbehandelten Fläche abgestrahlt.
Die nicht für die Strahlungsemission vorbehandelte Rückseite bleibt "kühl" und ist in der Praxis vorteilhafterweise einer nicht zu erwärmenden, z.B. Gehäuseaußenwand des Strahlungsgerätes zugewendet. Diese vorteilhafte Ausführungsform bei einem Aluminium-Strahlungsheizkörper ist beim bekannten Eloxierverfahren nur unter zusätzlichem Aufwand zum Schutz des Rohrheizkörpers und eventueller Abdeckung der nicht zur Strahlungsverbesserung vorgesehenen Oberflächen machbar.
Es ist ein weiteres Verfahren zur Verbesserung des Emissionsfaktors bei Strahlungsheizkörpern bekannt, in dem die wärmeabstrahlenden Oberflächen mit einem Silikonlack abgedeckt werden. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Temperaturbeständigkeit des Silikonlackes bei maximal 2500C endet und somit die vom Rohrheizkörper ausgehenden Wärmemengen begrenzt werden müssen. Als weiterer Nachteil kommt hinzu, daß das für die Herstellung des Lackes verwendete Silikon sehr teuer ist. Beim Ausdampfen dieses Farbauftrages, insbesondere beim erstmaligen Gebrauch des Gerätes, entstehen auch für die Anwender unangenehme Dämpfe.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine hochtemperaturbeständige Beschichtung für einen Aluminium-Strahiungsheizkörper herzustellen, die nachträglich auf das mit einem Aluminium-Rohrheizkörper abstrahlenden Aluminiumblech auf Vorder- bzw. Rückseite in einfacher und bekannter Weise, wie Streichen oder im Spritzverfahren, aufgetragen werden kann und einen hohen Emissionsfaktor (> 0,9) hat.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß die Temperaturbeständigkeit im Dauerbetrieb bis zu einem Schmelzpunkt von Aluminium (ca. 6000C) reicht und dabei keine Geruchsbelästigungen sowie den Emissionsfaktor negativ beeinträchtigende Farbveränderungen auftreten.
All diese Aufgaben und darüber hinausgehende Verbesserung der bei den bekannten und oben genannten Verfahren vorhandenen Nachteile werden durch die erfindungsgemäße hochtemperaturbeständige, anorganische und lösungsmittelfreie Beschichtung für Aluminium-Strahlungsheizkörper gelöst.
Durch eine lange Kette von Versuchen wurde eine Beschichtung als Emissionsauftrag für einen Aluminium-Strahlungsheizkörper herausgefunden, welche die an sie gestellten Anforderungen erfüllt und die bei den bekannten Verfahren zur Verbesserung der Emissionsoberflächen genannten Nachteile nicht aufweist.
Als Träger für die Bindemittel aus Kaliumsilikat wird Wasser verwendet, welches gegenüber den bekannten Herstellungsverfahren einen lösungsmittelfreien Träger darstellt. Als Härter wird Aluminiumhydroxid, AI(OH)3, beigemischt, der bei Temperatur > 1400C mit dem Kaliumsilikat zu wasserunlöslichen Aluminiumsilikaten reagiert. Die Farbpigmente werden nach dem gewünschten Emissionsfaktor beigefügt. Der optimale Emissionsfaktor von E = 0,96 wird durch den Zusatz von Spinell-schwarz mit einer Schmelztemperatur von > 10000C erreicht. Dieses Farbmittel ist als unbedenklich für die Herstellung von Bedarfsgegenständen, d.h. Artikeln, die mit Lebensmitteln in Berührung kommen, beurteilt.
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Als weitere alternative Pigmente, jedoch mit einer geringeren Temperaturbeständigkeit, eignen sich sogenannte Mischphasenpigmente, wie z.B. Fe2O3 und Mn2O3. Hierzu zählen auch Beimengungen für gewünschte sogenannte Grautönungen, die mit der Zugabe von Titandioxid erreicht werden.
Als weitere Zusätze für Netz-, Steil-, Dispergier- und Antischaummittel werden geringe Mengen handelsüblicher Stoffe wie Tetraethylammoniumperfiuoroktansulfonat- und Fluoralkylpolyethoxylat-Netzmittei, Schichtsilikat auf der Basis eines organisch modifizierten Smektits-Stellmittel, wässrige Lösungen von Salzen modifizierter Phosphonsäuren-Dispergiermittel und eine wässrige Emulsion auf der Basis von Dimethylpolysiloxan als Antischaumemulsion beigemischt.
Als besonders vorteilhafte Mischung hat sich die nachfolgend näher bezeichnete Zusammensetzung erwiesen, mit der ein maximaler Emissionsfaktor von E = 0,96 als dauerhafte Beschichtung für einen AIuminium-Strahlungsheizkörper erreicht wird.
1. Wasser: 24 - 28 %
2. Kaliumsilikat: 38 - 40 %
3. Härter: 20 - 22 %
4. Farbpigmente: 12-13%
5. Netzmittel: 0,0099 - 0,011 %
6. Stellmittel: 0,175-0,185%
7. Dispergiermittel: 0,23 - 0,25 %
Die hervorragende Haftung auf Aluminium wird durch die chemische Reaktion des Kaliumsilikates mit dem Aluminium unter Bildung von Aluminiumsilikaten hervorgerufen. In Verbindung mit dem Aluminiumhydroxid als Härter entstehen wasserunlösliche, zeolithische Aluminiumsilikatverbindungen.
Die nach der vorgenannten Rezeptur angesetzte Beschichtung kann mit den bekannten Farbauftragungsverfahren verarbeitet werden.
Dieser Farbauftrag weist außer dem bereits erwähnten hohen Emissionsfaktor von E = 0,96 noch weitere Merkmale auf, die durch die bekannten Verfahren zur Verbesserung des Emissionsfaktors beim Aluminiumblech nicht in einem Verfahren zusammenfassend erreicht werden. Bei der Temperaturbeständigkeit im Dauergebrauch bis maxima! 6000C entstehen keine störenden Dämpfe oder Gerüche, auch nicht beim erstmaligen Aufheizen und der Inbetriebnahme. Die oben genannte Rezeptur ist lösungsmittelfrei und hat eine gute Haftung und Kratzfestigkeit auf Aluminium, ohne daß ein weiterer besonderer Schichtüberzug notwendig ist. Die Beschichtung ist weiterhin gegen Dampf und sich absetzende, kondensierende Feuchtigkeit resistent. Der Auftrag auf den Aluminium-Strahlungsheizkörper zeichnet sich darüber hinaus durch hohe Temperaturwechselbeständigkeit aus, wobei die einmal eingestellten Farbtöne auch bei Betriebstemperaturen von annähernd 6000C auch über längere Zeiträume keine Veränderungen aufzeigen.
Nicht zuletzt ist diese oben genannte Mischung besonders preiswert und kostengünstiger als die bisher bekannten temperaturbeständigen Farben (maximal 2500C) auf der Basis von Silikon herzustellen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1: Eine perspektivische Gesamtansicht eines Aluminium-Strahlungsheizkörpers
Figur 2: Einen Querschnitt durch den Aluminium-Strahlungsheizkörper nach der Linie A-A der Figur 1
Der in Figur 1 dargestellte Aiuminium-Strahlungsheizkörper 1 hat zur Aussteifung der Längsränder je einen Umbug 2. Die Rückseite 3, an der ein Aluminium-Rohrheizkörper 4 mittels der Befestigungslasche 5 angebracht ist, ist nicht mit der erfindungsgemäßen Beschichtung versehen und bleibt als wenig Energie abstrahlende Seite "kühl" und ist der in der Zeichnung nicht dargestellten Gehäuseaußenwand zugekehrt. Die Vor-
derseite 6 ist mit der erfindungsgemäßen Beschichtung 7 versehen und der für die Abstrahiung der Energie gedachten Seite in dem nicht dargestellten Gehäuse zugewandt.
In Figur 2 ist auf der Rückseite 3 des Aluminium-Strahlungsheizkörpers 1 der Aluminium-Rohrheizköiper 4 mittels der Befestigungslasche 5 angebracht, im Inneren des Rohrheizkörpers 4 ist die Heizspirale 10 in elektrisch isoiierendem und gut wärmeleitendem Magnesiumoxid eingebettet. Die Vorderseite 6 ist mit der erfindungsgemäßen Beschichtung 7 überzogen. Die abgekanteten Längsränder 2 dienen der Aussteifung des Aluminium-Strahlungsheizkörpers 1 in der Längsrichtung.

Claims (4)

SCHUTZANSPRUCHE
1. Hersteilung einer hochtemperaturbeständigen, anorganischen und lösungsmittelfreien Beschichtung für Aluminium-Strahlungsheizkörper mit einem Emissionsfaktor > 0,9 im Temperaturbereich von 0 - 6000C1 dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung vornehmlich aus Wasser, Kaliumsilikat, Aluminiumhydroxid, Pigmenten und kleineren Anteilen Netz-, Stell-, Dispergier- und Antischaummittel besteht.
2. Beschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus
24 - 28 %
38 - 40 %
20 - 22 %
12-13%
0,0099-0,011 % 0,175-0,185%
0,23 - 0,25 %
Wasser
Kaliumsilikat Aluminiumhydroxid-Härter Farbpigmente Netzmittel Stellmittel Dispergiermittel
besteht.
3. Beschichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung im Spritzverfahren auf die Oberfläche 6 des Strahlungs-Heizkörpers 1 aufgebracht wird.
4. Beschichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung auf die Oberfläche 6 des Strahlungsheizkörpers 1 aufgewalzt wird.
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Non-Patent Citations (1)

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Title
BÄR,Richard: Die Selektivität von Lack- Absorberschichten. In: BASF Blickpunkt, Nov. 1977, S.1-3 *

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