DE3414091A1

DE3414091A1 - Korrosionshemmender dichtungsstreifen

Info

Publication number: DE3414091A1
Application number: DE19843414091
Authority: DE
Inventors: Nobuyoshi Higashiibaraki Ibaraki Hosaka; Tasuku Hitachi Ibaraki Shimizu
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-04-15
Filing date: 1984-04-13
Publication date: 1984-10-18
Also published as: FR2544456A1; FR2544456B1; JPS6217037B2; JPS59193284A; DE3414091C2; US4572868A

Description

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KORROSIONSHEMMENDER DICHTUNGSSTREIFEN

Die Erfindung betrifft einen korrosionshemmenden Dichtungsstreifen, der, wenn er um Bauteile, wie Grundwasserrohre, Gasrohre oder Rohre von chemischen Anlagen gewickelt wird, diese vor Korrosion zu schützen vermag.

Bisher wurden zum Schutz von Bauteilen, wie z.B. Rohren, vor Korrosion diese beschichtet oder mit Harz überzogen. Diese Methoden vermögen jedoch nicht, vor Korrosion zu schützen und sind außerdem durch kurze Lebensdauer gekennzeichnet, was verursacht wird durch das Eindrirgen von Wasser über durch spontane Ausdehnung von Filmen gebildete Hohlräume, über Grenzflächen zwischen einem Harz und einem Verstärkungsmittel oder einein Träger, einem Schaum oder dergleichen.

Es wurden auch korrosionshemmende Dichtungsstreifen verwendet. Ein allgemein bekanntes Beispiel für einen korrosionshemmenden Dichtungsstreifen, hergestellt durch Extrudieren einer Klebstoff masse, enthaltend eine Kautschukbasis, Graphitpulver, Kieselerde, Zinkoxidpulver, ein nicht reaktionsfähiges phenolisches Kondensat und andere Zusätze wie Öl auf einem Streifen, ist aus der GB-PS 1 532 294 bekannt. Ein mit dieser Klebstoffmasse umwickelter Bauteil ist gegenüber Umwelteinflüssen isoliert. Dieses Mittel weist ein höheres Haftvermögen auf, als dies bei der üblichen Beschichtung bzw. bei Harzüberzügen der Fall ist. Die erwähnte Klebstoffmasse enthält jedoch keinerlei Komponenten, die eine aktive anodierende Wirkung ausüben, wie z.B. Zink.

Gegenstand der Erfindung ist daher die Bereitstellung eines korrosionshemmenden Dichtungsstreifens von ausgezeichneter,

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lange anhaltender korrosionshemmender Wirkung.

Bereitgestellt wird ein korrosionshemmender Dichtungsstreifen, der eine erste Schicht, die Leitfähigkeit aufweist und durch Einarbeiten von feinem Zinkpulver, Magnesiumoxid-und Graphitpulver in eine Kautschukbasis hergestellt wird, und eine zweite Schicht, zusammengesetzt aus Stoffen, welche die erste Schicht verstärken und ihr gegebenenfalls Wasserdichtheit oder wärmeisolierende Eigenschaften verleihen, wobei die zweite Schicht aus einer einzigen Schicht aus einem synthetischen Harz oder Synthesekautschuk oder einer zusammengesetzten Schicht aus einer derartigen Einzelschicht mit faserförmigem Material besteht. Der erfindungsgemäße korrosionshemmende Dichtungsstreifen ist vorzugsweise zusammengesetzt aus einer leitenden ersten Schicht aus einer Kautschukbasis, 50 bis 350% feinem Zinkpulver, 2 bis 10 % Magnesiumoxid- und 20 bis 100 % Graphitpulver, mit einem Flächeninhalt von

bis 1100 m /g, jeweils bezogen auf das Gewicht der Kautschukbasis und der zweiten oben beschriebenen Schicht.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen korrosionshemmenden Dichtungsstreifen.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch einen Prüfling eines außen mit dem erfindungsgemäßen korrosionshemmenden Dichtungsstreifen überzogenen Rohrs.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine Versuchsvorrichtung für den Korrosionstest am Prüfling.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen

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korrosionshemmenden Dichtungsstreifen 1, hergestellt durch Laminierung der ersten Leitfähigkeit aufweisenden Schicht la und der zweiten wasserdichten oder wärmeisolierenden Schicht Ib. Die erste Schicht la besteht aus einer Kautschukbasis, 50 bis 350 % feinem Zinkpulver, 2 bis 10 % Magnesiumoxid-und 20 bis 100 % Graphitpulver, jeweils bezogen auf das Gewicht der Kautschukbasis mit einem Flächenin-

halt von 900 bis 1100 m /g. Die zweite Schicht Ib besteht aus einer einzigen Schicht aus einem synthetischen Harz oder Kautschuk oder aus einer zusammengesetzten

Schicht aus einer derartigen Einzelschicht mit einem faserförmigen Material. Beispiele für synthetische Harze sind Vinylchlorid, Polyethylen, Polyurethan, Phenolharnstoffpolymer, Polypropylen, Polyester und Fluorharz.

In der ersten Schicht wird eine Kautschukbasis verwendet, um diese flexibel zu gestalten und auf diese Weise zu gewährleisten, daß sich die entsprechend zu überziehenden Rohre ausdehnen und zusammenziehen können. Das feine Zinkpulver wird der ersten Schicht zugesetzt, um die zu überziehenden Rohre oder Bauteile vor Korrosion zu schützen, da sich Zink vorzugsweise anodisch löst, wenn auf der Grenzfläche zwischen dem Rohr bzw. dem Bauteil und der Überzugsschicht Feuchtigkeit kondensiert, was zur anodischen Polarisation der ersten Schicht als Ganzes und gleichzeitig zur kathodischen Polarisation des Bauteils führt. Das Zinkpulver wird vorzugsweise in einer Menge von 50 bis 350 Gew.-% zugesetzt, da bei einer Zugabe von unter 50% eine verminderte Wirkung festgestellt wird. Andererseits kommt es bei Zugabe zu Kautschuk in einer Menge von über 350 % zu einem merklichen Abbau des Kautschuks.

Das Magnesiumoxidpulver wird zugesetzt, um der Kautschukbasis Hygroskopizität zu verleihen, wodurch wiederum das in der

Kautschukbasis homogen dispergierte feine Zinkpulver wirksam genutzt werden kann. Das Magnesiumoxidpulver wird vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 10 Gew.-% zugesetzt, da bei einer Zugabe von unter 2 % eine verminderte Wirkung festgestellt wird, während bei einer Zugabe über 10 % eine merkliche Verminderung der Elastizität des Kautschuks beobachtet wird. Die Korngröße soll vorzugsweise 0,1 bis 30 Micrometer betragen.
Ferner wird Graphitpulver zugesetzt, um der Kautschukbasis die Leitfähigkeit zu verleihen, die für die anodische Polarisierung der ersten Schicht und die kathodische Polarisierung des Bauelements durch Lösen des homogen dispergierten feinen Zinkpulvers in ^^er Kautschukbasis erforderlich ist. Da jedoch die Zugabe einer großen Menge an Graphitpulver auf die Kautschukbasis eine korrodierende Wirkung ausübt, sollte die Graphitmenge möglichst klein gehalten werden. Außerdem ist es vorzuziehen, auch die Teilchengröße des Graphitpulvers möglichst klein zu halten. Auf diese Weise ist es möglich, unter Inhibierung der Korrosion durch Eindispergieren von Graphitpulver mit

2 einem Flächeninhalt von 900 bis 1100 m /g in einer Menge von 20 bis 100 Gew.-% der Kautschukbasis ausreichende Leitfähigkeit zu verleihen. Wird das Graphitpulver in einer Menge von unter 20 % eingearbeitet, wird nur eine geringe Leitfähigkeit erzielt, andererseits hat eine Zugabe von über 100 % eine korrodierende Wirkung auf die Kautschukbasis. Es ist außerdem vorzuziehen, Graphitpul-

ver mit einem Flächeninhalt von 900 bis 1100 m /g einzuarbeiten, da eine unerwünscht höhere Menge zugesetzt wer-

2 den muß, wenn der Flacheninhalt unter 900 m /g liegt.

Andererseits ist eine Einarbeitung von Graphitpulver mit

einem Flächeninhalt von über 1100 m /g wirtschaftlich ungünstig.

Wie oben beschrieben, besitzt die erste Schicht zwar kor-

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rosionshemmende Wirkung, jedoch nicht in ausreichendem

Maße. Daher ist die zweite schicht Ib zur Verstärkung der ersten und zur Aufrechterhaltung der korrosionshemmenden Wirkung über längere Zeit notwendig. Die Zusammensetzung der zweiten Schicht Ib hängt davon ab, ob sie lediglich zur Verstärkung der ersten Schicht la verwendet wird, oder ob sie dazu dient, der ersten Schicht sowohl Wasserdichtheit bzw. wärmeisolierende Eigenschaften zu verleihen als auch sie zu verstärken.

Wenn die zweite Schicht Ib lediglich zur Verstärkung der ersten Schicht la verwendet wird, hat die erstere aus einer Einzelschicht aus einem Kunstharz wie Vinylchlorid, Polyethylen, Polyurethan, Polyester, Polypropylen, Phenolharnstoffpolymer, Fluorharz oder Kautschuk zu bestehen oder stellt eine zusammengesetzte Schicht einer derartigen Einzelschicht mit einem faserförmigen Material dar.

Dient andererseits die zweite Schicht dazu, der ersten wärmeisolierende Eigenschaften zu verleihen, so besteht die erstere aus Faserstoffen, wie z.B. Asbest-, siliziumcarbid-, Glas-, Kohle- oder Borfasern.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 wird nachfolgend ein Versuchsbeispjel beschrieben.

Fig. 2 zeigt einen durch Außenbeschichtung eines unlegierten KohlenstoffStahls (S35O3 mit einem Beschichtungsmaterial 4 hergestellten und mit einer Polypropylendichtungskappe 5 an beiden Enden hergestellten Prüfling. Auf diesen ließ man zur Ermittlung der korrosionshemmenden Wirkung in einer Versuchsapparatur, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, während 8000 Stunden eine Feuchtigkeit von 100 S, und eine Temperatur von 80 C einwirken.

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In Fig. 3 haben die in das Versuchsgefäß 6 eingebrachten Prüflinge 2a, 2b und 2c abgesehen von der Beschichtung denselben Aufbau wie in Fig. 2. Der Prüfling 2a war mit einem Vinylchloridstreifen überzogen, der Prüfling 2b mit einem Styrol/Butadienkautschukstreifen und der Prüfling 2c mit dem erfindungsgemäßen korrosionshemmenden Dichtungsstreifen 1 (vgl. Fig. 4). Der korrosionshemmende Dichtungsstreifen 1 wurde hergestellt durch Laminieren der ersten Schicht, bereitet durch Einarbeiten von 300 Gew.-% feinem Zinkpulver, 3 Gew.-% feinem Magnesxumoxidpulver und 35 Gew.-% Graphitpulver mit einem durchschnittlichen

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Flächeninhalt von ca. 1000 m /g in eine Butylkautschukbasis, und der zweiten aus Vinylchlorid bestehenden Schicht. Die Position 7 bezieht sich auf die dem Versuchsgefäß 6 zugeführte wässerige Lösung und die Position 8 ist eine in der Lösung 7 vorgesehene Heizvorrichtung.

Nach Durchführung des Versuchs unter Verwendung der erwähnten Apparatur wurde zur Ermittlung des Grades der Korrosionshemmung nach Gleichung (1) die korrodierte Fläche jedes Prüflings (2a bis 2c) gemessen. Dabei wurde an dem mit dem erfindungsgemäßen korrosionshemmenden Dichtungsstreifen überzogenen Prüfling nur eine geringe Korrosion und damit ein hoher Grad der Korrosionshemmung festgestellt.

^S0 " ^Sl Grad der Korrosionshemmung = 5 χ 100 (1)

^S0

wobei S_n den Flächeninhalt des Prüflings vor dem Immersionstest und S, die korrodierte Oberfläche des Prüflings nach dem Immersionstest bedeuten.

Außerdem zeigt der erfindungsgemäße korrosionshemmende Dichtungsstreifen ein ausgezeichnetes Haftvermögen, wenn man damit ein Rohr oder ein Bauteil umwickelt. Der Strei·

fen läßt sich von diesem nur schwer ablösen, da die Kautschukbasis in der ersten Schicht eine geringe Menge Vulkanisatoren enthält, wodurch eine unvollständig vernetzte Struktur erzielt wird, was dem Streifen Klebrigkeit verleiht.

Die Erfindung stellt somit einen korrosionsheitunenden Dichtungsstreifen bereit, der über längere Zeit eine korrosionshemmende Wirkung zeigt, wenn mit diesem Streifen Rohre oder Bauteile umwickelt werden, und zwar aufgrund einer kombinierten Wirkung der ersten Schicht, die zusammen mit einer Zinkkomponente eine ausgezeichnete korrosionshemmende Wirkung z^igt, zusammen mit der zweiten Schicht, welche die erste verstärkt und dabei gegebenenfalls dieser Wasserdichtheit oder wärmeisolierende Eigenschaften verleiht.

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Claims

34U091 v.FöNER EBBINGHAUS FINCK PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEYS MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95O16O, D-BOOO MÜNCHEN 95 Hitachi, Ltd. " DEAA-31780.6 13. April 1984 KORROSIONSHEMMENDER DICHTUNGSSTREIFEN Patentansprüche

1. Dichtungsstreifen, der Rohre oder Bauteile, die damit umwickelt sind, vor Korrosion zu schützen vermag, dadurch gekennzeichnet , daß er eine erste Schicht, hergestellt durch Einarbeiten von feinem Zinkpulver, Magnesiumoxid-und Graphitpulver in eine Kautschukbasis, und eine zweite Schicht umfaßt, welche die erste Schicht verstärkt, wobei sie dieser gegebenenfalls Wasserdichtheit oder wärmeisolierende Eigenschaften verleiht.

2. Dichtungsstreifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Schicht hergestellt wird durch Einarbeiten von 50 bis 350 % feines Zinkpulver, 2 bis 10 % Magnesiumoxidpulver und 20 bis 100% elektrostatisch aufgeladenes Graphitpulver in die Kautschukbasis.

3. Dichtungsstreifen nach Anspruch 2, dadurch ge-

kennzeichnet , daß die zweite Schicht aus Vinylchlorid, Polyäthylen, Polyurethan, Phenolharnstoffpolymer, Polypropylen, Polyester, Pluorharz oder Kautschuk besteht.

4. Dichtungsstreifen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Schicht aus einem Fasermaterial besteht, ausgewählt aus der Gruppe Asbest-, Siliziumcarbid-, Glas-, Kohle- und Bor fasern.