DE3921505C2 - Hochtemperaturbeständiger Kesselkitt auf Basis von XSBR-Latices - Google Patents

Hochtemperaturbeständiger Kesselkitt auf Basis von XSBR-Latices

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Description

Die Erfindung befaßt sich mit hochtemperaturbeständigem Kittmaterial, dessen Herstellung und seiner Verwendung zur heizgasseitigen Abdichtung von Kesselgliedern.
Derartige Kittverbindungen an Heizgeräten sind oft hohen Betriebstemperaturen ausgesetzt und müssen eine hohe Kondensatbeständigkeit, sowie dauerhafte Elastizität in einem bestimmten Bereich bieten. Ferner ist es erwünscht, eine gute Ausdehnungsanpassung im Temperaturbereich bis 200°C, sowie eine Temperatur- und Flammbeständigkeit im Bereich bis 1000°C zu erhalten. Bisher konnten die marktüblichen Kittprodukte die zuletzt genannten Eigenschaften nur zum Teil erfüllen, so daß die gewünschte Ausdehnungsanpassung bzw. Elastizität oder entsprechende Temperatur- und Flammbeständigkeit nicht durch einen Kitt gewährleistet wurden. Wasserglaskitt besitzt z. B. keine Elastizität und nur eine mangelhafte Kondensatbeständigkeit; zudem treten beim Abbinden zuweilen Spannungsrisse auf. Bei den auf dem Markt befindlichen Acrylkitten ist eine Temperaturbeständigkeit nur bis zu Temperaturen von ca. 350°C gegeben, darüber hinaus ist kein fester Zusammenhalt des Materials mehr gewährleistet.
Infolgedessen besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen hoch­ temperaturbeständigen Kitt zur Verfügung zu stellen, der sowohl eine gute Ausdehnungsanpassung bis 200°C als auch eine Temperatur- und Flammbeständigkeit bis 1000°C bietet. Auch bezüglich der Kondensat­ beständigkeit und des Preises soll die Erfindung eine Alternative zu bisher bekannten Kittprodukten darstellen.
Diese Forderung wird durch ein hochtemperaturbeständiges Kittmaterial gemäß Anspruch 1 erfüllt. Besonderes Augenmerk wurde bei der Entwicklung des erfindungsgemäßen Produktes auf die Umweltverträglichkeit der einzelnen Rohstoffe gelegt. So ist keine Komponente gemäß der Gefahrstoff­ verordnung vom 26. 08. 86 (BG Bl. I., S. 1470) kennzeichnungspflichtig. Das Kittmaterial wird hergestellt, indem 45-75 Gewichts-Teile einer 50%igen, wäßrigen Dispersion carboxylierter Styrol-Butadien- Copolymerisate, bevorzugt 45 Gew.-Teile, in einem Mischer vorgelegt und mit einer Menge von 5-25 Gew.-Teilen Wasser, vorzugsweise 10-20 Gew.-Teile, gut durchmischt werden. Dies führt zu einer besseren Vernetzung mit den anorganischen Füllstoffen. Der Anteil an Wasser darf 5 Gew.-Teile nicht unterschreiten, damit die Zusammensetzung während der Lagerung nicht aushärtet. Gibt man hingegen Wasser in einer Menge von mehr als 25 Gew.-Teilen zu, dann ist der Schwund des Kittes zu hoch, was zu Spannungsrissen beim Abbinden führt. Nun wird ein anorganisches Bindemittel bis zur Homogenität eindispergiert. Um ein in entsprechenden Kittverarbeitungsmaschinen gleitfähiges Kittmaterial zu erhalten, wird ein Naturöl - evtl. unter Hinzufügen eines Emulgators - mittels eines hochtourigen Rühraggregates in die Vorlage einemulgiert. Nun wird das polymere Isobutylen als Weichmacher eingearbeitet. Die Zugabe der Füllstoffe erfolgt unter Zuhilfenahme von Dispergiermitteln. Geeignete anorganische Füllstoffe sind z. B. Schwerspat, Kreide oder Kaolin. Diese Füllstoffe gibt man nun einzeln oder in Abmischungen in einer Menge von 100-400 Gew.-Teilen und vorzugsweise 180-250 Gew.-Teile, bezogen auf 45 Gew.-Teile der 50%igen, wäßrigen Dispersion hinzu. Je nach gewünschter Konsistenz, kann eine Einstellung der Viskosität mittels marktüblicher Verdickungsmittel erfolgen.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Alle Angaben sind - soweit nicht anders angegeben - Gew.-Teile.
Beispiel 1
45 Gew.-Teile einer 50%igen, wäßrigen Dispersion carboxylierter Styrol-Butadien-Copolymerisate - die Dispersion (1a) - werden in einem Mischer vorgelegt und mit einer Menge von 15 Gew.-Teilen Wasser (1i) gut durchmischt. Nun werden 10 Gew.-Teile eines anorganischen Bindemittels (1b) homogen eingerührt.
10 Gew.-Teile eines Naturöls (1d) werden mittels eines hochtourigen Rühraggregats in die Vorlage einemulgiert. Nun werden 5 Gew.-Teile des polymeren Isobutylens (1g) als Weichmacher eingearbeitet.
Die Zugabe von 210 Gew.-Teilen des Füllstoffes (1f) erfolgt unter Zuhilfenahme von 2 Gew.-Teilen eines Dispergiermittels (1e).
Die Temperaturbeständigkeit wurde folgendermaßen gemessen:
Kittmaterial aus dem obigen Zube­ reitungsbeispiel wurde in fünf Glühschiffchen eingebracht und fünf Tage unter gewöhnlichen Umgebungsbedingungen getrocknet. Anschließend wurden diese Proben, beginnend bei 200°C, 24 h im Muffelofen getempert. Nach dem Abkühlen wurde die mechanische Festigkeit der Proben mittels eines Dornes (kreisrunde, abgeflachte Spitze, 2,5 mm Durchmesser) und einer Gewichtsauflage von 5000 g ermittelt. Bei nicht ausreichender mechanischer Belastbarkeit der Proben hinterläßt der Prüfdorn einen mehr oder weniger tiefen Abdruck.
Die hierbei positiv beurteilten Proben wurden bei einer um jeweils 50°C höheren Temperatur weitere 24 h getempert, bis einschließlich 1000°C. Bei dieser Temperatur wurden Langzeitversuche von 4 Wochen durchgeführt, wobei alle 24 h ein Abkühlzyklus auf Raumtemperatur zur Festigkeitsüberprüfung eingeplant wurde.
Das Ergebnis aus dem Anwendungs­ beispiel 1 ist in der Tabelle 1 aufgeführt.
So wie im Beispiel 1, wurden auch die übrigen Formulierungen mit anderen Anteilsmengen durchge­ führt. Die Ergebnisse der Temperatur­ beständigkeitsmessungen sind ebenfalls in der Tabelle 1 zu finden.
Tabelle 1
Vergleichsbeispiel A
80 Gew.-Teile einer 50%igen, wäßrigen Dispersion carboxylierter Styrol-Butadien-Copolymerisate der Dispersion (1a) werden in einem Mischer vorgelegt und mit 10 Gew.-Teilen Wasser (1i) durchmischt. Eine Menge von 2 Gew.-Teilen eines anorganischen Bindemittels (1b) wird eingerührt. Nun werden 9 Gew.-Teile eines Naturöls (1d) mittels eines hochtourigen Rühraggregats einemulgiert und 5 Gew.-Teile eines polymeren Isobutylens (1g) hinzugefügt. Die Zugabe von 180 Gew.-Teilen des Füllstoffes (1f), erfolgt unter Zuhilfenahme von 5 Gew.-Teilen eines Dispergiermittels (1e). Die Temperaturbeständigkeit wurde wie schon im Beispiel 1 angegeben ermittelt. Das Ergebnis ist in der Tabelle 2 aufgeführt.
So wie im Vergleichsbeispiel A, wurden auch zwei weitere Formulierungen mit anderen Anteilsmengen durchgeführt, wobei die Gewichtsanteile einzelner Komponenten außerhalb des beanspruchten Gewichtsanteilbereichs liegen. Bei den Kittmaterialien der Formulierungen A-C ist eine ausreichende Temperaturbeständigkeit nicht mehr gegeben. Die Ergebnisse der Temperaturbeständigkeitsmessungen sind ebenfalls in der Tabelle 2 zu finden.
Tabelle 2

Claims (4)

1. Hochtemperaturbeständiges Kittmaterial, enthaltend
  • (a) 40-75 Gew.-Teile einer 50%igen, wäßrigen Dispersion carboxylierter Styrol-Butadien-Copolymerisate mit einem Butadienanteil zwischen 25 und 75%,
  • (b) 8-40 Gew.-Teile eines anorganischen Bindemittels,
  • (c) 0-1 Gew.-Teile eines Emulgators,
  • (d) 5-30 Gew.-Teile eines Naturöls,
  • (e) 0-10 Gew.-Teile Dispergiermittel,
  • (f) 100-400 Gew.-Teile an anorganischen Füllstoffen,
  • (g) 0-20 Gew.-Teile eines polymeren Isobutylens,
  • (h) 0-20 Gew.-Teile Verdickungsmittel,
    dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich
  • (i) 5-25 Gew.-Teile Wasser enthält.
2. Hochtemperaturbeständiges Kittmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganischen Füllstoffe Schwerspat, Kreide oder Kaolin oder Gemische davon sind.
3. Verfahren zur Herstellung eines Kittmaterials nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) 40-75 Gew.-Teile einer 50%igen, wäßrigen Dispersion carboxylierter Styrol-Butadien-Copolymerisate mit einem Butadienanteil zwischen 25 und 75% mit einer Wassermenge von 5-25 Gew.-Teilen abgemischt werden,
  • b) 8-40 Gew.-Teile eines anorganischen Bindemittels zugegeben werden,
  • c) 5-30 Gew.-Teile eines Naturöls, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines Emulgators, einemulgiert werden,
  • d) ein polymeres Isobutylen eingerührt wird,
  • e) anorganische Füllstoffe unter Zuhilfenahme geeigneter Dispergierhilfsmittel eingearbeitet werden und
  • f) die Einstellung der Viskosität mittels marktüblicher Verdickungsmittel erfolgt.
4. Verwendung des Kittmaterials nach Anspruch 1, 2 bzw. 3 als Dichtungsmaterial zur heizgasseitigen Abdichtung von Kesselgliedern.
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