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Verfahren zur Herstellung chemisch widerstandsfähiger Lackierungen
Für die Auskleidung chemischer Apparaturen, Füllgefäße usw. aus gegenüber aggressiven
Füllgütern empfindlichen Werkstoffen, wie Holz, Aluminium, Eisen, Stahl usw., stehen
an sich eine Reihe von Schutzverfahren bzw. Schutzmaterialien zur Verfügung, die
bei der fabrikseitigen Herstellung dieser Apparate, Behälter usw. in vollem Umfange
zur Anwendung gelangen können, da hier eine Wärmebehandlung, Einbrennen usw. durchführbar
sind.
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Ein ungelöstes Problem ist dagegen die Ausbesserung schadhaft gewordener
Behälter usw. oder die Neuauskleidung vorhandener, aber ortsfest eingebauter Apparate
usw. für einen anderen chemischen Arbeitsprozeß. Sobald ein Ausbau der Behälter
usw., d. h. die Anwendung einer Wärmebehandlung in irgendeiner Form, nicht möglich
ist, entfallen bewährte Schutzmethoden, wie Emaillierung, Behandlung mit Einbrennlacken
usw., und das Augenmerk richtet sich auf sogernannte lufttrocknende Anstrichmaterialien,
die dann gegenüber den obwaltenden Verhältnissen eine gleiche Resistenz aufweisen
sollen wie ihre eingebrannten Gegentypen.
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Diese Forderung ist zwar naheliegend, aber praktisch nicht erfüllbar,
da die Resistenz nur bei
Zimmertemperatur ausgebildeter Filme jeweils
hinter der Resistenz gleichartiger, aber wärmebehandelter Anstrichfilme zurückbleibt.
Dieser Unterschied wird um so deutlicher, je diffiziler oder aggressiver der Komplex
der chemischen und physikalischen Belastungen wird. Hierzu gehört schon allein die
unterschiedliche Duellwirkung von Wasser von :2o, 5o bzw. 9ä° usw.
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Daher versagen beispielsweise alle für Schutzlacke in Betracht kommenden
Anstrichsysteme, wie z. B. Vinylpolymerisatharzlösungen, katalytisch härtende Kunstharzlacke,
die Kombinationsprodukte zwischen Polyestern und Isocyanaten u. dgl., wenn. diese
Lackfilme nur bei Raumtemperatur getrocknet oder zur Reaktion gebracht werden, aber
die Belastung dieser Lackfilme im Betrieb bei einer höheren Temperatur erfolgt.
Es tritt dann in kurzer Zeit eine O,uellung der Lackfilme ein, womit sie als Schutzsystem
wertlos werden.
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Es hat sich nun gezeigt, daß man zu einer einwandfreien Aushärtung
(Einbrennung usw.) geeigneter Anstrichsysteme für den Chemieschutz kommen kann,
wenn man bis zur erfolgten Aushärtung, Einbrennung us.w. des angewendeten Lackbindemittels,
also bis zur Erzielung seiner maximalen chemischen usw. Resistenz, einen Schutzüberzug
aus einem anderen Medium über das zunächst noch empfindliche Anstrichsystem aufbringt,
der eine entsprechende Wärmebehandlung des darunter befindlichen Schutzlacksystems
gestattet, d. h. selbst gegenüber z. B. Heißdampf, Co bis ioo° heißem Wasser, auf
beliebige Temperaturen erhitzte Mineralöle usw. eine zeitlich begrenzte Haltbarkeit
aufweist.
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Eine solche in ihrer Aggression abgebremste Flüssigkeitswärmebehandlung
läßt sich unschwierig bei allen chemischen Apparaten mit den vorhandenen Einrichtungen,
d. h. z. B. Direktbeheizung, Dampfschlangen, Einfüllung erhitzter Flüssigkeiten
usw. durchführen, womit zugleich die Behälterform selbst ausscheidet, da ja die
Flüssigkeit alle Hohlräume usw. erfassen kann.
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Mit Hilfe dieser Behandlungstechnik gelingt es unter Ausnutzung der
örtlichen Behältnisse und in Anpassung an die bisher nicht zu überwindenden technischen
Schwierigkeiten absolut einwandfreie Schutzlackierungen aufzubauen, sofern allein
das ausgewählte Anstrichsy stem bei der zur Anwendung gelangenden Behandlungstemperatur
eine entsprechende Resistenz gegenüber den gegebenen individuellen Belastungen,
aufweist. Es bereitet dabei keine Schwierigkeiten, das Anstrichsystem bei einer
höheren Temperatur zu behandeln, als sie späterhin als Dauerbelastung auftritt.
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Für das vornehmlich stationäre Lackierverfahren mit »isolierter« Wärmeübertragung
eignen sich alle Anstrichmaterialien bzw. Lacksysteme, deren Bindemittel von Natur
aus eine geeignete und durch eine Wärmebehandlung eine völlige Resistenz gegenüber
den jeweils gegebenen Belastungen aufweisen, wie beispielsweise die sogenannten
säurehärtenden Phenolharze usw., die Reaktionsprodukte aus der Umsetzung von Polyestern
mit Di- und Tri-Isocyanaten, Diol.efin-Kohlenwasserstoff-Polymerisate mit oder ohne
Vulkanisationsbeschleuniger bzw. mit oder ohne Schwefel usw., katalytisch im weitesten
Sinne härtende Filmbildner ganz allgemein, wie Mischpolymerisate, Polyesterharze
usw. Neben diesen bereits bei Zimmertemperatur mehr oder weniger »trocknenden« Lacksystemen
kommen auch solche Produkte in Betracht, die, wie z. B. modifizierte Phenolformaldehydkondensationsbarze,
erst bei Temperaturen oberhalb 15 o° trocknen, d. h. härten. In diesem Fall
bedarf es nur grundsätzlich eines Wärmeübertragers, der, wie z. B. Mineralöle, ohne
Schwierigkeiten auf diese notwendigen Einbrenntemperaturen gebracht werden kann.
Als Schutzmedium empfehlen sich dann wegen der sich eventuell störend bemerkbar
machenden Thermoplastizität sonst geeigneter Kunststoffolien Metallfolien usw.
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Im Prinzip richtet sich die Lackauswahl nach der später auftretenden
chemischen Belastung und betreffs der Durchführbarkeit des vorliegenden Verfahrens
ohne Komplikationen nach einer möglichst geringen Stoffabbaubilanz zwischen sogenannten
»Luftabgetrocknetem.« Film und »wärmeeingebranntem« Film. Es kommt also darauf an,
möglichst keine flüchtigen Abbauprodukte in den vorliegenden isolierten Aushärtungsprozeß
hineinzutragen, die die Schutzwirkung der Folie usw. beeinträchtigen könnten. Diesbezüglich
besteht im Rahmen der angeführten Lacksysteme, Schutzmedien und Wärmeübertragungsflüssigkeiten
ein technisch ausreichender Spielraum.
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Als geeignete Schutzmaterialien für den noch nicht vollends ausreagierten
oder ausgehärteten Anstrichfilm kommen beispielsweise in Betracht: gegenüber,dem
W ärmeüberträger, d. h. z. B. Wasser, Dampf, Mineralöl usw., völlig oder zeitlich
ausreichend resistente Kunstharz- oder Kunststoffolien. Metallfolien, präparierte
Papiere, Wachskompositionen entsprechend hohen Schmelzpunktes, Folien aus Polyvinylalkohol,
usw.
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Es genügt jeweils eine zeitlich begrenzte Resistenz, da mit Erreichung
des Endstadiums der Lacktrocknung die Funktion des ausgewählten Schutzmediums erfüllt
ist. Innerhalb dieser etwa i bis a Stunden zeigen zahlreiche der genannten Schutzmaterialien,
wenn sie nur selbst betreffs ihrer Thermoplastizität gegenüber der Temperatur der
Wärmeübertragungsflüssigkeit ausreichend (3o bis 5o°) differenziert sind, eine ausreichende
Indifferenz. Damit ein zwei- bis dreimaliger Lackauftrag nach dem gleichen Prinzip
vorgenommen werden kann, was die Gesamtresistenz des Anstrichsystemes steigert oder
notwendig macht, richtet sich die Auswahl des Schutzmediums gegebenenfalls betont
nach einer leichten Entfernungsmöglichkeit. So lassen sich bestimmte Kunstharz-
oder Kunststoffolien durch eine längere Zeit währende Heißdampf- oder Heißwasserbehandlung
infolge der dann eintretenden Ouellung und Volumenausdehnung leicht abziehen, sie
können aber auch durch Lösungsmittel abgelöst werden, denen gegenüber der zugrunde
liegende wärmebehandelte Anstrichfirm
eine ausreichende- Resistenz
aufweist. Aluminiumfolie läßt sich unschwierig durch verdünnte Lauge. oder- Säure;
denen gegenüber die genannten Chemieschutzsysteme absolut resistent sind, besonders
leicht entfernen. Im Falle von Polyvinylalkoholschut7filmen, die besonders zur --Ölaushärtung
geeignet sind, genügt schon ein: einfaches Auswaschen mit kaltem. ..Wässer,, lzachdem
in geeigneter Weise das anhaftende Mineralöl entfernt ist; auch dieser Prozeß läßt
sich noch vereinfachen, indem anhaftendes Mineralöl und Polyvinylalkoholfilm allein
durch eingeblasenen Heißdampf und dessen Kondensation an den Behälterwandungen abgewaschen
werden. -Die gegebene Auswahl unter den Schutzmaterialien gestattet eine zweckentsprechende
Anpassung des Verfahrens an die jeweils gegebenen Behälterformen, ohne daß komplizierteAbdeckungsmaßnahmen
usw. erforderlich sind.
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Die Auftragung der Schutzfilme bzw. -folien usw. für die Wärmebehandlung
erfolgt in zweckentsprechender Weise, wobei gegebenenfalls die Klebkraft oder Thermoplastizität
der angetrockneten Anstrichmaterialien an Stelle direkter Klebmittel ausgewertet
werden kann. Es kommt im Prinzip mehr auf eine flüssigkeitsdichte Auskleidung denn
auf eine wirksame Verklebung der Schutzmedien mit dem Schutzlaekmaterial an, da
ja der Flüssigkeitsdruck der Wärmeflüssigkeit für eine Anpressung beispielsweise
der Folien an den Anstrichfilm sorgt. Es genügt also, wenn man betreffs der Stoffbilanz
der Schutzlacksysteme eine völlige Trockenheit der Lacke abwarten muß, daß z. B.
die Folien (ähnlich wie beim Punktschweißverfahren) nur hin und wieder mit einem
geeigneten Material angeheftet werden.
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An den Uberlappungsstellen der Folien allein erfolgt eine geschlossene
Verklebung, aber nur der Folien untereinander. Wenn diese überlappungsstellen ausreichend
breit dimensioniert werden und zur Verklebung geeignete »härtende« Lackkitte genommen
werden, erfolgt eine flüssigkeitsdichte Auskleidung.
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Gegebenenfalls kann es zweckmäßig sein, zwischen Lackierung und Wärmeflüssigkeitsisolationsschicht
eine besonders absorbierende Isolationsschicht aufzutragen, die die flüchtigen Abbauprodukte
des Schutzlacksystemes zu binden vermag. Hierfür kommen Produkte wie Silicagel,
Aktivkohle, Benton:it usw. in geeigneten Bindemitteln (wäßrige Leime, Kunststoffdispersionen,
Kunstharzlös:ungen usw.) in Betracht. Diese Isolierschichten sollen nur oberflächlich
festhaften und keine direkte Verbindung mit der auszuhärtenden Lackierung eingehen.
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Soweit spezielle Folien, wie z. B. Aluminiumfolie, besonders porös
sind, kann es zweckmäßig sein, die Folien mehrfach aufzutragen. Hierdurch scheidet
der Porenfaktor der einzelnen Folie praktisch aus. Es kommt aber auch eine einfache
Nachdichtung der Folien mit geeigneten Wachslösungen., Harzlösungen, Lackprodukten
usw. in Betracht. Bis zur Zerstörung, Ablösung usw. des oberflächlichen Porenschutzes
erfolgt eine ausreichende Wärmetrocknung der dahinter liegenden Lackierung.
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Die Anwendung des vorliegenden Wärmetrockhungsverfahrens ist nicht
auf gebrauchte, stationäre -Behälter; Appärate usw. beschränkt. Da das Troclznungsverfahren
unabhängig von der Wandstärke der Apparate usw. arbeitet,. kann es bei komplizierten
chemischen Behältnissen, Autoklaven usw. auch für die fabrikseitige -Neuanfertigung
gegenüber der sonstigen Wärmetrocknung usw. ein wesentlich billigeres Lackierverfahren
sein; dies gilt beispielsweise für Kesselwagen, Großtanks, Autoklaven, Misch- und
Knetwerke usw.
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Je nach den gegebenen Umständen kann es sich bei vorliegendem Verfahren
nur um eine Innen-oder Außenlackierung oder eine Innen- und Außenlackierung handeln.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine Ausr:eaktion wärmebeeinflußbarer
Lacküberzüge in der Art vorzunehmen, daß diese unmittelbar mit der wärmeübertragenden
Flüssigkeit in Berührung gebracht werden. Demgegenüber entfallen bei dem vorstehenden
Verfahren alle Schwierigkeiten, die sich aus einer Reaktion chemischer und/oder
physikalischer Art mit dem noch nicht ausreagi:erten Lackfilm und dem Wärmeüberträger
sowohl in der Kälte wie in ,der Wärme ergeben, was dann :entweder :die Qualität
der ausgehärteten Lackfilme erhöht oder ihre Brauchbarkeit überhaupt erst herbeiführt
oder- die technische Zusammensetzung der Lacküberzüge verfahrensunabhängig gestaltet.