DK151897B

DK151897B - Method for gluing under water

Info

Publication number: DK151897B
Application number: DK202179A
Authority: DK
Inventors: Malcolm Ray Bowditch
Original assignee: Secretary Energy Brit
Priority date: 1979-05-16
Filing date: 1979-05-16
Publication date: 1988-01-11
Also published as: DK202179A; DK151897C

Description

DK 151897 BDK 151897 B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til under vand at tilvejebringe en klæbeforbindelse mellem et syntetisk skummateriale og et underlag ved anvendelse af et termo-hærdende harpiksbindemiddel.The invention relates to a method of providing an underwater adhesive connection between a synthetic foam material and a substrate using a thermosetting resin binder.

5 Ved klæbning under vand f.eks. ved reparation el ler forstærkning af offshore-platforme eller udstyr og apparater, der er udsat for et indre eller ydre tryk, har det vist sig nødvendigt at anvende et harpiksbindemiddel med høj viskositet, for at forhindre vandet i at 10 trænge bindemidlet bort fra underlaget før harpiksen er hærdet. Den høje viskositet kan opnås ved iblanding af pulverformet eller fibrøst fyldmateriale, men til gengæld bevirker iblandingen at harpiksbindemidlet er vanskeligt at gennemblande før anvendelsen og nedsætter klæbeevnen.5 When sticking under water, e.g. when repairing or reinforcing offshore platforms or equipment and apparatus subjected to internal or external pressure, it has been found necessary to use a high viscosity resin binder to prevent the water from penetrating the binder before the resin is hardened. The high viscosity can be achieved by admixture of powdered or fibrous filler material, but on the other hand, the admixture causes the resin binder to be difficult to blend before use and reduces the adhesive capacity.

15 Fra US-patefrtskrift nr. 3 930 919 kendes ganske vist en fremgangsmåde til fremstilling af et laminat af termohærdende harpiks. Ved denne kendte fremgangsmåde bliver et formbart bæremateriale af syntetisk skum med åben cellestruktur imprægneret med termo-20 hærdende harpiksbindemiddel og presset mod et underlag, og et i harpiksbindemidlet indeholdt middel afgiver gas. Herved opnås at sammentrykningen af skummaterialet kan baseres på den ønskede endelige tykkelse af laminatet, og at harpiksbindemidlet tvinges ud i det 25 fibrøse forstærkningsmateriale i laminatet.15 U.S. Patent No. 3,930,919 discloses a method for producing a thermosetting resin laminate. In this known method, a moldable open cell structure synthetic foam carrier material is impregnated with thermosetting resin binder and pressed against a substrate, and an agent contained in the resin binder releases gas. Hereby it is obtained that the compression of the foam material can be based on the desired final thickness of the laminate and that the resin binder is forced into the fibrous reinforcing material in the laminate.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er af den fra US-patentskrift nr. 3 930 919 kendte art, men løser helt andre problemer, nemlig dem der opstår ved klæbning under vand. Fremgangsmåden er ejendommelig ved, at bære-30 materialet presses mod underlaget på en sådan måde, at en udtrængning af bindemidlet til at begynde med bevirker, at det omgivne vand fortrænges fra underlaget, hvorefter yderligere tryk bevirker, at harpiksbindemidlet immobiliseres i bærematerialets celler og hærder.The method according to the invention is of the kind known from US Patent No. 3,930,919, but solves completely other problems, namely those arising from adhesive underwater. The process is characterized in that the carrier material is pressed against the substrate in such a way that an initial penetration of the binder causes the surrounding water to be displaced from the substrate, after which further pressure causes the resin binder to be immobilized in the carrier material's cells and hardeners. .

35 Herved opnås at det til klæbningen anvendte har piksbindemiddel ikke fortrænges eller tvinges bort fra underlaget af vandet før klæbeforbindelsen er etableret.Hereby it is obtained that the adhesive used for the adhesive does not displace or force away from the substrate of the water until the adhesive bond is established.

22

DK 151897 BDK 151897 B

Dette antages at bero på, at harpiksbindemidlet ved den begyndende sammenpresning af bærematerialet fugter underlaget og flyder ud på dette, hvorefter yderligere sammenpresning af bærematerialet bevirker, at dettes 5 porer formindskes og at materialet derved fastholder det indeholdte bindemiddel, som derefter hærder.This is thought to be due to the fact that the resin binder, at the initial compression of the support material, moistens and floats the substrate, after which further compression of the support causes its pores to diminish and the material thereby retains the contained binder which then cures.

Det er en fordel ved opfindelsen, at man kan anvende et harpiksbindemiddel, som let kan blandes fuldstændigt før anvendelsen.It is an advantage of the invention that one can use a resin binder which can be easily mixed completely before use.

10 En foretrukket udførelsesform af opfindelsen er ejendommelig ved, at harpiksbindemidlet består af en to-komponentblanding, idet den første komponent omfatter en diglycidylether af bisphenol Ά', medens den anden komponent omfatter en cycloaliphatisk polyamin eller en 15 4,4' diaminodiphenylmethan.A preferred embodiment of the invention is characterized in that the resin binder consists of a two-component mixture, the first component comprising a diglycidyl ether of bisphenol Ά ', while the second component comprises a cycloaliphatic polyamine or a 4,4' diaminodiphenylmethane.

Det har vist sig, at disse klæbemidler let fugter en overflade, på hvilken de påføres, selv når påføringen sker under vand, men der kan inkorporeres et ikke-ionisk overfladeaktivt middel i bindemidlet med henblik på at 20 modificere dette således, at det fortrinsvis fugter underlaget. En silan med epoxydfunktion kan også tilsættes til kemisk stabilisering af grænsefladebindingen mellem klæbemiddel og underlag.It has been found that these adhesives slightly moisten a surface on which they are applied even when the application is underwater, but a nonionic surfactant can be incorporated into the binder to modify it so as to preferably moisten it. substrate. An epoxide-functional silane can also be added to chemically stabilize the adhesive-substrate interface bond.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen vil blive beskre-25 vet i det følgende ved hjælp af eksempler på udførelsesformer og under henvisning til tegningen på hvilkenThe method according to the invention will be described in the following by way of examples of embodiments and with reference to the drawing in which

Fig. 1A, IB og 1C illustrerer en tilpropningsreparation på et underlag af glasarmeret plast,FIG. 1A, 1B and 1C illustrate a plug repair on a glass reinforced plastic support,

Fig. 2 en lapreparation, og 30 Fig. 3 reparation af en rørflangesvejsning.FIG. 2 is a patch repair; and FIG. 3 repair of a pipe flange weld.

Til klæbeforbindelser under vand foretrækkes epoxybaserede klæbemidler på grund af den lethed hvormed de koldhærdes, deres gode adhæsion og alment lette behandling.For underwater adhesives, epoxy based adhesives are preferred because of the ease with which they cure, their good adhesion, and generally light treatment.

35 Et eksempel på et foretrukket klæbemiddel til un dervandsbrug er følgende to-komponentharpiks : 3An example of a preferred underwater adhesive is the following two-component resin: 3

DK 151897 BDK 151897 B

TYPE I HARPIKSKOMPOSITION UW43TYPE IN RESIN COMPOSITION UW43

Bestanddel Funktion eller Vægtbeskrivelse dele 5Ingredient Function or Weight description parts 5

Shell Epikote Harpiks-diglycidylether 100Shell Epicote Resin Diglycidyl Ether 100

Kom- 828 af bisphenol Ά' (epo- po- xydækvivalent Ca 185) nent---— A Union Carbid Silan med epoxyd- 2.0 A187 funktion 10 Ciba-Geigy Farvepasta 0.5Com- 828 of bisphenol Ά '(epoxide equivalent Ca 185) nent --- A Union Carbide Silane with epoxide 2.0 A187 Function 10 Ciba-Geigy Color Paste 0.5

WhiteWhite

Aerosil 200 Fyldstof - til at give 8.0 klæbemidlet thixotropi-ske egenskaber og/eller indstille blandingsfor-15 holdeneAerosil 200 Filler - to give 8.0 the adhesive thixotropic properties and / or adjust the mixing conditions

Ancamine MCA En cycloaliphatisk 55Ancamine MCA A cycloaliphatic 55

Kon- polyaminhærder P°-___ n?nt Epophen ED-1-Z En polysulphidplasti- 50 ficeringdiærder 20__;__Polyphylamine hardener P ° -___ close Epophen ED-1-Z A polysulphide plasticifier 50 __; __

Ciba-Geigy Black Farvepasta 0.2Ciba-Geigy Black Color Paste 0.2

Aerosil 200 Fyldstof - til at give 13 klæbemidlet thixotropi-ske egenskaber og/eller ot. indstille blandingsfor holdeneAerosil 200 Filler - to provide 13 adhesive thixotropic properties and / or ot. set the mixing ratios

Et andet epoxybaseret klæbemiddel til brug under vand kaldes Type I komposition UW31. Denne komposition 30 ligner den ovenfor angivne komposition UW43 med undtagelse af, at 4,0 vægtdele Sylodex 24 i komponent A erstatter Aerosil 200 som fyldstof, og at 2,0 vægtdele Colorol Aqua-sorb er inkluderet som ikke-ionisk overfladeaktivt middel, samt at 5,0 vægtdele Sylodex 24 i komponentB erstatter 35 Aerosil 200 som fyldstof.Another epoxy-based underwater adhesive is called Type I composition UW31. This composition 30 is similar to the above composition UW43 except that 4.0 parts by weight of Sylodex 24 in component A replaces Aerosil 200 as a filler and that 2.0 parts by weight of Colorol Aqua sorb is included as a nonionic surfactant, and that 5.0 parts by weight Sylodex 24 of component B replaces 35 Aerosil 200 as a filler.

Et tredie harpikssystem, der er egnet til under- 4A third resin system suitable for sub 4

DK 151897 BDK 151897 B

vandsbrug, er betegnet Type li komposition UW27 og har den nedenfor givne sammensætning: TYPE II HÅRPIKSKOMPOSITION UW27 5 i ~~ >water use, is designated Type II composition UW27 and has the composition given below: TYPE II HAIR PICK COMPOSITION UW27 5 in ~~>

Bestanddel Funktion eller Vægtbeskrivelse deleIngredient Function or Weight description parts

Komponent Araldite GY250 Harpiks-diglycidylether 100 A af bisphenol Ά' 10 Union Carbide Silan med epoxyd- 15 A187 funktionComponent Araldite GY250 Resin diglycidyl ether 100 A of bisphenol 10 '10 Union Carbide Silane with epoxide A187 function

Barytter ) Fyldstof - til at give 75 ) klæbemidlet thixotropi- ) ske egenskaber og/eller ) indstille blandingsfor- 15 ) holdeneBarite) Filler - to give 75) the adhesive thixotropic properties and / or) set the mixing ratios 15)

Sylodex 24 ) 3,0Sylodex 24) 3.0

Kompo- Araldite HY850 Hærder - en form for 64 nent diamindiphenylmethan, B der kan gøres flydende 20. Orgol tjære Plastificeringsmiddel/ 40 fleksibiliseringsmiddelCompo- Araldite HY850 Hardener - a form of 64 nd diamine diphenylmethane, B that can be liquefied 20. Orgol tar Plasticizer / 40 agitator

Barytter ) Fyldstof - til at give 86 ) klæbemidlet thixotropi- ) ske egenskaber og/eller ) indstille blandingsfor- ) holdene 25 Sylodex 24 ) 2,0Barite) Filler - to give 86) the adhesive thixotropic properties and / or) set the mixing ratio 25) Sylodex 24) 2.0

Den i fig. 1A, IB og 1C illustrerede tilpropningsreparation blev udført i et laboratorium, og omfattede reparationen af en langstrakt revne 2 i en plade 1 af glas-30 armeret plast (GRP). Revnen 2 kan anses for typisk for skader, der kan opstå på fartøjer med GRP-skrog. Til tilvejebringelse af et virkelighedstro miljø i laboratoriet, blev den beskadigede plade 1 indsat som den ene .væg i en kasse af stålplader bestemt til at nedsænkes i vand. Et ikke 35 vist afluftningsrør af gummi førende til atmosfæren blev fastgjort til kassen, som derefter blev nedsænket i en vandtank.The FIG. 1A, 1B and 1C illustrated plugging repair was carried out in a laboratory and included the repair of an elongated crack 2 in a glass 1 reinforced plastic (GRP) plate 1. The crack 2 can be considered typical of damage that can occur to vessels with GRP hulls. To provide a true-to-life environment in the laboratory, the damaged plate 1 was inserted as the one wall of a box of steel plates destined to be immersed in water. A rubber vent vent not shown, was attached to the box, which was then immersed in a water tank.

DK 151897 BDK 151897 B

55

Reparationen blev udført manuelt under vand under anvendelse af en to-komponent harpiksklæber af den ovenfor angivne, med Type I betegnede harpikskompositon UW43.The repair was performed manually under water using a two-component resin adhesive of the above-mentioned Type I designated resin composite UW43.

Ens vægtdele af de to komponenter af harpikskompo-5 sitionen UW43 blev udtaget og blandet grundigt. En passende pude af et letvægts, fleksibelt polyurethanskum med åbne celler blev derpå mættet med den friskblandede harpiks, ført ned under vandet og placeret over revnen 2, gennem hvilken der tidligere var. sivet vand. Den impræg-10 nerede skumpude blev derefter bearbejdet manuelt med henblik på at tvinge den ind i og fuldstændig fylde revnen 2. Da puden var blevet helt arbejdet på plads, havde y-der- og indersiden af pladen 1 de i fig. IB og 1C viste udseender. Det ses, at puden 3 helt hår dækket ydersiden 15 af pladen 1 omkring revnen og i det væsentlige er trængt igennem revnen 2 ind til'.pladens inderside. Stålkassen blev med harpiksen stadig uhærdet sænket ned på bunden af en 3 m dyb vandtank, hvorved den udsattes for det største hydrostatiske tryk, der forekommer ved gængse GRP-20 skrog. Da kassen blev taget op efter 24 timers neddykning til denne dybde, var dens indre i alt væsentligt frit for vand, hvilket viser, at reparationen var vellykket.Equal parts by weight of the two components of the resin composition UW43 were taken out and mixed thoroughly. A suitable pad of a lightweight, flexible, open-cell polyurethane foam was then saturated with the freshly mixed resin, submerged, and placed over the crack 2 through which it previously existed. seeped water. The impregnated foam pad was then machined manually to force it into and completely fill the crack 2. When the pad was fully worked in place, the outer and inner sides of the plate 1 had the ones shown in FIG. IB and 1C showed appearance. It will be seen that the pillow 3 is completely covered with the outer surface 15 of the plate 1 around the crack and is substantially penetrated through the crack 2 into the inside of the plate. With the resin, the steel box was still uncured on the bottom of a 3 m deep water tank, subjecting it to the greatest hydrostatic pressure that occurs in conventional GRP-20 hulls. When the box was taken up after 24 hours of immersion to this depth, its interior was substantially free of water, demonstrating that the repair was successful.

Fig. 2 viser en ny noget oliefedtet plade lo af blødt stål med en revne 11, hvilken plade blev fastgjort 25 til en vandtank, som dennes ene side. Der blev tilveje- _2 bragt et vandtryk på 131 kNm indvendig i tanken, hvorved der fremkom en betydelig udsprøjtning af vand gennem revnen 11. En pude 12 af fleksibelt polyurethanskum med åbne celler og med dimensionerne 250mm x 160mm x 25mm 30 blev derpå imprægneret med en frisk fremstillet blanding af harpiks af den ovenfor angivne Type I komposition UW43.FIG. 2 shows a new slightly oil-greased sheet of soft steel with a crack 11, which plate was attached 25 to a water tank as one side thereof. A water pressure of 131 kNm was provided inside the tank, resulting in significant spraying of water through the crack 11. A cushion 12 of flexible polyurethane foam with open cells having dimensions 250mm x 160mm x 25mm 30 was then impregnated with a freshly prepared resin blend of the above Type I composition UW43.

Den imprægnerede pude 12 blev støttet af en plade 13 af blødt stål af samme areal som puden , og dette aggregat blev lagt over revnen 11. Den imprægnerede skumpude 12 35 blev derpå komprimeret til en tykkelse af ca. 3mm imellem pladen 12 og den beskadigede plade lo ved hjælp af ikke viste tvinger virkende på en strø 14 af træ. Da udsivnin-The impregnated cushion 12 was supported by a soft steel plate 13 of the same area as the cushion and this aggregate was laid over the crack 11. The impregnated foam cushion 12 was then compressed to a thickness of approx. 3mm between the plate 12 and the damaged plate lo using forcing not shown acting on a straw 14 of wood. Since leakage

Claims

A method of providing an underwater adhesive between a synthetic foam material and a substrate using a thermosetting resin binder, and of the kind in which a malleable synthetic foam structure with open cell structure is impregnated with a thermosetting resin binder and pressed the substrate, characterized in that the support material is pressed against the substrate in such a way that an initial penetration of the binder is effected. DK 151897 B, after which further pressure causes the resin binder to be immobilized in the cells and hardeners of the carrier material.

Process according to claim 1, characterized in that the resin binder consists of a two-component mixture, the first component comprising a bisphenol di glycidyl ether, while the second component comprises either a cycloaliphatic polyamine or a 4.4 'diaminodiphenylmethane.

Process according to claim 2, characterized in that the resin binder comprises a silane with epoxide function.

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the carrier material is a reticulated polyester-based polyurethane foam having a porosity of between 12 and 18 pores per minute. cm.