EP1169404A1 - Verfahren zur abdichtung von rohrleitungen und reparaturkit - Google Patents

Verfahren zur abdichtung von rohrleitungen und reparaturkit

Info

Publication number
EP1169404A1
EP1169404A1 EP00918804A EP00918804A EP1169404A1 EP 1169404 A1 EP1169404 A1 EP 1169404A1 EP 00918804 A EP00918804 A EP 00918804A EP 00918804 A EP00918804 A EP 00918804A EP 1169404 A1 EP1169404 A1 EP 1169404A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
adhesive
fabric
nonwoven
hollow body
sealed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00918804A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Tranelis
Hans-Rolf Dierdorf
Bernhard Grünewälder
Werner Haller
Bernhard SCHÖTTMER
Peter Deckers
Birgit Ness
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
Publication of EP1169404A1 publication Critical patent/EP1169404A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00—Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/12—Materials for stopping leaks, e.g. in radiators, in tanks

Definitions

  • the invention relates to a method for reinforcing or sealing hollow body walls, in which a hollow body in the area to be reinforced or sealed is at least partially enclosed with at least one fabric or nonwoven fabric that is permeable to a curable external adhesive, and the fabric or nonwoven fabric is then impregnated with an adhesive . Furthermore, the invention relates to a repair kit for use in the reinforcement or sealing of hollow body walls, comprising at least one fabric permeable to a curable adhesive or such a nonwoven fabric with which a hollow body can be at least partially enclosed, and at least one curable adhesive for which the fabric or the nonwoven is permeable.
  • Hollow bodies that can be filled or filled in the walls are frequently damaged in the course of the operating time due to external influences (for example weather, temperature fluctuations or chemicals). Such damaged areas generally result in at least a reduction in the operational safety of the hollow body concerned.
  • the damaged areas are continuous openings over the entire cross-section of a hollow body wall, filling material usually emerges from the hollow body immediately or in the case of filling. This effect occurs particularly drastically with hollow bodies under pressure, for example pressure boilers, gas or
  • WO 94/05945 relates to a method for reinforcing corroded pipes, in particular pipelines, or containers, which allows reinforcing, for example, corroded pipeline sections during operation.
  • the document describes a method for repairing pressure points that extend in the direction of the pipe or container center.
  • a filling material is first entered into the printing point so that the filling material completely fills the printing point.
  • a tape with high tensile strength is then wrapped around the filled point, it being possible for an adhesive to be applied to the outside of the previous winding between each winding.
  • the high tensile strength tape used consists of high tensile strength fibers which are embedded in a binder matrix. The document does not show that the tape used is permeable to the adhesive used.
  • US-A 4,756,337 relates to a kit for use in sealing low pressure gas pipes and a corresponding method.
  • a pressure-sensitive, adhesive-impermeable tape is first wound around the area to be sealed and then wrapped with a fabric soaked in adhesive.
  • US-A 4,681,986 relates to a kit for use in isolating exposed cable junctions and a corresponding method.
  • the exposed connection point is first wrapped with an amorphous insulation material and then enclosed with a tissue soaked in adhesive.
  • a disadvantage of the latter methods known from the prior art is that they require several separate work steps using different sealing materials. In particular, handling is made more difficult by the fact that the sealing process must be successfully completed when the first layer of sealant is applied, since additional layers of fabric contribute little or nothing to the sealing success.
  • the objects are achieved by a method in which a hollow body in the area to be reinforced or sealed is at least partially enclosed with at least one fabric or such a nonwoven fabric that is permeable to a curable external adhesive and the fabric or the nonwoven fabric is subsequently impregnated with an adhesive, and also by means of a repair kit which contains at least one fabric or such a nonwoven fabric which is permeable to a curable adhesive and at least one curable adhesive for which the fabric or the nonwoven fabric is permeable.
  • the invention thus relates to a method for reinforcing or sealing hollow body walls, in which a hollow body in the area to be reinforced or sealed is at least partially enclosed in the area to be reinforced or sealed with at least one fabric or such nonwoven material that is permeable to a curable external adhesive, and then the fabric or nonwoven fabric is also enclosed is soaked in an adhesive.
  • hollow body refers, for example, to containers for holding, storing or treating liquids, gases or flowable solids and to pipelines for the transport of liquids, gases or flowable solids, the aforementioned Containers or pipes may be suitable for pressureless operation or for use under pressure.
  • the hollow bodies can have any cross section, for example circular, oval or angular.
  • the term refers "Hollow body” on the pipes and containers mentioned with at least approximately oval or circular cross-section.
  • an "area to be reinforced or sealed” is understood to mean an area in the wall of the hollow body which is so defective that safe operation of the hollow body can no longer be guaranteed or is impossible.
  • areas to be reinforced or sealed are cracks, corrosion spots, dents, dents, faulty seals or solder joints and the like.
  • the aforementioned defective areas can extend over larger areas of the wall or affect only a small part of the wall.
  • a damaged point can extend, for example, in the longitudinal axis of the hollow body, provided that the hollow body has a defined longitudinal axis, or can affect the hollow body circumferentially.
  • the method according to the invention is applied to hollow bodies which have a diameter of not more than about 100 cm, for example about 50 cm or about 40 cm. In a further preferred embodiment of the invention, the method is applied to hollow bodies whose diameter is approximately 0.1 to approximately 30 cm, in particular approximately 0.5 to approximately 15 cm.
  • the expected operating pressure should generally not exceed about 30 bar.
  • a lower upper limit may be appropriate. Damaged areas of greater extent, such as extensive corrosion or extensive cracks, the more than about a third of the circumference of the hollow body may require lower expected upper pressure limits.
  • the operating pressure to be expected in such cases should be less than approximately 20 bar, in particular approximately 16 bar or less.
  • the method according to the invention is fundamentally suitable for hollow bodies made from a wide variety of materials, it not being necessary for the hollow body to consist of only one material.
  • the method according to the invention is particularly suitable, for example, for hollow bodies made of plastics, metal, concrete, porcelain (earthenware), ceramic or composite materials which comprise the materials mentioned and, if appropriate, further substances.
  • Materials for which the process according to the invention is particularly suitable are, for example, polyvinyl chloride (PVC-U and -C), poly (acrylonitrile-butadiene-styrene) (ABS), copper, brass, steel, cast iron, lead, zinc, concrete, porcelain (Earthenware), AZ pipes or ceramics, or mixtures or composites of two or more of the materials mentioned.
  • the damaged area is first at least partially enclosed with at least a tissue or such a nonwoven fabric that is permeable to a curable outer adhesive, and the fabric or nonwoven fabric is then impregnated with the outer adhesive.
  • an “external adhesive” is understood to mean an adhesive which is applied from the outside after the fabric or the nonwoven has been applied.
  • curable means in the context of the present text that the adhesive either under ambient conditions, as in the Use of the method according to the invention usually prevails, cures automatically, or cures only as a result of an action to be carried out by the user (for example heating, moistening, irradiating or the like). Temperatures from approximately 5 ° C. to approximately 50 ° C. and atmospheric humidity values from approximately 10 to approximately 100% are considered to be the usual conditions when carrying out the process according to the invention.
  • External adhesives which are suitable within the scope of the method according to the invention are those adhesives which both have good adhesion to the surface of the hollow body and also ensure an adhesive bond with the fabric or nonwoven used.
  • suitable adhesives have a pot life which, on the one hand, enables problem-free application to and penetration of the fabric or the nonwoven fabric, but on the other hand enables the quickest possible usability of such a reinforced or sealed area.
  • Suitable adhesives have a pot life of less than about 15 minutes, in particular less than about 5 minutes, at about 20 ° C. Particularly suitable pot lives are about 0.5 to about 4 minutes, for example about 1 to about 3 minutes.
  • an external adhesive can be used, which ensures compliance with the pot life mentioned under the corresponding conditions. If the pot life depends on the air humidity, as can be the case, for example, with polyurethane systems, the values given here apply, for example, at about 20 to about 23 ° C. and about 50 to about 65% relative air humidity.
  • Suitable adhesives can be used both as one-component systems (1K) and in the form of two-component systems (2K). In the context of a preferred embodiment of the invention, a two-component adhesive is used.
  • Suitable types of adhesive are curable adhesives based on polyurethane, polyester, epoxy resin or (meth) acrylate or a mixture of two or more such adhesives.
  • external adhesives which are suitable in the context of the present invention have no pressure-sensitive adhesive properties after curing, in particular after the pot life has ended.
  • Suitable adhesives are those which can be prepared in the usual way from polyols and isocyanates. Particularly suitable are, for example, polyurethane adhesives which have prepolymers carrying NCO groups, as can be obtained by reacting suitable polyols with corresponding polyfunctional isocyanates.
  • the polyols commonly used in the field of polyurethane adhesives can be used as polyols for producing such prepolymers.
  • these are polyester polyols or polyether polyols or mixtures thereof.
  • Suitable polyester polyols generally have a molecular weight (M n ) of approximately 200 to approximately 50,000 and are generally obtained by reacting linear diols with dicarboxylic acids.
  • Suitable linear diols are, for example, the alkanediols such as ethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol, pentylene glycol, hexanediol or their higher homologs and isomers, and mixtures of two or more of the compounds mentioned.
  • Suitable dicarboxylic acids are the alkanedicarboxylic acids with 2 to about 40 C atoms, their higher homologues and isomers, and mixtures of two or more thereof.
  • the aromatic dicarboxylic acids for example the isomeric terephthalic acids, are also suitable.
  • corresponding polyols For the production of corresponding polyols the compounds mentioned are reacted with one another in such a way that molecules are formed which carry an average of more than one OH group, in particular about 1.5 to about 2.5. The polyols are then reacted with polyisocyanates, so that polyurethane prepolymers with at least one free isocyanate group result.
  • Corresponding polyurethane systems can be formulated as 1K or 2K systems, with 2K systems usually having a high molecular weight polyol component and a component carrying isocyanate groups.
  • a polyurethane prepolymer based on MDI (4,4 '- diphenylmethane diisocyanate) is used as 1 K system and a polyether or polyester polyol, or a mixture of two or more of said polyols used.
  • a first component containing a polyether or polyester polyol or a mixture of two or more of the polyols mentioned and a second component containing an at least difunctional isocyanate are used as the two-component system.
  • polyurethane adhesives suitable for the purposes of the present invention are, for example, Sista D 325 (1-component system) and Makroplast UK (2-component system) (both: Henkel, Düsseldorf).
  • a special 2-component PU system consisting of a special polyol component and a special isocyanate component leads to excellent results.
  • the isocyanate component based on a mixture of MDI and a polyisocyanate based on HDI should have an NCO value between 20.0 and 28.0, better between 21.0 and 26.0 and in a specially selected formulation between 22.5 and 24.5 wt .-% and preferably be unfilled.
  • the polyol component is at least from a mixture of a branched polyalcohol with ether and ester groups and a polyetheraminopolyol.
  • the OH number of the unfilled polyol mixture should be between 315 and 450, better between 340 and 410 and preferably between 355 and 390.
  • the polyol component preferably also remains unfilled. Catalysis is not absolutely necessary; however, a small amount of catalyst is advantageous.
  • the volume mixing ratio between the polyol component and isocyanate component can vary within a wide range. For better handling, a volume mixing ratio of 1: 1 should be aimed for.
  • the crosslinking of both components should be approximately stoichiometric, with an NCO / OH ratio between 1, 20: 1, 00 to 0.80: 1, 00, better between 1, 10: 1, 00 to 0.90: 1, 00, but should preferably be set between 1.05: 1.00 to 1.00: 0.95.
  • the polyol component contains (in% by weight)
  • the polyisocyanate component contains (in% by weight)
  • the coating should also have a consistency in the mixed state, which on the one hand allows amounts of 50 to 75 g, depending on the tube diameter, to be absorbed per defect and on the other hand soaks the bandage well without the coating flowing away from the application site.
  • the viscosity in the mixed state measured according to Brookfield at 23 ° C, should therefore be around 5,000 mPas.
  • the quick hardening of the system is achieved through the special selection of the components and through a high quantity coating. A heat build-up forms, which allows the coating to harden quickly.
  • This 2K system based on polyurethane for the temporary repair of pressure and unpressurized pipelines is characterized above all by the fact that with a long processing time of at least 5 minutes, the coating cures, preferably in conjunction with the described method, after just one step Hour at 23 ° C is so high that a pipeline system repaired with it can withstand an operating pressure of 16 bar for at least 1,000 hours. If there is no pressure loss due to leakage, the test is passed.
  • the system is so flexible that changes in length on the pipes remain unaffected by the coating.
  • the hardness of the cured coating therefore does not exceed the dimensionless value of 77, measured according to Shore D at 23 ° C.
  • the coating has high heat and boiling water resistance.
  • test standards from the wood industry have been used, since the test specimens bonded from beech wood swell and shrink considerably. Due to the high load on repaired pipelines, it therefore makes sense if the coating, used as an adhesive, achieves a value of> 6.0 N / mm 2 , measured according to the adhesive standard DIN EN 204, stress group D4.
  • the heat resistance measured according to WATT 91, has values of> 9.0 N / mm 2 (measured at 80 ° C). The heat resistance is This is important because pressurized water systems are operated at temperatures of 60 ° C and pressureless systems have to withstand even higher temperatures of up to 90 ° C.
  • the coating on the commercially available piping has sufficient adhesive properties.
  • Different pipe materials are used in industry and household. As a rule, these are made of bondable plastics or metals such as PVC-U, PVC-C, ABS, galvanized or chromed metals, brass, VA steel or copper. In rare cases, lead pipes are also used. Pipelines made of the above-mentioned materials must therefore be tested in order to be as practical as possible. In order to simulate leaks such as stress cracks, holes or the like, a test was prepared. If leakage occurs in the area of the molded parts, such as on the fitting, T-piece or socket, which is very often the case, the usual repair systems, such as the fitting of clamps, are unusable.
  • the coating system can be used universally on a wide variety of materials, since polyurethanes bring good to very good adhesion properties when the raw material components are carefully selected.
  • the coating based on the 2-component PU system has compared to many other systems, e.g. based on polyester, polystyrene or PMMA further advantages in terms of odor emission.
  • polyester adhesives are the adhesives conventionally produced from polyols and polycarboxylic acids.
  • polyester adhesives are used which are based on butanediol-1, 4 or pentaerythritol, or a mixture thereof, and adipic acid or phthalic acid, isophthalic acid or terephthalic acid, or a mixture of two or more thereof.
  • Suitable epoxy resin adhesives are the adhesives which can be prepared in the usual way from polyols and epoxides. Epoxy resin adhesives which have bisphenol-A as the epoxy component and are cured with amines or polymercaptans are particularly suitable. Corresponding systems are known to the person skilled in the art. Suitable adhesives are available, for example, under the name Metallon E (from Henkel, Düsseldorf).
  • Suitable (meth) acrylate adhesives are the adhesives which can be prepared in the customary manner using acrylic acid and its esters or from methacrylic acid and its esters.
  • the adhesives have at least one compound that can be subjected to a radical polymerization reaction.
  • Particularly suitable in this regard are adhesives made from alkyl acrylates, cycloalkyl acrylates, alkyl methacrylates, cycloalkyl methacrylates, alkoxy acrylates, alkoxymethacrylates, alkylene diacrylates or alkylene dimethacrylates.
  • Suitable monomers are, for example, methyl methacrylate, lauryl methacrylate, 2-
  • the monomers used are methyl methacrylate, tetrahydrofurfuryl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate or hydroxypropyl methacrylate or mixtures of two or more thereof.
  • the proportion of said monomers in the adhesive to be used according to the invention is generally about 1 to about 90% by weight, for example about 10 to about 80% by weight or about 15 to about 60% by weight.
  • two-component methacrylate adhesives or polyurethane adhesives are used.
  • the adhesives mentioned are generally used individually, but if appropriate a mixture of two or more of the adhesives or types of adhesives mentioned can also be used.
  • the viscosity of the outer adhesive should not exceed a value of approximately 10,000 mPas (Brookfield, RVT, 23 ° C, spindle 4).
  • the outer adhesive has a viscosity of about 500 to about 7,000, in particular about 1,500 to about 5,000 mPas (Brookfield, RVT, 23 ° C., spindle 4).
  • an inner adhesive can be applied to the area to be reinforced or sealed before the area to be reinforced or sealed by the fabric or the nonwoven fabric.
  • the inner adhesive may be necessary, for example, if particularly good adhesion of the fabric or the nonwoven fabric to the surface of the hollow body is desired, or if the fabric or nonwoven fabric is to be fixed first on the surface of the hollow body, for example to prevent the fabric from slipping or to prevent the nonwoven.
  • the application of an internal adhesive can even improve the sealing success, ie the life of the seal can be extended if necessary, or there is an improved tolerance of the sealed damaged area for increased pressure load.
  • the adhesives already mentioned above are suitable as the internal adhesive. However, it is also possible to use an adhesive that has permanent adhesive properties as the internal adhesive.
  • the inner adhesive can, for example, also have a higher viscosity than the outer adhesive.
  • a suitable upper limit for the viscosity of the outer adhesive is, for example, about 20,000 mPas. In a preferred embodiment of the invention, however, identical adhesives, i.e. curing adhesives, are used as the inner and outer adhesive.
  • nonwovens that have sufficient permeability for a curable external adhesive are equally suitable as nonwovens.
  • fabric also includes structures which represent a mixed form of fabric and nonwoven, for example composites which have at least one fabric layer and at least one nonwoven layer or other mixed forms in which, for example, fabric surfaces and nonwoven surfaces alternate.
  • permeability refers to the ability of the fabric or nonwoven fabric to allow adhesive to pass through the fabric mesh or the spaces in the nonwoven fabric, so that the adhesive is completely penetrated into the fabric or nonwoven fabric.
  • the permeability of a fabric or a nonwoven depends on the fabric or the nonwoven itself and on the adhesive used, in particular on the viscosity of the adhesive. In general, there is sufficient permeability in the sense of the invention if the adhesive penetrates at least one fabric layer or nonwoven fabric layer during its pot life, ie before it has fully hardened.
  • fabric includes fabrics which are made from natural fibers, synthetic fibers, metal fibers or glass fibers or mixtures of two or more of the fibers mentioned (mixed fabrics). Suitable materials are, for example, cotton, linen, sisal, hemp, flax, polyethylene, polytetrafluoroethylene, polyester, polyurethane, steel or glass fibers. Suitable blended fabrics have, for example, a combination of natural fibers and plastic fibers, in particular cotton fibers and polyester fibers. The proportion of natural fibers can be approximately 1 to approximately 99% by weight, the proportion of plastic fibers approximately 99 to approximately 1% by weight.
  • nonwoven fabric 1 includes nonwovens made of synthetic and natural fibers, which can be obtained by general methods of manufacture known to the person skilled in the art, for example random nonwovens or spunlaced nonwovens.
  • a fabric which consists of polyester threads.
  • a fabric which consists of approximately 40 to approximately 80% by weight of cotton threads and approximately 20 to approximately 60% by weight of polyester threads.
  • fabrics which have one or more of the following properties:
  • the fabrics or nonwovens which can be used in the context of the present invention can have a wide variety of dimensions, depending on the intended use, for example square, circular or oval. In a preferred embodiment of the invention, however, band-shaped fabrics or nonwovens are used, the length of which exceeds the width many times over. Particularly suitable are woven or nonwoven tapes which have a width of approximately 5 to 500 mm and a length of approximately 10 to 500 cm. In a preferred embodiment, woven or nonwoven tapes are used which have a width of about 40 to about 80 mm and a length of about 200 to about 300 cm.
  • the fabrics or nonwovens can optionally be mechanically or chemically pretreated, i.e. the fabric or nonwoven surface can, for example, be roughened or treated with adhesion promoters.
  • the fabrics or nonwovens can optionally be heat-set or dyed in one or more colors. If necessary, the fabric or the nonwoven fabric can already be equipped with a pressure sensitive adhesive, but it should be ensured that the fabric or the nonwoven fabric can still be penetrated by the external adhesive in order to achieve an optimal sealing effect.
  • the damaged spot to be sealed or reinforced is first cleaned of adhering, coarse soiling in a first cleaning step and the surface is roughened.
  • This first cleaning step is necessary when the area to be reinforced or sealed or the area to be covered with fabric or nonwoven has coarse dirt or is particularly smooth or both.
  • the first cleaning step can be carried out using a wide variety of means which are generally known.
  • a suitable means for carrying out the first cleaning step is, for example, a wire brush, which both removes coarse dirt and ensures that the surface is roughened at the damaged area.
  • a further roughening can optionally be carried out using abrasives.
  • not only the immediate vicinity of the damaged area is roughened, but also surface parts going beyond it, preferably the entire circumference, which is to be wrapped with fabric or fleece.
  • the area around the damaged area preferably the entire area to be enclosed by the fabric or fleece, can then be chemically cleaned, in particular degreased and, if appropriate, freed from further organic residues, provided such contaminants are present.
  • all common solvents are suitable for this.
  • a cleaning agent containing aliphatic alcohol or a mixture of two or more aliphatic alcohols for example ethanol, propanol or isopropanol, is used for cleaning.
  • the chemical cleaning step is always carried out.
  • the first adhesive can be applied if necessary.
  • the application is preferably made to the full extent of the fabric or nonwoven.
  • the area to be sealed or reinforced is at least partially enclosed with at least one fabric or nonwoven fabric that is permeable to a curable external adhesive.
  • the hollow body to be reinforced or sealed is a hollow body designed for unpressurized operation (for example a drain pipe), then it may be sufficient to cover only the damaged area with one or more layers of fabric or nonwoven fabric.
  • the hollow body is comprehensively enclosed with the fabric or nonwoven in the area of the point to be reinforced or sealed.
  • the point to be reinforced or sealed is enclosed in a spiral shape with a plurality of fabric or nonwoven layers.
  • the number of layers of fabric or nonwoven depends on the type and Scope of the position to be strengthened or sealed. If the extent of the damaged area exceeds the width of the fabric or nonwoven fabric, several fabric or nonwoven fabric layers can be wrapped side by side, so that individual fabric or nonwoven fabric layers show partial overlap.
  • At least about two fabric or nonwoven layers are applied.
  • the outer adhesive can already be applied to each individual fabric or nonwoven layer or to several fabric or nonwoven layers during the application of the fabric or nonwoven. In this way, particularly with adhesives with a short pot life and when using dense fabrics with a small mesh size or dense nonwovens, particularly good penetration of the fabric or nonwoven with adhesive can be achieved. However, it is also possible to apply the adhesive only after the hollow body has been completely enclosed, so that the fabric or the nonwoven is impregnated with the adhesive from the outside.
  • the outer adhesive is already applied during the application of the fabric or nonwoven.
  • suitable measures for curing the adhesive can be taken, if this is necessary depending on the type of adhesive to be hit.
  • suitable measures can be, for example, moistening, irradiating or heating the soaked in adhesive Fabric or nonwoven, for example with a hot air blower. In the latter case, however, it should be ensured that the maximum permissible temperature with which adhesive and fabric or nonwoven can be loaded is not exceeded. Generally, the temperature should not exceed about 60 to about 80 ° C.
  • Metallic pipelines must first be cleaned and roughened from coarse contaminants such as hemp, sealing pastes, sealing tapes, rust, paint, etc. with a steel brush or emery cloth on both sides at a distance of 1.5 times the bandwidth. This area is then degreased with Tangit KS cleaning cloths from Henkel.
  • the cartridge gun is opened, the double cartridge is inserted and the gun is locked again.
  • the cap on the tip of the cartridge is then removed and the static mixer is attached.
  • the cartridge gun is now ready for use.
  • Trigger lever pressed into the static mixer, mixed and in one
  • the adhesive should be applied a little wider than the tape in order to ensure that the tape connects to the substrate even in the edge area of the tape.
  • the repaired system can be put back into operation after only 15 minutes, at a pressure load of up to 6 bar after 30 minutes and at a pressure load of up to 16 bar after 60 minutes at 23 + 2 ° C.
  • an adhesive which is self-curing, ie which cures without any further external influence is used as the external adhesive.
  • the present invention accordingly also relates to a repair kit for use in the reinforcement or sealing of hollow body walls, comprising at least one fabric permeable to a curable adhesive or such a nonwoven fabric with which a hollow body can be at least partially enclosed, and at least one curable adhesive for which the fabric or the nonwoven fabric is permeable to.
  • the fabric or the nonwoven and the adhesive mentioned correspond to the fabrics, nonwovens and adhesives as have already been described above in the context of the present text.
  • the repair kit contains at least one curable adhesive, which is used, for example, as an outer or inner adhesive or, if both adhesives are identical, as the only adhesive, in at least one cartridge.
  • the cartridge is designed in the usual way and usually has a nozzle for attaching an extrusion nozzle. If the adhesive is a 2-component adhesive, then a 2-chamber double cartridge is used as the cartridge.
  • the repair kit according to the invention also contains at least one of the following components:
  • Cartridge holder with extrusion device for example a cartridge gun
  • the kit according to the invention optionally has one or more extrusion dies.
  • the adhesive to be used is a two-component adhesive
  • an extrusion nozzle is advantageously used which has a static mixer connected to the extrusion nozzle in order to mix the adhesive components.
  • the use of a static mixer is particularly recommended, particularly because of the simple and uniform mixing and thus also the penetration of the textile tape.
  • a cartridge is used to store the adhesive which is under pressure in order to enable the ingredients to be extruded automatically.
  • This can be made possible, for example, by a cylinder filled with pressurized gas, which, after operating a corresponding trigger device, sets an extrusion piston in motion in the cartridge.
  • the line pressure is turned off.
  • the area to be sealed is then cleaned thoroughly at a distance of 1.5 times the bandwidth to the left and right of the leak.
  • intensive cleaning with the included cleaning agent is sufficient.
  • Metal lines must be cleaned with a steel brush to remove coarse dirt (hemp, paste, rust, paint, etc.) and roughened (sanded). After that, if necessary, a fine cleaning is carried out with the enclosed cleaning agent.
  • the double cartridge with the 2-component adhesive is then inserted into the gun and locked. Any existing cartridge protection cap is removed from the cartridge and an extrusion nozzle with a static mixer is screwed on.
  • the adhesive is first applied to the pipe, spread evenly over the circumference of the pipe with at least the bandwidth using the brush supplied.
  • the tape is placed directly on the fitting and the pipe is wrapped.
  • glue is applied again after each winding layer and spread with the enclosed brush. For example, approximately 6 layers of tape should be applied in this step.
  • the adhesive is then applied to the leaky fitting and the tape is wound over the fitting (at least one band).
  • the tape should also be soaked here (method of operation as already described), the number of layers can also here for example 6.
  • the rest of the tape is wrapped again on the tube and soaked in adhesive. Thereafter, the tape can, if necessary, for example using the enclosed glove, be adapted to the shape of the part to be sealed by manual molding, for example by turning it in the tape direction.
  • the pot life of the adhesive based on polyacrylates is, for example, about 2 to about 3 minutes at 20 to 25 ° C. With a pressure load of up to about 6 bar, a minimum hardening time of about half an hour at over 6 bar of about one hour must be observed (measurement analogous to DIN 16970 on PVC-U pipes). When using a PU adhesive, it takes approx. 1 hour to cure until a pressure load of 16 bar is reached.
  • Sovermol 1080 a branched polyalcohol with ether and ester groups from Henkel KGaA,
  • Voranol RA 800 a highly reactive, amine-based polyether polyol from Dow Chemical
  • Perenol E8 a solvent mixture with silicone from Henkel KGaA
  • Desmodur DA a polyisocyanate based on hexamethylene diisocyanate from Bayer.
  • the individual components are placed in an evacuable laboratory dissolver at room temperature and heated to 70 ° C. with stirring at a stirring speed of 350 rpm. A vacuum of 15 mbar is then applied for 1 hour at the same stirring speed and temperature. The mixture is complete as soon as the water content, measured according to Karl Fischer, is below 0.05%.
  • Polyester tape usual qualities available in specialist shops,
  • Both the polyol component and the isocyanate component are stored over a period of 3 months at an elevated temperature of 40 ° C.
  • the coating is considered to be stable in storage if the initial viscosity of the mixed adhesive system increases by less than twice.
  • the maximum processing time at 23 ° C and a relative humidity of 50% must be determined. The time is considered to be exceeded when the coating can no longer be spread with the brush.
  • Test plate material PVC-U
  • the fabric tape to be tested is cut to a length of 400 mm. At the two ends of the cut, the tension weights are fastened with a clamp so that the fabric tape after insertion into the
  • Adhesive board hangs freely at least 20 mm on the side.
  • the squeegee is applied to the test plate over the entire length of the plate
  • Adhesive board inserted and the plate placed horizontally (without bending) on two support beams so that the tension weights hang freely.
  • the fabric tape must protrude at least 10 mm on both sides of the extended adhesive film.
  • the residence time of the fabric tape in the adhesive is max. 1 minutes at
  • the impregnation ideally corresponds to the film width (without a
  • the duration of the test is to be determined.
  • the degree of impregnation in area percent must be determined. It must also be determined to what extent the edge areas (blurring of the edges) correspond to the applied adhesive film.
  • the result of the absorption capacity is essentially determined by the fabric base (cotton, polyester, glass fiber fabric, etc.), the fabric structure (warp, weft, etc.) and the viscosity or structure of the adhesive.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verstärken oder Abdichten von Hohlkörperwandungen, bei dem ein Hohlkörper im zu verstärkenden oder abzudichtenden Bereich mit mindestens einem mindestens für einen härtbaren äusseren Klebstoff durchlässigen Gewebe oder einem solchen Vliesstoff wenigstens teilweise umschlossen und das Gewebe oder der Vliesstoff anschliessend mit einem Klebstoff getränkt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Reparaturkit zur Verwendung bei der Verstärkung oder Abdichtung von Hohlkörperwandungen, enthaltend mindestens ein für einen härtbaren Klebstoff durchlässiges Gewebe oder einen solchen Vliesstoff, mit dem ein Hohlkörper wenigstens teilweise umschlossen werden kann, und mindestens einen härtbaren Klebstoff, für den das Gewebe oder der Vliesstoff durchlässig ist.

Description

Verfahren zur Abdichtung von Rohrleitungen und Reparaturkit
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verstärken oder Abdichten von Hohlkorperwandungen, bei dem ein Hohlkörper im zu verstärkenden oder abzudichtenden Bereich mit mindestens einem mindestes für einen härtbaren äußeren Klebstoff durchlässigen Gewebe oder Vliesstoff wenigstens teilweise umschlossen und das Gewebe oder der Vliesstoff anschließend mit einem Klebstoff getränkt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Reparaturkit zur Verwendung bei der Verstärkung oder Abdichtung von Hohlkorperwandungen, enthaltend mindestens ein für einen härtbaren Klebstoff durchlässiges Gewebe oder einen solchen Vliesstoff, mit dem ein Hohlkörper wenigstens teilweise umschlossen werden kann, und mindestens einen härtbaren Klebstoff, für den das Gewebe oder der Vliesstoff durchlässig ist.
In den Wandungen befüllbarer oder befüllter Hohlkörper, beispielsweise bei Rohrleitungen oder Kesseln aus Metall oder Kunststoff, werden im Laufe der Betriebszeit der Hohlkörper durch äußere Einflüsse (beispielsweise Witterung, Temperaturschwankungen oder Chemikalien) häufig schadhafte Stellen erzeugt. Solche schadhaften Stellen haben in der Regel mindestens eine Verringerung der Betriebssicherheit des betroffenen Hohlkörpers zur Folge. Wenn es sich bei den schadhaften Stellen jedoch um durchgehende Öffnungen über den gesamten Querschnitt einer Hohlkörperwandung handelt, so tritt in der Regel aus dem Hohlkörper sofort oder im Falle einer Befüllung Füllgut aus. Besonders drastisch tritt dieser Effekt bei unter Druck stehenden Hohlkörpern, beispielsweise Druckkesseln, Gas- oder
Flüssigkeitsrohrleitungen, auf. In solchen Fällen stehen oft die Mittel für eine umgehende dauerhafte Instandsetzung des Hohlkörpers nicht zur Verfügung, insbesondere dann nicht, wenn sich der Schaden in Haushalten ereignet. Als Konsequenz daraus ergeben sich in der Regel lange Ausfallzeiten des betroffenen Hohlkörpers mit den damit verbundenen Unannehmlichkeiten.
Es bestand somit ein Bedarf nach einem einfachen Verfahren, das es erlaubt die oben genannten schadhaften Hohlkorperwandungen schnell zumindest temporär wieder in einen betriebsfähigen Zustand zu versetzen.
Die WO 94/05945 betrifft ein Verfahren zur Verstärkung von korrodierten Rohren, insbesondere Pipelines, oder Behältern, das eine Verstärkung von beispielsweise korrodierten Pipelineabschnitten bei laufendem Betrieb gestattet. Die Druckschrift beschreibt ein Verfahren zur Reparatur von Druckstellen, die sich in Richtung der Rohr- oder Behältermitte erstrecken. Hierzu wird zunächst ein Füllmaterial in die Druckstelle eingetragen, so daß das Füllmaterial die Druckstelle vollständig ausfüllt. Anschließend wird ein Band hoher Zugfestigkeit um die befüllte Stelle gewickelt, wobei gegebenenfalls zwischen jeder Wicklung ein Klebstoffauftrag auf die Außenseite der vorangegangenen Wicklung erfolgen kann. Das verwendete Band hoher Zugstärke besteht aus Fasern hoher Zugstärke, die in eine Bindemittelmatrix eingebettet sind. Der Druckschrift ist nicht zu entnehmen, daß das eingesetzte Band für den verwendeten Klebstoff durchlässig ist. Nachteilig wirkt sich bei diesem Verfahren aus, daß es offensichtlich nicht zur Anwendung bei Durchbrüchen in der Rohrwandung geeignet ist, sondern lediglich eine Wandverstärkung damit zu erzielen ist. Darüber hinaus ist das hantieren mit matrixverstärkten, inflexiblen Gewebebändern der in der Druckschrift beschriebenen Art Aufwendig und beispielsweise an schlecht zugänglichen Stellen nahezu unmöglich. Die US-A 4,756,337 betrifft ein Kit zur Verwendung bei der Abdichtung von Niederdruck-Gasrohren und ein entsprechendes Verfahren. Hierbei wird zunächst ein haftklebriges, für Klebstoff undurchlässiges Band um die abzudichtende Stelle gewunden und anschließend mit einem in Klebstoff getränkten Gewebe umwickelt.
Die US-A 4,681 ,986 betrifft ein Kit zur Verwendung bei der Isolierung von freiliegenden Kabelverbindungsstellen und ein entsprechendes Verfahren. Hierbei wird die freiliegende Verbindungsstelle zunächst mit einem amorphen Isolationsmaterial umwickelt und anschließend mit einem in Klebstoff getränkten Gewebe umschlossen.
Nachteilig wirkt sich bei den letztgenannten aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren aus, daß sie mehrere separate Arbeitsschritte unter Einsatz unterschiedlicher Dichtmaterialien erfordern. Insbesondere wird die Handhabung dadurch erschwert, daß der Abdichtvorgang bereits bei Anbringung der ersten Dichtmittellage erfolgreich abgeschlossen sein muß, da weitere Gewebelagen nur wenig oder nichts zum Dichterfolg beitragen.
Es bestand daher ein Bedürfnis nach einem Verfahren das es erlaubt, eine Hohlkörperwandung mit möglichst wenigen Arbeitsschritten und möglichst wenigen Materialien zumindest temporär wieder in einen betriebsfähigen Zustand zu versetzen. Weiterhin bestand die Aufgabe das Verfahren so einfach zu gestalten, daß es gegebenenfalls auch von nicht ausreichend geschulten Personen unter Anwendung der nötigen Sorgfalt und Beachtung einer beigefügten Handlungsanweisung mit hinreichender Aussicht auf Erfolg, beispielsweise im Heimbereich, angewendet werden kann. Weiterhin bestand die Aufgabe ein Kit zur Verfügung zu stellen, das die zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Komponenten enthält, so daß der das Verfahren anwendenden Person alle zur Erfolgreichen Durchführung des Verfahrens erforderlichen Mittel zur Verfügung stehen.
Die Aufgaben werden durch ein Verfahren gelöst, bei dem ein Hohlkörper im zu verstärkenden oder abzudichtenden Bereich mit mindestens einem mindestes für einen härtbaren äußeren Klebstoff durchlässigen Gewebe oder einem solchen Vliesstoff wenigstens teilweise umschlossen und das Gewebe oder der Vliesstoff anschließend mit einem Klebstoff getränkt wird, sowie durch ein Reparaturkit, das mindestens ein für einen härtbaren Klebstoff durchlässiges Gewebe oder einen solchen Vliesstoff und mindestens einen härtbaren Klebstoff, für den das Gewebe oder der Vliesstoff durchlässig ist, enthält.
Gegenstand der Erfindung ist damit ein Verfahren zum Verstärken oder Abdichten von Hohlkorperwandungen, bei dem ein Hohlkörper im zu verstärkenden oder abzudichtenden Bereich mit mindestens einem mindestes für einen härtbaren äußeren Klebstoff durchlässigen Gewebe oder einem solchen Vliesstoff wenigstens teilweise umschlossen und das Gewebe oder der Vliesstoff anschließend mit einem Klebstoff getränkt wird.
Der Begriff "Hohlkörper", wie er im Rahmen des vorliegenden Textes verwendet wird, bezieht sich beispielsweise auf Behälter zum Aufnehmen, Speichern oder Behandeln von Flüssigkeiten, Gasen oder fließfähigen Feststoffen sowie auf Rohrleitungen zum Transport von Flüssigkeiten, Gasen oder fließfähigen Feststoffen, wobei die genannten Behälter oder Rohrleitungen zum drucklosen Betrieb oder zum Einsatz unter Druck geeignet sein können. Die Hohlkörper können dabei einen beliebigen Querschnitt aufweisen, beispielsweise kreisförmig, oval oder eckig. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bezieht sich der Begriff "Hohlkörper" auf die genannten Rohrleitungen und Behälter mit zumindest annähernd ovalem oder kreisförmigem Querschnitt.
Unter einem "zu verstärkenden oder abzudichtenden Bereich" wird im Rahmen des vorliegenden Textes ein Bereich in der Wandung des Hohlkörpers verstanden, der derart schadhaft ist, daß ein sicherer Betrieb des Hohlkörpers nicht mehr gewährleistet werden kann oder unmöglich ist. Beispiele für zu verstärkende oder abzudichtende Bereiche sind Risse, Korrosionsstellen, Dellen, Beulen, fehlerhafte Dichtungen oder Lötstellen und dergleichen. Die genannten schadhaften Stellen können sich über größere Bereiche der Wandung ausdehnen oder nur einen kleinen Teil der Wandung betreffen. Eine schadhafte Stelle kann sich beispielsweise in der Längsachse des Hohlkörpers erstrecken, sofern der Hohlkörper eine definierte Längsachse aufweist, oder kann den Hohlkörper umfänglich betreffen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das erfindungsgemäße Verfahren bei Hohlkörpern angewandt, die einen Durchmesser von nicht mehr als etwa 100 cm, beispielsweise etwa 50 cm oder etwa 40 cm, aufweisen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das verfahren bei Hohlkörpern angewandt, deren Durchmesser etwa 0,1 bis etwa 30 cm, insbesondere etwa 0,5 bis etwa 15 cm beträgt.
Wenn das erfindungsgemäße Verfahren bei Hohlkörpern angewandt wird, die während ihres Betriebs unter Druck stehen, so sollte der zu erwartende Betriebsdruck im Allgemeinen etwa 30 bar nicht übersteigen. In Abhängigkeit von Art und Ausdehnung der schadhaften Stelle sowie vom Material des Hohlkörpers kann gegebenenfalls eine geringere Obergrenze angebracht sein. Schadhafte Stellen größerer Ausdehnung, beispielsweise großflächige Korrosion oder Umfängliche Risse, die mehr als etwa ein Drittel des Umfangs des Hohlkörpers betreffen, können gegebenenfalls geringere zu erwartende Druckobergrenzen erforderlich machen. Im Allgemeinen sollte der zu erwartende Betriebsdruck in solchen Fällen bei weniger als etwa 20 bar, insbesondere bei etwa 16 bar oder darunter liegen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist grundsätzlich für Hohlkörper aus den verschiedensten Materialien geeignet, wobei es nicht erforderlich ist, daß der Hohlkörper aus nur einem Material besteht. Besonders geeignet ist das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise für Hohlkörper aus Kunststoffen, Metall, Beton, Porzellan (Steingut), Keramik oder aus Verbundmaterialien, welche die genannten Materialien sowie gegebenenfalls noch weitere Stoffe umfassen. Materialien, für die das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet ist, sind beispielsweise Polyvinylchlorid (PVC-U und -C), Poly(acrylnitril-butadien-styrol) (ABS), Kupfer, Messing, Stahl, Gußeisen, Blei, Zink, Beton, Porzellan (Steingut), AZ-Rohre oder Keramik, oder Gemische bzw. Verbünde aus zwei oder mehr der genannten Materialien.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die schadhafte Stelle zunächst mit einem mindestes für einen härtbaren äußeren Klebstoff durchlässigen Gewebe oder einem solchen Vliesstoff wenigstens teilweise umschlossen und das Gewebe oder der Vliesstoff anschließend mit dem äußeren Klebstoff getränkt.
Unter einem "äußeren Klebstoff" wird im Rahmen des vorliegenden Textes ein Klebstoff verstanden, der nach Anbringung des Gewebes oder des Vliesstoffs von Außen aufgetragen wird.
Der Begriff "härtbar" bedeutet im Rahmen des vorliegenden Textes, daß der Klebstoff entweder bei Umgebungsbedingungen, wie sie bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens üblicherweise herrschen, selbsttätig aushärtet, oder erst infolge einer vom Anwender vorzunehmenden Handlung (beispielsweise erhitzen, befeuchten, bestrahlen oder dergleichen) aushärtet. Als üblicherweise bei der Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahrens herrschende Bedingungen werden Temperaturen von etwa 5°C bis etwa 50°C sowie Luftfeuchtigkeitswerte von etwa 10 bis etwa 100% angesehen.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete äußere Klebstoffe sind solche Klebstoffe, die sowohl eine gute Adhäsion auf der Oberfläche des Hohlkörpers aufweisen als auch eine adhäsive Verbindung mit dem eingesetzten Gewebe oder Vliesstoff gewährleisten. Darüber hinaus weisen geeignete Klebstoffe eine Topfzeit auf, die einerseits einen problemlosen Auftrag auf das Gewebe oder den Vliesstoff und die Durchdringung desselben ermöglicht, andererseits jedoch eine möglichst schnelle Gebrauchsfähigkeit einer so verstärkten oder abgedichteten Stelle ermöglicht. Geeignete Klebstoffe weisen bei etwa 20°C Topfzeiten von weniger als etwa 15 Minuten, insbesondere weniger als etwa 5 Minuten auf. Besonders geeignete Topfzeiten betragen etwa 0,5 bis etwa 4 Minuten, beispielsweise etwa 1 bis etwa 3 Minuten. Bei höheren oder niedrigeren Anwendungstemperaturen kann beispielsweise ein äußerer Klebstoff eingesetzt werden, der unter den entsprechenden Bedingungen die Einhaltung der genannten Topfzeiten gewährleistet. Wenn die Topfzeit von der Luftfeuchtigkeit abhängig ist, wie es beispielsweise bei Polyurethansystemen der Fall sein kann, so gelten die hier angegebenen Werte beispielsweise bei etwa 20 bis etwa 23 °C und etwa 50 bis etwa 65% relativer Luftfeuchte.
Geeignete Klebstoffe können sowohl als Einkomponentensysteme (1 K) als auch in Form von Zweikomponentensystemen (2K) eingesetzt werden. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein 2K-Klebstoff eingesetzt.
Geeignete Klebstofftypen sind härtbare Klebstoffe auf Polyurethan-, Polyester-, Epoxidharz- oder (Meth)acrylatbasis oder ein Gemisch aus zwei oder mehr solcher Klebstoffe. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignete äußere Klebstoffe weisen in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach dem Aushärten, insbesondere nach Ende der Topfzeit, keine haftklebrigen Eigenschaften auf.
Als Polyurethanklebstoffe eignen sich die in üblicher Weise aus Polyolen und Isocyanaten herstellbaren Klebstoffe. Besonders geeignet sind beispielsweise Polyurethanklebstoffe, die NCO-Gruppen tragende Präpolymere aufweisen, wie sie durch Umsetzung geeigneter Polyole mit entsprechenden polyfunktionellen Isocyanaten erhältlich sind. Als Polyole zur Herstellung solcher Präpolymeren können die auf dem Gebiet der Polyurethanklebstoffe üblicherweise eingesetzten Polyole zum Einsatz kommen. Insbesondere sind dies Polyesterpolyole oder Polyetherpolyole oder deren Gemische. Geeignete Polyesterpolyole weisen in der Regel ein Molekulargewicht (Mn) von etwa 200 bis etwa 50.000 auf und werden in der Regel durch Umsetzung von linearen Diolen mit Dicarbonsäuren erhalten. Gegebenenfalls können bei einer solchen Umsetzung im Reaktionsgemisch noch Anteile an höherfunktionellen Komponenten vorliegen. Geeignete lineare Diole sind beispielsweise die Alkandiole wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Pentylenglykol, Hexandiol oder deren höhere Homologen und Isomeren, sowie Gemische aus zwei oder mehr der genannten Verbindungen. Geeignete Dicarbonsäuren sind die Alkandicarbonsäuren mit 2 bis etwa 40 C-Atomen, deren höhere Homologen und Isomeren sowie Gemische aus zwei oder mehr davon. Ebenfalls geeignet sind die aromatischen Dicarbonsäuren, beispielsweise die isomeren Terephthalsäuren. Zur Herstellung entsprechender Polyole werden die genannten Verbindungen derart miteinander umgesetzt, daß Moleküle entstehen, die im Durchschnitt mehr als eine OH-Gruppe tragen, insbesondere etwa 1 ,5 bis etwa 2,5. Die Polyole werden anschließend mit Polyisocyanaten umgesetzt, so daß Polyurethanpräpolymere mit mindestens einer freien Isocyanatgruppe resultieren. Entsprechende Polyurethansysteme lassen sich als 1 K oder 2K Systeme formulieren, wobei 2K-Systeme üblicherweise eine hochmolekulare Polyolkomponente und eine Isocyanatgruppen tragende Komponente aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als 1 K- System ein Polyurethanpräpolymeres auf Basis von MDI (4,4'- Diphenylmethandiisocyanat) und einem Polyether oder Polyesterpolyol, oder einem Gemisch aus zwei oder mehr der genannten Polyole, eingesetzt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als 2K-System eine erste Komponente, enthaltend ein Polyether oder Polyesterpolyol, oder ein Gemisch aus zwei oder mehr der genannten Polyole, und eine zweite Komponente, enthaltend ein mindestens difunktionelles Isocyanat, eingesetzt.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignete, kommerziell erhältliche Polyurethanklebstoffe sind beispielsweise Sista D 325 (1 K-System) und Makroplast UK (2K-System) (beide: Fa. Henkel, Düsseldorf).
Überraschenderweise wurde gefunden, daß ein spezielles 2-K-PU- System, bestehend aus einer speziellen Polyolkomponente und einer speziellen Isocyanatkomponente zu hervorragenden Ergebnissen führt. Die Isocyanatkomponente auf Basis einer Mischung aus MDI und eines Polyisocyanates auf HDI-Basis sollte dabei einen NCO-Wert zwischen 20,0 und 28,0, besser zwischen 21 ,0 und 26,0 und in einer besonders ausgewählten Formulierung zwischen 22,5 und 24,5 Gew.-% haben und vorzugsweise ungefüllt sein. Die Polyolkomponente besteht mindestens aus einem Gemisch aus einem verzweigten Polyalkohol mit Ether- und Estergruppen und einem Polyetheraminopolyol. Die OH-Zahl des ungefüllten Polyolgemisches sollte zwischen 315 und 450, besser zwischen 340 und 410 und vorzugsweise zwischen 355 und 390 liegen. Vorzugsweise bleibt auch die Polyolkomponente ungefüllt. Eine Katalyse ist nicht zwingend notwendig; eine geringe Menge an Katalysator ist aber von Vorteil. Das Volumenmischungsverhältnis zwischen der Polyolkomponente und Isocyanatkomponente kann in weiten Bereichen variieren. Zur besseren Handhabung ist jedoch ein Volumenmischungsverhältnis von 1 : 1 anzustreben. Die Vernetzung beider Komponenten sollte annähernd stöchiometrisch ablaufen, wobei ein NCO/OH Verhältnis zwischen 1 ,20 : 1 ,00 bis 0,80 : 1 ,00, besser zwischen 1 ,10 : 1 ,00 bis 0,90 : 1 ,00, aber vorzugsweise zwischen 1 ,05 : 1 ,00 bis 1 ,00 : 0,95 eingestellt werden sollte.
Die Polyol-Komponente enthält (in Gew.-%)
1. 62 bis 73, vorzugsweise 70 bis 65 an Polyether/esterpolyol,
2. 38 bis 27, vorzugsweise 30 bis 35 an Polyetheraminopolyol,
3. 0,0 bis 0,05, vorzugsweise 0,01 bis 0,02 an Katalysator und
4. 0,0 bis 0,5, vorzugsweise 0,1 bis 0,25 an Entschäumer. Die Polyisocyanat-Komponente enthält (in Gew.-%)
A) 15 bis 45, vorzugsweie 25 bis 35 an MDI und
B) 85 bis 55, vorzugsweise 75 bis 65 an Polyisocyanat auf HDI-Basis.
Die Beschichtung sollte außerdem eine Konsistenz im angemischten Zustand haben, die es einerseits zuläßt, Mengen von 50 bis 75 g, je nach Rohrdurchmesser, pro Fehlstelle aufzunehmen und andererseits die Bandage gut durchtränkt, ohne daß dabei die Beschichtung vom Applikationsort wegfließt. Die Viskositäten im angemischten Zustand, gemessen nach Brookfield bei 23 °C, sollten daher um 5 000 mPas liegen. Die schnelle Aushärtung des Systems wird durch die spezielle Auswahl der Komponenten sowie durch eine mengenmäßige hohe Beschichtung erreicht. Es bildet sich ein Wärmestau, der die Beschichtung schnell aushärten läßt.
Dieses 2K-System auf Basis von Polyurethan zur provisorischen Reparatur von Druck- und drucklosen Rohrleitungen zeichnet sich also vor allem dadurch aus, daß bei einer langen Verarbeitungszeit von mindestens 5 Min. die Aushärtung der Beschichtung vorzugsweise in Verbindung mit dem beschriebenen Verfahren, bereits nach einer Stunde bei 23 °C so hoch ist, daß ein damit repariertes Rohrleitungssystem einem Betriebsdruck von 16 bar für mindestens 1 000 Stunden standhält. Wenn es dabei zu keinen Druckverlusten durch Leckage kommt, gilt die Prüfung als bestanden.
Darüber hinaus ist das System so flexibel, daß auftretende Längenänderungen an den Rohren von der Beschichtung unbeeinflußt bleiben. Die Härte der ausgehärteten Beschichtung überschreitet deshalb den dimensionslosen Wert, gemessen nach Shore D bei 23 °C, von 77 nicht.
Außerdem besitzt die Beschichtung eine hohe Wärme- sowie eine hohe Kochwasserfestigkeit. Um Wärme- und Wasserfestigkeit der Beschichtung möglichst unter harten Bedingungen messen zu können, sind Prüfnormen aus der Holzindustrie herangezogen worden, da die aus Buchenholz verklebten Prüfkörper stark quellen und schwinden. Aufgrund der hohen Belastung instandgesetzter Rohrleitungen ist es daher sinnvoll, wenn die Beschichtung, eingesetzt als Klebstoff einen Wert von >6,0 N/mm2, gemessen nach der Klebstoffnorm DIN EN 204 Beanspruchungsgruppe D4, erzielt. Die Wärmefestigkeit, gemessen nach WATT 91 weist Werte von >9,0 N/mm2 (gemessen bei 80 °C) auf. Die Wärmefestigkeit ist deshalb wichtig, da Druckwassersysteme mit Temperaturen von 60 °C betrieben werden und drucklose Systeme noch höheren Temperaturen von bis zu 90 °C standhalten müssen.
Weiterhin besitzt die Beschichtung auf den handelsüblich eingesetzten Rohrleitungen ausreichende Adhäsionseigenschaften. In Industrie und Haushalt kommen unterschiedliche Rohrmaterialien zum Einsatz. In der Regel sind diese aus verklebbaren Kunststoffen oder Metallen wie z.B. PVC-U, PVC-C, ABS, verzinkte oder verchromte Metalle, Messing, VA- Stahl oder Kupfer. In seltenen Fällen sind auch noch Bleirohre im Einsatz. Zur möglichst praxisnahen Prüfung sind deshalb Rohrleitungen aus obengenannten Materialien zu prüfen. Um Leckagen wie z.B. Spannungsrisse, Löcher oder ähnliches zu simulieren, wurde dazu eine Prüfung ausgearbeitet. Wenn auftretende Leckage im Bereich der Formteile wie z.B. am Fitting, T-Stück oder Muffe, auftreten, was sehr oft der Fall ist, sind die üblichen Reparatursysteme, wie z.B. das Anlegen von Schellen, unbrauchbar. Deshalb wurde zur Simulation der Leckage in diesem Bereich von Anschlußstellen in Kunststoffrohren DN 40 ein Loch mit einem Durchmesser von 3 mm und an 1 Zoll-Metallrohren ein Loch von 2 mm Durchmesser gebohrt. Die simulierte Fehlstelle ist dann anzuschleifen und mit einem Lösemittel zu reinigen. Die 2 K-Beschichtung ist dann aus einer 2-Kammer-Doppel-Kartusche mit aufgesetztem Statikmischer auf das Rohr zu applizieren und mit einem Pinsel zu verteilen. Ein 5 cm breites, 2,5 m langes Polyesterband, das um das Rohr zusammen mit der Beschichtung gewickelt wird, dient als Armierung und Beschichtungsfixierung.
Weitere bemerkenswerte Eigenschaften sind:
- Keine Lagerstabilitätsprobleme auch bei Temperaturen von 40 °C und längerer Lagerdauer, da bei dem Reaktionsmechanismus der Polyurethane, die Polyaddition, sich grundsätzlich besser verhalten als bei solchen Systemen, die eine Polymerisation zur Folge haben.
- Das Beschichtungssystem kann universell an den unterschiedlichsten Materialien eingesetzt werden, da Polyurethane bei gezielter Auswahl der Rohstoffkomponenten gute bis sehr gute Haftungseigenschaften mit sich bringen.
- Die Beschichtung auf Basis des 2 K-PU-Systems hat gegenüber vielen anderen Systemen, z.B. auf der Basis von Polyester, von Polystyrol oder PMMA weiterhin Vorteile bezüglich der Geruchsemission.
- Die Rohstoffkosten sind in der Regel günstiger.
Als Polyesterklebstoffe eignen sich die in üblicher Weise aus Polyolen und Polycarbonsäuren hergestellten Klebstoffe. Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Polyesterklebstoffe eingesetzt, die auf Basis von Butandiol-1 ,4 oder Pentaerythrit, oder deren Gemisch, und Adipinsäure oder Phthalsäure, Isophthalsäure oder Terephthalsäure, oder einem Gemisch aus zwei oder mehr davon, hergestellt sind.
Als Epoxidharzklebstoffe eignen sich die in üblicher Weise aus Polyolen und Epoxiden herstellbaren Klebstoffe. Besonders geeignet sind Epoxidharzklebstoffe, die als Epoxidkomponente Bisphenol-A aufweisen und mit Aminen oder Polymercaptanen gehärtet werden. Entsprechende Systeme sind dem Fachmann bekannt. Geeignete Klebstoffe sind beispielsweise unter der Bezeichnung Metallon E erhältlich (Fa. Henkel, Düsseldorf).
Als (Meth)acrylatklebstoffe eignen sich die in üblicher Weise unter Verwendung von Acrylsäure und deren Estern oder aus Methacrylsäure und deren Estern herstellbaren Klebstoffe. Die Klebstoffe weisen dabei wenigstens eine Verbindung auf, die einer radikalischen Polymerisationsreaktion unterzogen werden kann. Besonders geeignet sind in dieser Hinsicht Klebstoffe, die aus Alkylacrylaten, Cycloalkylacrylaten, Alkylmethacrylaten, Cycloalkylmeth-acrylaten, Alkoxyacrylaten, Alkoxymethacrylaten, Alkylendiacrylaten oder Alkylendimethacrylaten hergestellt sind. Geeignete Monomere sind beispielsweise Methylmethacrylat, Laurylmethacrylat, 2-
Ethylhexylmethacrylat, Ethylmethacrylat, n-Butylmethacrylat,
Isobutylmethacrylat oder tert.-Butyl-methacrylat, oder Gemische aus zwei oder mehr davon. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden als Monomere Methylmethacrylat, Tetrahydrofurfurylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Isobornylmethacrylat, Hydroxyethylmethacrylat oder Hydroxypropylmethacrylat oder Gemische aus zwei oder mehr davon eingesetzt. Der Anteil der genannten Monomeren am erfindungsgemäß einzusetzenden Klebstoff beträgt in der Regel etwa 1 bis etwa 90 Gew.-%, beispielsweise etwa 10 bis etwa 80 Gew.-% oder etwa 15 bis etwa 60 Gew.-%.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden 2K- Methacrylatklebstoffe oder -Polyurethan-Klebstoffe eingesetzt.
Die genannten Klebstoff werden in der Regel einzeln eingesetzt, gegebenenfalls kann jedoch auch ein Gemisch aus zwei oder mehr der genannten Klebstoffe oder Klebstofftypen eingesetzt werden.
Um eine ausreichende Durchdringung des Gewebes oder des Vliesstoffs zu gewährleisten sollte die Viskosität des äußeren Klebstoffs einen Wert von etwa 10.000 mPas (Brookfield, RVT, 23°C, Spindel 4) nicht übersteigen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der äußere Klebstoff eine Viskosität von etwa 500 bis etwa 7.000, insbesondere etwa 1.500 bis etwa 5.000 mPas (Brookfield, RVT, 23°C, Spindel 4) auf. Gegebenenfalls kann vor Umschließung des zu verstärkenden oder abzudichtenden Bereichs durch das Gewebe oder den Vliesstoff auf den zu verstärkenden oder abzudichtenden Bereich ein innerer Klebstoff aufgetragen werden. Der innere Klebstoff kann beispielsweise dann notwendig sein, wenn eine besonders gute Haftung des Gewebes oder des Vliesstoffs auf der Oberfläche des Hohlkörpers gewünscht wird, oder wenn das Gewebe oder der Vliesstoff zunächst auf der Oberfläche des Hohlkörpers fixiert werden soll, beispielsweise um ein Verrutschen des Gewebes oder des Vliesstoffs zu verhindern. Häufig kann das aufbringen eines inneren Klebstoffs den Dichterfolg sogar verbessern, d.h., die Lebensdauer der Dichtung kann gegebenenfalls verlängert werden oder es resultiert eine verbesserte Toleranz der abgedichteten schadhafte Stelle für erhöhte Druckbelastung.
Als innerer Klebstoff sind die bereits oben genannten Klebstoffe geeignet. Es ist jedoch darüber hinaus möglich, als inneren Klebstoff einen Klebstoff einzusetzen, der permanent haftklebrige Eigenschaften aufweist. Der innere Klebstoff kann darüber hinaus beispielsweise eine höhere Viskosität aufweisen als der äußere Klebstoff. Eine geeignete Obergrenze für die Viskosität des äußeren Klebstoffs sind beispielsweise etwa 20.000 mPas. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden jedoch als innerer und äußerer Klebstoff identische Klebstoffe, d.h., härtende Klebstoffe, eingesetzt.
Als Gewebe eignen sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens alle Gewebe, die eine ausreichende Durchlässigkeit für einen härtbaren äußeren Klebstoff aufweisen.
Gleichermaßen sind als Vliesstoffe alle Vliesstoffe geeignet, die eine ausreichende Durchlässigkeit für einen härtbaren äußeren Klebstoff aufweisen. Der Begriff "Gewebe" umfaßt im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch solche Gebilde, die eine Mischform von Gewebe und Vliesstoff darstellen, beispielsweise Verbundstoffe, die mindestens eine Gewebelage und mindestens eine Vliesstofflage aufweisen oder sonstige Mischformen, bei denen sich beispielsweise Gewebeflächen und Vliesstofflächen abwechseln.
Der Begriff "Durchlässigkeit" bezieht sich dabei auf die Fähigkeit des Gewebes oder des Vliesstoffs, Klebstoff durch die Gewebemaschen oder die Zwischenräume im Vliesstoff passieren zu lassen, so daß eine vollständige Durchdringung des Gewebes oder des Vliesstoffs mit dem Klebstoff erfolgt. Die Durchlässigkeit eines Gewebes oder eines Vliesstoffs ist dabei vom Gewebe oder dem Vliesstoff selbst und vom eingesetzten Klebstoff, insbesondere von der Viskosität des Klebstoffs, abhängig. Im allgemeinen ist eine ausreichende Durchlässigkeit im erfindungsgemäßen Sinne dann gegeben, wenn der Klebstoff mindestens eine Gewebelage oder Vliesstofflage während seiner Topfzeit, also vor dem vollständigen Aushärten, durchdringt.
Der Begriff "Gewebe" umfaßt dabei Gewebe, die aus Naturfasern, Kunstfasern, Metallfasern oder Glasfasern oder Gemischen aus zwei oder mehr der genannten Fasern hergestellt sind (Mischgewebe). Geeignete Materialien sind beispielsweise Baumwoll-, Leinen-, Sisal-, Hanf-, Flachs-, Polyethylen-, Polytetrafluorethylen-, Polyester-, Polyurethan-, Stahl- oder Glasfasern. Geeignete Mischgewebe weisen beispielsweise eine Kombination aus Naturfasern und Kunststoffasern, insbesondere aus Baumwollfasern und Polyesterfasern auf. Der Anteil an Naturfasern kann dabei etwa 1 bis etwa 99 Gew.-%, der Anteil an Kunststoffasern etwa 99 bis etwa 1 Gew.-% betragen. Der Begriff "Vliesstoff1 umfaßt dabei Vliesstoffe aus Kunst- und Naturfasern, die nach allgemeinen, dem Fachmann bekannten Herstellungsarten erhältlich sind, beispielsweise Wirrvliese oder Spunlaced-Vliese.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Gewebe eingesetzt, das aus Polyesterfäden besteht. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein Gewebe eingesetzt, das zu etwa 40 bis etwa 80 Gew.-% aus Baumwollfäden und zu etwa 20 bis etwa 60 Gew.-% aus Polyesterfäden besteht.
Im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Gewebe eingesetzt, die eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweisen:
- Leinwandbindung 1 :1 oder
- Körperbindung - Hitzebeständigkeit: > 120°C,
- Kette: Nm 34/2; 50 bis 150 Kettfäden
- Schuß: Nm 28/1 ; 2 bis 8 * 2 pro cm,
- Maschenweite Kette/Schuß: etwa 100 bis etwa 600 μm.
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbaren Gewebe oder Vliesstoffe können, je nach Einsatzzweck, unterschiedlichste Abmessungen aufweisen, beispielsweise quadratisch, kreisförmig oder oval. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden jedoch bandförmige Gewebe oder Vliesstoffe eingesetzt, deren Länge die Breite um ein Vielfaches übersteigt. Besonders geeignet sind Gewebe- oder Vliesstoffbänder, die eine Breite von etwa 5 bis 500 mm und eine Länge von etwa 10 bis 500 cm aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Gewebe- oder Vliesstoffbänder eingesetzt, die eine Breite von etwa 40 bis etwa 80 mm und eine Länge von etwa 200 bis etwa 300 cm aufweisen.
Die Gewebe oder Vliesstoffe können gegebenenfalls mechanisch oder chemisch vorbehandelt sein, d.h., die Gewebe- oder Vliesstoffoberfläche kann beispielsweise aufgerauht oder mit Haftvermittlern behandelt sein. Gegebenenfalls können die Gewebe oder Vliesstoffe thermofixiert oder in einer oder mehreren Farben eingefärbt sein. Gegebenenfalls kann das Gewebe oder der Vliesstoff bereits mit einem Haftklebstoff ausgerüstet sein, wobei jedoch sichergestellt sein sollte, daß das Gewebe oder der Vliesstoff noch vom äußeren Klebstoff durchdrungen werden kann, um eine optimale Dichtwirkung zu erzielen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die abzudichtende oder zu verstärkende schadhafte Stelle in einem ersten Reinigungsschritt zunächst von anhaftender, grober Verschmutzung gereinigt und die Oberfläche angerauht. Dieser erste Reinigungsschritt ist dann notwendig, wenn die zu verstärkende oder abzudichtende Stelle bzw. der mit Gewebe oder Vlies zu umfassende Bereich grobe Verschmutzungen aufweist oder besonders glatt oder beides ist. Der erste Reinigungsschritt kann mit unterschiedlichsten Mitteln geschehen, die in der Regel allgemein bekannt sind. Ein geeignetes Mittel zur Durchführung des ersten Reinigungsschrittes ist beispielsweise eine Drahtbürste, die sowohl grobe Verschmutzung entfernt als auch für eine Aufrauhung der Oberfläche an der schadhaften Stelle sorgt. Eine weitere Aufrauhung kann gegebenenfalls durch Schleifmittel erfolgen. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird nicht nur die unmittelbare Umgebung der schadhaften Stelle aufgerauht, sondern auch darüber hinausgehende Oberflächenteile, vorzugsweise der gesamte Umfang, der mit Gewebe oder Vlies umwickelt werden soll. Anschließend kann die Umgebung der schadhaften Stelle, vorzugsweise der Gesamte vom Gewebe oder Vlies zu umschließende Bereich, chemisch gereinigt, insbesondere entfettet und gegebenenfalls von weiteren organischen Rückständen befreit werden, sofern solche Verunreinigungen vorhanden sind. Hierzu sind in der Regel alle üblichen Lösemittel geeignet. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zur Reinigung jedoch ein Reinigungsmittel mit einem Gehalt an aliphatischem Alkohol oder einem Gemisch aus zwei oder mehr aliphatischen Alkoholen, beispielsweise Ethanol, Propanol oder Isopropanol, eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der chemische Reinigungsschritt immer durchgeführt.
In einem nächsten Arbeitsschritt kann gegebenenfalls der erste Klebstoff aufgetragen werden. Der Auftrag erfolgt vorzugsweise im gesamten vom Gewebe oder Vliesstoff zu umfassenden Umfang.
Anschließend, sofern die vorangegangenen Schritte durchgeführt wurden, ansonsten als erster Schritt, wird der abzudichtende oder zu verstärkende Bereich mit mindestens einem mindestes für einen härtbaren äußeren Klebstoff durchlässigen Gewebe oder Vliesstoff wenigstens teilweise umschlossen. Wenn es sich beim zu verstärkenden oder abzudichtenden Hohlkörper um einen für drucklosen Betrieb ausgelegten Hohlkörper handelt (beispielsweise ein Abflußrohr), dann kann es gegebenenfalls ausreichend sein, nur die schadhafte Stelle mit einer oder mehreren Gewebe- oder Vliesstofflagen zu bedecken. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird jedoch der Hohlkörper im Bereich der zu verstärkenden oder abzudichtenden Stelle umfänglich mit dem Gewebe oder Vliesstoff umschlossen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die zu verstärkende oder abzudichtende Stelle mit mehreren Gewebe- oder Vliesstofflagen radial spiralförmig umschlossen. Die Zahl der Gewebe- oder Vliesstofflagen richtet sich nach Art und Umfang der zu verstärkenden oder abzudichtenden Stelle. Wenn die Ausdehnung der schadhaften Stelle die Breite des Gewebes oder Vliesstoffs übertrifft, können mehrere Gewebe- oder Vliesstofflagen nebeneinander gewickelt werden, so daß einzelne Gewebe- oder Vliesstofflagen Teilüberlappung zeigen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden mindestens etwa zwei Gewebe- oder Vliesstofflagen aufgebracht.
Der äußere Klebstoff kann bereits während der Aufbringung des Gewebes oder Vliesstoffs auf jede einzelne Gewebe- oder Vliesstofflage oder auf mehrere Gewebe- oder Vliesstofflagen aufgetragen werden. Auf diese Weise läßt sich insbesondere bei Klebstoffen mit kurzer Topfzeit und bei Verwendung dichter Gewebe mit geringer Maschenweite oder dichter Vliesstoffe eine besonders gute Durchdringung des Gewebes oder Vliesstoffs mit Klebstoff erreichen. Es ist jedoch ebenso möglich, den Klebstoff erst nach vollständiger Umschließung des Hohlkörpers aufzutragen, so daß das Gewebe oder der Vliesstoff von Außen mit dem Klebstoff durchtränkt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der äußere Klebstoff bereits während der Aufbringung des Gewebes oder Vliesstoffs aufgetragen.
Nachdem die zu verstärkende oder abzudichtende Stelle vollständig mit Gewebe oder Vliesstoff in einer ausreichenden Zahl von Lagen bedeckt und das Gewebe oder der Vliesstoff vollständig vom äußeren Klebstoff durchdrungen ist, können, sofern dies nach der Art des Klebstoffs erforderlich ist, geeignete Maßnahmen zum Aushärten des Klebstoffs getroffen werden. Geeignete Maßnahmen können beispielsweise ein Befeuchten, Bestrahlen oder Erhitzen des mit Klebstoff durchtränkten Gewebes oder Vliesstoffs, beispielsweise mit einem Heißluftgebläse, sein. Im letztgenannten Fall sollte jedoch sichergestellt sein, daß die zulässige Höchsttemperatur mit der Klebstoff und Gewebe oder Vliesstoff belastet werden können, nicht überschritten wird. Im allgemeinen sollte die Temperatur etwa 60 bis etwa 80°C nicht übersteigen.
Daraus ergibt sich folgende allgemeine Verarbeitung: Vor Arbeitsbeginn müssen die Rohrleitungen drucklos sein. Durch geeignete Maßnahmen ist ein Auslaufen des Mediums während der Arbeit bzw. bis zur Inbetriebnahme zu verhindern.
Metallische Rohrleitungen sind zunächst von groben Verunreinigungen wie Hanf, Dichtpasten , Dichtbänder, Rost, Farbe etc. mit einer Stahlbürste oder Schmirgelleinen beidseitig im Abstand der 1 ,5-fachen Bandbreite von der Leckage entfernt zu säubern und anzurauhen. Anschließend wird dieser Bereich mit Tangit KS-Reinigungs-Tücher der Fa. Henkel entfettet.
Bei Kunststoffleitungen aus PVC-U, PVC-C und ABS genügt eine Reinigung mit Tangit KS-Reinigungs-Tüchern.
Die Kartuschenpistole wird geöffnet, die Doppelkartusche eingesetzt und die Pistole wieder verriegelt.
Danach wird die Verschlußkappe an der Kartuschenspitze entfernt und der Statikmischer aufgesetzt. Damit ist die Kartuschenpistole einsatzbereit.
Die Klebstoffkomponenten werden nun, durch Betätigung des
Abzughebels, in den Statikmischer gedrückt, gemischt und in einer
Teilmenge auf die Rohroberfläche aufgebracht und mit einem Pinsel gleichmäßig mindestens in Bandbreite um den Rohrumfang verteilt. Anschließend wird das Band, bündig mit dem Fitting, in das Klebstoffbett eingelegt und gleichmäßig in sechs Lagen um das Rohr gewickelt. Es ist darauf zu achten, daß das Band vollständig mit Klebstoff durchtränkt wird. Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, den Klebstoff mit dem Pinsel durch das Gewebe zu drücken, da hierdurch gleichzeitig das Band vormodelliert wird. Danach wird der Klebstoff fittingseitig aufgetragen, verteilt und das Band in der beschriebenen Weise über die zu dichtende Stelle gewickelt.
Fittingseitig sowie auch über die zu dichtende Stelle sind sechs Bandlagen aufzubringen. Abschließend wird das Band nochmals über die Rohrseite gewickelt. Nach dem Bandagieren wird das Band von Hand (Handschuhe benutzen!) dem Verbindungselement entsprechend angepaßt.
Soll nur eine Riß- oder Lochabdichtung auf dem glatten Rohrstück erfolgen, so reicht, nach der entsprechenden Rohrvorbereitung, ein Klebstoffauftrag in jeweils Bandbreite links und rechts der schadhaften Stelle aus. Anschließend wird das Band 6-10mal in diesem Bereich um das Rohr gewickelt. Auch hier ist darauf zu achten, daß das Band gleichmäßig mit Klebstoff durchtränkt ist.
Der Klebstoffauftrag sollte etwas breiter, als das Band ist, erfolgen, um eine Verbindung des Bandes zum Untergrund auch im Randbereich des Bandes sicherzustellen.
Bei druckloser Anwendung kann das reparierte System bereits nach 15 Minuten, bei Druckbelastung von bis zu 6 bar nach 30 Minuten und bei Druckbelastung von bis zu 16 bar nach 60 Minuten bei 23 + 2 °C wieder in Betrieb genommen werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als äußerer Klebstoff ein Klebstoff eingesetzt, der selbsthärtend ist, d.h., ohne weitere äußere Einflußnahme aushärtet.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird insbesondere dann erleichtert, wenn die benötigten Komponenten vollständig und in aufeinander abgestimmter Form als Kit zugänglich sind.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach auch ein Reparaturkit zur Verwendung bei der Verstärkung oder Abdichtung von Hohlkorperwandungen, enthaltend mindestens ein für einen härtbaren Klebstoff durchlässiges Gewebe oder einen solchen Vliesstoff, mit dem ein Hohlkörper wenigstens teilweise umschlossen werden kann, und mindestens einen härtbaren Klebstoff, für den das Gewebe oder der Vliesstoff durchlässig ist.
Das genannte Gewebe oder der genannte Vliesstoff und der genannte Klebstoff entsprechen den Geweben, Vliesstoffen und Klebstoffen, wie sie oben im Rahmen des vorliegenden Textes bereits beschrieben wurden.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Reparaturkit mindestens einen härtbaren Klebstoff, der beispielsweise als äußerer oder innerer Klebstoff oder, falls beide Klebstoffe identisch sind, als einziger Klebstoff eingesetzt wird, in mindestens einer Kartusche. Die Kartusche ist in üblicher Weise ausgebildet und weist in der Regel einen Stutzen zum Anbringen einer Extrusionsdüse auf. Wenn es sich bei dem Klebstoff um einen 2K-Klebstoff handelt, dann wird als Kartusche eine 2-Kammer- Doppel-Kartusche eingesetzt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße Reparaturkit noch mindestens einen der folgenden Bestandteile:
Handschuhe, eine oder mehrere Extrusionsdüsen, gegebenenfalls mit
Statikmischer,
Kartuschenhalter mit Extrusionsvorrichtung, beispielsweise eine Kartuschenpistole,
Pinsel,
Reinigungsmittel.
Als Handschuhe eignen sich alle üblichen Kunststoffhandschuhe, sofern sie gegenüber den eingesetzten Klebstoffen inert sind.
Das erfindungsgemäße Kit weist gegebenenfalls eine oder mehrere Extrusionsdüsen auf. Wenn der einzusetzende Klebstoff ein 2K-Klebstoff ist, wird vorteilhafterweise eine Extrusionsdüse eingesetzt, die einen mit der Extrusionsdüse verbundenen Statikmischer aufweist, um die Klebstoffkomponenten zu vermischen. Die Verwendung eines Statikmischers ist besonders empfehlenswert, insbesondere wegen der einfachen und gleichmäßigen Durchmischung und damit auch der Durchdringung des Textilbandes.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zur Lagerung des Klebstoffs eine Kartusche eingesetzt, die unter Druck steht, um eine selbsttätige Extrusion der Inhaltsstoffe zu ermöglichen. Dies kann beispielsweise durch einen mit unter Druck stehendem Gas befüllten Zylinder ermöglicht werden, der nach Bedienung einer entsprechenden Auslösevorrichtung einen Extrusionskolben in der Kartusche in Bewegung setzt. Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem erfindungsgemäßen Reparaturkit soll nun beispielhaft für eine unter Druck stehende, undichte Rohrleitung mit Leckage erläutert werden. Die Leckage befindet sich dabei direkt an einer Verbindungsstelle (Fitting) Das Reparaturkit enthält dabei einen 2K-Klebstoff in einer 2-Kammer- Doppelkartusche mit Schutzkappe, eine Kartuschenpistole, Gewebeband, Handschuhe, Reinigungsmittel und einen Pinsel.
Zunächst wird der Leitungsdruck abgestellt. Anschließend wird der abzudichtende Bereich im Abstand der 1 ,5-fachen Bandbreite links und rechts der Leckage gründlich gereinigt. Bei Kunststoffleitungen reicht eine intensive Reinigung mit dem beiliegenden Reinigungsmittel. Metalleitungen sind mit einer Stahlbürste von groben Verunreinigungen (Hanf, Paste, Rost, Farbe etc.) zu reinigen und anzurauhen (schmirgeln). Danach erfolgt nötigenfalls eine Feinreinigung mit dem beiliegenden Reinigungsmittel.
Anschließend wird die Doppelkartusche mit dem 2K-Klebstoff in die Pistole eingelegt und verriegelt. Eine eventuell vorhandene Kartuschenschutzkappe wird von der Kartusche entfernt und eine Extrusionsdüse mit Statikmischer aufgeschraubt. Der Klebstoff wird zunächst auf das Rohr aufgetragen, mit dem beiliegenden Pinsel auf dem Rohrumfang in mindestens der Bandbreite gleichmäßig verteilt. Das Band wird unmittelbar am Fitting angelegt und das Rohr umwickelt. Um das Band gleichmäßig mit Klebstoff zu tränken wird nach jeder Wickellage erneut Klebstoff aufgetragen und mit dem beiliegenden Pinsel verteilt. In diesem Arbeitsgang sollten beispielsweise etwa 6 Bandlagen aufgetragen werden. Anschließend wird der Klebstoff auf das undichte Fitting aufgetragen und das Band über das Fitting (mindestens eine Bandbreite) gewickelt. Das Band sollte auch hier gleichmäßig getränkt werden (Arbeitsweise wie bereits beschrieben), die Lagenzahl kann auch hier beispielsweise 6 betragen. Das restliche Band wird nochmals bis auf das Rohr gewickelt und mit Klebstoff getränkt. Danach kann das Band gegebenenfalls, beispielsweise unter Verwendung des beiliegenden Handschuhs den Formen des zu abzudichtenden Teils durch manuelles Formen, beispielsweise durch Drehen in Bandrichtungslage, angepaßt werden.
Die Topfzeit des Klebstoffs auf Basis von Polyacrylaten beträgt beispielsweise etwa 2 bis etwa 3 Minuten bei 20 bis 25 °C. Bei Druckbelastung bis etwa 6 bar ist eine Mindesthärtzeit von etwa einer halben Stunde bei über 6 bar von etwa einer Stunde einzuhalten (Messung analog zu DIN 16970 an PVC-U-Rohren). Bei Verwendung eines PU-Klebstoffes wird ca. 1 Std. zur Aushärtung benötigt, bis eine Druckbelastung von 16 bar erreicht wird.
Beispiele:
I. Rohstoff
Sovermol 1080, ein verzweigter Polyalkohol mit Ether- und Ester- Gruppen der Fa. Henkel KGaA,
Voranol RA 800, ein hochreaktives, aminbasisches Polyetherpolyol der Fa. Dow Chemical,
Perenol E8, ein Lösungsmittelgemisch mit Siliconanteil der Fa. Henkel KGaA,
Fomrez UL 24, ein Dimethylzinnmercaptid der Fa. Witco GmbH, Desmodur VK 5, ein Polyisocyanat auf Basis von Diphenylmethandiisocyanat der Fa. Bayer,
Desmodur DA, ein Polyisocyanat auf Basis von Hexamethylendiisocyanat der Fa. Bayer.
II. Herstellverfahren der Beschichtung:
1. Polyolkomponente
Die einzelnen Komponenten werden bei Raumtemperatur in einem evakuierbaren Labordissolver vorgelegt und unter Rühren mit einer Rührgeschwindigkeit von 350 Upm auf 70 °C erhitzt. Anschließend wird bei gleicher Rührgeschwindigkeit und Temperatur für 1 Stunde ein Vakuum von 15 mbar angelegt. Die Mischung ist beendet, sobald der Wassergehalt, gemessen nach Karl-Fischer, unter 0,05 % liegt.
2. Isocyanatkomponente
Die einzelnen Komponenten werden bei Raumtemperatur in einem evakuierbaren Labordissolver vorgelegt und unter Rühren mit einer Rührgeschwindigkeit von 350 Upm 15 Min. unter Vakuum von 15 mbar gemischt. 3. Gerätschaften
PC-Labordissolver Typ LDV 1 der FA. PC Laborsystem GmbH,
CH - 4312 Mägden,
PVC-Rohre nach DIN 8062, Hersteller wie z.B. WKT, Wavin,
Metallrohre, übliche im Fachhandel erhältliche Qualitäten,
Polyesterband, übliche im Fachhandel erhältliche Qualitäten,
2 Kammer-Kartuschen und Statikmischer, übliche im Fachhandel erhältliche Qualitäten.
4. Zusammensetzung (in Gewichtsteilen)
III. Prüfverfahren
1. Prüfnormen
- DIN EN 204 Lagerungsfolge Nr. 5, Beurteilung von Klebstoffen für nichttragende Bauteile zur Verbindung von Holz und Holzwerkstoffen,
- DIN EN 205 Holzklebstoffe für nichttragende Anwendungen (Prüfkörperherstellung),
- Shore D Härtemessung nach DIN 53505, - Viskositätsmessung nach Brookfield RTV ISO 2555,
- Die Druckbelastbarkeit wurde an Kunststoffrohren aus PVC-U analog zu DIN 16970 durchgeführt
2. Weitere Prüfverfahren:
- Lagerstabilitätsprüfung
Sowohl die Polyolkomponente als auch die Isocyanatkomponente werden über einen Zeitraum von 3 Monaten bei erhöhter Temperatur von 40 °C gelagert. Die Beschichtung gilt als lagerstabil, wenn die Ausgangsviskosität des angemischten Klebstoffsystems um weniger als das Doppelte ansteigt.
- Topfzeit bzw. Verarbeitungszeit
Bei der Reparatur der Rohrleitung ist die maximale Verarbeitungszeit bei 23 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 % festzustellen. Die Zeitl gilt als überschritten, wenn die Beschichtung sich nicht mehr mit dem Pinsel verteilen läßt.
IV. Ergebnisse
nach 2 h V. Ermittlung des Absorptionsverhaltens von Textilbändern
(Gewebe oder Vliesstoff) gegenüber Klebstoffen)
Testmaterialien:
Prüfplatte: Material PVC-U
Plattenbreite mindestens 150 mm
Plattenlänge 300 mm
Plattenstärke > 4 mm
Gewebeband: Bandlänge 400 mm Bandbreite > 60 mm
Spanngewichte 2 x 80 gr. incl. Klamme
Rakel: Filmbreite 40 mm Filmstärke 0,7 mm
Durchführung:
Das zu prüfende Gewebeband wird auf 400 mm Länge geschnitten. An den beiden Schnittenden werden die Spanngewichte mit einer Klammer so befestigt, daß das Gewebeband nach dem Einlegen in das
Klebstoffbrett seitlich mindestens 20 mm frei hängt.
Auf die Prüfplatte wird mit dem Rakel über die gesamte Plattenlänge ein
Klebstoff-Film von 0,7 mm Dicke und 40 mm Breite ausgezogen.
Unmittelbar nach dem Klebstoffauftrag wird das Gewebeband plan in das
Klebstoffbrett eingelegt und die Platte waagerecht (ohne Durchbiegung) so auf zwei Stützbalken gelegt, daß die Spanngewichte frei hängen.
Das Gewebeband muß beidseitig mindestens 10 mm über den ausgezogenen Klebstoff-Film hinausragen.
Die Verweilzeit des Gewebebandes im Klebtoff beträgt max. 1 Minuten bei
20 + 2 °C. Es wird der Zeitpunkt ermittelt, an dem eine vollständige Durchtränkung des Gewebebandes stattgefunden hat.
Nach einer Minute werden die Spanngewichte entfernt und eine Bewertung des Absorptionsvermögens vorgenommen.
Bewertung:
Die Durchtränkung entspricht im Idealfall der Filmbreite (ohne ein
Verschwimmen der Randbereiche) und der Filmlänge des aufgebrachten
Klebstoffes.
Bei Erreichen einer vollständigen Durchtränkung innerhalb der max.
Prüfdauer ist der Zeitpunkt zu ermitteln.
Wird dieser Zustand nicht innerhalb der festgelegten Prüfzeit erreicht, so ist der Grad der Durchtränkung in Flächenprozent zu ermitteln. Es ist weiterhin festzustellen, inwieweit die Randbereiche (Verschwimmen der Ränder) dem aufgetragenen Klebstoff-Film entsprechen.
Anmerkung:
Das Ergebnis des Absorptionsvermögens wird im wesentlichen von der Gewebebasis (Baumwolle, Polyester, Glasfasergewebe etc.) dem Gewebeaufbau (Kette, Schuß etc.) und der Viskosität bzw. Struktur des Klebstoffes bestimmt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Verstärken oder Abdichten von Hohlkorperwandungen, bei dem ein Hohlkörper im zu verstärkenden oder abzudichtenden Bereich mit mindestens einem mindestes für einen härtbaren äußeren Klebstoff durchlässigen Gewebe oder einem solchen Vliesstoff wenigstens teilweise umschlossen und das Gewebe oder der Vliesstoff anschließend mit einem Klebstoff getränkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß vor Umschließung des zu verstärkenden oder abzudichtenden Bereichs durch das Gewebe oder den Vliesstoff auf den zu verstärkenden oder abzudichtenden Bereich ein innerer Klebstoff aufgetragen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerer und äußerer Klebstoff identisch sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verstärkende oder abzudichtende Stelle mit mehreren Gewebe- oder Vliesstofflagen radial spiralförmig umschlossen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als äußerer und innerer Klebstoff ein härtbarer Klebstoff auf Polyurethan-, Polyester-, Epoxidharz- oder (Meth)acrylatbasis oder ein Gemisch aus zwei oder mehr solcher Klebstoffe eingesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Klebstoff oder der innere Klebstoff oder beide unmittelbar vor dem Auftrag eine Viskosität von 1500 bis 5000 mPas (Brookfield RVT, 23°C, Spindel 4, <10 U/min) aufweisen.
7. Reparaturkit zur Verwendung bei der Verstärkung oder Abdichtung von Hohlkorperwandungen, enthaltend mindestens ein für einen härtbaren Klebstoff durchlässiges Gewebe oder einen solchen Vliesstoff, mit dem ein Hohlkörper wenigstens teilweise umschlossen werden kann, und mindestens einen härtbaren Klebstoff, für den das Gewebe oder der Vliesstoff durchlässig ist.
8. Reparaturkit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweist:
- Leinwandbindung: 1 :1 oder
- Körperbindung,
- Hitzebeständigkeit: > 120°C,
- Kette: Nm 34/2; 50 bis 150 Kettfäden
- Schuß: Nm 28/1 ; 2 bis 8 * 2 pro cm.
- Maschenweite Kette/Schuß: 100 bis 600 μm.
9. Reparaturkit nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens einen härtbaren Klebstoff in einer Kartusche enthält.
0. Reparaturkit nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff aus einer Polyol- und einer Polyisocyanat-Komponente besteht, die
1. 62 bis 73 Gew.-% an Polyether/esterpolyol,
2. 38 bis 27 Gew.-% an Polyetheraminopolyol und
A) 15 bis 45 Gew.-% an MDI und
B) 85 bis 55 Gew.-% an Polyisocyanat auf HDI-Basis enthalten.
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