EP2675846A2 - Härtbare polymere massen - Google Patents

Härtbare polymere massen

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Publication number
EP2675846A2
EP2675846A2 EP12707975.4A EP12707975A EP2675846A2 EP 2675846 A2 EP2675846 A2 EP 2675846A2 EP 12707975 A EP12707975 A EP 12707975A EP 2675846 A2 EP2675846 A2 EP 2675846A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
chlorine
concentration
polymer material
contained
containing compounds
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Withdrawn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
EP12707975.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Rossberg
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.)
ThyssenKrupp Uhde Chlorine Engineers GmbH
Original Assignee
ThyssenKrupp Uhde GmbH
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 ThyssenKrupp Uhde GmbH filed Critical ThyssenKrupp Uhde GmbH
Publication of EP2675846A2 publication Critical patent/EP2675846A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C08L91/08—Mineral waxes

Definitions

  • the invention relates to a curable composition of a formulation according to the invention, a method for producing a polymer material from the curable composition, the resulting polymer material, as well as agents which are made from the polymer material according to the invention and their use.
  • Curable compositions based on, for example, polyester resin,
  • Epoxy resins or polyamide are used to make articles reinforced with fibers such as glass or textile fibers, and are widely used in industry.
  • Such plastic structures are materials made of
  • Reinforcing fibers exist, which are embedded in a plastic matrix. These are used in a variety of applications in the form of short fiber reinforced, long fiber reinforced or continuous fiber reinforced components use.
  • the subgroup of glass fiber reinforced plastics is a composite of a plastic, such as polyester resin, epoxy or polyamide, and glass fibers.
  • a plastic such as polyester resin, epoxy or polyamide
  • Glass fiber reinforced plastics are standard materials in the industry. Tubes of this type are standardized in the DIN and commercially available.
  • thermoplastic material such as e.g. Polypropylene
  • This chemical protective layer is present on those surfaces which come into contact with the alkaline solutions and is intended to protect the glass fiber reinforced plastics. This additional protective layer is required above all when the alkaline solutions have temperatures of> 40 ° C and thus their corrosive effect is enhanced and surfaces are attacked and destroyed.
  • thermoplastic chemical protective layer At temperatures below 40 ° C and low concentrations of the alkaline media can be dispensed with a thermoplastic chemical protective layer and this is instead produced from the plastic matrix itself.
  • the disadvantage of the glass fiber reinforced plastics known in the prior art is that if the chemical protection layer is damaged, the glass fibers are exposed and exposed to a chemical attack by such media directly.
  • Glass is a chemically highly resistant material, which, however, is not alkali-resistant and is massively attacked and destroyed by alkaline media of all kinds. By destroying the reinforcing fiber of the entire composite material is attacked, because the mechanical strength of the composite is due to the
  • a glass fiber reinforced plastic pipe according to the prior art is known for example from DE 10 2008 033 577 A1.
  • this document teaches a plastic tube which has improved properties in terms of tightness, rigidity, dimensional stability and abrasion in comparison to the prior art.
  • the pipe wall is formed by at least one in the spin and / or
  • Centrifugal casting method produced spin coating and at least one in the
  • Winding process produced winding layer. Although such pipes have improved properties, but are very expensive to produce.
  • compositions for such plastic pipes which reduced at least one
  • Compositions generated tubes should have lower removal rates than prior art tubes, which increases the life of such tubes.
  • the object of the present invention is therefore an alternative
  • polymer material itself to provide, the polymer material is a lower erosion rate when exposed to alkaline media in which chlorine or chlorine-containing compounds in liquid or gaseous state are to contain, as conventional polymer materials.
  • the invention has also set itself the task of providing appropriate means and uses of the polymer material. The object is achieved by a cobalt-poor curable composition
  • a catalyst wherein the catalyst is contained in the form of a 6% cobalt solution in a concentration of 0.05 to 0.1%
  • an accelerator wherein the accelerator is contained in the form of dimethylaniline in a concentration of 0 to 0.1%
  • hardener in the form of cumene hydroperoxide in a
  • UV stabilizer wherein the UV stabilizer is contained in a concentration of 0 to 0.5%
  • Paraffin the paraffin being in the form of wax in a concentration of 0 to 1%.
  • concentration data refer to 100% of a total mass to be cured.
  • the object is achieved by a metal-free formulation in which the curable composition comprises
  • an accelerator wherein the accelerator is contained in the form of ⁇ , ⁇ -dimethylaniline in a concentration of 0.05 to 0.2%,
  • a hardener wherein the hardener is contained in the form of dibenzoyl peroxide in a concentration of 2 to 4%,
  • retarder is contained in the form of p-tert-butylcatechol in a concentration of 0 to 0.3%
  • UV stabilizer wherein the UV stabilizer is contained in a concentration of 0 to 0.5%
  • Paraffin the paraffin being present in the form of wax in a concentration of 0 to 1%
  • concentration data refer to 100% of a total mass to be cured.
  • the accelerator can be added via the commercially available product PERGAQUICK A200 or A300 from Pergan. Of the Hardener is added via PEROXAN BP-Paste 50 or PEROXAN CU-80 L, which are also commercially available from Pergan. As retarder, for example, the product Pergaslow BK-10 is used. As UV protection, for example Tinuvin ® 5050 ® from Ciba can be used. The wax is eg BYK ® -S 750 of the Altana Group. These products are to be understood by way of example and may be replaced by others which fall within the scope defined in claim 1 and in claim 2, respectively.
  • Resin and catalyst are subjected to pre-acceleration for a period not exceeding the expiration date of the resin
  • step b) wherein, depending on the formulation, one or more constituents of step b) and / or the catalyst of step a) are omitted,
  • the hardenable mass is brought into a desired shape by standard methods, whereby a workpiece is produced
  • the workpiece is subjected to a heat treatment for 8 hours at 80 ° C and a finished polymer material is generated.
  • pre-acceleration is dispensed with in step a. of
  • further additional components such as fillers and / or fiber materials, in particular glass fibers and / or glass fleeces and / or synthetic nonwovens are embedded in the curable composition.
  • Such glass webs are known from the prior art and standardized, and commercially under the name Textilgllasmatten for
  • Plastic reinforcement commercially available. It is advantageous to an aluminum borosilicate glass with a mass fraction of alkali ⁇ 1% of the glass type E or to alkali-lime glasses with increased addition and special chemical
  • the invention further comprises a polymeric material comprising the ingredients of the curable composition of the invention based on the resin epoxy novolac vinyl ester, wherein the polymer material is prepared by the process according to the invention.
  • the polymer material further additional components, such as fillers and / or fiber materials, in particular glass fibers and / or glass fleeces and / or synthetic nonwovens, embedded, which give the material its strength.
  • the polymer material is preferably resistant to media in which chlorine or chlorine-containing compounds are present in the liquid or gaseous state, in particular to chlorine gas, bleach, anolyte, chlorine exhaust, moist chlorine and brine condensate resistant.
  • chlorine gas chlorine gas
  • bleach anolyte
  • chlorine exhaust moist chlorine and brine condensate resistant.
  • anolyte is meant, for example, brine with free chlorine gas.
  • Brine condensate is understood as meaning a brine solution which also contains chlorine. In particular, meets the
  • chlorine-containing compounds in this disclosure are understood as meaning compounds of the formula R-Cl-X, where R is an arbitrary reaction partner and X is the number of chlorine atoms.
  • the present invention claims means for receiving and / or transporting alkaline media in which chlorine or chlorine-containing compounds in liquid or gaseous state are contained, comprising the polymer material according to the invention.
  • this is a pipe or a container, wherein preferably a tube type E or D is used.
  • tube type E the mass content of the glass is maximally 40% and evenly distributed over the circumference.
  • the inner layer of this tube type consists of a C-glass fiber reinforced resin layer of approximately 0.4 mm thickness.
  • the outer layer consists of a layer of C-glass or synthetic fleece and a weather-resistant resin layer of maximum 0.2 mm thickness.
  • the pipe type D is replaced by a
  • the chemical protection layer of at least 2.5 mm thickness and a laminate structure characterized.
  • the chemical protection layer is a resin-rich inner layer of at least 2.5 mm thickness. It consists of a C-glass non-woven reinforced
  • Reinharz Anlagen includes in the further structure textile glass mats made of e-glass.
  • the mass content of the glass in the chemical protective layer is between 25 and 30% and increases from the inside to the outside.
  • Laminate construction is 60 ⁇ 5% and consists of textile glass fabric, textile glass mats and / or textile glass rovings made of e-glass.
  • the outer layer consists of a layer C Glass or synthetic fleece and a weather-resistant resin layer of maximum 0.2 mm thickness. This information is all known and accessible to the person skilled in the art, as stipulated in DIN 16 965 for pipes.
  • the pipe class to be used advantageously is the pipe class PX or PW, wherein in the pipe class PW on glass fleeces and / or synthetic nonwovens in the range, with the alkaline media in which chlorine or chlorine-containing compounds in liquid or gaseous state of aggregation, come into contact, is omitted. It has been found that such glass webs leach under load with alkaline media such as chlorine gas, bleach, anolyte, chlorine exhaust air, humid chlorine and brine condensate and lead to clogging of the pipes.
  • alkaline media such as chlorine gas, bleach, anolyte, chlorine exhaust air, humid chlorine and brine condensate and lead to clogging of the pipes.
  • the designations of the pipe classes PX or PW are familiar to the person skilled in the art.
  • the pipe class PX is designed for a temperature up to and including 80 ° C
  • the pipe class PW is designed for a temperature up to and including 95 ° C.
  • the means for receiving and / or transport of alkaline media in which chlorine or chlorine-containing compounds in liquid or gaseous state are contained via a filler comprising the ingredients of the curable composition of the invention based on the carrier Combine pyrogenic silica.
  • the invention finds above all use in
  • Apparatus of processes in which alkaline media in which chlorine or chlorine-containing compounds in the liquid or gaseous state are supplied and / or used finds use in devices and / or in piping and / or container construction of a chlorine plant, in the alkaline media in which chlorine or chlorine-containing compounds in liquid or gaseous
  • the devices are devices of an electrolysis process by alkaline media in which chlorine or chlorine-containing compounds are prepared in liquid or gaseous state and / or supplied.
  • the invention will be explained in detail below by way of example with reference to two exemplary embodiments. These examples include studies on removal rates of polymer materials flowed through by alkaline media containing chlorine or chlorine-containing compounds in the liquid or gaseous state.
  • a prior art tubing and tubing material of the present invention has been over a period of more than 4 years with an anolyte solution, i. flows through with brine loaded with free chorgas.
  • the exact composition of the pipe materials is shown in the following table:
  • Pipe materials is shown in Table 4. Above all, different resins were used as a basis.
  • A resins
  • B catalyst
  • C accelerator
  • D hardener
  • E retarder
  • stabilizer
  • G paraffin
  • H solvent UV protection in all pipelines Tinuvin ® 5050 ® from Ciba was used, and as wax throughout BYK-S 750 of Atlana group was used.
  • Pipes (sample 1 - 13) passed an anolyte solution and measured the removal over time. The result is shown in FIG.
  • the unshaded bars indicate the average removal rate in mm over a period of 4 years, while the shaded bars indicate the maximum removal rate, which was determined by determining a single value.
  • sample 7 which corresponds to the composition according to the invention in a metal-poor formulation, has by far the lowest removal rate.
  • the metal-free formulation reflects sample 12, which gives somewhat better results than sample 13, which is based on the same resin but has a prior art formulation. Sample 12 also gives comparable results to Sample 11, which also
  • Polymer material is resistant even at high temperatures in the presence of alkaline media containing chlorine or chlorine-containing compounds in the liquid or gaseous state
  • Polymer material has extended life by reducing erosion

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine härtbare Masse einer erfindungsgemäßen Rezeptur, ein Verfahren zum Herstellen eines Polymerwerkstoffes aus der härtbaren Masse, den daraus entstehenden Polymerwerkstoff, sowie Mittel, die aus dem erfindungsgemäßen Polymerwerkstoff gefertigt sind und deren Verwendung.

Description

Härtbare polymere Massen
[0001] Die Erfindung betrifft eine härtbare Masse einer erfindungsgemäßen Rezeptur, ein Verfahren zum Herstellen eines Polymerwerkstoffes aus der härtbaren Masse, den daraus entstehenden Polymerwerkstoff, sowie Mittel, die aus dem erfindungsgemäßen Polymerwerkstoff gefertigt sind und deren Verwendung.
[0002] Härtbare Massen auf Basis von beispielsweise Polyesterharz,
Epoxidharzen oder Polyamid werden zur Herstellung von durch Fasern, wie Glas oder Textilfasern verstärkten Gegenständen eingesetzt und finden verbreitet Anwendung in der Industrie. Derartige Kunststoffstrukturen sind Werkstoffe, die aus
Verstärkungsfasern bestehen, welche in einer Kunststoffmatrix eingebettet sind. Diese finden in einer Vielzahl von Anwendungsgebieten in Form von kurzfaserverstärkten, langfaserverstärkten oder endlosfaserverstärkten Bauteilen Verwendung.
[0003] Die Untergruppe der glasfaserverstärkten Kunststoffe ist ein Verbund aus einem Kunststoff, wie beispielsweise Polyesterharz, Epoxidharz oder Polyamid, und Glasfasern. Glasfaserverstärkte Kunststoffe sind Standardwerkstoffe in der Industrie. Rohre dieser Art sind in der DIN genormt und kommerziell erhältlich.
[0004] Im Bereich alkalischer Medien werden überwiegend glasfaserverstärkte Kunststoffe eingesetzt, um alkalische Flüssigkeiten aufzunehmen oder zu
transportierten. Diese sind in der Regel mit einem thermoplastischen Material, wie z.B. Polypropylen, als chemische Schutzschicht, versehen. Diese chemische Schutzschicht ist auf denjenigen Oberflächen vorhanden, die mit den alkalischen Lösungen in Berührung kommen und soll die glasfaserverstärkten Kunststoffe schützen. Diese zusätzliche Schutzschicht ist vor allen Dingen dann erforderlich, wenn die alkalischen Lösungen Temperaturen von > 40°C aufweisen und damit ihre ätzende Wirkung verstärkt wird und Oberflächen angriffen und zerstört werden.
[0005] Bei Temperaturen unterhalb von 40°C und geringer Konzentrationen der alkalischen Medien kann auf eine thermoplastische Chemieschutzschicht verzichtet werden und diese wird stattdessen aus der Kunststoffmatrix selbst erzeugt.
[0006] Der Nachteil der im Stand der Technik bekannten glasfaserverstärkten Kunststoffe ist nun, dass bei Beschädigung der Chemieschutzschicht, die Glasfasern freigelegt werden und einem chemischen Angriff durch derartige Medien direkt ausgesetzt sind. [0007] Glas ist ein chemisch hochresistenter Werkstoff, der jedoch nicht alkalibeständig ist und massiv von alkalischen Medien aller Art angegriffen und zerstört wird. Durch die Zerstörung der Verstärkungsfaser wird der gesamte Verbundwerkstoff angegriffen, denn die mechanische Festigkeit des Verbundes wird durch die
Verstärkungsfasern erreicht. Der Wegfall der mechanischen Festigkeit führt zum Versagen des Werkstoffes, da der Druck- und Temperaturbelastung, die
beispielsweise beim Betrieb einer Industrieanlage herrscht, kein Widerstand mehr entgegengesetzt wird.
[0008] Ein glasfaserverstärktes Kunststoffrohr nach dem Stand der Technik ist beispielsweise aus DE 10 2008 033 577 A1 bekannt. Diese Schrift lehrt insbesondere ein Kunststoffrohr, das hinsichtlich Dichtigkeit, Steifigkeit, Formstabilität und Abrasion im Vergleich zum Stand der Technik verbesserte Eigenschaften aufweist. Dabei wird die Rohrwand gebildet durch mindestens eine im Schleuder- und/oder
Schleudergussverfahren hergestellte Schleuderschicht und mindestens eine im
Wickelverfahren hergestellte Wickelschicht. Derartige Rohre weisen zwar verbesserte Eigenschaften auf, sind aber sehr aufwendig herzustellen.
[0009] Aus Umwelt-technischen Gründen ist es erforderlich Zusammensetzungen für derartige Kunststoffrohre zu entwickeln, die zumindest eine verringerte
Metallkonzentration aufweisen, bzw. bei denen ganz auf den Einsatz von Metallen verzichtet wird. Im Stand der Technik übliche Metallkonzentrationen sind
beispielsweise der Einsatz einer 6%igen Kobaltlösung in Konzentrationen von 0,5 % bezogen auf 100 % einer zu härtenden Gesamtmasse. Die aus diesen
Zusammensetzungen generierten Rohre sollen geringere Abtragungsraten als Rohre des Standes der Technik aufweisen, was die Lebensdauer solcher Rohre erhöht.
Außerdem soll durch eine verminderte Abtragung von Rohrmaterialien eine
Verstopfung der Rohre durch abgetragenes Material verhindert werden.
[0010] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb eine alternative
Rezeptur für eine härtbare Masse, die verringerte Metallkonzentrationen aufweist, oder bei der ganz auf den Einsatz von Metallen verzichtet wird, das Verfahren zur
Herstellung eines Polymerwerkstoffes aus der härtbaren Masse und den
Polymerwerkstoff selbst zur Verfügung zu stellen, wobei der Polymerwerkstoff eine geringere Abtragungsrate bei Beanspruchung durch alkalische Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten sind, aufweisen soll, wie herkömmliche Polymerwerkstoffe. Die Erfindung hat sich ebenfalls zur Aufgabe gemacht entsprechende Mittel und Verwendungen des Polymerwerkstoffes bereitzustellen. [0011] Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kobalt-arme härtbare Masse
umfassend
,- ein Harz, in Form von Epoxy-Novolac Vinylester, wobei das Harz in einer
Konzentration von 96,3 bis 98,95 % enthalten ist,
- einen Katalysator, wobei der Katalysator in Form einer 6%igen Kobaltlösung in einer Konzentration von 0,05 bis 0,1 % enthalten ist,
- einen Beschleuniger, wobei der Beschleuniger in Form von Dimethylanilin in einer Konzentration von 0 bis 0,1 % enthalten ist,
- einen Härter, wobei der Härter in Form von Cumolhydroperoxid in einer
Konzentration von 1 bis 2 % enthalten ist,
- einen UV-Stabilisator, wobei der UV-Stabilisator in einer Konzentration von 0 bis 0,5 % enthalten ist,
- Paraffin, wobei das Paraffin in Form von Wachs in einer Konzentration von 0 bis 1 % enthalten ist.,
und sich die Konzentrationsangaben auf 100 % einer zu härtenden Gesamtmasse beziehen.
[0012] Des Weiteren wird die Aufgabe gelöst durch eine metallfreie Rezeptur in der die härtbare Masse umfasst,
- ein Harz, in Form von Epoxy-Novolac Vinylester, wobei das Harz in einer
Konzentration von 94 bis 97,95 % enthalten ist,
- einen Beschleuniger, wobei der Beschleuniger in Form von Ν,Ν-Dimethylanilin in einer Konzentration von 0,05 bis 0,2 % enthalten ist,
- einen Härter, wobei der Härter in Form von Dibenzoylperoxid in einer Konzentration von 2 bis 4 % enthalten ist,
- einen Verzögerer, wobei der Verzögerer in Form von p-tert-Butylcatechol in einer Konzentration von 0 bis 0,3 % enthalten ist
- einen UV-Stabilisator, wobei der UV-Stabilisator in einer Konzentration von 0 bis 0,5 % enthalten ist,
- Paraffin, wobei das Paraffin in Form von Wachs in einer Konzentration von 0 bis 1 % enthalten ist,
und sich die Konzentrationsangaben auf 100 % einer zu härtenden Gesamtmasse beziehen.
[0013] Beispielsweise werden im Handel von der Firma Ashland kommerziell erhältliche DERAKANE MOMENTUM™ 470-300 für das Harz Epoxy-Novolac
Vinylester eingesetzt. Der Beschleuniger kann über das kommerziell erhältliche Produkt PERGAQUICK A200 oder A300 der Firma Pergan zugesetzt werden. Der Härter wird über PEROXAN BP-Paste 50 oder PEROXAN CU-80 L zugesetzt, die ebenfalls über die Firma Pergan im Handel erhältlich sind. Als Verzögerer kommt beispielsweise das Produkt Pergaslow BK-10 zum Einsatz. Als UV-Schutz kann beispielsweise Tinovin® 5050® der Firma Ciba eingesetzt werden. Das Wachs ist z.B. BYK®-S 750 der Altana Gruppe. Diese Produkte sind beispielhaft zu verstehen und können durch andere ersetzt werden, die unter das im Anspruch 1 bzw. in Anspruch 2 definierte Spektrum fallen.
[0014] Das Verfahren zum Herstellen eines Polymerwerkstoffs umfassend die härtbare Masse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, umfasst die nachfolgenden Verfahrensschritte:
a. Harz und Katalysator für eine Zeitdauer, die das Verfallsdatum des Harzes nicht überschreitet, einer Vorbeschleunigung unterzogen werden,
b. der Beschleuniger, Härter, Verzögerer, UV-Stabilisator, Paraffin in der
angegebenen Reihenfolge zugefügt werden, und eine härtbare Masse generiert wird,
c. wobei je nach Rezeptur ein oder mehrere Bestandteile des Schrittes b) und/oder der Katalysator aus Schritt a) wegfallen,
d. die härtbare Masse über Standardverfahren in eine gewünschte Form gebracht wird, wodurch ein Werkstück hergestellt wird,
e. optional Paraffin von außen auf das Werkstück aufgebracht wird, und
f. das Werkstück für 8 Stunden bei 80°C einer Wärmebehandlung unterzogen wird und ein fertiger Polymerwerkstoff generiert wird.
[0015] Dabei wird bei der erfindungsgemäßen metallfreien Rezeptur der härtbaren Masse auf eine Vorbeschleunigung verzichtet, indem in Schritt a. des
erfindungsgemäßen Verfahrens die Zugabe des Katalysators unterbleibt.
[0016] Mit Vorteil werden in die härtbare Masse weitere zusätzliche Komponenten, wie Füllstoffe und/oder Fasermaterialien, insbesondere Glasfasern und/oder Glasvliese und/oder Synthetikvliese eingebettet.
[0017] Derartige Glasvliese sind aus dem Stand der Technik bekannt und genormt, sowie im Handel unter der Bezeichnung Textilgllasmatten für die
Kunststoffverstärkung kommerziell erhältlich. Dabei handelt es sich mit Vorteil um ein Aluminium-Borsilicatglas mit einem Massenanteil Alkali < 1% der Glasart E oder auch um Alkali-Kalk-Gläser mit erhöhtem Vorzusatz und besonderer chemischer
Widerstandsfähgikeit der Glasart C. [0018] Die Erfindung umfasst des Weiteren einen Polymerwerkstoff umfassend die Inhaltstoffe der erfindungsgemäßen härtbaren Masse auf Basis des Harzes Epoxy- Novolac Vinylester, wobei der Polymerwerkstoff nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. [0019] Mit Vorteil sind in den Polymerwerkstoff weitere zusätzliche Komponenten, wie Füllstoffe und/oder Fasermaterialien, insbesondere Glasfasern und/oder Glasvliese und/oder Synthetikvliese, eingebettet, die dem Werkstoff seine Festigkeit verleihen.
[0020] Bevorzugt ist der Polymerwerkstoff gegenüber Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten sind, insbesondere gegenüber Chlorgas, Bleichlauge, Anolyt, Chlorabluft, feuchtes Chlor und Solekondensat resistent. Dabei entspricht die Terminologie derjenigen, die der Fachmann aus der Chlor-Alkali-Elektrolysetechnolgie kennt. Unter Anolyt wird beispielsweise Sole mit freiem Chlorgas verstanden. Unter Solekondensat wird eine Solelösung verstanden, die ebenfalls Chlor enthält. Insbesondere erfüllt der
Polymerwerkstoff dieses Kriterium bei Temperaturen > 60°C. Dabei wird unter chlorhaltigen Verbindungen in dieser Offenbarung Verbindungen der Formel R-Cl-X verstanden, wobei R ein beliebiger Reaktionspartner ist und X für die Anzahl der Chloratome steht.
[0021] Des Weiteren beansprucht die vorliegende Erfindung Mittel zur Aufnahme und/oder den Transport von alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten sind, umfassend den erfindungsgemäßen Polymerwerkstoff. Optional handelt es sich dabei um ein Rohr oder einen Behälter, wobei bevorzugt ein Rohrtyp E oder D eingesetzt wird. Beim Rohrtyp E ist der Massengehalt des Glases maximal 40 % und gleichmäßig über den Umfang verteilt. Die Innenschicht dieses Rohrtyps besteht aus einer C- Glasvlies verstärkten Harzschicht von ungefähr 0,4 mm Dicke. Die Außenschicht besteht aus einer Lage C-Glas- oder Synthetik-Vlies und einer witterungsbeständigen Harzschicht von maximal 0,2 mm Dicke. Der Rohrtyp D wird durch eine
Chemieschutzschicht von mindestens 2,5 mm Dicke und einen Laminataufbau charakterisiert. Dabei ist die Chemieschutzschicht eine harzreiche Innenschicht von mindesten 2,5 mm Dicke. Sie besteht aus einer C-Glas-Vlies verstärkten
Reinharzschicht und beinhaltet im weiteren Aufbau Textilglasmatten aus E-Glas. Der Massengehalt des Glases in der Chemieschutzschicht beträgt zwischen 25 und 30 % und steigt von innen nach außen an. Der Massengehalt in dem tragenden
Laminataufbau beträgt 60 ± 5 % und besteht aus Textilglasgewebe, Textilglasmatten und/oder Textilglasrovings aus E-Glas. Die Außenschicht besteht aus einer Lage C- Glas- oder Synthetikvlies und einer witterungsbeständigen Harzschicht von maximal 0,2 mm Dicke. Diese Informationen sind dem Fachmann sämtlich bekannt und zugänglich, da in der DIN 16 965 für Rohre festgelegt.
[0022] Bei der vorteilhaft zu verwendenden Rohrklasse handelt es sich mit Vorteil um die Rohrklasse PX oder PW , wobei bei der Rohrklasse PW auf Glasvliese und/oder Synthetikvliese in dem Bereich, der mit den alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten sind, in Kontakt kommen, verzichtet wird. Es wurde festgestellt, dass sich derartige Glasvliese bei Belastung mit alkalischen Medien wie Chlorgas, Bleichlauge, Anolyt, Chlorabluft, feuchtes Chlor und Solekondensat herauslösen und zu Verstopfen der Rohrleitungen führen. Die Bezeichnungen der Rohrklassen PX bzw. PW sind dem Fachmann geläufig. Die Rohrklasse PX ist für eine Temperatur bis einschließlich 80°C ausgelegt, wohingegen die Rohrklasse PW für eine Temperatur bis einschließlich 95°C ausgelegt ist. [0023] In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung lassen sich die Mittel zur Aufnahme und/oder dem Transport von alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten sind über eine Spachtelmasse umfassend die Inhaltsstoffe der erfindungsgemäßen härtbaren Masse auf Basis des Trägerstoffs Pyrogener Kieselsäure miteinander verbinden.
[0024] Mit Vorteil findet die Erfindung vor allen Dingen Verwendung in
Vorrichtungen von Verfahren, in denen alkalische Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand zugeführt und/oder verwendet werden. [0025] Bevorzugt findet die Erfindung Verwendung in Vorrichtungen und/oder im Rohrleitungs- und/oder Behälterbau einer Chloranlage, in der alkalische Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem
Aggregatzustand hergestellt werden und/oder zugeführt werden.
[0026] Bei einer weiteren Verwendungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Polymerwerkstoffes handelt es sich bei den Vorrichtungen um Vorrichtungen eines Elektrolyse-Verfahrens, indem alkalische Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand hergestellt werden und/oder zugeführt werden. [0027] Die Erfindung wird nachstehend beispielhaft anhand zweier Ausführungsbeispiele detailliert erläutert. Diese Beispiele umfassen Studien zu Abtragungsraten von Polymerwerkstoffen, die von alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigen Aggregatzustand enthalten sind, durchströmt werden.
[0028] Ein erfindungsgemäßer Rohrwerkstoff und ein Rohrwerkstoff aus dem Stand der Technik wurden über eine Zeitspanne von mehr als 4 Jahren mit einer Anolytlösung, d.h. mit Sole, die mit freiem Chorgas belastet ist, durchströmt. Die genaue Zusammensetzung der Rohrwerkstoffe ist nachstehender Tabelle zu entnehmen:
Tabelle 1 : Zusammensetzung der untersuchten Rohrwerkstoffe
[0029] In Abständen von ungefähr einem Jahr wurde an unterschiedlichen Messpunkten (insgesamt 8 an der Zahl) die Rohrstärke ermittelt und der daraus resultierende Mittelwert ermittelt. Die Ergebnisse sind in den nachstehenden Tabellen gezeigt. Tabelle 2: Abtragungsraten bei ungefähr 4jähriger Beanspruchung mit einer Anolytiösung, d.h. mit Sole, die mit freiem Chlorgas belastet ist, des
erfindungsgemäßen Polymerwerkstoffes.
Tabelle 3: Abtragungsraten bei ungefähr 4jähriger Beanspruchung mit einer Anolytiösung, d.h. mit Sole, die mit freiem Chlorgas belastet ist, des Polymerwerkstoffes nach dem Stand der Technik.
[0030] Wie aus den Tabellen 2 und 3 ersichtlich wurden über den Zeitraum von ca. 4 Jahren von dem Polymerwerkstoff nach dem Stand der Technik durchschnittlich 2,2 mm abgetragen, wohingegen beim erfindungsgemäßen Polymerwerkstoff nur durchschnittlich 0,8 mm abgetragen wurden. Dies entspricht einer Abtragung von 9 % über 4 Jahre für den erfindungsgemäßen Polymerwerkstoff und einer Abtragung von 29 % über 4 Jahre für den Polymerwerkstoff nach dem Stand der Technik. Damit konnte mit dem erfindungsgemäßen Verbundwerkstoff eine signifikante Minimierung der Abtragungsrate durch Verwendung des erfindungsgemäßen Polymerwerkstoffes erzielt werden.
[0031] In einem weiteren Versuch wurden durchgängig ein Rohrtyp E der
Rohrklasse PW verwendet, wobei die Zusammensetzung der untersuchten
Rohrwerkstoffe in Tabelle 4 gezeigt ist. Als Basis dienten vor allen Dingen unterschiedliche Harze.
Tabelle 4: Zusammensetzung der untersuchten Rohrwerkstoffe
A = Harze, B = Katalysator, C = Beschleuniger, D = Härter, E = Verzögerer, Stabilisator, G = Paraffin, H = Lösungsmittel Als UV-Schutz kam in sämtlichen Rohrleitungen Tinovin® 5050® der Firma Ciba zum Einsatz und als Wachs wurde durchgehend BYK-S 750 der Atlana Gruppe verwendet.
[0032] Auch bei diesem Langzeitversuch über 4 Jahre wurde durch die
Rohrleitungen (Probe 1 - 13) eine Anolytlösung geleitet und der Abtrag über die Zeit gemessen. Das Ergebnis ist in Fig. 1 dargestellt. Die unschraffierten Balken geben dabei die mittlere Abtragsrate in mm über einen Zeitraum von 4 Jahren an, während die schraffierten Balken die maximale Abtragsrate angeben, die über die Feststellung eines Einzelwertes ermittelt wurden. Dabei fällt auf, dass die Probe 7, die der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in metallarmer Rezeptur entspricht bei weitem die geringste Abtragungsrate aufweist. Die metallfreie Rezeptur spiegelt Probe 12 wieder, die etwas bessere Ergebnisse liefert, als Probe 13, die auf demselben Harz basiert, aber eine Rezeptur nach dem Stand der Technik aufweist. Die Probe 12 führt auch zu vergleichbaren Ergebnissen mit der Probe 11 , die ebenfalls
Kobaltkonzentrationen in nach dem Stand der Technik üblichen Konzentrationen aufweist. Diese Versuche zeigen deutlich, dass es auf die Feinabstimmung der Zusammensetzung ankommt, um einen Polymerwerkstoff zu generieren, der eine geringe Abtragungsrate aufweist und der zusätzlich noch verringerte bis gar keine Metalle aufweist.
[0033] Vorteile, die sich aus der Erfindung ergeben: - Polymerwerkstoff mit guter Beständigkeit, gegenüber alkalischen Medien, die Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten, bei dem die Abtragungsrate über die Zeit reduziert ist.
Polymerwerkstoffwerkstoff ist auch bei hohen Temperaturen in Gegenwart alkalischer Medien, die Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten, beständig
Polymerwerkstoff weist erhöhte Lebensdauer auf, indem die Abtragung reduziert wird
Die Verstopfung von entsprechenden Rohrleitungen durch
Abtragungsprodukte wird durch eine geringere Abtragungsrate reduziert. alle Inhaltsstoffe der härtbaren Masse sind weltweit verfügbar

Claims

Ansprüche
1. Härtbare Masse umfassend
ein Harz in Form von Epoxy-Novolac Vinylester, wobei das Harz in einer Konzentration von 96,3 bis 98,95 % enthalten ist,
einen Katalysator, wobei der Katalysator in Form einer 6%igen
Kobaltlösung in einer Konzentration von 0,05 bis 0,1 % enthalten ist, einen Beschleuniger, wobei der Beschleuniger in Form von Dimethylanilin in einer Konzentration von 0 bis 0,1 % enthalten ist, einen Härter, wobei der Härter in Form von Cumolhydroperoxid in einer Konzentration von 1 bis 2 % enthalten ist,
einen UV-Stabilisator, wobei der UV-Stabilisator in einer Konzentration von 0 bis 0,5 % enthalten ist,
Paraffin, wobei das Paraffin in Form von Wachs in einer Konzentration von 0 bis 1 % enthalten ist.,
und sich die Konzentrationsangaben auf 100 % einer zu härtenden
Gesamtmasse beziehen.
2. Härtbare Masse umfassend
ein Harz in Form von Epoxy-Novolac Vinylester, wobei das Harz in einer
Konzentration von 94 bis 97,95 % enthalten ist,
einen Beschleuniger, wobei der Beschleuniger in Form von N,N-
Dimethylanilin in einer Konzentration von 0,05 bis 0,2 % enthalten ist, einen Härter, wobei der Härter in Form von Dibenzoylperoxid in einer
Konzentration von 2 bis 4 % enthalten ist,
einen Verzögerer, wobei der Verzögerer in Form von p-tert-
Butylcatechol in einer Konzentration von 0 bis 0,3 % enthalten ist einen UV-Stabilisator, wobei der UV-Stabilisator in einer Konzentration von 0 bis 0,5 % enthalten ist,
Paraffin, wobei das Paraffin in Form von Wachs in einer Konzentration von 0 bis 1 % enthalten ist,
und sich die Konzentrationsangaben auf 100 % einer zu härtenden
Gesamtmasse beziehen.
3. Verfahren zum Herstellen eines Polymerwerkstoffs umfassend die härtbare Masse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, umfassend die nachfolgenden Verfahrensschritte a. Harz und Katalysator für eine Zeitdauer, die das Verfallsdatum des Harzes nicht überschreitet, einer Vorbeschleunigung unterzogen werden,
b. der Beschleuniger, Härter, Verzögerer, UV-Stabilisator in der angegebenen Reihenfolge zugefügt werden, und eine härtbare Masse generiert wird,
c. wobei je nach Rezeptur ein oder mehrere Bestandteile des Schrittes b) und/oder der Katalysator aus Schritt a) wegfallen,
d. die härtbare Masse über Standardverfahren in eine gewünschte Form gebracht wird, wodurch ein Werkstück hergestellt wird,
e. optional Paraffin von außen auf das Werkstück aufgebracht wird, und f. das Werkstück für 8 Stunden bei 80°C einer Wärmebehandlung unterzogen wird und ein fertiger Polymerwerkstoff generiert wird.
4. Verfahren zum Herstellen eines Polymerwerkstoffs nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in die härtbare Masse weitere zusätzliche
Komponenten, wie Füllstoffe und/oder Fasermaterialien, insbesondere
Glasfasern und/oder Glasvliese und/oder Synthetikvliese eingebettet werden.
5. Polymerwerkstoff umfassend die Inhaltstoffe der härtbaren Masse nach einem der Ansprüche 1 oder 2 auf Basis des Harzes Epoxy-Novolac Vinylester, wobei der Polymerkwerkstoff nach einem Verfahren nach Anspruch 3 hergestellt ist.
6. Polymerwerkstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den Polymerwerkstoff weitere zusätzliche Komponenten, wie Füllstoffe und/oder Fasermaterialien, insbesondere Glasfasern und/oder Glasvliese und/oder Synthetikvliese, eingebettet sind.
7. Polymerwerkstoff nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, dass der Polymerkwerkstoff gegenüber alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten sind, insbesondere gegenüber Chlorgas,
Bleichlauge, Anolyt, Chlorabluft, feuchtes Chlor und Solekondensat resistent ist.
8. Polymerwerkstoff nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der
Verbundwerkstoff bei Temperaturen > 60°C resistent ist.
9. Mittel zur Aufnahme und/oder dem Transport von alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem
Aggregatzustand enthalten sind, umfassend den Polymerwerkstoff nach Anspruch 5.
10. Mittel zur Aufnahme und/oder dem Transport von alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem
Aggregatzustand enthalten sind nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Rohr handelt.
1 1. Mittel zur Aufnahme und/oder dem Transport von alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem
Aggregatzustand enthalten sind nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen Rohrtyp E oder D handelt.
12. Mittel zur Aufnahme und/oder dem Transport von alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem
Aggregatzustand enthalten sind nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Rohrklasse PX oder PW handelt, wobei bei der
Rohrklasse PW auf Glasvliese und/oder Synthetikvliese in dem Bereich, der mit den alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand enthalten sind, in Kontakt kommt, verzichtet wird.
13. Mittel zur Aufnahme und/oder dem Transport von alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem
Aggregatzustand enthalten sind nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um einen Behälter handelt.
14. Mittel zur Aufnahme und/oder dem Transport von alkalischen Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem
Aggregatzustand enthalten sind nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Mittel über eine Spachtelmasse umfassend die Inhaltsstoffe nach einem der Ansprüche 1 oder 2 auf Basis des Trägerstoffs Pyrogener Kieselsäure miteinander verbinden lassen.
15. Verwendung des Polymerwerkstoffes nach Anspruch 5 in Vorrichtungen von Verfahren, in denen alkalische Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand zugeführt und/oder verwendet werden.
16. Verwendung des Polymerwerkstoffs nach Anspruch 5 in Vorrichtungen
und/oder im Rohrleitungs- und/oder Behälterbau einer Chloranlage, in der alkalische Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand hergestellt werden und/oder zugeführt werden.
Verwendung des Verbundwerkstoffs nach Anspruch 5, wobei es sich bei den Vorrichtungen, um Vorrichtungen eines Elektrolyse-Verfahrens handelt, indem alkalische Medien, in denen Chlor oder chlorhaltige Verbindungen in flüssigem oder gasförmigem Aggregatzustand hergestellt werden und/oder zugeführt werden.
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