DK166485B

DK166485B - Varmeisoleringsmateriale af syntaktisk type, apparat og fremgangsmaade til dets fremstilling og isoleringsmiddel omfattende et saadant materiale

Info

Publication number: DK166485B
Application number: DK182787A
Authority: DK
Inventors: Gilles Argy; Andre Cheymol; Patricia Phalip; Adrien Verschave
Original assignee: Hutchinson
Priority date: 1985-08-13
Filing date: 1987-04-09
Publication date: 1993-06-01
Also published as: DE3680660D1; NO171370B; FR2587934B1; FR2587934A2; WO1987001070A1; FR2586215A1; EP0233234B1; ATE65739T1; NO871511D0; DK166485C; DK182787A; FR2586215B1; NO171370C; DK182787D0; EP0233234A1; AU6195886A; JPS63500872A

Description

i

DK 166485 B

Den foreliggende opfindelse angår et varmeisoleringsmateriale af syntaktisk type, en fremgangsmåde og et apparat til dets fremstilling samt isoleringsmidler omfattende et sådant materiale.

Det er kendt at udnyttelsen af off-shore oliefelter kræver trans-5 port af den udvundne olie eller gas via undersøiske rørsystemer eller ledninger, som bør varmeisoleres. De materialer, der benyttes hertil, . bør ikke blot have gode varmeisoleringsegenskaber; men de bør desuden kunne modstå de høje hydrostatiske tryk, som forekommer på bunden af havet og bevare deres egenskaber ved anvendelsestemperaturerne, som kan 10 være af størrelsesordenen 120°C.

Til dette formål er der allerede foreslået udformninger omfattende en kappe af et materiale af polyurethan- eller PVC-skumtype med lille varmeledningskoefficient. Da disse materialer for det førstes vedkommende ikke i sig selv har tilstrækkelige mekaniske egenskaber, navnlig med 15 hensyn til de hydrostatiske trykpåvirkninger, og for det andets vedkommende med hensyn til de hydrostatiske trykpåvirkninger og temperaturen, må man forbinde disse skummaterialer med andre midler beregnet til at give den samlede konstruktion de krævede egenskaber.

Man kan så forestille sig at anvende andre kendte materialer med 20 lav varmeledningskoefficient, f.eks. et kompositmateriale indeholdende hule gi asmi krokugler i en matrix af polyesterharpiks. Eet sådant syntaktisk polyesterskum beskrives f.eks. i GB-A-1.372.845.

Hvis et sådant materiale frembyder gode mekaniske egenskaber, navnlig stivhed, alt imedens det er betydeligt lettere end de sædvanlige ma-25 terialer, kan det kun bringes til anvendelse på meget speciel måde inden for området beskyttelse af undersøiske ledninger.

Til anvendelser i forbindelse med udnyttelse af off-shore oliefelter eller generelt til varmeisolering af rørsystemer, der transporterer et fluidum, som udviser en temperaturgradient, som er forhøjet i forhold 30 til omgivelserne som f.eks. nedgravede rørsystemer til fjernvarmeforsyning, bør isoleringsmidlerne imidlertid ikke blot frembyde de ovenfor anførte egenskaber, men bør desuden kunne tåle forholdsvis betydelige deformationer, uden at der forekommer beskadigelser, såsom brud dér, hvor materialet er nødsaget til at følge formen af en overflade med svag 35 krumningsradius.

Årsagen hertil er, at uanset hvilken teknik, der anvendes til undersøisk anbringelse af ledningerne - anvendelse af en pram, hvorpå successive og tilstødende sektioner forbindes indbyrdes og derefter ned 2

DK 166485B

sænkes, eller samling på landjorden efterfulgt af bugsering af den samlede ledning under vandet - opstår der bøjningszoner i ledningen, som kan føre til ødelæggelser af varmeisoleringsmidlerne, når materialet, der anvendes til sådanne midler, ikke er tilstrækkeligt bøjeligt.

5 Fra DE-A-2 648 595 kendes ligeledes et syntaktisk materiale bestå ende af en matrix af polybutadien omfattende 50-80% 1,2 enheder og med en middel molekyl vægt under 100.000, i hvilket der er indlejret hule gi asmi krokugler i et generelt forhold på 5-50 vægtdele mikrokugler til 100 dele polybutadien. Det opnåede materiale beskrives i det nævnte do-10 kument som egnet til udførelse af genstande beregnet til at modstå høje hydrostatiske tryk uden absorption af vand, for eksempel til fremstilling af overtræk på dykkerdragter eller ubåde. Det er ikke beregnet til at blive brugt som varmeisoleringsmateriale, og den foreliggende opfindelse har netop som formål at tilvejebringe et varmeisoleringsmateriale 15 af syntaktisk type, som på tilfredsstillende måde opfylder de ovenfor omtalte modstridende krav, nemlig at frembyde en lav varmeledningskoefficient og høj modstand mod hydrostatiske tryk, og det op til temperaturer på mindst 115-120°C samtidig med en sådan deformationsevne, at materialet kan formes eller tåle en deformation, som en svag krumningsra-20 dius giver det lokalt, uden at miste sine gode egenskaber.

Det er ligeledes et formål med opfindelsen at tilvejebringe en fremgangsmåde til industriel fremstilling af et sådant materiale omfattende en matrix indeholdende et fyldstof af hule gi asmi krokugler.

Det er yderligere et.formål med opfindelsen at tilvejebringe et 25 varmeisoleringsmiddel, der gør brug af et sådant syntaktisk materiale, og som specielt er tilpasset efter dets anvendelse på rørsystemer til udnyttelse af off-shore olie- og/eller gasfelter eller til nedgravede rørledninger til fjernvarmesystemer som eksempel.

Disse formål opfyldes ifølge opfindelsen af et varmeisoleringsmate-30 riale af syntaktisk type med en densitet mellem ca. 0,5 og 0,65 og en varmeledningskoefficient λ mellem ca. 90 og 130 mWnf^K"*, hvilket materiale kan modstå en temperatur på ca. 120°C, idet det er praktisk taget fri for flydning ved denne temperatur under et hydrostatisk tryk på ca.

40 Bar og desuden er tilstrækkelig fleksibelt til at kunne undergå en 35 forlængelse på 7-10% uden brud og uden tab af sine egenskaber, hvilket materiale er opnået ved i en matrix at inkorporere et fyldstof af hule gi asmi krokugler i en mængde på 40-80 volumen-% i forhold til matrixen, hvilken er valgt blandt elastomerer af typen naturkautsjuk, polychloro-

DK 166485 B

3 pren, styren-butadien-copolymerer (SBR), butadien-acrylonitrilcopolyme-rer (NBR), polynorbornen, ethylen-propylen-dien-monomerer (EPDM), butyl-kautsjukker og dermed analoge, idet bindingen af de hule gi asmi krokugler til matrixen er opnået ved hjælp af et koblingsmiddel bestående af et 5 isocyanat eller en organofunktionel silan, som forefindes i en mængde mellem 1 og 10 vægt% i forhold til elastomermatrixen.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen til fremstilling af et syntaktisk materiale som det ovenfor definerede er ejendommelig ved, at man inkorporerer fyldstoffet af hule gi asmi krokugler i matrixen, blander fyld-10 stoffet og matrixen uden anvendelse af større forskydningskræfter, indtil der opnås et homogent produkt, og underkaster produktet en tværbindingsbehandling.

I en udførelsesform er tværbindingsbehandlingen e'n vulkanisering.

I en udførelsesform er matrixen i form af en latex.

15 De hule gi asmi krokugler behandles så ved hjælp af et koblingsmid del, såsom en organofunktionel silan, før de inkorporeres i latexen.

I en udførelsesform er matrixen i form af en solution.

De hule gi asmi krokugler inkorporeres så i matrixen samtidig med, at der til sidstnævnte sættes et gi as-elastomerkoblingsmiddel, såsom et 20 isocyanat eller en organofunktionel silan.

Matrixen kan være i flydende form.

Alternativt er den i pulverform.

Pulveret fås med fordel direkte fra elastomerfremstillingsproces-sen, eller det fås som alternativ ved kryogenformaling af en elastomer 25 alene eller af en blanding af en eller flere elastomerer og ingredienser, såsom fyldstoffer, beskyttelsesmidler og vulkaniseringsmidler.

Opfindelsen angår ligeledes en fremgangsmåde til fremstilling af et materiale af ovennævnte type, der er ejendommelig ved, at det homogene produkt bestående af matrixen og fyldstoffet af hule gi asmi krokugler af-30 lejres i form af et tyndt lag på en bærer, at dette lag om ønsket underkastes en koagulering efterfulgt af en tørring, og at disse operationer gentages indtil opnåelse af en ønsket tykkelse af materialet, som så underkastes tværbindingsbehandling, såsom en vulkanisering.

Ifølge et andet træk ved opfindelsen aflejres hvert af lagene med 35 rakel på en passende bærer til en tykkelse mellem 0,5 og 1 mm.

I en fordelagtig udførelsesform udføres fremgangsmåden ifølge opfindelsen kontinuert i flere tilstødende beholdere i horisontalt eller vertikalt arrangement, idet der mellem beholderne er indskudt zoner til 4

DK 166485B

tørring og til sidst en vulkaniseringszone.

Et varmeisoleringsmateriale ifølge opfindelsen, som navnlig kan anvendes til varmeisolering af transportrørsystemer for et fluidum, der frembyder en temperaturgradient i forhold til det omgivende rum, såsom 5 en ledning til transport af olie eller gas fra et off-shore oliefelt eller et fjernvarmerørsystem, er ejendommeligt ved, at det omfatter en kappe af syntaktisk materiale som ovenfor defineret, hvilken kappe på sine forreste og bageste frontale flader er afgrænset af bølgede overflader af konjugeret form, som tillader sammenføjning af tilstødende 10 kapper.

I en fordelagtig udførelsesform, hvor rørsystemet i egentlig forstand er overtrukket med et i og for sig kendt antikorrosionsi ag, anbringes kapperne ved glidning på dette lag og forbindes med dette ved hjælp af klæbemidler med højt modul, navnlig af epoxytype, og de tilstø-15 dende kapper forbindes desuden med hinanden ved hjælp af klæbemidler med lavt modul, navnlig af polyurethan-, polysulfid- og/eller polychloro-prentype.

En bedre forståelse af opfindelsen vil kunne fås af den følgende beskrivelse, der tjener til eksempel, og under henvisning til tegningen, 20 hvor figur 1 er en meget skematisk afbildning af et apparat til fremstilling af et materiale ifølge opfindelsen, og figur 2 er en partiel skematisk afbildning i snit af et varmeisoleringsmiddel ifølge opfindelsen.

25 Til opnåelse af et syntaktisk materiale med lav varmeledning af størrelsesordenen 90-130 mWrn^K’*, som kan modstå temperaturer af størrelsesordenen 120°C, praktisk taget er frit for flydning ved denne temperatur under et hydrostatisk tryk af størrelsesordenen 40 bar, og som bl.a. er tilstrækkeligt bøjeligt til at kunne tåle en forlængelse på 7-30 10% uden brud og uden at miste sine egenskaber, indlejres der ifølge opfindelsen et fyldstof af hule gi asmi krokugler i en mængde på 40-80 vol% i en matrix valgt blandt elastomerer af typen naturkautsjuk, polychloro-pren, styren-butadien-copolymerer (SBR), butadien-acrylonitril-copolyme-rer (NBR), polybornen, ethyl en-propylen-dien-monomerer (EPDM), butyl-35 kautsjukker og dermed analoge.

Matrixen gør det muligt for det syntaktiske materiale ifølge opfindelsen at opnå de ønskede bøjelighedsegenskaber, medens anvendelsen af hule gi asmi krokugler gør det muligt i matrixen at indføre gas, som er

DK 166485 B

5 favorabel med hensyn til opnåelse af en lav varmeledningskoefficient samtidig med, at de foreskrevne egenskaber med hensyn til modstandsdygtighed over for tryk sikres på grund af den sfæriske form af partiklerne i fyldstoffet, hvortil der er knyttet et højt modul og en specifik ibo-5 ende modstandsdygtighed.

Tilsætningen af hule gi asmikrokugler med en trykstyrke på under 4000 psi til en matrix af elastomermateriale kan imidlertid ikke udføres ved hjælp af de sædvanlige teknikker til inkorporering af mineralske fyldstoffer eller carbon black i kautsjuk eller lignende. Forsøg udført 10 af ansøgeren på "BANBURY"-blandere eller på åbne blandere med cylindre har alle ført til uacceptable produkter, idet gi asmi krokuglerne er blevet knust af de høje forskydningskræfter, som er nødvendige for at fordele dem godt i kautsjukken.

Efter at have forladt denne forsøgslinie har ansøgeren overraskende 15 konstateret, at gode resultater kan opnås ved at inkorporere de hule gi asmi krokugler i elastomermatrixen i pulverform eller i flydende form og det ved fremgangsmåder, som ikke udsætter gi asmi krokuglerne for større forskydningskræfter, som er tilbøjelige til at knuse dem.

Mere præcist udføres blandingen af de hule gi asmi krokugler og ela-20 stomeren i flydende tilstand ifølge en første udførelsesform ved, at mi-krokuglerne inkorporeres i matrixen, medens denne er i form af en latex.

Sidstnævnte formuleres ved at følge sædvanlige fremgangsmåder.

I betragtning af at det dels ikke er muligt at indføre tørre fyldstoffer i en latex, og dels at adhæsionen af de hule gi asmi krokugler til 25 elastomermatrixen ikke kan opnås direkte, kan de hule gi asmi krokugler ifølge opfindelsen først behandles ved hjælp af et gi as-elastomerkob-lingsmiddel, såsom en organofunktionel s i 1 an, og de således behandlede hule gi asmi krokugler derefter bringes i suspension i vand tilsat et la-texfortykningsmiddel.

30 Efter kort tids henstand, som fremkalder eliminering af luft fra suspensionen, hældes latexen langsomt i suspensionen af hule glasmikro-kugler under omrøring til opnåelse af en homogen blanding, men uden udøvelse af tryk og uden udøvelse af større forskydningskræfter som ovenfor anført.

35 Hvis den valgte koagulationsmetode er en koagulation ved indvirk ning af varme, indføres der derefter et passende middel til varmefølsom koagulation i blandingen.

Uanset om et sådant middel er tilsat den homogene blanding eller

DK 166485 B

6 ej, anbringes denne derefter ved hjælp af en rakel som et tyndt lag på en bærer, såsom et metalbånd, hvor man går videre til koagulation af la-texpartiet enten ved indvirkning af et eksternt koagulationsmiddel, som på forhånd er fordelt som pulver over bæreren, eller ved indvirkning af 5 varme eller endnu engang ved dehydratisering eller ved indvirkning af kulde.

Efter koagulering og om ønsket uddrivning af vand fra latexen tørres det aflejrede tynde lag, f.eks. ved hjælp af en ventileret strøm af varm luft eller yderligere ved hjælp af infrarød stråling.

10 Tørringen udføres dels på en sådan måde, at den er afsluttet inden for et forholdsvis kort tidsrum og således tillader en fremstilling, som kan gennemføres industrielt på økonomisk måde, og dels på en sådan måde, at der ikke viser sig nogen diskontinuitet ved grænsefladen mellem hule glaskugler og latex, som er tilbøjelig til at føre til en porøsitet' af 15 det færdige produkt.

Når et første tyndt lag er opnået ved at gå frem på denne måde, føres dette tilbage for dannelse af et nyt lag, og dette lige til der er opnået en måtte, hvis tykkelse er den, som er valgt til isoleringsmaterialet, som så vulkaniseres ved hjælp af sædvanlige fremgangsmåder til 20 vulkanisering af kautsjuk.

I en anden udførelsesform af opfindelsen sker inkorporeringen af de hule gi asmi krokugler i en elastomersolution.

I denne udførelsesform bringes elastomeren, som er af en hvilken som helst type, som er tilbøjelig til at danne en solution, i opløsning 25 i et passende opløsningsmiddel, og de hule gi asmi krokugler, som på forhånd er behandlet som angivet ovenfor, dvs. til hvilke man har knyttet et glas-elastomerkoblingsmiddel, f.eks. et isocyanat eller en organo-funktionel sil an, i tilstand af et tørt pulver i elastomersolutionen under omrøring, men uden tryk, og uden at der skabes større forskydnings-30 kræfter.

Proceduren er derefter som beskrevet ovenfor for latexen, dvs. rakel påføring af et tyndt lag af den homogene blanding på et metal bånd eller lignende, tørring af dette lag under iagttagelse af de ovenfor anførte betingelser, aflejring af et nyt lag af blandingen og tørring af 35 dette nye lag etc., indtil der opnås det nødvendige antal lag til ved overlejring at danne en måtte med den ønskede tykkelse af isoleringsmateriale. Når denne tykkelse er opnået, holdes måtten samlet under tryk, og enheden underkastes derefter en vulkaniseringsbehandling som angivet

DK 166485 B

7 ovenfor.

Ifølge endnu en udførelsesform af opfindelsen opnås blandingen af hule gi asmi krokugler og elastomermatrixen ved at inkorporere gi asmi krokuglerne, som på forhånd er behandlet for til sidst at muliggøre ti 1 -5 fredsstillende adhæsion af disse til matrixen, i en elastomer i flydende tilstand.

En sådan fremgangsmåde kan bringes til anvendelse på de elastomerer, som findes i handelen i denne form, hvad enten det drejer sig om enkelt- eller tokomponentprodukter, dvs. på elastomerer af type som dem, 10 der kendes under betegnelsen flydende nitriler, polybutadiener og andre.

Efter opnåelse af en homogen blanding af de hule gi asmi krokugler og elastomerer i flydende tilstand går man frem som angivet umiddelbart ovenfor i forbindelse med en elastomersolution, imidlertid uden at gøre brug af en tørringsoperation.

15 I endnu en anden udførelsesform inkorporeres de hule gi asmi krokug ler i elastomeren, medens denne er i pulverform.

I denne udførelsesform, som er velegnet til fremstilling af varmeisoleringsmaterialer, hvori matrixen er en elastomer af nitril-, poly-norbornen- eller SBR-type eller af naturkautsjuktype, udføres inkorpo-20 reringen af de hule gi asmi krokugler i en pulverblander, hvori der først ud over elastomeren i pulverform, indføres de sædvanlige ingredienser til elastomerblandinger, dvs. fyldstoffer, beskyttelsesmidler, eventuelle vulkaniseringsmidler, tværbindingsmidler etc. og derefter lidt efter lidt de hule gi asmi krokugler, som på forhånd er behandlet med et kob-25 lingsmiddel, såsom en organosilan for at sikre tilfredsstillende adhæsion af fyldstoffet og matrixen.

Når pulverblandingen er tilstrækkeligt homogen, indføres den i fø-detragten på en ekstruder, såsom en strengpresse med snekke, idet pul verets passage gennem ekstruderen bidrager til opnåelse af en god homoge-30 nitet af blandingen, medens man ved et passende valg af ekstrudermundstykket ved udgangen fra dette opnår varmeisoleringsmaterialet i den ønskede form og de ønskede dimensioner.

Vulkaniseringen af elastomeren udføres derefter på sædvanlig måde, med fordel ved en kontinuert proces, såsom en passage gennem en tunnel 35 med varm luft, ved UHF-bestråling etc.

I den umiddelbart ovenfor beskrevne udførelsesform fås elastomer-pulveret med fordel direkte fra elastomerfabrikationsprocessen.

Pulveret kan også fås ved kryogenformaling.

DK 166485 B

8 I en udførel sesform af denne fremgangsmåde fremstiller man først til opnåelse af et pulver en blanding af elastomer og sædvanlige ingredienser til sådanne blandinger, hvorefter der udføres en kryogenforma-ling efterfulgt af en fremgangsmåde til inkorporering af forbehandlede, 5 hule gi asmi krokugler i blandingen, som derefter indføres i strengpressens fødetragt.

Til udøvelse af fremgangsmåden ved en diskontinuert proces kan der ifølge opfindelsen benyttes et apparat af den type, som er vist meget skematisk i figur 1. Det omfatter monteret i en ramme 10 et endeløst me-10 tal bånd 11 drevet af en motor 12 via en kædetransmission 13, og hvis horisontale operative dele 14 og 15 for størstedelens vedkommende befinder sig i en tunnel 20 forsynet med ramper med infrarød stråling 21 og/eller modstandsvarmeelementer, og til hvilke udgangskanalen 22 for en ventilator 23 er knyttet til udtagning og udtømning af vanddampen eller opløs-15 ningsmiddeldampene, idet reguleringen af luftmængden sker ved hjælp af et spjæld 24. Opstrøms for kanalen 22 i det endeløse bånds 11 fremføringsretning er der endnu en kanal 25, som udmunder i tunnelen 20. I denne er der anbragt elektriske modstande med varmeribber 26 og/eller ramper med infrarød stråling til tværbindingsbehandlingen. En ventilator 20 27 sikrer cirkulation af den varme luft, hvis mængde reguleres ved hjælp af et spjæld 28.

I et sådant apparat og som belyst ovenfor aflejres den homogene blanding af hule gi asmi krokugler og elastomer i form af et tyndt lag på den øvre del 14 af det endeløse bånd uden for tunnelen 20 og i nærheden 25 af begyndelsen af delen 14 som vist ved pilen F. En rakel 29 og en modcylinder 19 gør det muligt at regulere tykkelsen af det aflejrede lag. Derudover er der en cylinder 18, hvis afstand til båndet 11 kan reguleres ved hjælp af midlerne 17, og som er anbragt mellem kanalerne 22 og 25 og gør det muligt at regulere tykkelsen af den ved fremstilling af 30 successive, tynde lag opnåede måtte som ovenfor beskrevet.

Ved en kontinuert fremgangsmåde benyttes der et antal beholdere anbragt ved siden af hinanden i horisontalt eller vertikalt arrangement, hvoraf en er beregnet til at indeholde latexen, en anden koagulationsmidlerne etc., og som gennemløbes af et endeløst transportbånd, som suc-35 cessivt gennemløber zoner til tørring, f.eks. ved hjælp af en infrarød stråling, zoner til vulkanisering, igen returnerer til latexbeholderen etc.

Opfindelsen illustreres nærmere i det følgende ved eksempler på

DK 166485 B

9 forskellige formuleringer af varmeisoleringsmaterialet ifølge opfindelsen, uden at angivelserne på nogen måde skal have nogen begrænsende karakter.

5 I - Materialer opnået ud fra en latex Eksempel 1

En latex A fremstilles ud fra følgende vægtmængder i forhold til 10 kautsjuken:

Naturkautsjuklatex (NR) 100

Soda til stabilisering af latexen 0,3

Svovl 1,5

Zinkoxid 1,5 15 "Wingstay L" (en antioxidant, der sælges under denne betegnelse af firmaet Goodyear) 1,0

Zn-MBT (zinkmercaptobenzothiazol som vulkaniseringsaccelerator) 1,2 20 Zn-DEDC (zinkdiethyldithiocarbamat som vulkaniseringsaccelerator) 0,05

Til denne latex sættes 35 vægtdele svarende til 48 vol% hule glasmi krokugler solgt under betegnelsen "B 37/2000" af 25 firmaet 3M.

Disse mikrokugler har en reel middeldensitet af størrelsesordenen 0,37, en trykstyrke af størrelsesordenen 14 MPa og en sådan granulome-tri, at mindst 3 vægt% af gi asmi krokuglerne tilbageholdes på en 100 mesh sigte (149 μηι).

30 Forud for inkorporeringen i latexen er de hule gi asmi krokugler ble vet fugtet med en vandig opløsning af en aminosilan, såsom den, der sælges af firmaet Dow Corning under betegnelsen "Z 6020" og derefter tørret.

Efter intim blanding af de hule gi asmi krokugler og latexen frem-35 stilles der ved den ovenfor angivne teknik, dvs. aflejring med rakelen på metal båndet i det i figur 1 viste apparat af lag, hvis tykkelse er mellem 0,5 og 1 mm. Koagulationen opnås ved en dehydrat i sering i tørreovn efterfulgt af tørring ved 80°C i 2 timer og 40°C i 12 timer.

DK 166485B

10

Til fremstilling af en plade af varmeisoleringsmateriale med en tykkelse på ca. 10 mm aflejres mellem et dusin og en snes lag, og enheden vulkaniseres ved lav temperatur af størrelsesordenen 115°C i et tidsrum på ca. 20 min.

5 Det opnåede materiale har en densitet d = 0,57 og en varmelednings- koefficient λ = 96 mWm"*K~^.

Eksempel 2

En latex B med følgende sammensætning i vægtdele i forhold til 10 kautsjukken fremstilles:

Polychloroprenlatex (CR) (såsom den, der sælges af firmaet Bayer under betegnelsen "Baypren T") 100 15 Potaske 0,35

Svovl 1,0

Zinkoxid 5,0 "Wingstay L" (antioxidant) 1,5

Stabilisator 1,0 20 Emulgator 1,5 ZN-MBT som accelerator 1,0

De anvendte hule gi asmi krokugler er af typen "B 28/750" fra firmaet 3M med en reel middel densitet på 0,28, en trykstyrke på 5,2 MPa og en 25 sådan granulometri, at mindst 5 vægt% tilbageholdes på en 80 mesh sigte (177 Mm).

For at udføre sammenligningsforsøg inkorporeres hule glasmikrokug-ler behandlet som i eksempel 1 i latex B i forskellige forhold, hvorefter der gås frem som i eksempel 1, dvs. at der fremstilles elementære 30 lag med en tykkelse mellem 0,5 og 1 mm. I dette eksempel opnås koagulationen altid ved kulde, og den efterfølges af en tørring i tørreovn til konstant vægt.

Til fremstilling af en plade af isoleringsmateriale med en tykkelse på ca. 10 mm overlejres som en måtte et dusin elementære lag eller mere, 35 og enheden vulkaniseres ved 125°C i ca. 20 min.

De opnåede resultater er sammenstillet i tabel I nedenfor, for eksemplerne 2A, 2B og 2C.

DK 166485B

11

Tabel I

Eks. Latex Mængde mi kro- Densitet af op- Varmelednings-kugler nået materiale koefficient 5 "B 28/750" λ i mWnfV1 vægt volumen 2A B 25 60 0,67 119 10 2B B 34 70 0,57 108 2C B 47 80 0,52 88 II - Materialer opnået ud fra en solution 15

Eksempel 3 Først fremstilles følgende sammensætning i vægtdele i forhold til kautsjukken: 20 Polychloropren af den type, der sælges af firmaet Di sti 1 gi 1 under betegnelsen "Butaclor M C 322" 100

Carbon black 60

Aromatisk plastificeringsmiddel 16 25 Magnesiumoxid 4

Zinkoxid 5

Stearinsyre 0,5

Antioxidant 4

Accelerator ETU 0,5 30 Accelerator DTMT 0,5

Derefter fremstilles en solution af kautsjuk ved sammenblanding med 2,5 vægtdele trichlorethyl en for hver vægtdel af sammensætningen.

Til den således fremstillede solution sættes 39 vægtdele svarende 35 til 70 vol% gi asmi krokugler af typen "37/2000", der sælges af firmaet 3M, og hvis egenskaber er angivet ovenfor i forbindelse med eksempel 1 samt som koblingsmiddel et isocyanat som det, der sælges af firmaet Bayer under betegnelsen "Desmodur RP".

DK 166485 B

12

De hule gi asmi krokugler indføres i opløsningen under omrøring og ved en teknik analog med den, der er angivet i eksempel 1 og 2, dvs. at der ved aflejring af blandingen på en passende bærer ved hjælp af en rakel fremstilles elementære, tynde lag med en tykkelse af større!sesorde-5 nen 0,5-1 mm.

Lagene tørres i en tørreovn ved en temperatur af størrelsesordenen 70°C, til der opnås en konstant vægt, dvs. indtil det procentuelle vægttab, som skyldes eliminering af opløsningsmiddel, ikke længere varierer væsentligt.

10 Efter indbyrdes forening af et dusin lag eller flere til opnåelse af en plade med en tykkelse på ca. 10 mm, med fordel ved hjælp af en presse af sædvanlig type, underkastes pladen en vulkaniseringsbehandling, der udføres ved 150°C i et tidsrum på ca. 20 min.

Det opnåede varmeisoleringsmateriale har følgende egenskaber: 15

Densitet d = 0,55

Varmeledningskoefficient λ = 97 mWm’^K~*

Som alternativ er opløsningsmidlet toluen, der anvendes i en iden-20 tisk mængde, dvs. 2,5 vægtdele toluen for hver vægtdel af sammensætningen.

III - Materialer opnået ud fra en pulverform!g elastomer 25 Eksempel 4

Den anvendte kautsjuk er af ni tril type med følgende sammensætning i vægtdele i forhold til kautsjukken:

Nitrilkautsjuk af den type, der sælges 30 af firmaet Goodyear under betegnelsen "Chemigium P.83" 100

Dioctylphthalat 60

Zinkoxid 5

Stearinsyre 1 35 Svovl 1,25

Accelerator MTMT 0,4

De hule gi asmi krokugler er sådanne, som sælges af firmaet 3M under

DK 166485 B

13 betegnelsen "38/4000", dvs. hule gi asmi krokugler med en reel middeldensitet på 0,38 og en trykstyrke på 28 MPa.

Disse hule gi asmi krokugler behandles som angivet i eksempel 1, hvorefter de sættes til elastomerpulveret i en mængde på 70 vægtdele 5 svarende til 60 vol%, og den homogene blanding ekstruderes.

Dét opnåede materiale vulkaniseres ved 150°C i ca. 20 min..

Dets egenskaber er som følger:

Densitet d = 0,65 -1 -1

10 Varmeledningskoefficient λ = 110 mWm K

Eksempel 5 Først fremstilles en blanding af pulver med følgende sammensætning i vægtdele i forhold til kautsjukken: 15

Kautsjuk solgt af firmaet CDF under betegnelsen i "Norsorex" 100

ZnO 5

Sterinsyre 1 20 CBS 3

Svovl 2 "Somil A P" 300

Til denne sammensætning sættes så hule gi asmi krokugler 25 af den i eksempel 2 anvendte type, der sælges af firmaet 3M under betegnelsen "B 28/750".

Disse hule gi asmi krokugler, som er forbehandlet ved den i eksempel 1 beskrevne fremgangsmåde, tilsættes i en mængde på 244 vægtdele, dvs.

60 vol%.

30 Den homogene blanding formes derefter ved simpel aflejring med ra kel eller passage gennem et formeorgan.

Det opnåede materiale vulkaniseres og har følgende egenskaber:

Densitet d = 0,65 35 Varmeledningskoefficient λ = 126 mWm~*K~*

Det viser sig således, at materialet ifølge opfindelsen frembyder gode varmeisoleringsegenskaber til det tilstræbte formål med en koeffi

DK 166485 B

14 cient λ af størrelsesordenen 90-130 mWm^K"1 samt gode trykstyrkeegenskaber samtidig med, at det let kan deformeres.

Blandt andet giver den perfekte adhæsion af de hule gi asmi krokugler til matrixen, hvori de er indlejret, materialet ifølge opfindelsen frem-5 ragende væskebarriereegenskaber, idet den navnligt muliggør opnåelse af et materiale, som modsætter sig indtrængning af vand, herunder ved temperaturer af størrelsesordenen 120°C og højere.

Materialet ifølge opfindelsen finder således en specielt fordelagtig anvendelse ved beskyttelse af ledninger til transport af varmt flui-10 dum, enten det så drejer sig om .vanddamp i fjernvarmerørsystemer eller gas eller olie i undersøiske rørledninger.

I sidstnævnte tilfælde kan varmeisoleringsmaterialet ifølge opfindelsen specielt udformes som kapper 30, figur 2, hvis ene frontale flade 31 udviser et ringformet fremspring 32, og hvis modsatte frontale flade 15 33 fremviser en ringformet reces 34 af en form, som er konjugeret med fremspringets 32.

Til varmeisolering af en ledning dækkes det egentlige rørsystem 40 først med et i og for sig kendt antikorrosionsi ag 41, hvorpå kapperne eller mufferne 30 skubbes på ved glidning, og med hvilket de om ønsket 20 forenes ved hjælp af adhæsiver af typen med højt modul, såsom epoxy. Den konjugerede, bølgede form af de forreste og bageste frontale flader af kappen eller muffen, hvorpå der anbringes lim eller klæbemiddel af type med lavt modul, såsom polyurethaner, polysulfider og/eller polychloro-prener til sammenføjning af tilstødende kapper eller muffer bidrager til 25 opnåelse af bedre varmeisoleringsegenskaber.

På i og for sig kendt måde kan kappen af tilstødende og tilgrænsende muffer eller kapper, hvis tykkelse kan være af størrelsesordenen 5-40 mm om nødvendigt overtrækkes med et eller flere andre beskyttelseselementer, f.eks. af metal eller plastmateriale.

30 Som alternativ og takket være bøjeligheden og deformerbarheden af materialet ifølge opfindelsen kan beskyttelseskappen opnås ved på laget 41 at vikle og klæbe et bånd af syntaktisk materiale som ovenfor defineret.

Claims

1. Varmeisoleringsmateriale af syntaktisk type med en densitet mellem ca. 0,5 og 0,65 og en varmeledningskoefficient λ mellem ca. 90 og 5 130 mWm'^K"^, hvilket materiale kan modstå en temperatur på ca. 120°C, idet det er praktisk taget frit for flydning ved denne temperatur under et hydrostatisk tryk på ca. 40 Bar og desuden er tilstrækkelig fleksibelt til at kunne undergå en forlængelse på 7-10% uden brud og uden tab af sine egenskaber, hvilket materiale er opnået ved i en matrix at in-10 korporere et fyldstof af hule gi asmi krokugler i en mængde på 40-80 vol-% i forhold til matrixen, hvilken er valgt blandt elastomerer af typen na-turkautsjuk, polychloropren, styren-butadien-copolymerer (SBR), buta-dien-acrylonitrilcopolymerer (NBR), polynorbornen, ethylen-propylen-di en-monomerer (EPDM), butylkautsjukker og dermed analoge, idet binding-15 en af de hule gi asmi krokugler til matrixen er opnået ved hjælp af et koblingsmiddel i form af et isocyanat eller en organofunktionel s ilan, som forefindes i en mængde mellem 1 og 10 vægt-% i forhold til elastomermatrixen.

2. Fremgangsmåde til fremstilling af et syntaktisk materiale ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at man inkorporerer fyldstoffet af hule gi asmi krokugler i matrixen, blander fyldstoffet og matrixen uden udøvelse af større forskydningskræfter, indtil der opnås et homogent produkt, og underkaster produktet en tværbindingsbehandling. 25

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, KENDETEGNET ved, at tværbindingsbehandlingen er en vulkanisering.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 2, KENDETEGNET ved, at matrixen er i 30 form af en latex.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, KENDETEGNET ved, at de hule glas-mikrokugler før inkorporeringen i latexen behandles ved hjælp af et koblingsmiddel, såsom en organofunktionel silan. 35

6. Fremgangsmåde ifølge krav 2, KENDETEGNET ved, at matrixen er i form af en solution. DK 166485 B 16

7. Fremgangsmåde ifølge krav 6, KENDETEGNET ved, at de hule glas-mikrokugler inkorporeres i matrixen samtidig med, at der til sidstnævnte sættes et gi as-elastomerkobli ngsmi ddel, såsom et isocyanat eller en or-ganofunktionel silan. 5

8. Fremgangsmåde ifølge krav 2, KENDETEGNET ved, at matrixen er i flydende form.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 2, KENDETEGNET ved, at matrixen er i 10 form af et pulver.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 9, KENDETEGNET ved, at pulveret kommer direkte fra fremstillingen af elastomeren eller opnås ved kryogen . findeling af en elastomer alene eller en blanding af en eller flere ela-15 stomerer og ingredienser, såsom fyldstoffer, beskyttelsesmidler og vulkaniseringsmidler.

11. Fremgangsmåde til fremstilling af et varmeisoleringsmiddel på basis af materialet ifølge krav 1, KENDETEGNET ved, at man successivt 20 fremstiller flere tynde lag af materialet, idet hvert af disse lag tørres fuldstændigt, forener disse flere lag indbyrdes under let tryk og derefter foretager en tværbindingsbehandling, som fortrinsvis er en vulkanisering.

12. Fremgangsmåde ifølge krav 11, KENDETEGNET ved, at hvert enkelt af lagene aflejres med en rakel på en passende bærer og i en tykkelse mellem 0,5 og 1 mm.

13. Fremgangsmåde ifølge krav 11, KENDETEGNET ved, at den udføres 30 kontinuert i flere tilstødende beholdere i horisontalt eller vertikalt arrangement, mellem hvilke der er indskudt zoner til tørring og til sidst en vulkaniseringszone.

14. Varmeisoleringsmiddel, der navnlig kan anvendes til varmeiso-35 lering af rørsystemer til transport af et fluidum, der udviser en temperaturgradient i forhold til omgivelserne, såsom en ledning til transport af olie eller gas fra et off-shore oliefelt eller et fjernvarmerørsystem, KENDETEGNET ved, at det omfatter en kappe eller muffe af det syn- DK 166485 B 17 taktiske materiale ifølge krav 1, hvilken kappe eller muffe på sine forreste og bageste frontale flader er begrænset af bølgede overflader af konjugeret form, som tillader sammenføjning af tilstødende kapper eller muffer. 5

15. Anordning til varmeisolering af et rørsystem til transport af et fluidum, som udviser en temperaturgradient i forhold til omgivelserne, såsom en ledning til transport af olie eller gas fra et off-shore oliefelt eller et fjernvarmerørsystem, KENDETEGNET ved, at den omfatter 10 flere kapper eller muffer ifølge krav 14, hvilke kapper eller muffer er sammenkoblet med hinanden ved deres tilstødende flader ved hjælp af en lim eller et klæbemiddel med lavt modul, fortrinsvis en lim eller et klæbemiddel af polyurethan-, polysulfid- og/eller polychloroprentype og med et i og for sig kendt anti korrosionsi ag, som beklæder rørsystemet 15 ved hjælp af en lim eller et klæbemiddel med højt modul, fortrinsvis af epoxytype. 20 25 30