ES2270920T3 - Uso de una masa de revestimiento para la produccion de elementos de estanqueidad resistentes a las altas temperaturas. - Google Patents
Uso de una masa de revestimiento para la produccion de elementos de estanqueidad resistentes a las altas temperaturas. Download PDFInfo
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Abstract
Utilización de una masa de revestimiento, que comprende un agente aglutinante que forma una película, un disolvente para éste y una sustancia lubricante sólida resistente a las altas temperaturas, para la producción de elementos de estanqueidad resistentes a las altas temperaturas, en los cuales el agente aglutinante se descompone térmicamente.
Description
Uso de una masa de revestimiento para la
producción de elementos de estanqueidad resistentes a las altas
temperaturas.
El invento se refiere a la utilización de una
masa de revestimiento para la producción de elementos de
estanqueidad resistentes a las altas temperaturas, en particular
sobre superficies metálicas.
Se plantean elevadas exigencias en cuanto a la
estanqueidad a los gases del tramo de gases de escape de los
modernos motores de combustión, y esto en particular en el caso de
la regulación de la combustión mediante las denominadas sondas
lambda. A causa de las temperaturas que aparecen, situadas en el
intervalo de 700-900ºC, se necesitan unas juntas
estancas que sean estables frente a las altas temperaturas.
Sobre la estanqueidad se influye naturalmente
tanto mediante la aspereza de las superficies de las piezas
componentes, como también mediante la capacidad de adaptación de las
superficies de los materiales de estanqueidad. En la zona de los
gases de escape se pueden utilizar para la estanqueización, entre
otras, juntas estancas metálicas con acanaladuras estampadas.
Tal como se ha mostrado, no obstante, en la
práctica, con tales juntas estancas no se pueden realizar las bajas
tasas de fugas que se desean. Con el fin de aumentar la estanqueidad
de las juntas estancas planas metálicas, éstas son provistas
usualmente de revestimientos elastoméricos. Los revestimientos
elastoméricos, sin embargo, no son suficientemente estables frente a
las altas temperaturas para el caso de utilización aquí
presente.
En los documentos de publicación de solicitud de
patente alemana DE 38.02.090 A1 y de solicitud de patente japonesa
JP 10-288259 se describen, por ejemplo, materiales
de estanqueidad, que se producen a partir de una masa de
revestimiento, que comprende un caucho nitrílico como elastómero, un
polvo de grafito y un apropiado disolvente.
Asimismo se describieron materiales de
estanqueidad, en los cuales, como agente aglutinante, en vez de un
caucho, pasan a emplearse resinas artificiales sobre la base de
poliamidas o poliimidas (véanse p.ej. el documento de patente
británica 1.406.321 así como las publicaciones de solicitudes de
patente europeas EP 0.976.795 A2 y EP 0.531.867 A1).
En el documento de publicación de solicitud de
patente europea EP 1.055.714 (según el artículo 54(3) del
Convenio de Patente Europea EPÜ) se divulga una pintura refractaria
con una composición similar, que comprende un caucho butílico o
isobutilénico, un material de carga inorgánico, así como un
disolvente orgánico.
Es misión del presente invento proponer una masa
de revestimiento con la que se puedan producir elementos de
estanqueidad que sean estables frente a las altas temperaturas, en
particular en forma de revestimientos de superficies metálicas.
El problema planeado por esta misión se
resuelve, en el caso de la utilización descrita al comienzo,
conforme al invento, mediante el recurso de que la masa de
revestimiento comprende un agente aglutinante que forma una
película, un disolvente para éste y una sustancia lubricante sólida
resistente a las altas temperaturas, siendo descompuesto
térmicamente el agente aglutinante en una etapa posterior. De manera
sorprendente, el revestimiento no pierde su efecto de estanqueidad
ni siquiera mediante la eliminación por combustión o la
descomposición térmica del agente aglutinante.
El invento se define mediante las
reivindicaciones 1 - 12 y 13 - 23.
Ciertamente, hasta ahora ya se han empleado
sustancias lubricantes sólidas resistentes a las altas temperaturas
en conexión con composiciones de revestimiento, en particular
también para juntas estancas de capas metálicas (compárese p.ej. el
documento DE 198.33.063 A1). Sin embargo, allí, los revestimientos,
que estanqueizan a fin de cuentas, se emplean siempre en una mezcla
de sustancias lubricantes sólidas y de agentes aglutinantes. Los
agentes aglutinantes que contienen siliconas, empleados
preferentemente en este caso, implican en ellos la desventaja de
que forman, a unas temperaturas de funcionamiento de 700ºC y más,
dióxido de silicio, que perjudica por la capacidad de adaptación de
la composición de revestimiento, que se establece mediante la
sustancia lubricante sólida
blanda.
blanda.
En el caso presente, al contrario de esto, el
agente aglutinante utilizado se utiliza solamente como medio de
transporte, con el fin de mantener en su sitio de empleo en el lugar
oportuno a las sustancias lubricantes sólidas hasta el montaje de
la junta estanca. El agente aglutinante propiamente dicho no debe
tener ninguna estabilidad térmica especial, sino que, al contrario,
se escoge preferentemente de manera tal que se descompone
térmicamente a las temperaturas de empleo de 700ºC y más, y por
consiguiente deja tras de sí solamente las sustancias lubricantes
sólidas. Los disolventes para el agente aglutinante ya se han
eliminado por desecación al secar la masa de revestimiento sobre la
superficie metálica.
Sustancias lubricantes sólidas apropiadas son,
por ejemplo, grafito, nitruro de boro, o mezclas de estas
sustancias.
La sustancia lubricante sólida se presentará
preferiblemente en forma de partículas, en particular en una estado
granular o laminar, y las partículas de sustancia lubricante sólida
tienen, de manera preferida, un tamaño medio de partículas de 0,5 a
15 \mum.
Las masas de revestimiento conformes al invento
contienen de manera preferida, en atención a su mera función de
soporte, agentes aglutinantes con una proporción de 50% o menos.
Preferiblemente, la proporción del agente
aglutinante es de 50% en peso o menos de las proporciones de
materiales sólidos.
Para la relación en masa de las proporciones de
la sustancia lubricante sólida a las del agente aglutinante es
válido preferentemente el intervalo de 1:1 a 3:1.
De manera preferida, el agente aglutinante se
escoge de tal manera que, al secar la masa de revestimiento,
comprende un barniz que forma una película elástica.
La proporción de disolvente de las masas de
revestimiento conformes al invento es de manera preferida de 30% en
peso o más. El disolvente es un importante componente de la masa de
revestimiento conforme al invento (al contrario que en el documento
DE 198.33.063, que trabaja sin disolventes) y procura sobre todo la
posibilidad de aplicar la masa de revestimiento en una capa lo más
delgada que sea posible sobre las superficies metálicas que se han
de revestir. Así, la masa de revestimiento conforme al invento es
apropiada no sólo para el revestimiento por zonas, sino asimismo
para el revestimiento por toda la superficie de las capas metálicas
de una junta
estanca.
estanca.
Unas masas de revestimiento preferidas tienen
adicionalmente una cierta proporción de un elastómero, mediante el
cual se garantiza la insensibilidad mecánica del revestimiento hasta
el montaje de las capas de estanqueidad en el sitio de empleo
previsto.
La proporción del elastómero en la masa de
revestimiento es, de manera preferida, de 5 a 15% en peso, referida
a la suma de las proporciones del agente aglutinante y de la
sustancia lubricante sólida.
Conforme al invento, las masas de revestimiento
antes descritas se utilizan para la producción de elementos de
estanqueidad sobre superficies de chapas metálicas, en particular en
forma de unos revestimientos muy delgados.
El invento se refiere además a la utilización de
la masa de revestimiento para la producción de elementos de
estanqueidad sobre chapas metálicas, pudiendo las chapas metálicas
ser soldadas por puntos, a continuación, para la producción de los
elementos de estanqueidad.
De manera sorprendente, el hecho de revestir con
la masa de revestimiento no perturba a la soldadura por puntos, por
lo que otros elementos adicionales de las juntas estancas se pueden
soldar por puntos con una masa de revestimiento conforme al invento,
independientemente del revestimiento presente o no presente.
El invento se refiere además a juntas estancas
de capas metálicas, de una sola capa o múltiples capas, con uno o
varios elementos de estanqueidad, que se producen sobre una de las
superficies de una de las capas metálicas, a partir de una de las
masas de revestimiento antes descritas. Tales juntas estancas de
capas metálicas tienen, incluso en el caso de emplearse a altas
temperaturas, unas muy bajas tasas de fugas, utilizándose un agente
aglutinante o bien trabajándose en un intervalo de temperaturas, en
el que el agente aglutinante se descompone térmicamente, y al final
quedan sobre la superficie metálica solamente las sustancias
lubricantes sólidas estables térmicamente.
En el caso de la masa de revestimiento conforme
al invento, se utilizan de manera preferida sustancias lubricantes
sólidas blandas, y ya se han mencionado antes ejemplos de éstas en
forma de grafito y nitruro de boro. Éstas son especialmente bien
apropiadas para rellenar las asperezas de la superficie metálica y
disminuir éstas.
Puesto que el agente aglutinante carece en lo
esencial de influencia sobre la estanqueidad y se descompone
térmicamente, y por consiguiente se puede eliminar a partir del
revestimiento, puede ser escogido de una manera tal que se alcance
una elaborabilidad lo más buena que sea posible de la masa de
revestimiento en el caso de la producción de las juntas
estancas.
Como agentes aglutinantes se adecuan un gran
número de barnices, que forman películas elásticas. La
descomposición térmica de los agentes aglutinantes tiene lugar
normalmente durante las primeras horas del funcionamiento de la
junta estanca montada en el tramo de gases de escape.
Estas y otras ventajas del invento se explicarán
todavía con mayor detalle a continuación con ayuda de Ejemplos.
\newpage
En la siguiente Tabla se indican 3 diferentes
recetas de Ejemplos, siendo en cada caso partes en peso los datos
acerca de las proporciones de los diferentes componentes de las
masas de revestimiento. La proporción del disolvente en la receta se
indica en % en peso, referido a la receta total.
Como disolventes son apropiados ésteres tales
como p.ej. acetato de n-butilo, acetato de
2-metoxi-1-metil-etilo,
o también cetonas, tales como p.ej.
metil-etil-cetona o mezclas de estos
disolventes.
En los casos de las sustancias lubricantes
sólidas utilizadas en los Ejemplos, los tamaños de partículas están
situados, en el caso del nitruro de boro, en el intervalo de
1-5 \mum y, en el caso del grafito, en el
intervalo de 3-8 \mum.
| Material en bruto | Receta 1 | Receta 2 | Receta 3 |
| Partes en masa | Partes en masa | Partes en masa | |
| Resina epoxídica | 1,62 | 0,90 | - |
| Resina fenólica | 1,08 | 0,45 | - |
| Resina de PU | - | - | 1,00 |
| Caucho de NBR | - | 0,45 | - |
| Grafito | 2,70 | 1,80 | 2,00 |
| Nitruro de boro | 1,35 | 0,90 | 1,00 |
| Disolvente | 8,26 | 5,50 | 6,00 |
| Relación de sustancia lubricante: agente aglutinante | 1,5:1 | 1,5:1 | 3:1 |
| Proporción de agente aglutinante % en peso | 55 | 55 | 40 |
A partir de las recetas indicadas en la tabla
para los Ejemplos 1 a 3, se produjeron masas de revestimiento y
éstas se aplicaron sobre una superficie metálica con un valor RZ de
aspereza de las superficies de aproximadamente 25 \mum con un
grosor de capa de 20 \mum.
Los siguientes ensayos, en los que se
determinaron las tasas de fugas, se llevaron a cabo a una
sobrepresión de 0,3 bar.
En el caso de la utilización de las chapas
metálicas sin revestir, se estableció, después de la pasada de
ensayo en el tramo de gases de escape a unas temperaturas de
aproximadamente 950ºC (con una duración: de 100 h), una tasa de
fugas de 300 \mul/min.
En el caso de la utilización de la masa de
revestimiento conforme al invento con un grosor del revestimiento
de
20 \mum, se alcanzó, después de la pasada de ensayo, que se llevó a cabo en las mismas condiciones que en el caso de la superficie metálica sin revestir, una tasa de fugas de 18 \mul/min; antes de la pasada se alcanzó una tasa de fugas de
10 \mul/min.
20 \mum, se alcanzó, después de la pasada de ensayo, que se llevó a cabo en las mismas condiciones que en el caso de la superficie metálica sin revestir, una tasa de fugas de 18 \mul/min; antes de la pasada se alcanzó una tasa de fugas de
10 \mul/min.
A partir de estas cifras puede observarse que la
descomposición térmica de las proporciones de agentes aglutinantes
en la composición de revestimiento conforme al invento ejerce sólo
una pequeña influencia sobre la tasa de fugas, y en particular
también en un servicio permanente se alcanzan unas tasas de fugas
situadas muy por debajo de los valores por lo demás usuales.
Claims (23)
1. Utilización de una masa de
revestimiento, que comprende un agente aglutinante que forma una
película, un disolvente para éste y una sustancia lubricante sólida
resistente a las altas temperaturas, para la producción de
elementos de estanqueidad resistentes a las altas temperaturas, en
los cuales el agente aglutinante se descompone térmicamente.
2. Utilización de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque la sustancia
lubricante sólida se escoge entre grafito, nitruro de boro o
mezclas de estas sustancias.
3. Utilización de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la sustancia
lubricante sólida se presenta en estado granular o laminar en forma
de partículas y las partículas de la sustancia lubricante sólida
tienen un tamaño medio de partículas de 0,5 a 15 \mum.
4. Utilización de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el agente
aglutinante está presente en la masa de revestimiento con una
proporción de 50% en peso o menos de las proporciones de materiales
sólidos.
5. Utilización de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizada porque la relación de masas
de las proporciones de la sustancia lubricante sólida y del agente
aglutinante está situada en el intervalo de 1:1 a 3:1.
6. Utilización de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el agente
aglutinante es descomponible térmicamente a unas temperaturas
situadas por encima de 700ºC.
7. Utilización de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el agente
aglutinante comprende un barniz que forma una película elástica al
secar la masa de revestimiento.
8. Utilización de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque la proporción
del disolvente en la masa de revestimiento es de 30% en peso o
más.
9. Utilización de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la masa de
revestimiento comprende una cierta proporción de un elastómero.
10. Utilización de acuerdo con la
reivindicación 9, caracterizada porque la proporción del
elastómero en la masa de revestimiento es de 5 a 15%, referida a la
suma de las proporciones del agente aglutinante y de la sustancia
lubricante sólida.
11. Utilización de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 10, para la producción de elementos de
estanqueidad sobre superficies de chapas metálicas.
12. Utilización de acuerdo con la
reivindicación 11, caracterizada porque las chapas metálicas
se sueldan por puntos, a continuación, para la producción de los
elementos de estanqueidad.
13. Junta estanca de capas metálicas, de
una sola capa o múltiples capas, con uno o varios elementos de
estanqueidad, que se producen sobre una de las superficies de una de
las capas metálicas a partir de una masa de revestimiento, que
comprende un agente aglutinante que forma una película, un
disolvente para éste y una sustancia lubricante resistente a las
altas temperaturas, descomponiéndose térmicamente el agente
aglutinante en los elementos de estanqueidad.
14. Junta estanca de capas metálicas, de
una sola capa o múltiples capas, de acuerdo con la reivindicación
13, caracterizada porque la sustancia lubricante sólida se
escoge entre grafito, nitruro de boro, o mezclas de estas
sustancias.
15. Junta estanca de capas metálicas, de
una sola capa o múltiples capas, de acuerdo con la reivindicación 13
ó 14, caracterizada porque la sustancia lubricante sólida se
presenta en estado granular o laminar en forma de partículas, y
las partículas de la sustancia lubricante sólida tienen un tamaño
medio de partículas de 0,5 a 15 \mum.
16. Junta estanca de capas metálicas, de
una sola capa o múltiples capas, de acuerdo con una de las
reivindicaciones 13 a 15, caracterizada porque el agente
aglutinante está presente con una proporción de 50% en peso o menos
de las proporciones de materiales sólidos en la masa de
revestimiento.
17. Junta estanca de capas metálicas, de
una sola capa o múltiples capas, de acuerdo con la reivindicación
16, caracterizada porque la relación en masa de las
proporciones de la sustancia lubricante sólida y del agente
aglutinante está situada en el intervalo de 1:1 a 3:1.
18. Junta estanca de capas metálicas, de
una sola capa o múltiples capas, de acuerdo con una de las
reivindicaciones 13 a 17, caracterizada porque el agente
aglutinante se puede descomponer térmicamente a unas temperaturas
por encima de 700ºC.
19. Junta estanca de capas metálicas, de
una sola capa o múltiples capas, de acuerdo con una de las
reivindicaciones 13 a 18, caracterizada porque el agente
aglutinante comprende un barniz que forma una película elástica al
secar la masa de revestimiento.
20. Junta estanca de capas metálicas, de
una sola capa o múltiples capas, de acuerdo con una de las
reivindicaciones 13 a 19, caracterizada porque la proporción
del disolvente en la masa de revestimiento es de 30% en peso o
más.
21. Junta estanca de capas metálicas, de
una sola capa o múltiples capas, de acuerdo con una de las
reivindicaciones 13 a 20, caracterizada porque la masa de
revestimiento comprende una cierta proporción de un elastómero.
22. Junta estanca de capas metálicas, de
una sola capa o múltiples capas, de acuerdo con la reivindicación
21, caracterizada porque la proporción del elastómero en la
masa de revestimiento es de 5 a 15% en peso, referida a la suma de
las proporciones del agente aglutinante y de la sustancia lubricante
sólida.
23. Junta estanca de capas metálicas, de
una sola capa o múltiples capas, de acuerdo con una de las
reivindicaciones 13 a 22, caracterizada porque el agente
aglutinante se descompone térmicamente.
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