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Wärmedämmungsmaterial aus Melamin/Formaldehyd-Schaumstoff für kryogene Flüssigkeiten enthaltende Behälter oder Rohrleitungen - Dokument DE102005031849A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102005031849A1 18.01.2007
Titel Wärmedämmungsmaterial aus Melamin/Formaldehyd-Schaumstoff für kryogene Flüssigkeiten enthaltende Behälter oder Rohrleitungen
Anmelder BASF AG, 67063 Ludwigshafen, DE
Erfinder Hahn, Klaus, Dr., 67281 Kirchheim, DE;
Alteheld, Armin, Dr.rer.nat., 55543 Bad Kreuznach, DE;
Möck, Christof, Dr., 68259 Mannheim, DE;
Vath, Bernhard, 68259 Mannheim, DE;
Frenz, Volker, Dr., 32351 Stemwede, DE
DE-Anmeldedatum 06.07.2005
DE-Aktenzeichen 102005031849
Offenlegungstag 18.01.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.01.2007
IPC-Hauptklasse F16L 59/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
Zusammenfassung Ein Wärmedämmmaterial aus Melamin/Formaldehyd-Schaumstoff für kryogene Flüssigkeiten enthaltende Behälter oder Rohrleitungen aus einem offenzelligen Schaumstoff auf Basis eine Melamin/Formaldehyd-Kondensationsproduktes.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Wärmedämmmaterial aus Melamin/Formaldehyd-Schaumstoff für kryogene Flüssigkeiten enthaltende Behälter oder Rohrleitungen aus einem offenzelligen Schaumstoff auf Basis eines Melamin/Formaldehyd-Kondensationsproduktes.

Offenzellige Schaumstoffe auf Basis eines Melamin/Formaldehyd-Kondensationsproduktes sind für verschiedene wärme- und schalldämmende Anwendungen in Gebäuden und Fahrzeugen, sowie als isolierendes und stoßdämmendes Verpackungsmaterial bekannt. Die EP-A 683 349 beschreibt Rohrschalen aus einem offenzelligen Melamin/Formaldehyd-Schaumstoff, die aufgrund ihrer Temperaturbeständigkeit nicht schrumpfen, wenn die damit isolierten Rohre erhitzt werden.

Die EP-A 1 498 680 beschreibt einen Kühl- und Warmhalteakku aus Melamin/Formaldehyd-Schaumstoff, dessen Zellporen ganz oder teilweise mit einem fließfähigen Wärmeträger gefüllt sind und der eine Ummantelung, die beispielsweise aus einer Polyolefinfolie bestehen kann.

Tankbehälter für den Transport von kryogenen Flüssigkeiten bestehen in der Regel aus einer doppelwandigen Ummantelung, die zur Isolierung evakuiert werden kann oder aus einer strukturgebenden Außenhülle aus Stahl oder glasfaserverstärkten Kunststoffen und einer wärmedämmenden Innenschicht, die sich aus mehren Schichten oder Platten aufgebaut sein kann. Zur Wärmedämmung werden in der Regel Polymerschaumstoffe aus Polyurethanen eingesetzt (GB 1436109, GB 144029, US 3,993213 oder US 4,835,975).

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Wärmedämmmateial zu finden, das für Behälter zum Transport oder Lagerung von kryogenen Flüssigkeiten geeignet ist, elastisch bleibt und nicht versprödet. Insbesondere sollte sich das Wärmedämmmaterial zur >Isolierung von flexiblen Rohrleitungen eigenen.

Demgemäss wurde der oben beschriebene Wärmedämmung gefunden.

Als offenzellige Schaumstoffe werden bevorzugt elastische Schaumstoffe auf Basis eines Melamin/Formaldehyd-Kondensationsproduktes mit einer spezifischen Dichte von 5 bis 100 g/l, insbesondere von 8 bis 20 g/l verwendet. Die Zellzahl liegt üblicherweise im Bereich von 50 bis 300 Zellen/25 mm. Die Zugfestigkeit liegt bevorzugt im Bereich von 100 bis 150 kPa und die Bruchdehnung im Bereich von 8 bis 20%.

Zur Herstellung kann nach EP-A 071 672 oder EP-A 037 470 eine hochkonzentrierte, treibmittelhaltige Lösung oder Dispersion eines Melamin-Formaldehyd-Vorkondensates mit Heißluft, Wasserdampf oder durch Mikrowellenbestrahlung verschäumt und ausgehärtet werden. Derartige Schaumstoffe sind im Handel unter der Bezeichnung Basotect® der Firma BASF Aktiengesellschaft erhältlich.

Das Molverhältnis Melamin/Formadehyd liegt im allgemeinen im Bereich von 1 : 1 bis 1:5. Zur Herstellung besonders formaldehydarmer Schaumstoffe wird das Molverhältnis im Bereich von 1 : 1,3 bis 1 : 1,8 gewählt und ein sulfitgruppenfreies Vorkondensat eingesetzt, wie z. B in WO 01/94436 beschrieben.

Um die anwendungstechnischen Eigenschaften zu verbessern, können die Schaumstoffe anschließend getempert und verpresst werden. Die Schaumstoffe können zur gewünschten Form und Dicke zugeschnitten und ein- oder beidseitig mit Deckschichten kaschiert werden. Beispielsweise kann eine Polymer- oder Metallfolie als Deckschicht aufgebracht werden.

Das erfindungsgemäße Wärmedämmmaterial kann aufgrund der weitgehenden chemischen Beständigkeit des Melamin/Formaldehyd-Kondensats auch direkt mit der kryogenen Flüssigkeit in Kontakt kommen. Bevorzugt wird jedoch Folie aufkaschiert, damit die kryogene Flüssigkeit nicht in die Poren des offenzelligen Schaumstoffes eindringt und der Schaumstoff seine volle Wärmeisolationsfähigkeit beibehält.

Die Dicke der Wärmedämmmaterials richtet sich nach dem Verwendungszweck und der gewünschten Wärmedämmung. In der Regel wird der offenzellige Schaumstoff zur Wärmedämmung für kryogene Flüssigkeiten enthaltende Behälter in einer Dicke im Bereich von 5 bis 500 mm, bevorzugt im Bereich von 10 bis 100 mm verwendet.

Bevorzugte kryogene Flüssigkeiten weisen einen Siedepunkt unterhalb von –80°C bei Normaldruck auf. Besonders bevorzugt sind flüssiger Luft, Stickstoff, Wasserstoff, Argon, Neon, Helium oder verflüssigte Treibstoffe, wie Propylen oder Erdgas, welches hauptsächlich aus Methan besteht.

Die Behälter und Rohrleitungen bestehen in der Regel aus einem verwindungssteifen Material, wie Metall oder Kunststoff, insbesondere aus Stahl, Aluminium oder faserverstärktem Kunststoff. Geeignete Kunststoffe sind Polyethylen, Polypropylen, Epoxid- oder Polyesterharze, die gegebenenfalls mit Kohlen- oder Glas-fasern, -geweben oder -matten verstärkt sein können.

Der Behälter ist in der Regel länglich, z. B. zylinderförmig und weist einen kreisförmigen, ovalen oder polygonen Querschnitt auf. Er kann als Lagertank auf Beton- oder Metallgestelle montiert oder auf Straßen- oder Schienenfahrzeugen, Anhängern, Containern oder Schiffen aufgesetzt oder eingebaut werden. Aus Stabilitätsgründen können größere Tanks mit einem Inhalt von z. B. mehr als 5 m3 zusätzlich in mehrere Kammern aufgeteilt werden.

Aufgrund der Elastizität des offenzelligen Schaumstoffes kann dieser auf einfache Weise in bereits vorgefertigte Behälterteile eingefügt werden. Selbst bei tiefen Temperaturen, beispielsweise unter –80°C bleibt der Schaumstoff elastisch. Eine Schädigung durch Verspröden tritt nicht auf. Er eignet sich daher insbesondere auch zur flexiblen Isolierung beweglicher Rohrleitungen, beispielsweise für Abfüllschläuche von flüssigem Stickstoff.

Der Wärmedämmung eignet sich daher insbesondere zur Isolierung von Tanks oder Rohrleitungen für die Lagerung oder den Transport von kryogenen Flüssigkeiten.


Anspruch[de]
Wärmedämmung für kryogene Flüssigkeiten enthaltende Behälter oder Rohrleitungen aus einem offenzelligen Schaumstoff auf Basis eines Melamin/Formaldehyd-Kondensationsproduktes. Wärmedämmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der offenzellige Schaumstoff eine spezifische Dichte im Bereich von 5 bis 100 g/l aufweist. Wärmedämmung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der offenzellige Schaumstoff aus einem Melamin/Formaldehyd-Kondensationsprodukt mit einem Molverhältnis Melamin/Formadehyd im Bereich von 1 : 1 und 1 : 5 hergestellt wurde. Wärmdämmung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Dicke im Bereich von 5 bis 500 mm aufweist. Rohrleitungen mit einer Wärmdämmschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 4. Tankbehälter für Tankfahrzeuge, Tankanhänger oder Tankschiffe enthaltend eine Wärmedämmung nach einem der Ansprüche 1 bis 4. Tankbehälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter oder aus Stahl, Aluminium oder faserverstärktem Kunststoff besteht. Verwendung des Tankbehälters nach Anspruch 6 oder 7 zur Lagerung oder Transport von kryogenen Flüssigkeiten. Verwendung nach Anspruch 8 zum Transport von flüssiger Luft, Stickstoff, Wasserstoff, Argon, Neon, Helium, Propylen oder Methan.






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