Graphen erobert die Industrie leise, mit unübertroffener Performance

Wie Betreiber industrieller Chemieanlagen wissen, werden rund 10 % der Unfälle, die Lagertanks betreffen, durch elektrostatische Aufladung verursacht, die entsteht, wenn ungleiche Materialien in relativer Bewegung zueinander stehen. Jede Produktbewegung beim Befüllen oder Entleeren eines Tanks oder während der Inhalt gemischt oder gerührt wird – insbesondere bei petroleumbasierten Flüssigkeiten – kann eine statische Ladung zwischen Flüssigkeit und Tankwand erzeugen. Glasfasertankwände wirken als Isolatoren und können statische Ladungen in der Flüssigkeit ansammeln lassen. Die „richtigen“ atmosphärischen Bedingungen können dann den zündenden Funken erzeugen, der zu einer Explosion führt.

Um dieses gut dokumentierte Risiko zu adressieren, haben Glasfasertankhersteller historisch auf den Einsatz antistatischer Füllstoffe im Harz gesetzt, typischerweise Ruß oder leitfähiges Glimmer, oder Kohlefaservlies in der Tankinnenwand, kombiniert mit Edelstahlerdungsdrähten, um statische Ladungen abzuleiten. Der Einsatz solcher Füllstoffe ist jedoch problematisch. Füllstoffanteile bis zu 30 % könnten nötig sein, was das Benetzen der Glasfaser erschwert und die Harzaushärtung verlangsamt. Auch für beste Wirkung muss der Kohlenstofffüllstoff gleichmäßig im gesamten Bauteil dispergiert sein, um sicherzustellen, dass keine elektrischen Diskontinuitäten entstehen. Risse in der fertigen Laminatoberfläche könnten ebenfalls eine elektrische Diskontinuität verursachen.

OCSiAl (Leudelange, Luxemburg und Columbus, OH, USA) bietet einen anderen Ansatz. Die TUBALL Graphen-Nanoröhren des Unternehmens, eine Art einwandiger Kohlenstoffnanoröhren (SWNTs), können ESD-Schutz bieten, indem sie elektrostatische Ladungen innen und außen an einem Lagertank ableiten. Ein OCSiAl-Partnerkunde nutzte zuvor leitfähigen Ruß bei 15 % Beladung, ersetzte ihn aber durch nur 0,5 % TUBALL MATRIX 204, ein vorkonzentriertes Graphen-Nanoröhren-Konzentrat. Permanente und stabile Volumenwiderstandsfähigkeit von weniger als 10⁶ Ω·cm wurde erreicht, unabhängig von Feuchtigkeit und ohne die „Hot Spots“, die bei schlecht dispergierten Füllstoffen möglich sind. Zudem hat das Fehlen von Ruß es dem Kunden ermöglicht, den Farbbereich seines Produkts zu erweitern.

Ein weiterer Partner von OCSiAl hat ein TUBALL-basiertes Epoxid-Beschichtungssystem mit elektrostatischer Ableitfunktion auf den Markt gebracht, speziell designed für die Auskleidung von Lagertanks mit hochentzündlichen Substanzen. Dieser Hersteller ersetzte 30 % leitfähigen Glimmer in einem Epoxidsystem durch nur 0,3 % TUBALL MATRIX 201 Konzentrat. Das Ergebnis ist ein stabiles Niveau der Volumenwiderstandsfähigkeit zwischen 10⁶ und 10⁷ Ω·cm.

Weil TUBALL SWNTs bei extrem niedrigen Dosierungen effizient sind, ist die Aussicht auf Gesamteinsparungen durch solche signifikanten Reduktionen der Additivbeladung ein Vorteil für sowohl Beschichtungsanbieter als auch Tankhersteller, sagt OCSiAl. Zudem haben die Graphen-Nanoröhren-Konzentrate des Unternehmens, im Gegensatz zu Rußfüllstoff, keineassociated Staub- oder Pulverprobleme und beeinflussen in solch geringen Mengen die mechanischen Eigenschaften des Wirtsharzes minimal.