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Verfahren zum Überziehen und zum Ausfüllen von Vertiefungen, Löchern,
Rissen od. dgl. in einem Untergrund
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, mit welchem ein selbsthärtendes, zur sofortigen Verwendung bestimmtes Mittel zum Überziehen und zum Ausfüllen von Vertiefungen, Löchern, Rissen od. dgl. in einem Untergrund angewendet werden kann. Als derartiger Untergrund kommen insbesondere Gemische von Sand, Kies, Splitt u. dgl. mit hydraulisch abgebundenen Baustoffen, z. B. Mörtel und Beton, in Betracht, wie sie auch zum Bau von Strassen, Rollbahnen oder Industrie-Estrichen verwendet werden. Als Untergrund kann aber auch Naturgestein in Betracht kommen.
Das Verfahren gemäss der Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass man ein Gemisch von monomerem Methylmethacrylat und polymerem Methylmethacrylat, einem Härter und einem anorganischen inerten Füllstoff, wie Sand, Kies, Splitt u. dgl, gleich nach der Herstellung dieses Gemisches aufbringt und ohne Zufuhr von Wärme erhärten lässt.
Bei der Herstellung von Formkörpern ist es bereits bekannt, aus mineralischen oder pflanzlichen Materialien unter Verwendung eines polymerisierbaren Bindemittels auf Polyesterbasis bei Anwendung von Wärme und Druck zu den angestrebten Endprodukten zu gelangen. Es wurde auch schon empfohlen, zur Herstellung von gegen Fleckenbildung beständigen Wänden ein Gemisch eines inerten Füllstoffes, z. B. Sand, mit einem härtbaren Kunststoff zu verwenden, wobei aber das Bindemittel Stoffe oder Gruppen enthalten muss, die mit der Oberfläche des Sandes reagieren ; ausserdem muss das Erhärten unter Zufuhr von Wärme von aussen her bewirkt werden.
Demgegenüber wird nach dem erfindungsgemässen Verfahren ein schon bei Raumtemperatur, also ohne Anwendung von Wärme und Druck erhärtendes spezielles Polymerisatgemisch eingesetzt, um ein Überziehen oder Ausfüllen von Vertiefungen usw. in einem Untergrund zu ermöglichen.
Das erfindungsgemäss benutzte Gemisch des monomeren Methylmethacrylats mit seinem Polymer kann so gewonnen werden, dass man monomeres Methylmethacrylat polymerisiert und die Polymerisation beendet, wenn eine genügende Menge des Polymerisats entstanden ist. Der Polymerisationsgrad kann leicht durch Messung der Viskosität kontrolliert werden. Man kann aber auch so vorgehen, dass man die gewünschte Menge, von polymerem Methylmethacrylat in dem Monomeren löst.
Vorteilhaft arbeitet man mit einem Gemisch, das auf 100 Gew.-Teile des monomeren Methylmethacrylats 25-65 Gew.-Teile des polymeren Methylmethacrylats enthält. Derartige Mischungen haben in der Regel die am besten geeignete Viskosität.
Es empfiehlt sich, als anorganischen Füllstoff Quarzsand zu verwenden, der möglichst geringe Mengen von Feuchtigkeit enthält. Für besondere Zwecke können die Füllstoffe auch Glasfasern oder Asbest enthalten oder aus diesen bestehen. Es können auch färbende Füllstoffe, wie Eisenoxydschwarz, Titandioxyd, Schwerspat u. a., allein oder im Gemisch mit Sand verwendet werden. Die Menge des Füllstoffes kann innerhalb verhältnismässig weiter Grenzen schwanken. Im allgemeinen gibt man auf 100 Gew.-Teile des Methylmethacrylats 100-400 Gew.-Teile des anorganischen Füllstoffes zu.
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Für gewisse Zwecke, besonders dann, wenn das Gemisch in einer dünnen Schicht mit einer grossen Oberfläche aufgetragen werden soll, ist es vorteilhaft, einen Viskositätserniedriger zuzusetzen, der die Bildung einer Oberflächenhaut beim Erhärten verhindert und die Masse besser verformbar und auftragbar macht, wodurch das Mischen, Aufbringen und Glätten erleichtert wird. Solche Viskositätserniedriger sind niedrigviskose Verbindungen, die die Verarbeitungszeiten verlängern und den Verformungswiderstand der Mischung in frischem Zustand erniedrigen. In der Regel empfiehlt es sich, auf 100 Gew.-Teile des
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Gerät und lässt sich leicht mit einem Schrapper, einer Traufel oder Kelle zur Herstellung einer geschossenen Oberfläche nach den üblichen Verfahren verteilen, ohne dass dieselbe bei der Arbeit aufreisst.
Ebenfalls zur Verhinderung der Häutchenbildung und zur Verbesserung der Haftfestigkeit auf dem Untergrund empfiehlt es sich, dem Gemisch untergeordnete Mengen von Wachs oder Paraffin zuzusetzen.
Hiefür eignet sich beispielsweise ein Hartparaffin mit einem hohen Schmelzpunkt.
Als Härter verwendet man am besten ein organisches Diperoxyd oder Hydroperoxyd, vorzugsweise im Gemisch mit einem hoch siedenden Lösungsmittel oder Weichmacher. Das Lösungsmittel oder der Weichmacher erleichtern das Einarbeiten des Härters in das Gemisch. Die erforderliche Härtermenge ist abhängig von seiner Konstitution und der Zusammensetzung der Mischung. In der Regel braucht man bei höheren Aussentemperaturen weniger Härter als bei tieferen, z. B. 0 - 50 C.
Um die Aushärtung des Gemisches nach Zusatz des Härters zu beschleunigen, ist es vorteilhaft, ihm einen Polymerisationsbeschleuniger zuzusetzen. Als derartige Polymerisationsbeschleuniger kommen in erster Linie tertiäre Amine, vorzugsweise mit einem aromatischen Rest am Stickstoff, in Betracht. Für kurze Aushärtungszeiten ist es günstig, Härter und Beschleuniger in etwa äquivalenten Mengen zu verwenden.
Weiters wurde gefunden, dass nicht nur die Menge, sondern auch die gesamte Oberfläche des in dem Gemisch enthaltenen Füllstoffes für die Eigenschaften des ausgehärteten Gemisches von grosser Bedeutung ist. Verwendet man einen Füllstoff mit einer zu grossen Gesamtoberfläche, so erhärtet das Gemisch von polymerem und monomerem Methylmethacrylat in vielen Fällen nur mangelhaft und kann unter Umständen auch völlig weich bleiben. Hat der Füllstoff eine zu geringe Oberfläche, so könnensehr hohe Reaktionstemperaturen auftreten, das Harz kann schrumpfen und beim Erhärten Blasen bilden oder reissen.
Einer verbesserten Ausgestaltung der Erfindung zufolge enthält daher das Gemisch solche Füllstoffe, deren Gesamtoberfläche, bezogen auf 1 kg des Gemisches von polymerem und monomerem Methylmethacrylat, nicht mehr als etwa 100 m2 und nicht weniger als etwa 30 m2 beträgt.
Bei der Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens geht man vorteilhaft so vor, dass man das Gemisch der monomeren und polymeren Acrylate, welches den Beschleuniger und den Viskositätserniedriger bereits enthalten kann, mit einem Härter, der die Polymerisation des monomeren Methylmethacrylats bewirkt, vermengt, in das so erhaltene Gemisch den Füllstoff einarbeitet und die entstandene Masse gleich nach der Herstellung auf den zu überziehenden Untergrund aufträgt oder in die auszufüllenden Vertiefungen, Löcher, Risse o. dgl. einfüllt. Das Gemisch erhärtet dann ohne Zufuhr von Wärme auch bei Temperaturen unter 150 C in kurzer Zeit.
Man kann aber auch so verfahren, dass man zuerst den Füllstoff in das Methylmethacrylat einarbeitet und den Härter erst zuletzt zusetzt.
Um dem so überzogenen Untergrund eine rauhe Oberfläche zu geben, kann man nach dem Auftragen des Überzuges die noch flüssige oder weiche Masse mit Sand oder Splitt bestreuen. Das aufgestreute Material verbindet sich während des Erhärtens auch ohne Einwalzen oder Oberflächenverdichtung fest mit der Kunststoffmasse.
Gemäss der Erfindung hergestellte Massen für Ausfüllungen und Überzüge zeichnen sich durch eine leichte Verarbeitbarkeit, eine schnelle Durchhärtung, eine geringe Schrumpfung und eine ausgezeich- nete Haftfestigkeit aus, die Ausfüllungen selbst durch grosse Widerstandsfähigkeit gegen mechanische und chemische Beanspruchungen, z. B. durch Streusalze, Treibstoffe und Öle, sowie gegen Witterungseinflüsse. Sie sind daher besonders geeignet für Fahrbahnen, Rollbahnen, Industrie-Estriche, Lagerhallenböden u. dgl.
Bei weiterer Ausbildung der Erfindung wurde gefunden, dass man die selbsthärtendeu Mischungen auch zum Vergiessen von Fugen aller Art, wie z. B. Bewegungs-und Dehnungsfugen von Fahrbahnen, Rollbahnen und Bauteilen anderer Art verwenden kann. Derartige Vergussmassen haben den Vorteil, dass
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bei Witterungswechsel nicht reissen und nach dem Erhärten eine sehr gute Haftung besitzen.
Erfindungsgemäss bestehen derartige selbsthärtende, zur sofortigen Verwendung bestimmte Mittel zum Vergiessen von Fugen aus einem Gemisch von monomerem und polymerem Methylmethacrylat, einem Härter, einem anorganischen Füllstoff und einem Weichmacher.
Der Weichmacher kann in verschiedenen Mengen angewendet werden. Am besten bewährt haben sich Mischungen, die auf 100 Teile des Methylmethacrylats 20 - 80 Teile des Weichmachers enthalten.
Hiefür hat sich besonders Holzterpentinöl, das sogenannte Pineoil als geeignet erwiesen. Je höher der Gehalt an Weichmacher ist, desto elastischer werden die Massen nach dem Erhärten.
Bei der Verwendung als Fugenvergussmasse soll der anorganische Füllstoff vorteilhafterweise in sehr feiner Körnung in dem Gemisch enthalten sein. Man kann hiezu Quarzsand, aber auch Talkum, feinverteilte Kieselsäure oder andere bekannte Stoffe verwenden.
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Ebenso wie bei dem weiter oben beschriebenen allgemeinen Verfahren zum Überziehen oder Ausfüllen kann man die besondere Fugenvergussmasse gleich nach der Herstellung auftragen und ohne Zu- fuhr von Wärme erhärten lassen. Das Mischen nimmt man vorteilhaft so vor, dass man zunächst einem Gemisch, das das monomere und polymere Methylmethacrylat, den Weichmacher und den Polymerisationsbeschleuniger enthält, den Härter zugibt, dann die Füllstoffe einarbeitet und die entstandene Masse gleich nach der Herstellung aufträgt.
Es wurde schliesslich gefunden, dass es in vielen Fällen, besonders bei der Verarbeitung von Massen mit einem hohen Weichmachergehalt zweckmässig ist, die Flächen der Fugen vor dem Einbringen der Vergussmasse, nach guter Säuberung mit einem Voranstrich zu versehen. Als Mittel für einen solchen Voranstrich kann das oben beschriebene Gemisch von monomerem und polymerem Methylmethacrylat sowie Härter, jedoch ohne Weichmacher und ohne Füllstoff, verwendet werden.
Die Erfindung ist in den nachfolgenden Beispielen ohne Beschränkung hierauf näher erläutert. Die angegebenen Teile bedeuten stets Gewichtsteile.
Beispiel l : Zur Ausbesserung einer Fahrbahn aus Beton verfährt man wie folgt :
Die Oberfläche wird mit einem harten Besen gesäubert. Dann werden Risse, Löcher und Vertiefungen mit einem Gemisch ausgefüllt, das wie folgt hergestellt ist :
30,0 Teile eines Gemisches aus monomerem Methylmethacrylat mit 301o polymerem Methylmethacrylat werden mit
0,15 Teilen Hartparaffin und
0,8 Teilen einer 10% igen Lösung vonDimethyl-p-toluidininMethylmethacrylat gemischt. Schliess- lich gibt man noch eine Lösung von 0,4 Teilen Dibenzoyldiperoxyd in 0,4 Teilen Butylphthalat zu.
In dieses Gemisch arbeitet man
4 Teile Quarzsand mit einer Körnung von 0 bis 0,2 mm
16 Teile Quarzsand mit einer Körnung von 0,06 bis 0,4 mm
22 Teile Quarzsand mit einer Körnung von 0,4 bis 0,6 mm
24 Teile Quarzsand mit einer Körnung von 0,6 bis 0,8 mm und
39 Teile Quarzsand mit einer Körnung von l, 0 bis 2,0 mm ein. Das dickflüssige Gemisch lässt sich leicht in die Löcher, Vertiefungen und Risse eingiessen und erhärtet etwa nach 1/2 - 1 1/2 h.
Nach dem Erhärten bringt man einen Überzug auf, der wie folgt zusammengesetzt ist :
30,0 Teile eines Gemisches aus monomerem Methylmethacrylat und 30% polymerem Methacrylat werden mit
0,15 Teilen Hartparaffin
6,0 Teilen Holzterpentinöl und
0,8 Teilen einer 10% igen Lösung vonDimethyl-p-toluidininMethylmethacrylatgemischt. Schliess- lich gibt man eine Lösung von 0,4 Teilen Dibenzoyldiperoxyd in 0,4 Teilen Butylphthalat zu. Dann arbeitet man
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16,0 Teile Quarzsand mit einer Körnung von 0 bis 0, 2 mm
57,0 Teile Quarzsand mit einer Körnung von 0,06 bis 0,4 mm und
32,0 Teile Quarzsand mit einer Körnung von 0,4 bis 0,6 mm ein. Diese pastenförmige Mischung wird auf die Oberfläche der Betonplatten ausgegossen und verteilt.
Vor dem Erhärten streut man noch einen groben Sand auf, um die Oberfläche rauh zu machen.
Der Überzug ist nach etwa 1 - 1 1/2 h erhärtet und kann gleich danach befahren werden.
Beispiel 2 :
100 Teile eines Gemisches aus monomerem Methylmethacrylat mit Solo polymerem Methylmethacrylat werden mit
0,5 Teilen Hartparaffin und
0,25 Teilen einer lOigen Lösung von Dimethyl-p-toluidininMethylmethacrylatgemischt. Schliess- lich gibt man noch eine Paste von
1, 5 Teilen Dibenzoyldiperoxyd in
1, 5 Teilen Butylphthalat zu. In dieses Gemisch arbeitet man
300 Teile Quarzsand mit einer Körnung von 0, 1 bis 0,3 mm ein.
Das Gemisch wird in Formen gefüllt. Nach 5 Tagen wurde die Biegezugfestigkeit und die Druckfestigkeit bestimmt. Es wurde eine Biegezugfestigkeit von 324 kg/cm2 und eine Druckfestigkeit von 1080 kg/cm2 festgestellt.
Beispiel 3 : Verfährt man wie nach Beispiel 2, verwendet aber an Stelle des Quarzsandes
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Beispiel 4 : Zur Herstellung einer Fugenvergussmasse mischt man
100 Teile eines Sirups, der 70% monomeres und SOlo polymeres Methylmethacrylat enthält, mit
0,5 Teilen Hartparaffin und
2,5 Teilen einer 1Cfl/o Lösung von Dimethyl-p-toluidin in monomerem Methylmethacrylat mit
43 Teilen technischem Pineoil und mit einer Paste aus 1, 5 Teilen Dibenzoyldiperoxyd und
1, 5 Teilen Butylphthalat. In dieses Gemisch arbeitet man
155 Teile Talkum ein.
Die Masse wurde nach DIN 1164 zu Prismen vergossen und 5 Tage lang bei 200 C erhärten gelassen.
Beim Zusammendrücken unter einer Presse wurde eine Drucklastfestigkeit von 10 bis 30 kg/cm2 festgestellt. Die 40 mm dicken Prüfkörper liessen sich ohne Rissbildung bis auf 28 mm Dicke zusammendrücken. Beim Aufheben des Druckes nahmen die Prüfkörper innerhalb von 12 h wieder ihre Ausgangsformen an. Bei der Biegezugprüfung bog sich der Prüfkörper, ohne zu brechen. Nach dem Einwirken der Biegezuglast hatten die Körper einen Biegewinkel von etwa 600 der beim Aufhören der Belastung nach etwa 12 h auf 100 zurückging.
Beispiel 5 : Arbeitet man wie nach Beispiel 1, verwendet aber auf
100 Teile des Methylmethacrylatgemisches
60 Teile technisches Pineoil, so erhält man viel weichere und plastischere Körper. Eine Prüfung nach DIN 1164 aufBiegezugfestigkeit konnte nicht mehr durchgeführt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Überziehen und zum Ausfüllen von Vertiefungen, Löchern, Rissen od. dgl. in einem Untergrund, der vorzugsweise aus einem Gemisch von hydraulisch abgebundenen Baustoffen mit
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ein Gemisch von monomerem und polymerem Methylmethacrylat, einem Härter und einem anorganischen inerten Füllstoff gleich nach der Herstellung dieses Gemisches aufbringt und ohne Zufuhr von Wärme erhärten lässt.