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Verfahren zum Abdichten von Fugen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten von Fugen, insbesondere von Dehnungsfugen, bei dem eine plastische Masse auf der Basis von wässerigen Elastomerdispersionen zur Umwandlung in eine dauerelastische Masse mit wasserbindenden Zusätzen, insbesondere mit Zement, vermischt und vor dem völligen Abbinden in die Fuge eingebracht wird.
In der brit. Patentschrift Nr. 978, 234 ist ein Verfahren zur Umwandlung wässeriger Emulsionen von elastomeren Stoffen in feste Produkte mit im wesentlichen elastomeren Eigenschaften durch Versetzen der Emulsionen mit wasserbindenden Zusätzen beschrieben. Zum Abdichten von Fugen werden derartige Emulsionen, die die verschiedenartigsten Zusätze enthalten können, mit Gips, Zement oder Kalzium- oxyd als Bindemittel für das Wasser vermischt, worauf die erhaltene plastische Masse in die abzudichtenden Fugen eingebracht wird. Mit fortschreitendem Wasserentzug durch das Bindemittel bricht die Emulsion zusammen, wodurch eine Koagulation der elastomeren Bestandteile der Emulsion bewirkt wird. Die auf diese Weise gebildete elastische Masse haftet auch dann gut an den Fugenrändern, wenn diese beim Einbringen der Masse feucht waren.
Es hat sich herausgestellt, dass beim Übergang der Masse vom plastischen in den elastischen Zustand, insbesondere dann, wenn Zement als Bindemittel verwendet wurde, gelegentlich feine Risse in der Masse auftreten. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Masse beim Übergang vom plastischen in den elastischen Zustand einen verringerten Zusammenhalt hat und daher Formveränderungen der Fuge oderdermassewährend dieseszwischenzustandes eine Rissbildung in der Masse hervorrufen können. Derartige Formveränderungen im Zwischenzustand der Masse können durch ein Schwinden der Masse beispielsweise durch die Schrumpfung des Zementes bei der Reaktion mit dem Emulsionswasser auftreten.
Bei einem Gehalt von 30 Gew. Jlo Zement in der Masse beträgt die Schrumpfung etwa 4 bis 6 Vol.-%. Es können aber auch Formveränderungen der Fuge in Betracht kommen. Solche Formveränderungen der Fuge können bekanntlich durch grössere Temperaturschwankungen oder durch Schwingungen bedingt sein. Obwohl die Tendenz zur Rissbildung in der Dichtungsmasse bei Verwendung von Gips geringer ist als bei Zement, wird alswasserbindender Zusatz im allgemeinen Zement bevorzugt. Ein weiterer Nachteil der bekannten Dichtungsmassen liegt darin, dass sie insbesondere bei engen Fugen, nach dem Einbringen in die Fuge oft nur Teile der gegenüberliegenden Fugenränder berühren, weshalb die Haftung der abgebundenen Masse an den Rändern ungleichmässig und stellenweise sogar ungenügend ist.
Zweck der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Dichtungsmassen zu vermeiden. Die Erfindung besteht darin, dass man in die Masse vor dem Einbringen in die Fuge eine geringe Menge eines Treibmittels einmischt. Durch die Verwendung des Treibmittels hat die Abdichtungsmasse in der kritischen Periode zwischen dem plastischen und dem elastischen Zustand eine leichte Tendenz zur Volumenvergrösserung. Hiedurch wird eine beim Abbinden des das Wasser bindenden Zusatzes auftretende Schrumpfung oder eine Erweiterung der Fuge infolge eines Temperaturabfalles kompensiert und somit die Gefahr einer eventuellen Eissbildung in der Dichtungsmasse gebannt. Auch wird die Masse durch die Volumenvergrösserung gleichmässig gegen die Fugenränder gedrückt.
Als Treibmittel eignen sich für das erfindungsgemässe Verfahren besonders solche, die zur Gasbildung befähigt sind, da die Elastizität
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der Dichtungsmasse durch die darin enthaltenen feinen Gasbläschen wesentlich erhöht wird. Der Druck innerhalb der Gasbläschen ist im allgemeinen, und besonders dann, wenn die Gasbildung bei Verfesti- gung des Materials noch nicht ganz beendet war, grösser als der Normaldruck.
Aus diesem Grunde wird das Treibmittel zweckmässig in einer solchen Menge eingesetzt, dass das Volumen des gebildeten Gases bei Normaldruck grösser ist als die durch Schrumpfung bedingte Volumenverminderung der Masse, die durch Erweiterung der Fuge bedingte Volumenvergrösserung des von der Masse auszufüllenden Fugenrau- mes und/oder- die zum Anpressen der Masse an die Fugenränder gewünschte Volumenvergrösserung der
Masse. Vorzugsweise wird soviel Treibmittel zugesetzt, dass das gebildete Gasvolumen bei Normal- druck grösser, beispielsweise etwa 5 bis 50mal so gross ist wie die zu erwartende Volumenänderung. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass die Masse gut an die Fugenränder gedrückt wird.
Bei den Dichtungsmassen auf der Basis von wässerigen Elastomerdispersionen handelt es sich meistens um Zweikomponenten-Dichtungsmittel. Es werden daher nach der Erfindung bevorzugt solche Treib- mittel verwendet, die mit der das Bindemittel für das Wasser enthaltenden Komponente verträglich sind. Hiedurch erübrigt sich die Anwendung einer dritten Komponente. Vorteilhafterweise wird ein
Treibmittel verwendet. das sich in der wässerigen Phase der Dispersion unter Gasbildung zersetzt. Hie- zu eignen sich besonders mit der wässerigen Phase reagierende Metalle oder Metallegierungen, vorzugs- weise solche mit einem Oxydationspotential zwischen zirka 0 und +2, 5, in Form eines Pulvers.
Diese
Metallpulver zersetzen sich mit dem Wasser der Dispersion zu Wasserstoff und Metallhydroxyd. Als Me- talle eignen sich besonders als Reduktionsmittel bekannte unedle Metalle wie Magnesium, Aluminium,
Zink und Eisen ; Aluminium wird jedoch bevorzugt verwendet. Bei Emulsionen mit saurem pH-Wert wirken auch im Bindemittel enthaltene Carbonate als Treibmittel. Carbonate können jedochauch als solche zugesetzt werden.
Bei den Dichtungsmitteln auf Emulsionsbasis hängt die Härtungszeit, das ist die Zeit innerhalb welcher die Masse, vom Vermischen der beiden Komponenten an gerechnet, vom plastischen in den elastischen Zustand übergeht, hauptsächlich von der Art des zur Bindung des Wassers verwendeten Zu- satzes, von der Wassermenge der Emulsion und von der Art von gegebenenfalls verwendeten Dispersions- stabilisatoren u. dgl. ab. Auch die Topfzeit, das ist die Zeit, vom Vermischen der beiden Komponen- ten ab gerechnet, innerhalbwelcher die Dichtungsmasse verarbeitet ist, hängt im wesentlichen von die- sen Faktoren ab. Bei den normalerweise verwendeten derartigen Dichtungsmitteln"beträgt die Härtungs- zeit etwa 8 bis 12 h und die Topfzeit etwa 11/2 bis 2 h.
Besonders gute Ergebnisse werden beim erfin- dungsgemässen Verfahren erhalten, wenn solche Treibmittel verwendet werden, bei denen der zeitliche Verlauf der Treibwirkung der Topfzeit und der Härtungszeit des Dichtungsmittel angepasst ist, also z. B. die Gasbildung vor der Verarbeitung der Masse noch unwesentlich ist und dann etwa mit Ablauf derHärtezeit abgeschlossen ist. Vor der Verarbeitung der Masse und nach Ablauf der Härtezeit ist nämlich eine Gasbildung unnötig, da eine eventuell bereits vor der Verarbeitung eintretende Schrumpfung der Masse unschädlich ist und die Masse anderseits nach Beendigung der Härtung einen so festen Zusammenhalt hat, dass eine Rissbildung nicht mehr auftreten kann.
Eine derartige zeitliche Einschränkung der Gasbildung hat ausserdem den Vorteil, dass zur Verhinderung einer Rissbildung geringere Mengen des Treibmittels ausreichen.
Sollen mit der wässerigen Phase der Dispersion reagierende Treibmittel verwendet werden, deren Treibwirkung an sich schon vor der Verarbeitung der Dichtungsmasse einsetzen könnte, so werden die Treibmittelteilchen bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vor dem Einmischen in die Dichtungsmasse mit einer den Eintritt der Treibwirkung verzögernden Schutzschicht überzogen. Als Material für die Schutzschicht eignen sich Stoffe, die in der wässerigen Phase der Emulsion langsam aufoder abgelöst werden. Eine solche Schutzschicht hat auch noch den Vorteil, dass die Treibwirkung nach dem Einsetzen zunächst noch schwach ist und dann langsam stärker wird. Als Schutzmaterial für die Metallpulver eignen sich beispielsweise Wachse, Fette und Öle, insbesondere aber Stearinsäure.
Anderseits kann die Schutzschicht auch durch chemische Behandlung, beispielsweise durch Oxydation der Me- talloberfläche, erzeugt werden. Die günstigste Art der Oberflächenbehandlung hängt jeweils von den Eigenschaften der verwendetenDichtungsmasse,so z.B.vom pH-Wert des Dispersionswassers ab, sie kann jedoch leicht durch Vorversuche ermittelt werden. Hat das Dispersionswasser beispielsweise einen sauren pH-Wert, dann kann als Schutzschicht eine dichte Oxydhaut verwendet werden. Auch können Treibmittel verwendet werden, bei denen nur ein Anteil mit einer Schutzschicht versehen ist. Eine Oberflächenbehandlung des Treibmittels hat ausser der Verzögerung der Treibwirkung noch den wesentlichen Vorteil, dass die Lagerbeständigkeit des Treibmittels verbessert wird.
Die Dauer der Treibwirkung des Treibmittels hängt bei einem gegebenen Dichtungsmittel im wesentlichen von der Aktivität und Teilchengrösse des Treibmittels ab. Bei den mit dem Dispersionswasser
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reagierenden Treibmitteln spielt jedoch auch die beim Aushärten des Dichtungsmittels eintretende
Wasserverarmung eine Rolle, da hiebei die Intensität der Treibwirkung verringert und gleichzeitig die
Treibdauer verlängert wird. Eine auf diese Weise durch den Wasserentzug verstärkte Abnahme der Treib- wirkung gegen Ende der Härtungszeit ist erwünscht, da die Schrumpfungstendenz der Dichtungsmasse mit zunehmender Härtung abnimmt, gleichzeitig aber ihre Elastizität zunimmt.
Die Teilchengrösse bei Metallpulver richtet sich ihrerseits nach der Reaktionsfähigkeit des jewei- ligen Metalls mit der wässerigen Phase der Dispersion. Hiebei spielt jedoch auch die spezifische Ober- fläche der Teilchen, d. h. ihre Gestalt, eine Rolle. Im allgemeinen werden Metallpulver mit einer
Teilchengrösse unter 0, 1 mm verwendet, wobei bei den mit dem Wasser langsamer reagierenden un- edlen Metallen Teilchen mit grosser spezifischer Oberfläche bevorzugt sind. Bei Verwendung von Alu- minium als Treibmittel haben sich Plättchen mit einer Teilchengrösse zwischen 0, 1 und 10 u als beson- ders geeignet erwiesen.
Wie schon erwähnt, lässt sich die erforderliche Treibmittelmenge aus der zu erwartenden Volumen- änderung während des Abhärtens der Dichtungsmasse berechnen. Wird als wa erbindender Zusatz für die Dichtungsmasse Zement verwendet, dann ist es einfacher, die Treibmittelmenge direkt auf die die
Schrumpfung der Dichtungsmasse bewirkende Zementmenge zu beziehen, da dann das Treibmittel schon vom Hersteller in die den Zement enthaltende Komponente der Dichtungsmasse elngemlscht werden kann. Hiebei wird dem Zement vorzugsweise ein solcher Überschuss an Treibmitteln zuge- mischt, dass während des Abbindens der Dichtungsmasse auch eine eventuelle Fugendilatation kompen- siert werden kann.
Bei Aluminiumpulver als Treibmittel werden dabei etwa 0,01 bis 0, 1 Gew. vor- zugsweise 0,03 bis 0,07 Gew.-lo, bezogen auf das Zementgewicht, verwendet. Die günstigste Zusatz- menge liegt bei etwa 0,05 Gew.. I1/o.
Im folgenden werden einige Dichtungsmassen auf der Basis von wässerigen Elastomerdispersionen beschrieben, die hochwertige Dichtungen ergeben und auf die sich das erfindungsgemässe Verfahren mit besonders gutem Erfolg anwenden lässt ;
Von besonderer Bedeutung für die Qualität der Dichtung ist die Auswahl der Elastomeren. Elasto- mere auf der Basis von Polyisobutylen, insbesondere Mischpolymerisate aus Isobutylen und geringen Mengen, beispielsweise zirka 30/0, Isopren haben sich hervorragend bewährt. Es können jedoch für die Dichtungsmasse auch andere Polymere verwendet werden, so etwa Naturgummi, Chloropren-Kautschuk, Acrylnitril-Butadien-Kautschuk und Styrol-Butadien-Kautschuk oder Mischungen verschiedener Polymere.
Als elastomere Grundsubstanz werden dabei vorzugsweise Polymere mit verhältnismässig hohem Molekulargewicht verwendet. Zweckmässigerweise liegt das mittlere Molekulargewicht der Elastome- ren, insbesondere der auf Polyisobutylenbasis, im Bereich von etwa 80000 bis etwa 200 000, vorzugsweise etwa 90000 bis 150 000. Das jeweils verwendete mittlere Molekulargewicht kann dabei eB & ehei- dend für die Weichheit des entstehenden Produktes sein. Die Produkte werden in der Regel umso weicher, je niedriger das mittlere Molekulargewicht ist. Es ist auf diese Weise möglich, die Eigenschaften der Dichtungsmasse individuell den jeweiligen Wünschen anzupassen. Diese Möglichkeit lässt sich dadurch erweitern, dass man zusammen mit den Elastomeren Weichmacher verwendet. Es-werden Weichmacher bevorzugt, die mit den Elastomeren verträglich sind.
Für Elastomere auf Polyisobutylenbasis sind dabei die bekannten Polyisobutylen-Weichmacher von vergleichsweise niederem Molekulargewicht, das z. B. in der Grössenordnung von einigen Hundert oder Tausend liegt, besonders interessant. Es ist bekannt, dass man durch Zusatz solcher niedermolekularer Polyisobutylene zu höhermolekularem Polyisobutylen das mittlere Molekulargewicht senkt und damit die Weichheit des Produktes vergrössert.
Man kann den Elastomeren aber auch chemisch nicht identische Weichmacher zusetzen. Als Beispiele seien hier nur genannt Dialkylphthalate, wie das bekannte Dioctylphthalat, Trialkyleste ! ; von TrimeliMlure, wie Trioctyltrimelitat oder α-Methylstyrol-Polymere. In der Regel wird im Falle eines Weichmacherznsatzes die zugesetzte Menge weniger als 501o des Elastomerengewichtes betragen, wobei der Bereich von 0 bis 20% Weichmacher, bezogen auf das Elastomerengewicht, bevorzugt ist. Für die Auswahl und Abstimmung der Mischungskomponenten der Dichtungsmasse gegeneinander gilt die allgemeine Regel, dass in dem Fertigprodukt, d. h. in der verarbeiteten und abgebundenen DichtungsmasteShoee-A-Härten von etwa 700 und darunter bevorzugt sind.
Eine sehr weiche Substanz kann beispielsweise in ihrem Endzustand eine Härte von 150 Shore-A besitzen. Festere Massen mit einer mittleren Härte liegen im Bereich von beispielsweise 35 bis 400 Shore-A. Darüber können hart elastische Substanzen mit Shore-AHärten bis zu 700 liegen, die als Dichtungsmassen für spezielle Zwecke verwendet werden.
Als wasserbindende Zusätze werden solche bevorzugt, die das Wasser relativ langsam binden. In Betracht kommen hier besonders die hydraulischen Bindemittel, wie Zement, sowie Gips, gebrannter
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Kalk und Gemische dieser Bindemittel. Je grösser der abzubindende Wasserbetrag in der Elastomerdispersion ist, desto grössere Mengen des Bindemittels müssen eingesetzt werden. Hiebei ist jedoch zu beachten, dass die Bindemittelmenge höchstens so gross sein darf, dass die Masse nach dem Abbinden noch elastisch verformbar ist. Der Einsatz von grossen Bindemittelmengen lässt sich in einfacher Weise dadurch vermeiden, dass man wässerige Elastomerdispersionen mit einem relativ hohen Feststoffgehalt einsetzt. Bevorzugt werden Elastomerdispersionen eines Feststoffgehaltes von wenigstens 40ufo verwendet.
Besonders geeignet können Dispersionen sein, die einen Feststoffgehalt im Bereich von etwa 50 bis 80% besitzen. Hier haben sich Dispersionen des Bereiches von etwa 65 bis 75% Feststoffgehalt als besonders wirtschaftlich erwiesen.
Zur Ausfällung des Elastomeren aus seiner Dispersion ist es nicht notwendig, das gesamte Wasser abzubinden. Für die Stabilität einer Dispersion ist jeweils ein gewisser Mindestwasseranteil notwendig.
Wird dieser Wasserbetrag unterschritten, dann berühren sich die dispergierten Teilchen und fallen aus.
Dieser Mindestwasseranteil kann je nach dem dispergierten Rohstoff variieren und ist auch durch eventuell zugesetzte Stabilisierungsmittel beeinflussbar. Nach den Angaben einer Herstellern von Polyisobutylen liegt die theoretische Grenze für eine solche Polyisobutylen-Dispersion bei einem Wassergehalt von 170/0 oder einem Feststoffgehalt von 83go. Hat man also eine 60% ige Dispersion zur Verfügung und bindet dann 23% Wasser ab, so kann die Dispersion nicht mehr existieren und fällt aus. Das Restwasser bleibt in dem Gemisch in feiner Verteilung und bildet gewissermassen ein flüssiges Füllmittel. Es kann jedoch Fälle geben, in denen die möglichst vollständige Beseitigung freien Wassers aus dem Reaktionprodukt vorteilhaft und gewünscht ist. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die Fugen in der Kälte stark arbeiten.
Bei tiefenTemperaturen kann nämlich das Restwasser in Eis übergehen und somit aus dem flüssigen Füllmittel ein festes Füllmittel werden. Hiedurch wird die Härte der Dichtungmasse erhöht und ihre Elastizität vermindert, was gerade bei tiefen Temperaturen unerwünscht sein kann.
Wie schon erwähnt, ist das Verhältnis von Elastomer zu wasserbindendem Zusatz für die Eigen- schaften der fertigen Dichtung von wichtiger Bedeutung. Je grösser die Menge des wasserbindenden Zusatzes gewählt wird, umso grösser ist das Risiko, dass das Produkt zu hart wird. Bevorzugte Mischungverhältnisse liegen im Bereich von 4 bis 6 Gew.-Teilen des Elastomeren (als Feststoff berechnet) pro 5 bis 15 Gew.-Teile des wasserbindenden Zusatzes, insbesondere im Bereich von 4 bis 6 Gew.-Teilen des Elastomeren pro 5 bis 10 Gew.-Teile des wasserbindenden Zusatzes. Die genannten Bindemittel Zement, Gips und gebrannter Kalk können dabei einzeln oder auch inMischung verwendet werden. Die Auswahl des jeweiligen Bindemittels beeinflusst dabei die Verarbeitung der Dichtungsmasse.
Von entscheidender Bedeutung ist, wie schon erwähnt, die Geschwindigkeit der Wasserbindung, da hiedurch die Topfzeit der Dichtungsmasse beeinflusst wird. Die Topfzeit liegt in der Regel, je nach Art des wasserbindenden Zusatzes, im Bereich von einer bis mehreren Stunden und kann durch verschiedene Massnahmen beeinflusst werden. So kann sie z. B. durch Anwendung verschieden schnell reagierender Gipssorten wirkungsvoll verlängert oder verkürzt werden. Hierin besteht eine weitere Möglichkeit, die Treibwirkung des beim erfindungsgemässen Verfahren verwendeten Treibmittels mit der Geschwindigkeit des Wasserentzug und somit auch mit der Topfzeit und Härtungszeit in Übereinstimmung zu bringen.
Zur Beeinflussung der Topfzeit und/oder zur Verarbeitung von weiteren Zusätzen kleiner Teilchengrösse kann mit dem wasserbindenden Zusatz bzw. den andern Zusätzen noch folgende Vorbehandlung durchgeführt werden : Die feinen Teilchen der Zusätze werden mit Hilfe eines wasserlöslichen Binders zu grösseren Einheiten aus einer Vielzahl von Einzelteilchen gebunden. Nach dem Einrühren des so vorbehandelten Pulvers erfolgt in ähnlicher Weise, wie bereits beim Treibmittel beschrieben, nach einiger Zeit eine Auflösung des als Schutzschicht dienenden wasserlöslichen Bindemittels. Erst jetzt beginnt die Abbindereaktion mit normaler Geschwindigkeit und es tritt der angegebene Reaktionsverlauf ein.
Ein Beispiel für einen solchen für die Vorbehandlung geeigneten Binder ist Schellack, aber auch andere Stoffe, wie wasserlösliche Celluloseäther und Polyvinylalkohol, können verwendet werden. Eine solche Vorbehandlung empfiehlt sich insbesondere bei der Verwendung von Gips, da dessen Topfzeit in der Regel geringer als die gewünschte Topfzeit der Dichtungsmasse ist.
Eine weitere wichtige Massnahme zur Beeinflussung der Eigenschaften der Dichtungsmasse kann in der Mitverwendung von Stabilisierungsmitteln in der Elastomerdispersion liegen. Diese in Mengen von wenigen Prozent eingesetzten Stabilisierungsmittel verhindern das frühzeitige Ausfällen des Elastomeren und verlängern damit die Topfzeit. Derartige Stabilisierungsmittel sind an sich in der Latex-Industrie
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üblich und befinden sich in grosser Anzahl auf dem Markt. In Betracht kommen hier in erster Linie die bekannten Emulgatoren des Typs Öl-in-Wasser, beispielsweise Salze und Derivate höhermoleku1arer
Fettsäuren, wie entsprechende Alkalisalze, Säureamide, Säureester u. ähnl., Cellulose und Pektinderi- vate oder andere Emulgatoren synthetischen oder natürlichen Ursprungs.
Eine 10% igue, ammoniakalische Caseinlösung ist ein besonders brauchbarer Stabilisator.
Für die Verwendung der Dichtungsmasse in der Praxis wird es in der Regel erwünscht sein, dass die
Mischung der elastomeren Dispersion mit den hydraulischen Bindern während des Verarbeitungszeitrau- mes eine ausreichend breiige Konsistenz besitzt, die eine Verarbeitung mit einem der üblichen Geräte, wie Kittspritze, Spachtel od. dgl. möglich macht. Wenn die Dichtungsmasse unmittelbar nach dem Vermischen der Komponenten nicht ausreichend pastös. sondern dünnflüssig ist, dann kann durch die
Mitverwendung von Verdickungsmitteln der Masse eine Konsistenz gegeben werden, die das Abrinnen aus der Fuge verhindert. Als Verdickungsmittel kommen bekannte Verdicker mineralischen Ursprungs, beispielsweise Bentonite, ebenso wie organische Verdickungsmittel, wie Acrylsäuresalze, Casein oder
Dextrine in Betracht.
Bevorzugte Verdickungsmittel sind Caseinlösungen mit einem Feststoffgehalt von
10 bis 15 Gew.-%, Dextrinlösungen mit einem Feststoffgehalt von zirka 25 Gew. -0/0 und 4 gew.-% ige
Lösungen eines mittel viskosen Methylcelluloseäthers. In der Regel ist allerdings ein solcher Zusatz von
Verdickungsmitteln nicht notwendig.
In der praktischen Verwendung der neuen Masse werden die getrennt voneinander lager-und ver- kaufsfähigen Komponenten, d. h. die den wasserbindenden Zusatz enthaltende und die die Elastomer- dispersion enthaltende Komponente kurze Zeit vor der Verarbeitung miteinander vermischt. Weitere
Zusätze, wie Füllstoffe und das beim erfindungsgemässen Verfahren verwendete Treibmittel, die in die
Masse eingearbeitet werden sollen, können dabei mit eingemischt werden oder sind bereits in der den wasserbindenden Zusatz enthaltenden Komponente eingemischt. Die Komponenten werden in den ge- wünschten Mengenverhältnissen eingesetzt.
Zur vollständigen Wasserabbindung können die stöchiome- trischen Verhältnisse berücksichtigt werden, nach denen auf 1 Gew.-Teil Wasser 3, 8 Gew.-Teile Kal- ziumsulfat (Gips), 3, 1 Gew. -Teile Kalziumoxyd (gebrannter Kalk) bzw. 3, 6 Gew.-Teile Zement er- forderlich sind. Übliche Füllstoffe, z. B. in Form von Fasern oder Pulvern, können gegebenenfalls mit- verwendet werden. Ihre Menge ist jedoch so zu beschränken, dass die gewünschten Eigenschaften des
Endproduktes nicht verlorengehen.
Beispiel l : Eine wässerige Dispersion von 36 Gew. -Teilen Po1yisobutylen mit einem K-Wert von 130 in 24 Gew.-Teilen Wasser wird mit 36 Gew.-Teilen Zement vermischt. In diesem Zement wurden zuvor 0) 5 Gew.-%, bezogen auf den Zement, Aluminiumpulver 4578 der Eckart-Werke, Fürth, das mit einer Schutzschicht aus Stearinsäure überzogen wurde, sorgfältig eingemischt. Die Topfzeit des
Gemisches beträgt zirka 1 h. Die Härte der ausreagierten Masse beträgt zirka 60 Shore-A. Die Härte- messung erfolgt mit einem Shore-A-Durometer, wobei eine Nadel mit vorgegebener Kraft in das ela- stische Material eindringt und die Eindringtiefe bestimmt wird, vgl. US-Federal Specification
TT-S-227 b kap. 4, 3, 4.
Die Bruchdehnung liegt bei zirka 150go.
Beispiel 2 : 32 Gew.-Teile eines Polyisobutylens mit einem Molekulargewicht von 140000 werden mit 8 Teilen eines niedermolekularen Polyisobutylens mit einem Molekulargewicht von 3000 vermischt und in 18 Gew.-Teilen Wasser dispergiert. Die Dispersion wird mit 32 Gew.-Teilen des Ze- ments von Beispiel, 1 versetzt. Die Topfzeit des Gemisches beträgt 1 h und 30 min. Es wird ein Fertig- produkt mit einer Shore-A-Härte von 40 bis 450 erhalten.
Die Bruchdehnung des Produktes beträgt zirka 250%. Das Fertigprodukt ist eine Fugendichtungsmasse mittlerer Härte.
Beispiel 3: 24 Gew.-Teile eines Polyisobutylens mit einem K-Wert von 110 werden mit 8 Gew.-Teilen eines a-Methylstyrolpolymers vermischt und in 16 Gew.-Teilen Wasser dispergiert. Die Dispersion wird mit 24 Gew.-Teilen Gips, der 0, 02 Gew.-lo eines vorbehandelten Magnesiumpulvers enthält. vermischt. Die Topfzeit beträgt zirka 2 h. Die Härte des ausreagierten Fertigproduktes liegt bei zirka 250 Shore-A. Die Bruchdehnung der gebildeten Fugendichtungsmasse beträgt zirka 450%.
Beispiel 4 : 35 Gew.-Teile eines Mischpolymeren aus 97 Gew.-% Isobutylen und 3Gew.-% Isopren (Butylgummi) werden mit 5 Gew.-Teilen des niedermolekularen Isobutylens vermischt. Das Ganze wird in 20 Gew.-Teilen Wasser dispergiert. DerDispersion werden 2 Gew.-Teile eines mineralischen Verdickungsmittels (Bentonit A) zugesetzt. In diese Dispersion werden dann 33 Gew.-Teile Zement mit einem Gehalt von 0, 06 Gew. -0/0 vorbehandeltem Aluminiumpulver, das eine mittlere Teilchengrösse von zirka 2 li aufweist, eingerührt. Die Topfzeit der Mischung beträgt zirka l h. Die Härte des ausreagierten Produktes liegt bei zirka 300 Shore-A.
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Die Bruchdehnung beträgt zirka 300go.
Beispiel 5: 1500 Gew.-Teile einer Dispersion aus 93,8 Gew.-% einer 60%igen Dispersion von Polyisobutylen mit einem Molekulargewicht von 125000, 2, 1 Gew. -0/0 einer 15% gen ammoniakalischen Caseinlösung und 4, 1 Gew. lo Isobutylen mit einem Molekulargewicht von 350 werden mit 940 Gew. Teilen Zement vermischt, der 0, 03 Gew. -0/0 eines mit einer dünnen Wachsschicht überzogenen Aluminiumpulvers in Plättchenform enthält. Die Topfzeit des Produktes beträgt 2 h. Die Viskosität des Gemisches liegt bei 3500 cps. Die Härte der ausreagierten Substanz beträgt 350 Shore-A. Das Endprodukt ist eine feste elastische Fugendichtungsmasse.
Der Ersatz durch äquivalente Mengen gebrannten Kalks mit einem gleichen Gehalt an vorbehandeltem Aluminiumpulverdas jedoch mit Wachs oder Fett vorbehandelt ist, liefert entsprechende Ergebnisse.
Beispiel 6 : 1600 Gew.-Teile einer Dispersion aus 83, 4 Gew.-lo einer 60% gen Dispersion von Polyisobutylen mit einem Molekulargewicht von 125000, 1, 9 Gew. -0/0 einer 150/0igen ammoniakalischen Caseinlösung und 14, 7 Gew.-ja Polyisobutylen mit einem Molekulargewicht von 350 werden mit 800 Gew. -TeilenZementbzw.eineräquivalentenMengeanGipsgemischt,wobeidieBindemitteljeweils 0, 030/0 des vorbehandelten Aluminiums von Beispiel 1 enthalten. Es entsteht nach derAusreaktion (Topfzeit zirka 11/2 h) eine mittelharteDichtungsmasse, die beispielsweise bei der Verwendung von Zement als hydraulischem Bindemittel eine Härte von 350 Shore-A besitzt.
Die Polyisobutylendispersion der Beispiele 5 und 6 ist das bekannte Handelsprodukt "Opanol-Dispersion" der Firma Badische Anilin- und Sodafabrik, Ludwigshafen.
EMI6.1
mit 750 Gew.-Teilen des Zementes von Beispiel 4 vermischt. Die Topfzeit der Mischung beträgt etwa
70 min. Die Härte der Endsubstanz liegt bei 150 Shore-A.
Als Stabilisierungsmittel kann hier z. B. das Handelsprodukt"Tammol NNO", einDiacylderivat von Ammoniak, der Firma BASF, Ludwigshafen, verwendet werden.
Beispiel 8 : 12 Gew.-Teile einer Polyisobutylendispersion mit einem Gehalt von 50 Gew.-% Feststoff, 1, 5 Gew. -Teile einer Zinkresinat-Emulsion mit einem Gehalt von 70 Gew. -0/0 Feststoff (Füll- stoff) und 3 Gew.-Teile Asbestphase oder Gummipulver als weiterer Füllstoff werden mit 10 Gew.-Tei- len des Zements von Beispiel 5 vermischt. Es entsteht nach einer Topfzeit von etwa 1 bis 2 h eine elastische Versiegelungsmasse für Dehnungsfugen.
Zur Herstellung von besonders billigen elastischen Fugenmassen können 8 bis 12 Gew.-Teile einer Butylgummiregeneratemulsion mit einem Gehalt von 60 Gew. -0/0 Feststoff, 1 bis 6 Gew.-Teile Gummi und/oderKorkpulver als Füllstoff mit 10 bis 15 Gew.-Teilen Zement, Gips und/oder Kalziumoxyd vermischt werden. Als Treibmittel wird Aluminiumpulver mit einer Teilchengrösse zwischen 0, 1 und 10 u eingesetzt, das im Falle der Verwendung von Zement und Gips als wasserbindendem Zusatz vorzugsweise mit Stearinsäure und bei Verwendung von Kalziumoxyd mit einer dünnen Fett- oder Wachsschicht überzogen ist.
In keinem der vorhergehenden Beispiele wurde beim Abbinden der Masse eine Schrumpfung beobachtet. Je nach Art des verwendeten wasserbildenden Zusatzes und der Treibmittelmenge blieb das Volumen der Dichtungsmasse während des Abbindens konstant oder vergrösserte sich geringfügig. Der Volumenanteil des Gases in der ausgehärteten Dichtungsmasse liegt im allgemeinen unter 15% und in der Regel zwischen zirka 3 und 107to.
Der erfindungsgemässe Treibmittelzusatz ist nicht auf die Verwendung für dauerelastische Dichtungsmassen beschränkt, sondern auch für dauerplastische und starr aushärtende Dichtungsmassen geeignet. Auch bei diesen Dichtungsmassen wird nämlich bereits durch eine geringe Treibmittelmenge erreicht, dass sich die Masse dicht an die Fugenränder anschmiegt. Dies ist besonders wertvoll bei Dichtungsmassen, die im Zustand der Verarbeitung nicht gussfähig sind und durch Spachteln od. dgl. in die Fuge eingebracht werden.
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