CH631474A5 - Hellgefaerbte thermoplastische massen. - Google Patents

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CH631474A5 CH1540677A CH1540677A CH631474A5 CH 631474 A5 CH631474 A5 CH 631474A5 CH 1540677 A CH1540677 A CH 1540677A CH 1540677 A CH1540677 A CH 1540677A CH 631474 A5 CH631474 A5 CH 631474A5
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Description

Gegenstand der Erfindung sind hellgefärbte thermoplastische Massen und deren Verwendung zur Herstellung von Formkörpern, vornehmlich von Bahnen oder Folien, mit guter Bewitterungsstabilität.
Es ist bekannt, thermoplastische Massen z.B. in Form von Bahnen oder Folien für Abdichtungen gegen Feuchtigkeit zu verwenden. Sie können dabei entweder durch Verschweis-sung mittels Wärme oder durch Quellmittel oder besondere Klebmassen zu grösseren Dichtflächen zusammengefügt und auf den Unterlagen aus z.B. Beton, Holz, Bitumen und luftenthaltenden Wärmedämmstoffen entweder lose verlegt oder durch spezielle Flächenkleber punktförmig oder vollflächig verklebt werden.
Neben geeigneten Theologischen Eigenschaften, guter Ver-schweissbarkeitund ausreichenden mechanischen Eigenschaften über einen breiteren Temperaturbereich wird vor allem gute Beständigkeit gegenüber Witterungs- und anderen Umwelteinflüssen für die aus den thermoplastischen Massen hergestellten Bahnen oder Folien gefordert. Bei Temperaturen, wie sie z.B. auf Flachdächern im Hochsommer in Mitteleuropa oder in Ländern mit tropischer oder subtropischer Witterung auftreten können, werden besondere Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften bei diesen erhöhten Temperaturen einerseits und an die Bewitterungsstabilität andererseits gestellt.
Gegenüber den schwarz-gefärbten und meist ausserordentlich witterungsbeständigen thermoplastischen Massen auf der Basis von russenthaltenden Compounds bieten hellgefärbte Beläge durch ihre günstigeren Wärmeabsorptionsund Reflexionseigenschaften die Möglichkeit, die Massetemperaturen dieser Beläge bei verstärkter Sonneneinstrahlung wesentlich niedriger zu halten, als dies bei schwarz-gefärbten Folien oder Bahnen möglich ist. Auch lassen sich hierdurch ansprechendere optisch-architektonische Effekte erzielen, die sich durch den Zusatz von Farbpigmenten noch verstärken lassen.
Auch im Tiefbausektor können hellgefärbte Bahnen oder Folien - wegen ihrer erleichterten Erkennungsmöglichkeiten gegenüber schwarz-gefärbten - Vorzüge bei notwendig gewordenen Ausbesserungsarbeiten bieten.
Voraussetzung ist hierfür eine ausreichende Witterungsstabilität, die im allgemeinen bei hell-gefärbten Compounds gegenüber schwarzen, russenthaltenden thermoplastischen
Massen wesentlich ungünstiger ist und meist in einem Bereich liegt, der eine praktische Anwendung wegen der geringen Lebensdauer der daraus hergestellten Dichtungsbahnen verbietet.
Es wurden nun hell-gefärbte thermoplastische Massen gefunden, die die geschilderten Nachteile nicht oder weniger ausgeprägt aufweisen, d.h. sie und die daraus hergestellten Formkörper, vornehmlich Bahnen oder Folien, zeichnen sich durch eine gute Bewitterungsstabilität aus. Die erfindungsge-mässen Massen bestehen aus a) 100 Gewichtsteilen eines Polyolefinkautschuks,
b) 15 bis 130 Gewichtsteilen eines kristallinen oder teilkristallinen Polyolefins, wobei bis zu Vi der Gewichtsmenge des kristallinen oder teilkristallinen Polyolefins ataktisches Polypropylen und/oder Polybuten-1 einer Dichte von 0,86 g/cm3 und mit RSV-Werten (gemessen bei 135°C in Dekalin) von 0,1 bis 3,0 dl/g zusätzlich vorhanden sein kann,
c) 30 bis 240 Gewichtsteilen Kreide und/oder Kieselkreide,
d) 0,5 bis 20 Gewichtsteilen Titandioxid und gegebenenfalls e) bis zu 40 Gewichtsteilen eines Bitumens und/oder Mineralöls sowie f) bis zu 15 Gewichtsteilen mindestens eines Gleitmittels.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind unter Poly-
olefinkautschuken, die die Basis der erfindungsgemässen thermoplastischen Massen bilden, vorzugsweise Polymere zu verstehen, die aus Ethylen, einem oder mehreren a-Olefinen mit 3 bis 8 C-Atomen, vornehmlich Propylen und gegebenenfalls einem oder mehreren Mehrfach-Olefinen mit Hilfe sogenannter Ziegler-Natta-Katalysatoren, die zusätzlich noch Aktivatoren und Modifikatoren enthalten können, in Lösung oder Dispersion bei Temperaturen von —30 bis +100°Cz.B. nach den Verfahren der DT-ASS 1 570 352,1 595 442 und 1720 450 sowie der DT-OS 2 427 343 hergestellt werden können.
Hierbei sind bevorzugt gesättigte Polyolefinkautschuke, die aus 15 bis 90 Gewichtsprozent, vorzugsweise 30 bis 75 Gewichtsprozent Ethylen und aus 85 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 70 bis 25 Gewichtsprozent Propylen und/oder Buten-(l) bestehen, und ungesättigte Polyolefinkautschuke, die ausser aus Ethylen und Propylen oder Buten-(l) aus einem Mehrfach-Olefin bestehen, und zwar in einer solchen Menge, dass in den Kautschuken 0,5 bis 30 Doppelbindungen/1000 C-Atome enthalten sind. Besonders bevorzugte Mehrfach-Olefine sind eis- und trans-Hexadien-(l,4), Dicy-clopentadien, 5-Methylen-, 5-Ethyliden- und 5-Isopropy-liden-2-norbornen.
Als Polyolefine, die den erfindungsgemässen Massen in Mengen von 15 bis 130 Gewichtsteilen, vorzugsweise 20 bis 100 Gewichtsteilen, zugesetzt werden, sind zunächst einmal die kristallinen und teilkristallinen Modifikationen des Polyethylens mit Dichten von 0,910 bis 0,975 g/cm3, RSV-Werten (gemessen bei 135°C in Dekalin) von 0,5 bis 3,3 dl/g und Schmelzindices von 0,2 bis 50 g/10 min geeignet. Eingesetzt werden können aber auch teilkristalline Copolymere des Ethylens mit anderen a-Olefinen innerhalb dieser Spezifikationsgrenzen. Des weiteren sind kristalline und teilkristalline Homo- und Copolymere (mit anderen a-Olefinen, vornehmlich mit Ethylen) von Propylen oder Buten-(l) geeignet, und zwar Homo- und Copolymere des Propylens mit Dichten von 0,90 bis 0,910 g/cm3, RSV-Werten (gemessen bei 135°C in Dekalin) von 1,0 bis 10 dl/g und Schmelzindices von 0,1 bis 50 g/10 min, und Homo- und Copolymere des Buten-(l) mit Dichten von 0,910 bis 0,925 g/cm3, RSV-Werten (gemessen bei 135°C in Dekalin) von 1,0 bis 10 dl/g und Schmelzindices von 0,1 bis 100 g/10 min.
Zur Verbesserung der Verschweissbarkeit der aus den
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erfindungsgemässen Massen hergestellten Formkörper ist es auch möglich, neben den kristallinen oder teilkristallinen Polyolefinen geringe Mengen (bis zu Vi der Gewichtsmenge des kristallinen oder teilkristallinen Polyolefins) ataktisches Polypropylen und/oder Polybuten-1 einer Dichte von 0,86 g/cm3 und RSV-Werten (gemessen bei 135°C in Dekalin) von 0,1 bis 3,0 dl/g einzusetzen.
Als Füllstoff enthalten die erfindungsgemässen Massen zunächst 30 bis 240 Gewichtsteile, vorzugsweise 40 bis 200 Gewichtsteile, Kreide und/oder Kieselkreide. Als solche kommen natürliche, gemahlene, vorwiegend Calciumcarbonat- bzw. Kieselsäure enthaltende Pigmente oder gefälltes Calciumcarbonat, das z.B. mit Fettsäurederivaten gecoatet sein kann, in der für die Kautschukverarbeitung üblichen Form in Betracht.
Daneben werden als weiterer Füllstoff 0,5 bis 20 Gewichtsteile, im allgemeinen 3 bis 15 Gewichtsteile, vorzugsweise 5 bis 10 Gewichtsteile, Titandioxid zugesetzt. Besonders geeignet ist die Rutilform des Titandioxids.
Weiterhin können den erfindungsgemässen Massen bis zu 40 Gewichtsteile, im allgemeinen 5 bis 30 Gewichtsteile, vorzugsweise 10 bis 25 Gewichtsteile, eines Bitumens und/oder Mineralöls zugesetzt werden.
Geeignete Bitumina sind flüssige bis feste, vorwiegend aus hochkondensierten Kohlenwasserstoffen bestehende Destillationsrückstände der Erdölraffination, deren Struktur z.B. durch Oxidation teilweise verändert sein kann («geblasene Bitumina»).
Geeignete Mineralöle sind solche mit Viskositäten zwischen 50 und 5000 cSt bei 20°C, vorzugsweise 200 und 3000 cSt bei 20°C, und einer Dichte von 0,84 bis 0,98 g/cm3. Die öle können sowohl paraffinisch als auch naphthenisch oder aromatisch gebundene Kohlenstoffatome enthalten.
Schliesslich können die erfindungsgemässen Massen bis zu 15 Gewichtsteile, im allgemeinen 0,5 bis 12 Gewichtsteile, vorzugsweise 3 bis 10 Gewichtsteile eines Gleitmittels enthalten.
Geeignete Gleitmittel sind z.B. Fettsäuren, wie Stearinsäure, Salze der Fettsäuren, wie Zinkstearat, oder Gemische von Fettsäuren und/oder Fettsäurederivat»n,
Die Herstellung der erfindungsgemässen thermoplastischen Massen kann z.B. in einem marktgängigen kühlbaren Innenmischer mit Stempel, gegebenenfalls unter Erwärmen vorgenommen werden. Die Zeiten bis zur Homogenisierung sind von der verwendeten Rezeptur, der Struktur der Ausgangsstoffe, den Konstruktionsmerkmalen der Mischanlage und der Weiterverarbeitungsaggregate und den gewählten Verfahrensbedingungen, wie Massetemperaturen (im allgemeinen 50 bis 220°C, vorzugsweise 80 bis 150°C), Füllgrad des Innenmischers (im allgemeinen 1,0 bis 1,8 vorzugsweise 1,2 bis 1,5, bezogen auf dessen Nutzinhalt) und Rotorumdrehungszahlen (im allgemeinen bis 100, vorzugsweise 10 bis 40 UpM) abhängig und betragen im allgemeinen zwischen 1 und 100 min, vorzugsweise ca. 35 min. Nach ausreichender Homogenisierung können die Massen, deren Temperaturen normalerweise zwischen 50 und 220°C liegen, ausgestossen werden. Bei Mischungszusammensetzungen mit höheren Konzentrationen an Bitumen kann es zur Vermeidung grosser Haftung an Mantel und Rotoren, die ein Ausstossen der Massen weitgehend verhindern kann, notwendig werden, diese vor dem Ausstossen zu kühlen (Kühlzeit im allgemeinen 1 bis 30 min, vorzugsweise 3 bis 15 min).
Die aus dem Innenmischer ausgetragenen Massen können anschliessend z.B. durch Walzenpaare oder schneckengetriebene Aggregate in Bänder oder Stränge überführt und entweder granuliert oder unmittelbar den Weiterverarbeitungsaggregaten zugeführt werden. Diese Weiterverarbeitungsaggregate, die hauptsächlich der Bahnen- bzw. Folien-Herstellung dienen, können z.B. Kalander, Extruder mit Breitschlitzdüsen oder sogenannte roller-head-Anlagen sein. Sie können auch mit Vorrichtungen zum Auf- oder Einbringen von Trägermaterialien, wie z.B. Vliesen aus synthetischen Fasern und Glasgewebe, ausgestattet sein.
Die erfindungsgemässen Massen, die sich durch gute Bewitterungsstabilität auszeichnen, können, vornehmlich in Form von Bahnen oder Folien, sowohl im Hochbau z.B. zur Abdichtung von Gebäuden mit Flachdächern, als auch im Tiefbau z.B. zur Auskleidung von Auffang-, Vorhalte-, Absetz- und Speicherbecken und zur Auslegung von Teichen, Kanälen und künstlichen Seen eingesetzt werden. Auch ist die Verwendung als Abdichtfolie für Durchbrüche, Tunnel und Unterführungen sowie für Brückenbauten und Hochhausabdichtungen im Grundwasserbereich möglich.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung:
Beispiel 1
In einem Laborkneter mit 21 Nutzinhalt vom Typ Werner & Pfleiderer GK 2 mit Stempel wurde der nachfolgende, mit EPDMI bezeichnete Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (Dien = Ethylidennorbornen; 30 Gewichtsprozent Propylen; 8 Doppelbindungen pro 1000 C-Atome; MLi+4(bei 100°C) = 87; Polymerrohfestigkeit = 130 kp/cm2) mit den nachfolgend beschriebenen Produkten nach den angegebenen Mischzeiten bei einer Kneterausgangstemperatur von 90°C und einer Rotorumdrehungszahl von 50 UpM gemischt.
Mischvorgang Zeit (min)
Einbringen von 1078 g EPDM I 0
Einbringen von 216 g Mineralöl j
Einbringen von 862 g Kieselkreide Einbringen von 216 g Polyethylen
(Dichte 0,935 g/cm3, Schmelzindex 0,5 g/10 min) Einbringen von 432 g Kreide Einbringen von 54 g Titandioxidpigment Einbringen von 107 g Gleitmittel 3
Stempel säubern 4
Ausstoss 9
Die homogene Masse wurde mit einer Massetemperatur von 160°C ausgestossen und anschliessend auf einem Laborwalzwerk mit einer Oberflächentemperatur von 50°C in ein Fell überführt, das in Form von Bändern ausgeschnitten oder granuliert wurde.
Die Bänder oder das Granulat wurden in einem Kleinewe-fers-Labor-Extruder mit vorgeschalteter 300 mm breiter Schlitzdüse und nachgeschaltetem 2-Walzenglättkalander zu 1 mm starken Bahnen verformt. Hieraus wurden Prüfkörper hergestellt, die im Xenotest-Gerät 150 eine Bewitterungs-dauer von 3500 Stunden ohne sichtbare Veränderung der Oberfläche überstanden.
Beispiel 2
Unter den gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 1 angegeben, wurden folgende Mischungsbestandteile in den angegebenen Zeiten und Mengen zu einer thermoplastischen Masse vermischt:
Mischvorgang Zeit (min)
Einbringen von 1076 g EPDM I q
Einbringen von 284 g Bitumen B 80
Einbringen von 1361 g Kreide j
Einbringen von 454 g Kieselkreide
Einbringen von 340 g Polypropylen s
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(Dichte = 0,909 g/cm3, Schmelzindex 2,0 g/10 min) Einbringen von 113 g Titandioxidpigment Stempel säubern Ausstoss
Die Ausstosstemperatur der Masse war 170°C. Bahnenherstellung und Prüfung wurden entsprechend den in Beispiel 1 genannten Bedingungen vorgenommen. Nach ca. 3500 h Belichtungsdauer wird mit Ausnahme eines leichten Auskreidens keine wesentliche Oberflächenveränderung beobachtet. Durch das Auskreiden wird die Oberfläche der durch das Bitumen ursprünglich leicht bräunlich gefärbten thermoplastischen Masse wesentlich aufgehellt.
Beispiel 3
Unter den im Beispiel 1 angegebenen Bedingungen wurde eine thermoplastische Masse aus den nachfolgend aufgeführten Komponenten und innerhalb der angeführten Zeiten hergestellt:
Mischvorgang
Die bei 155°C ausgestossene Masse wurde entsprechend Beispiel 1 zu Folien verformt, aus denen Prüfkörper im Xenotest-Gerät 150 untersucht wurden. Nach 3500 h Belichtungsdauer war noch keine Veränderung der Oberfläche zu s erkennen.
Beispiel 4
io Unter den gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 1 angegeben wurden folgende Mischungsbestandteile in den angegebenen Zeiten und Mengen zu einer thermoplastischen Masse vermischt:
ls Mischvorgang
Zeit (min)
20
Zeit (min)
Einbringen von 861 g EPDM I 0
Einbringen von 345 g Kreide
Einbringen von 790 g Kieselkreide 1 2s
Einbringen von 172 g Mineralöl Einbringen von 430 g Polyethylen
(Dichte 0,935 g/cm3, Schmelzindex 0,5 g/10 min) ^
Einbringen von 43 g Titandioxidpigment Einbringen von 86 g Gleitmittel 30
Stempel säubern 4
Ausstoss 9
Einbringen von 545 g EPDM I 0
Einbringen von 94 g Mineralöl
Einbringen von 218 g Kreide 1
Einbringen von 436 g Kieselkreide Einbringen von 545 g Polyethylen
(Dichte 0,935 g/cm3, Schmelzindex 0,5 g/10 min) ^
Einbringen von 24 g Titandioxidpigment Einbringen von 48 g Gleitmittel
Stempel säubern 4
Ausstoss 9
Die bei Î 53' mm Mossene Masse wurde analog Beispiel 3 zu Prüfkörpern vewformt und belichtet, ohne dass nach 3500 Stunden Beliciitungsdauer eine Oberflächenveränderung zu erkennen war.
B

Claims (3)

631474 PATENTANSPRÜCHE
1. Hellgefärbte thermoplastische Massen, bestehend aus a) 100 Gewichtsteilen eines Polyolefinkautschuks,
b) 15 bis 130 Gewichtsteilen eines kristallinen oder teilkristallinen Polyolefins, wobei bis zu 'A der Gewichtsmenge des kristallinen oder teilkristallinen Polyolefins ataktisches Polypropylen und/oder Polybuten-1 einer Dichte von 0,86 g/cm3 und mit RSV-Werten (gemessen bei 135°C in Dekalin) von
0,1 bis 3,0 dl/g zusätzlich vorhanden sein kann,
c) 30 bis 240 Gewichtsteilen Kreide und/oder Kieselkreide,
d) 0,5 bis 20 Gewichtsteilen Titandioxid und gegebenenfalls e) bis zu 40 Gewichtsteilen eines Bitumens und/oder Mineralöls sowie f) bis zu 15 Gewichtsteilen mindestens eines Gleitmittels.
2. Verwendung der thermoplastischen Massen nach Anspruch 1 zur Herstellung von Formkörpern mit guter Bewitterungsstabilität.
3. Verwendung nach Anspruch 2 zur Herstellung von Bahnen oder Folien.
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