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Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Bauwerksabdichtung durch Beschichtung mit einem speziellen Beschichtungssystem in Kombination mit einem verstärkenden Flächengebilde, insbesondere Gewebe, sowie ein Bauwerk mit einem derart abgedichteten Bauwerksbereich.
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Elastische, lösemittelfreie Beschichtungssysteme auf Polyurethanbasis haben eine große Bedeutung in der Bauindustrie als flüssige aufzubringende Abdichtung, zum Beispiel für Fundamente, Brücken, Parkdecks und Flachdächer. Typische Beschichtungssysteme auf Polyurethanbasis enthalten freie Isocyanatgruppen und werden als 1-Komponentensystem oder als 2-Komponentensystem appliziert. Die Anwesenheit freier Isocyanatgruppen ist unter arbeitshygienischen Gesichtspunkten zunehmend problematisch und verursacht darüber hinaus Probleme im Hinblick auf die Applikationssicherheit: hohe Luftfeuchtigkeit und/oder restfeuchte Untergründe verursachen Blasenbildung und verschlechtern die Haftung zum Untergrund. Weiterhin härten 2-Komponenten Polyurethanbeschichtungssysteme sehr schnell aus, was insbesondere für wenig erfahrene Verarbeiter und bei höheren Umgebungstemperaturen immer wieder problematisch ist.
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Deutlich toleranter hinsichtlich der Verarbeitungssicherheit sind sog. Polyurethan-Epoxy-Hybrid-Beschichtungssysteme auf Basis von höhermolekularen Isocyanatprepolymeren, deren Isocyanat-Endgruppen mit einem Blockierungsmittel reversibel blockiert sind. Derartige Beschichtungssysteme enthalten neben den Isocyanatprepolymeren Epoxidharze in wechselnden Anteilen und werden mit Polyaminen ausgehärtet. Diese Beschichtungssysteme werden typischerweise als 2-Komponentensysteme verarbeitet. Sie weisen eine lange Verarbeitungszeit auf und sind – aufgrund der Abwesenheit von freien Isocyanatgruppen – nicht feuchtigkeitsreaktiv. Beschichtungssysteme dieses Typs werden seit langem zur Bauwerksabdichtung eingesetzt und werden beispielhaft beschrieben in der
DE-A 21 52 606 oder der neueren
EP 950675 A1 . Die lange Verarbeitungszeit ist zwar im Hinblick auf die Verarbeitungssicherheit von Vorteil, bringt aber andererseits den Nachteil mit sich, dass solche Beschichtungssysteme an senkrechten Flächen zum Ablaufen neigen, weswegen es kaum möglich ist, gleichmäßige Schichtstärken an senkrechten Flächen zu applizieren. Bei im Wesentlichen horizontalen Bauwerksflächen wie Terrassen oder Flachdächern stellen sich solche Probleme insbesondere im Bereich von Aufkantungen. Durch Einsatz rheologischer Additive – speziell durch den Einsatz von Thixotropiermitteln – kann diese Problematik nur ansatzweise gelöst werden. Insbesondere wenn bei der Bauwerksabdichtung in Kombination mit verstärkenden Flächengeweben (typischerweise Vliesmaterialien) gearbeitet wird, rutschen die durchtränkten Flächengewebe während der Aushärtung von senkrechten Flächen ab. Die einzige Möglichkeit das Ablaufen an senkrechten Flächen zuverlässig zu verhindern, besteht in der Mitverwendung von Katalysatoren, die die Aushärtung beschleunigen. Geeignete Katalysatoren werden beispielsweise beschrieben in der
DE 199 35 325 . Hierbei wird aber der Vorteil der langen Verarbeitungszeit aufgegeben.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zur Bauwerksabdichtung mit Hilfe von Polyurethan-Epoxy-Hybrid-beschichtungssystemen, die einerseits eine lange Verarbeitungszeit aufweisen und andererseits eine verringerte Ablaufneigung zeigen.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Bauwerksabdichtung durch Beschichtung mit einem Reaktivsystem in Kombination mit einem verstärkenden Flächengebilde, dadurch gekennzeichnet, dass das Reaktivsystem umfasst oder besteht aus:
- • A) einer Polyisocyanatkomponente, bestehend aus mindestens einem organischen Polyisocyanat mit 2 oder mehr reversibel blockierten Isocyanatgruppen,
- • B) mindestens einem organischen Polyamin mit mindestens zwei primären Aminogruppen und einem mittleren Molekulargewicht Mn von 60–1000,
- • C) mindestens einer Oxirangruppen aufweisenden Verbindung, die mehr als eine Oxirangruppe pro Molekül aufweist
- • D) mindestens einer reaktiven Kautschukkomponente mit Oxirangruppen oder Aminogruppen
- • E) Füllstoffe, Hilfs- und Zusatzmittel
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Der Erfindung liegt die überraschende Beobachtung zugrunde, dass durch Zusatz von reaktiven Kautschuktypen die Ablaufneigung von Polyurethan-Epoxy-Hybridbeschichtungssystemen deutlich verringert werden kann. Insbesondere kann beim Einsatz von verstärkenden Flächengebilden – insbesondere Geweben und/oder Vliesmaterialien – durch den Zusatz von reaktiven Kautschuktypen das Abrutschen von durchtränktem Flächengewebe zuverlässig verhindert werden. Die Flächengebilde sind vorzugsweise textile Flächengebilde, welche besonders bevorzugt durch das Reaktivsystem (Reaktivzusammensetzung) benetzbare Fasern aufweisen.
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Die Flexibilisierung von Epoxidharzssystemen mit Hilfe reaktiver Kautschukpolymere mit Aminogruppen oder Oxirangruppen an sich ist seit langem bekannt und wird beispielhaft beschrieben in den Patentanmeldungen
EP 1607441 , US 6127460, US 6037411 und US 5093424, allerdings für völlig andere Anwedungszwecke. Darüber hinaus werden die im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden reaktiven Beschichtungssysteme enthaltend eine Kombination von A) einer blockierten Polyisocyanatkomponente, B) organischen Polyaminen, C) Epoxidharzen mit mindestens einer Oxirangruppe und D) reaktiven Kautschukkomponenten mit Aminogruppen in einer Vergleichsstudie der Fa. Emerald – CVC Thermoset Specialties, Technical Service Report RLP100622beschrieben. In diesem Bericht werden die hervorragenden elastomeren Eigenschaften der entstehenden Polymere beschrieben und auch die gute Beständigkeit gegenüber Chemikalien. Der Bericht trifft aber keine Aussagen zur Verarbeitungszeit derartiger Polymere und enthält insbesondere keinerlei Hinweise in Bezug auf veränderte verarbeitungstechnische Eigenschaften wie beispielsweise die Ablaufneigung. Auch wenn eine generelle Eignung der Produkte für den Baubereich erwähnt wird, so findet sich kein Hinweis auf die besondere anwendungsbezogene Eignung bei der Kombination mit verstärkenden Flächengebilden, insbesondere verstärkenden Vliesen.
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Überraschenderweise weist die mit dem Flächengebilde versehene Zusammensetzung auch bei Verarbeitungszeiten von zumeist ≥ 30 min praktisch keine Ablaufneigung auf.
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Das Reaktivsystem besteht typischerweise zu ≥ 90 Gew.-%, vorzugsweise zu 100 Gew.-% aus den Komponenten A–E.
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Die Herstellung der im erfindungsgemäßen Verfahren als Komponente A) einzusetzenden Polyisocyanate mit reversibel blockierten Isocyanatgruppen erfolgt in bekannter Weise durch Umsetzung von organischen Polyisocyanaten, insbesondere der nachstehend genannten Art, mit Substanzen, die eine phenolische OH-Gruppe aufweisen. Die Umsetzung kann bei Temperaturen von 40°C bis 150°C, vorzugsweise bei 50°C bis 100°C, erfolgen. Geeignet sind insbesondere Alkylphenole, beispielsweise solche der in der
DE 2152606 genannten Art, insbesondere solche mit C5- bis C20-Alkylgruppen oder bevorzugt C7- bis C15-Alkylgruppen. Alternativ oder in Kombination hiermit sind phenolische OH-Gruppen aufweisenden Kohlenwasserstoffharze geeignet, beispielsweise solche der in der
EP 0950675 A1 genannten Art. Bevorzugt einsetzbar sind Isononylphenol, Dodecylphenol oder phenolische OH-Gruppen aufweisende Kohlenwasserstoffharze mit einem Hydroxylgruppengehalt von 1% bis 6% oder vorzugsweise 2% bis 4% bezogen auf das Gewicht des Kohlenwasserstoffharzes. Gegebenenfalls können die Phenole (abgesehen von Wasserstoff und Hydroxylgruppen) andere Substituenten als Alkyl aufweisen, bevorzugt ist dies nicht der Fall.
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Die Menge der zur Blockierungsreaktion eingesetzten, phenolische OH-Gruppen aufweisenden Substanzen sollte vorzugsweise zumindest der Menge der zu blockierenden NCO-Gruppen äquivalent sein. Oftmals ist ein geringer Überschuss an Blockierungsmittel zweckmäßig, um eine vollständige Reaktion aller Isocyanatgruppen zu gewährleisten, beispielsweise von 0,5–10% oder von 1–5% bezogen auf die Anzahl der Gruppen, ohne hierauf beschränkt zu sein. Die Blockierungsreaktion wird vorzugsweise unter Mitverwendung von aus der Polyurethanchemie an sich bekannten Katalysatoren, wie beispielsweise metallorganischen Verbindungen wie Zinnverbindungen, insbesondere Zinn(II)octoat, Dibutylzinn(II)diacetat, Dibutylzinn(II)dilaurat, oder tertiären Aminen wie Triethylamin oder Diazabicyclooctan durchgeführt. Die Blockierungsreaktion kann gegebenenfalls in Anwesenheit geringer Mengen inerter Weichmacher oder Lösungsmittel der nachstehend beispielhaft genannten Art durchgeführt werden, auch wenn dies weniger bevorzugt ist.
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Zur Herstellung der blockierten Polyisocyanate A) besonders geeignete Ausgangspolyisocyanate sind Isocyanatprepolymere mit einem (mittleren), aus Isocyanatgehalt und Funktionalität bestimmten Molekulargewicht von 2000 bis 30 000, vorzugsweise 2500 bis 12 000 und einer mittleren Isocyanatfunktionalität von 1,3 bis 4, vorzugsweise 1,8 bis 3,0. Geeignete Ausgangspolyisocyanate zur Herstellung der Isocyanatprepolymere sind die aus der Polyurethanchemie an sich bekannten aromatischen Isocyanate, insbesondere die isomeren Diphenylmethandiisocyanate sowie deren höheren Homologen (bspw. mit 3, 4 und mehr Phenylgruppen), wie sie durch Phosgenierung von Anilin/-Formaldehyd-Kondensationsprodukten herstellbar sind und/oder 2,4-, und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie deren technische Gemische.
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Die Herstellung der Isocyanatprepolymere erfolgt in bekannter Weise durch Umsetzung der Ausgangsisocyanate mit höhermolekularen Polyhydroxyl-verbindungen des Molekulargewichtsbereichs 1 000 bis 12 000, vorzugsweise 2000 bis 8 000, der aus der Polyurethanchemie an sich bekannten Art. Höhermolekulare Polyhydroxylverbindungen zur Herstellung der Prepolymeren sind insbesondere die den obigen Ausführungen entsprechenden Polyetherpolyole, wie sie in an sich bekannter Weise durch Alkoxylierung von geeigneten Startermolekülen zugänglich sind. Geeignete Startermoleküle sind beispielsweise einfache Polyole, Wasser, organische Polyamine mit mindestens zwei N-H-Bindungen oder beliebige Gemische derartiger Startermoleküle. Für die Alkoxylierungsreaktion geeignete Alkylenoxide sind insbesondere Ethylenoxid und/oder Propylenoxid, die in beliebiger Reihenfolge oder auch im Gemisch bei der Alkoxylierungsreaktion eingesetzt werden können. Sehr gut geeignet sind insbesondere auch die den oben gemachten Angaben entsprechenden Polyetherpolyole mit niedrigem Gehalt an endständigen Doppelbindungen und genau definierter OH-Funktionalität wie sie beispielhaft beschrieben werden in den Patentanmeldungen
EP-A 283 148 ,
US-A 3 278 457 ,
US-A 3 427 256 ,
US-A 3 829 505 ,
US-A 4 472 560 ,
US-A 3 278 458 ,
US-A 3 427 334 ,
US-A 3 941 849 ,
US-A 4 721 818 ,
US-A 3 278 459 ,
US-A 3 427 335 ,
US-A 4 355188 . Auch die den oben gemachten Angaben entsprechenden Polytetramethylenglykolpolyether wie sie in bekannter Weise durch kationische Polymerisation von Tetrahydrofuran zugänglich sind, sind gut zur Herstellung der Prepolymeren geeignet. Selbstverständlich können zur Herstellung der Isocyanatprepolymere auch Gemische verschiedener Polyether verwendet werden.
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Zur Herstellung der im erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendenden Reaktivsysteme können die blockierten Polyisocyanate A) erforderlichenfalls mit geringen Mengen der üblichen Lacklösemittel wie beispielsweise Ethylacetat, Butylacetat, Methoxypropylacetat, Methylethylketon, Methylisobutylketon, Toluol, Xylol, aromatische oder (cyclo-)aliphatische Kohlenwasserstoffgemische oder beliebigen Gemischen derartiger Lösungsmittel zum Einsatz gelangen. Gegebenenfalls können bei der Herstellung der blockierten Polyisocyanate A) auch geringe Mengen an Weichmacher der nachstehend genannten Art mitverwendet werden.
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Die Komponente A ist typischerweise in einem Gehalt von ≥ 10–15 Gew.-% in dem Reaktivsystem enthalten. Die Komponente A ist vorzugsweise in einem Gehalt von bis zu 60 Gew.-% in dem Reaktivsystem enthalten. Vorzugsweise ist die Komponenten A in einem Gehalt von 10–60 Gew.-% oder besonders bevorzugt von 20–50 Gew.-% in dem Reaktivsystem enthalten.
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Bei der Komponente B) der im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden Reaktivsysteme handelt es sich um Polyamine, die mindestens zwei primäre, an aliphatische Kohlenstoffatome gebundene Aminogruppen pro Molekül aufweisen und vorzugsweise ein (mittleres) Molekulargewicht Mn von 60 bis 1000 besitzen. Geeignet sind beispielsweise Ethylendiamin, 1,2- und 1,3-Diaminopropan, 1,4-Diaminobutan, 1,6-Diaminohexan, 2,2,4-und/oder 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin, die isomeren Xylylendiamine oder auch solche Polyamine, die neben mindestens zwei primären Aminogruppen noch sekundäre Aminogruppen aufweisen wie beispielsweise Diethylentriamin oder Triethylentetramin. Bevorzugt werden Polyamine, insbesondere Diamine, des genannten Molekulargewichtsbereichs eingesetzt, die einen oder mehrere cycloaliphatische Ringe aufweisen. Hierzu gehören beispielsweise die isomeren Diaminocyclohexane, 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan, 1,3-Diaminocyclopentan, 4,4'-Diaminodicyclohexylsulfon, 4,4'-Diaminodicyclohexyl-propan-1,3, 4,4'-Diaminodicyclohexyl-propan-2,2, 3,3'-Dimethyl-4,4'diaminodicyclohexylmethan, 3-Aminomethyl-3,3, 5-trimethylcyclohexylamin (Isophorondiamin) oder technisches Bisaminomethyltricyclodecan. Ebenfalls einsetzbar als Komponente B) sind Addukte, die durch Umsetzung eines Überschusses der genannten Polyamine mit Epoxydharzen der nachstehend unter C) genannten Art hergestellt werden. Ebenfalls bevorzugt einsetzbar als Komponente B) sind Polyetheramine, die durch Umsetzung von Polyetherpolyolen mit Ammoniak hergestellt werden und beispielsweise von der Fa. Huntsman unter dem Handelsnamen Jeffamine® vertrieben werden. Selbstverständlich ist es auch möglich Gemische der genannten Polyamine als Komponente B) einzusetzen.
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Die Mengen an Komponente B ergeben sich aus der Stöchiometrie der Vernetzungsreaktion. Hierbei wird die Menge an Komponente B typischerweise so bemessen, dass pro blockierter Isocyanatgruppe der Komponente A) 0,8 bis 1,2 oder 0,9 bis 1,1, vorzugsweise 0,95 bis 1,05 primäre Aminogruppe entfallen und pro Epoxidgruppe der Komponente C) 0,5 bis 1,0 vorzugsweise 0,6 bis 0,9 primäre und sekundäre Amingruppen der Komponente B).
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Die im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden Reaktivsysteme enthalten weiterhin als Komponente C) Oxirangruppenaufweisende Verbindungen, welche im Durchschnitt je Molekül vorzugsweise mehr als eine Epoxidgruppe pro Molekül enthalten, bspw. 2, 3, 4 oder ggf. mehr. Geeignete Oxirangruppenaufweisende Verbindungen sind insbesondere Epoxidharze. Beispiele für geeignete Epoxidharze sind Glycidylether von mehrwertigen Alkoholen wie z. B. Butandiol, Hexandiol, Glycerin, hydriertem Diphenylolpropan oder mehrwertigen Phenolen wie z. B. Resorcin, Diphenylolpropan, Diphenylolmethan (Bisphenol F) oder Phenol-Aldehyd-Kondensaten. Besonders bevorzugt ist der Einsatz von flüssigen Epoxidharzen auf Basis von Epichlorhydrin und Diphenylolpropan-2.2 (Bisphenol A) oder Diphenylolmethan (Bisphenol F). Das Molekulargewicht der Epoxidharze kann im Bereich von 174 bis 1000, vorzugsweise im Bereich von 340 bis 450 liegen. Gewünschtenfalls kann durch Zusatz monofunktioneller Epoxidverbindungen die Viskosität der Mischungen gesenkt werden und dadurch die Verarbeitung verbessert werden. Beispiele hierfür sind aliphatische und aromatische Glycidylether wie Butylglycidylether, Phenylglycidylether oder Glycidylester wie Versaticsäureglycidylester oder Epoxide wie Styroloxid oder 1,2-Epoxidodecan.
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Entsprechend der Lehre der
DE 102006031889 A1 kann die Komponente C) auch epoxifunktionelle Polysulfidharze in untergeordneten Mengen enthalten.
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Die Komponente C ist vorzugsweise in einem Gehalt von ≥ 1015 Gew.-% in dem Reaktivsystem enthalten. Die Komponente C ist vorzugsweise in einem Gehalt von bis zu 60 Gew.-% in dem Reaktivsystem enthalten. Vorzugsweise ist die Komponenten C in einem Gehalt von 10–60 Gew.-% oder besonders bevorzugt von 20–50 Gew.-% in dem Reaktivsystem enthalten.
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Als Komponente D) enthalten die im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden Reaktivsysteme Polymere oder Copolymere mit Amino-Endgruppen oder Polymere bzw. Copolymere mit Oxiran-Endgruppen, wobei Amino- und Oxiran-Endgruppen jeweils reaktive Endgruppen sind. Die Polymere/Copolymere können jeweils Acrylnitirl- und/oder Butadien-Monomeren-Bausteine und/oder andere Dien-Monomeren-Bausteine enthalten.
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Insbesondere kann die Komponente D) Acrylnitril-Butadien Copolymere und/oder Butadien Homopolymere und/oder andere Dien-Homopolymere, insbesondere Acrylnitril-Butadien Copolymere und/oder Butadien Homopolymere enthalten.
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Als Komponente D) enthalten die im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden Reaktivsysteme besonders bevorzugt (i) Acrylnitril-Butadien Copolymere mit Amino-Endgruppen oder (ii) Acrylnitril-Butadien Copolymere und/oder Butadien Homopolymere mit Oxiran-Endgruppen. Gegebenenfalls können als Copolymere auch Acrylate enthalten sein, vorzugsweise in nur geringen Anteilen.
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Die Copolymere können jeweils statistische Copolymere oder Blockpolymere sein.
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Bei der Komponente D) handelt es sich um bei Raumtemperatur (23°C) flüssige, funktionelle (reaktive) Kautschuktypen, die an sich seit langem bekannt sind. Verfahren zur Herstellung derartiger Polymere sind beispielhaft beschrieben in den Patentanmeldungen US 5053496, US 3823107 oder US 3285949. Typischerweise werden solche Kautschuktypen durch Umsetzung von Carboxyl-Endgruppen aufweisenden Copolymeren wie z.B. Butadien-Acrylnitril-Copolymeren oder Butadien-Polymeren entweder mit Diaminen mit primären und/oder sekundären Aminogruppen erhalten oder alternativ durch Umsetzung mit Oxirangruppen aufweisenden Verbindungen, die mindestens zwei Oxirangruppen pro Molekül enthalten.
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Erfindungsgemäß als Komponente D) einsetzbare Polymere haben vorzugsweise ein mittleres Molekulargewicht von 1000 bis 10.000 oder 2000 bis 6000 vorzugsweise 3000 bis 5000. Als Komponente D) einsetzbare Polymere enthalten im Mittel entweder 1,0 bis 2,0, vorzugsweise 1,5 bis 1,9 Oxirangruppen pro Molekül, oder alternativ 1,0 bis 2,0, vorzugsweise 1,5 bis 1,9 aliphatische, primäre oder sekundäre Amingruppen pro Molekül.
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Die Komponente D) kann eine Viskosität von 30000 mPas bis 800000 mPas bei 23°C haben, vorzugsweise 30000 mPas bis 200000 mPas bei 23°C.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat sich gezeigt, dass der Zusatz der Komponente D) die Anfangshaftung zum Substrat und auch zum verstärkenden Flächengebilde (Flächengewebe) deutlich verbessert und dies bereits bei Verwendung von geringen Mengen bezogen auf die Gesamtmenge des reaktiven Beschichtungssystems. Typischerweise wird die Komponente D) in Mengen von 0,25% bis 10 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des reaktiven Beschichtungssystems eingesetzt, vorzugsweise 0,5 bis 5 Gew.-%.
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Die im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden reaktiven Beschichtungssysteme enthalten weiterhin als Komponente E) die in der Beschichtungstechnologie üblichen Füllstoffe, Hilfsund Zusatzmittel wie beispielsweise Füllstoffe, Lösungsmittel, Verlaufshilfsmittel, Pigmente, Thixotropiermittel, Lösungsmittel oder Viskositätsregulatoren wie beispielsweise Sande, Gesteinsmehl, Kreide, Kieselsäure, Kaolin, Talkum, Schwerspat, Teer, Teerpech, Asphalte, Gummigranulate, Polyamide, Weichmacher wie beispielsweise Phtalsäureester, Phosphorsäureester, Alkylsulfonsäureester, Adipinsäureester oder andere Viskositätsregulatoren wie beispielsweise Benzylalkohol oder Isononylphenol. Weiterhin können als Komponente E) reaktionsbeschleunigende Katalysatoren mitverwendet werden. Beispielhaft genannt seien Reaktionsbeschleuniger wie Salicylsäure, Bis-(dimethylamino methyl)-phenol oder Tris-(dimethylaminomethyl)-phenol oder Amidinbasen. Vorzugsweise enthalten die im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren reaktiven Beschichtungssysteme als Komponente E) zusätzlich Flammschutzmittel wie beispielsweise Phosphorsäureester und/oder Aluminiumoxide. Die genannten Bestandteile können jeweils einzeln oder in Kombination eingesetzt werden.
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Die Komponente E) kann in einem Anteil von bis zu 70 Gew.-% in dem Reaktivsystem enthalten sein, vorzugsweise in einem Anteil von ca. 10–60 Gew.-%, besonders bevorzugt 15 bis 50 Gew.-%.
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Die im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden reaktiven Beschichtungssysteme werden typischerweise als 2-Komponentensysteme bestehend aus einer Harzkomponente und einer Härterkomponente formuliert. Die Harzkomponente enthält dabei die Komponenten A), C) und E) sowie die Komponente D), sofern diese Oxirangruppen aufweist. Typischerweise enthält die Harzkomponente die Komponenten A) und C) entsprechend einem Gewichtsverhältnis von 30:70 bis 70:30, vorzugsweise 60:40 bis 40:60 und besonders bevorzugt 45:55 bis 55:45. Die Härterkomponente enthält dabei die Komponente B) sowie die Komponente D), sofern diese Amingruppen aufweist. Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn bestimmte Bestandteile der Komponente E) der Härterkomponente zugemischt werden.
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Die im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden reaktiven Beschichtungssysteme sind gießfähig oder fließfähig und besitzen vorzugsweise selbstverlaufende Eigenschaften und können sowohl bei kälteren Außentemperaturen als auch bei höheren Sommertemperaturen sehr gut verarbeitet bzw. verwendet werden.
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Die erfindungsgemäß einzusetzenden reaktiven Beschichtungssysteme besitzen typischerweise bei einer Temperatur von 23°C eine Viskosität im Bereich von 2.000 mPa·s bis 25.000 mPa·s auf, vorzugsweise von 3.000 mPa·s bis 20.000 mPa·s, besonders bevorzugt 5.000 mPa·s bis 15.000 mPa·s, wobei die Viskosität rotationsviskosimetrisch bestimmt wird gemäß DIN EN ISO 3219.
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Durch Zusatz von Katalysatoren der oben genannten Art kann gegebenenfalls bei dem bestehenden Beschichtungsystem die Verarbeitungszeit der Mischung sehr variabel eingestellt werden, wobei Verarbeitungszeiten von 30 Minuten bis zu ca. 2 Stunden zumeist praxisgerecht sind.
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Die im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden reaktiven Beschichtungssysteme (Beschichtungszusammensetzungen) werden bei der Abdichtung von Bauwerken grundsätzlich in Kombination mit einem verstärkenden Flächengebilde appliziert. Mit diesem Begriff sind alle gewirkten, gestrickten, gewebten, geflochtenen, gehäkelten oder auf sonstige Art aus Garnen oder Fasern hergestellten Flächengebilde, insbesondere textilen Flächengebilde, gemeint. Geeignete verstärkende Flächengewebe basieren auf organischen oder anorganische Fasern wie beispielsweise Glasfasern, Kohlefasern oder Kunststofffasern wie beispielsweise Polyester-, Polyamid-, Aramid- oder Polyacrylatfasern, Metallfasern oder fasern mit metallischen Bestandteilen o.dgl.. Vorzugsweise werden Vliesmaterialien eingesetzt wie beispielsweise Glasfaservliese oder Polyestervliese. Vorzugsweise werden die Flächengebilde, insbesondere in Form von Polyestervliesen, mit einem Flächengewicht von 50 bis 300 g/m2 oder 75 bis 250 g/m2, besonders bevorzugt 100 bis 190 g/m2 oder insbesondere 110 bis 165 g/m2 im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt. Hierdurch ist für viele Anwendungsfälle eine besondere Verstärkung bei gleichzeitig sehr geringer Ablaufneigung gegeben.
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Die im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden reaktiven Beschichtungssysteme werden vorzugsweise unmittelbar vor der Verarbeitung gemischt und härten bei den im Baubereich üblichen Umgebungstemperaturen, insbesondere ca. 23°C, innerhalb einer Zeit von 4 bis 30 Stunden oder 8 bis 24 Stunden aus. Die Verarbeitung erfolgt dabei typischerweise so, dass der abzudichtende Teil eines Bauwerks zunächst mit dem reaktiven Beschichtungssystem beschichtet wird, bspw. durch Streichen, Rollen oder Rakeln, dann wird das verstärkende Flächengebilde wie z.B. ein Vlies in das aufgetragene Beschichtungssystem eingelegt und abschließend wird das Flächengebilde mit dem Beschichtungssystem beispielsweise durch Streichen, Rollen oder Rakeln in innigen Kontakt gebracht. Hierbei wird das Flächengebilde vorzugsweise so überarbeitet, dass dieses vollständig mit dem reaktiven Beschichtungssystem durchtränkt ist und sich besonders bevorzugt darüber hinaus eine homogene Oberflächenstruktur ergibt. Gegebenenfalls kann nochmals Beschichtungszusammensetzung aufgebracht werden, um eine gleichmäßigere Oberfläche zu erzeugen.
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Die Applikation erfolgt zumeist so, dass ca. 2–10 kg oder meist 2–5 kg, z.B. ca. 3 kg Beschichtungssystem pro m2 zu beschichtender Fläche appliziert werden. Die Applikation erfolgt zumeist derart, dass in Kombination mit dem verstärkenden Flächengebilde wie insbesondere Vlies eine Beschichtungsdicke von mindestens 2mm, typischerweise von 2 bis 5 mm oder vorzugsweise 2,5 mm bis 3,5 mm resultiert (bezogen auf die Gesamtschichtdicke).
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Es hat sich als äußerst vorteilhaft herausgestellt, dass das erfindungsgemäß zu verwendende Abdichtungssystem überraschenderweise eine sehr gute Haftung zu allen im Baubereich üblichen Substraten aufweist, insbesondere zu Beton sowie Dachbahnen auf Polymer- oder Bitumenbasis einerseits und zu sich selbst andererseits. Somit ist eine Grundierung des Substrates vor dem Auftrag des im erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendenden Reaktivsystems vielfach nicht notwendig. Das im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzende Reaktivsystem kann sogar auf frischen, hoch-alkalischen Beton bzw. auf restfeuchten Beton aufgebracht werden. Aufgrund des hohen spezifischen Gewichts weist die erfindungsgemäß zu verwendende Abdichtungsmasse ein hohes Penetrationsvermögen auf und dichtet unter eventuell vorhandenen Wasserlagen das Substrat, beispielsweise den Beton, ab.
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Dabei lassen sich die polymerphysikalischen Eigenschaften der im erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden Reaktivsysteme in weiten Bereichen variieren. Für mechanisch belastbare, vergleichsweise harte Abdichtungen, beispielsweise von Balkonen, Terrassen und Parkdecks wird der Anteil an Komponente A) im Rahmen der vorstehend gemachten Angaben relativ niedrig gewählt und der Anteil an Komponente C) entsprechend hoch. Für hochelastische, relativ weiche Abdichtungen, wie sie beispielsweise zur Abdichtung von Flachdächern eingesetzt werden, wird dagegen der Anteil an Komponente A) im Rahmen der vorstehend gemachten Angaben relativ hoch gewählt und der Anteil an Komponente C) entsprechend niedrig.
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Wie bereits vorstehend ausgeführt, weist das im erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendende Reaktivsystem auch eine gute Haftung zu sich selbst auf. Mithin ist es möglich, mehrere Schichten der erfindungsgemäß zu verwendenden Abdichtungsmasse übereinander aufzubringen, wobei zwischen den verschiedenen Aufbringungsvorgängen die jeweils zuvor aufgebrachte Abdichtungsmasse bereits ausgehärtet sein kann. Diese Eigenschaft ist von großem Vorteil, da bei großen Substraten, beispielsweise Gebäudewänden oder Dachflächen, die Beschichtung ggf. nicht in einem Zuge aufgebracht werden kann, sondern über mehrere Tage verteilt aufgebracht werden muss. Dies stellt aufgrund der guten Haftung der im erfindungsgemäßen Verfahren zu verwendenden Reaktivsysteme zu sich selbst kein Problem dar, so dass auch in den Anschlussbereichen eine lückenlose Abdichtung erfolgt, wobei die nachfolgend aufgetragene Abdichtungsmasse zum einen zuverlässig an den Untergrund, beispielsweise Beton, als auch an die bereits aufgebrachte und ausgehärtete Abdichtungsmasse anhaftet und aushärtet.
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Vor der Applikation der im erfindungsgemäßen Verfahren aufzubringenden Abdichtung kann das Aufbringen einer Grundierung vorteilhaft sein. Hierbei hat sich gezeigt dass die erfindungsgemäß einzusetzenden reaktiven Beschichtungssysteme eine ausgezeichnete Haftung zu nahezu allen Grundierungen des Marktes aufweisen, insbesondere zu lösemittelfreien oder lösemittelarmen Grundierungen auf Polyurethan- und Epoxidharzbasis.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit eine zuverlässige Abdichtung von Bauwerken im Innen- und Außenbereich, beispielsweise im Verbund mit Fliesen- und Plattenbelägen zur Abdichtung von Innenräumen gegen nichtdrückendes Wasser, sowie von Behältern gegen von innen drückendes Wasser im Innen- und Außenbereich. Derartige Verfahren sind national gemäß
Bauregelliste A Teil 2, lfd. Nr. 2.50 und international gemäß
ETAG 022 "Abdichtungen für Böden und Wände in Nassräumen" geregelt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere geeignet zur Abdichtung gegen drückendes und nicht drückendes Wasser bei Fundamenten, Terrassen, Balkonen, Flachdächern, Parkdecks, Tiefgaragen und/oder Betonsockeln, bei im wesentlichen horizontalen Bauwerksflächen wie Terrassen und Flachdächern insbesondere im Bereich von Aufkantungen. Das erfindungsgemäße Verfahren deckt somit die Bereiche der Bauwerksabdichtung nach
DIN 18195 und der Dachabdichtung nach
DIN 18531 in vollem Umfang ab.
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Die im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Beschichtungen besitzen darüber hinaus eine gute kurzzeitige Hitzebeständigkeit bis ca. 250°C, so dass sie auch in Kombination mit Gussasphalt zur Herstellung von flüssig aufzubringenden Brückenabdichtungen gemäß der europäischen Richtlinie ETAG 033 einsetzbar sind.
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Die nachfolgenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern. Alle Mengenangaben beziehen sich, sofern nicht anders vermerkt auf das Gewicht.
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Patentbeispiele
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Komponente A1
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- Desmocap 11: Polyisocyanatprepolymer auf Basis eines verzweigten Polyethers und Toluylendiisocyanat, blockiert mit Isononylphenol; Gehalt an blockierten NCO-Gruppen = 2,4%; Handelsprodukt der Fa. Bayer Material Science
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Komponente A2
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- Desmocap 12: Polyisocyanatprepolymer auf Basis eines linearen Polyethers und Toluylendiisocyanat, blockiert mit Isononylphenol; Gehalt an blockierten NCO-Gruppen = 1,6%; Handelsprodukt der Fa. Bayer Material Science, Leverkusen
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Komponente B1
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Härtergemisch bestehend aus
12 Gew.-Teilen | Tris-(dimethylaminomethyl)-phenol |
25 Gew. Teilen | technisches Iso-Nonylphenol |
35 Gew. Teilen | Isophorondiamin |
28 Gew. Teilen | Benzylalkohol |
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Komponente B2
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Härtergemisch bestehend aus
12 Gew.-Teilen | Tris-(dimethylaminomethyl)-phenol |
25 Gew.-Teilen | technisches iso-Nonylphenol |
35 Gew.-Teilen | Diaminocyclohexan, technisches Isomerengemisch |
28 Gew.-Teilen | Benzylalkohol |
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Komponente C1
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- Handelsübliches Epoxidharz auf Bisphenol A-Basis, enthaltend einen monofunktionellen Glycidylether als Reaktivverdünner mit einem Epoxydäquivalentgewicht von 182 und einer Viskosität von 450 mPas (23°C), Cetepox 152R, Handelprodukt der Fa. CTP CHEMICALS AND TECHNOLOGIES FOR POLYMERS GMBH, Rüsselsheim
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Komponente D1
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- Hypro ATBN 1300X21, aminfunktionelles Copolymer auf Basis Butadien/Acrylnitril mit einem Aminäquivalentgewicht von 1200 und einer Viskosität von 160000 mPas (27°C), Handelprodukt der Fa. CVC Thermoset Specialties, Moorestown USA
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Komponente D2
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- Hypro ETB 2000x174, oxiranfunktionelles Polybutadienpolymer mit einem Epoxidäquivalentgewicht von 2450 und einer Viskosität von 60000 mPas (27°C), Handelprodukt der Fa. CVC Thermoset Specialties, Moorestown USA
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Test zur Bestimmung des Haftvermögens in nassem Zustand:
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Die reaktive Beschichtungsmasse wird auf eine handelsübliche Platte aus expandiertem Polystyrol aufgebracht, anschließend wird ein Polyestervlies mit einem Raumgewicht von 165 g/m2 eingelegt, welches sofort nochmals mit der Beschichtungsmasse überbeschichtet wird, wobei eine vollkommen homogene Fläche erhalten wird. Die Polystyrolplatte wird anschließend senkrecht gestellt. Nach Aushärtung der Beschichtung wird die Schichtdicke der Beschichtung im oberen und unteren Bereich gemessen, weiterhin wird kontrolliert, ob und wie weit das Vlies abgerutscht ist.
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Beispiel 1 (erfindungsgemäß)
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Durch Anreibung in einem handelsüblichen Dissolver wird eine Harzmischung hergestellt:
30 Gewichtsteile | Komponente C1 (Epoxidharz) |
30 Gew.-Teile | Komponente A1 (blockiertes Polyisocyanatprepolymer) |
6,0 Gew.-Teile | Titandioxid-Weisspigment TIOX280 der Fa. Crimea Titan |
18 Gew.-Teile | Aluminiumoxid Martinal ON 310 der Fa. Martinswerke |
1,5 Gew.-Teile | Schwarzpigment, Eisenoxid |
12 Gew.-Teile | Bariumsulfat, Schwerspat EWO der Fa. Sachtleben |
0,5 Gew.-Teile | Kieselsäure, Wacker HDK 18 der Fa. Wacker |
2 Gew.- Teile | Lösemittel, Solventnaphta 100 |
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Durch Mischen in einem handelsüblichen Mischaggregat wird eine Härtermischung hergestellt:
96 Gew.-Teile | Komponente B1 (aminische Härtermischung) |
4 Gew.-Teile | Komponente D1 (aminfunktionelles Kautschukpolymer) |
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100 Gew.-Teile der Harzmischung und 40 Gew.-Teile der Härtermischung werden durch Rühren innig vermischt; nach dem Umtopfen in ein zweites Rührgefäß wird nochmals durch Rühren vermischt, wobei man die gebrauchsfertige reaktive Beschichtungsmasse erhält. Die Beschichtungsmasse hat eine Verarbeitungszeit von 40 Minuten bei 20°C. Die reaktive Beschichtungsmasse zeigt eine ausgezeichnete Haftung zu Beton, Kunststoff und Metallen.
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Beispiel 2 (erfindungsgemäß)
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Durch Anreibung in einem handelsüblichen Dissolver wird eine Harzmischung hergestellt:
30 Gew.-Teile | Komponente C1 (Epoxidharz) |
27 Gew.-Teile | Komponente A1 (blockiertes Polyisocyanatprepolymer) |
3 Gew.-Teile | Komponente D2 (oxiranfunktionelles Kautschukpolymer) |
6,0 Gew.-Teile | Titandioxid-Weisspigment TIOX 280 der Fa. Crimea Titan |
18 Gew.-Teile | Aluminiumoxid Martinal ON 310 der Fa. Martinswerke |
1,5 Gew.-Teile | Schwarzpigment, Bayferrox 306 der Fa. Lanxess |
12 Gew.-Teile | Bariumsulfat, Schwerspat EWO der Fa. Sachtleben |
0,5 Gew.-Teile | Kieselsäure, Wacker HDK 18 der Fa. Wacker |
2 Gew.- Teile | Lösemittel, Solventnaphta 100 |
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100 Gew.-Teile der Harzmischung und 28 Gew.-Teile der Härtermischung B2 (aminische Härtermischung) werden durch Rühren innig vermischt; nach dem Umtopfen in ein zweites Rührgefäß wird nochmals durch Rühren vermischt, wobei man die gebrauchsfertige reaktive Beschichtungsmasse erhält. Die Beschichtungsmasse hat eine Verarbeitungszeit von 30 Minuten bei 20°C. Die reaktive Beschichtungsmasse zeigt eine ausgezeichnete Haftung zu Beton, Kunststoff und Metallen.
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Beispiel 3 (erfindungsgemäß)
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Durch Anreibung in einem handelsüblichen Dissolver wird eine Harzmischung hergestellt:
30 Gew.-Teile | Komponente C1 (Epoxidharz) |
15 Gew.-Teile | Komponente A1 (blockiertes Polyisocyanatprepolymer) |
15 Gew.-Teile | Komponente A2 (blockiertes Polyisocyanatprepolymer) |
6,0 Gew.-Teile | Titandioxid-Weißpigment TIOX 280 der Fa. Crimea Titan |
18 Gew,-Teile | Aluminiumoxid Martinal ON 310 der Fa. Martinswerke |
1,5 Gew.-Teile | Schwarzpigment, Bayferrox 306 der Fa. Lanxess |
12 Gew.-Teile | Bariumsulfat, Schwerspat EWO der Fa. Sachtleben |
0,5 Gew.-Teile | Kieselsäure, Wacker HDK 18 der Fa. Wacker |
2 Gew.-Teile | Lösemittel, Solventnaphta 100 |
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Durch Mischen in einem handelsüblichen Mischaggregat wird eine Härtermischung hergestellt:
96 Gew.-Teile | Komponente B2 (aminische Härtermischung) |
4 Gew.-Teile | Komponente D1 (aminfunktionelles Kautschukpolymer) |
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100 Gew.-Teile der Harzmischung und 28 Gew.-Teile der Härtermischung werden durch Rühren innig vermischt; nach dem Umtopfen in ein zweites Rührgefäß wird nochmals durch Rühren vermischt, wobei man die gebrauchsfertige reaktive Beschichtungsmasse erhält. Die Beschichtungsmasse hat eine im Vergleich zu Beispiel 1 verkürzte Verarbeitungszeit von 30 Minuten bei 20°C. Die reaktive Beschichtungsmasse zeigt eine ausgezeichnete Haftung zu Beton, Kunststoff und Metallen.
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Beispiel 4
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(nicht erfindungsgemäßes Vergleichsbeispiel ohne funktionellen Kautschuk)
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Beispiel 1 wird wiederholt jedoch wird als Härtermischung die Komponente B1 eingesetzt. 100 Teile der Harzkomponente werden mit 39 Gew.-Teilen der Komponente B1 wie vorstehend beschrieben vermischt. Die Beschichtungsmasse hat eine Verarbeitungszeit von 30 Minuten bei 20°C. Die reaktive Beschichtungsmasse zeigt eine ausgezeichnete Haftung zu Beton, Kunststoff und Metallen.
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Beispiel 5
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(nicht erfindungsgemäßes Vergleichsbeispiel ohne funktionellen Kautschuk)
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Beispiel 1 wird wiederholt jedoch wird als Härtermischung die Komponente B2 eingesetzt. 100 Teile der Harzkomponente werden mit 27 Gew.-Teilen der Komponente B2 wie vorstehend beschrieben vermischt. Die Beschichtungsmasse hat eine im Vergleich zu Beispiel 1 verkürzte Verarbeitungszeit von 30 Minuten bei 20°C. Die reaktive Beschichtungsmasse zeigt eine ausgezeichnete Haftung zu Beton, Kunststoff und Metallen. Tabelle 1:
Beispiel | Schichtdicke oben | Schichtdicke unten | Vliesverschiebung |
1 | 3,0 mm | 3,3 mm | keine |
2 | 3,3 mm | 3,5 mm | keine |
3 | 3,4 mm | 3,5 mm | keine |
4 | 2,5 mm | 3,2 mm | 20 mm |
5 | 2,4 mm | 3,4 mm | 24 mm |
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2152606 A [0003]
- EP 950675 A1 [0003]
- DE 19935325 [0003]
- EP 1607441 [0007]
- DE 2152606 [0010]
- EP 0950675 A1 [0010]
- EP 283148 A [0013]
- US 3278457 A [0013]
- US 3427256 A [0013]
- US 3829505 A [0013]
- US 4472560 A [0013]
- US 3278458 A [0013]
- US 3427334 A [0013]
- US 3941849 A [0013]
- US 4721818 A [0013]
- US 3278459 A [0013]
- US 3427335 A [0013]
- US 4355188 A [0013]
- DE 102006031889 A1 [0019]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN EN ISO 3219 [0033]
- Bauregelliste A Teil 2, lfd. Nr. 2.50 [0042]
- ETAG 022 "Abdichtungen für Böden und Wände in Nassräumen" [0042]
- DIN 18195 [0042]
- DIN 18531 [0042]
- Richtlinie ETAG 033 [0043]