DE102019001859A1

DE102019001859A1 - Herstellung eines Kunststoffs auf Harzbasis mit stufenlos einstellbarer Härte

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Publication number: DE102019001859A1
Application number: DE102019001859.1A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2020-09-17

Abstract

Es werden die folgenden Stoffe gemischt: ein Harz, ein Härter zum Aushärten des Harzes, ein Polymer und ein Peroxid. Durch Aushärten des Gemischs entsteht ein Kunststoff.Das Mischungsverhältnis Harz zu Härter bleibt immer gleich. Das Mengenverhältis Polymer zu Peroxid bleibt auch gleich.Der Anteil von Polymer und Peroxid in dem Gemisch bestimmt die Härte bzw. „Weichheit“ der ausgehärteten Mischung.Es sind lagerfähige Vorratsmischungen für eine Zweikomponentenmischung als auch für eine Dreikomponentenvariante möglich.Bei der Zweikomponentenmischung ist die Härte bzw. „Weichheit“ vorab variabel fest einstellbar.Bei der Dreikomponentenvariante ist die Härte bzw.„Weichheit" unmittelbar vor der Verwendung stufenlos wählbar durch einfache Hinzugabe einer vorgemischten Vorratslösung aus Plymer und Peroxid zum Harz - Härtergemisch.Der entstehende Kunststoff ist wasserundurchlässig, gut haftend und langlebig. Der Kunststoff bleibt auch bei niedrigen Temperaturen flexibel und dehnfähig.Der Kunststoff eignet sich insbesondere im Bau- und Sanierungssektor unter anderem als Voranstrich, Dichtstoff oder Korrosionsschutz.Mischungen können mit harten und /oder dehnfähigen Füll- und Zuschlagstoffen verschiedenster Art und/oder Faserverstärkungsstrukturen auch als Mörtelmasse für Gefällekorrekturschichten in Bodenbereichen, verschalt oder unverschalt auch als Reparaturmasse bei Betonsanierungen an aufgehenden Betonteilen verwendet werden mit Abdichtungs-, Schutz- oder auch Dämmfunktion.Der Kunststoff eignet sich, zur Fertigung von Formteilen sowie zur Verbindung von Stoffen mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten auch im Kfz-Bereich.Die Flexibilität des Kunststoffs kann durch Wandfarbanstriche dauerhaft erhalten werden. Das Verfahren ist einfach auszuführen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffs auf Harzbasis mit stufenlos einstellbarer Härte. Die Anmeldung betrifft außerdem ein Polymer-Peroxid-Gemisch, ein Harz-Peroxid-Gemisch, ein Härter-Polymer-Gemisch und einen Kunststoff.
Stand der Technik
Flüssige Harze, zum Beispiel Reaktionsharze, insbesondere Epoxidharze, lassen sich durch Zugabe eines Härters aushärten. Die ausgehärteten Harze sind im Allgemeinen hart, robust, beständig, wasserundurchlässig, sehr gut haftend. Sie werden unter anderem als Voranstriche, für dünne Beschichtungen auch mit eingerührtem Quarzmehl oder Füllstoffen verwendet, insbesondere im Baubereich (innen und außen).
Für viele grundsätzlich mögliche Anwendungen sind die Harze jedoch zu hart und zu wenig biegsam oder dehnbar. Wird hartes Harz beispielsweise verwendet, um Betonuntergründe dick zu beschichten, entstehen bei niedrigen Temperaturen durch die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Harzmischung und des Betons (das Harz schrumpft stärker als der Beton) sehr große Zugkräfte. Da sich das Harz, das sich wegen der hervorragenden Haftung auf Beton nicht vom Beton löst, „zerreißt“ es ihn regelrecht. Dies kann auch beim Füllen von breiten Rissen oder Fugen eintreten.
Es besteht ein Bedarf an beständigen, wasserundurchlässigen, gut haftenden Materialien mit unterschiedlichen Härtegraden, insbesondere für Bau- und Sanierungszwecke. Die Materialien müssen innerhalb eines ausreichend großen Temperaturbereichs verwendbar sein. Es wäre wünschenswert, ein solches Material mit einem individuell gewünschten Härtegrad auf einfache Weise vor Ort (zum Beispiel auf einer Baustelle) herstellen zu können.
Es sind Verfahren bekannt, mit denen sich flexible Epoxidharze herstellen lassen.
EP 0 566 822 B1 beschreibt Härter, die sich zur Flexibilisierung von Epoxidharzen eignen. Weitere Härter für Epoxidharze sind zum Beispiel aus EP 2 943 518 B1 , EP 2 592 099 A1 und EP 2 731 979 A1 bekannt.
Die herkömmlichen Verfahren erlauben es jedoch nicht, die Härte des Endprodukts auf einfache Weise stufenlos einzustellen.
Es sind ferner polymere Dichtungsmittel bekannt, insbesondere Polysulfidpolymere. Diese Dichtungsmittel sind weich und wasserundurchlässig, aber weniger robust als ausgehärtete Harze und für viele Anwendungen zu weich.
DE 19718630 A1 beschreibt ein härtbares Polysulfidpolymer-Zweikomponentensystem.
Aufgabe der Erfindung
Experimente des Erfinders haben gezeigt, dass eine Mischung aus einem Epoxidharz, einem Härter zum Aushärten des Epoxidharzes und einem flüssigen Polymer (zum Beispiel einem flüssigen Polysulfidpolymer) keinen dauerhaft flexiblen Stoff ergibt. Die alleinige Zugabe eines Polymers (zum Beispiel eines Elastomers) bewirkt keine dauerhafte Reduzierung der Härte des ausgehärteten Harzes, insbesondere nicht bei niedrigen Temperaturen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines beständigen, wasserundurchlässigen und gut haftenden Kunststoffs anzugeben, wobei die Härte des Kunststoffs auf einfache Weise stufenlos einstellbar sein soll.
Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, Stoffgemische anzugeben, die zur Durchführung eines derartigen Verfahrens geeignet oder dafür vorgesehen sind.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, einen beständigen, gut haftenden, Kunststoff anzugeben, der mit stufenlos einstellbarer Härte hergestellt werden kann.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein erster Aspekt dieser Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffs. Das Verfahren weist die folgenden Maßnahmen auf:

- Herstellen eines Gemischs durch Mischen der folgenden Stoffe: ein flüssiges Harz, ein Härter zum Aushärten des Harzes, ein flüssiges Polymer und ein Peroxid;
- Aushärten des Gemischs.

Mit diesen Maßnahmen lässt sich ein beständiger, gut haftender, wasserundurchlässiger, Kunststoff herstellen. Die Zugabe des Peroxids hat den überraschenden Effekt, dass sich Harz, Härter, Polymer und Peroxid dauerhaft verbinden. Das ausgehärtete Gemisch aus Harz, Härter, Polymer und Peroxid kann flexibler (insbesondere weicher und dehnbarer) sein als das ausgehärtete herkömmliche Gemisch aus nur Harz und Härter. Die gewünschte Härte (oder Weichheit, Nachgiebigkeit, Dehnbarkeit, Biegsamkeit, Elasitizität) des Kunststoffs ist durch Einstellung der Menge an Polymer und Peroxid stufenlos einstellbar. Eine erhöhte Dosis von Polymer und Peroxid führt zu einer reduzierten Härte (also einer erhöhten Weichheit) des Kunststoffs.
Die Komponenten Harz, Härter, Polymer und Peroxid werden in dieser Anmeldung auch als A (Harz), B (Härter), C (Polymer) und D (Peroxid) bezeichnet. Die jeweiligen Volumina und Massen dieser Komponenten sind V_A, V_B, V_C und V_D beziehungsweise M_A, M_B, M_C und M_D. Geeignete Mengen oder Mischverhältnisse der Eingangsstoffe A, B, C und D lassen sich experimentell ermitteln, insbesondere durch Variation innerhalb der weiter unten in dieser Beschreibung empfohlenen Wertebereiche. Das Gemisch A + B + C + D wird in dieser Anmeldung auch als Gesamtgemisch oder als vollständiges Gemisch bezeichnet. Ein Gemisch A + B wird in dieser Anmeldung auch als Grundharz oder als Grundharzmischung bezeichnet. Ein Gemisch C + D wird in dieser Anmeldung auch als Additiv bezeichnet.
In einer Ausführungsform des Verfahrens sind das Harz, der Härter und das Polymer während des Mischens jeweils flüssig. Dies lässt sich durch Anmischen bei einer geeigneten Temperatur (zum Beispiel Raumtemparatur) erreichen. Das Peroxid kann zum Beispiel in Pulverform vorliegen.
Die „Topfzeit“, die Zeit, die vergeht, bis im Ansatzbehälter die Aushärtung des Gemischs spürbar beginnt, kann je nach Zusammensetzung von Harz und Härter, dem Ansatzvolumen, den Zuschlagstoffen, der Umgebungstemperatur und geringfügig auch von der Härteeinstellung (also dem Anteil an Polymer und Peroxid in der Gesamtmischung) abhängig sein und z.B. circa 20 bis 60 Minuten betragen.
Das Volumenverhältnis von Harz und Härter zu Polymer und Peroxid kann zwischen 300 : 1 („300 zu 1“) und 1 : 1 liegen. In anderen Worten: $1 : 1 < (V_{A} + V_{B}) : (V_{C} + V_{D}) < 300 : 1.$
Der Kunststoff wird umso weicher, biegsamer und dehnbarer, je größer der Wert (V_C + V_D): (V_A + V_B) ist, oder allgemeiner, je größer die Menge an Polymer und Peroxid im Verhältnis zu Harz und Härter gewählt wird. Dieser Wert und damit die Härte beziehungsweise Weichheit ist stufenlos einstellbar. Im Bausanierungsbereich liegt (V_C + V_D): (V_A + V_B) vorzugsweise zwischen 1 : 30 und 20 : 30.
Das Volumenverhältnis von Harz zu Härter, V_A : V_B, hängt von der Art des Harzes und des Härters ab. In einer Ausführungsform des Verfahrens liegt das Volumenverhältnis V_A : V_B zwischen 3 : 2 und 3 : 1. In anderen Worten: $3 : 2 < V_{A} : V_{B} < 3 : 1.$
In einem Beispiel ist V_A : V_B = 2 : 1.
Als Harz und als Härter können zum Beispiel das Epoxidharz und der Härter aus einem der folgenden Produkte verwendet werden:

- „MasterTop P 617“ des Herstellers BASF;
- „EURODUR EP 0100“ des Herstellers EUROTEAM Bauchemie GmbH.

In einer Ausführungsform des Verfahrens liegt das Massenverhältnis von Polymer (zum Beispiel ein Polysulfidpolymer mit SH-Endgruppen) zu Peroxid (zum Beispiel Zinkperoxid, Magnesiumperoxid oder Calciumperoxid) zwischen 5 : 1 und 60 : 1. In anderen Worten: $5 < M_{C} : M_{D} < 60.$
Gute Ergebnisse sind mit 10 < M_C : M_D < 40 zu erwarten, insbesondere mit 20 < M_C : M_D < 30. Dieses Mischverhältnis von Polymer zu Peroxid (zum Beispiel Zinkperoxid) ist insbesondere in Verbindung mit dem oben genannten Produkt „MasterTop P 617“ anwendbar.
Beispiel: Es werden 20 kg Polysulfidpolymer und 1,5 kg Peroxidpulver (zum Beispiel Zinkperoxidpulver) mit einem Reinheitsgrad von 50 % bis 60 % verwendet. Das Peroxidpulver enthält somit etwa 0,75 kg bis 0,9 kg Peroxid. In diesem Beispiel gilt: $M_{C} : M_{D} = 20 : (0, 75 bis 0,9),$
oder $22 < M_{C} : M_{D} < 27.$
In einem Ausführungsbeispiel ergeben sich bei Epoxidharzen, die in Volumenverhältnissen von V_A: V_B = 2:1 angerührt werden, für die Harzmischung A + B + C + D je nach gewünschter Härte Volumenverhältnisse V_A: V_B: V_C+D von circa 2 :1 : 0,1 bis circa 2:1: 2,5.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist das Peroxid folgendes: Zinkperoxid oder Magnesiumperoxid oder Calciumperoxid oder eine Mischung aus wenigstens zwei dieser drei Peroxide. Das Peroxid kann in Form eines Peroxidpulvers vorliegen. Das Peroxidpulver enthält einen bestimmten Anteil (zum Beispiel mindestens 40 %) an reinem Peroxid sowie einen Füllstoff. Der Füllstoff vermindert die Entzündlichkeit des Pulvers.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist das Polymer ein Polysulfidpolymer oder ein Polysulfidprepolymer. Als besonders geeignet haben sich Polysulfidpolymere mit Thiol- (SH-) Endgruppen erwiesen, zum Beispiel „THIOKOL LP“ des Herstellers TORAY sowie „Thioplast G44“ des Herstellers Nouryon (früher: AkzoNobel).
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist das Harz ein Reaktionsharz. Das Reaktionsharz kann insbesondere ein Epoxidharz sein, zum Beispiel das Epoxidharz aus dem oben erwähnten Produkt „MasterTop P 617“.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Herstellen des Gemischs die folgenden Maßnahmen auf:

- Herstellen einer Polymer-Peroxid-Gemischs durch Mischen des Polymers mit dem Peroxid, und
- Mischen des Harzes, des Härters und der Polymer-Peroxid-Gemischs miteinander.

Es wird somit zunächst das Polymer-Peroxid-Gemisch C + D erzeugt. In Experimenten reagierte das Peroxid D nicht mit dem Polymer C. Das Gemisch C + D (in dieser Anmeldung auch als Additiv bezeichnet) kann über mehrere Jahre gelagert werden, ohne sich merklich zu verändern. Der Additiv C + D kann dem Harz A und dem Härter B daher zu einem beliebigen Zeitpunkt beigemischt werden (zum Beispiel sofort nach Vermischung von C mit D, oder nach Lagerung).
In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens weist das Herstellen des Gemischs die folgenden Maßnahmen auf:

- Herstellen eines Harz-Peroxid-Gemischs durch Mischen des Harzes mit dem Peroxid,
- Herstellen eines Härter-Polymer-Gemischs durch Mischen des Härters mit dem Polymer, und
- Mischen des Harz-Peroxid-Gemischs mit dem Härter-Polymer-Gemisch.

In dieser Ausführungsform werden somit zunächst die beiden Gemische A + D und B + C erzeugt. Diese lassen sich jeweils über längere Zeit lagern, ohne auszuhärten. Das vollständige Gemisch A + B + C + D lässt sich dann durch Mischen von nur zwei Gemischen herstellen, nämlich durch Mischen von A + D mit B + C. Dies erleichtert die korrekte Einstellung der Mischverhältnisse für einen bestimmten Härtegrad des herzustellenden Kunststoffs, zum Beispiel im Baubetrieb.
In einer Ausführungsform weist das Herstellen des Gemischs außerdem auf: Einmischen eines Zuschlagstoffs. Mögliche Zuschlagstoffe sind zum Beispiel Sand (z.B. Quarzsand), Steine (z.B. Kies), mineralische Bindestoffe (z.B. Zement), geschäumtes Glas, Styropor, Gummimehl, Gummifasern, Stellmittel oder Farbpigmente. Es können mehrere verschiedene Zuschlagstoffe eingemischt werden.
Bei Schichtstärken von 0,2 cm bis mehr als 10 cm (zum Beispiel in mehrschichtigem Aufbau, auch mit Metall oder Glasgewebematten) eignen sich als Zuschlagstoffe je nach Verwendungszweck und geforderter mechanischer Belastbarkeit zum Beispiel verschiedene Steinsorten und Quarzsandgemische in Sieblinien. Bei höher gewünschter Dämmwirkung oder Weichheit/Nachgiebigkeit kann auch geschäumtes Glas oder Styropor kugelförmig in unterschiedlicher Größe beigemengt werden. Bei noch höherer gewünschter Weichheit/Nachgiebigkeit können Gummimehl und oder Gummifasern beigemengt werden. Es sind Einzel- oder Kombinationsgemische jeglicher Art herstellbar.
Das Gemisch A + B + C + D beziehungsweise der fertige Kunststoff kann zum Beispiel als Voranstrich, Dichtstoff, Rostschutz, Mörtelmasse, z.B. zur Betonsanierung verschalt oder unverschalt, als Bodenaufbau, Bodenbelag, Dielektrikum, oder als elektrischer Isolator verwendet werden. Das Gemisch A + B + C + D kann im Bereich der Bausanierung bei jeder Einstellung pur als Voranstrich, Anstrich oder Beschichtung, auch tixotropiert mit Stellmitteln, oder mit verschiedensten Zuschlagstoffen, verwendet werden.
Das Gemisch ist einsetzbar: flüssig mit beliebigen Zuschlagstoffen als Vergussmasse, oder mit erhöhter Zuschlagsmenge zähflüssig oder spachtelbar als dämmende, abdichtende, begeh- oder befahrbare Beschichtungsmasse für die Herstellung von Gefällen zum Beispiel auf Terrassen, Balkonen oder Tiefgaragen oder zur Ausbesserung von Betonteilen. Weich eingestellte Mischungen mit Gummimehl als Zuschlagsstoff sind als Fugenfüllungen und Fugenüberbrückungen einsetzbar. Mit Stellmitteln versehen, sind sie auch keilförmig als wasserdichte Verbindung zwischen waagrechten und senkrechten Bauteilen , an Fassaden, Fenster- oder Türanschlüssen, (im Gegensatz zu Fugenbändern), auch an schwer zugänglichen Stellen, leicht aufzutragen. Sie sind auch ohne Diolenvlieseinlagen mechanisch stärker belastbar als Fugenbänder.
Da es bei den verschiedenen Mischungen keinerlei Verträglichkeitsprobleme gibt, können nass in nass, nach Begehbarkeit (je nach Umgebungstemperatur zum Beispiel 8 bis 18 Stunden) oder nach Anschleifen alter Schichten weitere, verschieden harte beziehungsweise weiche Mischungen aufgetragen oder Reparaturen ausgeführt werden, um dämmende, abdichtende, korrosionsschützende, flüssigkeitsresistente, riss- oder bewegungsüberbrückende oder materialverstärkende Wirkungen zu erreichen.
Das Gemisch A + B + C + D kann in Industriebereichen (zum Beispiel im Bau- und Betonsanierungsbereich, im Kfz-Bereich beim Dämm- oder Karosserieschutz, auch als Verbindungsschicht zwischen verschiedenen Materialien wie zum Beispiel Beton, Metall oder Holz zum Einsatz kommen. Unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten lassen sich damit überbrücken.
Das Gemisch A + B + C + D kann auch mit Zuschlagstoffen sowohl als Material für Formteile, (mit Teflon oder Polyethylen als Trennmittel überzogen), auch als Negativformteil" verwendet werden.
Die für den jeweiligen Zweck gewünschte Härte beziehungsweise Weichheit lässt sich durch die geeignete Menge an Polymer und Peroxid in der Mischung stufenlos einstellen. Je mehr Polymer C und Peroxid D in die Mischung A + B + C + D eingehen, umso flexibler ist der Kunststoff nach der Aushärtung.
Ein zweiter Aspekt dieser Anmeldung betrifft ein Polymer-Peroxid-Gemisch zur Herstellung eines harzbasierten Kunststoffs. Das Polymer-Peroxid-Gemisch enthält ein Polymer und ein Peroxid.
Das Polymer-Peroxid-Gemisch, also ein Gemisch C + D, lässt sich als Additiv zu einem Harz A (insbesondere einem Reaktionsharz, zum Beispiel einem Epoxidharz) und einem Härter B verwenden. Das flüssige Harz A und der Härter B werden mit dem Gemisch C + D vermischt. Die so entstehende Mischung A + B + C + D härtet zu dem Kunststoff aus. Bei gegebener Menge an A + B ist durch die Menge an C + D, die resultierende Härte beziehungsweise Weichheit des Kunststoffs, stufenlos einstellbar. Das Gemisch C + D ist bei Raumtemperatur flüssig.
In einem Beispiel wird das Peroxid (zum Beispiel Zinkperoxid mit einem Reinheitsgrad von 50 % bis 60%) als „stilles“ Reaktionsmittel in Thiokol eingerührt, um eine Vorratsmischung C + D herzustellen. Das Gemisch C + D kann einem herkömmlichen Epoxid-Härter-Gemisch (Grundharzmischung) A + B als Additiv hinzugefügt werden. Durch die in der Menge variable Zugabe des Additivs C + D zu der Grundharzmischung A + B (bis zu circa 100 % des Grundharzvolumens) wird erreicht, dass erst bei Reaktion der Grundharzkomponenten miteinander, das Peroxid, zum Beispiel Zinkperoxidpulver (Reinheitsgrad 50 bis 60 %, mit ca. 5 bis 10 % im Gewichtsverhältnis zum Thiokol beigemischt) zur Aushärtung des Thiokols beiträgt und durch Aushärtung von A + B + C + D ein dauerhaftes Epoxid-Thiokol-Produkt entsteht, dessen Elastizität und Härte von der Menge des zugegebenen Additivs C + D abhängt.
In einer Ausführungsform wird das Gemisch C + D in einem Behälter (zum Beispiel einem Eimer oder einer Dose) aufbewahrt. Der Behälter kann mit einer Anleitung zur Herstellung des Kunststoffs durch Mischen von C + D mit A und B versehen sein. Die Anleitung kann zum Beispiel dem Behälter beigefügt sein, oder sie kann auf den Behälter aufgedruckt sein.
Ein dritter Aspekt dieser Anmeldung betrifft ein Harz-Peroxid-Gemisch zur Herstellung eines harzbasierten Kunststoffs. Das Harz-Peroxid-Gemisch enthält ein Harz und ein Peroxid.
Das Harz-Peroxid-Gemisch, A + D, kann mit einem Härter-Polymer-Gemisch, B + C, gemischt werden. Die so entstehende Mischung A + B + C + D härtet zu dem Kunststoff aus. Der ausgehärtete Kunststoff hat eine Härte beziehungsweise Weichheit, die von der Menge an C und D in der Mischung A + B + C + D abhängt und somit stufenlos einstellbar ist.
Das Gemisch A + D ist bei Raumtemperatur flüssig.
In einer Ausführungsform wird das Gemisch A + D in einem Behälter (zum Beispiel einem Eimer oder einer Dose) aufbewahrt. Der Behälter kann mit einer Anleitung zur Herstellung des Kunststoffs durch Mischen von A + D mit B + C versehen sein.
Ein vierter Aspekt dieser Anmeldung betrifft ein Härter-Polymer-Gemisch zur Herstellung eines harzbasierten Kunststoffs. Das Härter-Polymer-Gemisch enthält ein Polymer und einen Härter zum Aushärten eines Harzes.
Das Härter-Polymer-Gemisch, B + C, kann mit einem Harz-Peroxid-Gemisch, A + D, gemischt werden. Die so entstehende Mischung A + B + C + D härtet zu dem Kunststoff aus.
Der ausgehärtete Kunststoff hat eine Härte beziehungsweise Weichheit, die von der Menge an C und D in der Mischung A + B + C + D abhängt und somit stufenlos einstellbar ist.
Das Gemisch B + C ist bei Raumtemperatur flüssig.
In einer Ausführungsform wird das Gemisch B + C in einem Behälter (zum Beispiel einem Eimer oder einer Dose) aufbewahrt. Der Behälter kann mit eine Anleitung zur Herstellung des Kunststoffs durch Mischen von B + C mit A + D versehen sein.
Es ist somit möglich, A mit D und B mit C vorab als Vorratslösung aufzubewahren (zum Beispiel in einem Gebinde), um bei einer fest definierten Härteeinstellung nur zwei Komponenten miteinander mischen zu müssen. Bei Grundharzmischungen V_A : V_B = 2 : 1 lassen sich im mittleren Härte- Weichheitsgradgrad dann im Verhältnis 1:1 mischbare Vorratslösungen herstellen, die zum Beispiel sofort zur Betonkonservierung, auch auf unbehandelten Armierungseisen und Farbanstrichen haftend, fortschreitende Korrosion dauerhaft verhindern.
In einem Beispiel wird ein Epoxid-Thiokol-Gebinde bereitgestellt, welches für eine bestimmte Härte des herzustellenden Kunststoffs vorgesehen ist. Das Gebinde enthält isoliert voneinander die lagerfähigen Komponenten K1 und K2 (zum Beispiel in zwei Behältern oder in zwei separaten Kammern eines Behälters). K1 enthält A + D, K2 enthält B + C, wie nachfolgend genauer erläutert. K1 enthält Harz A gemischt mit einem stillem Reaktionsmittel D wie zum Beispiel Zinkperoxid in der Dosierung abgestimmt auf das Thiokol C in Komponente K2. Komponente K2 enthält den Härter B für das Grundharz und pures Thiokol C. Die beiden Komponenten K1 und K2 werden miteinander gemischt. Bei „Grundharzen“ mit Mischverhältnissen A:B=2:1 lassen sich somit „mittelharte“ bzw. „mittelweiche“ Einstellungen durch ein Mischen vor Ort im Verhältnis von 1:1 erreichen. In noch flüssigem Mischzustand kann die zu erwartende Flexibilität der Mischung durch Hinzugabe von gemischtem Grundharz A + B beziehungsweise Additiv C + D auch noch geändert werden.
Ein fünfter Aspekt der Erfindung betrifft einen Kunststoff, der durch Mischen der folgenden Stoffe hergestellt worden ist: ein Harz, ein Härter zum Aushärten des Harzes, ein Polymer und ein Peroxid. Der Kunststoff kann durch eines der oben beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Er kann wasserundurchlässig, gut haftend (zum Beispiel auf Beton, Mauerwerk, Metall, Holz oder Kunststoffen) sehr dauerhaft sein.
In einem Beispiel einer Ausführungsform ist der Kunststoff bei Temperaturen von ca. plus 80 Grad Celsius bis ca. minus 20 Grad Celsius dehnfähig, wenngleich das Material mit abnehmender Temperatur härter wird. Bei niedriger Temperatur ist eine größere Kraft erforderlich, um das Material zu dehnen.
Der Kunststoff kann mit einer Schutzschicht gegen Ultraviolettstrahlung versehen sein. Dadurch wird die Lebensdauer des Kunststoffes verlängert, vor allem beim Einsatz im Freien, zum Beispiel bei Verwendung des Kunststoffs als Bodenbelag oder als Wandanstrich bei Betonsanierungen.
Der Kunststoff kann somit, zum Beispiel durch Wandfarbanstriche vor Sonneneinstrahlung und UV-Licht geschützt, dauerhaft über einen langen Zeitraum hinweg (möglicherweise mehr als 30 Jahre) erhalten werden, ohne sich wesentlich zu verändern. Mischungen aus A+B+C+D können auf eine der folgenden Arten vor Sonnen- und UV Strahlen geschützt werden, um die Weichheit und Elastizität zu erhalten:

- an senkrechten Bauteilen, durch einfache Farbanstriche mit wasserlöslichen Außenwandfarben
- bei stehendem Wasser in begehbaren Bodenbereichen, mit lösungsmittelhaltigen Außenwandfarben
- bei stark strapazierten Bodenbereichen, die weitestgehend rutschfest sein sollen: durch vollflächiges Einstreuen von handelsüblichen Farbchips in eine letzte, frisch aufgetragene Harzversiegelungsschicht, die nach dem Härten z. B. mit großflächigen Korundscheiben angeschliffen werden kann. Ein lösungsmittelhaltiger Farbanstrich, der optisch auch mit Farbchips gestaltet werden kann, bildet dann eine 2. UV-Schutzschicht.

Da sich die lösungsmittelhaltige Farbe sehr gut mit den Farbchips verbindet, die ihrerseits unlösbar mit der Harzschicht verbunden sind, lässt sich die sozusagen doppelte UV-Schutzschicht nur durch sehr starken Abrieb entfernen
In den Kunststoff kann Verstärkungsstruktur eingebettet sein. Die Verstärkungsstruktur kann zum Beispiel aus Fasern, Glasfasermatten, Glasgeweben, Vliesen (z.B. aus Diolen) oder Mullbinden bestehen. Es lassen sich Bauteile, Körper oder Gegenstände aus Beton, Metall, Holz, Gummi oder sonstigen Stoffen (außer sie sind polyethylen- oder teflonhaltig) mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten verbinden, verkleben oder verstärken.
Das in dieser Anmeldung beschriebene Verfahren erlaubt es, die Härte, Weichheit, Elastizität, Nachgiebigkeit, Biegsamkeit oder Dehnbarkeit der ausgehärteten Harzmischung auf einfache Weise variabel einzustellen.
Das Verfahren erlaubt es insbesondere, eine zweikomponentige Epoxidharzmischung, beinhaltend Harz A und Härter B, in dieser Anmeldung auch als Grundharz bezeichnet, durch die Beimischung eines flüssigen Additivs C + D auf einfachste Art und Weise stufenlos weicher einzustellen und damit die Härte des resultierenden ausgehärteten Produktes zu reduzieren. Dies kann am Anwendungsort selbst, zum Beispiel auf einer Baustelle, erfolgen.
Figurenliste
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

1 zeigt ein Flussdiagramm eines Beispiels eines Verfahrens zur Herstellung eines Kunststoffs.
2 zeigt ein Flussdiagramm eines weiteren Beispiels eines Verfahrens zur Herstellung eines Kunststoffs.
3 zeigt ein Flussdiagramm eines weiteren Beispiels eines Verfahrens zur Herstellung eines Kunststoffs.
4 zeigt schematisch ein Verwendungsbeispiel des Kunststoffs.
5 zeigt schematisch ein weiteres Verwendungsbeispiel des Kunststoffs.

1 veranschaulicht ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines Kunststoffs. In Schritt 1.1 werden die folgenden Stoffe miteinander vermischt: ein flüssiges Harz (A), ein Härter (B), ein flüssiges Polymer (C) und ein Peroxid. Als Harz, Polymer und Peroxid sind insbesondere die folgende Stoffe geeignet: ein flüssiges Epoxidharz, ein flüssiges Polysulfidpolymer mit SH-Endgruppen, und Zinkperoxid. Die Menge an Polymer und Peroxid wird bezogen auf die Menge an Epoxid und Härter so gewählt, dass das Gemisch nach seiner Aushärtung eine gewünschte Härte hat. Die gewünschte Härte ist stufenlos von sehr hart bis sehr weich wählbar. Je größer die Menge an C + D ist (das heißt die Menge an beigegebenem Polymer und Peroxid), desto weicher wird die Mischung A + B + C + D nach der Aushärtung.
Das flüssige Gemisch A + B + C + D wird vor oder während des Aushärtens appliziert (Schritt 1.2), das heißt aufgetragen, in Form gegossen, eingespritzt oder anderweitig positioniert. In einem Beispiel wird das flüssige Gemisch A + B + C + D auf einen Untergrund (z.B. Beton) aufgetragen (z.B. gestrichen oder mit Zuschlagstoffen gespachtelt). In einem anderen Beispiel wird das flüssige Gemisch A + B + C + D zwecks Herstellung eines Formteils in eine Form eingebracht (zum Beispiel gegossen oder gespritzt).
Durch Aushärten des Gemischs (Schritt 1.3) entsteht schließlich der fertige Kunststoff.
2 veranschaulicht eine erste Ausführungsform des Verfahrens. Zunächst werden das Harz mit dem Härter (Schritt 2.1) und das Polymer mit dem Peroxid (Schritt 2.2) vermengt. Dadurch entstehen Gemische A + B und C + D. Da das Polymer C und das Peroxid D kaum oder nicht miteinander reagieren, kann das Gemisch C + D lange gelagert werden, bevor in Schritt 2.1 A mit B gemischt wird.
Die beiden Gemische A + B und C + D werden miteinander vermengt (Schritt 2.3). So entsteht das Gemisch A + B + C + D.
Die weiteren Schritte 2.4 und 2.5 entsprechen den Schritten 1.2 und 1.3 in 1. Je größer die Menge an Polymer und Peroxid ist, desto weicher wird die ausgehärtete Mischung A + B + C + D.
3 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform des Verfahrens. Das Harz wird mit dem Peroxid vermengt (Schritt 3.1). Das Polymer wird mit dem Härter (Schritt 3.2) vermengt. Dadurch entstehen Gemische A + D und B + C, die jeweils längere Zeit gelagert werden können, da A nicht oder kaum mit D und C nicht oder kaum mit B reagiert. Die Menge an C + D ist auf die Menge an A + B so abgestimmt, dass die Mischung A + B + C + D nach ihrer Aushärtung eine gewünschte Härte beziehungsweise Weichheit aufweist. Die beiden Gemische A + D und C + B können zusammen in einem Set oder Produkt oder Gebinde zur Verfügung gestellt werden.
Die beiden Gemische A + D und C + B werden miteinander vermengt (Schritt 3.3). So entsteht das Gemisch A + B + C + D.
Die weiteren Schritte 3.4 und 3.5 entsprechen den Schritten 1.2 und 1.3 in 1. Je größer die Menge an Polymer und Peroxid ist, desto weicher wird die Mischung A + B + C + D nach der Aushärtung.
Die Mischung A + B + C + D kann zu vielen verschieden Zwecken verwendet werden, insbesondere zu Bau- und Bausanierungsmaßnahmen.
4 veranschaulicht ein Beispiel, in welchem die Mischung A + B + C + D (z.B. mit Gummianteilen) als Füllstoff 4.2 in eine Fuge zwischen zwei Betonteilen 4.1 und 4.2 eingebracht wird. Die ausgehärtete Mischung A + B + C + D, also der fertige Kunststoff, haftet am Beton, ist wasserundurchlässig und auch bei Temperaturen unter minus 10 Grad Celsius derart gut dehnbar, dass keine allzu großen Zugkräfte zwischen dem Beton und dem Kunststoff auftreten. Schäden im Beton und/oder im Kunststoff selbst können somit vermieden werden.
5 veranschaulicht ein Beispiel, in welchem drei Mischungen vom Typ A + B + C + D einen Bodenbelag oder Bodenaufbau 5.1, 5.2, 5.3 bilden, zum Beispiel zur Rissüberbrückung auf einem wenig stabilen oder rissgefährdeten Untergrund (z.B. Beton oder anderer Bausubstanz).
Auf den Untergrund wird eine erste Schicht 5.1 bestehend aus einer, je nach Untergrund härter oder weniger hart eingestellten Mischung A + B + C + D z.B. als Voranstrich z.B. gerollt aufgetragen.
Nach der Begehbarkeit der ersten Schicht 5.1 wird eine zweite Schicht 5.2 bestehend aus einer weicher eingestellten Mischung A + B + C + D aufgetragen, auch mit Zuschlagstoffen gerollt oder gespachtelt. Sie soll, die durch Schäden im Untergrund entstehenden Kräfte „auffangen“ und verhindern, dass die 3. Schicht, 5.3, beschädigt wird.
Diese dritte, obere Schicht 5.3 kann auch mit Geweben verstärkt härter und damit widerstandsfähiger als die 2. Schicht sein.
Nach dem Härten der dritten Schicht 5.3 wird eine UV-Schutzschicht 5.4 aufgetragen. Dadurch lässt sich verhindern, dass die darunterliegenden Schichten infolge von UV-Sonnenstrahlung verhärten.
In einer Variante der in 5 dargestellten Ausführungsform können auch noch mehr Schichten aus gleichartigen oder verschiedenen Mischungen des Typs A + B + C + D aufeinander aufgetragen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0566822 B1 [0006]
EP 2943518 B1 [0006]
EP 2592099 A1 [0006]
EP 2731979 A1 [0006]
DE 19718630 A1 [0009]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines flexiblen Kunststoffs, wobei das Verfahren die folgenden Maßnahmen aufweist: - Herstellen eines Gemischs durch Mischen der folgenden Stoffe: ein flüssiges Harz, ein Härter zum Aushärten des Harzes, ein flüssiges Polymer und ein Peroxid; - Aushärten des Gemischs.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Volumenverhältnis von Harz und Härter zu Polymer und Peroxid zwischen 300 : 1 und 1 : 1 liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Peroxid folgendes ist: Zinkperoxid oder Magnesiumperoxid oder Calciumperoxid.
Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis 3, wobei das Polymer ein Polysulfidpolymer oder Polysulfidprepolymer ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Polysulfidpolymer oder Polysulfidprepolymer SH-Endgruppen aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Harz ein Reaktionsharz ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Herstellen des Gemischs die folgenden Maßnahmen aufweist: - Herstellen einer Polymer-Peroxid-Gemischs durch Mischen des Polymers mit dem Peroxid, und - Mischen des Harzes, des Härters und der Polymer-Peroxid-Gemischs miteinander.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Herstellen des Gemischs die folgenden Maßnahmen aufweist: - Herstellen eines Harz-Peroxid-Gemischs durch Mischen des Harzes mit dem Peroxid, - Herstellen eines Härter-Polymer-Gemischs durch Mischen des Härters mit dem Polymer, und - Mischen des Harz-Peroxid-Gemischs mit dem Härter-Polymer-Gemisch
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Herstellen des Gemischs außerdem aufweist: Einmischen eines Zuschlagstoffs.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, weiter aufweisend: Verwendung des Kunststoffs als Voranstrich, Dichtstoff, Rostschutz, Mörtelmasse, Bodenaufbau oder Bodenbelag.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Kunststoff ein erster Kunststoff mit einem ersten Härtegrad ist, der in einer ersten Schicht auf ein Substrat aufgetragen wird, und wobei das Verfahren weiter aufweist: - Herstellen eines zweiten Kunststoffs mit einem zweiten Härtegrad durch Anwendung eines Verfahrens nach einem dem Ansprüche 1 bis 10; - Auftragen des zweiten Kunststoffs auf die erste Schicht.
Polymer-Peroxid-Gemisch, geeignet oder vorgesehen zur Herstellung eines Kunststoffs durch Mischen des Polymer-Peroxid-Gemischs mit einem Harz und einem Härter.
Harz-Peroxid-Gemisch, geeignet oder vorgesehen zur Herstellung eines Kunststoffs durch Mischen des Harz-Peroxid-Gemischs mit einem Härter-Polymer-Gemisch.
Härter-Polymer-Gemisch, geeignet oder vorgesehen zur Herstellung eines Kunststoffs durch Mischen des Härter-Polymer-Gemischs mit einem Harz-Peroxid-Gemisch.
Kunststoff, hergestellt durch Mischen der folgende Stoffe: ein Harz, ein Härter zum Aushärten des Harzes, ein Polymer und ein Peroxid.
Kunststoff nach Anspruch 15, mit einer in den Kunststoff eingebetteten Verstärkungsstruktur.
Kunststoff nach Anspruch 15 oder 16, mit einer Schutzschicht gegen Ultraviolettstrahlung.