DE1065962B - Verfahren zur Herstellung eines wasserfesten Dichtungsmittels auf Basis von Imprägnierungssroffe enthaltenden Schaumstoffen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

KL.22I 1

INTEBNATfONALE KL.

C09j;C08g

C 090 17 G20333IVa/22i

AMHELDETAG: 17.AUGUST 1956

' AEKANNTMACHUNg
OEB ANHELDt)NG
UND ADSCABE DER
AUSLEGESCHBIFTi

24. SEPTEMBER 1959

Es ist bekannt, daß man aus polyhydroxylhaltigcn Substanzen und Di- oder Triisocyanaten unter genau festgelegten Bedingungen, vorwiegend unter Teilnahme geringer Mengen Wasser an der Reaktion, Schaumstoffe erhält. Diese haben offene, durchgehende Poren und zeichnen sich durch außerordentlich große Kompressibilität aus, wobei sie jedoch nach Aufhebung des Druckes immer wieder sofort ihre ursprüngliche Form annehmen. Infolge ihres zusammenhängenden Porengeri'istes können sie im Normalzustand große Mengen an Wasser in sich aufnehmen. Wenn man sie jedoch stark zusammenpreßt, werden die Poren so weit zusammengedrückt, daß eine solche gepreßte Schaumstoffplatte kein Wasser mehr durchtreten läßt. In dieser Form können also beispielsweise Schaum-Stoffbänder als Dichtung für die Muffenverbindung von Rohrstücken, die eine wasserführende Leitung bilden, verwendet werden. Der besondere Vorteil besteht in der vielseitigen chemischen Widerstandsfähigkeit des Schaumstoffes sowohl gegen Säuren und Laugen wie auch gegen öle, Fette und viele Lösungsmittel in der in Abwässern vorkommenden Konzentration.

Sodann paßt sich ein solches SchaumstnfTband bei Bewegungen der Rohrleitung, die besonders bei crd- a$ verlegten Leitungen häufig auftreten, den Veränderungen des Muffeuquerschnitts an, während alle anderen heute verwendeten Dichtungsmaterialien entweder zu fest sind und daher feinste Risse bilden oder zu weich sind und dann allgemein keine Anwendung schon für Leitungen mit einem Druck von nur 0,5 atü Anden können. Nun muß aber die Muffendichtung von crdverlegten Rohren wurzelfest sein. Die feinen Haarwurzeln von Pflanzen und Bäumen bahnen sich einen Weg durch die Dichtungsmasse in das wasserführende Rohr und können dort, besonders bei Rohren geringen Querschnitts, durch Bildung von Wurzelballen zu Verstopfungen und als Folge davon zu kostspieligen Reparaturen führen. Eine Wurzelfestigkeit ist l>ei der Dichtung einer Muffe mit Hilfe eines stark zusammengepreßten Schaum stoff bande·» aber nicht gegeben. Während der Druck des Wassers etwa vorhandene schwach geöffnete Poren zusammendrückt, schiebt sich die feine Haarwur/.elspitze durch noch so stark gepreßte Poren hindurch auf dem Weg zum Wasser. . Es ist ferner bekannt, solche Schaumstoffe für Dichtungszwecke mit Lösungen von Emulsionen geeigneter Stoffe so zu imprägnieren, daß ein solches Dichtungsband unter anderem auch wurzelfest ist. jedoch bleiben bei solcher nachträglichen Imprägnierung große Xachteile iK'suhen. Ein derartiger Nachteil kann z. It. sein die Angreifbarkeit der Imprägnierung durch lösende Stoffe, wie Kette, Öle, lösungsmittel oder Treibstoffe, z. B. als Beimengung in Altwassern. Ebenso können Verfahren zur Herstellung
eines wasserfesten Dichtungsmittels
auf Basis von Imprägnierungsstoffe

enthaltenden Schaumstoffen

Anmelder:

Th. Goldschmidt A.-G.,
Essen, Heilermannstr. 15

Dr. Fritz M. Depke, Schwetzingen,
ist als Erfinder genannt worden

bei dauernd fließendem Wasser bestimmte Zusatzstoffe aus der Imprägnierung leichter ausgewaschen werden als aus einem festen Kunststoffgerüst.

Daher ist es vorteilhafter, erfindungsgemäß Imprägnicrur.gsstoffc in den Schaumstoff vor bzw. 1κ>ϊ der Schäumung einzubauen. Ein solches Verfahren unterscheidet sich grundlegend von der bekannten nachträglichen Imprägnierung, denn die Imprägniermittel müssen mit den Rohstoffen der Schaumstoffe mischbar sein und dürfen die Schäumung nicht stören. Sie dürfen also keine Lösungsmittel und erst recht kein Wasser enthalten, umgekehrt soll die Viskosität der zu verschäumenden Rohstoffmischung nicht wesentlich größer oder kleiner werden.

Als Imprägnierungsmittel, die alle vorerwähnten Bedingungen erfüllen, eignen sich Teer bzw. hochsiedende Teeröle allein oder in Mischung mit sonst weniger geeigneten Stoffen, wie sonstigen bituminösen Rohstoffen, Wachsen, Harzen, natürlichen oder künstlichen Hochpolyineren bzw. deren Lösungen in hochsiedenden, nicht flüchtigen Lösungsmitteln. Als einbaufähige Imprägniermittel sind dal>ei solche ungeeignet, die eine größere Anzahl mit den Schaumstoffrohstoffen chemisch reagierender funktioneller Gruppen enthalten. Jedoch können solche funktionellen Gruppen in geringer Zahl vorhanden sein und sind dann >ugar von Vorteil, weil bei entsprechender Veränderung des Verhältnisses der schauntstoffbiideiukit Reakti·'!!.'•komptiienton auf diese Weise ein teilweiser clu-mi>cher Kinbati des Imprägnierungsmittels in den SclmmiMoff erzielt wird, Beispiele für Stoffe mit einer geringen Zahl fuiiktiuncller Gruppen sind z. It. einfache «nler substituiert«· mono- oder polycykliseuc

It» Wl

Mono- oder Diphenole, Naphthensäuren oder deren Derivate. Je nach kleineren Viskositätsunterschieden des Imprägniermittels können auch die Komponenten der Schaumstoffbildung etwas variiert werden.

Weiterhin können auch in der Mischung Füllstoffe enthalten sein, wenn sie eine genügend hohe Mahlfeinheit besitzen. Es liegt in der Natur des neuen Verfahrens, daß das so imprägnierte Schaumstoffband nicht die außergewöhnlich geringe Dichte bzw. das

die Aufblähung der Reaktionsmischung bewirken. Gegebenenfalls können Lösungsmittel verschiedener Siedelage kombiniert werden, jedoch darf der Gehalt an Lösungsmittel nicht zu groß werden, da sich sonst S zu große, blasige Poren bilden. Zweckmäßig liegt der Lösungsmittelgehalt der Mischung zwischen 5 und 10 °/«. Für Art und Menge des Imprägniermittels sowie einen etwaigen Füllstoffanteil gilt dasselbe wie bei der Herstellung imprägnierter Schaumstoffe mit offenen Poren,

große Volumen des reinen Schaumstoffes erreicht, to ebenso die Auswahl der Polyhydroxyl- und Isocyanat-Das ist aber auch für den erfindungsgemäßen Zweck komponenten.

nicht notwendig. Bei der nachträglichen Imprägnie- Die nach diesem Verfahren erhaltenen Schaumstoffe

rung eines Schaumstoffbandes erhöht sich dessen Ge· besitzen nicht die geringe Dichte wie die Schaumstoffe wicht pro Raumeinheit beispielsweise auf das Zwei- mit offenen Poren. Ihre Dichte liegt je nach Reakbts Vierfache, je nach Stärke und Art der Imprägnie- 15 tionsführung und Imprägniermittel zwischen 0,2 und rung. Wichtig und wesentlich dagegen für das neue 0,6. Sie sind dessenungeachtet für den erfindungs-Verfahren ist die Erzielung einer genügenden Reißfestigkeit des imprägnierten Schaumstoffes durch Auswahl der geeigneten Komponenten für die Schaum-Stoffbildung, insbesondere hinsichtlich der Zahl und ao
Verteilung von Urethangruppen im ausreagierten Endprodukt. Dabei kann die Anteil an Imprägnierungsmittel so weit gesteigert werden, daß er gegebenenfalls einschließlich des Füllstoffes 60·/· des fertigen

Schaumstoffes ausmacht. Ein derart imprägnierter »5 vorhanden ist. Dementsprechend eignen sie sich beSchaumstoff gibt seine Imprägnierung auch in stark sonders für die Dichtung von Muffen mit größeren

Formunregelmäßigkeiten, z.B. bei Tonrohren sowie für die Dichtung von Leitungen, bei denen auf Grund besonderer Verhältnisse mit übernormal starken Bewegungen der einzelnen Rohrstücke zu rechnen ist und die Abdichtung mit Schaumstoff mit offenen Poren in

gemäßen Zweck genügend zusammendrückbar und besitzen ebenfalls das Vermögen, stets ihre ursprüngliche Form wieder einzunehmen.

Gegenüber den Schaumstoffen mit offenen Poren besitzen sie den großen Vorteil, ein Abdichtuugsvermögen gegen Wasser oder andere Flüssigkeiten bei höherem Druck auch dann noch zu gewährleisten, wenn die Kompression nur gering oder praktisch nicht

lösungsmittelhaltigen Gemischen nur in verschwindendem Ausmaß ab, da diese nicht nur physikalisch, sondern teilweise auch chemisch in das Strukturgerüst des Schaumstoffes eingebaut sind.

Dieser vorerwähnte imprägnierte Schaumstoff besitzt überwiegend wie der nicht imprägnierte Schaumstoff ein offenes durchgehendes Porengerüst und kann demzufolge in nicht gepreßtem Normalzustand auch noch Wasser bzw. Flüssigkeit aufnehmen bzw. durchlassen. Er besitzt die Eignung als Dichtuugsstoff erst -wenn er zusammengepreßt wird.

Es hat sich als weitere erfindungsgemäße Neuheit gezeigt, daß es auf der Basis von polyhydroxylhalti-

gen Stoffen und Di- oder Trüsocyanaten zusammen 40 70:30 mit einem dickflüssigen, vom Leichtöl bemit einem Imprägniermittel der vorerwähnten Art freiten Teer (Siedebeginn nicht unter 190° C) geauch möglich ist, imprägnierte Schaumstoffe mit geschlossenen, untereinander nicht verbundenen Poren,
also von Zellstruktur, zu erhalten. Hierzu können auch

solche Typen von polyhydroxylhaltigcn Substanzen 45 len Mikroasbest vermischt und mit einer Temperatur und Isocyanaten verwendet werden, die für die Her- von 40 bis 50° C in ein in einem leichten Kneter bestellung von Schaumstoffen des Schwammtyps mit findliches Gemenge von 24,5·/· der unter den geoffenen Poren weniger oder nicht geeignet sind, da- schützten Handelsnamen »Desmophen 2100«, 8,5 ·/· gegen aber üblicherweise für sogenannte Reaktions- »Desmophen 1200« und 17*/· »Dcsmodur TH« (in lacke oder -kleber Verwendung finden. Diese Kombina- 50 Äthylacetat gelöst) bekannten Produkte (vgl. »Zeittionen zeichnen sich dadurch aus, daß die Isocyanat- schrift für Angewandte Chemie«, 1947, Teil A, S. 263, komponente höhermolekular und demzufolge physiolo- 264) eingetragen. Es können für die Härtungsreaktion gisch weniger oder gar nicht gefährlich ist im Gegen- übliche Beschleuniger von 2 bis 6 */· zugesetzt werden, satz zu den für die Schaumstoffherstellung nach dem jedoch ist dies nicht unbedingt erforderlich. Die vorbeschriebenen Verfahren notwendigen niedermolc- 55 Masse wird in Formen gegossen und dann dem Härkularen Isocyanaten. Bei diesem Verfahren ist jedoch tungsprozcß unterworfen, indem sie zunächst 3 Stundie Anwesenheit eines niedrigsiedenden Lösungs- den bei Zimmertemperatur ruht, dann 2 Stunden bei mittels in geringen Mengen notwendig. 35° C, wobei die Blähung 'beginnt, und zur Vervoll-

Wenig verzweigte, vorwiegend lineare Polyester kommnung der Porciibildung anschließend 1 Stunde werden mit einem in Lösung befindlichen Reaktions- 60 bei 50° C und 1 Stunde bei 90° C gehalten wird. Das produkt aus Polyalkohol mit mehreren Di isocyanat- fertige Produkt besitzt an der Oberfläche eine ge-

Frage gestellt werden kann. Beispiele

1. Eine in der für die Herstellung von Schaumstoffen üblichen Weise aus Polyestern und Di isocyanat sowie den entsprechenden Zusatzstoffen zusammengesetzte flüssige Masse wird im Verhältnis

mischt und dann in bekannter Weise verschäumt.

2. Eine Mischung von 30 Teilen Teer der im Beispiel 1 beschriebenen Eigenschaften wird mit 20 Tei-

molekülen gemischt und nun, gegebenenfalls bei mäßig erhöhter Temperatur, mit dem Imprägniermittel zusammengebracht. Diese Mischung wird dann bei stufenweise steigender Temperatur zur Reaktion gcbracht. Die Temperatur darf erst dann die Siedetemperatur des Lösungsmittels erreichen bzw. ülx.*rsteigen, wenn die Härtungsrcaktion so weit fortgeschritten ist, daß die sich bildenden Dampfe nicht

mehr entweichen können, sondern unter PorcnhilduiiK 7« leu Pentarlilnrphrnul

schlosscnc Haut und innen eine wabenartige Struktur. 3. Eine Mischung vott 18,5 Teilen »Desmophen 2100«. 12.5 Teilen »Desmophen 1200« und 19 Teilen eines Diisocyanats (in Athylacctat gelöst) wird in einem guun Rührwerk möglichst schnell auf etwa 60° C aufgeheizt und dann eine auf etwa 100° C erhitzte Mischung von 33 Teilen Bitumen B 25, 15 Teilen Ouumnelit feinsten Mahlgrades und 2Tei-

. Die Mischung muß

Claims (5)

durch Auswahl eines geeigneten Rührwerks sehr schnell erfolgen. Nach Einfällung in Formen wird die infolge der erhöhten Ausgangstemperatur sofort einsetzende leichte Aufblähung durch stufenweise Erhöhung bis zu 90° C in insgesamt etwa 5 Stunden S zu Ende geführt. PaTBNTANSPBOCHE:

1. Verfahren zur Herstellung eines wasserfesten to Dichtungsmittels auf Basis von Imprägnierungsstoffe enthaltenden Schaumstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß bituminöse und/oder teerhaltige Stoffe oder andere imprägnierend wirkende Stoffe, wie Wachse, Harze, paraffinartige Kohlenwasserstoffe, Gummi- oder Kunststofflösungen, vor oder während der Bildung des Schaumstoffes in diese eingebaut werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wurzelabweisende Stoffe den Im- ao prägnierungsmitteln bzw. Gemischen zugesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß feinstgemahiene Füllstoffe den bituminösen Stoffen oder den Gemischen zugesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Imprägnierungsmittel bis zu 60·/· des gesamten Schaumstoffes eingebracht wet den.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsstoffe für die Schaumbildung solche Typen von polyhydroxylhaltigen Stoffen und Isocyanaten verwendet werden, die üblicherweise zur Herstellung sogenannter Reaktionslacke oder -kleber Verwendung finden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 660775, 688 370,
883181, 899990;

Römpp, »Chemie-Lexikonc, 3. Auflage, 1952,
Bd-I, S. 201, 202;

Ul(mann, »Enzyclopädie der technischen Chemie«, 19S3, Bd. 4, S. 412 bis 415, 422, 423 und 427 bis 429.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1000946