-
Reaktionsfüllmassen, Spachtelmassen In der Technik sind bisher eine
große Anzahl verschiedenartiger Reaktionsfüllmassen bzw. Spachtelmassen bekanntgeworden.
Hierzu gehören beispielsweise solche, die aus monomeren, ungesättigten, polymerisierbaren
Verbindungen, insbesondere Vinylverbindungen, und feinverteilten Polymerisaten bestehen.
Außerdem sind solche Spachtelmassen bekannt, die nach dem Erhärten Polystyrolverbindungen
und Polyesterharze enthalten. Ferner sind Füllmassen bekannt, die aus einem Gemisch
von monomeren Vinylverbindungen mit Acrylsäureestern oder Methacrylsäureestern und
ungesättigten Polyesterharzen bestehen.
-
Die obengenannten Füllmassen werden im allgemeinen mit Härtungskatalysatoren
gehärtet. Hierzu sind insbesondere Redoxsysteme, die aus peroxydischen Verbindungen
einerseits und tertiären Aminen und bzw. oder a-Aminosulfonen und bzw. oder a-Oxysulfonen
andererseits bestehen, bekanntgeworden. Sie können ferner wechselnde Mengen Füllstoffe,
Pigmente u. dgl. enthalten.
-
In der deutschen Patentschrift 1014254 werden Klebstoffe beschrieben,
die im wesentlichen aus Mischungen von ungesättigten Polyestern und polymerisationsfähigen
Acryl- oder Methacrylsäureestern bestehen. Diesen Mischungen werden ferner Härtungskatalysatoren,
die aus einem Peroxyd und tertiären Aminen oder a-Aminosulfonen bestehen, sowie
mit den Polyestern verträgliche Polyvinyläther, insbesondere Polyvinylmethyläther,
zugesetzt.
-
Bekannt sind ferner Einbrennspachtelmassen aus ungesättigten, linearen
Polyestern mit einpolymerisationsfähigen, flüssigen Monomeren, wie z. B. Styrol,
die neben Füllstoffen, Pigmenten, Verdünnungsmitteln und gegebenenfalls auch Katalysatoren
Benzylalkohol oder dessen Derivate enthalten. Diese Einbrennspachtelmassen härten
nicht in der Kälte aus, sondern werden, wie ihr Name andeutet, zur Aushärtung bei
Temperaturen über 120° C eingebrannt, wobei die zur Erzielung der Zieh- oder Spritzfähigkeit
zuges,tzten bekannten Lacklösungsmittel verdampfen.
-
Es wurde nun gefunden, daß man wasserfeste Reaktionsfüllmassen, Spachtelmassen
u. dgl., die im wesentlichen aus Gemischen von einer oder mehreren gegebenenfalls
ungesättigten polymerisationsfähigen Verbindungen, insbesondere solchen, die einen
niederen Ester der Acrylsäure, Meth- oder Äthacrylsäure und einen ungesättigten
Polyester enthalten, Katalysatoren, gegebenenfalls Redoxysystemen, und Füllstoffen
bestehen, herstellen kann, wenn man diesen Gemischen einen nichtflüchtigen, mit
den Bestandteilen des Gemisches verträglichen hydrophilen Stoff, wie Polyäthylenoxyd,
Polyvinylalkohol, Polyäthylenoxyd, Umsetzungsprodukte mit höheren Fettsäuren u.
dgl., vorzugsweise Polyvinylmethyläther, in Mengen von 10 bis 50 Gewichtsprozent,
bezogen auf den organischen Anteil, zusetzt.
-
Derartige Reaktionsfüllmassen zeichnen sich durch eine erhöhte Haftfestigkeit,
teilweise erhöhte Elastizität und verbesserte Naßschleifbarkeit aus.
-
Die hydrophilen Stoffe können für sich oder im Gemisch miteinander
verwendet werden.
-
Derartigen Reaktionsfüllmassen bzw. Spachtelmassen können an sich
bekannte Füllstoffe, wie Bariumsulfat, Schiefermehl u. dgL, in Mengen bis über 80%
zugesetzt werden. Oft sind mit Vorteil auch hochdisperse Oxyde von Metallen oder
Metalloiden einzusetzen, die durch oxydative oder hydrolytische Zersetzung flüchtiger
Metall- oder Metalloidverbindungen in der Gasphase bei erhöhter Temperatur erhalten
worden sind.
-
Bevorzugt kommen solche ungesättigten Polyesterharze in Betracht,
die einen verhältnismäßig hohen Anteil an Doppelbindungen besitzen und im wesentlichen
aus kurzkettigen aliphatischen, mehrwertigen Alkoholen, z. B. Glykol, und kurzkettigen
mehrbasischen ungesättigten Säuren, z. B. Fumarsäure oder Maleinsäure, aufgebaut
sind. Daneben können auch gewisse Anteile höherer Dicarbonsäuren; z. B. Adipinsäure
oder auch Phthalsäure, sowie höhere Glykole, z. B. Hexandiol, eingebaut sein.
-
Neben den drei unbedingt notwendigen Bestandteilen können noch weitere
monomere und polymere
Verbindungen in den Füllmassen enthalten sein,
z. B. andere Methacrylsäure- oder Acrylsäureester, wie Butylmethacrylat und Allylmethacrylat,
ferner geringe Mengen Vinylacetat, Styrol, Vinyltoluol, Triallylcyanurat usN\. Von
den letztgenannten sollten jedoch nur wenige Prozente zugemischt werden, da sonst
eine spröde Masse entsteht, deren Biege- und Haftfestigkeit wesentlich niedriger
ist. An Polymeren können geringe Mengen Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid; Ketonaldehydharz
usw. hinzugesetzt werden. Die Zugabe geringer Mengen Paraffin ist ebenfalls möglich.
-
Die Verarbeitungs- und Härtezeiten der neuen Füllmassen lassen sich
durch die Wahl geeigneter Polymerisationsstartsysteme nahezu beliebig zwischen wenigen
Minuten und mehreren Stunden variieren. Für das rasche Abbinden bei Raumtemperatur
kommen bevorzugt die Kombinationen von tertiären Aminen, insbesondere solche, die
mindestens einen aromatischen Rest enthalten, und/oder oc-Aminosulfonen mit organischen
Peroxyden, z. B. Benzoylperoxyd, in Frage. Als Promotoren können Verbindungen mit
beweglichen Halogenatomen und bzw. oder geringe Mengen einer Schwermetallverbindung
diesen Katalysatoren zugesetzt werden. Daneben kann jedoch auch mit Peroxyden allein,
unter Umständen unter gleichzeitiger Wärmezufuhr, gearbeitet werden.
-
Füllmassen obiger Art erhärten beim Zusammengeben in kurzer Zeit.
Zu ihrer Aufbewahrung stellt man daher zweckmäßig zwei getrennte Mischungen her,
wobei der erste Teil die Bindemittel und gegebenenfalls die reduzierenden Anteile
und Kokätalysatoren des Redoxysystems enthält, während die zweite Mischung die »Härterpaste«,
die peroxydischen Katalysatoren und gegebenenfalls die «-Aminosulfone verteilt in
einem Lösungsmittel oder Weichmacher enthält. Kurz vor oder während des Aufbringens
werden dann beide Mischungen innig vermengt und auf das zu spachtelnde Metall od.
dgl. aufgebracht.
-
Es ist überraschend gewesen, daß Füllmassen, die Äthylenoxyde enthalten,
eine hohe Haftfestigkeit aufweisen, da diese Produkte bisher als Formstreichmittel
verwendet worden sind.
-
Die guten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Reaktionsfüllmassen
machen sich insbesondere beim Naßschleifen bemerkbar, weil sich das Schleifpapier
hierbei mit Sicherheit nicht zusetzt.
-
Sie können außer bei Metallen auch bei Holz und bei keramischen Massen
verwendet werden.
-
Es sind zwar Spachtelmassen auf der Basis von ungesättigten, polymerisierbaren
Verbindungen, wie Styrol, und ungesättigten Polyestern bekanntgeworden, die innere
Weichmacher enthalten können. Als solche sind Stoffe, wie Dekalolvinyläther; Polyvinylmethyläther
und Polyvinyläthyläther, verwendet worden. Sie werden jedoch nur in Mengen bis zu
8% zugesetzt. Ein Zusatz größerer Mengen dieser Stoffe ist bisher, soweit es sich
um hydrophile Verbindungen handelt, immer vermieden worden, weil in diesem Falle
wasserlösliche Bestandteile in einer zu großen Menge in die Masse eingebaut werden,
wodurch beim Naßschleifen ein Aufweichen der Masse und eine damit verbundene Abnahme
ihrer Festigkeit befürchtet werden mußte. Demgegenüber war es überraschend, daß
im vorliegenden Fall diese Nachteile nicht auftraten. Beispiel 1 25 Teile einer
Mischung aus 32 Teilen Polyvinylmethyläther, 25 Teilen ungesättigtem Polyesterharz,
21,7 Teilen monomerem Methylmethacrylat, 10 Teilen Butylacrylat, 1 Teil Diisopropylol-p-toluidin
und 0,3 Teilen Paraffin werden mit 75 Teilen Bariumsulfät vermengt und das Ganze
auf einem Dreiwalzenstuhl angerieben. 100 Teile der so hergestellten Füllmasse werden
mit 4 Teilen einer Härterpaste versetzt, die 50°/p Benzoylperoxyd enthält, und in
dünner Schicht auf ein Blech aufgetragen. Die Masse besitzt eine ausgezeichnete
Haftfestigkeit und kann 15 Minuten nach Schluß der Verarbeitungszeit sehr gut naß
geschliffen werden, ohne daß sich das Schleifpapier im geringsten zusetzt. Beispiel
2 20 Teile einer Mischung aus 70 Teilen Gießharz (ungesättigtes Polyesterharz mit
etwa einem Drittel monomerem Styrol), 30 Teilen Gießharz (weich eingestellte Polyesterharztype
mit dem entsprechenden Anteil Monostyrol), 0,5 Teilen Diisopropylol-p-toluidin und
0,03 Teilen Hydrochinon werden zum Vergleich mit 80 Teilen Bariumsulfat vermengt
und die Masse auf dem Dreiwalzenstuhl angerieben. Es wird wie im Beispiel 1 Härterpaste
zugegeben und in dünner Schicht auf ein Blech aufgetragen. Man erhält eine klebrige
Oberfläche. Beim Naßschleifen wird das Papier stark zugesetzt. Beispiel 3 80 Teile
des organischen Anteils der im Beispiel 2 beschriebenen Füllmasse werden mit 20
Teilen Polyäthylenoxyd versetzt, welches ein Molekulargewicht von etwa 4000 und
eine Viskosität von 70 bis 90 cSt besitzt. 20 Teile dieses Gemisches werden wiederum
mit 80 Teilen Bariumsulfat vermengt und weiterverarbeitet, wie im Beispiel 2 beschrieben.
Man erhält nun eine weit weniger klebrige Oberfläche, die sich sehr gut und, ohne
das Papier zuzusetzen, naß schleifen läßt. Beispiel 4 Im Beispie13 wird das Polyäthylenoxyd
sinngemäß durch 10 Teile eines anderen handelsüblichen Polyäthylenoxyds ersetzt.
Man erhält wiederum eine Masse, die sich sehr gut und, ohne das Papier zuzusetzen,
naß schleifen läßt. Außerdem bleibt die gute Haftfestigkeit dieser Masse nach 45
Minuten Einbrennen bei 180° C erhalten. Verklebt man z. B. mit der angegebenen Füllmasse
20 mm breite Streifen aus Karosserieblech, das zuvor mechanisch gerauht wurde, 10
mm einschnittig, so erhält man nach 4tägiger Lagerung bei Raumtemperatur eine Scherbruchlast
von 210 kg. Werden die Streifen zusätzlich 45 Minuten bei l80° C gelagert, so beträgt
die Scherbruchlast nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur 200 kg.
Beispiel
5 Der im Beispie12 beschriebene organische Anteil wird jeweils für sich mit folgenden
hydrophilen Substanzen versetzt 10 Teile Polyvinylalkohol, 20 Teile Tributylphenol,
an das 14 Äthylenoxydgruppen ankondensiert sind, 20 Teile Triäthanolamin-monostearinsäureester,
der mit Ameisensäure neutralisiert wurde. In allen Fällen erhält man Füllmassen
mit guter Oberfläche und guter NaBschleifbarkeit.