DE1569903B1

DE1569903B1 - Putties and sealing compounds based on aqueous dispersions of poly (meth) acrylates, hydraulic binders and fillers

Info

Publication number: DE1569903B1
Application number: DE1965B0084568
Authority: DE
Inventors: Klaus Eisentraeger; Rolf Petri; Dr Hans Reinhard; Helmut Teichmann
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1965-11-19
Filing date: 1965-11-19
Publication date: 1971-02-11
Also published as: BE689663A; DE1569903C2

Description

Es ist bekannt, Kitte und Dichtungsmassen durch Zugabe von verschiedenen Füllstoffen zu wäßrigen Polymerisatdispersionen herzustellen. Die erhaltenen Massen sind jedoch in manchen Fällen zu wenig elastisch.It is known to add different putties and sealants To produce fillers to form aqueous polymer dispersions. The received masses however, in some cases they are not elastic enough.

Erfindungsgegenstand sind Kitte und Dichtungsmassen auf Basis von wäßrigen Dispersionen von Poly(meth)acrylaten, hydraulischen Bindemitteln und Füllstoffen. Sie sind dadurch gekennzeichnet, daß sie als hydraulische Bindemittel 0,1 bis 100 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Teile Poly(meth)acrylate, an Zement und/oder gebranntem Kalk und als wäßrige Dispersionen solche#'von Copolymerisaten enthalten, die mehr als 50 Ge Ichtsprozent an einpolymerisier-- A' y s'äu'r'-e'und/oder Methacryliäure ten Estern aus .- cr. ** s und Alkoholen mii-4:'-bis -12 Kohlenstoffatoffieff, sowie 0,5 bis 20 Gewichtsprozent an Carboxylgr#ippen, Carboxylatgruppen und/oder in alkalischem Medium in Carboxylatgrup#&# überführbare Gruppierungen aufweisen, wobei diese Dispersionen mit Calciumhydroxid nicht fäRbare Emulgatoren und/oder Schutzkolloide enthalten.The subject of the invention are putties and sealing compounds based on aqueous dispersions of poly (meth) acrylates, hydraulic binders and fillers. They are characterized in that they contain 0.1 to 100 parts by weight, based on 100 parts of poly (meth) acrylates, of cement and / or quick lime as hydraulic binders and those of copolymers which contain more than 50 Ge as aqueous dispersions Iight percent of polymerized- A 'y s'äu'r'-e' and / or methacrylic acid esters from .- cr. ** s and alcohols with -4: '- to -12 carbon atoms, as well as 0.5 to 20 Percent by weight of carboxyl groups, carboxylate groups and / or groups which can be converted into carboxylate groups in an alkaline medium, these dispersions containing emulsifiers and / or protective colloids which cannot be colored with calcium hydroxide.

Vorzüglich bewährt haben sich dabei solche Kitte und Dichtungsmassen, deren Eigenschaften noch durch einen Zusatz von bis zu 50 Prozent des Gewichts der Acrylsäure- und/oder Methacrylsäureester-Copolymerisate an Butadien-, Isopren- und/oder Isobutylen-Polymerisaten modifiziert wurden.Putties and sealing compounds whose properties have been modified by adding up to 50 percent of the weight of the acrylic acid and / or methacrylic acid ester copolymers to butadiene, isoprene and / or isobutylene polymers have proven particularly useful.

Als Ester der Acrylsäure und Methacrylsäure, die in den erfindungsgemäß verwendeten Copolymerisaten zu mehr als 50 Gewichtsprozent, insbesondere 70 bis 95 GewichtspLq?#ent, einpolymerisiert enthalten sind, seien beispielhaft n-Butylacrylat, Isobutylmethacrylat und 2-Äthylh#xylacrylat genannt.As esters of acrylic acid and methacrylic acid, more than 50 percent by weight, in particular 70 to 95 percent by weight, of which the copolymers used according to the invention contain polymerized, n-butyl acrylate, isobutyl methacrylate and 2-ethylhexyl acrylate may be mentioned as examples.

Die Copolymerisate-können außer den Acrylsä#te:-bzw. Methacrylsäureestern mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest natürlich auch weitere übliche äthylenisch ungesättigte Verbindungen einpolymerisiert enthalten, wie Styrol, Acrylnitril, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylisobutyläther, Äthylacrylat, Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid, insbesondere in Mengen von 5 bis 35,Gewichtsprozent, wodurch die, Eigenschaften der Co-P#lyinerisate in bekannter Weise modifiziert und den Verwendungszwecken der Kitte und Dichtungsmassen angepaßt werden können.The copolymers can, in addition to the acrylic seeds: or. Methacrylic acid esters with 4 to 12 carbon atoms in the alcohol residue naturally also contain other common ethylenically unsaturated compounds in polymerized form, such as styrene, acrylonitrile, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl isobutyl ether, ethyl acrylate, vinyl chloride or vinylidene chloride, in particular in amounts of 5 to 35 percent by weight, which makes the properties of Co-P # lyinerisate modified in a known manner and adapted to the intended use of the putties and sealants.

Stets sollten die Copolymerisate 0,5 bis 20 Gewichtsprozent und bevorzugt 1 bis 10 Gewichtsprozent an Carboxylgruppen, Carboxylatgruppen und/oder im alkalischen Medium in Carboxylatgruppen überf ührbare Gruppierung6d enthalten. Als in Carboxylai# gruppen überf ührbare- Gruppierungen kommen vor allem Carbonsäurederivat-Gruppierungen, wie Amidgruppen, in Frage. Bevorzugt erfolgt die Einführung der Carboxyl- bzw. Carboxylatgruppen bei der Herstellung der Polynierisate durch Copolymerisation der Acrylester und/oder Methacrylester und gegebenenfalls weiterer Comonomerer mit oc,ß-äthylenisch ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 5 Kohlen-' stoffatomen, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure oder Maleinsäure bzw. Maleinsäureanhydrid.The copolymers should always contain 0.5 to 20 percent by weight and preferably 1 to 10 percent by weight of carboxyl groups, carboxylate groups and / or groups 6d which can be converted into carboxylate groups in an alkaline medium. Carboxylic acid derivative groups, such as amide groups, are particularly suitable as groups which can be converted into carboxyl groups. Preference is given to introducing the carboxyl or carboxylate groups in the preparation of the polymers by copolymerizing the acrylic esters and / or methacrylic esters and optionally other comonomers with α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acids having 3 to 5 carbon atoms, such as acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid or maleic acid or maleic anhydride.

Die Herstellung der Copolymerisate erfolgt mit Vorteil durch Polymerisation in wäßrigem Medium in Gegenwart von Emulgatoren und/oder Schutzkolloiden mit üblichen Katalysatoren unter üblichen Polymerisationsbedingungen.The copolymers are advantageously produced by polymerization in an aqueous medium in the presence of emulsifiers and / or protective colloids with customary Catalysts under normal polymerization conditions.

Die für die erfindungsgemäßen Kitte und Dichtungsmassen verwendeten wäßrigen Copolymerisatdispersionen enthalten Emu.lgatoren und/oder Schutzkolloide, die nicht mit Calciumhydroxyd fällbar sind. Daher finden zweckmäßigerweise solche Emulgatoren, wie nichtionogene Äthylenoxydanlagerungsprodukte und/ oder Schutzkolloide, wie Polyvinylalkohol oder Hydroxymethylceüulose, bereits bei der Herstellung der Copolymerisate Verwendung. Oft ist es vorteilhaft, zu einem fortgeschrittenen Zeitpunkt der Polymerisation oder nach beendeter Polymerisation solche Emulgatoren und/oder Schutzkolloide nochmals zuzugeben. Bevorzugt verwendete Copolymerisatdispersionen enthalten solche Emulgatoren und/oder Schutzkolloide in Mengen von 0,5 bis 10 Gewichtsprozent. I Bei der Herstellung der Kitte und Dichtungsmassen wird den wäßrigen Copolymerisatdispersionen in Mengen von 0,1 bis 100"/, und insbesondere 1 bis 50 "/, des Gewichts der Copolymerisate an gebranntem Kalk oder bevorzugt Zement, z. B. Portlandzement, zugegeben. Die Menge richtet sich nach dem Gehalt der Copolymerisate an Carboxyl- bzw. Carboxylatgruppen und soll so groß sein, daß eine alkalische Reaktion der Mischung gewährleistet ist. Ein größerer Überschuß an Zement oder gebranntem Kalk ist meist nicht zweckmäßig, da er eine unerwünschte Erhärtung und Versprödung der Massen bewirkt.The aqueous copolymer dispersions used for the putties and sealing compounds according to the invention contain emulsifiers and / or protective colloids which cannot be precipitated with calcium hydroxide. For this reason, emulsifiers such as nonionic ethylene oxide addition products and / or protective colloids such as polyvinyl alcohol or hydroxymethyl cellulose are expediently used during the preparation of the copolymers. It is often advantageous to add such emulsifiers and / or protective colloids again at an advanced point in time during the polymerization or after the end of the polymerization. Copolymer dispersions used with preference contain such emulsifiers and / or protective colloids in amounts of 0.5 to 10 percent by weight. I In the preparation of the putties and sealing compounds, the aqueous copolymer dispersions in amounts of 0.1 to 100 "/, and in particular 1 to 50 " /, the weight of the copolymers of quick lime or preferably cement, z. B. Portland cement, added. The amount depends on the content of carboxyl or carboxylate groups in the copolymers and should be large enough to ensure an alkaline reaction of the mixture. A larger excess of cement or quick lime is usually not advisable because it causes undesirable hardening and embrittlement of the masses.

Als übliche inerte Füllstoffe, die den wäßrigen CopoIymerisatdispersi#'nen - zugegeben werden,' eignen sich z. B. Asbestmehl, Asbestfasern, Kaolin, Kreide, kolloidale Kieselsäure und ähnliche Produkte.As usual inert fillers, which the aqueous CopoIymerisatdispersi # 'nen - are added,' are z. B. Asbestos flour, asbestos fibers, kaolin, chalk, colloidal silica and similar products.

Die Menge der zugegebenen Füllstoffe richtet sich nach der Art der Füllstoffe und dem speziellen Verwendungszweck der Dichtungsmassen. -Für Asbestmehl haben - sich Zusatzmengen von 70 bis 100 Gewichtsprozent, bezogen auf die etwa 5011/0ige Wäßrige Copolymerisatdispersion, bewährt, wogegen bei Verwendung von kolloidaler Kieselsäure bereits 5 Gewichtsprozent ausreichen, um diese Dispersion auf die gewünschte Konsistenz zu verdicken.The amount of the added fillers depends on the type of filler and the particular use of sealants. -For have asbestos powder - is added amounts of 70 to 100 weight percent, based on the approximately 5011 / 0ige aqueous copolymer dispersion, proven, whereas with the use of colloidal silicic acid 5 percent by weight already sufficient to this dispersion to thicken to the desired consistency.

Die erfindungsgemäßen Kitte und Dichtunismassen vereinen in sich. zahlreiche vorteilhafte Eigenschaften. Sie lassen sich besonders leicht herstellen durch einfaches Einmischen des Zements oder Kalks und der weiteren Füllstoffe in die wäßrigen Polymerisatdispersionen. Hierbei wird einerseits durch Hydratisierung des Zements bzw. gebrannten Kalks ein Teil des Wassers der Polymerisatdispersionen gebunden, andererseits erfolgt zwischen dem Zement bzw. Kalk und den Carboxyl- bzw. Carboxylatgruppen des Copolymerisats eine chemische Reaktion, die eine Vernetzung der an sich plastischen Kunstsioffe bewirkt, wodurch das Copolymerisat elastische Eigenschaften erhält, eine Eigenschaft, die das Copolymerisat auf die fertigen Kitte bzw. Dichtungsmassen überträgt. Diese, hochelastischen Eigenschaften weisen die erfindungsgemäßen Kitte und Dichtung#massen auch bei tiefen Temperaturen auf. Die Produkte sind lösungsmittelfrei ' und kalt verarbeitbar. Die resultierenden Masse'n sind zudem unempfindlich gegen Witterungseinflüsse. Durch Wahl der Mengenverhältnisse der Bestandteile können die Kitte und Dichtungsmassen in beliebiger Konsistenz eingestellt und zweckmäßig verarbeitet werden. Die erfindungsgemäßen Kitte und Dichtungsmassen eignen sich unter anderem vorzüglich für Dehnungsfugen im Hoch-und Tiefbau, zum Abdichten von Fugen zwischen Bauelementen, Fassadenplatten, Fensterrahmen. Sie bewirken eine dauerelastische Verbindung nahezu aller Baustoffe, wie Beton, Kunststein, Holz, Glas, Metall. Es ist zwar bekannt, daß man hydraulische Bindemittel, wie Zementmörtel, durch Zusatz untergeordneter Mengen an Kunststoffdispersionen, z. B. von wäßrigen Polyacrylatdispersionen, modifizieren kann. Mit derartigen Zementmörteln erhält man nach dem Erhärten Beton, dessen Biegezugfestigkeit verbessert ist. Als Kitte und Dichtungsmassen für dauerelastische Verbindungen von Bauelementen können derartige Zementmörtel jedoch nicht verwendet werden, da damit keine elastischen Verbindungen erhalten werden.The putties and sealing compounds according to the invention combine in themselves. numerous beneficial properties. They can be produced particularly easily by simply mixing the cement or lime and the other fillers into the aqueous polymer dispersions. Here, on the one hand, some of the water in the polymer dispersions is bound by hydration of the cement or burnt lime; on the other hand, a chemical reaction takes place between the cement or lime and the carboxyl or carboxylate groups of the copolymer, which causes crosslinking of the plastic plastics, whereby the copolymer acquires elastic properties, a property which the copolymer transfers to the finished putty or sealing compounds. The putties and sealing compounds according to the invention have these highly elastic properties even at low temperatures. The products are solvent-free 'and cold processable. The resulting masses are also insensitive to the effects of the weather. By choosing the proportions of the constituents, the putties and sealing compounds can be adjusted to any consistency and processed appropriately. The putties and sealing compounds according to the invention are particularly suitable, inter alia, for expansion joints in civil engineering, for sealing joints between structural elements, facade panels, window frames. They cause a permanently elastic connection of almost all building materials, such as concrete, artificial stone, wood, glass, metal. It is known that hydraulic binders, such as cement mortar, can be obtained by adding minor amounts of plastic dispersions, e.g. B. of aqueous polyacrylate dispersions can modify. With such cement mortars, after hardening, concrete is obtained whose flexural strength is improved. However, cement mortars of this type cannot be used as putties and sealing compounds for permanently elastic connections of structural elements, since elastic connections are not obtained with them.

Es ist daher überraschend, daß die neuen Kitte und Dichtungsmassen dauerelastische Eigenschaften haben und nicht nur während ihrer Verarbeitung plastisch verarbeitbar sind, sondern auch noch nach ihrer Verarbeitung, beispielsweise nach dem Ausstreichen von Fugen, sich noch auf lange Zeit elastisch verformen und sich beispielsweise der Spaltbreite von Dehnungsfugen bei Wärmeschwankungen oder beim Setzen von Bauwerken anpassen. Sie haften auch dann fest an den Begrenzungsflächen der Fugen und schließen diese dicht. Hinsichtlich dieser Eigenschaft der Dauerelastizität übertreffen sie überraschenderweise vergleichbare Kitte und Dichtungsmassen auf Basis wäßriger Dispersionen, die keinen Zement oder gebrannten Kalk enthalten, obwohl Zement und gebrannter Kalk bekanntlich für sich nach dem Abbinden harte und spröde Produkte ergeben.It is therefore surprising that the new putties and sealants have permanently elastic properties and not only plastic during their processing are processable, but also after their processing, for example after the painting of joints, deform elastically for a long time and become for example the gap width of expansion joints in the event of heat fluctuations or in the Adjust the placement of structures. They then also adhere firmly to the boundary surfaces the joints and close them tightly. With regard to this property of permanent elasticity Surprisingly, they outperform comparable putties and sealants Based on aqueous dispersions that do not contain cement or quick lime, though Cement and quick lime are known to be hard and brittle after they have set Products result.

Die in den nachfolgenden Beispielen genannten Teile und Prozente sind Gewichtseinheiten. Beispiel 1 240 Teile einer 50%igen vorwiegend Äthylenoxydderivate als Emulgatoren enthaltenden wäßrigen Dispersion eines Copolymerisats aus 800/0 Acrylsäurebutylester und 20/, Acrylsäure werden vorgelegt und 40 Teile Portlandzement 275, 20 Teile Asbestfasern und 200 Teile Asbestmehl nacheinander eingerührt. Man erhält einen leicht zu verarbeitenden, spritzbaren Kitt, der sich besonders zum Abdichten von Fugen, die durch die Fertigbauweise bedingt sind, eignet. Beispiel 2 40 Teile Polybutadienöl werden vorgelegt und 200 Teile einer 50%igen nichtionogene und sulfierte Äthylenoxydderivate als Emulgatoren enthaltenden wäßrigen Dispersion eines Copolymerisats aus 700/,. Acrylsäure-2-äthylhexylester, 200/, Methacrylsäurebutylester, 501, Acrylnitril und 5010 Methacrylsäure in kleinen Anteilen eingerührt. Danach werden 20 Teile Portlandzement 275, 20 Teile Asbestfasern und 100 Teile Asbestmehl in der angegebenen Reihenfolge eingerührt. Man erhält eine Dichtungsmasse, die mit Vorteil bei Dehnungsfugen eingesetzt wird, wo ein weiches Material, das zu Fugen mit hoher Elastizität führt, gefordert wird. Beispiel 3 In 240 Teile einer etwa 500/,igen wäßrigen Dispersion eines Copolymerisats aus 700/, Acrylsäurebutylester, 15 0/,) Vinylisobutyläther, 7,5 l)/() Styrol und 2,5 0/0 Itaconsäure werden 40 Teile gebrannter Kalk, 20 Teile Asbestfasern, 100 Teile Asbestmehl und 3 Teile kolloidale Kieselsäure eingerührt. Die resultierende Dichtungsmasse ist besonders für das Ausfugen von Fassadenelementen geeignet.The parts and percentages given in the following examples are weight units. Example 1 240 parts of a 50% strength aqueous dispersion of a copolymer of 800/0 butyl acrylate and 20% acrylic acid, containing predominantly ethylene oxide derivatives as emulsifiers, are initially charged and 40 parts Portland cement 275, 20 parts asbestos fibers and 200 parts asbestos flour are stirred in one after the other. The result is an easy-to-use, sprayable putty that is particularly suitable for sealing joints caused by the prefabricated construction. Example 2 40 parts of polybutadiene oil are initially charged and 200 parts of an aqueous dispersion of a copolymer of 700 /, containing 50% nonionic and sulfated ethylene oxide derivatives as emulsifiers. 2-ethylhexyl acrylate, 200 /, butyl methacrylate, 501, acrylonitrile and 5010 methacrylic acid are stirred in in small portions. Then 20 parts of Portland cement 275, 20 parts of asbestos fibers and 100 parts of asbestos flour are stirred in in the order given. A sealing compound is obtained which is used with advantage in expansion joints where a soft material that leads to joints with high elasticity is required. Example 3 In 240 parts of an approximately 500 /, aqueous dispersion of a copolymer of 700 / butyl acrylate, 15 0 /,) vinyl isobutyl ether, 7,5 l) / () 2.5 0/0 styrene and itaconic acid, 40 parts of quicklime , 20 parts of asbestos fibers, 100 parts of asbestos flour and 3 parts of colloidal silica are stirred in. The resulting sealing compound is particularly suitable for grouting facade elements.

Claims

1. A putties and sealing compounds based on aqueous dispersions of poly (meth) acrylates, hydraulic binders and fillers, d ABy in that it hy- draulic as binder from 0.1 to 100 parts by weight, based on 100 parts of poly (meth) acrylates, cement and / or quick lime and, as aqueous dispersions, those of copolymers containing more than 50 percent by weight of polymerized esters of acrylic acid and / or methacrylic acid and alcohols with 4 to 12 carbon atoms and 0.5 to 20 percent by weight of carboxyl groups, carboxylate groups and [or have groups which can be converted into carboxylate groups in an alkaline medium, these dispersions containing emulsifiers and / or protective colloids which cannot be precipitated with calcium hydroxide.

2. putties and sealing compounds according to claim 1, characterized in that they contain 100 parts by weight of acrylic and / or methacrylic acid ester copolymers up to 50 parts by weight of butadiene, isoprene and / or isobutylene polymers.