DE1594017A1 - Dichtungsmasse - Google Patents

Description

Grace 4 Co. (U3 409 957 - prio 9.11.64

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Hamburg, den 29° Oktober 1965 Dichtungemasse

Mg vorliegende Erfindung betrifft Dichtungsmassen zum Abdichten von Fugen in Mauerwerk und anderen Baukons truktionen.

Dichtungs- oder Verfugungsmassen werden zum Füllen bestimmter Fugen in Mauerwerk und anderen Baukonstruktionen verwendet. Sie nüssen so schmiegsam sein, daß sie in Fugen, welche in der Breite so stark variieren, daß eine Verwendung von Mörtel oder ähnlichen FugenfUllatoffen nicht möglich ist, eine dauerhafte Dichtung ergeben. Diese Dichtungen können als Abdichtung gegen Wasser, öl oder andere Flüssigkeiten dienen oder den Durchgang von Luft, Wasserdampf, Lösungsmitteldämpfen oder sonstigen Gasen verhindern. In vielen fällen werden die Verfugungsmassen nach Fertigstellung des Baues angewendet, während sie in anderen Fällen vor oder während des Bauvorganges eingesetzt werden können«

Oer älteste Typ kittartiger Verfugungsmassen wurde mit halbtrocknenden Ölen hergestellt, d.h. mit einem nicht hinreichend härtenden Trägermittel; derartige Massen können mit

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der Zeit aus der Fuge herausfallen. Gegenwärtig erhältliche Massen verhalten sich über mehrere Jahre befriedigend, werden dann jedoch weniger verläßlich, da ihre Bindekraft und Dehnbarkeit abnehmen. Diese !Sassen bilden nach der Anwendung in dem ersten paar Tagen nur eine Oberflächenhaut und einige bleiben sogar mehrere Jahre unter der Hautoberfläche naß« Es ist zwar bekannt, derartige Verbindungen auf Ölbasis zur Verbesserung ihrer Eigenschaften sit einem nichttrocknenden Polyisobutylen zu IEOdifizieren, jedoch «eisen sie trotzdem im wesentlichen noch die gleichen Mängel auf wie die einfachen halbtrocknenden Produkte,

Die handelsüblichen Dichtungsmassen wie die Butylkautschuktypen und die Kassen auf Baals vollständig polymerisierter Harze wie Polychloropren und chloreulfonierte3 Polyäthyler enthalten ia allgemeinen etwa 11 bis 20 # flüchtige Bestandteile und eignen sich nur für verhältnismäßig schmale Fugen in der Größenordnung von etwa 0,3 bis 0,65 ca Breite» Beim Abdichten von Fugen dieser Breite führt der hoha Gehalt an flüchtigen Bestandteilen noch nicht zu einem ao starken Schrumpfen des Dichtungsmittels, daß Teile der Fuge ungefüllt bleiben oder nur mit einer unzureichenden Menge Dichtungsffiasee gefüllt werden.. Jedoch ist bei Mauerwerkkonstruktionen, inabcoondere wenn vorgegossene Teile verwendet werden und bei vsr~

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cchiedenen Blendwandfugen, der Zwischenraum größer als 0,65 cm, und es ist nicht ungewöhnlich, daß die Fugen bis zu 2,5 cm breit sind. FUr diese Zwecke ist eo wichtig, den Gehalt an flüchtigen Bestandteilen εο gering wie möglich zu halten» TaI-Giichlich wäre ein Gehalt an flüchtigen Bestandteilen -von 0 iclenl, jeüoch ist diee selten bei Massen erreichbar, die befriedigende Verarbeitungseigenschäften aufweisen sollen.

Ea v.'aräe nun gefunden, daß der Schrumpfvorgarg in breiten rujcn so lange nicht zu Unterbrechungen in du .· Kontinuität öGc Diehtungamittels führt, wie der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen nioht größer als 10 $> ist« Außerdem wurde gefunßsr., daß in breiten Fugen eine Aushärtung der Trägerkomponente nicht unbedingt erforderlich ist«, Demzufolge wird mit der vorliegenden Erfinfling eine Dichtungsmasse für breite Fugen vorgeschlagen, deren Eigenschaften zwischen denen einer wirklieh elasliomeren Dichtungsmasse und denen einer Verfugungsnrssse mit halbtroalrnender Ölbasis liegen,,

Die erfindungsgeraäßß Kscse enthält einen halogenieren Butyl-Imutechuk, ein t:?o cknondea Öl und einen nichtreagierenden Wg3 chiracher. Der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen iet nicht grcGer als 10 <$>, und die Masse ist langsam härtend» Nach Ein~ bringen in eine Fugo erreicht die Uasae unter atmosphäriecten Boöingungen innerhalb von 3 bis 4 Wochen einen Durchschnitts-

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■eßwert la Shore A-Duro«eter von 10, der innerhalb eines Jahres auf etwa 25 ansteigt. Di« weitere Entwicklung geht über aehrere Jahre aehr langeaa -ro ne tat ten, bie eine Maximale Shore Α-Härte von etwa 35 erreicht ist. Die Hasse ist weich und läßt sich leicht in eine Fuge einbringen. Außerdem weist sie bei der Handhabung keine wesentliche elastomere Zähigkeit auf„

Butylkautschuk wird durch Umsetzung eines Monoolefine wie beispielsweise Isobutylen mit einem Diolefin wie beispielsweise Isopren oder Butadien hergestellt. Bas Monoolefin über* wiegt, und im allgemeinen iat das Diolefin in Mengen bis zu et v/a 5 Gew. $» zugegen. Ea wurde gefunden, daß die Eigenschaften des Dichtungsmittels durch Umsetzung dieses Copolymeren mit einem Halogen wie Fluor, Chlor oder Brom wesentlich verbessert werden. Nach dem Einstreichen der Masse in eine Fuge härtet es bis zu einem bestimmten Grad durch die ganze Masse aus und liefert dadurch die gewünschten Sindeeigenschaften und entwickelt außerdem ein elastisches Erholvermögen, welchos bei Verwendung des nichthalogenierten Polymeren fehlt„

Durch die Halogenierung läßt sich das Dichtungsmittel ale in verschlossene Einzelpackungen abpackbare Masse herstellen, welche nach der Anwendung weiter polymerisiert» Die Vulkanisation des Kautschuks erfolgt bei noraaler Temperatur und

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normalem Brück ohne Anwendung groier Bits· und starker Katalysatoren, wie sie im allgemeinen zu« Härten der nlchthalogenierten Butylkautsofaukmaesen erforderlich sind. Sie Halogenierung erfolgt durch Addition an einen Teil der ungesättigten stellen, jedoch findet auch eine gewisse Substitution statt. Sie Halogenierung wird vorzugsweise nur so weit geführt, daß nicht alle ungesättigten Stellen verschwinden. Auf diese Weise kann eine Vulkanisation durch die Aktivität der restlichen Doppelbindungen oder durch das reaktionsfähige Halogen oder auf beide Weisen erfolgen. Es wurde gefunden, daß der halogenierte Butylkautschuk sogar bei Verwendung in Kassen, welche in Einzelpackungen abgepackt werden können, unter normalen klimatischen Bedingungen vulkanisiert, aber so lange nicht reagiert, wie die Masse nicht da« Licht und der Atmosphäre ausgesetzt wird.

Zur Herstellung des halogenieren Butylkautschuk» wird der nichtvulkanisierte Butylkautschuk so weit Mit einen Halogen, beispielsweise Chlor, Brom oder einer halogenhaltigen Verbindung, umgesetzt, bis das Polymere mindestens 1,0 Gew.jt gebundenes Halogen, jedoch nicht mehr als 1,5 uew.jt, vorzugsweise 1,0 bis 1,3 Gew.jC Halogen im Polymeren enthält.

In den erfindungsgemäfien Hassen findet unter atmosphärischen Bedingungen eine gewisse Vernetzung zwischen dem halogeniert ten Butylkautschuk und dem ungesättigten öl statt. Der hohe

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Gehalt an nichtreagierendea Weichmacher verhindert ein« Copolyeer isation oder Selbetpolyaerisation des ungesättigten Öles. Bs wurde gefunden, daß die Maeee nach dem Aufbringen 3 bis 4 Wochen aktiv ist und nach dieser Zeit einen Meßwert in Shore A-Durometer von 10 zeigt. Gleichzeitig wurde festgestellt, dafl sich die gewünschten Elastisitätaeigeneohaften entwickelt hatten.

Die Vulkanisation bei normalen Temperaturen läßt sich mög~ lioherweiae dadurch erklären, daß der halogeniert© Butylkautschuk Lichtquantenstrahlungen nahe der Doppelbindung absorbiert, wodurch ihre Energiestufe kurzfristig erhöht wird und sie unter Bildung reaktionsfähiger Makroradikale aufgespalten wird. Diese Radikale können Nebenreaktionen auslösen, welche wahrscheinlich zu Verzweigungen oder Vernetzungen und damit zur Vulkanisation führen· Es wird außerdem angenommen, daß der Luftsauerstoff eine Rolle für die Reaktivierung dieses Vorganges spielt, da ein halogeniertes Polymeres bekanntlich durch Oxydationsmittel wie Chinondioxim und Zinkperoxyd weiter polymerisiert werden kann.

Als trocknende UIe können in den erfindungsgemäßen Massen sowohl natürliche als auch synthetische flüssige Substanzen verwendet werden, welche durch die Einwirkung von Luftsauerstoff in trockene, harte, harzartige Produkte überführt wer-

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den. Hierzu gehör«! die natürlich vorkosnenden fetten Öle wie pflanzen- und Fischöle, welche hauptsächlich «tie verhältnismäßig stark ungesättigten Triglyoerlden bestehen, und synthetische ungesättigte Kohlenwasserstoffpolymere vom Nichtglyceridtyp. Derartige natürlich vorkommende Öle sind beispielsweise Leinöl, Sojaöl, Tungöl, Rizinusöl, entwässertes Rizinusöl, Oitizikaöl, Perillaöl, Saffloröl, Menhadenöl, Pilchardöl und Sardinenöl. Ein Beispiel für die ungesättigten synthetischen Kohlenwasserstofföle ist Polybutadien. Die Umwandlung der das trocknende Ol enthaltenden Masse vom flüssigen in den festen Zustand erfolgt unter Absorption von Sauerstoff, welche nach Bildung des Feststoffes weitergeht. Durch den OxydationsVorgang wird die Polymerisation ausgelöst, welche die Hasse ebenfalls aus einem flüssigen in einen festen Zustand überführt. Zur Katalysierung der Oxydation können öllösliche Metallseifen zugegen sein. Derartige Seifen sind beispielsweise Aluminium-, Calcium-, Kobalt-, Eisen-, Blei-, Mangan- und Zinklinolate, -naphthenate und -reslnate.

Die in den erfindungsgemäßen Massen verwendeten Weichmacher reagieren nicht und werden als äußerliche Weichmacher angesehen, d.h. sie gehen mit den übrigen Komponenten keine chemische Reaktion ein. Derartige Weichmacher sind im wesentlichen ^gesättigte Verbindungen niedriger Polarität wie Kohlenwasserstofföle, höhere aJLiphatisahe Ester, aromatische Ester, bestimmte Herze wie die von alkylierten Phenolen, Terpenen und hydrierten Estergummen abgeleiteten Harze sowie

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epoxidiert« Fettelureöle. Ale Beispiele können aeetyliertes Rizinusöl, n-Butylacetylpolyrlxinolat und epoxydierte TrI-glyceride von Fettsäuren pflanzlicher Öle wie epoxydiertee Soja· öl und epoxydiertee Rizinusöl genannt werden· Aa geeignetsten hat sich als Weichmacher Polyisobutylen erwiesen.

Zur Erzielung bestimmter Eigenschaften kann die Dichtungsmasse durch verschiedene Zusatzstoffe modifiziert werden. So können z.B. Füllstoffe wie Talkum, Asbestfasern und Silikamehl als Streckmittel und zur Entwicklung bestimmter rheologischer Eigenschaften zugesetzt werden. Pigmente« deren Aufgabe die Erzielung einer bestimmten Färbung 1st, beispielsweise Zinkoxyd« Titandioxyd« Eisenoxyd und Chromoxyd, werden nur in den zur Erreichung der gewünschten Farbe erforderlichen Mengen zugesetzt. Durch zu große Pigmentmengen kann die Masse hart werden und die Kosten werden unnötig erhöht.

Die Nassen können in jeder Vorrichtung hergestellt Herden, deren Mischwirkung stark genug ist, um alle Teilchen zu benetzen, größere Agglomerate zu zerteilen und eine homogene Mischung zu erzielen.

Ein handelsüblicher Butylkautschuk mit einen Molekulargewicht von etwa 4o 000 wurde mit 1,2 0ew.£ Bron verbunden. Der Kautschuk wurde durch Kaltpolymerisation von Isobutylen und 2 % Isopren in Gegenwart eines Friedel-Crafte-Ketalyeators hergestellt. Die eingesetzte Bromeenge war also geringer ale

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die la Copolyiüren enthaltene Isopren*enge - fflerdurch ein Polymeres «it ungesättigten Stell« erteilten, welch· für die Vulkanisation xur Verfügung et enden. Des Polymere wurde in eine« Hochleistunge-BanburymlBcher zu 50 Oew.Jt mit Petroleumdestillat verschnitten. Biese Mischung wurde dann mit einem trocknenden 01 verwischt and als Weichmacher ein flüssiges Polyisobutylen zugesetzt. In die Kittsasse wurden dann Pigmente und Füllstoffe eingearbeitet, um Ihr die erforderlichen rheologischen Eigenschaften zu verleihen, d.h. daß die Masse bei der Anwendung in senkrechten oder über Kopf verlaufenden Fugen stehen bleibt und nicht ausfliefit.

Diese Kittmasse blieb in verschlossenen Behältern beständig. Bei der Anwendung als Fugendichtungsmasse wurde sie des Licht und dem Luftsauerstoff ausgesetzt, und es fand eine allmähliche vulkanisation statt. Wie bereits erwähnt wurde, wird angenommen, daS durch die Anwesenheit eines Halogens in der Polymerkette und die Gegenwart von Sauerstoff sich nahe den Bromstellungen ein Makroradikal bildet. Es gibt jedoch noch eine ändere Möglichkeit für den VulcanisationsVorgang. Ungesättigte Halogenide können bekanntlich auch Ohne Vorhandensein freier Radikale durch Bestrahlung mit ultraviolette» Licht polymerisiert werden. Die photocheulsche Reaktion wird durch das Licht ausgelöst, welches an der Halogen bindung angreift, und die Vernetzung geht dann an iwel Stellen vor sich: 1} neben der Stellung des reaktionsfähigen Halogens und 2} durch die Doppelbindungen.

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Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel näher erläutert, in welchem sich alle Mengenangaben auf Oewlchtsteile beziehen.

Bslspiel

In einem Hochleistungsmischer wurden zur Herstellung einer

hallgrauen Dichtungsmasse

125,1 Teile chloriertes Isobutylen/Isopren(95i5)~Copolyraeres mit einem Chlorgehalt von 1,2 & und

125,1 Teile Lackbenzin

golöst. Diese Lösung vairde dann unter fortgesetztem Rühren mit den folgenden Komponenten versetzt:

67,0 Teile alkall-raffiniertes Leinöl 0,2 Teile 6£ige Kobaltnaphthenatlösung in Lackbenzin 6,0 Teile normale Aluminiuttbeschichtungspaste 195,0 Teile Polyisobuten

39,8 Teile Titanox RCHTX ( 30 % Rutil, 70 % Calciumsulfat

mit mindestens 29,5 % TlO₂)

468,9 Teile gepulvertes Calciumcarbonat 26,8 Teile Asbestfasern 200,9 Teile Talkum.

Der Miechvorgang war nach einer Stunde beendet. Das Produkt enthielt 9,86 Gew.% flüchtige Bestandteile und hatte eine Dichte von 1,45 kg/Liter,

Die Mengenverhältnisse der Komponenten können in der obigen Hasse etwas variiert Herden. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn die Nasse, bezogen auf das Gewicht der Oesamtmasse, etwa.

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1594017 -πιο bis 15 £ halogenieren Butylkautschuk, etwa 3 bis 8 % trocknendes Ol und etwa 10 bis 20 % nichtreagierender Weichmacher enthält.

Für die Endeigenschaften der Hasse 1st es wünschenswert, daß sie einen möglichst hohen Anteil an halogeniertem Butylkautschuk enthält. Jedoch ist es schwierig, gut verarbeitbare !lassen mit hohem Kautschukgehalt herzustellen, so daß dies auch eine größere Menge an Lösungsmittel erfordern würde. Der Gehalt an trocknendem öl muß möglichst niedrig gehalten werden, um die Ilautbildung im Behälter, die Vergilbung und das Hartwerden der aufgebrachten Masse möglichst gering zu halten. Das trocknende öl ist jedoch grundsätzlich erforderlich, um auf der Oberfläche der aufgebrachten Masee schnell eine Haut auszubilden. Der Gehalt an Weichmacher hält die Masse sehr lange weich und dehnbar.

Die Diehtungsroassen der vorliegenden Erfindung bestehen aus einer Hischung zum Dichten von Fugen mit einer Spaltbreite von über 0,65 crn und wo eine sehr gute Abdichtung erf order lieh ist. Sie sind im allgemeinen nach der Anwendung innerh I von 2k Stunden b3i 25° C und 50 # Feuchtigkeit bei der Fingi.r probe fest und bleiben bei Oberflächentemperaturen von -29° bis 93⁰C schmiegssm. Sie ergeben im allgemeinen eine feste Dichtung zwischen sauberen Oberflächen aus beispielsweise Glas, Aluminium, Stahl, Kunststoff, Marmor, Vinylmembranen und sonstigen Baustoffen oder wasserfesten Materialien und

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sind Insbesondere für Zwecke geeignet, bei denen zähe Haftfestigkeit, ausgezeichnete WetterbeetMndlgkeit und hervorregende Dichtungseigenschaften unter verschiedensten Bedingungen erforderlich sind. Sie weisen bei minimaler Schruapfung nur geringe Leitfähigkeit für Wärme und Elektrizität auf. Da cie aus einer einzigen Mischung bestehen, sind die erfindungst'emäßen Massen nicht vom Topfleben abhängig und weisen im verschlossenen Behälter ausgezeichnete Beständigkeit auf. Sie können nach wenigen Tagen leicht mit Farbe Überstrichen werden, wenn eine andere Farbe erwünscht ist·

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Claims (1)

1. (US 4O9 957 - prio 9.11. Cose 2045-5510-5814) W.R.Grace & Co.

   Cambridge, Mass./V.St.A. 1 5 9 A 01 7

   Hamburg, den 29. Oktober I965

   Potentanspruch:

   Dichtungsmasse, gekennzeichnet durch einen auf das Gesamtgewicht der Masse bezogenen Gehalt von 10 bis I5 # halogeniertem kautschukartigen Copolymeren, welches eine mic bis zu 5 Gow.$ (bezogen auf düs Copolymere) Diolefin copolymerisierte Hiuptmenge Isobutylen und 1,0 bis 1,5 Gew.# (bezogen auf das Copolymere) gebundenes Halogen enthält, z.B. chloriertes Isobutylen-Isopren-Copolymeres, 5 bis 8 ?> trocknendem öl, voi'zugsweiss Leinöl, und 10 bis 20 % nichtreagierenaem Weichmacher, vorzugsv/eise Polyisobutylen, und nicht mehr als 10 % flüchtigen Bestandteilen.

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