DE19608689A1 - Klebstoffzusammensetzung zur Erzeugung wasserdichter Verbindungen in einlagigen Dachmembranen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine gehärtete Klebstoff­ zusammensetzung zur wasserdichten Abdichtung der Verbin­ dungsnähte oder Klebfugen von Dachmembranen, und insbeson­ dere einen Klebstoff auf Kautschukgrundlage zum Zusammen­ fügen von Dachdeckungsmaterialbahnen aus EPDM-Kautschuk.

Dachdeckungsmaterialien zum Abdecken von großen Dachflächen werden für die Verlegung üblicherweise in breiten Bahnen hergestellt. Aufgrund ihrer Eigenschaften als Feuchtigkeits­ barriere sind elastomere Terpolymer-Zusammensetzungen aus Ethylen, Propylen und nicht-konjugierten Dienen (EPDM) sowie Copolymer-Zusammensetzungen aus Isobutylen und konjugierten Dienen (Butylkautschuk) als Dachdeckungsmaterialien in der Technik gut bekannt. Zur Bildung einer das Dach bedeckenden durchgehenden wasserdichten Fläche müssen diese Bahnen über­ lappt und miteinander verklebt werden.

Dachmembranen aus EPDM werden nach industriellen Normen her­ gestellt, die in jeder Richtung eine Schrumpfung von ledig­ lich 2% zulassen. Ein Großteil der Schrumpfung wird durch Zugspannungen verursacht, die entstehen, wenn die Bahn ka­ landriert, auf einen Kern gewickelt und gehärtet wird. Nach dem Abwickeln der EPDM-Bahn tritt eine Entspannung ein, was die Schrumpfung verursacht. Die Entspannung oder Schrumpfung ist abhängig vom Ausmaß der während der Verarbeitung (Kalan­ drieren und Aufwickeln) eingebauten Spannung. Wenn sich die Bahn in einer 30,5 m (100 Fuß)-Rolle um 2% entspannt, wird sie um 0,61 m (2 Fuß) schrumpfen. Verbindungsnähte in EPDM- Membranen sind bei Verwendung von Klebern typischerweise 12,7 cm (5 Inch) breit und bei Verwendung von Klebebändern nur 6,35 cm (2,5 Inch) schmal. Nach der Herstellung der Ver­ bindung auf dem Dach kann eine nachfolgende Schrumpfung die Verbindungsnähte auseinanderziehen, falls das Klebeband kei­ ne ausreichende Festigkeit bei statischer Belastung auf­ weist.

Die erste Generation der in die Technik eingeführten Klebe­ bänder waren ungehärtete Zusammensetzungen, die Härtungsmit­ tel enthielten. Eine Vulkanisation wurde nur nach längerer Erwärmung auf hohe Dachflächentemperaturen erzielt. Bei auf dem Dach aushärtenden (in situ härtenden) Klebebändern wurde nachgewiesen, daß sich die Verbindungsnähte in Richtung der Scherkraft verschieben können, bevor dem Kleber genügend Zeit zur Aushärtung und zur Entwicklung einer ausreichenden Festigkeit zur Verfügung gestanden hat, um die Kautschuk- oder Gummibahnen und somit die Nähte, intakt zu halten.

Neben der normalen Schrumpfung der EPDM-Membran können außerdem hohe Temperaturschwankungen kurz nach dem Aufbau des Daches auftreten. Wenn die EPDM-Membran tagsüber ver­ klebt wird, während sie heiß ist, kann die Klebenaht durch das Zusammenziehen der EPDM-Membran während des Temperatur­ abfalls bei Nacht frühzeitig, vor der Aushärtung des Kle­ bers, versagen. Im Frühling oder im Herbst kann der Tempe­ raturunterschied der EPDM-Membran zwischen Nacht und Tag sogar bis zu 38°C betragen. Während der Herstellung von EPDM-Bahnen werden, wie oben beschrieben, Spannungen in die Bahn eingebaut. Wenn die Bahn danach auf einer Dachfläche ausgerollt wird, erfolgt eine Entspannung unter Verminderung der Größe. Das Ausmaß der sich ergebenden "Schrumpfung" be­ stimmt die auf die Klebenähte wirkenden Kräfte.

Das US-Patent Nr. 4 472 119 (Close) ist ein Beispiel für eine ungehärtete Klebstoffzusammensetzung für das Dach­ decken. Die Zusammensetzung soll als eine in einem Lösungs­ mittel gelöste Flüssigkeit aufgetragen werden. Beispiel I zeigt eine Zusammensetzung, die nach dem Auftragen auf eine Dachmembran 7 Tage lang "in situ" ausgehärtet wird. Die Technik hat jedoch die Nachteile von derartigen "in situ" aushärtenden Klebstoffen erkannt. In dem US-Patent Nr. 4 588 637 (Chiu) sind in dem die Spalten 1 und 2 über­ brückenden Absatz die Probleme mit den nicht gehärteten Kle­ bebändern, einschließlich der niedrigen Anfangsfestigkeiten, beschrieben. Metcalf beschreibt in dem US-Patent Nr. 4 601 935 ebenfalls die Nachteile von "in situ" aushärtbaren Klebstoffen, einschließlich der niedrigen Anfangsfestigkei­ ten.

Ein weiteres, früher in der Technik verwendetes Verfahren zum Abdichten der überlappenden Bahnen von Dachdeckungsmate­ rialien bestand darin, ein Band aus unvulkanisiertem Kau­ tschuk zwischen den überlappenden Bereichen der Dachmembra­ nen anzuordnen und danach das Band durch Anwendung von Hitze und Druck schnell zu vulkanisieren.

Dieses Verfahren erforderte jedoch das Vorhandensein einer Vulkanisierpresse auf der Baustelle. Eine gute Klebeverbin­ dung erforderte darüber hinaus lange Vulkanisationszeiten, die den Einbau des Dachdeckungsmaterials verlangsamten.

Ein weiteres Verfahren zum Abdichten oder Zusammenkleben der überlappenden Bahnen besteht in der Anwendung von Klebstof­ fen, wie den Lösungsmittelklebstoffen auf Grundlage von Polychloropren (Neopren). Man ist dabei nicht nur auf Pro­ bleme mit der Festigkeit der an den Klebstellen gebildeten Klebeverbindung gestoßen, sondern auch auf Probleme mit der Langzeitbeständigkeit dieser Verbindungen. Beispielsweise können Umwelteinflüsse die Qualität der erzielten Verbindung beeinträchtigen. Falls es windig ist, können sich Staub und andere Verunreinigungen in den Klebstoff einlagern und des­ sen Fähigkeit beeinträchtigen, die Dachdeckungsmaterialbah­ nen zusammenzukleben. Falls hohe Temperaturen auftreten, kann der Klebstoff zu schnell austrocknen. Hohe Luftfeuch­ tigkeit kann eine Kondensation von Feuchtigkeit hervorrufen, die eine gute Klebeverbindung beeinträchtigt. Veränderungen in den Umgebungsbedingungen können es erforderlich machen, daß die das Dach aufbauenden Arbeiter ihre Verfahren modifi­ zieren, was den Dachaufbau verkompliziert.

Es ist ferner bekannt, daß die Verwendung von Bürsten, die Streifen oder Beschichtungen von ungleicher Dicke hinter­ lassen, die Bindungsstärke herabsetzt. Polychloropren-Kleb­ stoffe (Neopren-Klebstoffe) enthalten Lösungsmittel, und zwar üblicherweise aromatische Lösungsmittel, wie Toluol, Xylol und andere. Lösungsmittel sind aus ökologischen Grün­ den nicht wünschenswert und einer zunehmenden Regulierung unterworfen. Sie sind toxisch und stellen eine Gesundheits­ gefährdung dar. Aufgrund ihrer Entflammbarkeit besteht schließlich Brandgefahr und es hat schon viele Fälle in der Industrie gegeben, in denen Brände und Verletzungen infolge der Verwendung von lösungsmittelhaltigen Produkten auftra­ ten.

In der Technik wurden Versuche zur Entwicklung besserer Klebstoffe unternommen, die leichter aufgetragen und dem Eindringen von Feuchtigkeit längere Zeit widerstehen können. Das US-Patent Nr. 4 640 730 (Streets) beschreibt beispiels­ weise die Verwendung eines mit einem Kohlenwasserstoffharz vermischten Styrol-Butadien-Blockcopolymers als einen Kleb­ stoff für Dachdeckungsmaterialien auf der Grundlage von EPDM- und Butylkautschuk. Die US-Patente Nr. 4 588 637 und 4 855 172 (Chiu) beschreiben einen Klebstoff zum Verkleben von Dachdeckungsmaterialien aus einer Zusammensetzung auf der Grundlage von gehärtetem Butylkautschuk, der durch Com­ poundieren eines Butylkautschuk-Copolymers hergestellt wur­ de, einem Härtungsmittel für den Butylkautschuk, Ruß und einem kompatiblen Klebrigmacher.

Das US-Patent Nr. 4 404 056 (Kakehi) beschreibt ein kalt vulkanisierbares Klebeband mit einer Mooney-Viskosität von 5 bis 25, welches ein kautschukartiges Polymer, ein Vulkani­ siermittel, einen Vulkanisationsbeschleuniger, ein Klebemit­ tel und einen Weichmacher beinhaltet. Das Band wird zwischen überlappenden Bahnen des Dachdeckungsmaterials angeordnet, und die Bahnen werden mit einer Walze oder dergleichen zu­ sammengepreßt.

Das US-Patent 5 242 727 (Briddell et al) offenbart eine Klebstoffzusammensetzung auf EPDM-Grundlage. Die Zusammen­ setzung umfaßt im wesentlichen gleiche Anteile a) eines kautschukelastischen Polymers, welches ein Gemisch aus EPDM, halogeniertem Butylkautschuk oder einem halogenierten Co­ polymer von Metylstyrol und Isobutylen sowie Polyisobutylen umfaßt, und b) eines kompatiblen Klebrigmachers. Die Kleb­ stoffe beinhalten EPDM in Anteilen von wenigstens 16% und ergeben Abziehfestigkeiten bei Raumtemperatur im Bereich von 700 bis 985 g/cm sowie Abziehfestigkeiten bei 70°C im Be­ reich von 300 bis 375 g/cm.

In der Technik besteht jedoch immer noch ein Bedarf an wirk­ samen Klebstoffzusammensetzungen und Verfahren zu deren Ver­ wendung beim Zusammenkleben von Dachmaterialbahnen auf EPDM- Grundlage, die nicht nur einfach anzuwenden sind und eine gute Festigkeit aufweisen, sondern auch eine wasserdichte Langzeitabdichtung ergeben.

Die vorliegende Erfindung befriedigt diesen Bedarf durch Bereitstellung einer vorgehärteten Klebstoffzusammensetzung zum Zusammenkleben von Dachdeckungsmaterialien, wie z. B. synthetischen EPDM-Kautschuken, die eine Langzeit-Wasser­ dichtigkeit gewährleistet. Der Klebstoff ist weich und an­ fänglich klebrig, besitzt aber eine hohe Anfangsfestigkeit bei 70°C, die wenigstens teilweise auf der gehärteten Natur der Zusammensetzung beruht.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt die Klebstoffzusammensetzung a) ein gehärtetes kautschuk-ela­ stisches Polymer, welches ein Gemisch aus (i) einem Ethylen- Propylen-Dien-Terpolymer, (ii) einem halogenierten Butyl­ kautschuk oder einem halogenierten Copolymer von p-Methyl­ styrol und Isobutylen und (iii) Polyisobutylen umfaßt, und (b) einen kompatiblen Klebrigmacher. Der Klebrigmacher ist vorzugsweise aus der aus Polybuten, einem Phenolharz und deren Mischungen bestehenden Gruppe ausgewählt. Die Zusam­ mensetzung umfaßt höchstens 12 Gew.-% Ethylen-Propylen-Dien- Terpolymer, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung. Vorzugs­ weise umfaßt die Zusammensetzung höchstens 6% Ethylen-Pro­ pylen-Dien-Terpolymer, und am meisten bevorzugt höchstens 1% des Terpolymers. Das kautschukelastische Polymer kann außer­ dem (iv) ein Butylterpolymer enthalten.

Die Zusammensetzung umfaßt darüber hinaus ein Beschleuni­ ger/Härter-System für das kautschukelastische Polymer. Die Zu­ sammensetzung zeigt bei Raumtemperatur eine Abziehfestigkeit von wenigstens etwa 1000 g/cm und besonders bevorzugt von wenigstens etwa 1200 g/cm; und sie zeigt bei 70°C eine Ab­ ziehfestigkeit von wenigstens etwa 500 g/cm und besonders bevorzugt von etwa 650 g/cm. Außerdem hält die Zusammenset­ zung bei 70°C eine statische Belastung von wenigstens 300 g vorzugsweise mindestens 96 Stunden lang. Die Zusammensetzung kann darüber hinaus einen Minderanteil Ruß oder andere übli­ che Füllstoffe und/oder Trockenmittel beinhalten.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Klebstoffzu­ sammensetzung der vorliegenden Erfindung:

• a) etwa 30-45% eines kautschukelastischen Polymergemischs,
• b) etwa 30-45% eines kompatiblen Klebrigmachers und c) etwa 0,5-6% eines Beschleuniger/Härter-Systems. Die Zusammensetzung umfaßt höchstens 12 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammen­ setzung, eines Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymers in dem kau­ tschukelastischen Polymergemisch. Vorzugsweise umfaßt die Zusammensetzung höchstens 6% des Ethylen-Propylen-Dien-Ter­ polymers, und am meisten bevorzugt höchstens 1% des Terpoly­ mers. Die Zusammensetzung wird zur Bereitstellung eines vollständig ausgehärteten Klebstoffs mit hoher Anfangshaf­ tung und -festigkeit nach der Extrusion und vor ihrer Anwen­ dung nachgehärtet. In vorteilhafter Weise kann die Kleb­ stoffzusammensetzung der vorliegenden Erfindung in Form eines extrudierten Bandes hergestellt werden. Das Band um­ faßt eine Schicht der gehärteten Klebstoffzusammensetzung in Form eines Streifens auf einem Releasepapier oder einer ab­ lösbaren Trägerfolie und ist, gegebenenfalls, auf eine Rolle gewickelt. Die Klebebänder sind typischerweise etwa 6,0-18,0 cm breit und etwa 0,5-1,0 mm dick.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Klebebandzusammenset­ zung bereit, die leicht zu transportieren und zu lagern ist, eine lange Lagerfähigkeit aufweist und auf einer Baustelle einfach angewendet werden kann. Beim Gebrauch weist das Kle­ beband eine hohe Anfangshaftung auf und bildet eine feste Bindung sowie eine wasserdichte Abdichtung zwischen den überlappenden Bahnen des Dachmembranmaterials aus Synthese­ kautschuk aus. Die gehärtete bzw. vulkanisierte Klebebandzu­ sammensetzung weist eine ausreichend hohe Vernetzungsdichte auf, um eine feste klebende Verbindung der Dachdeckungsmate­ rialbahnen aus Kautschuk im gesamten Bereich zwischen den weithin bekannten Dachtemperaturextremen zu gewährleisten. Das Klebeband kann unter vielen Wetterbedingungen auf ge­ bracht werden und ist bei den auf Dächern anzutreffenden erhöhten Temperaturen stabil. Die Zusammensetzung versprödet bei niedrigen Temperaturen nicht und bleibt ausreichend fest und flexibel, so daß sie den Ausdehnungen und Kontraktionen des Dachs und der darunterliegenden Bedachungsmaterialien ohne einen Bruch der Abdichtung widerstehen kann.

Es ist dementsprechend ein Merkmal der vorliegenden Erfin­ dung, daß eine gehärtete Klebstoffzusammensetzung zur Ver­ wendung beim Zusammenkleben von Dachdeckungsmaterialien auf EPDM-Grundlage bereitgestellt wird, die nicht nur einfach anzuwenden ist und eine gute Festigkeit ergibt, sondern auch eine über lange Zeit wasserdichte Abdichtung. Diese und wei­ tere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der nach­ folgenden ausführlichen Beschreibung und den angefügten An­ sprüchen ersichtlich.

Durch die Bereitstellung einer gehärteten Klebstoffzusammen­ setzung, die ein kautschukelastisches Polymergemisch und einen kompatiblen Klebrigmacher umfaßt, ist die erfindungs­ gemäße Zusammensetzung weich und besitzt eine hohe Anfangs­ haftung. Dies erlaubt die Bildung einer festen anfänglichen Verbindung zwischen den überlappenden Lagen des Bedachungs­ materials. Darüber hinaus besitzt die Zusammensetzung eine hohe Anfangsfestigkeit und Beständigkeit gegenüber stati­ scher Belastung, so daß die gebildete Klebeverbindung was­ serdicht bleibt. Die Beständigkeit gegenüber statischer Be­ lastung ist ein Maß für die Fähigkeit der Klebstoffzusammen­ setzung, den Ausdehnungen und Kontraktionen der Dachmembran zu widerstehen, während eine wasserdichte Abdichtung auf­ rechterhalten wird. Die Zusammensetzung kann als ein vorge­ bildetes Klebeband bereitgestellt werden, welches bauseitig eine einfache Anwendung gewährleistet.

Die Klebebandzusammensetzung der vorliegenden Erfindung um­ faßt als die kautschukelastische Polymerkomponente vorzugs­ weise ein Gemisch aus einem Ethylen-Propylen-Dien-Terpoly­ mer, einem halogenierten Butylkautschuk oder einem haloge­ nierten Copolymer von p-Methylstyrol und Isobutylen sowie Polyisobutylen. Als das Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer können beispielsweise die Handelsprodukte Vistalon (Handels­ name) 2200, 2504, 5600 oder 6505, erhältlich von Exxon Che­ mical Americas, Houston, Texas, die Handelsprodukte Royalene (Handelsname) 501, 502, 505, 512 oder 521, erhältlich von Uniroyal Chemical Co., Middleburry, Connecticut, oder die Handelsprodukte KeHan (Handelsname) 2506, 40A oder 4506, erhältlich von Copolymer Rubber and Chemical Corp., Baton Rouge, Louisiana, oder Trilene (Handelsname) 65 oder 67 als Terpolymere mit niedrigem Molekulargewicht, erhältlich von Uniroyal, verwendet werden. Der halogenierte Butylkautschuk kann eine Verbindung sein, wie z. B. die Handelsprodukte Bro­ mobutyl (Handelsname) 2030 oder X-2, die Handelsprodukte Chlorobutyl (Handelsname) 1240 oder 1255, erhältlich von Polysar Inc. in West Haven, Connecticut, die Handelsprodukte Bromobutyl (Handelsname) 2222 oder 2244 oder die Handelspro­ dukte Chlorobutyl (Handelsname) HT-1065, HT-1066 oder HT- 1068, erhältlich von Exxon Chemical. Das halogenierte Co­ polymer von p-Methylstyrol und Isobutylen kann eine Verbin­ dung sein, wie zum Beispiel das im Handel von Exxon Chemical erhältliche Bromo XP-50 (Handelsname). Das halogenierte p- Methylstyrol/Isobutylen-Copolymer verbindet die niedrige Permeabilität eines Butylkautschuks mit der Umweltbeständig­ keit und den Alterungseigenschaften eines EPDM-Kautschuks.

Die Klebstoffzusammensetzung beinhaltet höchstens 12% Ethy­ len-Propylen-Dien-Terpolymer. Vorzugsweise umfaßt die Zusam­ mensetzung höchstens 6%, und besonders bevorzugt höchstens 1% des Terpolymers. Die im Vergleich zu den Zusammensetzun­ gen nach dem Stand der Technik niedrigeren Terpolymermengen in den erfindungsgemäßen Klebstoffen, einschließlich der Abwesenheit jeglichen Terpolymers, ergaben überraschender­ weise höhere Abziehfestigkeiten, wie in den Beispielen unten gezeigt wird.

Als die Polyisobutylenkomponente der Zusammensetzung können beispielsweise Vistanex (Handelsname) L-80, L-100, L-120 oder L-140, als Handelsprodukte erhältlich von Exxon Chemi­ cal, oder Oppanol (Handelsname) B-50 oder B-100, als Han­ delsprodukte erhältlich von der BASF Corporation, Par­ sippany, New Jersey, oder ein Polyisobutylen mit niedrigem Molekulargewicht, wie zum Beispiel LMMS (Handelsname) oder LMMH (Handelsname), als Handelsprodukte erhältlich von Exxon Chemical, oder Oppanol (Handelsname) B-10 oder B-15, als Handelsprodukt erhältlich von der BASF Corporation, verwen­ det werden.

Die Klebstoffzusammensetzung kann darüber hinaus ein Butyl­ terpolymer in der kautschukelastischen Polymerkomponente enthalten, um der Zusammensetzung eine erhöhte Festigkeit bei erhöhter Temperatur zu verleihen. Butylterpolymere sind Copolymere von Isobutylen und Isopren, die während der Poly­ merisation mit Divinylbenzol vorvernetzt worden sind. Als Butylterpolymer kann zum Beispiel XL-10000 (Handelsname), XL-19106 (Handelsname), XL-21306 (Handelsname), XL-30102 (Handelsname), XL-40302 (Handelsname), XL-41106 (Handelsna­ me), XL-54006 (Handelsname) oder XL-68102 (Handelsname) ver­ wendet werden, wobei alle diese Produkte von der Bayer Poly­ sar, Akron, Ohio, im Handel erhältliche Butylterpolymerpro­ dukte sind.

Die Klebstoffzusammensetzung kann darüber hinaus einen kom­ patiblen Weichmacher für die kautschukelastische Polymerkom­ ponente enthalten. Der Weichmacher verleiht der Zusammenset­ zung Weichheit. Geeignete Weichmacher umfassen flüssiges Polyisobutylen, zum Beispiel Vistanex (Handelsname) CP-24, LM-MS, LM-S, LM-MH oder LM-H, die alle von Exxon Chemical im Handel erhältlich sind, oder Oppanol (Handelsname) B-10 oder B-15, beides von der BASF Corporation erhältliche Handelspro­ dukte, oder paraffinisches Weichmacheröl, wie zum Beispiel Flexon 815 (Handelsname), Flexon 845 (Handelsname) oder Fle­ xon 885 (Handelsname), alle im Handel erhältlich von der Exxon Chemical Company, oder Sunpar 110 (Handelsname), Sun­ par 115 (Handelsname), Sunpar 120 (Handelsname), Sunpar 150 (Handelsname) oder Sunpar 2280 (Handelsname), alle im Handel erhältlich von der Sun Refining und Marketing Company, Philadelphia, Pennsylvania, oder Shellflex 210 (Handelsname) oder Shellflex 310 (Handelsname), beide im Handel erhältlich von der Shell Cemical Company, Houston, Texas, oder naphtha­ linisches Weichmacheröl, wie zum Beispiel Flexon 580 (Han­ delsname), Flexon 641 (Handelsname), Flexon 650 (Handelsna­ me), Flexon 660 (Handelsname), Flexon 680 (Handelsname), Flexon 766 (Handelsname) oder Flexon 785 (Handelsname), al­ les von Exxon erhältliche Handelsprodukte, oder Shellflex 3211 (Handelsname), Shellflex 3271 (Handelsname) oder Shell­ flex 3681 (Handelsname), alle im Handel erhältlich von der Shell Chemical Company, und schließlich aromatische Weich­ macheröle, wie zum Beispiel Flexon 391 (Handelsname) von Exxon oder Sundex 790 (Handelsname) oder Sundex 8125 (Han­ delsname) von der Sun Oil Company.

Die Klebebandzusammensetzung enthält darüber hinaus einen kompatiblen Klebrigmacher in einer Menge, die im wesentli­ chen gleich der Menge an kautschukelastischem Polymer ist. Der Klebrigmacher verleiht der Zusammensetzung ihre Weich­ heit und ihre hohe Anfangshaftung. Geeignete Klebrigmacher umfassen Polybuten, wie zum Beispiel Indopol (Handelsname) H-100, H-300, H-1500 oder H-1900, im Handel erhältlich von der Amoco Chemicals Company, Chicago, Illinois, oder Parapol (Handelsname) 700, 950, 1300, 2200 oder 2500, im Handel er­ hältlich von Exxon Chemical, phenolische Harze, wie zum Bei­ spiel Akron (Handelsname) P-90 oder P-133, im Handel erhält­ lich von der Akrochem Corporation, Akron, Ohio, oder SP-1068 (Handelsname) oder SP-1077 (Handelsname), im Handel erhält­ lich von Schnectady Chemical, Inc., Schnectady, New York, oder Durez 31671 (Handelsname), ein von der Occidental Chemical Corporation, N. Tonawanda, New York, erhältliches Handelsprodukt, oder Dyphene (Handelsname) 8318 oder 8320, erhältlich von der Sherwin-Williams Company, Fords, New Jersey, und deren Mischungen.

Die Klebstoffzusammensetzung umfaßt darüber hinaus ein Be­ schleuniger/Härter-System für die kautschukelastische Poly­ merkomponente. Die kautschukelastische Zusammensetzung kann unter Verwendung von verschiedenen gut bekannten Härtungs- oder Vulkanisationssystemen gehärtet werden, die Schwefel und schwefelhaltige Systeme sowie Zinkoxid umfassen. Typi­ scherweise ist etwa 0,2 bis 2,0 Gew.-% des Härtungsmittels in der Zusammensetzung ausreichend. Der Zusatz einer gerin­ gen Menge Zinkoxid, etwa 1-2 Gew.-%, verbessert auch die Hochtemperaturstabilität der Zusammensetzung.

Zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignete Vul­ kanisations- bzw. Härtungsbeschleuniger umfassen Schwefel, Thiazole, Thiurame und Dithiocarbamate. Geeignet sind bei­ spielsweise Dipentamethylenthiuramhexasulfid, Tetraethyl­ thiuramdisulfid, Tetramethyl/ethylthiurammonosulfid, Tetra­ methylthiuramdisulfid, Tetramethylthiurammonosulfid, 4,4′- Dithiodimorpholin, 2-(Morpholino-dithio)benzothiazol, Zink­ dibutyldithiophosphat, 2-Mercaptobenzothiazol, Benzothiazyl­ disulfid, Zinkmercaptobenzothiazol, Zinkdibutyldithiocarba­ mat, Zinkdiethyldithiocarbamat, Zinkdimethyldithiocarba­ mat, Kupferdibenzyldithiocarbamat oder Tellurdiethyldithio­ carbamat und deren Mischungen, als Handelsprodukte erhält­ lich von Akrochem; R. T. Vanderbilt Chemical Corporation, Bethel, Connecticut; Akzo Chemicals, Inc., Cincinnati, Ohio; E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware; Mobay Corp., Houston, Texas; Monsanto Chemical Company, St. Louis, Missouri; Pennwalt Corp., Buffalo, New York oder Uni­ royal Chemical. Es werden wiederum nur geringe Mengen eines Beschleunigers benötigt. Typischerweise sind etwa 0,5 bis etwa 2,0 Gew.-% Beschleuniger in der Zusammensetzung ausrei­ chend. Die Zusammensetzung kann darüber hinaus einen Minder­ anteil an Ruß und/oder weiteren herkömmlichen Füllstoffen oder Trockenmittel, wie z. B. Kalziumoxid (Kalk) beinhalten.

Die vorliegende Erfindung umfaßt darüber hinaus ein Verfah­ ren zum Zusammenkleben von Bahnen eines Dachdeckungsmate­ rials aus synthetischem Kautschuk, welches die folgenden Schritte umfaßt: Auf wenigstens eine überlappende Kante der Bahnen wird ein vorgebildetes, ausgehärtetes, selbstkleben­ des Band aus der erfindungsgemäßen Klebstoffzusammensetzung aufgetragen. Zur Bildung des Klebebandes wird die Klebstoff­ zusammensetzung auf ein Releasepapier oder eine ablösbare Trägerfolie extrudiert. Nach der Extrusion auf das Release­ papier oder die Trägerfolie wird die Klebstoffzusammenset­ zung zur Aushärtung des kautschukelastischen Polymers unter Erwärmen gehärtet. Typischerweise wird die Zusammensetzung zwischen etwa 2 bis 6 Stunden lang auf eine Temperatur von etwa 100°C bis etwa 125°C erwärmt, um eine im wesentlichen vollständige Vernetzung zu erreichen. Diese Temperaturgren­ zen wurden festgesetzt, um die verwendeten Releasepapiere während der Aushärtung zu schützen. Es können jedoch auch Temperaturen von 149°C und darüber angewendet werden, wenn eine wärmebeständige Trägerfolie, wie z. B. ein Polyester (Mylar), verwendet wird, wodurch sich die zum Erreichen eines ausreichenden Härtungs- oder Vulkanisationsgrades be­ nötigte Zeit verringert.

Das selbstklebende Dichtungsband wird auf ein Dach aufge­ bracht, um die zum Dachdecken verwendeten Abdichtungsbahnen zusammenzuhalten. Nach dem Aufbringen des selbstklebenden Dichtungsbandes und der Entfernung des Releasepapiers oder der Trägerfolie werden die überlappenden Kanten der Bahnen unter Anwendung von festem Druck zusammengepreßt, um einen guten Kontakt des Bandes mit dem Bahnenmaterial zu gewähr­ leisten. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die überlappenden Flächen der Bahnen zuerst mit einem Lösungs­ mittel gesäubert, um alle Spuren von Fett, Öl, Staub und anderen Verunreinigungen zu entfernen, die die Bildung einer wasserdichten Abdichtung behindern können. Auf die Oberflä­ che der Bahnen muß kein Haftvermittler aufgetragen werden. Man kennt jedoch einige geeignet zusammengesetzte Primer- Zusammensetzungen, welche die Ausbildung einer Klebeverbin­ dung verstärken und so höhere Abziehfestigkeiten ergeben.

Alle Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung zeigen Abziehfestigkeiten bei Raumtemperatur von wenigstens etwa 1000 g/cm und vorzugsweise von wenigstens etwa 1200 g/cm. Darüber hinaus zeigen die Zusammensetzungen bei 70°C Abzieh­ festigkeiten von wenigstens etwa 500 g/cm und vorzugsweise von wenigstens etwa 650 g/cm. Darüber hinaus können die Zu­ sammensetzungen bei 70°C eine statische Belastung von wenig­ stens 300 g halten. Alle Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung ergeben sowohl eine hohe Anfangshaftung und eine hohe Anfangsfestigkeit bei 70°C. Ohne die hohe Anfangsfes­ tigkeit und Anfangshaftung könnten die miteinander verbun­ denen, überlappenden Dachdeckungsmaterialien verrutschen oder verformt werden, so daß die Wasserdichtigkeit der Ver­ bindung zerstört würde. Wegen der Langzeitbeständigkeit und Flexibilität, der Beständigkeit gegenüber Tieftemperaturver­ sprödung und der Hochtemperaturstabilität des Klebstoffs bleiben die gebildeten Verbindungen wasserdicht.

Die oben beschriebenen Zusammensetzungen sind vollständig vulkanisiert bzw. ausgehärtet, um eine ausreichende Festig­ keit, ein ausreichendes Haftvermögen sowie eine ausreichende Beständigkeit gegenüber statischer Belastung zu erreichen. Eine vollständige Vulkanisierung ist erreicht, wenn eine weitere Erwärmung bei erhöhter Temperatur das Haftvermögen, die Festigkeit oder die Beständigkeit gegenüber statischer Belastung nicht mehr verändert. Eine vollständige Vulkani­ sierung verstärkt diese Gebrauchseigenschaften. Die oben beschriebenen Zusammensetzungen sind Gemische von Polymeren, die über ihre Vulkanisierbarkeit zu der geeigneten Gewich­ tung der Eigenschaften beitragen. Polyisobutylenkautschuk ist nicht vulkanisierbar und wirkt somit als ein polymeres Verdünnungsmittel. Halogenierter Butylkautschuk weist auf­ grund seines inhärenten niedrigen Ungesättigtheitsgrades von unter 2,5% eine niedrige bis moderate Härtbarkeit auf. Ethylen-Propylen-Terpolymere besitzen Ungesättigtheitsgrade von bis zu 10%. Das gehärtete Gemisch muß eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um eine statische Belastung von wenig­ stens 300 g bei 70°C, vorzugsweise mindestens 96 Stunden lang, zu halten. Ein Verrutschen von maximal 6,0 mm bei einer statischen Belastung von 300 Gramm bei 70°C wird als eine annehmbare Leistung angesehen. Eine übermäßige Härtbar­ keit der Zusammensetzung vermindert das Haftvermögen und kann zu einem Versagen der Klebenaht führen. Wenn die Zusam­ mensetzung vor der Anwendung nicht vollständig ausgehärtet ist, kann ein durch erhöhte Dachflächentemperaturen verur­ sachtes weiteres Aushärten auf dem Dach dazu führen, daß das Band zu fest wird und dadurch an Haftfähigkeit verliert.

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nun anhand der folgenden Beispiele für erfindungsgemäße Zusammensetzungen beschrieben, wobei die Beispiele die Erfindung veranschauli­ chen, nicht aber einschränkend ausgelegt werden sollen.

Beispiel 1

Ein herkömmlicher Doppelarm-Sigmamischer wurde mit den unten angegebenen Komponenten und Mengen beladen, und diese wurden 3 Stunden lang miteinander vermischt. Die erhaltenen Zusam­ mensetzungen wurden dann zu einem Klebeband extrudiert und 3 Stunden lang bei einer Temperatur von 100°C bis 125°C gehär­ tet. Die erhaltenen Zusammensetzungen wiesen eine hohe An­ fangshaftung auf. An den Zusammensetzungen wurden die unten angegebenen Abziehfestigkeiten bei Raumtemperatur und bei 70°C sowie die Beständigkeit gegenüber statischer Belastung bei 70°C gemessen.

Beispiel 2

Es wurde eine Versuchsanordnung aufgebaut, um zu zeigen, wie drastische Änderungen der Dachflächentemperaturen eine sehr starke Belastung auf die EPDM-Klebenähte ausüben können. Diese Versuchsanordnung umfaßte eine 30 cm × 30 cm große Platte aus 12,7 cm starkem Sperrholz, zwei 15 cm × 30 cm große Stücke einer 1,1 mm dicken EPDM-Bahn und Klammern an jeder Seite der Platte, um die EPDM-Bahn festzuhalten.

Unter Verwendung der Klebstoffzusammensetzungen von Beispiel 1 wurde eine überlappend verklebte Naht von 30 cm × 7,5 cm hergestellt. Die miteinander verklebten Bahnen wurden dann eine Stunde lang bei 70°C konditioniert und danach zusätz­ lich um 6 cm gedehnt und an die Sperrholzplatte geklammert. Dies wurde so ausgeführt, daß die Naht in der Mitte der Platte angeordnet war und parallel zu den Klammern verlief.

Die Anordnung wurde dann bei -18°C konditioniert. Nach 24 Stunden wurde die Naht auf ein Verrutschen oder andere An­ zeichen für einen Fehler untersucht. Die Anordnung wurde danach zehnmal durch den folgenden Zyklus geführt: 2 Stunden bei Raumtemperatur, gefolgt von 2 Stunden bei 70°C, gefolgt von 24 Stunden bei -18°C.

Es wurde kein Beweis für ein Versagen der Nahtverbindung festgestellt. Daraus wurde der Schluß gezogen, daß das er­ findungsgemäße gehärtete Band zwischen den Temperaturextre­ men eine ausreichende Festigkeit besaß, um ein Verrutschen und ein daraus resultierendes Versagen der Nahtverbindung zu verhindern.

Beispiel 3

Zur Durchführung eines Ruhe-Belastungstest wurden Probe­ stücke einer EPDM-Membran von 5,08 cm × 2,54 cm gereinigt, und eine 6,45 cm² große Fläche eines Klebebandes wurde unter Verwendung der Zusammensetzungen aus Beispiel 1 angeklebt, wobei an jedem Ende ein 2,54 cm breiter Streifen zum Ver­ klammern übrig blieb. Die Anordnung wurde bei 70°C in einer vertikalen Lage aufgehängt, und ein Gewicht von 300 g wurde daran befestigt. Die Versuchsanordnung wurde während eines Zeitraums von 7 Tagen ausgewertet, um das Ausmaß des Verrut­ schens zu bestimmen. Dabei wurde gefunden, daß bis zu einer Belastung von 300 g keine Verschiebung auftrat.

Obgleich einige repräsentative Ausführungsformen und Einzel­ heiten zur Veranschaulichung der Erfindung gezeigt wurden, ist für Fachleute ersichtlich, daß verschiedene Veränderun­ gen der hier beschriebenen Verfahren und Geräte vorgenommen werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, die in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims (10)

1. Klebstoffzusammensetzung zum Zusammenkleben von Dach­ deckungsmaterialien, umfassend: a) etwa 30-45% eines kau­ tschukelastischen Polymers, b) etwa 30-45% eines kompatiblen Klebrigmachers, c) etwa 5-9% eines Weichmachers und d) etwa 1-6% eines Beschleuniger/Härter-Systems, wobei die Zusammen­ setzung höchstens etwa 12 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzu­ sammensetzung, eines Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymers in dem kautschukelastischen Polymer umfaßt, und wobei die er­ haltene Zusammensetzung vor der Anwendung durch Erwärmen vollständig vulkanisiert ist, um eine im wesentlichen voll­ ständige Vernetzung der Komponenten zu erreichen, und wobei die Zusammensetzung ausreichend gehärtet ist, um bei 70° eine statische Belastung von wenigstens 300 g zu halten, und eine Abziehfestigkeit bei Raumtemperatur von wenigstens 1000 g/cm und bei 70°C von wenigstens 500 g/cm aufweist.

2. Klebstoffzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das kautschukelastische Polymer ein Gemisch aus einem Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer, einem haloge­ nierten Butylkautschuk und Polyisobutylen umfaßt.

3. Klebstoffzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das kautschukelastische Polymer ein Gemisch aus einem Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer, einem haloge­ nierten Copolymer von p-Methylstyrol und Isobutylen, sowie Polyisobutylen umfaßt.

4. Klebstoffzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Klebrigmacher aus der aus Polybuten, einem Phenolharz und deren Mischungen bestehenden Gruppe ausge­ wählt ist.

5. Klebstoffzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Weichmacher ein flüssiges Polyisobutylen ist.

6. Klebstoffzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer höchstens etwa 6 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung umfaßt.

7. Klebstoffzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abziehfestigkeit bei Raumtemperatur wenig­ stens etwa 1200 g/cm beträgt.

8. Klebstoffzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Abziehfestigkeit bei 70°C wenigstens etwa 650 g/cm beträgt.

9. Klebstoffzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das kautschukelastische Polymer ein Butylter­ polymer beinhaltet.

10. Klebstoffzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zusammensetzung unter Bildung eines Klebebandes für Dachdeckungsmembranen in Form eines Strei­ fens auf einem ablösbaren Träger gehärtet ist.