DE19928169A1 - Wasserquellende Dichtungsmassen - Google Patents
Wasserquellende DichtungsmassenInfo
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist eine wasserquellende, einkomponentige, feuchtigkeitshärtende Dichtungsmasse mit einer Matrix und einem darin eingelagerten teilchenförmigen, wasseraufnehmenden Material aus einer Kombination von (A) Polysaccharid(en) oder anorganischen wasserquellfähigen Tonen oder Mischungen der Polysaccharide mit den Tonen und (B) einem für Wasser hochsaugaktiven synthetischen Polymer, ausgewählt aus Polymeren auf (Meth)acrylatbasis, Poly(meth)acrylsäure und deren Salzen, Polyacrylamid, Polyalkoholen oder Copolymeren der genannten synthetischen Polymeren und/oder hochsaugaktiver gepfropfter Stärke oder gepfropfter Cellulose. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix aus unter Feuchteeinfluß Elastomere bildenden Oligomeren und/oder Polymeren und Vernetzern hierfür besteht oder diese enthält. DOLLAR A Bei der Verwendung und Einsatz der pastösen, einkomponentigen Dichtungsmasse härtet diese unter Einwirkung von Luftfeuchte aus und bildet ein in Wasser quellfähiges Elastomer, welches eine sichere Abdichtung von Bauwerken im Hoch- und Tiefbau, in Tunnels und Kanälen ermöglicht.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einkomponentige feuchigkeitshärtende Dichtungsmassen
mit verbesserter Lagerstabilität, die an der Luft durch Feuchtigkeit aushärten und mit Wasser
quellbare elastomere Dichtungsmaterialien ergeben.
Erfindungsgemäße einkomponentige Dichtungsmassen, die in pastöser Form auf Bauteile
aufgetragen werden können und dann innerhalb von Stunden aushärten, können im Hoch-,
Tief und Ingenieurbau eingesetzt werden, besonders zur Fugenabdichtung und zum
Ausgleich von Dimensionsänderungen von Bauteilen. Die Dichtungsmassen enthalten eine
Matrix aus Bindematerialien wie z. B. unvernetzten Siliconölen, Polysulfiden und/oder
Polyurethanvorpolymeren, die mit einem feuchtigkeitshärtendem Vernetzer vermischt
werden, sowie eine Kombination von stark wasseraufnehmenden Materialien wie
Polysacchariden, wasserquellbaren Tonen wie z. B. Bentoniten und stark hydrophilen
synthetischen Polymeren, die als sogenannte Superabsorber bekannt sind.
Wasserquellende Dichtungsmassen sind seit langem bekannt.
In der PCT/EP99/00075 wird ein bei Kontakt mit Wasser quellbares Dichtungsmaterial,
besonders zur Fugenabdichtung oder zum Ausgleich von Dimensionsänderungen im Hoch-,
Tief und Ingenieurbau oder in anderen technischen Bereichen beschrieben. Dabei wird als
wasserquellendes Material eine Mischung aus wasserabsorbierendem Polymer und Kautschuk
beschrieben. Als stark wasserasbsorbierende Polymere sind genannt: Polysaccharide wie
Stärke sowie stark hydrophile Polymere auf Basis vernetzter Polyacrylsäuresalze und
Reaktionsprodukte von Stärke und Polyacrylsäure, die als sogenannte Superabsorber bekannt
sind. Es handelt sich hierbei sowie bei den meisten bisher patentierten Quellmaterialien um
vorgeformte Dichtungen, die nicht mehr fließfähig und somit nicht mehr verstreichbar sind.
In der EP 0 189 484 B1 der FA. ADEKA, Tokyo, ist eine wasserquellbare,
feuchtigkeitshärtende, einkomponentige Dichtungszusammensetzung auf Polyurethanbasis
beschrieben. Hierbei werden mit Füllmitteln versetzte, nicht wasserquellbare
Polyurethanvorpolymere mit wasserquellbaren Polyurethanvorpolymeren vermischt.
Hervorgehoben wird die gute Lagerstabilität von 6 Monaten in Stickstoffatmosphäre. Das
Material härtet innerhalb von 1,5 Tagen aus. Diese Dichtungszusammensetzung ist jedoch
von den Einsatzstoffen her sehr aufwendig und teuer. Ferner sind die mechanischen
Festigkeiten gegenüber z. B. vorgeformten wasserquellbaren Dichtungen beschränkt (2,8 MPa
bei 1750% Dehnung) sowie Ökotoxizitäten festzustellen.
Bekannt ist ferner eine zweikomponentige Quellfugenpaste (DUROSEAL) auf Acrylatbasis,
welche als Paste verstreichbar ist und innerhalb einer halben Stunde zu einer
wasserquellbaren Dichtungsmasse mit Quellraten von ca. 100% aushärtet (Firmenprospekt
"DUROSEAL Quellfugenpaste, das Quellband aus der Tube", BBZ GmbH, Willich). Das
ausgehärtete Material zeichnet sich neben der guten Quellfähigkeit durch eine sehr gute
Chemikalienbeständigkeit sowie eine hervorragende Haftung auf trockenen und feuchten
Untergründen aus. Allerdings stellt der durch das Mischen der zwei Komponenten
notwendige zusätzliche Arbeitsaufwand einen erheblichen Nachteil bei der Anwendung dar.
Aus der JP 02064160A ist eine wasserquellende Dichtungsmasse auf Siliconbasis, welche
hochsaugaktive Polymere auf Basis von Carboxylaten enthält, bekannt. Hierbei werden
Mischungen von 100 Gew. Tle. Polyorganosiloxanen mit Hydroxylendgruppen,
0,1-20 Gew. Tle. einer Siliconverbindung mit zwei oder mehr Aminooxygruppen und
2-200 Gew. Tle. eines stark wasserabsorbierenden, Carboxyl- ober Carboxylat-Gruppen haltigen Reagens
(Vernetzer) eingesetzt.
Die bekannten Dichtungsmassen haben jedoch Nachteile. Bei den meisten der bisher
patentierten Wasserquellmaterialien wie z. B den in der PCT/EP99/00075 beschriebenen
handelt es sich um vorgeformte Dichtungen, die nicht mehr fließfähig und somit nicht mehr
verstreichbar sind und deshalb für vielerlei Anwendungen nicht in Frage kommen. Bei
pastösen Dichtungsmassen, die aus Stabilitätsgründen als zweikomponentige Materialien
vertrieben werden wie z. B. der DUROSEAL-Quellfugenpaste (BBZ GmbH, Willich), stellt
der durch das Mischen der zwei Komponenten notwendige zusätzliche Arbeitsaufwand einen
erheblichen Nachteil bei der Anwendung dar.
Einkornponentige pastöse Dichtungsmassen auf Polyurethanbasis wie z. B. ADEKA ULTRA
SEAL P-201 (Asahi Denka Kogyo Kabushiki Kaisha (ADEKA), Tokyo), erfordern speziell
hierfür herzustellende Ausgangssubstanzen, weshalb diese Dichtungsmassen von den
Einsatzstoffen her aufwendig und teuer sind. Ferner sind die mechanischen Festigkeiten
gegenüber z. B. vorgeformten wasserquellbaren Dichtungen beschränkt (2,5 MPa bei 1750%
Dehnung). Auch sind Ökotoxizitäten auszumachen.
Ferner ist keine pastöse Dichtungsmasse, die innerhalb 2 Tagen zu einem wasserquellfähigen
Dichtungsmaterial aushärtet und die sämtliche Anforderungen wie Einkomponentigkeit, hohe
Wasserquellbarkeit bis 400% in 10 Tagen, verschieden einstellbare Wasserquellfähigkeiten,
hohe mechanische Festigkeit und Belastbarkeit, gute Klebewirkung für z. B. Betonteile,
geringste Eluatneigung (< 5%) sowie geringste Ökotoxizität erfüllt, bekannt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine mit Wasser quellbare Dichtungsmasse bereit
zu stellen, welche als einkomponentige Paste verarbeitet wird und durch Feuchtigkeit
aushärtet zu einem mit Wasser quellbaren elastomeren Dichtungsmaterial mit hohen
Quellraten und verbesserter Lagerstabilität. Ferner soll die Dichtungsmasse in der
ausgehärteten Form eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit sowie sehr gute
Klebeeigenschaften für Betonteile aufweisen. Weiterhin sollen eine schnelle Aushärtezeit und
sehr gute Abdichteigenschaften erreicht werden. Die Wasserquellung soll auch nach
zwischenzeitlicher Trocknung reversibel bleiben. Durch die Wasserquellung soll bei zwischen
Bauteilen eingebrachtem Dichtungsmaterial ein Quelldruck entstehen, der eine sichere
Abdichtung garantiert. Bei Lagerung des ausgehärteten elastomeren Dichtungsmaterials in
Wasser sollen möglichst wenig Bestandteile ausgeschwemmt werden, die möglichst wenig
toxisch sind, was eine geringe Ökotoxizität gewährleisten soll. Nicht zuletzt soll die
Dichtungsmasse im Gegensatz zu den oben beschriebenen Materialien aus im Handel
erhältlichen Komponenten durch einfaches Mischen herstellbar sein, was Kostenvorteile und
Liefersicherheit bringt.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine wasserquellende, einkomponentige, feuchtigkeitshärtende
Dichtungsmasse mit einer Matrix und einem darin eingelagerten, teilchenförmigen,
wasseraufnehmenden Material aus einer Kombination von (A) Polysaccharid(en),
insbesondere ausgewählt aus Cellulose, Cellulosederivaten, Stärke, Stärkederivaten, Amylose,
Amylopektin. Dextrane, Pektine, Inulin, Chitin, Xanthan, Alginsäure, Alginaten, Caragenaan,
Pustulan, Callose, Laminarin, Guluronsäure, Pullulan, Lichenin oder Mischungen derselben,
oder anorganischen wasserquellfähigen Tonen, wie z. B. Bentonit oder derivatisierten
Bentoniten oder Mischungen der Polysaccharide mit den Tonen, und (B) einem für Wasser
hochsaugaktiven synthetischen Polymer, ausgewählt insbesondere aus Polymeren auf
(Meth)acrylatbasis, Poly(meth)acrylsäure und deren Salzen, Polyacrylamid, Polyalkoholen
oder Copolymeren der genannten synthetischen Polymeren und/oder hochsaugaktive
gepfropfte Stärke oder gepfropfter Cellulose.
Die Dichtungsmasse der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix aus unter
Feuchteeinfluß Elastomere bildenden Oligomeren und/oder Polymeren und Vernetzern hierfür
besteht oder diese enthält. Die fur die Matrix vor allem infrage kommenden Materialien sind
solche, die von den üblichen feuchtigkeitshärtenden Dichtungsmassen her bekannt sind, wie
sie z. B. in Ullmanns Enzyklopädie der industriellen Chemie, 4. Auflage, im Band 14, Seite
260-265 beschrieben sind. Daraus werden z. B. einkomponentige Pasten, z. B. Silikonpasten
aus Silikonölen und Vernetzern, hergestellt, die nicht in Wasser quellbar sind und zu
Abdichtzwecken z. B. in Bädern verwendet werden.
Die erfindungsgemäße Dichtungsmasse ist somit aufgebaut aus den folgenden funktionellen
Komponenten:
- A) einer Matrix aus unter Feuchtigkeit Elastomere bildenden Oligomeren und/oder Polymeren. Darunter fallen insbesondere: Silikonöle, derivatisierte Silikonöle, modifizierte Siliconöle auf Basis von Polyethern mit Hydroxyl- oder Alkoxygruppen-haltigen Silan-Endgruppen, Polyorganosiloxane mit Hydroxylendgruppen, Polysulfide und/oder Polyurethanvorpolymere.
- B) einem Vernetzungsmittel für die genannten Oligomeren und Polymeren.
Darunter fallen bei Verwendung von Silikonölen, derivatisierten Silikonölen, modifizierten
Siliconölen auf Basis von Polyethern mit Hydroxyl- oder Alkoxygruppen-haltigen Silan-
Endgruppen und/oder Polyorganosiloxanen mit Hydroxylendgruppen als Matrix bildende
Oligomere und/oder Polymere als Vernetzer vorzugsweise die für feuchtigkeitshärtende
einkomponentige Siliconpasten üblichen Vernetzer auf Triacetat- oder Trioximbasis, welche
im Kontakt mit der Luftfeuchtigkeit unter Abspaltung von Essigsäure- bzw. Oximen zu einer
Vulkanisation und damit Aushärtung der pastösen Dichtungsmassen führen. Beispiele hierfür
sind Methyltriacetoxysilan, Vinyl-tri-diethyloximinosilan
sowie z. B.
die in der europäischen Patentschrift Nr. 0208963A3 beschriebenen Oximinosilane. Weitere
Vernetzer sind Tetrabutyltitanate. Es können sämtliche für die feuchigkeitsaushärtende
Vulkanisation von Silikonpasten infrage kommenden Vernetzer eingesetzt werden.
Auf extra zugesetzte Vernetzer kann verzichtet werden, wenn die Elastomere bildenden
Oligomeren und/oder Polymeren selbst unter Feuchteeinfluß zur Vernetzung führende
Gruppen tragen. Dieser Fall liegt z. B. vor bei Polysiloxanen, deren Moleküle an den
Kettenenden Diaminosilangruppen enthalten und die als feuchtigkeitshärtende Oligomere
und/oder Polymere eingesetzt werden, wie dies im Lexikon Werkstofftechnik, VDI-Verlag
Düsseldorf Hrsg. H. Gräfen, 1993, Seite 938, beschrieben ist.
Bei Verwendung von Polysulfiden als Matrix bildende Oligomere und/oder Polymere
fallen darunter insbesondere die für einkomponentige, feuchtigkeitshärtende Polysulfid-
Dichtungsmassen üblichen Vernetzer insbesondere auf Basis von Oxidationsmitteln,
ausgewählt aus Calciumperoxid, Bleidioxid, Mangandioxid, Zinkperoxid,
Cumolhydroperoxid, p-Chinondioxim, anorganischen Chromaten und/oder basischen
Aktivatoren, ausgewählt aus Bariumoxid, wie sie z. B. in Ullmanns Enzyklopädie der
industriellen Chemie, 4. Auflage 1981, im Band 14, Seite 261 beschrieben sind.
Bei Verwendung von Polyurethanvorpolymeren als Matrix bildende Oligomere und/oder
Polymere werden als Vernetzer verwendet vorzugsweise die für einkomponentige,
feuchtigkeitshärtende Polyurethan-Dichtungsmassen üblichen Vernetzer auf Basis tri- oder
höherfunktioneller Isocyanate und/oder tri- oder höherfunktioneller Polyole. Die Vernetzer
können selbst auch Polyurethanvorpolymere sein, z. B. auf Basis von Polyether-Polyurethan-
Vorpolymeren, wie dies in der französischen Patentschrift Nr. 7606922 oder in der
europäischen Patentschrift Nr. 0189484B1 beschrieben ist.
Es können auch verschiedene der beschriebenen Materialien und Vernetzersysteme
kombiniert werden, wie z. B. Polyurethanvorpolymere mit Silan-Endgruppen, beschrieben in
der europäischen Patentschrift Nr. 0070475B1.
- A) einem in die Matrix eingelagerten teilchenförmigen wasseraufnehmenden Material aus
einer Kombination von
- 1. Polysaccharid(en), ausgewählt aus insbesondere Cellulose, Stärke, Stärkederivaten,
Amylose, Amylopektin, Dextrane, Pektine, Inulin, Chitin, Xanthan, Alginsäure,
Alginaten, Caragenaan, Pustulan, Callose, Laminarin, Guluronsäure, Pullulan, Lichenin
oder Mischungen derselben, oder anorganischen wasserquellfähigen Tonen, wie z. B.
Bentonit oder derivatisierten Bentoniten oder Mischungen der Polysaccharide mit den
Tonen,
und - 2. einem für Wasser hochsaugaktiven synthetischen Polymer, ausgewählt insbesondere aus Polymeren auf insbesondere (Meth)acrylatbasis, Poly(meth)acrylsäure und deren Salzen, Polyacrylamid, Polyalkoholen oder Copolymeren der genannten synthetischen Polymeren und/oder hochsaugaktive gepfropfte Stärke oder gepfropfter Cellulose.
- 1. Polysaccharid(en), ausgewählt aus insbesondere Cellulose, Stärke, Stärkederivaten,
Amylose, Amylopektin, Dextrane, Pektine, Inulin, Chitin, Xanthan, Alginsäure,
Alginaten, Caragenaan, Pustulan, Callose, Laminarin, Guluronsäure, Pullulan, Lichenin
oder Mischungen derselben, oder anorganischen wasserquellfähigen Tonen, wie z. B.
Bentonit oder derivatisierten Bentoniten oder Mischungen der Polysaccharide mit den
Tonen,
Die Dichtungsmassen enthalten, bezogen auf auf 100 Gew. Tl. der unter Feuchteeinfluß
Elastomere bildenden Oligomeren, Polymeren und Vernetzern vorzugsweise 5 Gew. Tl. bis
700 Gew. Tl. Polysaccharid(e) und/oder quellfähige anorganische Tone bzw. Derivate davon
(A)und 1 Gew. Tl bis 150 Gew. Tl. für Wasser hochsaugaktives synthetisches Polymer (B).
Vorzugsweise enthält die Dichtungsmasse als Matrix Silikone. Die erfindungsgemäßen
Dichtungsmassen enthalten, bezogen auf auf 100 Gew. Tl. der unter Feuchteeinfluß
Elastomere bildenden Oligomeren, Polymeren und Vernetzern, vorzugsweise 1-100 Gew. Tl.
Vernetzer, bei Dichtungsmassen auf Silikonbasis die für feuchtigkeitshärtende
Silikonpasten üblichen Vernetzer.
Eine Lagerstabilität von mehr als einem halben Jahr wird bei den erfindungsgemäßen
Dichtungsmassen durch Verwendung von größeren, ausreichenden Mengen an Vernetzern
gewährleistet, z. B. mit 37,5 Gew. Tl Silopren-Vernetzer 3448 (Bayer AG, Leverkusen),
bezogen auf 100 Gew. Tl. Siliconöl (Siliconöl E-18, Bayer AG, Leverkusen). Bei zu geringen
Mengen an Vernetzer bewirkt die vorhandene und bei der Herstellung eingeschleppte Feuchte
eine vorzeitige Aushärtung der pastösen Dichtungsmassen. Es werden die für
feuchtigkeitshärtende einkomponentige Siliconpasten üblichen Vernetzer insbesondere auf
Triacetat- oder Trioximbasis eingesetzt, welche im Kontakt mit der Luftfeuchtigkeit unter
Abspaltung von Essigsäure- bzw. Oximen zu einer Vulkanisation der Pasten führen. Beispiele
sind Methyltriacetoxysilan, Vinyl-tri-diethyloximinosilan sowie z. B. die in der europäischen
Patentschrift Nr. 0208963A3 beschriebenen Oximinosilane. Es können sämtliche für die
feuchigkeitsaushärtende Vulkanisation von Siliconpasten infrage kommenden Vernetzer
eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen Dichtungsmassen enthalten vorzugsweise, bezogen auf auf
100 Gew. Tl. der unter Feuchteeinfluß Elastomere bildenden Oligomeren, Polymeren und Vernetzern.
1-100 Gew. Tl. aktive Füllstoffe wie hochdispergierte Silikate (pyrogene Kieselsäure, z. B. der
Marke Aerosil der Degussa AG), was dem unter Feuchteeinfluß ausgehärteten elastomeren
Dichtungsmaterial eine hohe Festigkeit verleiht.
Alternativ können als Matrix für die erfindungsgemäßen Dichtungsmassen lösemittelhaltige
Polyacrylate verwendet werden, die nach Auftrag trocknen und die als einkomponentige
Dichtungsmassen Anwendung, finden, wie sie in Ullmanns Enzyklopädie der industriellen
Chemie, 4. Auflage, 1981, im Band 14, Seite 263, beschrieben sind.
Die erfindungsgemäßen, einkomponentigen, feuchtigkeitshärtenden Dichtungsmassen weisen,
wenn sie zwei Tage an der Luft ausgehärtet wurden, in Wasser Quellraten von 5 Vol.%-600 Vol.%,
vorzugsweise von 50 Vol.% bis 300 Vol.% innerhalb 10 Tagen in Wasser 10°dt. Härte
auf.
Die erfindungsgemäße Dichtungsmasse kann als Paste zum Abdichten von Bauwerken im
Hoch-, Tief und Tunnelbau im industriellen Bauwesen, aber auch bei weiteren
Anwendungsfällen, die wasserquellende Dichtungen erfordern, verwendet werden. Dabei
kann durch die pastöse Konsistenz der erfindungsgemäßen Dichtungsmasse im Gegensatz zu
vorgeformten Dichtungen wie Quellbändern das Abdichtmaterial den räumlichen
Gegebenheiten optimal angepaßt werden. Durch die anschließend durch die vorhandene
Luftfeuchte verursachte Aushärtung der Paste entsteht ein elastomeres Dichtungsmaterial mit
hoher Festigkeit, welches den Ansprüchen am Bau genügt.
Durch die pastöse Verarbeitung wird bei porösen Betonteilen eine oft erwünschte, sehr gute
Klebwirkung erzielt.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Herstellen von einkomponentigen
feuchtigkeitshärtenden Dichtungsmassen in pastöser Konsistenz mit einer Matrix aus unter
Feuchteeinfluß Elastomere bildenden Oligomeren und/oder Polymeren und Vernetzern und
darin eingelagertem teilchenförmigem, wasseraufnehmendem Material, welche nach
Aushärtung an der Luft feste, mit Wasser quellbare elastomere Dichtungsmaterialien ergeben,
durch Mischen der Bestandteile in einem gegen Luftfeuchte isolierten Mischer oder Kneter.
Die pastöse Mischung kann zur Anwendung in einer Plastikkartusche luftdicht verpackt
werden.
Die erfindungsgemäße Dichtungsmasse kann zusätzlich noch ein oder mehrere für
Dichtungsmassen übliche Zusätze enthalten, insbesondere Weichmacher, Gleitmittel,
Haftvermittler, Alterungsschutzmittel, Lichtschutzmittel, Hydrolyseschutzmittel,
Wärmestabilisatoren, Verzögerer, Katalysatoren, Trocknungsmittel, Fungizide, Farbstoffe,
Füllstoffe, Vernetzungsbeschleuniger, Aktivatoren, Verzögerer, Treibmittel u. s. w.
Als Füllstoffe können neben hochdispergierten Silikaten wie gefällter und/oder pyrogener
Kieselsäure insbesondere Silikate, Sand, Mineralmehl wie Quarz, Talkum, Glimmer, Kreide,
Kaolin, Leichtspat, Kalk, Dolomit, Basalt, Kieselgur, Baryt, Feldspat, Ruße, polymere
Hohlkugelpigmente, Holzmehl, Gummimehlstaub verwendet werden.
Die Volumenquellung bei Einwirkung von Wasser auf das 2 Tage an der Luft ausgehärtete,
dann elastomere Dichtungsmaterial als Prüfkörper wird wie folgend ausgeführt:
Ein runder Prüfkörper mit einer Länge von ca. 5 cm und einem Gesamtvolumen von 5-10 ccm wird in 200 ml Wasser pH 7 und 10°dt. Härte in einem 250 ml Polypropylenbecher so gelegt, daß er vollständig mit Wasser bedeckt ist und bei 20°C quellen gelassen. Dann wird der Prüfkörper in bestimmten Zeitabständen dem Quellwasser entnommen, anhaftendes Wasser mit einem Filterpapier entfernt und innerhalb 1 Minute in einem teilweise mit Wasser aufgefüllten Meßzylinder die Volumenzunahme beim Eintauchen des Prüfkörpers gemessen (z. B. wird ein Prüfkörper mit 10 ccm Volumen in einen 100 ml Meßzylinder, in welchen 50 ml Wasser gefüllt wurden, eingetaucht). Anschließend wird der Prüfkörper erneut zur weiteren Quellung in das Wasser von 10°dt. Härte gelegt.
Ein runder Prüfkörper mit einer Länge von ca. 5 cm und einem Gesamtvolumen von 5-10 ccm wird in 200 ml Wasser pH 7 und 10°dt. Härte in einem 250 ml Polypropylenbecher so gelegt, daß er vollständig mit Wasser bedeckt ist und bei 20°C quellen gelassen. Dann wird der Prüfkörper in bestimmten Zeitabständen dem Quellwasser entnommen, anhaftendes Wasser mit einem Filterpapier entfernt und innerhalb 1 Minute in einem teilweise mit Wasser aufgefüllten Meßzylinder die Volumenzunahme beim Eintauchen des Prüfkörpers gemessen (z. B. wird ein Prüfkörper mit 10 ccm Volumen in einen 100 ml Meßzylinder, in welchen 50 ml Wasser gefüllt wurden, eingetaucht). Anschließend wird der Prüfkörper erneut zur weiteren Quellung in das Wasser von 10°dt. Härte gelegt.
Volumenquellung ist dann die relative prozentuale Volumenzunahme nach
Das Volumen vor der Quellung kann bei eindeutiger Geometrie berechnet werden oder aber
ebenfalls durch die Volumenzunahme bei Eintauchen in Wasser bestimmt werden, wobei der
Eintauchvorgang und das Ablesen innerhalb 20 Sekunden beendet sind.
Die erfindungsgemäßen, einkomponentigen, feuchtigkeitshärtenden Dichtungsmassen weisen,
wenn sie zwei Tage an der Luft zu elastomeren Dichtungsmaterialien ausgehärtet wurden, in
Wasser Quellraten von 5 Vol.%-600 Vol.%, vorzugsweise von 50 Vol.% bis 500 Vol.%
innerhalb 3-7 Tagen in Wasser von 10°dt. Härte bei einer Temperatur von 20°C auf.
Die unter Feuchteeinfluß Elastomere bildenden Oligomeren, Polymeren und Vernetzer, die in
unvulkanisierter Form als Mischung mit den beschriebenen Bestandteilen gefertigt und in
Kartuschen luftdicht verpackt werden können und beim Einsatz am Bau unter
Luftfeuchtigkeit zu elastomeren Dichtungsmaterialien aushärten, werden ausgewählt aus
Silikonölen, derivatisierten Silikonölen, modifizierten Siliconölen auf Basis von Polyethern
mit Hydroxyl- oder Alkoxygruppen-haltigen Silan-Endgruppen, Polyorganosiloxanen mit
Hydroxylendgruppen, Siliconvernetzern, Polysulfiden mit Polysulfidvernetzern und/oder
Polyurethanvorpolymeren.
Die ausgewählten sehr hydrophilen Polysaccharide nehmen bei Wasserkontakt Wasser auf
und sorgen für Wassertransport in das ausgehärtete elastomere Dichtungsmaterial und wirken
auch quellend.
Nicht in Wasser lösliche, jedoch wasserquellende Cellulose, insbesondere mikrokristalline
oder amorphe Cellulose zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Dichtungsmassen haben
üblicherweise mittlere Teilchengrößen zwischen 30 µm und 200 µm, im Falle von aufgranu
lierten Typen liegt die mittlere Teilchengröße zwischen 350 µm und 800 µm.
Stärke/Stärkederivate können verschiedener Herkunft sein, beispielsweise Stärke von Reis,
Mais, Weizen, Kartoffeln und Leguminosen. Es können auch die entsprechenden Mehle mit
cellulosischen Pflanzenbestandteilen verwendet werden. Bevorzugt sind kaltquellende
Stärken.
Zur Verstärkung der Wasseraufnahme und besonders der damit einhergehenden
Volumenzunahme wird in den Dichtungsmassen ein stark wasserquellendes synthetisches
Polymer, z. B. in Form von stark wasserquellendem Granulat oder Pulver, mitverwendet. Als
besonders geeignet haben sich lineare Polymere von (Meth)acrylsäure, Copolymere von
(Meth)acrylsäure oder Salze derselben mit gewichtsmittleren Molmassen von 5 000 bis
70 000 und quervernetzte Polymere von (Meth)acrylsäure, Copolymere von (Meth)acrylsäure
oder Salze derselben mit gewichtsmittleren Molmassen von 1 00 000 bis 5 000 000 erwiesen.
Bei den Copolymeren handelt es sich vorzugsweise um Copolymere von (Meth)acrylsäure
und Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid, die beispielsweise 40 bis 90 Gew.-%
(Meth)acrylsäure und 60 bis 10 Gew.-% Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid enthalten,
deren relative Molmasse, bezogen auf freie Säuren, zwischen 3 000 und 100 000,
vorzugsweise 3 000 bis 70 000 und ganz besonders bevorzugt 5 000 bis 50 000 beträgt.
Als gut geeignet haben sich auch ter- und quattropolymere Polycarboxylate erwiesen,
hergestellt aus (Meth)acrylsäure, Maleinsäure und Vinylalkohol oder Vinylalkoholderivaten,
oder solche aus (Meth)acrylsäure, ethylenisch ungesättigten Sulfonsäuren und
Zuckerderivaten, oder solche aus (Meth)acrylsäure, Maleinsäure, Vinylalkoholderivaten und
sulfonsäuregruppenhaltigen Monomeren.
Insbesondere bevorzugt sind auch ter- und quattropolymere Polycarboxylate, hergestellt aus
(Meth)acrylsäure, Maleinsäure und Vinylalkohol oder Vinylalkoholderivaten (wie sie in
DE-A-43 00 772 beschrieben sind) oder solche aus (Meth)acrylsäure, 2-Alkylallylsulfonsäure und
Zuckerderivaten (wie in DE-A-42 21 381 beschrieben) oder solche aus (Meth)acrylsäure,
Maleinsäure, Vinylalkoholderivaten und Monomeren mit Sulfonsäuregruppen (beschrieben in
DE-A-195 16 957).
Diese synthetischen Polymeren, die auch als "Superabsorber" bekannt sind, können als
vernetzte Polymere ein Vielfaches ihres Eigengewichtes an Wasser unter Bildung von
Hydrogelen aufnehmen und binden und so auch bei kleineren Beimengungen zu einer starken
Volumenzunahme der elastomeren Dichtungsmaterialien infolge Wasserquellung führen.
Die erfindungsgemäß verwendbaren Superabsorber können beispielsweise bis zu 600 g
Wasser pro Gramm Superabsorber binden, teilweise sogar bis zu 900 g Wasser/g
Superabsorber.
Besonders bevorzugt sind Superabsorber, die innerhalb von 50 Sekunden 75 g bis 200 g
Wasser pro Gramm Superabsorber aufnehmen können.
Vorzugsweise weisen die für Wasser hochsaugaktiven Polymeren eine mittlere Korngröße im
Bereich von 5 µm bis 800 µm auf. Als besonders geeignet haben sich Superabsorber
erwiesen, deren mittlere Korngrößenverteilung die folgende ist:
59,1 Gew.-% im Bereich 160-100 µm, 37,7 Gew.-% im Bereich 100-50 µm, 2,3 Gew.-% <50 (Cabloc C96 der Fa. HÜLS AG).
59,1 Gew.-% im Bereich 160-100 µm, 37,7 Gew.-% im Bereich 100-50 µm, 2,3 Gew.-% <50 (Cabloc C96 der Fa. HÜLS AG).
Weiterhin können zur Verstärkung der Wasserquellung wasserquellfähige anorganische Tone
wie Bentonite und derivatisierte Bentonite zugesetzt werden. Bentonite im Sinne der
vorliegenden Erfindung sind verunreinigte Tone, die durch Verwitterung vulkanischer Tuffe
entstanden sind. Aufgrund ihres hohen Gehalts an Montmorillonit besitzen Bentonite
wertvolle Eigenschaften wie Quellfähigkeit, Ionenaustauschvermögen und Thixotropie.
Bekanntermaßen kann die Quellfähigkeit von Rohbentoniten durch Austausch der
Erdalkalimetall- gegen Alkalimetallionen modifiziert werden, die spezifische Oberfläche
durch Behandeln mit organischen Säuren und die Organophilie durch Umsetzen von
Alkalimetallbentoniten mit quartären Ammoniumverbindungen erhöht werden.
Die bei Einwirkung von Wasser quellenden Dichtungsmassen enthalten, bezogen auf
100 Gew. Tl. der unter Feuchteeinfluß Elastomere bildenden Oligomeren und/oder Polymeren und
Vernetzern (Elastomerkomponente) 5 Gew. Tl. bis 700 Gew. Tl. Polysaccharid(e) und/oder
quellfähige anorganische Tone bzw. Derivate davon (A)und 1 Gew. Tl. bis 150 Gew. Tl. für
Wasser hochsaugaktives synthetisches Polymer (B).
Bevorzugt sind 15 Gew. Tl. bis 200 Gew. Tl., ganz bevorzugt 30 Gew. Tl. bis 150 Gew. Tl.
Polysaccharide und/oder Bentonite. pro 100 Gew. Tl. Elastomerkomponente.
Bevorzugt sind 5 Gew. Tl. bis 100 Gew. Tl., ganz bevorzugt 10 Gew. Tl. bis 50 Gew. Tl. an für
Wasser hochsaugaktivem synthetischem Polymer (B) pro 100 Gew. Tl. Elastomer
komponente.
Wie den Ausführungsbeispielen zu entnehmen ist, können die Anteile an Polysaccharid und
Bentonit variiert werden oder auch nur eines von beiden eingesetzt werden; nie jedoch kann
der Superabsorber weggelassen werden, da ansonsten die für Abdichtmaßnahmen im Bau
geforderten Quellraten in Wasser nicht erreicht werden.
Das Quellvermögen der an der Luft ausgehärteten elastomeren Dichtungsmaterialien kann
durch Variation der für die Quellung verantwortlichen obigen Parameter eingestellt werden,
nämlich durch den Anteil an ausgewählten Polysaccharid(en) und/oder quellfähigen Tonen
sowie dem Anteil an synthetischen Polymeren.
Beispiele für die Einstellung des Quellvermögens sind in der nachfolgenden Tabelle
angegeben:
Quellgrad: Werte nach 10 Tagen Lagerung in Wasser pH 7 und. 10°dt. Härte bei 20°C.
Prüfkörper 5-10 ccm.
- a) Silikonöl E-18, Bayer AG, Leverkusen
- b) bei 150°C 6 h vorgetrockneter Superabsorber Cabloc C96, Hüls AG, Krefeld
- c) bei 150°C 6 h vorgetrocknete Kartoffelstärke Superior, wasserarm, Südstärke GmbH, Schrobenhausen
- d) bei 200°C 6 h vorgetrocknetes Tixoton (aktivierter Natriumbentonit), Süd-Chemie AG, München
Bei Verwendung der erfindungsgemäßen, einkomponentigen, feuchtigkeitshärtenden pastösen
Dichtungsmasse am Bau kann diese entgegen vorgeformten festen Dichtungen genau den
geometrischen Anforderungen gemäß aufgebracht werden. Es bildet sich nach 20 Minuten
eine feste Haut und das Material härtet vollständig innerhalb von 2 Tagen aus.
Bei Verwendung des ausgehärteten, elastomeren, mit Wasser quellbaren Dichtungsmaterials
in an sich bekannten Abdichtsystemen paßt sich das Dichtungsmaterial der eingebrachten
Grundform, besonders den Fugenformen, aufgrund des hohen Quellvermögens bei
Wasserkontakt sehr schnell an. Der Durchtritt von Wasser wird dadurch sicher, meist schon in
einem früheren Stadium des Schadens, verhindert. Ferner garantiert ein genügend hoher
Quelldruck eine sichere Abdichtung gegen drückendes Wasser. Wird das Dichtungsmaterial
in Fugen verwendet, z. B. bei Arbeitsfugen oder Anschlußfugen oder als Sanierungsmaterial
für Dehnfugen, paßt sich dieses Volumenänderungen, beispielsweise des Baukörpers, durch
Quellung bei Wasserkontakt an. Entstehende Setzrisse im Bereich der Fuge heilen durch
schnelle, starke und kontrollierte Quellung selbständig.
Die erfindungsgemäßen Dichtungsmassen weisen gegenüber zweikomponentigen Materialien
erhebliche Vorteile in der Verarbeitbarkeit und Anwendung auf, da arbeits- und zeitintensive
Vormischzeiten erspart bleiben. Die Lagerstabilität ist mit 1 Jahr gegeben und gegenüber den
in den Literatur beschriebenen Materialien (0,5 Jahre) noch verbessert. Ferner werden aus den
erfindungsgemäßen Dichtungsmassen in ihrer ausgehärteten Form fast keine Stoffe mehr mit
Wasser herauseluiert: die herauseluierten Bestandteile liegen unterhalb 5%. Die Festigkeit ist
in der ausgehärteten Form sehr gut mit Werten von über 3 MPa bei 100% Dehnung. Ferner
wird durch die pastöse Verarbeitung und besonders bei den Pasten auf Siliconbasis bei
porösen Betonteilen eine oft erwünschte, sehr gute Klebwirkung erzielt. Von weiterem Vorteil
ist die Einstellung der Quellrate durch den Anteil an Quellmitteln. Hierdurch lassen sich die
Eigenschaften an die Erfordernisse am Bau anpassen. Die Wasserquellung kann sehr hoch
eingestellt werden bis zu mehr als 400 Vol.%. Die Wasserquellung bleibt auch nach
Trocknung reversibel, der sich aufbauende Quelldruck garantiert eine sichere Abdichtung
gegen drückendes Wasser.
Besonders vorteilhaft ist es, die teilchenförmigen wasseraufnehmenden Materialien
vorzutrocknen und vor allem gegenüber üblichen Siliconpasten-Formulierungen, bei denen
die Menge an Vernetzer üblicherweise unter 10 Gew. Tl., bezogen auf das eingesetzte
Siliconöl, liegt, die Mindestmenge an Vernetzer deutlich auf z. B. 37,5 Gew. Tl., bezogen auf
auf 100 Gew. Tl. des eingesetzten Siliconöls, zu erhöhen, was eine hervorragende
Lagerstabilität von mehr als einem Jahr garantiert. Die luftdicht in Kartuschen verpackten
Pasten haben auch nach einem vollen Jahr Lagerung immer noch eine pastöse Konsistenz und
können dann noch als verformbare Masse verarbeitet werden.
Die erfindungsgemäße Dichtungsmasse ist ferner aus im Handel erhältlichen Komponenten
durch einfaches Mischen herstellbar, was Kostenvorteile und Liefersicherheit bringt.
Der Superabsorber Cabloc C96 (Hüls AG, Krefeld) und eine vorgetrocknete Kartoffelstärke
Superior, wasserarm (Südstärke GmbH, Schrobenhausen) werden bei 150°C sechs Stunden
im Umlufttrockenschrank, Tixoton sechs Stunden lang bei 200°C im Umlufttrockenschrank
jeweils bis zur Massenkonstanz vorgetrocknet.
40 g α,ω-Dihydroxypolydimethylsiloxan, (Siliconöl E-18, Bayer AG, Leverkusen) werden
vorgelegt und mit 10 g nach a) vorgetrocknetem Superabsorber (Cabloc C 96, Hüls AG) und
30 g nach a) vorgetrocknetem Tixoton (aktivierter Natriumbentonit, Süd-Chemie AG,
München) in einem Haushaltskneter (Bosch AG) 10 Minuten vermischt. Dann wird 15 g
Silopren-Vernetzer 3448 (Bayer AG, Leverkusen) 10 Minuten zugegeben und vermischt.
Anschließend werden 5 g Aerosil 150 (Degussa AG, Frankfurt/Main) in zwei Portionen
zugegeben und 10 Minuten langeingerührt. Die pastöse Mischung wird dann schnell in eine
Kartusche abgefüllt und luftdicht verschlossen.
Das Material wies nach 2 Tagen Aushärtung an der Luft ein Wasserquellvermögen von mehr
als 140 Vol.% nach 10 Tagen Lagerung in Wasser 10° dt. H. auf. Nach Trocknung auf das
Ausgangsgewicht blieb die Wasserquellbarkeit in vollem Umfang erhalten.
40 g α,ω-Dihydroxypolydimethylsiloxan, (Siliconöl E-18, Bayer AG, Leverkusen) werden
vorgelegt und mit 10 g nach a) vorgetrocknetem Superabsorber (Cabloc C 96, Hüls AG) und
30 g nach a) vorgetrockneter Kartoffelstärke Superior, wasserarm (Südstärke GmbH,
Schrobenhausen), in einem Haushaltskneter (Bosch AG) 10 Minuten vermischt. Dann werden
15 g Silopren-Vernetzer 3448 (Bayer AG, Leverkusen) 10 Minuten zugegeben und vermischt.
Anschließend werden 5 g Aerosil 150 (Degussa AG, Frankfurt/Main) in zwei Portionen
zugegeben und 10 Minuten lang eingerührt. Die pastöse Mischung wird dann schnell in eine
Kartusche abgefüllt und luftdicht verschlossen.
Das Material wies nach 2 Tagen Aushärtung an der Luft ein Wasserquellvermögen von mehr
als 120 Vol.% nach 10 Tagen Lagerung in Wasser 10°dt. H auf. Nach Trocknung auf das
Ausgangsgewicht blieb die Wasserquellbarkeit in vollem Umfang erhalten. Die Festigkeit
liegt bei 3 MPa bei 100% Dehnung.
40 g a,ω -Dihydroxypolydimethylsiloxan, (Siliconöl E-18, Bayer AG, Leverkusen) werden
vorgelegt und mit 10 g nach a) vorgetrocknetem Superabsorber (Cabloc C 96, Hüls AG), 30 g
nach a) vorgetrocknetem Tixoton (aktivierter Natriumbentonit, Süd-Chemie AG, München)
und 10 g nach a) vorgetrockneter Kartoffelstärke Superior, wasserarm (Südstärke GmbH,
Schrobenhausen), in einem Haushaltskneter (Bosch AG) 10 Minuten vermischt. Dann wird
7 g Silopren-Vernetzer 3448 (Bayer AG, Leverkusen) 10 Minuten zugegeben und vermischt.
Anschließend werden 3 g Aerosil 150 (Degussa AG, Frankfurt/Main) in zwei Portionen
zugegeben und 10 Minuten lang eingerührt. Die pastöse Mischung wird dann schnell in eine
Kartusche abgefüllt und luftdicht verschlossen.
Das Material wies nach 2 Tagen Aushärtung an der Luft ein Wasserquellvermögen von mehr
als 200 Vol.% nach 10 Tagen Lagerung in Wasser 10°dt. H auf. Nach Trocknung auf das
Ausgangsgewicht blieb die Wasserquellbarkeit in vollem Umfang erhalten, auch nach drei
Quell- und Trocknungszyklen.
Folgende Mengen an α,ω-Dihydroxvpolydimethylsiloxan, (Siliconöl E-18, Bayer AG,
Leverkusen) werden vorgelegt und mit folgenden Mengen an nach a) vorgetrocknetem
Superabsorber (Cabloc C 96, Hüls AG) in einem Haushaltskneter (Bosch AG) 10 Minuten
vermischt: 85 g Siliconöl und 5 g Superabsorber; 80 g Siliconöl und 10 g Superabsorber; 75 g
Siliconöl und 15 g Superabsorber. Dann wird zu jeder der Mischungen jeweils 5 g Silopren-
Vernetzer 3448 (Bayer AG, Leverkusen) 10 Minuten zugegeben und vermischt. Anschließend
werden jeweils 5 g Aerosil 150 (Degussa AG, Frankfurt/Main) in zwei Portionen zugegeben
und 10 Minuten lang eingerührt. Die jeweilige pastöse Mischung wird dann schnell in eine
Kartusche abgefüllt und luftdicht verschlossen.
Die Materialien wiesen zwar nach 2 Tagen Aushärtung an der Luft ein mit dem
Superabsorberantell (5 Gew.-%, 10 Gew.-% und 15 Gew.-%) steigendes Wasserquellvermögen
(17 Vol.%, 20 Vol.% und 25 Vol.%) auf. Die maximale Quellung liegt jedoch nur bei
25 Vol.% nach 10 Tagen Lagerung in Wasser 10°dt. H.
Somit bleibt festzuhalten, daß durch den alleinigen Zusatz von Superabsorber zu dem
Siliconkautschuk keine für Abdichtmaßnahmen im Bausektor erforderlichen
Wasserquellbarkeiten (<100% in 10 Tagen) erreichbar sind. Ferner war das Dichtungsmassen
nicht lagerstabil.
45 g a,ω-Dihydroxypolydimethylsiloxan, (Siliconöl E-18, Bayer AG, Leverkusen) werden
vorgelegt und mit 40 g nach a) vorgetrockneter Kartoffelstärke Superior, wasserarm
(Südstärke GmbH, Schrobenhausen), in einem Haushaltskneter (Bosch AG) 10 Minuten
vermischt. Dann wird 10 g Silopren-Vernetzer 3448 (Bayer AG, Leverkusen) 10 Minuten
zugegeben und vermischt. Anschließend werden 5 g Aerosil 150 (Degussa AG,
Frankfurt/Main) in zwei Portionen zugegeben und 10 Minuten lang eingerührt. Die pastöse
Mischung wird dann schnell in eine Kartusche abgefüllt und luftdicht verschlossen.
Das Material wies nach 2 Tagen Aushärtung an der Luft ein Wasserquellvermögen von nicht
mehr als 20 Vol.% nach 10 Tagen Lagerung in Wasser 10°dt. H auf.
Somit bleibt festzuhalten, daß durch den alleinigen Zusatz von Stärke zu dem
Siliconkautschuk keine für Abdichtmaßnahmen im Bausektor erforderlichen
Wasserquellbarkeiten (<100% in 10 Tagen) erreichbar sind, während Kombinationen
verschiedener Quellmittel wie 30 Gew. Tl. Stärke mit 10 Gew. Tl. Superabsorber zu
ausreichend hohen Wasserquellraten führen (s. Bsp. 2).
60 g α,ω-Dihydroxypolydimethylsiloxan, (Siliconöl E-18, Bayer AG, Leverkusen) werden
vorgelegt und mit 30 g nach a) vorgetrocknetem Tixoton (aktivierter Natriumbentonit, Süd-
Chemie AG, München) in einem Haushaltskneter (Bosch AG) 10 Minuten vermischt. Dann
werden 5 g Silopren-Vernetzer 3448 (Bayer AG, Leverkusen) 10 Minuten zugegeben und
vermischt. Anschließend werden 5 g Aerosil 150 (Degussa AG, Frankfurt/Main) in zwei
Portionen zugegeben und 10 Minuten lang eingerührt. Die pastöse Mischung wird dann
schnell in eine Kartusche abgefüllt und luftdicht verschlossen.
Das Material wies nach 2 Tagen Aushärtung an der Luft ein Wasserquellvermögen von nicht
mehr als 40 Vol.% nach 10 Tagen Lagerung in Wasser 10°dt. H auf.
Somit bleibt festzuhalten, daß durch den alleinigen Zusatz von wasserquellfähigen Bentoniten
(Tixoton) zu dem Siliconkautschuk keine für Abdichtmaßnahmen im Bausektor
erforderlichen Wasserquellbarkeiten (<100% in 10 Tagen) erreichbar sind, während
Kombinationen verschiedener Quellmittel wie 30 Gew. Tl. Thixoton mit 10 Gew. Tl.
Superabsorber zu ausreichend hohen Wasserquellraten von < 100 Vol.% führten. Ferner war
das Material nicht lagerstabil.
50 g α,ω-Dihydroxypolydimethylsiloxan, (Siliconöl E-18, Bayer AG, Leverkusen) werden
vorgelegt und mit 10 g nach a) vorgetrocknetem Superabsorber (Cabloc C 96, Hüls AG) und
30 g nach a) vorgetrockneter Kartoffelstärke Superior, wasserarm (Südstärke GmbH,
Schrobenhausen), in einem Haushaltskneter (Bosch AG) 10 Minuten vermischt. Dann werden
5 g Silopren-Vernetzer 3448 (Bayer AG, Leverkusen) 10 Minuten zugegeben und vermischt.
Anschließend werden 5 g Aerosil 150 (Degussa AG, Frankfurt/Main) in zwei Portionen
zugegeben und 10 Minuten lang eingerührt. Die pastöse Mischung wird dann schnell in eine
Kartusche abgefüllt und luftdicht verschlossen.
Das Material wies nach 2 Tagen Aushärtung an der Luft ein Wasserquellvermögen von mehr
als 80 Vol.% nach 10 Tagen Lagerung in Wasser 10°dt. H auf. Allerdings war das Material
wie auch diejenigen aus den Vergleichsbeispielen 1 und 3, die ebenfalls die geringsten
Vernetzermengen enthielten, nicht lagerstabil und schon nach 1 Woche in der Kartusche
ausgehärtet und damit nicht mehr verarbeitbar.
Somit bleibt festzuhalten, daß nur ab einem bestimmten Mindestvernetzeranteil
wasserquellbare, einkomponentige, feuchtigkeitshärtende Siliconpasten mit einer
Lagerstabilität von mindestens einem halben Jahr erhältlich sind.
Claims (18)
1. Wasserquellende, einkomponentige, feuchtigkeitshärtende Dichtungsmasse mit einer
Matrix und einem darin eingelagerten teilchenförmigen, wasseraufnehmenden Material aus
einer Kombination von (A) Polysaccharid(en), ausgewählt aus Cellulose, Stärke,
Stärkederivaten. Amylose, Amylopektin, Dextrane, Pektine, Inulin, Chitin, Xanthan,
Alginsäure, Alginaten, Caragenaan, Pustulan, Callose, Laminarin, Guluronsäure, Pullulan,
Lichenin oder Mischungen derselben, oder anorganischen wasserquellfähigen Tonen oder
Mischungen der Polysaccharide mit den Tonen und (B) einem für Wasser hochsaugaktiven
synthetischen Polymer, ausgewählt aus Polymeren auf (Meth)acrylatbasis,
Poly(meth)acrylsäure und deren Salzen, Polyacrylamid, Polyalkoholen oder Copolymeren der
genannten synthetischen Polymeren und/oder hochsaugaktiver gepfropfte Stärke oder
gepfropfter Cellulose, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrix aus unter Feuchteeinfluß
Elastomere bildenden Oligomeren und/oder Polymeren und Vernetzern hierfür besteht oder
diese enthält.
2. Dichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Matrix bildenden
Oligomeren und Polymeren ausgewählt sind aus Silikonölen, derivatisierten Silikonölen,
modifizierten Silikonölen auf Basis von Polyethern mit Hydroxyl- oder Alkoxygruppen
haltigen Silan-Endgruppen, Polysiloxanen, deren Moleküle an den Kettenenden
Diaminosilangruppen enthalten, Polyorganosiloxanen mit Hydroxylendgruppen, Polysulfiden
und Polyurethanvorpolymeren.
3. Dichtungsmasse nach Ansprach 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung
von Silikonölen, derivatisierten Silikonölen, modifizierten Silikonölen auf Basis von
Polyethern mit Silan-Endgruppen und/oder Polyorganosiloxanen mit Hydroxylendgruppen als
Matrix bildende Oligomere und/oder Polymere als Vernetzer verwendet werden die für
einkomponentige feuchtigkeitshärtende Silikonpasten üblichen Vernetzer auf Triacetat- oder
Trioximbasis, welche im Kontakt mit der Luftfeuchtigkeit unter Abspaltung von Essigsäure-
bzw. Oximen zu einer Vulkanisation und damit Aushärtung der pastösen Dichtungsmassen
führen.
4. Dichtungsmasse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung
von Polysulfiden als Matrix bildende Oligomere und/oder Polymere als Vernetzer verwendet
werden die für einkomponentige, feuchtigkeitshärtende Polysulfid-Dichtungsmassen üblichen
Vernetzer auf Basis von Oxidationsmitteln, ausgewählt aus Calciumperoxid, Bleidioxid,
Mangandioxid. Zinkperoxid, Cumolhydroperoxid, p-Chinondioxim, anorganischen
Chromaten und/oder basischen Aktivatoren, ausgewählt aus Bariumoxid.
5. Dichtungsmasse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung
von Polyurethanvorpolymeren als Matrix bildende Oligomere und/oder Polymere als
Vernetzer verwendet werden die für einkomponentige, feuchtigkeitshärtende Polyurethan-
Dichtungsmassen üblichen Vernetzer auf Basis von tri- oder höherfunktionellen Isocyanaten,
tri- oder höherfunktionellen Polyolen und/oder Vorpolymeren dieser Isocyanate oder Polyole.
6. Dichtungsmasse nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß
sie bezogen auf 100 Gew. Tl. der unter Feuchteeinfluß Elastomere bildenden Oligomeren,
und/oder Polymeren 1 bis 100 Gew. Tl. eines oder mehrerer Vernetzer enthält.
7. Dichtungsmasse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie bezogen auf 100 Gew. Tl.
der unter Feuchteeinfluß Elastomere bildenden Oligomeren, und/oder Polymeren 10 bis
50 Gew. Tl. eines oder mehrerer Vernetzer enthält.
8. Dichtungsmasse nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß
sie weitere übliche Additive, ausgewählt aus Gleitmitteln, Weichmachern, Haftvermittlern,
Alterungsschutzmitteln, Lichtschutzmitteln, Hydrolyseschutzmitteln, Wärmestabilisatoren,
Verzögerern, Katalysatoren, Trocknungsmitteln, Fungiziden, Farbstoffen, Füllstoffen,
Treibmitteln und Vernetzungsbeschleunigern, enthält.
9. Dichtungsmasse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie bezogen auf 100 Gew. Tl.
der unter Feuchteeinfluß Elastomere bildenden Oligomeren und/oder Polymeren und
Vernetzern 1-100 Gew. Tl. aktive Füllstoffe, insbesondere hochdispergierte Silikate enthält.
10. Dichtungsmasse nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet,
daß sie bei einer Temperatur von 20°C eine Viskosität von 100 mPa.s bis 50 000 000 mPa.s
aufweist.
11. Dichtungsmasse nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet,
daß sie ein Treibmittel enthält und nach Aufschäumen und Aushärten eine spezifische Dichte
im Bereich von 0,01 g/cm3 bis 1,5 g/cm3 hat.
12. Dichtungsmasse nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet,
daß sie bei einer Temperatur von 20°C innerhalb von 2 Tagen aushärtet und daß dann die
Elastomerkomponente vernetzt ist.
13. Dichtungsmasse nach Anspruch 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß das für Wasser
hochsaugaktive synthetische Polymer eine mittlere Korngröße im Bereich von 5 µm bis
800 µm aufweist.
14. Dichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bezogen auf
100 Gew. Tl. der unter Feuchteeinfluß Elastomere bildenden Oligomeren und/oder Polymeren und
Vernetzern 5 Gew. Tl. bis 700 Gew. Tl. Polysaccharid(e) und/oder quellfähige anorganische
Tone bzw. Derivate davon (A) und 1 Gew. Tl. bis 150 Gew. Tl. für Wasser hochsaugaktives
synthetisches Polymer (B) enthält.
15. Dichtungsmasse nach einem der vorstehenden Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet,
daß sie nach Aushärtung bei Einwirkung von Wasser für 3-7 Tage eine Volumenzunahme
von 5-600 Vol.-%, vorzugsweise von 50-500 Vol.% bei einer Temperatur von 20°C
aufweist.
16. Verfahren zum Herstellen unter Einwirkung von Wasser quellender Dichtungsmaterialien
aus einkomponentigen, feuchtigkeitshärtenden Dichtungsmassen in pastöser Konsistenz mit
einer Matrix aus unter Feuchteeinfluß Elastomere bildenden Oligomeren, Polymeren und
Vernetzern und darin eingelagertem teilchenförmigem, wasseraufnehmendem Material nach
einem der Ansprüche 1-15, durch Mischen der Bestandteile in einem gegen Luftfeuchte
isolierten Mischer oder Kneter.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmasse in
pastöser Konsistenz nach dem Mischen zur Anwendung in eine Plastikkartusche luftdicht
verpackt wird.
18. Verwendung der Dichtungsmasse nach einem der Ansprüche 1-15 und/oder nach dem
Verfahren der Ansprüche 16 und 17 erhaltenen zur Abdichtung von Bauwerken im Hoch-,
Tief und Tunnelbau.
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