DE2133686A1

DE2133686A1 - Elastische Oberflachenschichten

Info

Publication number: DE2133686A1
Application number: DE19712133686
Authority: DE
Inventors: George Gordon San Pablo Good rich Joseph Lee Lafayette Calif Sapp (V St A)
Original assignee: Chevron Research Co
Current assignee: Chevron USA Inc
Priority date: 1970-07-10
Filing date: 1971-07-07
Publication date: 1972-01-20
Also published as: FR2098310A1; CA987421A; JPS5444698B1; DE2133686C2; FR2098310B1; IT943591B; GB1348707A

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind elastische (Beläge, surfaces), die leicht aufzubringen sind und ausge zeichnete Zugfestigkeitseigenschaften besitzen. Es wird eine gießbäre Mischung hergestellt, in der ein nichtflüchtiges Streckmittel auf ölbasis, ein elastisches Aggregat, Ruß und ein aus Diolen hergestelltes Polyurethan kombiniert sind, wobei der Hauptteil ein Diol mit einem Molekularge wicht von etwa 1 CÖO bis 5 000 ist und die Hydroxylgruppen des Diols durch langkettige Kohlenwasserstoffgruppen verbunden sind, die in der Kette selbst im wesentlichen frei von Heteroatome!! sind. Die elastische Oberflächenschicht bindet rasch unter Bildung einer brauchbaren Oberfläche ab und ist im allgemeinen nicht dicker als 50,8 mm.

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in den letzten Jakren sind verschiedene elastische Oberflächenmaterialien (surfacing materials) entwickelt · worden. Diese Materialien haben besonders an Orten _ί dieliesönders der Freizeltbeschäftigung, dienen, sowohl innerhalb als -auch außerhalb von Hallen Anwendung gefunden, z»B. bei Bahnen für Laufdisziplinen, Sportplätzen, Abschiagstelien für Golfballe, Golfplätzen (golf greens), Pferdestallenj Spielplatzböden und Pferderennbahnen.

Im Idealfall besitzen die elastischen Oberflächen materialien verschiedene Eigenschaften. Sie sollten leicht aufzubringen sein und keine großen Fachkenntnisse zur Verlegung eines geeigneten Oberflächenbelags erfordern* Die Bestandteile des Bodenbelaggemisches sollten preiswert sein. Ihre Handhabung sollte sicher sein und die Auf bringung des Bodenbelags sollte keine komplizierten Meß vorrichtungen und Mischvorrichtungen am Platze der Verlegung erfordern..

Die Gemische sollten in einer relativ kurzen Zeit zu einer brauchbaren Oberfläche abbinden, wodurch die Auswirkungen von schlechtem Wetter vermieden werden und: in kurzer Zeit Oberflächen hergestellt werden, die für sportliche Zwecke geeignet sind* Sie sollten im wesentlichen nicht schrumpfen, um so hohe innere Spannungen zu vermeiden, die ein Loslösen (pulling away) (1) von den Formen, in die das Material gegossen wird, und (2) von der Unterlage verursachen. Sie sollten auch.ausreichende Geleigenschaften besitzen, um beim Gießen auf die bei Sport- und Erholungsflachen, vorkommenden flachen Bö -

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schlingen nicht abzufließen oder abzusacken. Besonders erwünschte Eigenschaften für eine fertige Oberfläche sind beispielsweise Elastizität zur Verringerung der Ermüdung von Muskeln, Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung durch das Aufschlagen von Spikes, Hufeisen usw., Beständigkeit gegen durch Licht und Oxydation induzierte Schäden, eine attraktive Färbung, ausreichende Haftung (traction) für das Laufen oder Gehen usw., die Fähigkeit, je nach den besonderen Erfordernissen als poröse oder nichtporöse Oberflächenschicht (Belag) aufgebracht werden zu können, und die Fähigkeit, den Schädigungen zu widerstehen, die durch das Gefrieren oder Tauen von Wasser, das mit der Oberfläche in Berührung steht, verursacht werden.

Ein besonderer Vorteil dieser elastischen Ober flächenschichten ist die Fähigkeit, daß sie in einer entwässerbaren porösen Form aufgebracht werden können. Hierdurch ergeben sich wesentliche konstruktionsmäßige Vorteile, wobei die sehr schwierige Aufgabe einer genauen Nivvelierung zur Vermeidung von Pfützenbildung während des Regens entfällt. Die fertigen porösen Oberflächen -· schichten gestatten die Durchführung von sportlichen Veranstaltungen auf den Oberflächen (Bodenbelägen) während eines Regens ohne die Schwierigkeiten, die bei einer mit Wasser bedeckten Oberfläche entstehen.

Ferner sollte eine richtig konstruierte nicht-poröse Oberfläche selbst bei nasser Oberfläche eine hohe Rutschfestigkeit besitzen.

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Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft von Boden belägen für Freizeitzwecke ist die Flammenbeständigkeit, sodaß ein zufällig fallen gelassenes Streichholz keine Zerstörung durch Feuer verursacht.

In der Vergangenheit wurden zwar verschiedene Kombinationen von Materialien' zur Herstellung von Oberflächenschichten für Erholungs- und Sportzwecke verwendet, keines der bisher bekannten Materialien besaßen jedoch ' die vorstehend beschriebene, ausgezeichnete Kombination von Eigenschaften in Verbindung mit niedrigen Kosten und leichter Installation.

Die elastischen Gemische der vorliegenden Erfindung können auch.für Mittelstreifen von Schnellstraßen und dgl., als Schutzüberzüge oder andere Zwecke innerhalb oder außerhalb des Hauses Verwendung finden, bei denen eine elastische Schicht erforderlich ist.

Die Verwendung von elastischen Oberflächenschichten für Freizeitzwecke wird in der USA-Patentschrift 3 2f?2: 098 erläutert, in der ein System aus Kautschuk und mineralischem Zuschlagstoff gefülltes Polyurethan beschrieben ist. In der USA-Patentschrift 3 338 861 wird ein Verfahren zur Herstellung eines plastifizierten Polyurethangemisches durch Kombination (1) eines Verdünnungsöls, (Z) eines Polyurethans und (3) von Ruß gelehrt.

Von Belang sind auch Mitteilungen der Firma Sinclair Petrochemicals _t Inc. bezüglich der flüssigen Poly-B-D-Haxze: Produkt Data Bulletin Nr. 505, Product Data Bulletin

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Nr. 506 und Preliminary Product Data Bulletin NrV 507 (herausgegeben im Juni 1967, August 1967 bzw. Oktober I967)· Ähnliche informationen sind in den französischen Patentschriften 1 k$3 693 und 1 485 817 zu finden.

In der USA-Patentschrift 3 427 366 ist ein kaut schukgefülltes Polyurethansystem beschrieben., das unter Verwendung eines Dien-Zwischenpolymeren mit endständigen Hydroxylgruppen hergestellt wird, in· das Füllstoffe wie Ruß, Verdünnungsöle (extender oils) und Pigmente eingemiseht werden können»

Außer der USA-Patentschrift 2 877 212 sind polymere Reaktionsprodukte von Diisocyanaten und Diolen unter Bildung von Elastomeren bekannt. Die Produkte können durch geeignetes Vermischen mit Ruß, Ton, Silika und anderen mineralischen Füllstoffen abgewandelt und ferner mit geeigneten Lösungsmitteln verdünnt werden, um ihre Verwendung als überzüge zu ermöglichen.

Die USA-Patentschrift 3 39Ο 119 zeigt ein Überzugsgemisch aus einem Polyurethan und einem von Erdöl abgeleiteten Verdünnungsöl, das einen mineralischen Füllstoff wie Silika, Kaolin und dgl. und auch Ruß enthalten kann.

Eine elastische Oberflächenschicht oder ein elastischer Bodenbelag wird erhalten, indem man in Ge misch , das ein mit öl gestrecktes Polyurethan und einen elastischen Zuschlagstoff enthält, gießt. Bin vorge mischtes Gemisch enthält ein verdünnendes öl, Ruß, ein

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Polyol mit hohem Molekulargewicht und vorzugsweise (1) einen mineralischen Füllstoff und (2) ein Trocknungs mittel» Ein Polyisöcyanat mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen und der elastische Zuschlagstoff werden den anderen vorgemischten Komponenten in Gegenwart eines Katalysators zugesetzt. Das Polyisocyanat, der elastische Zuschlagstoff und die anderen vorgemischten Komponenten werden im wesentlichen.homogen gemischt, und da-s erhaltene Gemisch wird unter Bildung eines rasch erhärtenden elastischen Bodenbelags auf eine Oberfläche gegossen. Dieser Belag hat normalerweise eine Dicke bis zu 50,8 mm, vorzugsweise von etwa 3j175 bis 19,05 mm und ist inner halb von etwa 1 bis 2 Tagen gebrauchsfertig, obgleich es möglich ist, daß die endgültigen Festigkeitseigen schäften erst nach einer etwas längeren Zeit erreicht werden.

Eine elastische Oberflächenschicht wird herge stellt, indem man (I) unter Bildung eines gießbaren vorgemischten Gemisches mit einer Viskosität im Bereich von ifOOO und 100 000 Centipoises bei 25⁰C (Brookfield-Viscometer, 10 U/Min,, Spindel Nr. 6), vorzugsweise 15 000 bis 35 000 Centipoisesι ein Verdünnungsöl, ein Polyol mit hohem Molekulargewicht, in erster Linie ein Diol, Ruß, vorzugsweise (a) einen mineralischen Füll stoff und (b) ein Trocknungsmittel und gewöhnlich einen Katalysator zur Härtung von Polyurethan miteinander vermischt, ( II) diesem vorgemischten Gemisch unter Rühren (1) einen elastischen Zuschlagstoff und (2) ein

Polyisocyanat mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen und gewöhnlich nicht mehr als MS Kohlenstoffatomen zusetzt und (III) das erhaltene Gemisch in einer Dicke von bis zu 50,8 mm auf eine Oberfläche gießt. Der Belag kann dann eine kurze Zeit lang so bearbeitet werden, daß eine glatte Oberfläche sichergestellt wird. Normalerweise ist alle Klebrigkeit Innerhalb weniger Stunden vergangen, und der Bodenbelag ist innerhalb von 1 bis 2. Tagen benutzbar· Innerhalb von 1 bis 2. Wochen erlangt die Oberfläche im wesentlichen ihre endgültigen Festigkeitseigenschaften.

Das vorstehend beschriebene vorgemischte Gemisch muß einen Fließwert nach Brookfield (siehe Definition in Beispiel 11) von mindestens.10 besitzen. Dieser Minimalwert ist erforderlich, damit das das vorgemischte Gemisch, den elastischen Zuschlagstoff und das Isocyanat enthaltende aufgebrachte Gemisch nicht absackt, wenn es auf eine Oberfläche aufgebracht wird, die zur Erleichterung der Entwässerung eine Neigung besitzt. Der maximale Fließwert ist vorzugsweise nicht größer als etwa 100. Die einzige Begrenzung liegt jedoch hierbei darin, daß das erhaltene Gemisch (das das vorgemischte Gemisch, den elastischen Zuschlagstoff und Ieocyanat enthält) so bearbeitet werden kann, daß die gewünschte Oberfläche erhalten wird»

Das vorstehend beschriebene Verfahren und die Reihenfolge der Zugabe der Bestandteile werden zwar bevorzugt, der einzige kritische Faktor in der Reihenfolge der Zu-

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gäbe der Bestandteile der verwendeten Kombination ist jedoch die Bedingung, daß das Polyurethan nicht zuvor, sondern in situ hergestellt wird. Dies bedeutet, daß das Diol und das Polyisocyanat nicht vor der endgültigen Mischung aller Bestandteile miteinander vereinigt werden, insbesondere nicht in Gegenwart eines Katalysators. Der elastische Zuschlagstoff kann jedoch in das vorgemischte Gemisch, das aus dem Verdünnungsöl, dem langkettigen ' Kohlenwasserstoffpolyol, Ruß, mineralischem Füllstoff und Katalysator hergestellt wurde, eingearbeitet werden| das Gemisch kann dann in Fässer gebracht und zu der Stelle transportiert werden, an der das Polyisocyanat zugesetzt wird.

Die Anteile der verschiedenen Bestandteile für das zur Herstellung des Belags verwendeten Gemisches können in erheblichem Maße verändert werden. Im Folgenden beziehen sich alle Teile auf das Gewicht. Die Menge des Verdünnungs'öls (1) beträgt mindestens 1 Teil und nicht mehr als etwa 5 Teile pro Teil des Polyols (2), vorzugsweise beträgt sie 2 bis 3 Teile. Die Menge des elastischen Zuschlagstoffs (3) kann (in der nicht-porösen Struktur) von etwa 0,5 Teile bis etwa 5 Teile pro Teil Polyol betragen, vorzugsweise von etwa 1 bis etwa 3 Teile, insbesondere von etwa 1 Teil bis 2 Teile betragen, der Ruß (4) ist in einer Menge von etwa 0,15 bis etwa 0,5.Teilen pro Teil des Polyols anwesend; die mineralischen Füllstoffe (5) sind in Mengen von etwa 0 bis etwa 2 Teile pro Teil des Polyols anwesend, das Trocknungsmittel (6) kann in einer Menge von etwa 0 bis 0,5 Teilen

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.pro Teil des Polyols anwesend sein.

Die Menge des Katalysators kann in Abhängigkeit von der gewünschten.Härtungsgesohwindigkeit des Polyurethans variieren. Normalerweise beträgt die Menge des Kataly sators (7) von etwa 0 bis etwa 0,5 Gew.-56, .bezogen auf das Kohlenwasserstoffpolyol. Das aus den vorstehend genannten Bestandteilen (1) bis (7) gebildetes Gemisch kann als vorgemischtes Gemisch angesehen werden, dem das Isocyanat zu dem Zeitpunkt zugesetzt wird, zu dem die Oberflächenschicht hergestellt wird.. Ein bevorzugtes- Vorgemisch umfaßt jedoch die Bestandteile (1), (2) und (4) bis (7), während der elastische Zuschlagstoff mit dem Isocyanat an der Baustelle zugesetzt wird»

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet man zusammen mit dem Polyol mit hohem Molekulargewicht 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Polyol eines kurzkettigen Polyols mit 2 bis 3 Hydroxylgruppen, wobei die Gesamtmenge des Polyols den vorstehend angegebenen Wert behält. Das niedrigmolekulare Polyol besitzt ein Molekulargewicht im Bereich von 62 bis 300. Das Polyol kann Ä'therbindungen, Aminstick stoff oder andere Heteroatome zwischen den Hydroxyl gruppen aufweisen und kann aromatisch sein. Ein bevorzugtes kurzkettiges Polyol ist N,N-Bis-(2-hydroxypropyl)-anilin.

Das Folyisocyanat wird vorzugsweise unter Anwendung mindestens eines äquivalenten Verhältnisses von Ieocyanatgruppen zu den aua Polyolen verfügbaren Hydroxylgruppen zugesetzt, und vorzugsweise werden nicht mehr

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als 1,6 Äquivalente pro Äquivalent Hydroxy!gruppen verwendet^ ein Verhältnis, von nur 0,8 Äquivalenten an Isocyänatgruppen zu 1,1 Hydroxylgruppen ergibt jedoch noch ein zufriedenstellendes Produkt. Ein Äquivalent verhältnis der Isocyanatgruppen zu Hydroxylgruppen von 0,95 zu 1,5 wird besonders bevorzugt» Die Gewichtsteile des Polyisocyanate pro Gewichtsteil des Gesamt-Polyols betragen etwa 0,1 bis 0,75 zu 1. -

Die Verhältnisse der Materialien in der endgültigen Oberflächenschicht sind denen des vorgemischten Gemisches mit der Einschränkung ähnlich, daß die Zugabe des Polyisocyanate berücksichtigt werden muß* Wenn man das Gewichtsverhältnis-auf das kombinierte Gewicht des Polyisocyanate und Polyols, d.h. auf das gebildete Polyurethan Ca)- bezieht j beträgt die Menge des Verdünnungsmittels (b) von etwa 0_r6 bis etwa 4,5 Teile pro Teil des Poly urethane» vorzugsweise.von etwa 1,5 bis 3 Teile. Der elastische Zuschlagstoff (b) ist in der nicht-porösen Struktur in einer Menge von etwa 0,25 bis etwa 4,5 Teilen pro Teil des Polyurethans, vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,75 bis etwa 2,5 Teilen anwesend. Der mineralische Füllstoff (d) ist· In einer Menge von 0 bis 1,8 Teilen pro Teil Polyurethan, vorzugsweise in einer Menge von 0,3 bis 1,0 Teilen anwesend, und das Troeknungs - . mittel Ce) ist. in einer Menge von 0 bis etwa 0,5 Teilen anwesend. Der ßüß (f) ist in einer Menge von etwa 0,08 bis etwa 0,^5 Teilen vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 0,3 Teilen aiiw&senä*

Mindestens etwa IZ und nicht mehr als etwa 60 Gew.-% ,

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- ii - . ■

häufiger mindestens 20 und nicht mehr als 50 Gew»-% der nicht-porösen Struktur bestehen aus dem VerdÜhnungsöl, während mindestens etwa 5 und nicht mehr als etwa 35 Gew.-% des Gesamtgemisches, vorzugsweise mindestens 10 und nicht mehr als 25 Gew.-% der nicht-porösen Struktur

aus Polyurethan bestehen·

/ . Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Ver -

fahrens ist es zweckmäßig, zuerst das Verdünnungsmittel, die Polyole, den Ruß, den Katalysator und (1) den mineralischen Füllstoff und (2) das Trocknungsmittel, falls die letzteren beiden Bestandteile verwendet werden, zu vereinigen und zu einer homogenen Masse zu vermischen· Das Trocknungsmittel kann verwendet werden, um die Ansammlung von freiem Wasser zu verhindern oder freies Wasser zu ent fernen, welches zufällig eingeführt worden sein kann. Das Trocknungsmittel wird in der fertigen Oberfläche dann in seiner hydratisierten Form vorliegen, falls Wasser anwesend war· Wenn irgendwelches Wasser anwesend ist, setzt sich das Polyisocyanat mit ihm um. Das Gemisch ist über längere Zeiträume hinweg ausreichend beständig, sodaß es nach Bedarf gelagert und versandt werden kann. So wird an der Baustelle ein Gemisch in einer geeigneten Form bereitgestellt, bei dem nur die Zugabe von- (1) Polyisocyanat und (2) vorzugsweise elastischem Zuschlagstoff zur Herstellung eines gießbaren elastischen Bodenbelags erforderlich ist· Das Gemisch kann dann einfach' mit einem Mörtel- . mischer oder einer anderen Mischvorrichtung vermischt wer- J den, und das Polyisocyanat kann entweder rein (neat) oder ; als Lösung in einem Kohlenwasserstoffverdünnungsmittel K zugesetzt werden, nachdem der elastische Zuschlagstoff zu- " jr

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gesetzt worden ist. Wenn ein im wesentlichen homogener Zustand erreicht worden, ist, was normalerweise inner halb von wenigen Minuten der Fall ißt, kann das erhaltene Gemisch «af die zu beschichtende Oberfläche aufge bracht werden. Ein geeignetes Verfahren zur Aufbringung dec Oberflächenschicht ist in der USA-Patentschrift 3 2?2 098 beschrieben.

Die elastische Oberflächenschicht kann jedoch auch auf einer niclithaftenden Unterlage hergestellt und dann als Teppich auf die gewünschte Unterlage mittels eines geeigneten Klebstoffs oder eines anderen Haltemechanismus aufgebracht werden.

Der Untergrund kann aus irgend einem üblichen Pflaster (paving) oder aus Unterlagen für Pflasterungen bestehen wie Asphaltbeton, Beton aus Portlandzement» Macadam usw. Wenn die Unterlage porös ist, oder Entwässerungen installisiert sind, können die erfindungs gemäßen elastischen Beläge porös gemacht werden, indem man die Menge des Bindemittels, d.h. des das Polyurethan enthaltenden Bestandteils verringert und die Menge des elastischen Zuschlagstoffes erhöht.

Ein poröser Bodenbelag wird erhalten, indem man das Verhältnis der Teile des elastischen Zuschlagstoffs zu den Teilen des Polyurethans auf über etwa 5 J 1 erhöht. Der Belag wird in steigendem Maße poröser, wenn die relative Menge des elastischen Zuschlagstoffs erhöht wird.

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Oberhalb eines Verhältnisses von etwa 23 Teilen des elastischen Zuschlagstoffs auf ein Teil Polyurethan wird die Oberflächenschicht zu schwach, um nützlich zu sein» Ein bevorzugter Bereich für das Verhältnis von elasti schem Zuschlagstoff zu Polyurethan beträgt von etwa 5 bis 10 Teile des elastischen Zuschlagstoffs pro Teil des Polyurethans, wenn eine poröse Struktur angestrebt wird. Besonders bevorzugt ist ein Verhältnis von etwa 6 bis 8 Teilen elastischer Zuschlagstoff zu 1 Teil Polyurethan. Es ist zu beachten, daß das Ausmaß der gegebenenfalls während der Herstellung des Belags auftretenden Verdichtung ebenfalls die Porosität beeinflußt.

Wenn die erfindungsgemäß hergestellte Oberflächenschicht porös ist, auf eine poröse Unterlage aufgebracht wird und mit einem grasartigen Teppich kombiniert wird, erhält man einen Sportplatz mit den ästhetischen und funktionalen Eigenschaften von Oberflächenschichten nach dem bisherigen Stand der Technik mit dem zusätzlichen Vorteil der Porosität und Aufrechterhaltung eines trockenen Spielfeldes»

Das Polyol besteht in erster Linie aus einem Diol mit hohem Molekulargewicht, es können jedoch auch kleinere Mengen an Polyolen höherer Ordnung anwesend sein. Die hochmolekularen Polyole haben im allgemeinen ein Molekulargewicht von mindestens 1000 und nicht über etwa 500.0 vorzugsweise im Bereich von etwa 1000 bis 3000 und insbesondere von etwa 2 000 bis etwa 2800." Die Hydroxylgruppen sitzen gewöhnlich an oder nahe (innerhalb von

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etwa 4 Kohlenstoffatomen) den endständigen Kohlenstoffatomen und sind durch Ketten von mindestens etwa AO Kohlenstoffatomen voneinander getrennt. Die Kohlenstoff kette ist amorph, d.h» relativ frei von kristallisierbaren Bereichen.

Die Kohlenstoffkette kann durch die Polymerisation von anionischen additionspolymerisierbaren Olefinen unter Verwendung eines metallorganischen Katalysators leicht hergestellt werden. Siehe beispielsweise Hayashi u.a. in "Journal of Polymer Science" Teil A, Band 2, Seiten 2571-2594 (1964) und USA-Patentschrift 3 055 952. Die Hydroxylgruppen können an den terminalen Enden der Polymerkette durch Oxydation oder Addition von Aldehyden, Ketonen oder Oxiden eingeführt werden. Die Diole sind vorzugsweise primäre Alkohole. Freie Radikalpolymerisation Unter Verwendung von Wasserstoffperoxid in Alkohol kann ebenfalls angewendet werden.

Die Polyole können von Monomeren, wie Butadien, Styrol, Isopren, alpha-Methylstyrol, 4-Butylstyrol, 2-Ä"thylbutadien usw. abgeleitet werden. Normalerweise enthalten die Olefine etwa 4 bis 10 Kohlenstoffatome. Bei dem Polymeren handelt es sich vorzugsweise um ein Polybutadien.

Die hochmolekulare Polyole können bis zu 25 Mol-# Polyole höherer Ordnung (höher als Diolen) enthalten, häufiger enthalten sie jedoch nicht mehr als etwa 20 Mol-#" Polyole höherer Ordnung. Gewöhnlich die Polyole höherer Ordnung nicht höher als Triole.

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Die niedrigmolekularen Polyole, normalerweise Dioder Triole, haben im allgemeinen etwa 2 bis 12 Kohlenstoffatomen zwischen den am meisten voneinander ent fernten Hydroxylgruppen und enthalten normalerweise von etwa 2 und 18 Kohlenstoffatomen. Die Atome zwischen den Hydroxylgruppen können neben Kohlenstoff - Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatome sein. Diese Polyole enthalten normalerweise 6 bis 18 Kohlenstoffatome und 0 bis 2 Heteroatome·

Gemische von Diolen mit hohem Molekulargewicht werden für die vorliegende Erfindung als nützlich angesehen genauso wie Gemische eines hochmolaren Diols oder mehrerer hochmolarer DiOIe mit Polyolen mit niedrigem Molekulargewicht.

Eine bevorzugte Kombination von Polyolen besteht aus einem Eolybutadiendiol (durchschnittliches Molekulargewicht 1500 bis 2800) und N,N-Bis-(2-hydroxypropyl)-anilin. Diese Kombination wird vorzugsweise in einem Verhältnis von bis 10 Gewichtsteilen Polybutadiendibl zu einem Teil des N,N-Bis-(2-hydroxypropyl)-anilins verwendet.

Sine andere bevorzugte Polyol-Kombination ist ein Gemisch aus einem Polybutadien mit endständigen Hydroxylgruppen mit einem Molekulargewicht von etwa lifOO, einem Polybutadien mit endständigen Hydroxylgruppen mit einem Molekulargewicht von etwa 2900 und N,N-Bis-(2-hydroxyprοpyl)-anilin bei einem Gewicht^verhältnis von etwa 2 bis h : h bis 7 ? 1 .

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Bei dem mineralischen Füllstoff kann es sich um eines oder mehrere der üblichen Materialien handeln, wie Tone, Kalkstein, Sand, Talkum, Tripelerde, Silika, Zement usw.. Sie können einzeln oder miteinander vermischt werden. Die bevorzugten Füllstoffe sind die nicht absorbierenden Füllstoffe· Die Teilchengröße des Füllstoffs kann mehr variieren und im Bereich von etwa 0,84 mm lichte Siebmaschenweite , 20 mesh. U.S. standard sieve) und Staubkorngröße (dust) liegen. Gewöhnlich haben die" Füllstoffe eine Teilchengröße im Bereich von 0,59 b™ ^bis etwa 0,05 mm, vorzugsweise 0,074 mm (lichte Siebmaschenweite , 30 to 3OO mesh. U.S« Standard sieve and preferably 200 mesh) oder darunter.

Der verwendete elastische Zuschlagstoff kann sowohl aus natürlichen oder synthetischen Kautschuken oder einem anderen elastischen Material abgeleitet sein. Kautschukteilchen sind kommerziell als Kautschukpulver, Schleifsei (grindings) von Abfallreifen (discarded tires) , als Polyurethankornchen usw. erhältlich. Beispiele für andere verwendbare elastische Materialien sind Korkteilchen und Schaumgummiteilehen. Die spezielle Form der Teilchen ist nicht wichtig, die längste Abmessung sollte jedoch bis zu etwa 25,4 mm, üblicher weise von etwa 10,l6 mm bis 17,76 mm betragen. Gewöhnlich geht das Füllstoffmaterial durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 6,73 (No.3 U.S. standard sieve) und geht vorzugsweise nicht durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,59 mm (No· 30, U.S. standard sieve). Ein kleiner Prozentsatz von bis zu etwa 10 Gew.-% an feinen Teilchen kann jedoch ohne schädliche

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Auswirkungen anwesend sein. Bevorzugte Füllstoffe haben Teilchen, dessen Größe überwiegend der durchschnittlichen Teilchengröße nahekommen.

Für die vorliegende Erfindung sind nur bestimmte verdünnende öle geeignet. Der Anilinpunkt muß im Bereich von etwa 23,9 bis 54° C liegen und die Viskosität sollte im Bereich von etwa 200 und 6000 SUS bei 37,8⁰C, vorzugsweise im Bereich von 300 bis 2500 SUS und insbesondere in einigen Fällen im Bereich von etwa 1400 bis etwa 2100 STIS liegen. ITm für die Verwendung im vorliegenden System geeignet zu sein, sollte das Öl nach dem Aufbringen nicht ausbluten (bloed) oder ausschwitzen und sollte eine relativ niedrige Viskosität haben, um die Aufnahme von Füllstoffen zu ermöglichen.

Die Flüchtigkeit des Verdünnungsöls muß so be schaffen .sein, daß bei Anwendung eines modifizierten ASTM-Testes Nr. D-2288-64-T nicht mehr als 10 Gew.-?6 des Öls verloren gehen. Bei diesem modifizierten Test werden 10 g des Öls in eine zylindrische Kristallisationsschale mit einem Durchmesser von 80 mm.und einer Höhe von 1+0 mm gebracht und dieses System wird 24 Stunden lang bei 105°C gehalten.

Ein besonders bevorzugtes Verdünnungsöl ist eine Seitenfraktion (sidecut) bei der Herstellung von Schmierölen. Die Seitenfraktion wird mit einem aromatischen Lösungsmittel, beispielsweise Phenol extrahiert, und der erhaltene und dann verwendete Extrakt hat eine Viskosität von etwa 2100 SUS bei 37,8⁰G und einen Anilinpunkt von 37,8⁰C. Die Verdünnungsöle höherer Viskosität können

ebenfalls in Verbindung mit anderen Verdünnungsölen niedriger Viskosität zur Verringerung der Viskosität des vorgefertigten Gemisches verwendet werden·

Die Polyisocyanate sind gewöhnlich Diisocyanat oder Mischungen von Diisocyanat mit Polyisocyanaten höherer Ordnung, die normalerweise nicht mehr als 5 Isocyanatgruppen enthalten. In Gemischen aus Diisocyanaten und Polyisocyanaten höherer Ordnung sind die Polyisocyanate höherer Ordnung, gewöhnlich in einer Menge von nicht mehr als 50 Äquivalent % , vorzugsweise nicht mehr als etwa 20 Äquivalentproζent anwesend. Vorzugsweise werden Diisocyanate verwendet. Wie bereits angegeben wurde, be sitzen die Polyisocyanate höherer Ordnung (höhere als Diisocyanate) mindestens 12 Kohlenstoffatome und gewöhnlich nicht mehr als l\G Kohlenstoff atome, während die Diisocyanate im allgemeinen von etwa 6 bis 2if Kohlenstoffatome besitzen.

Beispiele für Polyisocyanate sind Diphenyldiisocyanat, Bis-(Isocyanat-phenyl)-methan, 1,5-Naphthalindiisocyanat, Polyphenyl-polymethylencyanat (PAPI, Upjohn Co.), Toluol-diisocyanat, Hexamethylen-diisocyanat, Dodecamethylendiisocyanat, 1,/f-Diiso cyanatocyclohexan usw.. Ein besonders bevorzugtes Polyisocyanat ist PoIy-(methylen-phenylen-polyisocyanat).

Wie bereits angegeben, können die Polyisocyanate dem vorgemischten Gemisch entweder in reinem (neat) Zu-. stand oder in Lösung zugesetzt werden* Wenn sie gelöst sind, beträgt die Konzentration der Polyisocyanate im allgemeinen etwa 30 bis 80 Gew.-#i.

1 ü y ii «s i ι I 1 0 ß

Es können viele Katalysatoren verwendet werden, die für die Härtung von Polyurethanen gebräuchlich sind. Hierzu gehören Dibutylzinn-dilaurat, Diazabi cyclooctan, Stannooctoat usw.. Das Dibutylzinn-dilaurat wird bevorzugt.

Ruße mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 10 mfL bis etwa 70 mfl sind für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet. Der Ruß erhöht die Härte, Zug- und Zerreißfestigkeit und die Wetterfestigkeit. Besonders bevorzugte Rußarten sind Ruße mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 20 bis etwa 55

Die Dispersion des Rußes in dem System ist wegen seiner feinen Teilchengröße und seiner Natur schwierig. Vorzugsweise wird er vor der Herstellung des vorgemischten Gemisches dem Verdünnungsöl einverleibt, indem man das öl und den Ruß durch eine Pumpe hoher Scherkraft oder eine Kolloidmühle zirkuliert.

Für spezielle Zwecke können auch andere Materialien zugesetzt werden. Mit Vorteil wird ein Trocknungsmittel Verwendet, um die Menge des bei der Vereinigung des Polyols und Polyisocyanats anwesenden Wassers auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Die Menge des Trocknungsmittels beträgt etwa 0,5 Ms 5 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgemisch), gewöhnlich etwa 1 bis 4 Gew.-%, Normaler weise sind etwa 0,01 bis 0,5 Teile Trocknungsmittel pro Teil Polyol anwesend. Beispiele für Trocknungsmittel sind Calciumoxidk Calciumchlorid usw..

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-zo-

Weichmacher wie Diisooctylphthalat können eben falls in kleineren Mengen zur Verringerung der Viskosität des vorgefertigten Gemisches verwendet werden.

Nachdem die Oberflächenschicht aufgebracht worden ist, kann sie gestrichen werden, wobei eine Farbe verwendet wird, die ausreichende Festigkeit und Elastizität besitzt, um einer Benutzung mit Spikes und dgl, zu wider stehen. ,Lösungsmittelfarben (solvent-based paints), die beispielsweise ein acrylisches Cütback-Bindemittel enthalten» können genauso verwendet werden wie Latexfarben, Vinylacrylfarben etc.. Zweckmäßigerweise verwendet man bei Lösungsmittelfarben einen leichten Verdünner.

Es können verschiedene pigmente verwendet werden, um dem Gemisch jede gewünschte Farbe zu geben. So kann man Chromoxid verwenden, wenn eine grüne Farbe erwünscht ist. Man kann auf die Oberflächenschicht Kautschukfcuschlagstoff-streuen, der vor der Härtung teilweise in das Polyurethan eingebettet wird*" und das Ganze kann dann ßo angestrichen werden, daß eine Struktur mit grasartigem Aussehen erhalten wird. ·

Man kann das vorgemischte Gemisch aber auch mit dem Isocyänat mischen und durch Aufsprühen oder Auf pressen (squeezing) einer dünnen Schicht in einer Stärke von 1,^88 bis 3,175 mm auf ein geeignetes Substrat aufbringen und Kautschukzuschlagstoff auf die Oberflächenschicht zur Strukturgebung aufstreuen.

Kautschukzuschlagstoff wird in erster Linie aus ästhetischen Gründen verwendet, er ergibt ein angenehmes' Aussehen und ein behagliches Gefühl unter dem Fuß. Er

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stellt auch eine gute Unterlage für das Anstreichen dar. Die Strukturgebung ist jedoch für die Rutschfestigkeit nicht wesentlich; die nicht mit Struktur versehene Oberflächenschicht ergibt selbst in nassem Zustand eine ausgezeichnete Haftung.

Wenn auf die vorstehend beschriebene Weise eine dünne Schicht aufgebracht worden ist, können auch andere Zuschlagstoffe in die Oberflächenschicht hineingestreut werden, wie z.B. Sand, Steinsplitter, gemahlene Walnußschalen usw., wodurch eine sandpapierartige oder rauhe Oberflächenstruktur, z.B. für Spazierwege, Garagenflächen usw. entsteht.

Auf die Oberflächenschicht kann auch eine gewebeartige Struktur aufgeklebt werden, die ein grasartiges Aussehen ergibt, während die Elastizität der Struktur erhalten bleibt.

Es wurde eine Anzahl von Gemischen hergestellt und auf ihre physikalischen Eigenschaften untersucht. Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung und stellen keine Einschränkung dar* Wenn nicht anders angegeben, beziehen sich alle Teile auf das Gewicht.

Beispiel -1:

In einen Mischer wurden 1230 Teile eines Ver -

dünnungsöls (mit einer Viskosität von 2100 SUS bei 37,8⁰C und einem Anilinpunkt von 37,8⁰C) das auf 104⁰C erhitzt v/orden war, 125 Teile Haven 15 (ein Rußprodukt

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der Columbia Carbon Company mit einer durchschnittlichBn Teilchengröße von 27 m/i. ), 325 Teile calzinierter Ton und 100 Teile Calciumoxid gebracht. Das System wurde gemischt, bis eine gleichförmige Mischung erhalten worden war, und dann durch eine Moyno-Pumpe zirkuliert,- bis alle Feststoffteilchen dispergiert waren.

In den Mischer wurden if-10 Teile Polybutadiendiol (durchschnittliches Molekulargewicht 2500 bis 2800, Bezeichnung B-if5 M, Arco Chemicals Inc.), 50 Teile N,N-Bis-(2-hydroxypropyl)-anilin und 0,82 Teile Dibutyl zimilaurat als Katalysator gebracht und gemischt, bis ein gleichförmiges Gemisch erhalten wurde. Dieses Ge misch wird im Vorliegenden als Vorgemisch bezeichnet.

480 Teile Kautschukgrieß (rubber buffings) mit einer solchen Teilchengröße, daß 100 % durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 6,73 mm (No. 3 US standard sieve) gingen, minimal 30 Gew.-^ durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 1,19 mm (JTo 16 US standard sieve) gingen und maximal 5 Gew.-$& durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,59 mm (No.30 US standard sieve) gingen, wobei die maximale Teilchenlänge etwa 12,7 mm betrug, wurden zugesetzt. Das gesamte Gemisch wurde dann gemischt, bis es gleichförmig war.

Beispiel 2;

Zu J>J>3 Teilen des gesamten Gemisches des Beispiels wurden unter Mischen 15Teile Bis-(isocyanatophenyl)-· methan (NCO, Kaiser Aluminium & Chemical Co.) zugesetzt.

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Das gut gemischte Gemisch wurde dann als Oberflächen schicht oder Bodenbelag aufgebracht. Die Oberflächen schicht war in etwa 2 Stunden abgebunden. Nach 3 Tagen bei Raumtemperatur hatte die Oberfläche die nachstehend aufgeführten Eigenschaften:

	3 Tage bei Raum -
	temperatur
Zugfestigkeit, kg/cm	7,945
Bruchdehnung, %	194
Zerreißfestigkeit, kg/cm	4,284
Härte, Shore A	27-32
Schrumpfung	keine
Beispiel 3s

Ein Teil des Vorgemisches aus Beispiel 1 wurde durch eine Getriebepumpe zirkuliert und das gleiche Verfahren wie in Beispiel 2 wurde mit den folgenden Ergebnissen durchgeführt:

Zugfestigkeit, kg/cm Bruchdehnung, % Zerreißfestigkeit, kg/cm Härte, Shore A Schrumpfung

1 Tag bei Räumte mperatur

,7,734 240
4,248 30-32 keine

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- 2h -

Der Belag wurde dann einem Versehleißversuch (torbure test) unterworfen, bei dem eine mit Spikes versehene Vorrichtung als Simulation eines Laufschuhes 5OOO mal gegen den Belag geschlagen wurde. Es wurde im wesentlichen kein Gewichtsverlust festgestellt, und der Bodenbe lag blieb in gutem Zustand.

Beispiel 41

Dieses Beispiel zeigt die Auswirkung der Verwendung unterschiedlicher Rußtypen.

In einen Mischer wurden I48 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Verdünnungsöls, 39 Teile kalzinierter Ton, 12 Teile. Calciumoxid und 15. Teile Raven 15 gebracht. Dieses Gemisch wurde 5 Minuten bei einer Temperatur zwischen 82⁰C und 10^f⁰C durch eine Getriebepumpe zirkuliert. ,Dieser homogenen Mischung wurden 49 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Polybutadiendiols, 6 Teile N,N-Bis-(2-hydroxypropyl)-anilin, 0*1 Teile Dibutyl-zinn-dilaurat zugesetzt» Das gesamte Gemisch wurde gemischt, bis es gleichförmig war, und dann Zi\ Stunden lang abgestellt.

Diesem Gemisch wurden unter Mischen 15 Teile Bis-(isocyanatophenyl)-methan zugesetzt. Es wurde ein etwa 19jO5 mm dicker Belag daraus hergestellt. Dieser Belag hatte die bei Test Nr. 1 der nachstehenden Tabelle I angegebenen Eigenschaften. ,

Ein ähnliches Verfahren wurde mit verschiedenen Rußtypen durchgeführt, und die Ergebnisse sind in Tabelle I aufgeführt.

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O CD

	Test nach 40	verwendeter fiußtyp	Härte, Shore A	Tabelle I:	Bruch dehnung,	Zerreißfestigkeit (Tear strenth) kg/cm
	Raven 15 Statex F-12¹ Statex B-12² Statex Blackr Mollaco Black^	28 29 28 22 24		175 180 200 210 215	4,534 4,552 4,462 3,588 3,284
Mr. d«s Tests	Stunden bei Raumtemperatur
1 a ■ . 3' ν..	Zugfestig- p keit kg/cm
	9,773 3,422 8,859 7,453 7,523

Tests nach 40 Stunden bei Raumtemperatur und

Tagen bei 60,O⁰C

	Baven X5	46	13,500	130	3,392
2 .	Statex F-12¹	46	13,781	140	2,535
5 ■■■	Statex B-12²	42	11,250	153	2,945
4	Statex Black·⁵	44	12,093	,150	2,494
5 ' »	Hollaeo Black^	43	11,812	160	2,606

ΓΟ VJl

Tabelle I (Fortsetzung):

■Durchschnittliche Teilchengröße 29 mxt (Produkt der Columbia Garbon Co.) ;

3 4

Il	.33	mi-c	It	It	ti	Il
ti	3k	m/L	It	It	It	ti
ti	62	mtA.	Il	tt	ti	11

OJ CD OO CTJ

Beispiel 51

Dieses Beispiel zeigt die Wirkung der Bewitterung auf Ruß als Füllstoff.

In einen Behälter wurden 150 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Verdünnungsöls, 30 Teile Mollaco Black (ein Ruß mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 62 IHK, der Columbia Carbon Company), 30 Teile kalzinierter Ton und 12 Teile Calciumoxid gebracht. Dieses Gemisch wurde mittels eines "Dispersators" unter kräftigem Ruh -

ren gemischt,

·■■■*'..
Dann wurden 50 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen

Polybutadiendiols, 6 Teile N,N-Bis-(2-hydroxypropyl)-anilin und 0,1 Teile Dibutyl-zinn-dilaurat unter Rühren zugesetzt.

Anschließend wurden 75 Teile Kautschukgrieß des in Beispiel 1 beschriebenen Typs zugesetzt und manuell eingemischt.

Als das gesamte Gemisch homogen war, wurden dem Gemisch 15 Teile Bis-(isacyanatophenyl)-methan zugesetzt und manuell vermischt·

Das Gemisch wurde dann zu einer Schicht einer Dicke von 12,7 mm gegossen. Man ließ abbinden. Dann wurde sie einem 300 Stunden dauernden Test mit einem Weather Ometer (Warenzeichen der Atlas Electric Devices, Inc.) unterworfen. Die Schicht wurde dann unter dem Vergrößerungsglas auf Verwitterungs-Anzeichen wie netzartige Riß-

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bildung , Sprüngen oder Verlust" der Färbung unter sucht. Unter Anwendung einer Skala von O bis 10, bei der 10 den vollkommenen Zusammenbruch der Oberfläche und O keine Veränderung des Aussehens bedeutet, bekam die hergestellte Schicht die Bewertung O.

Beispiel- 6 und 71

Unter Anwendung des gleichen Verfahrens wie in Beispiel 5 wurde eine Oberflächenschicht hergestellt, die 151 Teile des gleichen Verdünnungsöls wie in Beispiel 1, Λ0 Teile des Polybutadiendiols nach Beispiel 1, 5 Teile N_fN-Bis-(2-hydroxypropyi)~anilin, 0,2 Teile Dibutyl zinn-dilaurat, 12TdUe Calciumoxid, 75 Teile des gleichen Kautschukgrieß wie in Beispiel 1 und 15 Teile Bis-(isocyanatophenyl)-methan enthielt·

Der Ruß des Beispiels 5 wurde in den Beispielen 6 und 7 durch 75 Teile kalziniertes Aluminiümsilikat mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 1,8 f*~ bzw·

ersetzt·

Beide hergestellten Oberflächenschichten enthielten ebenfalls 7 Teile Chromoxid (ein grünes Pignlent), um der Oberfläche ein grasartiges Aussehen zu geben·

Nach 300 Stunden im Weather Ometer wurden beide Bel'äge mit der Ziffer 5 bewertet; sie wiesen leicht erkennbare Sprünge auf· Us lag auch etwas Rißbildung vor.

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Beispiel 8?

Nach dem Verfahren des Beispiels 5 wurde eine Oberflächenschicht (Belag) mit der folgenden Zusammensetzung hergestellt:

Tabelle II;

151 Teile Verdünnungsö'l des Beispiels 1 ;

ifO Teile des Polybutadiendiols des Beispiels 1 j

5 Teile N,N-Bis-(2-hydroxypropyl)-anilini 0,2 Teile Dibutyl-zinn-dilauratj

75 Teile MgO-Ton;

12 Teile CaO }

7 Teile Chromoxid als grünes Pigment j

75 Teile Kautschukgrieß nach Beispiel 1} .

15 Teile Bis-(isocyanatophenyl)-methan .

Nach 300 Stunden im Weather Ometer war der Bodenbelag stark gesprungen und bekam den Wert 7 als Bewertung gemäß der in Beispiel 5 beschriebenen Skala von 0 bis 10»

Beispiel 9:

In eine mit einem Propeller versehene Mischvorrichtung wurden 5^f > 9 Teile des VerdUnnungsöls des Beispiels 1, das auf eine Temperatur von 10if°G erhitzt worden war, $,58 Teile Ruß mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 33 Bi/t-t- , lib 5 Teil© kalzinierter Ton und

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4,46 Teile Calciumoxid gebracht. Nachdem eine gleichförmige Mischung erzielt worden war, wurden 18,3 Teile des Polybutadiendiols nach Beispiel 1 zusammen mit Z₁Z Teilen N,N-Bis-(2-hydroxypropyl)-anilin und 0,036 Teilen Dibutyl-zinn-dilaurat zugesetzt und die gesamte Mischung wurde durch eine Kolloidmühle gegeben.

Dieses Gemisch wird nachstehend in diesem Beispiel als "Vorgemisch "·· bezeichnet.

In einem Mörtelmischer wurden 460 Teile dieses Vorgemisches, 150 Teile Kautschukgrieß des in Beispiel 1 beschriebenen Typs und 25 Teile Bis-(isocyanatophenyl)-methan gebracht, und dieses Gemisch wurde dann durchgearbeitet, bis es gleichförmig war.

Das Gemisch wurde dann unter Bildung einer Anlaufbahn für den Weitsprung verlegt. Das verlegte Gemisch wurde dann mit Körnchen aus den gleichen Kautschukgrieß bestreut. '

Nach Härtung über Nacht wurden die überschüssigen Körnchen weggeblasen und zwei Überzüge aus einer grünen Farbe auf Acrylbasis wurden auf den Belag aufgebracht.

Die Eigenschaften der Anlaufbahn wurden nach eintägiger Härtung mit den folgenden Ergebnissen getestet:

Eigenschaften (eintägige Erhärtung)

Härte, Shore A 25-30

Zugfestigkeit (Tensile

strenth) , kg/cm² 5,98

Bruchdehnung, %

.4/1-

Zerreißfestigkeit (Tear strength)

kg/cm 2,053 .

Beispiel 10;

Es wurden 5,2 Teile Bis-(isocyanataphenyl)-methan und 9*t18 Teile des Vorgemisches" des Beispiels 9 miteinander vermischt und dann mit unterschiedliche Mengen Kautschukgrieß versetzt.

Diese Gemische wurden dann zu Belägen verarbeitet und getestet, wobei die Ergebnisse in der nachstehenden Tabelle III unter Test Nr. 1 bis 10 aufgeführt sind. Bei dem Test-Nr, 11 wurde das gleiche Verfahren mit der Abweichung angewendet, daß 319H Teile des Isocyanate, 72,if Teile des «Vqrgemisches¹· und 23,6 Teile Kautschukgrieß verwendet wurden· Bei dem Test Nr. 13 wurde der gleichen, in den Tests 1 bis 10 verwendeten Ausgangs mischung kein Kautschukgrieß zugesetzt.

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Tabelle III:

Test Teile Teile

Nr. Vorge- _vKaut-

misch + *schuck-

Iso- grieß
cyanat·

2
3

5
6

8'

10

11

12

13

10
15
20

25
30
35
40
45
50
62

76,4
100

95

90
85
80
75
70
65
60

50
38
23,6

Zerreißfestig
keit '
kg/cm

Zugfestig keit ■

Bruchdehnung

Druckfestigkeit in kg/cm² zur Verringerung der Dicke auf % der ur .-sprünglichen Dicke

Porosität (definiert als Fähigkeit, eine 25,4 mm hone Wasser— schidht in, 2 Minuten oder weniger ablaufen zu lassen)

zu schwach, um reproduzierbare Ergebnisse oder brauchbare Beläge

zu ergeben

0,1785
0,3570
1,6065
1,6065
1,9635
2,4940
3,7485
3,2130
5,3550
3y3913

0,703 1,125 2,672 2,601 2,883 3,586 5,344 5,344 9,211

7,593 Il

1,7850 4,289

73 130

133 130 135

187 157 160

145 195 215

0,703 0,633 1,406

1,687

2,179

3,375

4,50

4,851

7,312

5,133

2,39

ti

porös

tr

Il	porös
Il	Il
Il	porös
Il	It
kaum
Il
nicht
Il

VjJ

Γυ

OJ GJ OD OO

Beispiel 11:

Unter Verwendung des Vorgemisches des Beispiels 9 wurde eine Reihe von Theologischen Versuchen durchge führt, um die Fließfestigkeits-(non-flow) oder Gelie- . rungseigenschaften des Systems zu bestimmen. Es wurde ein Brookfield Viscometer, Modell RVF mit alner Spindel Nr· 5 verwendet. Das Viscometer wurde mit 2 und 1+ Umdrehungen/ Minute betrieben, und die folgenden Ergebnisse wurden erhalten:

2 Umdrehungen If Umdrehungen pro Minute pro Miaute

Viskosität des Vorgemisches 17 200 Cp. 13 800 Cp.

Ein Fließwert nach Brookfield wurde bestimmt, indem man die Viskosität in Centipoises bei 2 Umdrehungen/Minute abzüglich der Viskosität in Centipoises bei k Umdrehungen/ Minute durch 100 dividiert, wobei der Wert 3k erhalten wird. Dieser erhaltene Fließwert nach Brookfield ist ein Maßstab für die Fließfestigkeitseigeneohaften des Gemisches nach der Zugabe des Polyisocyanate und des elastischen Zuschlagstoffs. Es wurde gefunden, daß ein Gemisch mit den Verhältnissen des als Belag ausgebreiteten (screeded) Gemisches des Beispiels 9 in einer Dicke von 19|Ö5 mm nicht absackt, wenn es auf eine Oberfläche mit einer Neigung von 76,2 mm auf 3jOM5 m aufgebracht wurde.

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Beispiel 12}

Eine gehärtete Oberflächenschicht mit der Zusammen Setzung des ausgebreiteten Gemisches.nach Beispiel 9 wurde einem Entflammbarkeitsversuch unterworfen, der in dem ASTM-Entwurf vom 12. März 1969 unter der Bezeichnung "Proposed Tentative Method of Test for Determination of the Self-Extinguishing Properties of Finished Textile Floor Covering Materials" beschrieben ist.

Dieser Test schreibt die Verwendung einer entzündeten Methenaminpille(Eli Lilly Nr. 1588) als kontrollierte Wärmequelle vor, um zu bestimmen, ob sich das Feuer auf dem zu testenden Material bis zu einem Durchmesser von 15,24 mm ausbreitet.

Das vorstehend beschriebene Gemisch bestand diesen Test»

Aus den vorstehend aufgeführten Ergebnissen folgt, daß die erfindungsgemäßen Gemische für die Herstellung elastischer Bodenbeläge nützlich sind, die gute Zug festigkeitseigenschaften aufweisen, und die bei Umgebungs temperature^ rasch zu einer, brauchbaren Oberflächen schicht erhärten. Diese.elastischen Bodenbeläge weisen eine gute Zerreißfestigkeit auf und sind rutschfest. Weiter wurde gefunden, daß diese Bodenbeläge selbst in nassem Zustand nicht schlüpferig sind.

Wenn die Oberflächenschicht beschädigt wird, läßt sie sich rasch reparieren, ohne daß eine Ungleichmäßigkeit in der Oberfläche zurückbleibt» Es wurde gefunden, daß diese Bodenbeläge eine gute Temperaturkennlinie auf-

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weisen} sie werden bei -23,3 C nicht spröde und bei + 60,O⁰C werden sie nicht zu weich. Weiterhin behalten die Gemische ihre guten Zugfestigkeitseigenschaften im wesentlichen über den oben angegebenen Temperaturbereich hinweg bei, wobei bei hohen Temperaturen ein gewisser Ali fall auftritt, während die Elastizität erhalten bleibt.

Die Gemische können auch für andere Zwecke als für akustische Platten oder Bahnen, Isolationen, nichtgewebte Teppiche, Schutzüberzüge usw.. Die erfindungsgemäßen Produkte sind attraktiv, bilden gute Bindungen mit Lackfarben, sind dauerhaft, werden mit verfügbaren Geräten ohne wesentliche Gefahren für das Bedienungspersonal leicht hergestellt, haften leicht an einer Vielzahl von Oberflächen z.B. Zuschlagstoff, Beton, Holz usw», und sind gegen Witterungseinflüsse nicht wesentlich empfindlich.

Beispiel 15:

In einen Bandmischer wurden 650 Teile eines aromatischen Öls mit einer Viskosität Von 1350 SSU bei 37,8⁰C, 976 Teile eines aromatischen Öls mit einer Viskosität von 300 SSU bei 37,8⁰C, 100 Teile Ruß des Typs Statex F-12 in Pelletform, 150 Teile Calciumoxid, h£5 Teile kalzinierter Ton, 333 Teile Polybutadien mit endständigen Hydroxylgruppen und einem Molekulargewicht von 1380, 35h Teile eines Polybutadiene mit endständigen Hydroxylgruppen und einem Molekulargewicht von 2900, 9^4· Teile N,N-Bis~ (2-hydroxypropyl)-anilin und 1 Teil Dibutyl-zinn-dilaurat gebracht. Vor der Zugabe der Polyole und des Dibutyl zinndilaurats wurden die anderen Bestandteile des Vorgemisches bis zur Erreichung eines gleichförmigen Gemisches

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gemischt und dann durch eine Kolloidmühle gegeben, um den Ruß, den gebrannten Kalk und den Ton gänzlich in den ölen zu dispergieren·

Unter Verwendung des Vorgemisches der vorstehend angegebenen Zusammensetzung wurde ein gegossener Belag hergestellt, indem man 470 Teile des Vorgemisches, 125 Teile elastischen- Zuschlagetoff, von dem 100 % durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 4>76 mm (No, 4 sieve) gehehj und 35 Teile-.NCO-IO miteinander mischt. Der erhaltene Belag hatte die nachstehend angegebenen Eigenschaften:

Härte Shore A .'..._ 35 bis 40

Zugfeötigkeit, kg/cm² 8,226

Dehnung, % 220

Zerreißfestigkeit, kg/cm 4 ₅ 82

Beispiel 14 i

Ein Vorgemisch mit einer Viskosität von 7500 Centipoises "bei Messung mit einem Brockfield-Viskometer bei 20 Um drehungen/Minute wurde hergestellt, indem man 104 Teile eines aromatischen Öls mit einer Viskosität von 1350 SSU bei 37,8⁰C,. 25 Teile eines aromatischen Öls mit einer Viskosität von 300 SSU bei 37,8⁰C, 6,5 Teile Ruß des Typs Statex F-12 in Pelletform, 11,2 Teile gebrannter Kalk, 32. Teile eines kalzinierten Tons, 46 Teile eines Polybutadiendiols (.durchschnittliches Molekulargewicht 2500 bis 2800 der Arco Chemicals Ine.), 7,6 Teile N,N-Bis-(2-liydroxypropyl)-anilin und 0,1 Teile Dibutylzinn-dilaurat

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miteinander mischte. Vor der Zugabe des Diols, Anilins und Dibutyl-zinn-dilaurats wurden die anderen Bestandteile des Vorgemisches in einer Getriebepumpe gemahlen, um eine gründliche Dispergierung der festen Bestandteile in dem öl sicherzustellen.

Eine gegossene Oberflächenschicht wurde unter Verwendung von 470 Teilen des vorstehend beschriebenen Vorgemisches, 150 Teilen elastischem Zuschlagstoff, von dem 100 % durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 4,76 mm (No.4 sieve) gehen, und 29 g NCO-IO herge stellt. Das erhaltene Gemisch hatte vor dem Abbinden (set up) bei Messung mittels eines Brookfield Viskometers mit einer Spindel Nr. 5 bei 20 Umdrehungen/Minute bei 25⁰C eine Viskosität von 19 500 Centipoises,

Nach dem Abbinden hatte die gegossene Oberflächenschicht die nachfolgend aufgeführten Eigenschaften:

Härte, Shore A 35 bis 40

Zugfestigkeit, kg/cm² 7,172

Dehnung, % 143

Zerreißfestigkeit, kg/cm 3»07

Es liegt auf der Hand, daß verschiedene Ausführungsformen durchgeführt werden können, ohne daß der Rahmen und der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung verlassen wird; die vorliegende Erfindung wird daher nur insoweit eingeschränkt, als dies in den nachfolgenden Patentansprüche angegeben, ist.

109B84/ 1708 bad original

Claims

Patentansprüche;

1, Elastische Oberflächenschicht mit einer Dicke von bis zu etwa 50,8 mm, dadurch gekennzeichnet, daß sie (a) 1 Gewichtsteil eines in situ aus einem PoIyisocyanat und einem Polyol hergestellten Polyurethan,-wobei das Polyol zu mindestens 50 Gew,-$ aus einem Biol mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 5000 besteht und das Polyisocyanat in einem Äquivalentverhältnis von 0,8 bis 1,50 Isocyanatgruppen auf eine Hydroxylgruppe des Polyols verwendet wird, (b) 0,6 bis 4,5 Gewichtsteile eines Verdünnungsöls mit einem Anilinpunkt im Bereich zwischen etwa 23,9°C und 54° C und einer Viskosität von etwa 200 bis 6000 SUS bei 37,8⁰C, (c) etwa 0,25 bis etwa 4,5 Teile elastischen Zuschlagstoff, wobei der elastische Zuschlagstoff eine maximale Abmessung von bis zu etwa 25,4 vom aufweist und durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 6,73 kuü hindurchgeht, (d) 0 bis etv/a 1,8 Teile mineralischen Füllstoff mit einer Teilchengröße im Bereich von 0,84 mm lichte Maschenweite bis Staubkorngröße, (e) 0 "bis etwa 0,5 Teile Trocknungsmittel oder dessen hydratisierte Form, (f) 0 bis etwa 0,5 Seile eines Polyurethankatalysator3, und (g) 0,03 bis etwa 0,45 "Teile Rufs enthält, wobei das Verdünnungsöl in einer Hange von etwa 12 bis etwa 60 Gew*--/£ bezogen sau' das GesamtQemisch anwosend ist und das Po'Ly-

BAD ORIGINAL

urethan in einer Menge von etwa 5 bis etwa 35 Gew.-% des Gesamtgemisch.es anwesend ist.
2. Oberflächenschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyol, bezogen auf das gesamte Polyol, 5 bis 20 Gew.~% eines kurzkettigen Polyols mit 2 bis 3 Hydroxylgruppen enthält, bei dem die am weitesten voneinander entfernten Hydroxylgruppen durch nicht mehr als etwa 12 Atome getrennt sind, und dessen Molekulargewicht im Bereich von 62 bis 300 liegt»
3· Oberflächenschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyol mit hohem Molekulargewicht ein Diol mit einem Molekulargewicht von 2 000 bis k 000 ist, das durch Polymerisation von Butadien erhalten worden ist.
4· Oberflächenschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyol mit hohem Molekulargewicht ein Gemisch aus endständige Hydroxylgruppen aufweisenden Polybutadienen mit Molekulargewichten von etwa 1/+00 bzw. 29OO ist, die in einem Verhältnis von 2 bis k Gewichtsteilen, bezogen auf das Gesamtgewicht aller PoIyole, des Polybutadiens mit dem Molekulargewicht von lifOO zu k bis 7 Gewichtsteilen, bezogen auf das Gesamtgewicht aller Polyole, des Polybutadiens mit dem Molekulargewicht 29OO mit der Maßgabe verwendet werden, daß, bezogen auf das Gesamtgewicht aller Polyole 1 Gewichtsteil N,N-Bis~ (2-bydroxypropyl)-anilin ebenfalls anwesend ist. .

10 98 84 M706 BAD ORIGINAL
5·» Öberflächenschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyieocyanat 8 bis ^6 Kohlenstoffatome enthält und zu mindestens 50 Äquivalentprozent aus Diisocyanat besteht·
6. Oberflächenschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, -daß (a) das Verdünnungsöl in einer Menge von etwa 1,5 bis 3 Gewichtsteilen, (b) der elastische Zuschlagstoff in einer Menge von etwa 0,75 bis etwa 2,5 Gewichtsteilen, (c) der mineralische Füllstoff in einer Menge von 0,3 bis 1,0 Gewichtsteilen und (d) der Ruß in einer Menge von etwa 0,1 bis 0,3 Gewichtsteilen anwesend ist.
7* Oberflächenschicht nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyurethan von einem Polyol, das ein Gemisch von 80 bis 95 Gew.-# eines Polybutadien diols mit einem Molekulargewicht von EOOO bis ifOOO und 5 bis 20 Gew»-% eines, Polyols mit 2 bis 3 Hydroxylgruppen und einem Molekulargewicht von 62 bis 300 darstellt und mindestens einem Polyisocyanat, wie if,V-Methylen-diphenyl-diisocyanat, Tolylen-diisocyanat oder if,V-Diphenyl-diisocyanat, abgeleitet ist.
8. Oberflächenschicht nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdünnungsöl eine Viskosität von 300 bis 2500 SUS bei 37,8⁰C besitzt und in einer Menge von etwa 20 bis etwa 50 Gew.-$ anwesend ist und das Polyurethan in einer Menge von etwa 10 bis etwa 25 Gew.-% anwesend ist.

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9. Oberflächenschicht nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß (a) das Polyisocyanat Bis-(iso cyanatophenyl)-methan ist, das in einem Äquivalentverhältnis von 0,95 bis 1,5 Isocyanatgruppen auf 1 Hy droxylgruppe verwendet wird, (b) der Büß in einer Menge von etwa 0,2 Gewichtsteilen verwendet wird, (c) das Trocknungsmittel Calciumoxid ist, das in einer Menge von etwa 0,2 Gewichtsteilen vorliegt, (d) der mineralische Füllstoff aus kalziniertem Ton besteht, der in einer Menge von etwa 0,5 Gewichtsteilen vorliegt, (e) der elastische Zuschlagstoff in einer Menge von etwa 1,3 Gewichtsteilen anwesend ist, und (f) das VerdÜnnungsöl in einer Menge von etwa 2,1 Gewichtsteilen vorliegt und eine Viskosität von etwa lifOO bis etwa 2100 SOS bei 37,8⁰C und einen Anilinpunkt von 37,8⁰C besitzt und wobei die elastische Oberflächenschicht eine Dicke von etwa 3,175 mm bis etwa 19,05 mm hat»
10. Oberflächenschicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Zuschlagstoff in einer Menge von etwa Λ his 5 Gewichtsteilen anwesend ist·
11. Oberflächenschicht nach, Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß (a) das Polyisocyanat aus Bis-Cisocyanatophenyl)-methan ist, (b) das Polyol eine Mischung von 333 Teilen eines endständige Hydroxylgruppen aufweisenden Polybutadiene mit einem Molekulargewicht von 1380, von 554 Teilen eines endständige Hydroxylgruppen aufweisenden Polybutadiene mit einem Molekulargewicht von 29OO und 9k Teilen N,N-Bis-(2-hydroxypropyl)-anilin ist und (c) das VerdÜnnungsöl eine Viskosität von 1350 SUS

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bei 37,8⁰C hat.

12, Elastische Oberflächenschicht mit einer Dicke von bis zu etwa 50,8 mm, dadurch gekennzeichnet, daß sie (a) 1 Gewichtsteil eines Polyurethans, das in situ aus einem Polyisocyanat und einem Polyol hergestellt worden ist, wobei das Polyol zu mindestens 50 Gew,-% aus einem Diol mit einem Molekulargewicht von IGOO bis 5000 be steht und das Polyisocyanat in einem Äquivalentverhaltnis von etwa 0,8 bis 1,50 Isocyanatgruppen auf !Hydroxylgruppe des Polyols verwendet wurde, (b) 0,6 bis etwa 4»5 Gewichtsteile eines Verdünnungsöls mit einem Anilinpunkt im Bereich von etwa 23,9°C bis. 54°C und einer Viskosität von etwa 200 t>i_B- 6000 SUS bei 37,8⁰C_x (c) etwa 5 bis etwa 23 Teile eines elastischen Zuschlagstoffs, dessen größte Abmessung bis zu etwa 25,4 mm beträgt und der durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 6,73 oua hindurchgeht, (d) etwa 0 bis etwa 1,8 Teile mineralischen Füllstoff mit einer Teilchengröße im Be reich von 0,84 mm lichter Maschenweite bis Staubkorn größe, (e) 0 bis etwa 0,5 Teile eines Trocknungsmittels oder seiner hydratisierten Form, (f) 0 bis etwa 0,5 Teilen eines Polyurethan-Katalysators und (g) 0,08 bis etwa 0,45 Teilen Ruß enthält.

13· Vorgemischtes Gemisch für die Verwendung bei der Herstellung eines elastischen Bodenbelags in situ, dadurch gekennzeichnet, daß es (a) 1 Teil eines Polyols, weiches überwiegend aus einem Diol mit einem Molekulargewicht von 1000 bis 5000 besteht, (b) 1 bis 5 Teilen

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eineB VerdÜnnungsölB mit einem Anilinpunkt im Bereich Ί^: von etwa 23,9 bis 5h_th 0 und einer Viskosität von etwa " 200 bis 6000 SUS bei j?,8⁰C , (c) O bis 2 Teilen minera- \A" lischem Füllstoff mit-einer Teilchengröße im Bereich von J^:£'' 0,84 mm lichter Maschenweite bis Staubkorngröße, (d) ***; 0,15 bis 0,5 Teile Euß, (e) 0 bis 0,5 Teile eines Trock- _ti· nungsmittels und (f) 0,0 bis 0,5 Teile eines Katalysa tors, wobei das vorgemischte Gemisch eine Viskosität im Bereich von 4000 bis 50000 Gentipoises bei 25,0⁰C und ; einen Fließwert nach Brookfield von mindestens etwa 10 ^: aufweist.

Verfahren zur Herstellung einer elastischen Oberflächenschicht, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch nach Anspruch 13 mit einem Polyisocyanate das mindestens 6 Kohlenstoffatome und nicht mehr als 46 Kohlenstoff atome besitzt, wobei das Xquivalentverhältnis von Isocyanat zu Hydroxyl im Bereich von 0,95 bis 1,5*1 liegt, und von 0,25 bis etwa if,5 Teilen eineB elastischen Zuschlagstoffes, bezogen auf das Gewicht des aus dem PoIyisocyanat und dem Polyol gebildeten Polyurethan, vereinigt und man das Gemisch in einer Dicke von etwa 3,175 mm bis etwa 50,8 mm auf einer Oberfläche in Form einer Schicht ausbreitet, die rasch zu einer festen zähen elastischen Oberflächenschicht abbindet.

Für: Chevron Reseaa/ch- Company

Rechtsanwalt

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