DE2215893A1

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Info

Publication number: DE2215893A1
Application number: DE19722215893
Authority: DE
Inventors: Dean W Criddle; Arthur L Meader Jr
Original assignee: Chevron Research and Technology Co
Current assignee: Chevron USA Inc
Priority date: 1971-04-02
Filing date: 1972-04-01
Publication date: 1972-12-07
Also published as: GB1359761A; FR2132066A1; CA999995A; JPS5758383B1; DE2215893C2; BR7201886D0; FR2132066B1; IT953598B

Description

In den letzten Jahren \vurden verschiedene elastische Oberflächenbelagsmaterialien entwickelt, uiese Materialien haben insbesondere boi Sport- und Erholungsstätten in der Halle und im Freien, so z.3. bei Rennbahnen, Sportplätzen, Absendestellen und Grünflächen auf Golfplätzen, Pferde stallen (Pferdeboxen), Spielplätzen und Pferderennbahnen Anwendung gefunden«

Im Idealfall sollten die elastischen Belagsmaterialien mehrere Eigenschaften besitzen. Sie sollten leicht aufzu bringen sein una dabei für die Herstellung einer geeigneten Oberfläche keine großen Fachkenntnisse erfordern. Die Be-Gcandteile der Belagszusammensetzung sollten preiswert sein. Ihre Handhabung co11te sicher sein, und die Verlegung des Oberflächenbelags sollte keine komplizierte Meß- und Do -

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sieranlage und keine komplizierten MischvorrichtunR'sn an den Stätten der Verlegung erfordern.

Die Zusammensetzungen sollten innernalb einer· relativ kurzen Zeit zu einem benutzbaren Oberfläcrenoelag erhärten, wodurch die Auswirkungen von V/itterun 'sunbilaen vermieden und Oberflächenbeläge orhalton wcra2;i, aie innerhalb kurzer Zeit für sportliche Wettkäm^fe ba"-:utzuar sim. Sie sollten ferner im v/esentlichen frei von ocirumpiun·"/ sein, um hohe innere Snannungen zu vermeiden, die ein Ablösen von (1) den zum Eingrenzen des gegossene:·.: Materials verwenden Formen und (2) der Unterlage bewirken können. Die Zusanmense b zunge η sollten weiter in hinreichendem ria;:.-e Gel-Eigenschaften besitzen, um beim Gießen auf die bei Sport und Spielplätzen vorkommenden leicht geneigten Bodonflächen nicht abzufließen oder abzusacken. ;'ür einen fertigen Bodenbelag besonders erwünschte- Ei^enschaften sind u.a. Elastizität zur Verringerung der Ermüdun.-· von i-iuskeli, 7/id or Standsfähigkeit gegen Abrieb durch aas Aufschlagen von Spikes, Hufeisen etc., Widerstandsfähigkeit ;"e:con Schaden durch Lichteinwirkung und Oxydation, attraktive färbung, ausreichende Griffigkeit für das Laufen oder Gehen, USV/., die Fähigkeit entweder als poröser oder nicht-poröser Belag in Abhängigkeit von den ,"jeweiligen Anforderungen aufgebracht zu v/erden, und die Fähigkeit, Schädigungen durch aas Frieren und Tauen des mit den: Belag in Berührung stehenden 7/assers zu widerstehen.

Eine besondern vorteilhafte Eigenschaft elastischer Oborflächenbelägo ist die Möglichkeit, in einer wasserdurchlässigen porösen Form aufgebracht zu werden, i-licrdurch

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ergeben sich wesentliche konstruktionsmäßige Vorteile, weil die sehr schwierige Aufgabe entfällt, eine ao genaue r.ivellierung durchzuführen, daß eine Pfützenbildung während des Regens unterbleibt. Die fertigen porösen Beläge gestatten die Durchführung von sportlichen Wettkämpfen auf den Belägen während eines Regens ohne die bei einer wasserbedeckten Oberfläche auftretenden Schwierigkeiten„

Auch eine richtig konstruierte nicht-poröse Oberfläche sollte selbst in nassem Zustand eine hohe Rutschfestigkeit behalten.

Die elastische Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können auch als Mittelstreifen von Autobahnen und dgl., als Schutzüberzüge oder andere Verwendungs zwecke unter Dach oder im Freien verwendet werden, bei denen ein elastischer Belag benötigt wird.

Gemäß der Erfindung wird ein elastischer Oberflächenbelag erhalten, indem man eine Mischung vergießt, die ein mit Ol gestrecktes Polyurethan und einen elastischen Zuschlag enthält. 2ine vorgemischte Zusammensetzung enthält ein Strecköl, Ruß, ein hochmolekulares Poly propylenglycol, welches eine kleinere Menge eines Polyols mit niedrigem Molekulargewicht enthält, und vorzugsweise (1) ein Trocknungsmittel und (2) einen Katalysator. Ein Polyisocyanat mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen und der elastische Zuschlagstoff werden den anderen vorgemischten Bestandteilen zugesetzt. Das Polyisocyanat, der elastische Zuschlagstoff und die vorgemischte Zusammensetzung werden im wesentlichen homogen miteinander vermischt, und die erhaltene Zusammensetzung (Grundmischung) wird auf eine Oberfläche gegossen und ergibt ßinen rasch härtenden elasti-

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sehen Belag. Der Belag hat normalerweise eine Dicke von etwa 1,59 ium bis etwa 7b,2 mm, vorzugsweise von etwa 3,18 Elin bis etwa 50,8 mm und ist innerhalb von etwa 1 bis 2 Tagen benutzbar; es ist jedoch möglich, daß die endgültigen Zerreißfestigkeitseigenschaften erst nach einer etwas längeren Zeit erreicht werden.

Der erfindungsgemäße elastische Bodenbelag wird hergestellt, indem man (I) unter Bildung einer gießbaren Vormischung mit einer Viskosität im Bereich zwischen 500 und 20 000 Ccntipoises bei 25 C (Brookfield Viscometer, Modell KVT, 20 UpM, Spindel Ur. 3)> vorzugsweise zwischen 1000 und 10 000 Centipoises, vorzugsweise (1) ein Streckül, (2) ein Polypropylenglycol mit einem Molekularge wicht von etwa 1500 bis etwa 3000, (3) eine kleinere Menge eines Polyols mit niedrigem Molekulargewicht (wobei die Kombination von (2) und (3) nachstehend als "Polyolbostandteil" bezeichnet wird), vorzugsweise (4) ^uß, vorzugsweise (5) ein Trocknungsmittel und (6) in der Regel einen Katalysator zum Härten von Polyurethan miteinander mischt, (Ii) dieser Vormischung unter Kühren (7) einen elastischen Zuschlagstoff und (8) ein Polyisocyanat mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen und gewöhnlich nicht mehr als 46 liohlenstoffatoinen zusetzt, und (III) die erhaltene Grundmischung in einer Dicke von bis zu etwa 76 mm auf eine Oberfläche gießt. Der Belag kann dann eine zeitlang bearbeitet v/erden, um eine glatte Oberfläche sicherzu stellen. ::oraaleinveise ist nach wenigen Stunden alle Klebrigkeit vergangen, und der Belag ist innerhalb von 1 bis 2 Tagen in einem benutzbaren Zustand, indem er seine endgültige .Reißfestigkeit im wesentlichen erreicht hat.

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Das obige Verfahren und die vorstehend angegebene Reihenfolge der Zugabe werden zwar bevorzugt, der einzige kritische Faktor in der Reihenfolge der Bestandteile in der verwendeten Kombination ist der, daß das Polyurethan nicht zuvor, sondern erst an Ort und Stelle hergestellt werden soll. Dies bedeutet, daß das Diol und das Polyisocyanat besonders in Gegenwart eines Katalysators vor dem endgültigen Mischen aller Bestandteile nicht miteinander vereinigt werden sollten. Der elastische Zuschlag kann jedoch der aus dem Strecköl, dem langkettlgen Kohlenwasserstoffpolyol, dem niedrigmolekularen Polyol, Ruß und dem Katalysator bestehenden Vormischung einverleibt werden, worauf diese Mischung in ü'ässer abgefüllt und zur Baustelle transportiert wird, wo das Polyisocyanat zugesetzt wird.

Die Mengenanteile der verschiedenen Bestandteile in der Vormischung können in wesentlichem Ausmaß verändert werden. Nachstehend beziehen sich alle Teile auf das Gewicht. Die Menge des (1) Strecköls beträgt Null Teile, vorzugsweise mindestens etwa 0,05 Teile und nicht mehr als etwa 0,3 Teile pro Teil der Polyolkomponente, noch besser 0,1 bis 0,2 Teile. Die liengo dos (7) elastischen Zuschlagstoffs kann etwa 1,2 Teile bis etwa 17 Teile, vorzugsweise etv/a 2,5 bis etv/a 3,5 Teile, noch zweckmäßiger etwa 3,0 bis etwa 3,3 Teile pro Teil der Polyolkomponente betragen; die Menge des (ij.) Rußes liegt zwischen Q und otv/a 0,1 Teil, vorzugsweise zwischen 0,02 und 0,08 Teilen und noch zweckmäßiger bei etwa 0,05 Teilen pro Teil der Polyolkomponente und das (5) Trocknungsmittel kann in einer Menge von 0 bis 0,1 Teilen, vorzugsweise von 0,02 bis 0,08 Teilen und noch zweckmäßiger von etwa 0,05 Teilen pro Teil der Polyolkomponente anwesend sein.

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Die Menge des Katalysators kann in Abhängigkeit von der gewünschten .sjrhärtungsgeschwindigkeit des Polyurethans verschieden bemessen v/erden. Normalerweise beträft die Menge des ((S) Katalysators etwa 1,0 χ 10 bis etwa 2 χ 10"^ Tolle pro Teil der Polyolkomponente. Die aus den vorgenannten Bestandteilen (1) bis (6) hergestellte Zusammensetzung kann als Vormischung angesehen werden, der zum Zeitnunkt der Bclaghcrstellung das (8) Isocyanat und der (7) elastische Zuschlagstoff zugesetzt v/erden.

In dom Polypropylonglycol sind, bezo.xn auf die gesamte Polyolkomponente, ρ bis i?0 ücuv.% eines kurzkettigen Polyols mit 2 bis 3 Hydroxylgruppen enthalten, woboi die Gesamtmenge dos Polyols bei den vorstehend angegebenen Werten bleibt. Auf iiolbasis muß das Verhältnis von kurzkottigem Poiyol zu Polypropylcnglycol in liuroich zwischen ö," ijis p,ü : 1 liegun, v/o bei ein bevorzugter Bereich zwischen 1,0 : 1 und 3,0 : 1 liegt. Daa nicdrigmoleJiularo Poiyol hau ein i-iolokulargev/icht im Joraich zv/ischeii o2 und 300. Das Poiyol kann iithorwindungen, Aminstickstoff oder andere üeocroatonc zwischen den Hydroxylgruppen enthalten und aromatisch sein, i^in bevorzugtes kurzkettiges Pulyol ist ij,ri-Bis(2-hydroxypropy.l)-anilin.

Das Polyisocyanat v/ird vorzugsweise in oiaera uin düstens äquivalenten Verhältnis von Isocyanatgruppen zu dun von Polyolen boreitgosteilten Hyüroxylgruppon, inabosondere in einer heilte von mindestens 1,2 Äquivalenten und nicht mehr als eivia. 2.,Jj Äquivalenten pro Äquivalent Hydroxyl verwendet. Besonders bevorzugt wird ein Äquivalenzverhältnis von 1,3 bis 1,5 Isocyanatgruppen pro Hydroxylgruppen.

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jjs werden dabei 0,3 bis 0,8 Gewichtsteile pro Gewiclitsteil des gesamten Polyols verwendet.

Die Verhältnisse der Materialien in dem endgültigen BeIa;; beziehen sich auf die Vormischung unter dem Vorbehalt einer Angleichung für den Polyisocyanat-Zusatz. V/enn nan dem Gcwichtsverhältnis das vereinigte Gewicht des Polyisocyanate und dor Polyolkomponentο, d.h. des gebildeten Polyurethans zugrundelegt, ist das (1) Strecköl in einer Henge von etwa O bis etwa 0,3 Teilen pro Teil Polyurethan, vorzugsweise von etwa 0,05 bis 0,15 Teilen und noch zweckmäßiger etwa 0,1 Teilen amvesend. Der (7) elastische Zuschlagstoff ist in der nicht-porösen Struktur in einer Menge von etwa 1 bis etwa 20 Teilen, vorzugsweise von etv/a 2 bis etwa ^lj i'ailon und noch zweckmäßiger von etwa 4 Teilen loro Teil Polyurethan anwesend. Das (5) Trocknungsmittel ist in einer lienge von 0 bis etwa 0,08 Teilen anwesend. Der (4) üuß ist in einer Menge von 0 bis etwa 0,08, vorzugsweise in einer Menge von etwa 0,02 bis 0,0? Teilen, noch zweckmäßiger von etwa 0,04 Teilen anwesend.

üei ei or Durchführung des Verfahrens ist es zweck mäßig, zunächst das Strecköl, die Polyole, aen kuij, den Katalysator und, falls ein solches vorwendet wird, das ^:Jrocknungsu:it""col nitoinandor zu vereinigen und zu einer hoj.:o.:enon 1-iassc zu vernischen. Das Trocknungsmittel kann zugesetzt werden, im die Ansammlung von freiem V/assc-r zu verhindern oder zufällig miteingeführtes freies Wasser zu entfernen. Das Trocknungsmittol ist dann in dem fertigen Belag in seiner hycratisierten Jf'orm enthalten, falls Wasser anwesend war. Das Polyisocyanate setzt sich mit jeglichem an-

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wesenden Wasser um. Die Vormischung ist über längere Zeiträume hinweg ausreichend beständig, um nach Bedarf gelagert und verschickt werden zu können. Demzufolge wird an der Baustelle eine Vormischung in einer geeigneten Form bereitgestellt, bei der für die Herstellung eines gießbaren elastischen Bodenbelags nur noch die Zugabe von (8) PoIyisocyanat und (7) vorzugsweise des elastischen Zuschlagstoffs erforderlich ist. Die Vormischung kann dann in einem Gipsmischer oder einer anderen Mischanlage mit dem elastischen Zuschlagstoff vermischt werden, und das Polyisocyanat kann entweder unverdünnt, oder in Form einer Lösung in einem Kohlenwasserstoffverdünnungsmittel zugegeben werden, nachdem der elastische Zuschlagstoff zugesetzt wurde. Wenn normalerweise innerhalb von einigen Minuten ein im wesentlichen homogener Zustand erreicht worden ist, kann die erhaltene Zusammensetzung auf die zu überziehende Oberfläche innerhalb des umgrenzenden Itehmens mittels einer Schüttrinne oder dgl. aufgebracht werden. Ein geeignetes Verfahren zur Aufbringung des Belags ist in der U.S.-Patentschrift Hr. 3 272 098 beschrieben.

Der elastische Bodenbelag kann aber auch auf einer nichthaftenden Unterlage hergestellt und dann als Teppich mittels eines geeigneten Klebers oder anderen Haltemechanismen auf dem gewünschten Untergrund befestigt werden.

Bei dem Untergrund kann es sich um irgend eines der üblichen Pflaster oder um Untergründe für Pflaster handeln wie Isphaltbeton, Beton aus Portlandzement, Macadam usw.. Wenn der Untergrund porös ist oder eine Drainage installiert ist, können die elastischen Oberflächen der vorliegenden Erfindung dadurch porös gemacht werden, daß man die Menge des Bindemittels, d.h. der polyurethanhaltigen Komponente

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verringert und die Menge des elastischen Zuschlagstoffs erhöht.

Ein poröser Oberflächenbelag wird erhalten, indem man die im vorliegenden beschriebenen Zusammensetzung aufbringt. Die Oberfläche wird in steigendem Maße poröser, wenn der Mengenanteil des elastischen Zuschlagstoffs erhöht wird. Der Belag kann gewünschtenfalls unporös gemacht werden, indem man ihn auf die nachstehend beschriebene Weise mit verschiedenen Farben überzieht. Die Menge des aufgetragenen Überzugs ist maßgebend dafür, ob der Belag porös bleibt oder nicht.

Wenn der Belag porös, auf einer porösen Unterlage aufgebracht ist und mit einem grasartigen Teppich kombiniert wird, ergibt das ein Spielfeld mit den ästhetischen und funktioneilen Eigenschaften der bisher bekannten Beläge, das jedoch den zusätzlichen Vorteil der Porosität und der Beibehaltung einer trockenen Spielfläche besitzt.

Im nachfolgenden werden die einzelnen Bestandteile näher beschrieben.

pplyole;

Das Polyol besteht in erster Linie aus Polypropylenglycol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht con etwa I5OO bis etwa 3000} es können jedoch kleinere Mengen Polyole höherer Ordnung anwesend sein. Mischungen von PoIypropylenglycolen, die innerhalb des obigen Bereichs liegen, sind ebenfalls nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Ein bevorzugtes Polypropylenglycol hat ein Molekulargewicht von etwa 2000.

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Die Polyole mit niedrigem Molekulargewicht, bei denen es sich normalerweise um Di- oder Triole handelt, enthalten etwa 2 bis 12 Atome zwischen den am weitesten voneinander entfernten Hydroxylgruppen, besitzen etwa 2 bis 18 Kohlenstoffatome und haben Molekulargewichte im Bereich zwischen 62 und 300. Bei den Atomen zwischen den Hydroxylgruppen kann es sich außer um Kohlenstoff auch um Sauerstoff, Stickstoff oder Schwefel handeln. Diese Polyole enthalten normalerweise 6 bis 18 Kohlenstoffatome und besitzen 0 bis 3 Heteroatome.

Elastischer Zuschlagstoff;

Der verwendete elastische Zuschlagstoff kann sowohl von Naturkautschuk als auch von synthetischen Kautschuken sowie anderen elastischen Materialien stammen. Gummiteilchen stehen im Handel als Gummi Schleifpulver (buffings), gemahlener Gummi aus Abfallreifen, in Form von Polyurethangranalien usw. zur Verfügung. Andere verwendbare elastische Materialien sind z.B. Korkteilchen und Schaumgummitcilchen. Die spezielle Form der Teilchen ist nicht kritisch. Die größte Abmessung sollte jedoch nicht mehr als etwa 25,4 mm, besser etwa 10,2 bis 17,8 mm betragen. Gewöhnlich geht der elastische Zuschlagstoff durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 6,7 ram (U.S. Standardsieb Ur. 3) und nicht durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von etwa 0,59 mm (U.S. Standardsieb Nr. 30). Bevorzugte elastische Zuschlagstoffe haben Teilchen, die überwiegend in der Nähe der durchschnittlichen Teilchengröße liegen. Ein kleiner Prozentsatz von bis zu etwa 10 Gew.-% feiner Teilchen kann jedoch ohne nachteilige Wirkung anwesend sein. Bevorzugte Füllstoffe haben Teilchen, die

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dor durchschnittlichen Teilchengröße nahekommen. Strecköl;

Für die vorliegende Erfindung sind eine Anzahl verschiedenster Strockole geeignet. Die Viskosität sollte im Bereich zwischen etwa 100 und 10 000 SUS (Seybold Universal Sekunden) bei 37»8 C, vorzugsweise zwischen 500 und 5 000 SUS liegen. Um für die Verwendung in dem vorliegenden System geeignet zu sein, sollte das Öl nach dem Ablegen des Belags nicht ausbluten oder ausschwitzen und sollte eine relativ geringe· Viskosität besitzen, um eine !einarbeitung von Füllstoff zu ermöglichen. Das Öl muß forner mit der Polyolkomponente und den anderen Bestandteilen der Vormischung mischbar sein. Da die öle mit einer wesentlichen aromatischen Komponente mit der Polyolkomponente besser mischbar sind, werden Öle mit einem Anilinpunkt von etwa 24 C bis etwa 60 C bevorzugt.

Ein besonders bevorzugtes Strecköl ist der Extrakt aus einer Seitenfraktion bei der Herstellung von Schmierölen, bei der Phenol zur Extraktion von Aromaten verwendet wird, wobei der erhaltene Extrakt eine Viskosität von 2100 SUS bei 37,8°G und einen Anilinpunkt von 37,8⁰C besitzt.

Polyisocyanate;

Bei den Polyisocyanaten handelt es sich in der Regel um Diisocyanat oder Gemischen von Diisocyanat mit Polyisocyanaten höherer Ordnung, die normalerweise nicht mehr

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als 5 Isocyanatgruppen enthalten. Gewöhnlich sind in Ge-. mischen von Diisocyanaten und Polyisocyanaten höherer Ordnung letztere in einer Menge von nicht mehr als 50 Äquivalent-%, häufiger von nicht mehr als etwa 20 Äquivalent-^ anwesend. Vorzugsweise werden Diisocyanate verwendet. Wie bereits angegeben wurde, enthalten die Polyisocyanate höherer Ordnung (höher als Diisocyanate) mindestens 12 Aohlenstoffatome und gewöhnlich nicht mehr als 46 Konlenstoffatome, während die Diisocyanate im allgemeinen etwa ό bis 24 Kohlenstoffatome enthalten.

Beispiele für Polyisocyanate sind Diphenyldiiso cyanatm Bis-(isocyanatophenyl)-methan, 1,5-Naphthalindiisocyanatm Polyphenylpolymethylenisocyanat (¹¹PAPI¹¹, Handelsprodukt der Upjohn Co. USA), Toluoldiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Dodecamethylendiisocyanat, 1,4-Diisocyanatocyclohexan u. dergl.. Ein besonders bevorzugtes Polyisocyanat ist Poly-(methylen-phenylen-polyisocyanat.

Wie bereits angegeben, können die Polyisocyanate der Vormischung entweder in unverdünntem Zustand oder in Form einer Lösung zugesetzt werden. Wenn sie sich in Lösung befinden, beträgt ihre Konzentration im allgemeinen etwa 30 bis 80 Gew.-%.

Katalysatoren:

Es können verschiedene, für die Härtung von Polyurethanen übliche Katalysatoren verwendet werden. Hierzu gehören Dibutylzinndilaurat, Diazabicyclooctan, Zinn-II-

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octoat u. dgl.; Dibutylzinndilaurat wird bevorzugt. Ruß:

Ruß mit einem mittleren Teilchendurchmesser von etwa 10 bis etwa 70 m^ist fftr die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet. Der Ruß erhöht die Härte, die Zug- und Zerreißfestigkeit, die Dehnungafähigkeit und die Wetterfestigkeit. Besonders bevorzugte Rußarten hauen einen mittleren Teilchendurchmesser von etwa 20 bis etwa 55 nuc .

Bas Dispergieren des Rußes in dem System ist infolge seiner feinen Teilchengröße und seiner Natur schwierig. Vorzugsweise wird er in das Polyol vor der Bildung der Vormischung eingearbeitet, indem man das Polyol und den Ruß durch eine Pumpe honer Scherkraft oder eine Kolloidmühle gibt.

Trocknungsmittel:

Andere Materialien können für spezifische Zwecke ebenfalls zugesetzt werden. Mit Vorteil wird ein Trocknungsmittel verwendet, um die Menge des Wassers zu verringern, die bei der Vereinigung des Polyols mit dem Polyisocyanat anwesend i&t. Beispiele für Trocknungsmittel sind Calciumoxid, Calciumchlorid, Kaliumcarbonat, Magnesiumsulfat, Calciumsulfat usw.

Der Oberflächenbelag kann nach seiner Herstellung überzogen werden^ wobei ein Überzug verwendet wird,

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der eine ausreichende Festigkeit und Elastizität besitzt, um der Einwirkung von Spikes usw. zu widerstehen. Zur Veroesserung der Flammfestigkeit und des Aussehens ist ein Überzug erwünscht. Farben auf Lösungsmittelbasis, die beispielsweise ein arylisches Bindemittel enthalten, können genauso verwendet werden wie Farben auf Latexbasis, Vinylacrylbasis usw.. Zweckmäßigerweise wird bei Farben auf Lösungsmittelbasis ein leichtes Verdünnungsmittel verwendet. Verschiedene Pigmente können zur Erzielung der gewünschten Färbung ebenfalls verwendet werden. Chromoxid Kann verwendet werden, wenn eine grüne Färbung gewünscht wird. Gummizuschlagütoff kann auf den Belag gestreut werden und wird vor dem Erhärten teilweise in das Polyurethan eingebettet und kann dann mit Farbe gestrichen werden, um ein strukturiertes grasartiges Aussehen zu ergeben.

Die Vormischung, der das Isocyanat zugesetzt worden ist, kann aber auch auf irgend ein geeignetes Substrat durch Versprühen oder Auspressen einer dünnen •Schicht einer Dicke von etwa 1,59 bis etwa3,18 mm aufgebracht werden, und Gummizuschlagstoff kann auf die Oberfläche zur Erzielung einer Struktur aufgestreut werden.

Gummizuschlagstoff wird in erster Linie für ästhetiuche Zwecke verwendet, er ergibt ein an^enei;meB Aussehen und ein komfortables Gefühl unter den Füßen. Kr bildet ferner eine gute Unterlage für den Farbanstrich. Diese strukturierte Oberfläche ist jedoch für die Rutsch-

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festigkeit nicht wesentlich, deun die nicht-strukturierte Oberfläche hat selbst in nassem Zustand eine ausgezeichnete Griffigkeit.

der Belag auf dia vorstehend beschriebene Weise in einer dünnen Schi^iit aufgetragen wird, tonnen auch andere Zuschlagstoffe "via Sand, Steinsplitter, gemahlene V/alnuß schal en usw. auf den Belag gestreut werden, um ein sandpapierartiges oder raunes öoerfläehengeiüge für Gehwege, GaragenbÖden usw. zu erzielen.

Eine gewebe^rtige Struktur kann aucü auf den Belagaufgebracht werden, um ein grasartiges Aussehen zu erzeugen, während die Elastizität, der Struktur erhalten bleibt,

Es werden eine Anzahl von Zusammensetzungen hergestellt und. auf ihre physikalischen Eigenschaften "untersucht· Die folgenden Beispiele dienen nur zur Sxiäaterung und schrämten die Erfindung nicht ein. Wenn nichts anderes angegeben ist, beziehen sicn alle Teile auf das Gewicht.

Beispiel 1:

Eine Vormischung wurde aus 12,4 % Cl, 65,9 # PoIypropylenglycoi (Molekulargewicht 2,025), 13»9 % N,N-Bis-(2-hydroxypropyl)-anilin, 3,9 % Ruß ("Statex F-12", gekörnte Form mit einem durchschnittlichen Teilchendurcijnesser von 29 mu , Handelsprοdukt der Firma Columbian Garoon Go. USA.), 3,9 % Calciumoxid und 0,035 % Dibutylzinndilaurat hergestellt. Diese Vormiscnung wurde

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mit einem einmaligen Durchgang durcn eine Manton-Gaulin-Mühle gemahlen, um den Kohlenstoff zu dispergieren. Zu 10Ü Teilen dieser Vormischung wurden 50 Teile Bis-(isocyanatοphenyl)-methan und 500 Teile Gummisohleifpulver aus Abfallreifen unter Bildung der Grundmischung zugemischt. Die Grundmischung wurde ausgebreitet, von Hand verdichtet und 16 Stunden bei 71°C aushärten gelassen. Das erhaltene Material hatte eine Zugfestigkeit von 4,01 kg/cm , eine Zerreißfestigkeit von 3»21 kg/cm und eine Bruchdehnung von 175 %·

Beispiel 2:

Dieses Beispiel zeigt die Auswirkung der Veränderung der Menge des im System verwendeten Öls.

Eine Vormischung wurde durch Vereinigung von 13»88 Teilen Ν,Ν-Bis-(2-hydroxypropyl)-anilin, 65»87 Teilen Polypropylenglycol (Molekulargewicht 2,025), 3»93 Teilen Calciumoxid, 3,93 Teilen Ruß ("Statex F-12", gekörnte Form) und 0,035 Teilen Dibutylzinndilaurat hergestellt. Diese Vormischung wurde gemahlen, indem man sie dreimal durch eine Getriebepumpe gab.

Zu 100 Teilen dieser Vormischung wurden entsprechend den Angaben der Tabelle I unterschiedliche Mengen eines Öls mit einer Viskosität von 2,100 SUS bei 37,8°C, eine zur Erzielung des in Tabelle I angegebenen Verhältnisses von -N=C=O zu -OH (von dem N,W-Bis-(2-hydroxypropyl)-anilin und Glycol) ausreichende Menge Bis-(isocyanatophenyl)-methan sowie elastischer Zuscnlagstoff (Gummi-

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teilchen aus Abfallreifen) in einer solchen Menge zugesetzt, daß dieser 78»4 Ji der gesamten Mischung abgesehen von der Menge des anwesenden Öls ausmacht. D.h. der elastische Zusehlagstoff bildet 78,4 # des fertigen Belags, wenn die Menge des anwesenden Öls nicht in Betracht gezogen wird.

Die unter Verwendung der obigen Vormischung und unterschiedlicher Mengen Iaocyanat und Öl hergestellten Beläge wurden mit einer Kraft von ca. 5»78 g/cm (1.044 g/28 sq.. inch) gleichförmig verdichtet und 16 Stunden bei 71⁰G gehärtet. Die Beläge hatten die in der nachstehenden Tabelle I aufgeführten Eigenschaften.

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	Verhältnis von	Tabelle I:	Zereiß-	Härte bei Druck
Gew.-^ zugesetztes Öl	TIRO zu OTT	Zugfestigkeit	festig-	beanspruchung
(bezogen auf das Ge	*J#WW 4Jli* WXX**		keit	/"(kg/cm² bei
wicht der Vormischung		(kg/cm )	(kg/cm)	£5 & Verformung
				strain )J
			2,06
	1,86	2,46	2,59	1,16
0	1,86	2,67	2,32	1,44
4	1,86	3,09	2,59	1,72
8	1,86	3,30	2,86	1,23
10	1,86	3,52	2,95	1,48
12	M	3,52	2,95	1,76
i-l	H	3,73	4,37	1,72
16	N	3,80	2,06	1,72
20	1,50	2,39	2,06
0	U	2,04	2,06
3,8	Il	2,53	2,41
7,4	Il	2,67	2,59
9,2	H	2,04	2,23
JJ. ,2	~* - «t	1,86	2,41
13	*	2,32	2,41
15	U	2,67	1.25
18,6	ui	1,34	1,07
0	*m ■*	1,34	1,25
3,5	Il	2,U	1,25
7,2	Il	1,34
8,9

ω ι

K) Ν»

UI GO <0

Beispiel 3:

Dieses Beispiel zeigt die Auswirkung der Veränderung des Molverhältnisses von Polypropylenglycol zu niedrigmolarem Polyol.

Die Yomischungen wurden mit den in Tabelle II angefünrten Zusammensetzungen hergestellt:

Tabelle II;

Gewichtsteile

N,N-BiS-(2- hydroxypropyl)-

anilin 8,6 15,7 21,6 27,0

Propylenglycol (Molekulargewicht 2,025) 81,4 74,3 88,4- 63,0

Calciumoxid 5,0 5,0 5,0 5,0

Ruß (HändeIsprodukt (State* F-12, gekörnte Form) 5,0 5,0 5,0 5,0

J)i butylzirindilaurat 0,035 0,035 0,035 0,035

Molverhältnis von IT,N-Bis-(2-hydroxypropyl)-anilin

zu Poiypropylenglycol 1:1 2:1 3*1 4:1

Die Vorniischungen wurden gemahlen, indem man sie dreimal durch eine Getriebepumpe gab.

Den Vermischungen wurden (bezogen auf das vereinigte Gewicht der Vormischung und des Isocyanate) 10 Gew.-^

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eines Öls mit einer Viskosität von 2_#100 SUS bei 37,8⁰C zugesetzt. Nach der Zugabe des Öls wurden den Vormi schungen unterschiedliche Mengen Bis-(isocyanatophenyl)-methan in der Weise zugesetzt, daß die in Tabelle III angegebenen Verhältnisse von -N=CaO zu -OH erhalten wurden. Unmittelbar nach der Zugabe des Isocyanate wurde soviel elastischer Zuschlagstoff (Gummiteilchen von Abfallreifen zugegeben, daß dieser 76,8 Gew.-# der gesamten Zusammensetzung ausmachte.

Die Mischungen wurden dann zu Oberflächenbelägen ausgebreitet und mit einer Kraft von 2,64 kg/cm verdichtet. Die Beläge wurden 16 Stunden lang bei 71⁰C gehärtet. Die Oberflächenbeläge hatten die in Tabelle III aufgeführten Eigenschaften:

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Uo !verhältnis von K,Ii-Bis-(isocyanatophenylmethan su PoIypropylenglycol

1 1 1 1

2 2 2 2

3 3 3 3

4 4

	Tabelle III:	Zerreiß	Hfc-rte unter	Werte der
	Zugfestig	festig	Druckbe-	Penetrations
Yeriialt-	keit	keit (kg/cm)	laafrung (kg/cm )	weichheit ' (mm
nis HCO/'OH	p (kg/cm )	300	0,91	5,08
2,1	3,48	254	0,91	5,08
1,86	2,60	221	0,60	6,60
1,7	2,^9	129	0,46	6,60
1,5	1,44	68	0,32	7,62
1,3	0,63	539	1,79	3,81
2,1	5,84	464	1,41	3,31
1,86	5,55	379	1,23	3,81
1,7	4,78	325	0,88	5,08
1,5	3,41	93	0,53	6,35
1,3	1,09	343	3,41	1,52
2,1	3,97	371	2,04	2,54
1,86	4,64	256	1,48	3,05
1,7	3,41	225	1,30	4,06
1,5	2,21	111	1,09	5,59
1,3	2,43	332	1,37	1,78
1,86	4,85	346	1,25	1,52
1,7	4,29	307	0,88	2,54
1,5	3,59	221	0,77	2,54
1,3	2,78

N) N) _k cn OO CO CJ

- 22 Taoelle III (Fortsetzung):

Die Deformation (in mm) einer elastischen Oberfläche bei Einwirken von 2,67 kg/cm auf eine Scheibe mit einem Durchmesser von 19 mm wird Wert der Penetrationsweichheit (Penetration Softness Value) genannt. Die Belastung wird vorzugsweise mit einem Beton« Penetrometer (Concrete Penetrometer CT-421 von der Soiltest Inc.) auf einer Metallscheibe mit einem Durchmesser von 19 mm so vorgenommen, daß das Penetrometer 23,9

ο
kg/cm anzeigt.

Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen für die Herstellung von elastischen Oberflächenbelägen nützlich sind, die gute Zugfestigkeitseigenschaften besitzen und bei Umgebungstemperatur rasch zu einem brauchbaren Belag erhärten. Die elastischen Beläge besitzen eine gute Zerreißfestigkeit und sind rutschfest. Weiter zeigt sich, daß die Beläge selbst in nassem Zustand nicht glitschig sind.

Wenn in dem Belag ein Schaden entsteht, läßt sich der Belag leicht reparieren, ohne daß irgend eine Ungleichmäßigkeit in der Oberfläche zurückbleibt. Ea wurde gefunden, daß die Beläge ein gutes Temperaturprofil aufweisen, indem bei -23 G nicht spröde und üei 60 G nicht zu weich werden. Weiterhin behalten die Zusammensetzungen die guten Zugfestigkeitseigenschaften im wesentlichen über den angegebenen Temperaturbereich hinweg, abgesehen von einer geringen Herabsetzung bei höheren Temperaturen bei, während sie ihre Elastizität behalten.

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Die Zusammensetzungen können auch für andere Zwecke als für Oberflächenbeläge für Sport und Erholung verwendet werden, so z.B. als akustische Fliesen oder Platten, Isolationen, nichtgewebte Teppiche, Scnutzüberzüge, mechanische Stoßabsorber etc» Die Produkte der Erfindung sind attraktiv, bilden, gute Bindungen mit Farben, sind dauerhaft, lassen sich leicht mit verfügbaren Vorricntungen ohne wesentliche Gefahr für das Bedienungspersonal herstellen, haften leicht an einer Vielzahl von Ooerflachen, z.B. Schotter, Beton, Holz u.dgl. und sind nicht in wesentlichem Maß gegen Witterungseinfluß empfindlich. Die Beläge werden zwar normalerweise in einer Stärke von etwa 3»18 mm bis etwa 50,8 mm angewendet; es können jedoch Überzüge einer Dicke von nur 1,58 mm zum Zwecke der StruKturierung oder für Mittelstreifen oder ähnliche Zwecke hergestellt werden, indem man die Grundmischung auf die zu überziehende Oberfläche sprüht.

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Claims

Patentansprüche;

1. Elastischer Oberflächenbelag einer Dicke von etwa 1,58 mm bis etwa 76,2 mm, bestehend aus (1) 1 Gewichtsteil eines Polyurethans, das in situ aus einem Polyisocyanat und einem Polyolgemisch hergestellt wurde, wobei das Polyolgemisch aus 50 bis 95 Gew.-56 eines Polyproylenglycols mit einem Molekulargewicht von 1500 bis etwa 3000 und aus 50 bis 5 Gew.-^ eines kurzkettigen Polyols mit 2 bis 3 Hydroxylgruppen und einem MoleKulargewicht im Bereich zwischen 62 und 300 besteht, wobei das Molverhältnis von kurzicettigem Polyol zum Polypropylenglycol 0,5:1 bis 5»0:l beträgt und das Polyisocyanät in einem Äqui valenzverhältnis von etwa 1,2 bis etwa 2,3 Äquivalenten pro Äquivalent Hydroxyl des Polyolgemischs verwendet wird, (2) Null bis etwa 0,3 Gewichtsteilen Strecköl mit einer Viskosität von 100 bis 10 000 SUS bei 37,8⁰C und einem Anilinpunkt von 26,7 C bis 60 C, (3) etwa 1 bis etwa 20 Gewichtsteilen elastischem Zuschlagstoff mit einer maximalen Abmessung von etwa 25»4- mm, sowie 0 bis etwa 0,08 Gewichtsteilen Trocknungsmittel und 0 bis etwa 0,08 Gewichtsteilen Ruß mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 10 bis etwa 70 mu. ·

2. Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er den elastischen Zuschlagstoff in einer Menge von etwa 2 bis etwa 5 Gewichtsteilen enthält.

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3· Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine Dicke etwa 3fie bis etwa 50,8 mm beträgt.

4· Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er Ruß in einer Menge von 0,02 bis 0,07 G-ewichtsteilen enthält.

5. Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Polyisocyanat in einem Äquivalenzverhältnis von etwa 1,3 bis 1,9 Isoeyanatgruppen auf eine Hydroxyl gruppe anwesend ist und das Polyisocyanat zu mindestens 50 Äquivalenzprozent aus Diisocyanat besteht.

6. Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis des kurzkettigen Polyols zum PoIypropylenglycol 1,0 bis 3tO zu 1,0 beträgt.

7» Belag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kurzkettige Polyol N,If-Bis-(2-hydiOxypropyl)-anilin ist, und das Polypropylenglycol ein Molekulargewicht von etwa 2,000 hat.

8. Belag nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Zuschlagstoff in einer Menge von 2 bis etwa 5 Gewichtsteilen vorliegt.

9. Belag nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhaltnis von kurzkettigem Polyol zu PoIy-

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propylenglycol im Bereich zwischen 1,0 : 1 und 3,0 ι 1

liegt.

10. Belag nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruß in einer Menge von etwa 0,05 Teilen vorliegt, das Trocknungsmittel aus Calciumoxid besteht und in einer Menge von etwa 0,05 Teilen anwesend ist, das Polyisocyanat Bis-(isocyanatophenyl)-methan ist und in einem Äquivalenzverhältnis von 1,3 bis 1,9 Äquivalenten Isocyanatgruppen pro Äquivalent Hydroxylgruppen vorliegt, und das Strecköl in einer Menge von etwa 0,1 Teilen anwesend ist und eine Vis&osität von etwa 2,100 SUS bei 37»8°G und einen Anilinpunkt von 37 _fÖ G hat.

11. Vormischung zur Herstellung eines elastischen Belages gemäß Anspruch 1 in situ, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält: 1 Teil eines Polyolgemischs, das zu 50 bis 95 Gew.-^ aus Polypropylenglycol mit einem Molekulargewicht von 1500 bis 3000 und zu 50 bis 5 Gew.-# aus einem kurzkettigen Polyol mit 2 bis 3 Hydroxylgruppen und einem Molekulargewicht im Bereich zwischen 62 und 300 Desteht, wobei das Molverhältnis des kurzkettigen Polyols zum Polypropylenglycol 0,5 bis 5|0 : 1,0 beträgt, etwa 0 bis etwa 0,3 Gewichtsteile eines Strecköls mit einer Viskosität von 100 bis 10 000 SUS bei 37,8°C und einem Anilinpunkt von etwa 24°C bis 60⁰G; 0 bis etwa 0,1 Gewichtsteile Kuß und 0 bis 0,1 Gewichtsteile eines Trocknungs mittels.

12. Vormischung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Strecköl in einer Menge von 0,05

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- 27 etwa 0,3 Gewicbt&teilen vorliegt.

13· Vormischung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruß in einer Menge von etwa 0,05 Teilen, das Trocknungsmittel in einer Menge von etwa 0,05 Teilen und das Strecköl in einer Menge von etwa 0,1 bis 0,2 Teilen vorliegen, das Jcurzkettige Polyol aus N,N-Bis-(2-hydroxypropyl)-anilin "besteht, wobei das Molverhältnis von dem kurzkettigen Polyol zu dem Polypropylenglycol 1,0 bis 3(0 : 1 beträgt und das Polypropylenglycol
ein Molekulargewicht von etwa 2000 hat.

Für: Chevron Reseafrcb Company

Rechtsanwalt

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