DE2233942B2 - Verwendung von Acrylsäureestermischpolymeren - Google Patents

Verwendung von Acrylsäureestermischpolymeren

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Description

(I) mehr als 0,5, jedoch weniger als 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zur Herstellung des Polymeren verwendeten Monomeren, eines oder mehrerer Monomerer der allgemeinen Formel:
CH2=C-COOR'
(1)
in der R ein Wasserstoffe iom oder eine Methylgruppe und R' eine geradkettige oder eine verzweigtkettige Alkylgruppe mit 9 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellen, und
(II) mehr als 70, jedoch nicht mehr als 99,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zur Herstellung des Polymeren verwendeten Monomeren, eines oder mehrerer Monomerer der allgemeinen Formel:
CH7=C-COOR"
(2)
in der R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe und R" eine geradkettige oder eine verzweigtkettige Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen darstellen, in einem alkylierten aromatischen Lösungsmittel mit einem Flammpunkt oberhalb 600C zum Überziehen von feuchtem Beton rrst einem Gehalt von 5 bis 15% freiem Wasser vor dem Aushärten des Betons.
2. Verwendung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Acrylsäureestermischpolymeres mit einem Gehalt von mehr als 0,5, jedoch weniger als 10 Gew.-% eines oder mehrerer Monomerer der allgemeinen Formel (I) und mehr als 90, jedoch nicht mehr als 99,5 Gew.-°/o eines oder mehrerer Monomerer der allgemeinen Formel (II).
3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Terpolymeres aus Methylmethacrylat, Äthylacrylat und Laurylmethacrylat als Acrylsäureestermischpolymeres.
4. Verwendung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Terpolymeres aus bis zu 60 Gew.-% Methylmethacrylat und 2 bis 10 Gew.-% Laurylmethacrylat, wobei der Rest Äthylacrylat ist.
5. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Terpolymeres aus Methylmethacrylat, 2-Äihylhexylacrylat und Laurylmethacrylat als Acrylpolymeres.
6. Verwendung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch ein Terpolymeres aus bis zu 80 Gew.-% Methylmethacrylat und 2 bis 10 Gew.-% Laurylmethacrylat, wobei der Rest 2-Äthylhexylacrylat ist.
7. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Xylol als alkyliertes aromatisches Lösungsmittel.
ß Verwendun" nach Ansnruch I, dadurch gekennzeichnet, daß man das Zementsubstrat mit einem Gehalt von 5 bis 15% freiem Wasser einsetzt 9. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Zementsubstrat vor der Beschichtung durch Pressen, Gießen oder Extrudieren in seine Endform bringt
Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Lösung eines Acrylsäureestermischpolymeren mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht im Bereich von 30 000 bis 90 000, einer Glasübergangstemperatur im Bereich von 20° bis 60° C und einem Gehalt von
(I) mehr als OA jedoch weniger als 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der zur Herstellung des Polymeren verwendeten Monomeren, eines oder mehrerer Monomerer der allgemeinen Formel:
CH2=C-COOR'
in der R ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe und R' eine geradkettige oder eine verzweigtkettige Alkylgruppe mit 9 bis 20 Kohlenstoffatomen darstellen, und
(II) mehr als 70, jedoch nicht mehr als 99,5 Gew.-°/o, bezogen auf das Gesamtgewicht der zur Herstellung des Polymeren verwendeten Monomeren, eines oder mehrere Monomerer der allgemeinen Formel:
CH2=C-COOR"
in der R ein WassefStoffatom oder eine Methylgruppe und R" eine geradkettige oder eine verzweigtkettige Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen darstellen, in einem alkylierten aromatischen Lösungsmittel mit
■r, einem Flammpunkt oberhalb 60° als Überzugsmasse.
Derartige Überzugsmassen werden als Glasurlacke für Kraftfahrzeuge, Holz, Kunststoffe und dergleichen verwendet (GB-PS 9 91 802, US-PS 31 94 777). Auch ist es bekannt, Methylacrylsäuremischpolymere als Glasur-
w lacke auf Beton aufzubringen (Römpp 1966, Sp 4991, Firmenschrift: Plexigum P 24 der Firma Röhm & Haas GmbH, Darmstadt). Wegen des hydrophoben Charakters der Methacrylsäureestermischpolymere — beispielsweise sind sie in niederen Alkoholen unlöslich —
■->■> scheint jedoch nur trockener Beton in Frage zu kommen.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Überzugsmasse für feuchten Beton vor dem Aushärten des Betons bereitzustellen.
bo Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß sich die in den Ansprüchen umrissene Acrylsäureestermischpolymeren-Lösung zum Überziehen auch von feuchtem Beton mit einem Gehalt von 5 bis 15% freiem Wasser vor dem Aushärten des Betons eignet. Es wurde
hs festgestellt, daß Mischpolymere, die ausschließlich aus Monomeren der Formel (2) nach dem Anspruch 1 hergestellt sind und das Molekulargewicht und die Glasübereanestemperatur aufweisen, die im Anspruch 1
angegeben ist, in alkylierten aromatischen Lösungsmitteln mit Konzentrationen von 50 bis 623% zwar gelöst werden konnten, daß sie jedoch nicht ohne Ausfällung des Mischpolymeren verdünnt werden konnten. Überraschenderweise weisen die Mischpolymeren nach den Ansprüchen, also Mischpolymere aus Monomeren der Formel (1) und (2), dieses Problem nicht auf.
Monomere der Formel (1) sind
Nonyiacrylat,, Decylacrylat,
Laurylacrylat, Myristylacrylat,
Stearylacrylat, Nonylmethacrylat,
Decylmethacrylat, Laurylmethacrylat,
Myristylmethacrylat und
Stearylmethacrylat
Monomere der Formel (2) sind
Methylmethacrylat,
Methylacrylat Äthylmethacrylat,
Äthyldcrylat, Propylmethacrylat,
Propylacrylat, Butylmethacrylat,
Butylacrylat, Pentylmethacrylat,
Pentylacrylat, Hexylacrylat,
Hexylmethacrylat,
2-Äthylhexylmethacrylat und
2-Äthylhexylacrylat
Obwohl sie hydrophob sind, können die erfindungsgemäß verwendeten Mischpolymeren überraschenderweise aus Lösungen unmittelbar auf ungehärteten Zement aufgebracht werden. Beschichtungsmassen, die auf Zementdachziegel aufgebracht wurden, können manchmal sowohl Temperaturen oberhalb 5O0C als auch Temperaturen unter 00C ausgesetzt werden. Bei Oberflächentemperaturen im Bereich von 50°C werden manche organischen Beschichtungsmassen klebrig und neigen dazu, Staub aus der Atmosphäre aufzunehmen. In kritischen Fällen werden sie vom Substrat vollständig absorbiert. Dieser Nachteil kann vermieden werden, indem man das Molekulargewicht der Polymeren ausreichend hoch wählt. Demgemäß liegt das durchschnittliche Molekulargewicht der erfindungsgemäß verwendeten Acrylpolymeren über 30 000 und vorzugsweise im Bereich von 50 000 bis 90 000. Durchschnittliche Molekulargewichte oberhalb 90 000 setzen im allgemeinen die Viskosität der Polymerlösung auf ein unerwünschtes Maß herauf, bei dem es schwierig wird, die Lösung auf ein Substrat aufzubringen.
Die Glasübergangstemperaturen (Tg) der Polymeren liegen im Bereich von 20° bis 6O0C. Wenn der 7£-Wert unter 200C liegt, wird die Beschichtungsmasse in unerwünschter Weise bei hohen Temperaturen weich und klebrig, während dann, wenn der Tg-Wert größer als 600C ist, das Vermögen der Beschichtungsmasse, weiterhin an den Substraten zu haften, wesentlich beschränkt ist.
Wenn der Tg-Wert größer als 600C ist, neigen ferner die Polymermassen dazu, unter mechanischen Beanspruchungen bei niedriger Temperatur Risse zu bilden und zu brechen; in einigen Fällen, wenn das Substrat großen Temperaturschwankungen unterworfen wird, kann der Polymerüberzug pulverig werden und zerfallen.
Acrylpolymere, die nach der Erfindung als Zementbeschichtungsmassen besonders geeignet sind, sind Methylmethacrylat/Laurylmethacrylat-Mischpolymere und Terpolymere, wie
Methylmethacrylat/Äthylacrylat/
Laurylmethacrylat,
Äthylmethacrylat/Äthylacrylat/
Laurylmethacrylat,
Äthylmethacrylat/Butylmethacrylat/
Laurylmethacrylat und
Methylmethacrylat/Butylacrylat/
Laurylmethacrylat,
wobei die in den Ansprüchen 4 und 6 genannten Terpolymere ganz besonders vorteilhaft sind.
Lösungsmittel, die zur Herstellung von Lösungen der Acrylpolymeren verwendet werden, können aromatische oder aliphatische Kohlenwasserstoffe, Acetate to oder chlorierte Lösungsmittel sein. Spezielle Lösungsmittel, die verwendet werden können, sind Toluol, Xylol, Terpentinersatz oder Äthylacetat
Bevorzugte Lösungsmittel sind solche Kohlenwasserstoffe, die einen Flammpunkt oberhalb 6O0C (140° F) besitzen, z. B. Xylol.
Die Acrylpolymeren können ferner kleinere Mengen von Stabilisatoren enthalten, die UV-Strahlung absorbieren, z. B. 2-HydΓOxy-4-methoxybenzophenoh.
Im allgemeinen werden Lösungen mit einem Gehalt von 40 bis 60% Polymeres an den Verbraucher geliefert Normalerweise verdünnt der Verbraucher dann die Lösung derart, daß die Konzentration des in der Lösung vorhandenen Polymeren im Bereich von 10 bis 25% liegt Die jeweilige gewählte Konzentration hängt von der Viskosität der Lösung, der Temperatur und dem Auftragsverfahren ab.
Bei der Zementfläche kann es sich um ein feuchtes Substrat aus Sand und/oder Zuschlag und Zementmaterial handeln, wobei Portland-Zement ein typisches jo Beispiel ist, obgleich auch andere Zementbindemittel verwendet werden können. Dieses Substrat kann in seine Endform gepreßt, gegossen oder extrudiert werden und enthält 5 bis 15% Wasser, um es formbar zu machen und sein hydraulisches Abbinden zu fördern. Jedoch können Sand oder Zuschlag ohne nachteiligen Effekt für bestimmte Zwecke weggelassen werden, in welchem Fall das Substrat ein reines Zementmaterial wird, das eine ausreichende Wassermenge enthält, um es gießen, pressen, extrudieren oder in anderer Weise formen zu können.
Auf dieses Beton- und/oder Zementsubstrat wird die vorstehend beschriebene Harzbeschichtung aufgebracht, bevor das Substrat aushärtet und bevor das darin enthaltene Wasser verdampfen konnte, wodurch entweder ein Zweikomponenten- oder ein Dreikomponenten-Verbundmaterial bzw. -Laminat gebildet wird, bei dem ein Acrylpolymerfilm das Oberflächenlaminat bzw. die Oberflächenschicht bildet.
Das Verfahren kann z. B. an einem feuchten so Dachziegel durchgeführt werden, der durch irgendeine geeignete Methode gefärbt werden kann, z.B. durch Aufbringen einer Farbpaste. Diese kann eine Zementpaste, Wasser und ein Pigment enthalten; der ganze Gegenstand kann danach mit dem vorstehend beschriebenen Acrylpolymerfilm überzogen werden, während der Ziegel noch feucht ist und bevor die Aushärtung einsetzt. Danach wird der ganze Gegenstand als Ganzes gehärtet, so daß alle seine Bestandteile, und zwar das Betonsubstrat, der Zementfarbüberzug und der aufliegende Polymerfilm hydraulisch und chemisch miteinander unter Bildung eines wasserbeständigen und dekorativen Ganzen verbunden werden.
Nachstehend wird die Erfindung durch Beispiele
näher erläutert. _ . . , ,
Beis piel 1
Die Anteile, die in diesem Beispiel angegeben sind, sind auf Basis von Gewichtsteilen der Gesamtlösung ausgedrückt.
Es werden 296,0 Teile Methylmethacrylat 235,5 Teile Äthylacrylat und 16,45 Teile Laurylmethacrylat in 360 Teilen Xylol bestimmter Provenienz in einem Flammfestglasfutterdruckreaktor gelöst, der >;dt einem mechanischen Rührer versehen war. Fs werden noch 0,877 Teile Benzoylperoxid und 0,827 Teile ditert Butylperoxid zum Reaktor zugegeben. Der Reaktor wird danach mit Stickstoff gespült; in ihm wird eine inerte Atmosphäre aufrechterhalten, indem Stickstoff durch den Reaktor während des Verlaufs der Reaktion durchgeleitet wird. Die Temperatur der Reaktionsmischung wird auf HO0C erhöht, wonach die Reaktion exotherm unter Erhöhung der Temperatur auf etwa 155° C abläuft Die exotherme Reaktion läuft danach vier Stunden lang ab, während die Temperatur oberhalb. 1400C gehalten wird. Nach den vier Stunden wird eine zusätzliche Menge von 0,827 Teilen ditert Butylperoxid, gelöst in 8 Teilen Xylol bestimmter Provenienz zur Reaktionsmischung zugegeben. Die Reaktionsmischung wird danach weitere vier Stunden lang gerührt während die Temperatur oberhalb 1400C gehalten wird. Schließlich wird das Reaktionsprodukt abgekühlt und ein üblicher UV-Strahlungsstabilisator zusammen mit weiteren 190 Teilen Xylol zugegeben. Die resultierende Lösung des Terpolymeren wird danach eine weitere halbe Stunde lang gerührt um zu gewährleisten, daß der UV-Stabilisator in der Lösung sorgfältig dispergiert und gelöst wird. Die Glasübergangstemperatur (Tg) des resultierenden Terpolymeren beträgt 3 Γ C.
Beispiel 2
Es wurde die Arbeitsweise von Beispiel 1 wiederholt wobei ein Monomeransatz mit folgenden Bestandteilen eingesetzt wurde:
60 Gew.-Teile Äthylmethacrylat, auf Basis der gesamten Monomercharge,
36Gew.-Ttile Äthylacrylat, auf Basis der gesamten
Monomercharge,
4 Gew.-Teile Stearylmethacrylat, auf Basis der gesamten Monomercharge, und
Xylol als Lösungsmittel.
Die Glasübergangstemperatur des resultierenden Polymeren betrug 26° C.
Beispiel 3
Es wurde die Arbeitsweise von Beispiel 1 wiederholt, wobei ein Monomeransatz mit folgenden Bestandteilen eingesetzt wurde:
70 Gew.-Teile Äthylmethacrylat. bezogen auf den gesamten Monomeransatz,
28 Gew.-Teile Butylmethacrylat bezogen auf den ge
samten Monomeransatz,
2 Gew.-Teile Laurylmethacrylat bezogen auf den
gesamten Monomeransatz.
Das resultierende Terpolymere besaß eine Glasübergangstemperatur von 47° C.
Beispiel 4
Es wurde die Arbeitsweise von Beispiel 1 wiederholt, wobei ein Monomeransatz mit folgenden Bestandteilen eingesetzt wurde:
68 Gew.-Teile Methylmethacrylat, bezogen auf den gesamten Monomeransatz,
29 Gew.-Teile Butylacrylat, bezogen auf den gesamten
Monomeransatz, und
3 Gew.-Teile Laurylmethacrylat, bezogen auf den
gesamten Monomeransatz.
Der Tg--Wert des Terpolymeren wurde mit 32° C jo ermittelt.
Beispiel 5
Es wurde die Arbeitsweise von Beispiel 1 wiederholt, wobei ein Monomeransatz mit folgenden Bestandteilen eingesetzt wurde:
72 Gew.-Teile Methylmethacrylat, bezogen auf den gesamten Monomeransatz, und
28 Gew.-Teile Laurylmethacrylat, bezogen auf den gesamten Monomeransatz.
Der 7^-Wert des resultierenden Mischpolymeren wurde mit 31°C ermittelt.

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Verwendung einer Lösung eines Acrylsäureestermischpolymeren mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht im Bereich von 30 000 bis 90 000, einer Glasübergangstemperatur im Bereich von 20° bis 60° C und einem Gehalt von
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