DE2511097C2

DE2511097C2 - Mit Wasser aktivierbares Band und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE2511097C2
Application number: DE2511097A
Authority: DE
Inventors: Patrick James Claude Counsell; Robert Sydney Stafford Whitehouse
Original assignee: Evode Group PLC
Current assignee: Evode Group PLC
Priority date: 1974-03-13
Filing date: 1975-03-13
Publication date: 1985-09-19
Also published as: GB1504124A; AU7904075A; BE826644A; SE7502763L; JPS604229B2; NL7503031A; NL180931B; DE2511097A1; ZA751488B; NL180931C; JPS50132050A; SE418300B; FR2264074A1; FR2264074B1

Description

Die Erfindung betrifft ein mit Wasser aktivierbares Band für Konstruktion- und Reparaturzwecke und ein Verfahren zu dessen Herstellung.

Es besteht ein Bedürfnis nach einem Band, das auf eine Oberfläche aufgebracht werden kann oder um ein Rohr oder ein ähnliches Gebilde gewickelt werden kann und bei dem anschließend eine Härtung bewirkt werden kann, damit es der anschließenden Entfernung widersteht.

Aus > 'llmanns Encyklopädie der Technischen Chemie« 19oo, Band 17, Seite 315 sind bereits Produkte bekannt, bei denen Gips durch ein Bindemittel auf einem Textilträger fixiert ist. Anstelle des Gipses können auch in Wasser lösliche oder quellbare vorkondensierte Kunstharze, die durch einen zugesetzten Katalysator nach dem Eintauchen der Binde in Wasser auskondensieren, eingesetzt werden. Bei den aus dieser Druckschrift bekannten Produkten handelt es sich aber um Starrverbände, das heißt therapeutische Hilfsmittel, während erfindungsgemäß mit Wasser aktivierbare Bänder für Konstruktion- und Reparaturzwecke in Betracht gezogen werden. Weiterhin sind aus der US-PS 30 30 258 trockenhärtende hydrauliche Zementmassen bekannt, die hydraulischen Zement, Methylcellulose und

ίο Polyvinylalkohol enthalten. In dieser Patentschrift finden sich aber keine Anregungen, die dort beschriebenen Massen zur Imprägnierung von Textilgeweben zu verwenden.
Der vorliegenden- Erfindung liegt die Aufgabe zugründe, ein mit Wasser aktivierbares Band für Konstruktions- und Reparaturzwecke zur Verfugung zu stellen, das vielfältige Anwendungsmöglichkeiten besitzt und beispielsweise als Ausbesserungs- und Konstruktionsband für Bauwerke verwendet werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem mit Wasser aktivierbaren Band der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß es ein Substrat aus einem Fasermaterial oder einem geschäumten Kunststoffmaterial enthält, welches mit einer mit Wasser reaktiven zementartigen Substanz, die mit Wasser unter Bildung einer gehärteten Masse reagiert, imprägniert ist, wobei die zementartige Substanz mindestens einen Zement, ein Verdickungsmittel für den Zement beim Befeuchten mit Wasser und ein Bindemittel zur Bindung der zementartigen Substanz an das Substrat enthält.

Infolge seiner speziellen Zusammensetzung ist das erfindungsgemäße aktivierbare Band in vorteilhafter Weise für Reparaturzwecke und dergleichen geeignet.

Gegenüber den aus »Ulimanns Encyklopädie der Technischen Chemie« bekannten Produkten besitzt es den Vorteil, daß ts nicht nur als Starrverband anwendbar ist, sondern auch für weitere vielfältige Anwendungszwekke. So sind mögliche Anwendungsgebiete für die erfindungsgemäßen Bänder die Reparatur von Rissen in Gebäuden, imprägnierende bzw. wasserdichtmachende Überzüge, die Konstruktion von nahtlosen Zementrohren, Straßenmarkierungen, Blinkzeichen-Gebern, das Auskleiden von Zement- bzw. Beton-Formen, die Verwendung als Bindemittel, z. B. als Ziegel- bzw. Kachel-Klebstoffe, die Herstellung von spiralartig gewundenen Behältern, die Verwendung als Dichtungsmittel für den Zementeinspritzschwund, zum Schutz von Stahlkonstruktionen einschließlich Rohren, für selbstklebende

so Kacheln, leichtgewichtige vorfabrizierte Artikel, zeitweilige Wassersperren, flammwidrige Schutzüberzüge zur Isolation oder zum Schutz von Stahlkonstruktionen, korrosionsbeständige Überzüge für Stahl, die Reparatur von abgesplittertem Zement und die Ausbildung von Becken- bzw. Bassin-Auskleidungen.

Die mit Wasser reaktive Substanz ist typischerweise ein Zement, z. B. Portland-Zement, weißer Zement, Elektrozement, mit Stearat überzogener Zement oder Mischungen solcher Materialien mit inerten Verdünnungsmitteln, wie Siliciumdioxyd, Tone, Calciumcarbonat, Gips, Talkum, Flußspat, Baryt, pulverisierte Flugasche und Metalloxyde. Die inerten Verdünnungsmittel können auch als Pigmente wirken.
Es ist im allgemeinen erwünscht, ein Bindemittel für die mit Wasser reaktive zementartige Substanz zu verwenden, welches dahingehend wirkt, daß es den Körper des Bandes und die mit Wasser reaktive zementartige Substanz während des Herstellungverfahrens und im

trockenen Zustand des Bandes während des Transports und der Lagerung zusammenhält bzw. aneinander gebunden hält Solche Bindemittel bzw. Bindematerialien können organischer oder anorganischer Natur sein, und Beispiele für organische polymere Materialien, die als Bindemittel geeignet sind, sind natürliche und synthetische Kautschuke, z.B. Nitrilkautschuk, Polyurethane, Polychloropren, Styrol/Butadien-Kautschuk, Epichlorhydrinkautschuk, natürlicher und regenerierter Kautschuk und synthetisches Polyisopren, chloriertes Polyisopren, Polyisobutylen, Polybutadien, Butyl- und chlorsulfonierte Polyäthylen-Elastomere und Pfropfpolymere davon. Andere als Bindemittel wertvolle, nicht-kautschukartige Polymere umfassen Polyolefine, Polyvinyläther. Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, Polyvinylbutyrate, Polyamide, Polyacrylate, Polymethacrylate, Polystyrol, ABS, chloriertes PVC, Polyvinylidenchlorid, ch!oriertcn natürlichen Kautschuk, Polysulfid, Silicone, Polyester, ungesättigte Polyester, Epoxydharze, bituminöse Basen bzw. Materialien auf Bitumen-Grundlage, Celluloseester und -äther und Materialien auf der Grundlage von trocknenden ölen, wie Alkydharze. Solche Polymere und Copolymere können allein oder in Mischung von zwei oder mehreren oder zusätzlich mit Modifizierungsmitteln verwendet werden. Beispiele für geeignete Modifizierungsmittel umfassen Kolophonium und seine Derivate, Kohlenwasserstoffharze, phenolische Harze, Cumaron- und Cumaron-Inden-Harze. In den trockenen Bändern verbessert das Bindemittel auch die Flexibilität und die Reibbeständigkeit.

Der Körper des Bandes, d. h. das Fasermaterial oder geschäumte Kunststoffmaterial, wird geeigneterweise mit der zementartigen Zusammensetzung durch Behandlung, z. B. Eintauchen, mit einer nicht-wäßrigen. Aufschlämmung, die den Zement und die anderen gewünschten Bestandteile enthält, imprägniert. Um die Menge der Aufschlämmung zu erhöhen, die durch das Band zurückgehalten wird, wenn es mit der Aufschlämmung kontaktiert wird, ist es erwünscht, in die Zusammensetzung ein Verdickungsmittel einzubeziehen. Abgesehen von seiner Wirkung als Verdickungsmittel, kann das Verdickungsmittel als zusätzliches Bindemittel für das mit Wasser reaktive Material dienen. Celluloseether, z. B. Methylcelluiose, werden zur Zeit als Verdickungsmittel bevorzugt. Beispiele für geeignete Verdickungsmittel, die zum teilweisen oder vollständigen Ersatz von Methylcelluiose verwendet werden können, sind Hydroxyalkylcellulose, Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Gelatine, Stärkegummis, Polyacrylate, Polyvinyläther, Polyacrylamide, Natriumalginate, Kaolin, Bentonite, hydriertes Rizinusöl und Natriumsilicat.

Das Fasermaterial kann, wenn es als Körper für das Band verwendet wird, aus einem gewebten oder nicht-gewebten (Vlies), natürlichen oder synthetischen Fasermaterial, wie Wolle, Baumwolle, Asbest, grobes Jutegewebe (Jutemull), Glastuch, Polypropylen-, Nylon-, Polyester- und Acrylnitril-Tücher, cellulosisch^ Fasern Stahlwollenetzwerk und Tücher aus Mischungen aus natürlichen und synthetischen Fasern, bestehen. Das Fasermaterial kann während des Herstellungsverfahrens zu einer Membran geformt werden, indem Fasern des gewünschten Typs in der Zusammensetzung dispergiert werden, wonach auf einer Oberfläche ein Überzug aus der Zusammensetzung abgelagert wird und anschließend das so gebildete Band abgestreift wird.

Wenn der Körper des Bandes ein geschäumtes Kunststoffmaterial ist, ist das geschäumte Material vorzugsweise ein Gewebe aus Polyurethan-, Polyäthylenoder PVC-Schaum.

Die erfindungsgemäßen Bänder werden vorzugsweise dadurch hergestellt, daß man eine Aufschlämmung des gepulverten Zements und des Verdickungsmittels in einem organischen Lösungsmittel oder in einer Lösungsmittelmischung, ζ. Β. Ketone, Ester, aromatische oder aliphatische Kohlenwasserstoffe, chlorierte Kohlenwasserstoffe oder Äther, hergestellt Ein Bindemittel oder Bindemittel wird bzw. werden anschließend als Lösung im selben organischen Lösungsmittel oder in einem damit verträglichen Lösungsmittel zugegeben, wobei der Anteil der festen Bestandteile zum Lösungsmittel derart ist, daß eine Aufschlämmung mit einem Gesamt-Feststoffgehalt von 10 bis 98 Gew.-% erhalten wird. Das Fasermaterial oder geschäumte Kunststoffmaterial, das die Grundlage des Bandes bilden soll, wird dann mit der erhaltenen Aufschlämmung, vorzugsweise durch Tauchüberziehen, imprägniert, und das Lösungsmittel wird durch erzwungene Verdampfung, z. B. durch Hindurchleiten durch einen Kanaltrockner, entfernt. Das erhaltene Band kann dann bis zu seiner Verwendung gewickelt oder sonstwie gelagert werden, gegebenenfalls unter Verwendung eines Trennmaterials. Zur Aktivierung des Bandes, das gewickelt oder in die gewünschte Form deformiert werden kann, kann Wasser oder eine wäßrige Lösung oder Emulsion verwendet werden, wc bei das wasserreaktive Material härtet und das Band in eine feste Masse übergeht. Vorzugsweise wird das Band vor dem Aufbringen auf die zu behandelnde Oberfläche benetzt, obwohl auch umgekehrt vorgegangen werden kann. Das Verdickungsmittel kann so ausgewählt werden, um dem Band beim Aktivieren mit Wasser erhöhte Klebeeigenschaften zu verleihen. Beispiele für Verdickungsmittel, die zur Unterstützung der Adhäsion wirksam sind, sind Celluloseether, wie Methylcelluiose, Polyvinylalkohol und Polyvinylmethyläther.

In die Aufschlämmung können Schäummittel, wie Aluminiumpulver. Metallcarbide und Azoverbindungen eingebracht werden, um vor oder nach der Aktivierung mit Wasser eine geschäumte Struktur bzw. ein geschäumtes Gefüge zu ergeben. Die Imprägnierungsaufschlämmung können zusätzliche Substanzen zugegeben werden, um die Härtungsgeschwindigkeit des Zements zu beschleunigen oder zu verlangsamen, z. B. Zucker und Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalze. Stearinsäure oder andere gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren oder -ester und synthetische Wachse können der Aufschlämmung einverleibt werden, um im letztendlichen gehärteten Material als Imprägnierhilfmittel zu dienen.

Beim Aktivieren des Bandes kann eine wäßrige Lösung verwendet werden, die Substanzen enthält, die die Geschwindigkeit des Härtens des Zements beschleunigen oder verlangsamen. Beispiele für solche Substanzen sind Alkohole, Zucker, Lösungen von Alkali- und Erdalkalimetallsalzen (z. B. Calciumchlorid).

Elastomere und Harzemulsionen mit einem Gesamt-Feststoffgehalt von 1 bis 50 Gew.-% können ebenfalls getrennt oder in Mischung verwendet werden, um die Eigenschaften des gehärteten Materials zu variieren bzw. zu modifizieren, um die Adhäsion und die Flexibilität zu verbessern und auch eine wasserbeständige Sperre zu schaffen. Beispiele für solche Emulsionen sind Latices von natürlichem Kautschuk, Styrol/Butadien-Kautschuk, Polychloropren, Nitrilkautschuk, Po-

lyvinylacetat, acrylischem Material, Polyurethanen, Polystyrol und Styrol/Acrylat-, Vinylacetat/Acrylat-, Acrylnitril/Vinylidenchlorid- und Äthylen/Vinylacetat-Copolymeren, und Bitumina. Solche Harzemulsionen können durch Zugabe von Kolophonium-Derivaten, Kohlenwasserstoffharzen, phenolischen Harzen, Resolen, Cumaron- oder Cumaron/Inden-Harzen oder Mischungen dieser Harze, dispergiert in einem wäßrigen Medium, modifiziert werden.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Bänder werden Portland-Zement als mit Wasser reaktive zementartige Substanz, Methylcellulose als Verdickungsmittel und Nitrilkautschuk als Bindemittel zur Zeit bevorzugt Bevorzugte Zusammensetzungen für die Imprägnier-Aufschlämmung sind 50 bis 150 Gewichtsteile Portland-Zement, bis zu 20 Gewichtsteile, z. B. 1 bis 20 Teile, Methylcellulose oder eines anderen Celluloseäthers, bis zu 10 Gewichtsteile, z. B. 0,5 bis 10 Teile, Nitrilkautschuk oder eines anderen Kautschuks und bis zu 10 Gewichtsteile andere Additiv. Vorzugsweise wird die zementartige Zusammensetzung auf das Band in einer Menge von 0,2 bis 10 kg/m² (auf Trockenbasis) des Basis-Fasermaterials oder des geschäumten Basis-Kunststoffmaterials aufgetragen.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie einzuschränken.

Beispiel 1

85 Gewichtsteile Portland-Zement wurden mit 5 Gewichtsteilen Methylcellulose in einem Keton-Lösungsmittel mit niedrigem Siedepunkt aufgeschlämint Anschließend wurde der Dispersion 1 Gewichtsteil Nitrilkautschuk zugegeben, um einen Gesamt-Feststoffgehalt von etwa 75% Masse zu erzielen. Durch Eintauchen von grobem Jutegewebe in die erhaltene Aufschlämmung und Trocknen des imprägnierten Bandes durch erzwungene Verdampfung wurde ein Band hergestellt.

Beim Aktivieren des Bandes durch Eintauchen in Wasser wurde das Band plastisch, so daß es mit den Fingern geformt werden konnte und gegenüber verschiedenen Oberflächen ein Haftvermögen aufwies. Bei normalen Raumtemperaturen geht das Band über Nacht in einen harten gehärteten Zustand über. Die Geschwindigkeit des Wasserverlustes kann durch Bedecken der Oberfläche mit einem Film, wie Polyäthylen, verlangsamt werden. Dies verbessert die Qualität des erhaltenen gehärteten Bandes. Das trockene Zementband kann nach dem Härten mit einem geeigneten Anstrich oder Schutzüberzug überzogen werden. Ein dekorativer Effekt kann durch Einbetten von Kies, dekorativem Sand, Flocken, Pulvern oder Pigmenten in das nasse ungehärtete Band erzielt werden.

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch in jedem Fall die verwendete Aufschlämmung durch die folgenden Zusammensetzungen ersetzt wurde,· worin alle Teile sich auf das Gewicht beziehen.

Beispiel 3 Beispiel 2

Portland-Zement
Thermoplastischer Kautschuk
(Styrol/Butadien) — Bindemittel
Polyvinylmethyläther — Verdickungsmittel und die Adhäsion förderndes Mittel
Methylcellulose — Verdickungsmittel
Methylenchlorid (Lösungsmittel)

Teile
550,4

5,5

16,5

27,5

400,1 Elektrozement
Sand — Füllstoff
Nitrilkautschuk — Bindemittel
Hydroxypropylmethylcellulose — Verdickungsmittel
Methylethylketon (Lösungsmittel)

Beispiel 4

Portland-Zement

Polyurethankautschuk — Bindemittel Methylhydroxyäthylcellulose —
Verdickungsmittel
Methylenchlorid (Lösungsmittel)

Beispiel 5

Portland-Zement

Styrol/Butadien-Kautschuk — Bindemittel Natriumsilicat — Verdickungsmittel Natriumcarboxymethylcellulose — Verdickungsmittel
Toluol — Lösungsmittel

Beispiel 6

Portland-Zement

Styrol/Butadien-Kautschuk — Bindemittel Glas-Mikrokügelchen - Füllstoff Synthetischer Ton — Verdickungsmittel Methylenchlorid (Lösungsmittel)

Teile 850

Teile 650

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Mit Wasser aktivierbares Band für Konstruktions- und Reparaturzwecke, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Substrat aus einem Fasermaterial oder einem geschäumten Kunststoffmaterial enthält, welches mit einer mit Wasser reaktiven zementartigen Substanz, die mit Wasser unter Bildung einer gehärteten Masse reagiert, imprägniert ist, wobei die zementartige Substanz mindestens einen Zement, ein Verdickungsmittel für den Zement beim Befeuchten mit Wasser und ein Bindemittel zur Bindung der zementartigen Substanz an das Substrat enthält

2. Band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zementartige Substanz in einer Menge von 0,2 bis 10 kg/m², berechnet auf Trockengewichtsbasis, vorhanden ist.

3. Band nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zement Portland-Zement ist.

4. Band nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein natürlicher oder synthetischer Kautschuk ist.

5. Band nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Material auf Bitumen-Grundlage ist.

6. Band nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdickungsmittel ein CeI-luloseätherist.

7. Band nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdickungsmittel Polyvinylalkohol, Methylcellulose oder Polyvinylmethyläther ist.

8. Band nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zementartige Substanz 50 bis 150 Gew.-Teile Zement, 1 bis 20 Gew.-Teile CeI-luloseäther und 0,5 bis 10 Gew.-Teile synthetischen Kautschuk enthält.

9. Verfahren zur Herstellung eines mit Wasser aktivierbaren Bandes nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man eine nicht-wäßrige Aufschlämmung der zementartigen Substanz in einem organischen Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch herstellt, das Substrat mit der Aufschlämmung imprägniert und das Lösungsmittel oder die Lösungsmittel zur Trocknung des imprägnierten Bandes abdampft.