DE2628741A1 - Witterungsbestaendige abdeckung - Google Patents

Witterungsbestaendige abdeckung

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Description

PATENTANWÄLTIN - 2628/41
DR. HELGA WEISSENFELD ·> 6940 Weinheim/Bemstr.
_. . _, ... Höhnerweg 2
Dipl. Chemikerin T.i.fonoeaoi-««■*+8618
Telex 04 65 53t
23. Juni 1976 Dr. W/Sch ON 768
Anmelderin: Firma Carl Freudenberg, Weinheim
Witterungsbeständige Abdeckung
Die Erfindung betrifft eine gegen Wassereinwirkung und Witterungseinflüsse widerstandsfähige Abdeckung aus vulkanisierbarem Material, die zuzüglich dauerhaft temperaturbeständig ist.
Abdeckungen der vorstehend genannten Art finden Einsatz zur Abdichtung von Dächern, insbesondere Flachdächern, im Tiefbau und allgemein immer dann, wenn das Findrinpen von Wasser verhindert oder die Einflüsse einer ungünstigen Witterung ausgeschaltet werden sollen.
Es ist bereits seit langem bekannt, Flächen z.P. Dächer mit Bitumenpappe und Bitumen-Kunststoffbahnen abzudichten. Bei letzteren werden die Eigenschaften des Bitumens durch die Kunststoffzusätze verbessert.
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Es sind auch Abdeckungen, z.B. Dachbahnen, aus Kunststoffen im Gebrauch. In diesem Zusammenhang sind insbesondere thermoplastische Produkte auf Basis von z.B. Polyvinylchlorid, Polyisobutylen, Acrylpolymeren, mit Bitumen modifizierten Acrylpolymeren und Polyäthylen-Bitumen-Kombinationen zu nennen. Gebräuchlich sind auch vulkanisierbare Produkte auf Basis von Chloropren-Kautschuk, chlorsulfoniertem Polyäthylen-Kautschuk und Butylkautschuk.
Alle diese vorstehend genannten Produktgruppen weisen jedoch mehr oder weniger große Nachteile, insbesondere hinsichtlich der Lagerfähigkeit, der Widerstandsfähigkeit gegen äußere, insbesondere Temperatureinflüsse und bezüglich der Kompliziertheit der Verlegemethoden auf. Bei nicht exakter Verlegung besteht die Gefahr, daß die Nahtstellen mehr oder wenirer große Undichtigkeiten zeigen.
So liegen zwar die Vorteile bei Bitumenbahnen in der einfachen Verarbeitbarkeit, jedoch wirkt sich das Kälte-Wärme-Verhalten des Bitumens speziell an den Nahtstellen nachteilig aus. Bei Kälte versprödet das Bitumen und bei Wärme beginnt es zu fließen, so daß Undichtigkeiten unvermeidbar erscheinen.
Kunststoffbahnen mit thermoplastischem Charakter lassen sich zwar einwandfrei an den Nahtstellen verschweißen, jedoch sind die Abdeckungen mit allen Nachteilen von Thermoplasten wie kalter Fluß und Weichwerden bei Wärme, behaftet. Es besteht zuzüglich die Gefahr einer Perforation der Abdeckung durch Steinchen oder andere mechanische Beschädigungen.
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Vulkanisierte Folien lassen sich nur sehr aufwendig verlegen, weil die Herstellung einer guten und dauerhaft abdichtenden Nahtstelle schwierig ist. Aus diesem Grunde haben sich praktisch nur chlorsulfonierte FoIyäthylenfolien bewährt, welche eine Zwischenstellung zwischen thermoplastisch verarbeitbaren und vulkanisierbaren Materialien darstellen. Dachfolien aus chlorsulfoniertem Polyäthylen sollen nach dem Verlegen auf dem Dach ausvulkanisieren, so daß die Nahtverbindung durch Verschweißen noch möglich ist. Die Chlorsulfonylgruppierung ist aber wasserempfindlich, so daß die Gefahr einer vorzeitigen Ausvulkanisation bereits beim Lagern besteht.
Polyvinylchlorid-Folien und Bahnen sind ebenfalls thermoplastisch verarbeitbar und lassen sich durch Quellverschweißung einfach und zuverlässig verbinden. Nachteilig ist aber die Weichmacherwanderung. FVC-Bahnen können bei Anwesenheit von Bitumen nicht angewendet werden, so daß z.B, eine Reparatur von Bitumendächern mit FVC-Folien nicht in Frage kommt.
Seit einiger Zeit sind Abdeckfolien und Dachbahnen auf Basis von Ä"thylen-Propylen-Kaut£schuk bzw. Kthylen-Fropylen-Terpolymeren mit Dienen als Terkomponenten bekannt. Diese Bahnen auf EPDM-Basis zeichnen sich durch hohe Elastizität, Witterungsbeständigkeit und vor allem durch Verträglichkeit mit Bitumen aus. Es ist aber bekannt, daß sich Produkte auf Basis olefinischer Kohlenwasserstoffe nur schwer oder gar nicht verbinden lassen. Dies hat zur Folge, daß die sonst als sehr vorteilhaft erscheinenden EFDM-Eahr.en keine einwandfreien Nahtverbindungen ergeben, weil immer die Gefahr von Undichtigkeiten besteht.
-H-
709852/0534
Es sind deshalb zum Verkleben Bänder im Handel, deren Anwendung auf der Baustelle aber umständlich und zeitaufwendig ist. Die Bänder altern und verspröden zuzüglich mit der Zeit, so daß EPDM-Bahnen nur begrenzte Anwendung finden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine temperatur- wasser- und witterungsbeständige Abdeckung zu entwickeln, die zuzüglich lagerbeständig und problemlos zu verarbeiten bzw. zu verlegen und abzudichten ist. Die Abdeckung soll dabei die Vorteile der Elastomerbahn mit denen der Thermoplastbahn kombinieren. Gleichzeitig soll eine problemlose Nahtverbindung an jeder beliebigen Stelle der Abdeckung bzw. Bahn gewährleistet sein.
Es wird eine gegen Wassereinwirkung und Witterungseinflüsse widerstandsfähige Abdeckung aus vulkanisierbarem Material vorgeschlagen, mit dem Kennzeichen, daß sie aus mehreren, miteinander verbundenen Flächengebilden, z.B, Folien, besteht, wobei wenigstens eine elastomere Innenschicht vorgesehen ist, die einen an sich bekannten Vulkanisationsbeschleuniger enthält, zusammen mit wenigstens je einer oberen und unteren Außenschicht, wobei alle Flächengebilde vulkanisierbar und wenigstens die Außenschichten thermisch und/oder durch Lösungsmittel verschweißbar sind. Besonders bewährt hat sich ein derartiges mehrschichtiges Gebilde, dessen die Schichten bildenden Folien durch Vulkanisation dauerhaft untereinander verbunden sind. Die Außenschichten sollen zweckmäßig vulkanisationsbeschleunigerfrei sein.
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Die erfindungsgemäße Abdeckung ist demgemäß so aufgebaut, daß eine vulkanisierbare Innenschicht aus einer oder mehreren Vulkanisationsbeschleuniger enthaltenden Folien mit mindestens zwei, d.h. einer oberen und unteren Außenschicht aus nicht beschleunigten, jedoch ebenfalls vulkanisierbaren Materialien, kombiniert wird. Alle Schichten werden mit einer geeigneten Vorrichtung, z.B. einer Vulkanisiermaschine, fest miteinander verbunden. Die Mischungen sind zweckmäßig so eingestellt, daß die nicht beschleunigten Außenschichten durch den Beschleunigeranteil der Innenschicht miterfaßt werden und deshalb mit der Innenschicht chemisch verbunden sind. Eine Trennung der Schichten auch bei höherer Temperatur, z.B. 8o-loo°C, ist nicht möglich. Durch geeignete Zusammensetzung bzw. Ausrüstung wenigstens eines der miteinander verbundenen Flächengebilde, z.B. der den Vulkanisationsbeschleuniger enthaltenden Innenschicht, ist die Abdeckung in der Lage, beim Gebrauch bzw. nach der Verlegung z.B. als Dachbahn nachzuvulkanisiereri. Hierdurch werden die Gebrauchseigenschaften in einem ganz ■ erheblichen Maße verbessert. :
Allgemein kann gesagt werden, daß die Eigenschaften der Abdeckung im wesentlichen von der elastischen vulkanisierbaren und den Vulkanisationsbeschleuniper enthaltenden Innenschicht bestimmt werden. Dies hat zur Folge, daß das Mehrschichtgebilde ebenfalls elastisch ist und keinen kalten Fluß zeigt. Auch bei höherer Temperatur, z.B. 8q-1oo°C, und bei senkrechter Anbringung kriecht die Bahn nicht. Die Abdeckung läßt sich somit auch senkrecht befestigen, z.B. an Anschlüssen von Lichtkuppeln, Entlüftungsrohren usw.-
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Eo ist weiterhin wesentlich, daß die Außenschichten thermisch und/oder mit Hilfe von Lösungsmitteln verschweißbar sind, wobei es im allgemeinen bevorzugt wird, wenn diese Außenschichten vulkanisationsbeschleunigerfrei sind. Sowohl die Innenschichten als auch die Außenschichten bestehen aus vulkanisierbarem Material, zweckmäßig auf der Basis von EPDM, das in der Regel bevorzugt wird. Für die Außenschichten haben sich auch Verschnittmaterialien aus EPDM und EPM bewährt. Weitere geeignete vulkanisierbare Stoffe sind z.B. Chloropren-Kautschuk, chlorsulfonierter Polyäthylen-Kautschuk, Butylkautschuk und dgl.
Langzeitversuche haben gezeigt, daß die erfindungsgemäßen Abdeckungen bei Temperaturen von 8o-loo°C, wie sie z.B. bei starker Sonneneinstrahlung auf Flachdächern eintreten lönnen, in ihren Eigenschaften aufgrund der bereits erwähnten Nachvulkanisierung im Gebrauch noch verbessert werden. Von dieser Machvulkanisation ist insbesondere die bei herkömmlichen Abdeckungen so empfindliche Nahtstelle betroffen. Es ergibt sich somit absolute Dichtigkeit auch unter ungünstigsten Bedingungen. Zum Verlegen der erfindungsgemäßen Abdeckung sind an sich alle thermisch und/oder mit Hilfe von Lösungsmittel arbeitenden Schweißverfahren geeignet. Bewährt hat sich jedoch ein besonders vorteilhaftes Verfahren, das ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist. Bei diesem Verfahren werden zunächst in an sich bekannter Weise Zuschnitte überlappend nebeneinander angeordnet und die "ahtsteilen dann mit einem reeigneten Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch, das a-reckm^ßig einen Vulkanisationsbeschleuniger enthält, unter Ausbildung einer nach .der Verdunstung des bzw. der Lösungsmittel undurchlässigen, mechanisch und thermisch widerstandsfähigen Verbindung dauerhaft miteinander verschweißt werden.
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Die erfindungsgemäße Abdeckung kann bei normaler Temperatur, z.B. bis 25°C unbegrenzt gelagert werden. Sie ist auch gegen kurzfristig einwirkende höhere Temperaturen widerstandsfähig, wie sie beispielsweise bei Transporten auftreten können. Auch hierbei werden die Eigenschaften nicht verändert, d.h. die Bahn bleibt verschweißbar.
Durch die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verlegung der Bahnen angewandte Quellverschweißung ergibt sich ein minimaler Aufwand für den Verleger, z.B. den Dachdecker.
Durch den vorgeschlagenen Zusatz von Vulkanisationsbeschleuniger zu dem Lösungsmittel (Quellschweißmittel) wird die Sicherheit, daß eine dichte Naht entsteht, durch die allmähliche Vulkanisation bzw. Nachvulkanisation der Bahn an der Nahtstelle in einem bisher nicht erreichten Maße gesteigert.
Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß die Nahtstelle sofort nach dem Verlegen, d.h. bereits unmittelbar nach dem vollständigen Verdunsten des Lösungsmittels, voll belastet werden kann und auch durch hohe Temperaturen hinsichtlich der Dichtigkeit nicht beeinflußt wird. Eine 2-Tage alte Nahtverbindung wurde beispielsweise in 800C heißem Wasser in einem Bally-Penetrometer 8000 mal gestaucht, ohne daß die Dichtigkeit hiervon beeinflußt wurde.
Die Widerstandsfähigkeit der Abdeckung kann, wie dies in vielen Fällen erwünscht ist, durch eine zusätzliche Innenschicht aus nicht gewebten oder gewebten Flächengebilden aus textilem Material oder aus Glasfasern oder dgl. gesteigert werden.
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Wegen der Bitumenbeständigkeit der erfindungsgemäßen Abdeckung, ist ein nahezu unbegrenzter Einsatz möglich.
Das nachfolgende Beispiel zeigt eine erfindungsgemäft aufgebaute Abdeckplane.
Beispiel 1
Zunächst wird ein Rohling mit einer Stärke von o,3-l,5 mm, bevorzugt 0,6-0,7 nun gezogen, welcher die nachfolgend mit A bezeichnete Zusammensetzung aufweist. Weiterhin werden zwei Rohlinge der Zusammensetzung B in einer Stärke von etwa o,5 mm gezogen. Alle drei Schichten werden mit einer automatischen Vulkanisiermaschine zusammenvulkanisiert und damit ai einem Dreischichtengebilde vereinigt. Es können selbstverständlich auch mehr als drei Schichten aufeinandervulkanisiert werden bzw. falls eine besondere Steifigkeit gefordert wird, kann zwischen den Schichten A und B jeweils noch ein Flächengebilde aus einem gewebten oder nicht gewebten Material eingelegt werden. Hierbei wird lediglich die Dehnung und Elastizität der Abdeckbahn etwas verschlechtert, die mechanischen Eigenschaften jedoch verbessert.
-9"
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Ή α 262^741
loo,oo Gew.Tie. Ιοο,οο Gew.Tie,
(Kthylenpropylenterpolymer)
Ruß 12o,oo Gew.Tie. 12o,oo Gevr.Tle,
Naphthenisches öl 60,00 Gew.Tie. 60,00 Gew.Tie,
ZnO 5,00 Gew.Tie. 5>oo Gew.Tie.
Stearinsäure Ι,οο Gew.Tie. Ι,οο Gew.Tie.
Alterungsschutzmittel - 2,5o Gew.Tie. 2,5o Gew.Tie.
Tetramethylthiuramdisulfid Ι,οο Gew.Tie.
2-Mercapto-Benzothiazol Ι,οο Gew.Tie.
Zinkdiäthyldithiocarbamat 2,00 Gew.Tie.
Schwefel l,5o Gew.Tie.
709852/0534
2678741
Das Mehrflächengebilde ist gegen Witterungseinflüsse aller Art beständig, wobei Unercpfindlichkeit repenilber Temperaturen von -JJo0C bis +loo°C besteht. Bei senkrechter Anordnung tritt auch bei höheren Temperaturen kein Kriechen oder kalter Fluß ein.
Prüfwerte nach DIN 7864:
Härte Shore A
Dicke
Flächengewicht
Dichte
Spannwert bei loojS Dehnung Zugfestigkeit
Bruchdehnung
Weiterreißfestigkeit Perforations festigkeit
Biegeversuche bei - lo°C und - 3o°C
Verhalten nach Ozon- und Wasserlagerung
Mafiänderung bei loo" nach 3 Tapen -1/6 längs,o% quer Zugfestigkeit bei Ro° 3,74 N/rrm2
Schlitzdruckprüfung B^hn bleibt dioht
Die Bahn läßt sich mit Hilfe von Quellschweißmitteln nahtlos verbinden. Als Quellschweißmittel wird eine Mischung von Perchloräthylen und Methylenchlorid verwendet, die zuzüglich noch 1-2 Gew. % Vulkanisationsbeschleun:?°r enthalten kann. Es wurde bereits mehrfach darauf hinfewiesen, daß dieser Zusatz die Zuverlässigkeit der Nahtverbindung erhöht. Besonders vorteilhaft ist es, wenn dem Lösungsmittelcemiach noch 3-4 Gew. % Äthylalkohol beigemischt werden, um Kondenswasser an der zu verklebenden Stelle zu binden.
-11-
709852/0534
65° mm
1,98 g/m2
215o,o g/cirr
1,28 N/mm2
1,4 N/im2
2M %
59o,o N/mm
12 ,o kp
131.O Risse
keine Risse
keine

Claims (8)

Patentansprüche:
1. Gegen Wassereinwirkung und Witterungseinflüsse widerstandsfähige Abdeckung aus vulkanisierbarem Material, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mehreren, miteinander verbundenen Flächengebilden, z.B. Folien, besteht, wobei wenigstens eine elastomere Innenschicht vorgesehen ist, die einen an sich bekannten Vulkanisationsbeschleuniger enthält, zusammen mit wenigstens je einer oberan und unteren Außenschicht, wobei alle Flächengebilde vulkanisierbar und wenigstens die Außenschichten thermisch und/oder durch Lösungs- bzw. Quellmittel verschweißbar sind.
2. Abdeckung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Flächengebilde durch Vulkanisation dauerhaft untereinander verbunden sind.
3· Abdeckung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftenschichten vulkanisationsbeschleunigerfrei sind.
Ij. Abdeckung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß alle miteinander verbundenen Flächengebilde aus einem geeigneten vulkanisierbaren EPDM-Material bestehen.
5. Abdeckung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenschioht bzw. die Innenschichten aus EPDM-Material bestehen und die obere und untere Außen3chicht aus einem vulkanisierbaren Verschnittmaterial aus EPDM und EPM.
-12-
709852/0534
ORIQlIlAl.
öl
6. Abdeckung nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch geeignete Zusammensetzung bzw. Ausrüstung wenigstens eines der miteinander verbundenen Flächengebilde, z.B. der einen Vulkanisationsbeschleuniger enthaltenden Innenschicht, im Gebrauch nachvulkanisierbar ist.
7. Abdeckung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß zuzüglich eine oder mehrere Innenschichten aus gewebtem oder nicht gewebtem textilem Material, aus Glasfasern oder dgl. vorgesehen sind.
8. Verfahren zum Verlegen einer Abdeckung nach Anspruch 1-7, z.B. als Dachbahn, zur Wasserabdichtung oder dgl., dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in an sich bekannter Weise Zuschnitte überlappend nebeneinander angeordnet werden und die Nahtstellen dann mit einem geeigneten Lösungs- oder Quellmittel bzw. einem Gemisch dieser Substanzen, das gegebenenfalls einen Vulkanisaticnsbeschleuniger enthält, unter Ausbildung einer nach der Verdunstung des bzw. der Lösungs- bzw. Quellmittel undurchlässigen, mechanisch und thermisch widerstandsfähigen Verbindung dauerhaft miteinander verschweißt werden.
70985 2/0534
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