DE29723902U1 - 2-Komponenten-Polyurethan-Klebstoff-Zusammenset-zung zur Verwendung in verklebten Bauteilen aus Kalksandstein und ähnlichen Materialien - Google Patents

2-Komponenten-Polyurethan-Klebstoff-Zusammenset-zung zur Verwendung in verklebten Bauteilen aus Kalksandstein und ähnlichen Materialien

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Description

MAIWALD GMBH
PATENTANWÄLTE
München
Dr. Walter Maiwald
Patentanwalt
European Patent Attorney
European Trademark Attorney
Dr. Volker Hamm
Dr. Stefan Michalski
Patentanwälte
European Trademark Attorneys
Lörrach
Dr. Walter Maiwald European Patent Attorney
in Zusammenarbeit mit: Schulze & Althoff Anwaltskanzlei
Aktenzeichen ~.
Neuanmeldung H. B. FULLER.
Unser Zeichen F 7941
München
05. März 1999
Übersetzung
des PCT-Dokuments PCT/US97/15595
H.B. FULLER LICENSING & FINANCING, INC.
Willow Lake Boulevard, Box 64683
St. Paul, Minnesota 55164-0683
Vereinigte Staaten von Amerika
2-Komponenten Polyurethan-Klebstoff-Zusammensetzung
zur Verwendung in verklebten Bauteilen aus Kalksandstein
und ähnlichen Materialien
WM:NH
POSTFACH 330523 · 80065 MÜNCHEN
ELISENHOF · ELISENSTRASSE 3 · 80335 MÜNCHEN
TELEFON +49/(0)89-74 72 66-0 · FAX +49/(0)89-77 64 24 · VOICE +49/(0)89-74 72 66 10
Email: maiwald @ maiwald-partner. com
Geschäftsführer: Dr, Walter Maiwald · HRB Nr. 111307
Die Erfindung betrifft Baugruppen aus Kalksandsteinstücken oder anderen Materialien des Maurers (d.h. Stein, Ziegel, Keramik oder Beton) die miteinander verbunden sind, um ein Bauteil zu bilden. Insbesondere betrifft die Erfindung Bauelemente wie etwa eine Wand, einen Fußboden, oder ein Gehwegelement, das Kalksandsteinstücke oder andere Materialien des Maurers umfaßt, wobei die Stücke dieses Materials, welche das Bauelement bilden, mittels einer reaktiven 2-Komponenten Polyurethan-Klebstoff-Zusammensetzung in fester Beziehung zueinander verbunden sind.
Materialien, wie Mörtel, zur festen Verbindung von Kalksandsteinstücken und anderen Materialien des Maurers sind bekannt.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Materialien weisen den Nachteil auf, daß sie über eine zu geringe Klebkraft oder Adhäsionskraft verfugen, so daß sich bei Verwendung dieser Materialien keine großflächigen Gebilde aus Kalksandsteinen, beispielsweise gemauerte Fertigbauelemente oder vorgefertigte Tafeln, herstellen lassen, die anschließend ohne Verwendung von Stützelementen in einem Stück verschwenkbar, hebbar oder transportierbar sind, ohne daß eine Gefahr von Schädigungen des Mauerelements besteht. Solche mit herkömmlichen Verbindungsmaterialien vorgefertigten Tafeln sind normalerweise so schwach gebunden, daß deren ungestütztes Schwenken, Heben oder Transportieren die teilweise oder vollständige Ablösung der einzelnen Elemente aus ihrer Verbindung im Mauerelement zur Folge hat. Folglich war es oft notwendig, Stahlverankerungen oder dergleichen in die Mauerelemente einzubauen, um die Handhabungsstabilität des Elements zu verbessern. Die gemäß dem Stand der Technik hergestellten Mauerwerke weisen ferner den Nachteil auf, daß die für die ortsfeste Halterung verwendeten Materialien sich nicht in sehr dünnen Schichten auftragen lassen. Darüber hinaus tritt bei der Verklebung von Kalksandsteinen und dergleichen unter Verwendung der im Stand der Technik bekannten Materialien, aufgrund der relativ dicken Auftragungsschicht, das Material an den Seitenrändern der Verklebungsflächen aus, so daß sich zum einen keine Mauerwerke mit glatten Außenflächen herstellen lassen und zum anderen die einzelnen Kalksandsteine nicht durchgehend, einheitlich, formschlüssig verbunden werden. Schließlich beträgt die Abbindezeit, d.h. die Zeit bis zum vollständigen Aushärten von Mörteln, üblicherweise 24 Stunden und langer, so daß vorgefertigte Mauerelemente nicht schon nach wenigen Stunden hebbar, transportierbar bzw. bearbeitbar sind, ohne daß die Gefahr einer Schädigung des Mauerelements besteht.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Klebstoff-Zusammensetzung für Kalksandsteine und ähnliche Materialien des Maurers mit einer schnellen Aushärtezeit und hoher Klebkraft zu finden, womit ein selbsttragendes Mauerwerk konstruiert werden kann. Diese Aufgabe wurde mittels einer reaktiven 2-Komponenten Polyurethan-Klebstoff-Zusammensetzung gelöst, wobei die Zusammensetzung eine Komponente (A), die wenigstens ein Polyol und vorzugsweise auch wenigstens einen Weichmacher enthält, und eine Komponente (B), die wenigstens eine Isocyanatverbindung enthält, umfaßt.
Durch die kürzeren Aushärtezeiten der erfindungsgemäß verwendeten Zusammensetzung werde»·geringere Lagerkapazitäten bei der Herstellung von Fertigbauelementen benötigt. Vorteilhaft ist außerdem, daß sich sogenannte Kalksandsteintafeln, aufgrund verkürzter Aushärtezeiten, wesentlich schneller und daher kostengünstiger herstellen lassen. Insbesondere lassen sich Mauerelemente als Fertigelemente von beliebiger Größe, beispielsweise geschoßhohe Mauerwerke aus Kalksandsteinen und dergleichen herstellen. Solche mehrere Tonnen schweren Mauerelemente bzw. Fertigbauelemente lassen sich bereits nach kurzer Zeit ohne die Gefahr von Schädigungen des Mauerelements bearbeiten, da die erfindungsgemäß verwendete Zusammensetzung solche Mauersteine wie etwa Kalksandstein, etc. bruchfest verbinden kann. So lassen sich solche mehrere Tonnen schwere Fertigbauelemente, aufgrund der durch die Verklebung erreichten statischen Eigenschaften, ohne Stützstreben, bereits nach kurzer Zeit, beispielsweise durch einen Kran anheben. Dadurch, daß sich die Zusammensetzung sehr dünn auftragen läßt, können die Fertigbauelemente fugendicht hergestellt werden. Ferner läßt sich die erfindungsgemäße Zusammensetzung maschinell verarbeiten und durch sogenannte Bauroboter oder andere geeignete computergesteuerte Vorrichtungen auftragen, wodurch ein weiterer Vorteil im Verarbeitungsprozeß gegenüber den mit herkömmlichen Mörteln hergestellten Wandelementen gegeben ist.
Kurze Beschreibung der Figuren
Figur 1 zeigt eine Frontansicht eines erfindungsgemäßen Wandelements.
Figur 2 zeigt einen Seitenquerschnitt des Wandelements aus Figur 1 entlang der
Linie 2-2 aus Figur 1.
In den Figuren ist ein erfindungsgemäßes, selbsttragendes Wandelement 1 gezeigt. Das Wandelement 1 ist aus miteinander durch Klebstoffschichten 3 verbundenen Kalksandsteinblöcken 2 aufgebaut. Die Klebstoffschichten 3 werden von einem ausgehärteten 2-Komponenten Polyurethan Klebstoff, wie dem hierin beschriebenen, gebildet. In der Ausführungsform der Figuren sind die Blöcke 2a in der letzten Reihe der Blöcke 2 durchbohrt, um Löcher 4 zu schaffen, durch die Hebestangen 5 für Transport- und Aufstellungszwecke geführt werden.
Ein Hebebalken 6, schwebend gehalten von einem nicht gezeigten Baukran, weist eine Vielzahl von daran angebrachten Seilverbindungen 7 auf. Auf beiden Seiten des Wandelements sind Ketten 8 an den Hebestangen 5 und den Kettenverbindungen 7 angebracht. Auf diese Weise kann das Wandelement 1 ohne Stützelemente angehoben, transportiert und am Bauplatz aufgestellt werden. Nach der Plazierung werden die Ketten abgenommen, die Hebestangen 5 entfernt, und die Löcher 4 mit einem geeigneten Mörtel oder Dichtstoff verstopft. Das Aufstellverfahren ist demnach sehr einfach im Vergleich zu anderen Installationstechniken für Mauerwerk-Fertigelemente.
Selbstverständlich ist, daß andere Transport- und Aufstellungstechniken, die keiner Hebestangen 5 und Ketten 8 bedürfen, ebenso verwendet werden können, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Ein wichtiger Aspekt der Erfindung liegt darin, ein geeignetes Klebstoffmaterial zur Verwendung bei der Bildung der Klebstoffschichten 3 zu finden. In dieser Hinsicht wurde gefunden, daß ein reaktives 2-Komponenten Polyurethan überraschenderweise in der Lage ist, die Aufgabe der Erfindung, nämlich Materialien wie Kalkstein zu verbinden, zu erfüllen. Die reaktive 2-Komponenten Polyurethan-Klebstoff-Zusammensetzung kann ebenso für alle Anwendungszwecke vorteilhaft verwendet werden, wo Steine jeder Art, einschließlich Stein, Ziegel, Beton und Keramik, fest miteinander verbunden werden sollen, um Mauerwerk, Fertigbauelemente, Tafeln, horizontale Gebilde wie Böden und Gehwege, und andere Gebilde zu erzeugen.
Die eine Komponente "(A)" der erfindungsgemäßen Zusammensetzung umfaßt ein Polyol, vorzugsweise auch einen Weichmacher und gegebenenfalls wenigstens einen anderen Bestandteil wie etwa Modifikatoren der physikalischen oder der Härtungseigenschaften des Klebstoffsystems, beispielsweise Amine, Kieselsäuren, Molekularsiebe, Regler der
Härtungsgeschwindigkeit, Beschleuniger und/oder Füllstoffe.
Die Komponente (A) umfaßt wenigstens ein Polyol, das vorzugsweise ein Molekulargewicht (in g/Mol) von bis zu 6000, bevorzugt zwischen 100-6000, mehr bevorzugt zwischen 200-2000, und besonders bevorzugt zwischen 800-1500 aufweist.
Vorteilhaft ist es, wenn das Polyol eine OH-Zahl von bis zu 1400, vorzugsweise zwischen 20-1000, mehr bevorzugt zwischen 100-600 und besonders bevorzugt zwischen 200-500 aufweist.
Geeignete Polyole umfassen Polyetherpolyole, Polyesterpolyole und/oder Polyetherpolyesterpolyole.
Ein erster Grundtypus bevorzugter Polyole für die Komponente (A) beruht auf Polyethern und deren Abwandlungsprodukten. Der Begriff "Polyol", wie in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet, schließt sowohl Diole als auch Triole, wie auch Verbindungen mit mehr als drei Hydroxylgruppen je Molekül ein. Die Verwendung von Triolen ist besonders bevorzugt.
Insbesondere eignen sich erfindungsgemäß Polyether, wie Poly(alkylenoxid)glykole, worin Alkylen C2-C20 ist, beispielsweise PoIy(1,2- und l,3-propylenoxid)glykol, Poly(tetraethylenoxid)glykol, Poly(pentamethylenoxid)glykol, Poly(hexamethylenoxid)glykol, Poly(heptamethylenoxid)glykol, Poly(octamethylenoxid)glykol, Poly(nonamethylenoxid)glykol und PoIy(1,2-butylenoxid)glykol; ferner beliebige Blockcopolymere von Ethylenoxid und/oder 1,2-Propylenoxid und Polyformaldehydacetale, die durch die Reaktion von Formaldehyd mit Glykol, wie Pentamethylenglykol oder Glykolmischungen, beispielsweise einer Mischung von Tetramethylen- und Pentamethylenglykolen, hergestellt werden.
Vorzugsweise umfaßt die Polyether-Untereinheit ein Polyoxyalkylenpolyol mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen in der Alkylengruppe. Besonders bevorzugt umfaßt das Polyoxyalkylenpolyol Polytetramethylenetherglykol (PTMEG). Weitere bevorzugt geeignete Polyetherpolyole sind kurzkettige Diole oder Triole mit Molekulargewichten von weniger als 250 g/Mol, abgeleitet von Diolen oder Triolen mit 2-15 Kohlenstoffatomen, wie Ethylen-, Propylen-, Tetramethylen-, Isobutylen-, Pentamethylen-, 2,2-
Dimethyltrimethylen-, Hexamethylene Decamethylen-Glykole, Dihydroxycyclohexan, Cyclohexandimethanol, Resorcinol, Hydrochinon, 1,5-Dihydroxynaphthalin und dergleichen. Außerdem bevorzugt sind aliphatische Diole oder Triole mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen. Geeignete Bisphenole schließen Bis(p-hydroxydiphenyl), Bis(phydroxyphenyl)methan, Bis(p-hydroxyphenyl)propan und 2,2-Bis(phydroxyphenyl)propan ein.
Diole oder Triole mit Molekulargewichten von größer als 250 g/Mol, abgeleitet von den vorgenannten Diolen oder Triolen sind ebenfalls erfindungsgemäß einsetzbar.
Ein zweiter Grundtypus bevorzugter Polyole für die Komponente (A) beruht auf Polyestern und deren Abwandlungsprodukten.
Insbesondere eignen sich Polyesterole, die Reaktionsprodukte von verschiedenen Polyolen mit aromatischen oder aliphatischen Dicarbonsäuren und/oder Polymeren von Lactonen sind.
Typische Beispiele der aromatischen Säuren, welche zur Bildung geeigneter Polyesterpolyole verwendet werden können, schließen Terephthalsäure, Isophthalsäure, Phthalsäure, Phthalsäureanhydrid, substituierte Dicarbonsäureverbindungen mit Benzolkern, wie Bis(p-carboxyphenylmethan)benzoesäure, p-Oxy(p-carboxyphenyl)benzoesäure, Ethylen-bis(p-oxybenzoesäure), Ethylen-bis-(p-benzoesäure), Tetramethylen-bis(p-oxybenzoesäure), 1,5-Naphthalindicarbonsäure, 2,6-Naphthalindicarbonsäure, 2,7-Naphthalindicarbonsäure, Phenantrendicarbonsäure, Anthracendicarbonsäure, 4,4'-Sulfonyldibenzoesäure, Indendicarbonsäure, und ähnliche sowie ringsubstituierte Derivate davon wie C2.10 Alkyl-, Halogen-, Alkoxy- oder Aryl-Derivate ein. Ferner können Hydroxysäuren wie p(ß-Hydroxyethoxy)benzoesäure verwendet werden, sofern eine aromatische Dicarbonsäure hinzukommt.
Typische Beispiele von aliphatischen Säuren, welche zur Bildung geeigneter Polyesterpolyole verwendet werden können, schließen Sebacinsäure, Adipinsäure und Glutarsäure ein.
Typische Beispiele von Polyolen, welche zur Bildung geeigneter Polyesterpolyole verwendet werden können, schließen Ethylenglykol, Butandiol, Neopentylglykol,
Hexandiol, Propylenglykol, Dipropylenglykol, Diethylenglykol und Cyclohexandimethanol ein.
Außerdem können die vorgenannten Verbindungen zur Darstellung der Polyetherpolyole zur Veresterung mit den aufgeführten Säureverbindungen erfindungsgemäß verwendet werden.
Ein dritter Grundtypus bevorzugter Polyole für die Komponente (A) beruht auf Polyetherpolyestern.
Insbesondere eignen sich erfindungsgemäß als Polyetherester Reaktionsprodukte von verschiedenen vorhergehend genannten Polyolen mit aromatischen oder aliphatischen Dicarbonsäuren und/oder Polymeren von Lactonen (z.B. Polycaprolacton). Besonders geeignet sind Fettsäureester und teil-(hydrierte) Fettsäureester. Besonders bevorzugt ist Rizinusöl und/oder Derivate davon.
Die zweite Komponente "(B)" des in der Erfindung verwendeten reaktiven 2-Komponenten -Polyurethan-Klebstoffs umfaßt eine Polyisocyanatverbindung, d.h. eine Verbindung mit mindestens zwei Isocyanatgruppen je Molekül. Die Komponente (B) kann ausschließlich aus Polyisocyanat zusammengesetzt sein, d.h. aus einer oder mehrerer Verbindungen mit mehrfacher Isocyanat-Funktionalität, sie kann aber auch andere Bestandteile enthalten. Vorzugsweise weist die Komponente (B) eine mittlere Isocyanatfunktionalität von größer als 1, vorzugsweise von ca. 2-3,2, und besonders bevorzugt von 2,5 - 2,8 auf. Bevorzugt ist eine Funktionalität von mindestens 2. Das Isocyanat kann aromatisch oder aliphatisch sein. Typische Beispiele von aromatischen Isocyanaten schließen Diphenylmethylendiisocyanat, Tetramethylxyloldiisocyanat (TMXDI), Isophorondiisocyanat und Toluoldiisöcyanat ein. Typische Beispiele aliphatischer Diisocyanate schließen Hexamethylendiisocyanat, hydriertes MDI, Napthalindiisocyanat, Dodecandiisocyanat, dimeres Diisocyanat sowie alle polymeren und trimeren Isocyanate ein. Vorzugsweise umfaßt das Isocyanat Diphenylmethylendiisocyanat, Tetramethylenxyloldiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Toluoldiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat oder Mischungen davon. Am meisten bevorzugt umfaßt das Isocyanat Methylendi(phenylisocyanat) und Reaktionsprodukte davon.
Die Komponente (B) enthält vorzugsweise eine oder mehrere isocyanatfunktionalisierte
Präpolymerverbindungen, zum Beispiel:
Präpolymere wie Desmodur® PF, Mondur® PF oder Isonate® M 342, bei denen es sich um Umsetzungsprodukte von Diphenylmethandiisocyanat bzw. Diphenylmethandiisocyanat-Oligomeren mit Di- und/oder Tripropylenglykol handelt;
Umsetzungsprodukte solcher Präpolymere mit einem molaren Unterschuß von Polyolen;
Umsetzungsprodukte von Diphenylmethandiisocyanat mit einem molaren Unterschuß von längerkettigen, im wesentlichen bifunktionellen Polyolen;
Urethanimin-modifizierte Diphenylmethandiisocyanat-Derivate, wie beispielsweise Suprasec® 2020 oder Desmodur® CD, bei denen die Modifizierung insbesondere in der Einführung von Seitengruppen oder Seitenketten besteht; geeignete Verbindungen fur Seitengruppen sind Allophanate und Carbodiimide;
Umsetzungsprodukte solcher modifizierten Isocyanate mit einem molaren Unterschuß von Polyolen.
Analog gebildete andere isocyanatfünktionalisierte Präpolymerverbindungen lassen sich erfindungsgemäß ebenfalls einsetzen. So lassen sich beispielsweise erfindungsgemäß entsprechende Verbindungen auf der Basis anderer Diisocyanate, wie Toluylendiisocyanat, Hexandiisocyanat, hydriertes Diphenylmethandiisocyanat, Isophorondiisocyanat und dergleichen einsetzen.
Die Komponente (B) kann neben einer oder mehrerer dieser Isocyanatverbindungen ebenfalls einen oder mehrere Zusätze wie Weichmacher, Kieselsäuren, Molekularsiebe, Regler, Beschleuniger, Füllstoffe und /oder andere übliche Zusätze wie Pigmente, Thixotropiermittel und dergleichen enthalten.
Es ist natürlich stattdessen auch möglich, meist aber nicht zweckmäßig, die genannten Zusätze separat von den Polyolanteilen der Komponente (A) und den Isocyanatanteilen der Komponente (B) dem reaktiven 2-Komponentensystem erst beim Mischen zuzusetzen.
Vorzugsweise wird der Komponente (A) ein Amin, einschließlich Diamine und andere multifunktionelle Amine, beispielsweise das von Witco AG erhältliche Euredur® 43, und/oder hochdisperse Kieselsäure, beispielsweise Kieselsäure HDK zugesetzt, da diese Verbindungen der Zusammensetzung thixotrope Eigenschaften verleihen. Es ist vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Zusammensetzung thixotrope Eigenschaften aufweist, da dann, wenn auf das Gemisch der Zusammensetzung Druck ausgeübt wird, beispielsweise durch die beim Mauern verwendeten Kalksandsteine, die Zusammensetzung in die Feinporen des Steinmaterials tiefer eindringt, wodurch eine verbesserte ortsfeste Halterung erreicht wird.
Die Fixierung der Steine mittels der erfindungsgemäßen Zusammensetzung wird infolge des Polymeraufbaus und der Vernetzungsreaktion erreicht. Darüber hinaus können reaktive Gruppen des Kalksandsteins mit den Isocyanat-Gruppen vernetzen.
Erfindungsgemäß lassen sich natürlich nicht nur Kalksteine, sondern alle Arten von Bausteinen zur Herstellung von Fertigbauelementen, Mauern, Tafeln, Böden und Gehwegen, etc. verwenden. Vorteilhaft ist, wenn die Bausteine zumindest eine geringe Porosität aufweisen, damit die Klebstoffzusammensetzung zwecks Ausbildung einer dauerhaften, bruchfesten Bindung in die vorgenannten Bausteine eindringen kann. Das Eindringen des Klebstoffs in die Kalksteinoberfläche und die Bruchfestigkeit der zusammengesetzten Wand wird durch die Anwesenheit eines Weichmacherbestandteils in der Klebstoffzusammensetzung verbessert. Geeignete Bausteine umfassen Kalkstein, Gasbeton, Ytong-Steine, Ziegel (einschließlich Kalksandstein) und dergleichen.
Die Topfzeit beträgt zwischen 30 Sekunden und 3 Stunden. Vorteilhaft ist eine Topfzeit zwischen 3 und 30 Minuten. Die Topfzeit sowie die Aushärtezeit kann durch die Auswahl der Komponentenzusammensetzung und der Anteile der verwendeten Zusätze entsprechend eingestellt werden.
Üblicherweise wird die Zusammensetzung durch entsprechende Zuschläge so eingestellt, daß die Aushärtungszeit 3 Stunden beträgt. Es versteht sich, daß die Aushärtungszeit natürlich auch weniger als 3 Stunden oder länger als 3 Stunden betragen kann, da insbesondere durch entsprechende Dosierung des Reglers und/oder des Beschleunigers die Topfzeit, sowie die Aushärtungszeit beliebig eingestellt werden kann.
Vorteilhaft ist es, wenn die Shore-D Härte zwischen 20-90 und besonders bevorzugt ist es, wenn die Shore-D Härte 60-80 beträgt. Die Mischviskosität der Zusammensetzung, gemessen bei 20° C mit einem Brookfield-Viskosimeter, beträgt zwischen 20.000-80.000 mPa-s. Nach Bedarf kann die Zusammensetzung aber auch so eingestellt werden, daß der Wert fur die Mischungsviskosität unterhalb von 20.000 oder oberhalb von 80.000 mPa-s liegt.
Die erfindungsgemäß verwendete Komponente (A) und die erfindungsgemäß verwendete Komponente (B) sind vorzugsweise flüssig und nach der Vermischung zähflüssig. Die Mischung aus den Komponenten (A) und (B) sollte vorzugsweise innerhalb eines Zeitraums von Topfzeit -10 %, am Verwendungspunkt eingesetzt werden. Für die Mischung der beiden Komponenten (A) und (B) können übliche im Stand der Technik bekannte 2-Komponenten Misch- und Dosieranlagen verwendet werden.
Geeignete Weichmacher umfassen Mesamoll® (BAYER AG, Weichmacher aus Alkysulphonsäureestern des Phenols), Unimol® (BAYER AG, Gruppe von Weichmachern aus Phalsäureestern), Santicizer® (Monsanto, Weichmacher auf Basis von Octyldiphenylphosphat, Isodecyl, Benzylbutylphthalat, Polyadipaten usw.) und dergleichen.
Geeignete Amine sind alle Amine, die zur Verhinderung der Absenkung des Füllstoffes und/oder zur Einstellung von thixotropen Eigenschaften der Zusammensetzung geeignet sind, beispielsweise Euredur® 43 (Witco Corp., Härter für Epoxidharze auf der Basis von Amin, Polyaminoamiden, Polyaminoimidazolinen und ähnlichen Verbindungen).
Zur Einstellung der gewünschten thixotropen Eigenschaften der Zusammensetzung können beispielsweise Siliziumoxide eingesetzt werden, wie etwa durch Umsetzung in der Gasphase erzeugte Kieselsäure, hochdisperse Kieselsäure, pyrogene Kieselsäure oder andere Formen von Kieselsäure. Geeignete Kieselsäure ist zum Beispiel hochdisperse Kieselsäure (Kieselsäure HDK). Ferner kann der Komponente (A) ein Molekularsieb, beispielsweise Sylosiv A 3, zugesetzt werden, um ein Aufschäumen der Komponenten beim Vermischen zu vermeiden. Darüber hinaus ist das Molekularsieb geeignet, am Verwendungsort, zur Erhöhung der Klebkraft, in die Zusammensetzung anfänglich eindiffundierende Feuchtigkeit, beispielsweise von der Steinoberfläche aufzunehmen.
Vorzugsweise wird zum Einstellen der Topfzeit Regler ZL (BAYER AG) und/oder Beschleuniger 5/R 101 (H.B. Fuller GmbH) eingesetzt. Erfindungsgemäß sind aber auch andere übliche Regler und Beschleuniger verwendbar. Der Beschleuniger 5/R 101 ist eine 5%ige Lösung von Dibuthylzinndilaurat in einem Weichmacher, vorzugsweise Mesamoll.
Als Füllstoffe können übliche Füllstoffe eingesetzt werden. Vorzugsweise werden Kreide (z.B. Kreide Juraweiß Blausiegel®, oder Omya BL® (99,5% CaCO3; Partikelgrößen: 99% kleiner als 25 &mgr;&idiagr;&eegr;; mittlere Partikelgröße &Igr;&Ogr;&mgr;&iacgr;&eegr;)); und/oder Baryte (z.B. Schwerspatmehl C 11® (91% BaSO4,2% SiO2, 6% CaF2; Partikelgrößen: 99% kleiner als 40 &mgr;&idiagr;&eegr;, 50 % kleiner als 10 &mgr;&idiagr;&eegr;, und 15% kleiner als 2 &mgr;&eegr;&igr;)) verwendet.
Bei einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung zur Herstellung von Fertigbauteilgebilden umfaßt die Komponente (A) 1-99 Gew.-%, bevorzugt 10-95 Gew.-%, mehr bevorzugt 30-90 Gew.-%, und besonders bevorzugt 40-85 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung aus den Komponenten (A) und (B), und die Komponente (B) 1-99 Gew.-%, bevorzugt 5-90 Gew.-%, mehr bevorzugt 10-70 Gew.-%, und besonders bevorzugt 15-60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung aus den Komponenten (A) und (B).
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Zusammensetzung zur Herstellung von Fertigbauteilgebilden umfaßt die Komponente (A) 10-70 Gew.-%, vorzugsweise 20-60 Gew.-%, besonders bevorzugt 30-55 Gew.-% Polyol; 0,1-30 Gew.-%, vorzugsweise 3-10 Gew.-%, besonders bevorzugt 3,5-5 Gew.-% Weichmacher; 0-10 GeW.-%, bevorzugt 0,5-6 Gew.-%, besonders bevorzugt 1-3 Gew.-% Amin; 0-10 Gew-%, bevorzugt 0,5-6 Gew.-%, besonders bevorzugt 1-3 Gew.-% hochdisperse Kieselsäure; 0-15 Gew.-%, bevorzugt 1-10 Gew.-%, besonders bevorzugt 2-5 Gew.-% Molekularsieb; 0-5 Gew.-%, bevorzugt 0,2-3 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5-1 Gew.-% Regler; 0-5 Gew.-%, bevorzugt 0,2-3 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5-2 Gew.-% Beschleuniger; 0-80 Gew.-%, bevorzugt 10-60 Gew.-%, und besonders bevorzugt 20-55 Gew.-% Füllstoff.
Für den Gebrauch werden die Komponenten (A) und (B) in einer üblichen Misch- und Dosieranlage gemischt und dann beispielsweise als Raupe, als einzelne Punkte, oder in einer sonstigen beliebigen Weise auf mindestens eine Außenfläche des Bausteins aufgebracht. Die Mischung der Zusammensetzung kann auch mittels einer Sprühdüse, durch Siebdruck, durch Rakelstreichverfahren, Rollapparat-Auftragung oder andere
Methoden aufgetragen werden.
Beim Zusammenbau des Wandbauteils kann der Klebstoff auf die Oberseite einer Reihe' von Bausteinen aufgetragen werden, und dann werden einzelne Steine auf die klebstoffbeschichtete Reihe aufgelegt, oder es kann die Unterseite eines Bausteins mit Klebstoff beschichtet werden und der Stein dann auf eine vorher gelegte Reihe von Bausteinen aufgelegt werden. Roboter können in geeigneter Weise sowohl zum Klebstoffauftrag, als auch zum Legen der Bausteine eingesetzt werden.
Beim Zusammenbau von horizontalen Gebilden wie Gehwegteilen, Bodenbelagteilen, und dergleichen, können ähnliche Verbindungstechniken angewandt werden. Für derartige Anwendungen kann es passend sein, die Klebstoffzusammensetzung zu schäumen, zum Beispiel durch Zusatz von Wasser oder herkömmlichen Schäumungsmitteln zur Zusammensetzung.
Die vorliegende Erfindung soll anhand des nachfolgenden Beispiels noch näher erläutert werden.
13
Beispiel 1
Die Komponente (A), enthaltend 13,5 Gew.-% synthetisches Polyetherpolyol, beispielsweise Baycoll BT 1380,24,34 Gew.-% Polyetherpolyol, beispielsweise Rizinusöl, 3,5 Gew.-% Weichmacher, beispielsweise Mesamoll, 2,0 Gew.-% Amin, beispielsweise Euredur 43,1 Gew.-% hochdisperse Kieselsäure, beispielsweise Kieselsäure HDX, 5 Gew.-% Molekularsieb, beispielsweise Sylosiv A 3, 0,5 Gew.-% Regler, beispielsweise Regler ZL, 0,65 Gew.-% Beschleuniger, beispielsweise 5/R 101,19,8 Gew.-% Füllstoff, beispielsweise Kreide, Juraweiß Blausiegel und 29,71 Gew.-% Füllstoff, beispielsweise Schwerspatmehl CIl, wurde neben der Komponente (B), enthaltend 100 Gew.-% Diphenylmethandiisocyanat, bis zum Zeitpunkt der Mischung in einer 2-Komponenten-Mischanlage räumlich getrennt gelagert. Ein Gemisch aus den Komponenten (A) und (B)^ mit einem Anteil von 100 Gewichtsanteilen (A) und 25 Gewichtsanteilen (B), wurde dann über eine Dosieranlage auf die zu verbindenden Bausteine aufgetragen. Auf diese Weise wurde ein Fertigbauelement aus Kalksandsteinen mit einem Gewicht von ca. 4 Tonnen hergestellt. Die Aushärtezeit betrug etwa 3 Stunden. Anschließend konnte das Fertigbauelement, ohne die Verwendung von Stütz- oder Halterungselementen, mit Hilfe eines Krans angehoben werden. Eine Schädigung des Mauerwerks konnte anschließend nicht beobachtet werden. Die Stärke der Klebstoffverbindung ist vergleichbar mit Beton. Ein Versuch, einzelne Kalksandsteine aus dem Mauerwerk zu lösen, führte ausschließlich zu einem Materialbruch der Kalksandsteine.

Claims (18)

1. Bauteil umfassend eine Mehrzahl von durch eine ausgehärtete Klebstofformulierung miteinander verbundenen Stücken eines Mauerwerkmaterials, wobei die ausgehärtete Klebstofformulierung ein Reaktionsprodukt einer 2-Komponenten Polyurethan-Klebstoff-Zusammensetzung ist, worin die Zusammensetzung umfaßt:
eine Komponente (A), die wenigstens ein Polyol umfaßt; und
eine Komponente (B), die wenigstens eine Isocyanat-Verbindung umfaßt; und
wobei das Bauteil selbsttragend ist.
2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (A) ferner Weichmacher, Amin, Kieselsäure, Molekularsieb, Härtungs-Regler, Härtungs-Beschleuniger, Füllstoff, und Mischungen davon, umfaßt.
3. Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (A) wenigstens ein Polyol mit einem Molekulargewicht von bis zu 6.000 g/Mol aufweist.
4. Bauteil nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (A) ein aus der Gruppe aus Polyetherpolyol, Polyesterpolyol und/oder Polyetherpolyesterpolyol, und deren Mischungen, ausgewähltes Polyol enthält.
5. Bauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyetherpolyol aus Poly(alkylenoxid)glykolen, worin Alkylen C2-C20 ist, und/oder aus Blockcopolymeren von Ethylenoxid und/oder 1,2-Propylenoxid, und Polyformaldehydacetalen, die durch die Umsetzung von Formaldehyd mit Glykol, oder Glykolmischungen hergestellt werden, ausgewählt ist.
6. Bauteil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyetherpolyesterpolyol ein Umsetzungsprodukt aus wenigstens einer Fettsäure mit einem Polyol ist.
7. Bauteil nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Isocyanatverbindung eine mittlere Isocyanatfunktionalität von etwa 1 bis etwa 4 aufweist.
8. Bauteil nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Isocyanatverbindung ein Umsetzungsprodukt aus Diphenylmethandiisocyanat oder Diphenylmethandiisocyanat-Oligomeren und wenigstens einem Polyol mit molarem Unterschuß des Polyolanteils ist.
9. Bauteil nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Isocyanatverbindung der Komponente (B) ein Urethanimin-modifiziertes Diphenylmethandiisocyanat enthält.
10. Bauteil nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (A) 10-70 Gew.-% Polyol, 0,1-30 Gew.-% Weichmacher; 0-10 Gew.-% Amin; 0-10 Gew.-% hochdisperse Kieselsäure; 0-15 Gew.-% Molekularsieb; 0-5 Gew.-% Regler; 0-5 Gew.-% Beschleuniger und 0-80 Gew.-% Füllstoff umfaßt.
11. Bauteil nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (A) ca. 30-55 Gew.-% Polyol, ca. 3,5-5 Gew.-% Weichmacher, ca. 1-3 Gew.-% Amin, ca. 1-3 Gew.-% hochdisperse Kieselsäure, ca. 2-5 Gew.-% Molekularsieb, ca. 0,5-1 Gew.-% Regler, 0,5-2 Gew.-% Beschleuniger, und ca. 20-55 Gew.-% Füllstoff, umfaßt; und daß die Komponente (B) im wesentlichen aus einem Stoff besteht, der aus der Gruppe bestehend aus Diphenylmethandiisocyanat, Mischungen von MDI Isocyanaten, und Präpolymeren aus diesen Isocyanaten, ausgewählt ist.
12. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoff-Zusammensetzung eine Aushärtezeit im Bereich von 30 Sekunden bis 3 Stunden und eine Shore-D Härte von ca. 20-90 nach der Aushärtung aufweist.
13. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Mauerwerkstücke Stein, Ziegel, poröse Keramik und/oder Gasbeton umfaßt.
14. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in Form eines Wandelements, eines Bodenbelagelements oder eines Gehwegelements.
15. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebekraft mindestens so groß ist wie die Kohäsionskraft des Mauerwerkmaterials.
16. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in Form einer Fertigtafel.
17. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Komponenten (A) und (B) einen Weichmacher umfaßt.
18. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgehärtete Klebstofformulierung schaumförmig ist.
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