DE3313585A1

DE3313585A1 - Klebstoffmasse

Info

Publication number: DE3313585A1
Application number: DE19833313585
Authority: DE
Inventors: Jessie T. 98008 Bellevue Wash. Chiu; Joel V. 98033 Kirkland Wash. Ornum van
Original assignee: Rockcor Inc
Current assignee: Rockcor Inc
Priority date: 1982-04-14
Filing date: 1983-04-14
Publication date: 1984-02-02
Also published as: US4539344A; JPS5915442A; BE896458A; ATA135483A; CA1190691A; FR2525227A1; GB2123843A; FR2525227B1; GB2123843B; IT1209909B; GB8309937D0; IT8348111A0; AT387396B

Description

Die Erfindung betrifft eine (Ab)Dichtungsmasse, die als selbstheilende Abdichtung bei der Durchbohrung eines Reifens verwendet werden kann. Als Reifenabdichtungsmittel kann sie auf die innere Oberfläche eines Gummireifens aufgetragen werden und soll dazu dienen, Durchbohrungslöcher in dem Laufflächenbereich unter stark variierenden Temperaturbedingungen abzudichten. Die erfindungsgemäße (Ab)Dichtungsmasse ist nicht nur geeignet als Reifenabdichtungsmittel, sondern ist auch auf andere, ähnliche sowie weniger strenge Anwendungsbedingungen anwendbar.

Die erfindungsgemäße (Ab)Dichtungsmasse kann auch in Verbindung mit Membran-Bedachungs- bzw. -Abdeckmaterialien, wie z.B. EPDM, verwendet werden. Ein erfindungsgemäß compoundiertes Klebeband kann dazu verwendet werden, aneinander angrenzende (benachbarte) Platten bzw. Folien einer Membran-Bedachung bzw. -Abdeckung miteinander zu verbinden. Außerdem kann eine Schicht aus diesem Klebstoffmaterial auf ein Membranmaterial aufgebracht werden zur Herstellung eines Ausbesserungs- bzw. Flickmaterials mit einer Membranunterlagen und zur Herstellung

von Verbindungsmaterialien bzw. Klebematerialien. Gegenstand der Erfindung sind auch neue Verfahren zum Aufbringen einer Membran-Dachabdeckung unter Verwendung des Klebebandes und der Ausbesserungs- und Verbindungs- bzw. Verklebungsmaterialien, wodurch die Zeit und der Arbeitsaufwand zum Aufbringen der Membran-Dachabdeckung stark reduziert werden.

Um als Material zum Abdichten von Reifendurchbohrungen

^q geeignet zu sein, muß eine Klebstoffmasse einer einzigartigen und außergewöhnlich anspruchsvollen Kombination von physikalischen und chemischen Kriterien genügen. Sie muß gegen Alterung, Zersetzung und Fließen bei den hohen Temperaturen, auf die Reifen unter den Fahrbedin-

·,,- gungen im Sommer erhitzt werden, beständig sein. Wenn das Durchbohrungsobjekt in der Lauffläche verbleibt, während der Reifen weiterhin benutzt wird, muß das Abdichtungsmaterial eine ausreichende Klebe- und Ermüdungsbeständigkeit aufweisen, um an dem Objekt auch

2Q dann haften zu bleiben, wenn es während der Umdrehung des Reifens hin- und herbewegt wird. Wenn das Durchbohrungsobjekt aus der Lauffläche (dem Reifenprofil) entfernt wird, muß das Abdichtungsmittel in der Lage sein, bei Temperaturen, wie sie im Winter herrschen, in das Durchbohrungsloch zu fließen und es abzudichten. Weitere Eigenschaften, die ein Reifenabdichtungsmittel aufweisen muß, werden nachstehend näher erörtert.

Weil Butylkautschuk eine geringe Luftdurchlässigkeit Q₀ und eine hohe Beständigkeit gegen Alterung aufweist und eine leicht kontrollierbare Vernetzungsdichte besitzt, hat man bereits versucht, Butylkautschuk als Grundkomponente in Reifenabdichtungsmitteln zu verwenden Ein Versuch, wie er beispielsweise in den US-PS 2 756 801, 2 765 018 und 2 782 829 beschrieben ist, bestand beispielsweise darin, zur Bildung des Abdichtungsmittel-Netzwerks Butylkautschuk einer einzigen Sorte zu verwenden und Klebrigmacher, Plastifizierungs-

1 mittel und andere speziellere Komponenten, wie z.B.

Phenole oder Eisenoxid, zuzusetzen, um das erforderliche Gleichgewicht der physikalischen Eigenschaften zu erzielen. Die in diesen Patentschriften beschriebenen Massen bzw. Zusammensetzungen haben jedoch keine allgemeine Anerkennung gefunden, hauptsächlich deshalb, weil derartige Abdichtungsmittel bei den Temperaturextremwerten (beispielsweise -28,9°C bis 104⁰C (-20⁰F 22O⁰F), denen Reifen ausgesetzt sind, nicht zufriedenstellend wirkten.

Bei einem zweiten Versuch mit Reifenabdichtungsmitteln auf Butylkautschukbasis wurde eine Kombination aus Butyl kautschuksorten mit hohem Molekulargewicht und niedrigem Molekulargewicht verwendet, die miteinander vernetzt wurden zur Erzeugung eines einzigen elastomeren Netzwerkes. Es wurde gefunden, daß solche Abdichtungsmittel über breite Temperaturbereiche ganz gut funktionieren. Butylkautschuk mit niedrigem Molekulargewicht ist jedoch weniger leicht im Handel erhältlich als Butylkautschuk mit hohem Molekulargewicht, so daß Abdichtungsmittel, die zum Teil auf Butylkautschuk mit niedrigem Molekulargewicht basieren, deshalb weniger attraktiv sind.

Eine der Hauptschwierigkeiten bei der Entwicklung einer akzeptablen Reifenabdichtungsmasse besteht darin, daß eine einzige physikalische Eigenschaft einer solchen Masse von einer großen Vielzahl von chemischen Variab-

30 len abhängen kann. So hängt beispielsweise in einer

Abdichtungsmasse, die im allgemeinen enthält oder besteht aus einem vernetzten, verstärkten Butylkautschuk und einem Klebrigmacher, eine einzige Eigenschaft, wie z.B. die Zugfestigkeit, von dem vorhandenen Mengen-

Q5 anteil an Butylkautschuk, dem Molekulargewicht und dem Molprozentsatz der Unsättigung des Butylkautschuks, der verwendeten Menge des Vernetzungsmittels, der verwendeten Menge des Verstärkungsmittels und bis zu einem

gewissen Grade von den Klebrigmachern und von den angewendeten Vernetzungs- und Auftragsverfahren ab. Unter diesen Umständen ist es schwierig, neuartige Bereiche für die einzelnen chemischen Variablen anzugeben, da die interessierenden physikalischen Gesamteigenschaften"von dem kombinierten Effekt vieler Variabler abhängen. So wurde beispielsweise gefunden, daß Zusammensetzungen bzw. Massen, in denen der Mengenanteil des Butylkautschuks innerhalb eines bestimmten Bereiches liegt, so formuliert werden können, daß sie die gewünschten Zugfestigkeiten besitzen. Dennoch ist es aber auch möglich, diese Eigenschaften außerhalb dieses Bereiches zu reproduzieren durch Abstimmung der verwendeten Menge des Vernetzungsmittels und der anderen Variablen aufeinander.

Damit ein Abdichtungsmittel praktikabel ist, muß es auch so formuliert werden, daß es leicht und praktisch auf den Reifen oder den Gegenstand, auf dem es verwendet werden soll, aufgebracht werden kann. Ein Verfahren zum Aufbringen des Abdichtungsmittels auf das Innere eines Reifens umfaßt die Stufen des Mischens der Abdichtungsmasse mit einem Vernetzungsmittel und des Einsprühens desselben in das Innere des Reifens, wenn der Reifen gedreht wird. Beim Drehen des Reifens tritt eine gewisse

25 Vernetzung des Abdichtungsmittels auf, was zu einem

einheitlichen, nahtfreien Überzug führt, der gegen Laufen und Pfützenbildung (pooling) beständig ist.

Dem unvernetzten Abdichtungsmittel können Lösungsmittel, wie Toluol, zugesetzt werden, um seine Viskosität herabzusetzen, um seinen Auftrag zu erleichtern. Die Verwendung von großen Mengen an Lösungsmitteln in Abdichtungsmassen ist jedoch unerwünscht. Viele Lösungsmittel, die zur Herabsetzung der Viskosität des Abdichtungsmittels verwendet werden können, sind hochflüchtig und entflammbar und stellen daher ein Gesundheits- und Sicherheitsrisiko für die die Reifen bearbeitenden Arbeiter dar.

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Die Kosten für die Lösungsmittel erhöhen auch die Kosten für das Abdichtungsmittelauftragsverfahren.

Die Viskosität des Abdichtungsmittels kann auch durch Erhitzen herabgesetzt werden, obgleich durch ein solches Erhitzen die Vernetzungsrate bzw. -geschwindigkeit erhöht wird und das Aufbringen des Vernetzungsmittels erschwert wird.

Auf dem Gebiet der Bedachung bzw. Dachabdeckungen werden in zunehmendem Maße Membran-Bedachungsmaterialien bzw. -Abdeckungsmaterialien, z.B. EPDM(Ethylen-Propylen-Dien-Monomer) und Neopren,verwendet. Platten bzw. Folien aus diesen Materialien werden im allgemeinen hergestellt unter Anwendung eines Doppelkalandrierverfahrens, bei dem zwei Folien bzw. Platten aus dem unvernetzten Material durch Walzen zusammengepreßt werden, so daß sie eine einzige Folie bzw. Platte bilden. Die einzige Verbundfolie bzw. -platte wird dann im allgemeinen mit Talk beschichtet und zu einer Rolle aufgewickelt und vernetzt.

Obgleich durch dieses Kalandrierverfahren die Leckbildungsprobleme, die bei kleinen Defekten, wie z.B. Lunkern, in den beiden Originalfolien entstehen, praktisch eliminiert werden, werden dadurch die Kosten für das Endprodukt erhöht.

Die Membran-Bedachungs- bzw. -Abdeckungsmaterialien sind als Folien bzw. Platten von Standardgrößen erhältlich. Aufeinanderfolgende Folien bzw. Platten aus dem Membran-Bedachungs- bzw. -Abdeckungsmaterial werden miteinander verbunden (verklebt) unter Bildung einer kontinuierlichen Folie bzw. Platte, die das Dach bedeckt. Überlappungs-Verbindungen werden in der Regel dazu verwendet, benachbarte bzw. aneinander angrenzende Folien bzw. Platten aus dem Bedachungs- bzw. Abdeckungsmaterial miteinander zu verbinden (zu verkleben). Zur Herstel-

AO

lung einer solchen Verbindung werden die Folien bzw. Platten aus dem Material benachbart zueinander so angeordnet, daß sie entlang der miteinander zu verbindenden Ränder etwa 7,6 cm (3 inches) übereinanderliegen. Der Rand der darüberliegenden Folie bzw. Platte (nachstehend der Einfachheit halber stets als "Folie" bezeichnet) wird dann so zurückgefaltet, daß die Kontaktoberflächen der Ränder freiliegen. Die überlappenden Oberflächen werden dann mit einem Lösungsmittel, wie z.B. Hexan, Toluol oder Waschbenzin,gereinigt zur Entfernung von Talk oder anderen Fremdmaterialien, welche die Bindungsfestigkeit beeinträchtigen könnten. Dann wird ein Kontaktklebstoff auf die Kontaktoberflächen aufgebracht und trocknen gelassen. Die Folien werden dann wieder übereinandergeschlagen und die einander überlappenden Bereiche werden mittels einer Walze, die entlang der Verbindungsstelle abgerollt wird, zusammengepreßt.

Die Festigkeit der überlappungsverbindung kann durch Verwendung eines Primers verbessert werden. Ein solcher Primer wird am besten auf die übereinanderliegenden Oberflächen des Membran-Bedachungsmaterials aufgebracht, nachdem diese mit einem Lösungsmittel gereinigt worden sind, jedoch bevor der Kontaktklebstoff aufgebracht wird. Der Primer kann auch durch Aufsprühen oder Aufbürsten auf die einander überlappenden Oberflächen ohne vorherige Reinigung aufgebracht werden.

Dieses Verfahren des Verbindens von Folien aus einem Bedachungs- bzw. Abdeckungsmaterial ist extrem langsam und arbeitsintensiv. Außerdem muß die nach diesem Verfahren hergestellte überlappungsverbindung mit einer Abdichtungsmischung versiegelt werden, um das Eindringen von Feuchtigkeit entlang des Saumes zu verhindern. 35

Ein anderes Verfahren zum Verbinden von benachbarten bzw. aneinander angrenzenden Folien aus dem Membran-Bedachungs- bzw. -Abdeckungsmaterial verwendet ein Band

bzw. einen Streifen, das (der) besteht aus einer einzelnen Schicht aus einem unvernetzten elastomeren Material, das nach dem Aufbringen an Ort und Stelle vernetzt (aushärtet). Dieses Band wird entlang des Randes einer der miteinander zu verbindenden Folien aufgebracht und die beiden Folien werden dann so aufeinandergelegt, daß sie sich überlappen. Eine Walze wird entlang der Verbindungsstelle abgerollt, um die Folien in Verbindung mit dem Band zusammenzupressen. Das Band hat jedoch nur eine begrenzte Lebensdauer und kann sogar vernetzen bzw. aushärten, bevor es verwendet werden kann, wenn es über längere Zeiträume hinweg.auf einem heißen Dach oder in einem übermäßig warmen Lagerraum liegt.

Wenn einmal die Folien aus dem Membran-Bedachungsmaterial miteinander vereinigt worden sind, so daß sie das Dach abdecken, muß die Membran in der richtigen Position fixiert sein. Die verbundene bzw. verklebte Membran kann mittels Befestigungsstäben in der richtigen Position

20 festgehalten werden, die langgestreckte Streifen aus

Materialien, wie z.B. Kunststoff oder Metall, darstellen. Die Befestigungsstäbe werden an der gewünschten Stelle angeordnet, die auf einer Überlappungsverbindungsstelle liegen kann, und durch Befestigungseinrichtungen, wie z.B. Schrauben,an der darunterliegenden Dachkonstruktion befestigt, die sich durch das Membran-Bedachungsmaterial hindurch erstrecken. Um nun das Einsickern von Feuchtigkeit zu verhindern, wird auf die Unterseite des Befestigungsstabes vor der Befestigung desselben an Ort und Stelle eine Schicht aus einem Abdichtungsmaterial aufgebracht und die Köpfe der Befestigungseinrichtungen werden abgedichtet, nachdem sie in den Befestigungsstab eingeführt werden sind. Einige Dach-Hersteller haben auch bereits versucht, die Leckbildung zu verhindern durch überziehen des Befestigungsstabes mit einem Streifen aus einem Membran-Bedachungs- bzw. Abdeckungsmaterial, der mit dem Kontaktklebstoff aufgebracht und

4ft

1 mit dem Dach-Abdichtungsmittel, wie vorstehend beschrieben in bezug auf die Verbindung (Verklebung) der Membran^, abgedichtet worden ist.

Not- bzw. Schnellreparaturen einer Membrandachabdeckung werden häufig durchgeführt durch Aufbringen einer Lösung eines Materials vom Asphalt-Typ. Eine dauerhafte Reparatur kann dann später erfolgen durch Entfernung des ausgebesserten (geflickten) Abschnitts des Membran-Bedachungsmaterials und Aufbringen eines neuen Stückes Material an seiner Stelle.

Es wurde nun gefunden, daß verbesserte (Ab)Dichtungsmaterialien dadurch erhalten werden können, daß man die Zusammensetzungen so einstellt, daß drei Schlüsseleigenschaften gesteuert bzw. kontrolliert werden. Diese drei Eigenschaften sind die Zugfestigkeit, die Dehnung und die Vernetzungsdichte. Die Zugfestigkeit bezieht sich auf die maximale Beanspruchung (Kraft pro Einheitsfläche), der eine Probe aus dem (Ab)Dichtungsmaterial standhalten kann, bevor sie bricht (reißt). Die Dehnung mißt die relative Zunahme der Länge einer Probe des Materials am Bruchpunkt. Die Vernetzungsdichte ist eine molekulare Eigenschaft, welche die Konzentration der Vernetzungen mißt, die in dem Teil des (Ab)-Dichtungsmittels vorliegen, das zu einem dreidimensional vernetzten Netzwerk vernetzt (ausgehärtet) werden kann. Sie wird am zweckmäßigsten gemessen mittels eines Quellungstests, der die Lösungsmittelmenge bestimmt, die von dem dreidimensionalen Netzwerk in einer gegebenen Probe des Abdichtungsmittels absorbiert wird.

Diese drei Eigenschaften - die Zugfestigkeit, die Dehnung und die Vernetzungsdichte - sind wichtig wegen ihrer Beziehung zu den Eigenschaften, die ein Reifenabdichtungsmittel haben muß, um in geeigneter Weise zu funktionieren. Wenn die Zugfestigkeit eines Abdichtungsmittels zu niedrig ist, fließt das Abdichtungs-

mittel unter den typischen Reifen-Betriebsbedingungen und wird auch durch ein Durchbohrungsloch "hindurchgeblasen", wenn ein Durchbohrungsobjekt aus dem Reifen entfernt wird, und dichtet somit das Loch nicht ab.

Ein akzeptables Abdichtungsmittel muß deshalb so formuliert werden, daß es eine ausreichende Zugfestigkeit besitzt, um einem solchen "Durchblasen" zu widerstehen.

Wenn die Dehnung eines Abdichtungsmittels zu gering ist, weist es mehrere iMängel auf. Wenn ein Objekt, wie z.B. ein Nagel, in den Reifen eindringt, dessen Innenseite mit einer Abdichtungsmasse überzogen ist, sollte das Abdichtungsmittel vorzugsweise an dem Nagel haften und eine diesen umgebende zeltartige Struktur bilden. Die Haftung des Abdichtungsmittels an dem Nagel zu diesem Zeitpunkt unterstützt die Aufrechterhaltung einer Luftsperre an der Durchbohrungsstelle und bewirkt auch, daß das Abdichtungsmittel durch den Nagel in das Durchbohrungsloch hineingezogen wird, wenn der Nagel entfernt wird. Wenn das Abdichtungsmittel eine unzureichende Dehnung aufweist, ist es nicht in der Lage, sich zu dehnen unter Bildung eines Zelts. Das Abdichtungsmittel kann dann eine "Kappe" auf dem Nagel bilden, d.h. ein kleiner Teil des die Spitze des Nagels umgebenden Abdichtungsmittels bricht von dem Rest des Abdichtungsmittels ab und bleibt an dem Nagel in der Nähe seiner Spitze haften. Die Kappenbildung führt im allgemeinen zu einer schlechten Abdichtung beim Eindringen eines Nagels. Eine weitere Folge einer geringen Dehnung ist die, daß im Falle einer großen Durchbohrung nicht genügend Abdichtungsmittel zur Verfügung steht, das über das Loch und in dieses hineinfließt, um eine Abdichtung zu bewirken, wenn das Durchbohrungsobjekt entfernt wird.

Die Vernetzungsdichte eines polymeren Abdichtungsmittels bestimmt, wie stark das Abdichtungsmittel gegen dauerhafte Verformung beständig ist. Wenn das Abdichtungsmittel eine zu hohe Vernetzungsdichte aufweist, ist es

-yd-

gegen dauerhafte Verformung zu beständig und das Abdichtungsmittel bildet eine Kappe auf einem eindringenden Objekt anstatt ein Zelt zu bilden, was die vorstehend beschriebenen Folgen hat. Wenn die Vernetzungsdichte zu gering ist, bewirkt die Zentrifugalkraft, daß das Abdichtungsmittel bei erhöhten Temperaturen kriecht oder fließt, was dazu führt, daß nicht genügend Abdichtungsmittel unter dem Schulterabschnitt des Reifens liegt. Eine zu geringe Vernetzungsdichte führt auch zu einer niedrigen Ermüdungsbeständigkeit der Abdichtungsmasse.

Die Ermüdungsbeständigkeit ist eine wichtige Eigenschaft für ein wirksames Reifenabdichtungsmittel, insbesondere in den Situationen, in denen ein Objekt, wie z.B. ein Nagel, in einen Reifen eindringt, und der Reifen dann noch eine beträchtliche Zeitspanne benutzt wird, ohne daß der Nagel entfernt wird. In einem typischen Falle bemerkt nämlich ein Fahrzeuglenker nicht das Vorhandensein des Nagels im Reifen. Der periodische Kontakt zwischen dem durchbohrten Teil des Reifens und der Straße führt dazu, daß der Nagel hin- und herbewegt wird, wenn sich der Reifen dreht. Wenn man nun annimmt, daß das Abdichtungsmittel ein Zelt über dem Nagel gebildet hat, so wird das das Zelt bildende Abdichtungsmittel kontinuierlich gestreckt und entspannt, ein Verfahren, bei dem mit dem Ablauf der Zeit die Vernetzungen brechen und das bewirkt, daß das Abdichtungsmittel von dem Nagel wegfließen kann, wodurch die Luftabdichtung zerstört wird.

Die erfindungsgemäßen (Ab)Dichtungsmittel enthalten oder bestehen aus gehärteten Butylkautschuken, die nur in Form eines Copolymeren mit einem viskositätsdurchschnittlichen Molekulargewicht von mehr als 100 000 in Kombination mit geeigneten Klebrigmachern vorliegen, wobei die Zugfestigkeit, die Dehnung und die Vernetzungsdichte der Zusammensetzung bzw. Masse so aufeinander abgestimmt sind, daß die vorstehend angegebenen geforderten Eigenschaften des Abdichtungsmittels erhalten werden. Im allgemeinen werden die Zugfestigkeit, die Dehnung und

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15 -vi-

die Vernetzungsdichte am leichtesten gesteuert bzw. kontrolliert durch Abstimmung des Mengenanteils an Butylkautschuk in der Gesamtzusammensetzung, der verwendeten Menge des Vernetzungsmittels, der verwendeten Menge des Verstärkungsmittels, des Molekulargewichtes und des Molprozentsatzes der Unsättigung des Butylkautschuks und in einem geringeren Grade der Klebrigmacher und der angewendeten Behandlungsverfahren aufeinander. Es wurde nun gefunden, daß bevorzugte Abdichtungsmittel für Fahrzeugreifen solche sind, in denen die Zugfestigkeit mehr als 2O₇7 N/cm¹ (30 psi), die Dehnung mehr als 600 % betragen und das Quellungsverhältnis in Toluol zwischen 12 und 40 liegen.Als Fahrzeugreifen-Abdichtungsmittel besonders geeignet und daher besonders bevorzugt haben sich

15 ferner erwiesen Abdichtungsmittel mit Dehnungen von

mehr als 800 % und Quellungsverhältnisse innerhalb des Bereiches von 12 bis 35. Solche Abdichtungsmittel können formuliert werden durch Einstellung des Butylkautschuks, so daß er etwa 13 bis etwa 40 Gew.-% der Gesamtzusammen-Setzung ausschließlich der Vernetzungsmittel ausmacht, indem man einen Butylkautschuk mit einem Molprozentsatz der Unsättigung zwischen etwa 0,5 und etwa 2,5 und einem Molekulargewicht von etwa 100 000 bis etwa 4 50 000 verwendet, und in dem man etwa 0,5 bis etwa 6 phr (Teile auf 100 Teile) eines Chinoid-Vernetzungsmittels und mindestens etwa 2 phr Ruß verwendet. Derartige Vernetzungsmittel mit 13 bis 20 % Butylkautschuk, 30 bis 60 phr Ruß und 2 bis 6 phr Chinoid-Vernetzungsmittel sind besonders bevorzugt, weil sie leicht mit Eigenschaften in-

30 nerhalb der obengenannten Bereiche formuliert werden

können und weil sie signifikante Verarbeitungsvorteile besitzen, wie nachstehend beschrieben. Abdichtungsmittel mit Zugfestigkeiten, Dehnungen und Quellungsverhältnissen innerhalb der oben angegebenen Bereiche können auch hergestellt werden durch Einstellung des Butylkautschuks, so daß er etwa 13 bis etwa 50 Gew.-% der Gesamtzusammensetzung abzüglich der Vernetzungsmittel ausmacht, durch Verwendung eines Butylkautschuks mit einem Molprozentsatz

an Unsättigung zwischen etwa 0,5 und etwa 2,5 und einem Molekulargewicht von etwa 100 000 bis etwa 4 50 000 und durch Verwendung von etwa 5 bis etwa 2 5 phr eines brommethylierten Phenolharz-Härters und von mindestens 3 phr

δ Zinkoxid.

Benzoylperoxid ist ein bevorzugtes Oxidationsmittel, das als Aktivator für die Vernetzung des Butylkautschuks mittels des Chinondioxim-Härtungssystems verwendet wer-

10 den kann. Wenn eine (Ab)Dichtungsmasse bei erhöhten

Temperaturen be- bzw. verarbeitet wird, was zur Herabsetzung ihrer Viskosität erwünscht sein kann, führt jedoch das Benzoylperoxid zu einer extrem schnellen Vernetzung des Butylkautschuks, was zu einer nahezu sofortigen Gelierung des Abdichtungsmittels und damit zu einer Erschwerung des Auftrags und der Handhabung desselben führt. Oxidationsmittel mit einer geringeren Aktivität, wie z.B. p-Butylperbenzoat oder andere Peroxyester, Bleidioxid und Diacylperoxide, können zur Erhöhung der Vernetzungsrate bzw. -geschwindigkeit einschließlich der Gelierungszeit der (Ab)Dichtungsmasse verwendet werden, die Hochtemperaturbeständigkeit und damit die Beständigkeit gegen Alterung der mit diesen Verbindungen vernetzten Abdichtungsmassen ist jedoch geringer. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, können zwei Oxidationsmittel verwendet werden, die in der Lage sind, die Vernetzung des Butylkautschuks zu aktivieren. In einem solchen Falle sollte eine der Komponenten des Aktivatorsystems eine relativ höhere Aktivität besitzen und die.

zweite sollte eine geringere Aktivität besitzen. Durch Abstimmung der relativen Konzentrationen der beiden Oxidationsmittel aufeinander können die Gelierungszeit und die Vernetzungszeit des (Ab)Dichtungsmittels so gesteuert (kontrolliert) werden, daß ihr Auftrag erleichtert wird. Zinkoxid und Schwefel können in Kombination mit dem (Ab)Dichtungsmittel verwendet werden, um eine noch bessere Hochtemperaturstabilität und noch bessere Alterungseigenschaften zu erzielen.

AT

-YS-

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein (Ab)Dichtungsmittel (nachfolgend der Einfachheit halber stets als "Abdichtungsmittel¹¹ bezeichnet) , das über einen breiten Temperaturbereich verwendet werden kann, das mit einer Rate bzw. Geschwindigkeit geliert und vernetzt (aushärtet), die so gesteuert (kontrolliert) werden kann, daß der Auftrag und die Handhabung erleichtert werden, und das gegen Alterung besonders beständig ist. Da das Abdichtungsmittel erfindungsgemäß so compoundiert werden kann, daß es bei erhöhten Temperaturen aufgebracht und vernetzt werden kann, kann die Viskosität des Abdichtungsmittels durch Erhitzen herabgesetzt werden, wodurch die Notwendigkeit der Zugabe von Lösungsmittel vermindert oder eliminiert wird.

Obgleich durch die Zugabe von Zinkoxid oder Schwefel allein eine gewisse Verbesserung in bezug auf die Hochtemperaturstabilität der Abdichtungsmassen erzielt wird, führt ihre kombinierte Verwendung zu einer Erhöhung der Stabilität des Abdichtungsmittels, die größer ist als aus ihrer Einzelverwendung zu erwarten war. Vorzugsweise werden Konzentrationen an Zinkoxid von 3 % in Kombination mit Schwefel oder einem zweiten Schwefelbestandteil verwendet zur Verbesserung der Hochtemperaturstabilität des Abdichtungsmittels.

Die erfindungsgemäße Abdichtungsmasse kann so angepaßt bzw. modifiziert werden, daß sie als Klebstoff fungiert, der in Verbindung mit Membran-Bedachungs- bzw. -Abdeckungsmaterialien verwendet werden kann. Die Klebstoffmasse wird auf ähnliche Weise wie die Abdichtungsmasse compoundiert _t jedoch mit der Ausnahme, daß die Komponenten so aufeinander abgestimmt werden, daß der Klebstoff eine Zugfestigkeit von mindestens 34,5 N/cm² (50 psi) , eine Dehnung von mindestens 600 %, einen 300 % Dehnungsmodul von weniger als 12 und einen Bruchmodul von weniger als 20 aufweist. Vorzugsweise wird der Klebstoff jedoch so compoundiert, daß er eine Zugfestigkeit von mindestens

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41,4 N/cm² (60 psi), eine Dehnung von mindestens 800 %, insbesondere von mehr als 1000 %, einen 300 % Dehnungsmodul von höchstens 8 und einen Bruchmodul von höchstens 16 aufweist.

Der Klebstoff wird verwendet, indem man ihn in Form eines dünnen Bandes, das aus dem Klebstoffmaterial besteht, herstellt. Alternativ kann die Schicht aus dem Klebstoffmaterial auf einen dünnen Streifen eines Bedachungsmaterials oder auf ein anderes Membranmaterial aufgetragen werden zur Herstellung eines Abdeckungsstreifens. Bei jeder dieser beiden Ausführungsformen kann die Klebstoffschicht eine übliche, mit Silicon beschichtete Trennpapier-Unterlage aufweisen und für den Transport oder die Lagerung zu einer Rolle gerollt sein. Gegenstand der Erfindung ist somit auch eine Klebstoffmasse, die leicht transportiert und gelagert werden kann, eine lange Lebensdauer hat, leicht zu verwenden ist und zur Herstellung eines Klebebandes oder eines zweilagigen Abdeckungsstreifens verwendet werden kann. Bei ihrer Verwendung ergibt die Klebstoffmasse eine von Beginn an feste, wasserbeständige Abdichtung zwischen Folien eines Membran-Bedachungsmaterials, sie ist unter den verschiedensten Witterungsbedingungen verwendbar, ist bei den erhöhten Temperaturen, wie sie bei der Verwendung für Dachabdeckungen auftreten, stabil, wird selbst bei tiefen Temperaturen nicht spröde und bleibt genügend fest und flexibel, um der Dehnung und Kontraktion des Daches standzuhalten. Außerdem setzt der erfindungsgemäße Klebstoff während seiner Verwendung keine Lösungsmittel frei, die für die Arbeiter schädlich sein können.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Querschnitts

durch einen Fahrzeugreifen, der eine Ausführungs-

form der Erfindung erläutert, in der die Schicht aus der Abdichtungsmasse auf der innersten Oberfläche des Reifens unter der Lauffläche (dem Profil) angeordnet ist;
5

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht ähnlich derjenigen gemäß Fig. 1, die eine zweite Ausführungsform der Erfindung erläutert, bei der die Abdichtungsschicht unterhalb des Laufflächenabschnittes des Fahrzeugreifens und zwischen einem luftundurchlässigen Film, der üblicherweise in einem schlauchlosen Reifen verwendet wird, und dem Karkassenabschnitt des Reifens angeordnet ist;

15 Fig. 3 eine perspektivische Ansicht von Folien aus

einem Membran-Bedachungs- bzw. -Abdeckmaterial, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Klebebandes miteinander verbunden (verklebt) worden sind;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht von Folien aus einem Membran-Bedachungs- bzw. -Abdeckungsmaterial, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Klebebandes miteinander verbunden (verklebt) sind und die außerdem eine Methode der Verwendung eines Befestigungsstabes im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Klebstoffmasse erläutert; .

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht von Folien aus einem Membran-Bedachungs- bzw. -Abdeckmaterial, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Klebebandes miteinander verbunden (verklebt) worden sind und die eine weitere Methode der Ver- ' Wendung eines Befestigungsstabes im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Klebstoff erläutert;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Folie aus

einem Membran-Bedachungs- bzw. -Abdeckungsmaterial,

1 die unter Verwendung des erfindungsgemäßen

Klebebandes miteinander verbunden (verklebt) worden sind und die eine Methode der Verwendung eines zeilagigen Abdeckstreifens zusammen mit

5 einem Befestigungsstab erläutert; und

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Folie aus einem Membran-Bedachungs- bzw. -Abdeckmaterial, die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Klebebandes verbunden (verklebt) worden ist und die

eine andere Methode der Verwendung eines zweilagigen Abdeckstreifens zusammen mit einem Befestigungsstab erläutert.

Das Copolymer-Netzwerk, das den erfindungsgemäßen Abdichtungsmassen die erforderliche Festigkeit und Kontinuität verleiht, besteht aus vernetztem Butylkautschuk. Butylkautschuk soll umfassen Copolymere mit 96 bis 99,5 Gew.-% Isobutylen und 4 bis 0,5 Gew.-% Isopren (Butyl HR) sowie andere kautschukartige Copolymere mit einem größeren Anteil (d.h. mehr als 50 Gew.-%) eines Isoolefins mit 4 bis 7 Kohlenstoffatomen und einem kleineren Anteil (bezogen auf das Gewicht) eines offenkettigen konjugierten Diolefins mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen. Das Copolymer kann bestehen aus 70 bis 99,5 Gew.-% eines Isomonoolefins, wie Isobutylen oder Ethylmethylen, das copolymerisiert ist mit 0,5 bis 30 Gew.-% eines offenkettigen konjugierten Diolefins, wie Isopren, Butadien-1,3, Piperylen, 2,3-Dimethyl-butadien-1,3, 1,2-Dimethyl-butadien-1,3 · (3-Methyl-pentadien-1,3), 1,3-Dimethyl-butadien-i,3, 1-Ethyl-butadien-1,3 (Hexadien-1,3), 1,4-Dinethyl-butadien-1,3 (Hexadien-2,4), wobei die Copolymerisation bewirkt wird auf die bei der Copolymerisation derartiger monomerer Materialien übliche Weise.

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Der hier verwendete Ausdruck "Butylkautschuk" umfaßt

auch halogenierten Butylkautschuk, wobei Chlorbutylkautschuk und Brombutylkautschuk die bekanntesten Sorten

-vr-

sind. Das Halogen tritt, wie allgemein angenommen wird, durch Substitution in der Allylposition in der Diolefineinheit in das Butylkautschukmolekül ein. In der Regel enthalten Chlorbutylkautschuke etwa 1,0 bis etwa 1,5 Gew.-% Chlor. Der Ausdruck "Butylkautschuk" umfaßt auch solche Sorten von Butylkautschuk, in denen die konjugierte Dienfunktionalität an das lineare Grundgerüst der Diolefineinheiten addiert worden ist. Derartige konjugierte Dienbutylkautschuke sind in der US-PS 3 816 beschrieben.

Die erfindungsgemäßen Abdichtungsmassen können formuliert werden unter Verwendung irgendwelcher üblicher Sorten von Butylkautschuk mit hohem Molekulargewicht. Diese Sorten weisen viskositätsdurchschnittliche Molekulargewichte von mehr als 100 000 und vorzugsweise im Bereich von 300 000 bis 450 000 auf. Sie sind zu unterscheiden von den Butylkautschuksorten mit niedrigem Molekulargewicht/die viskositätsdurchschnittliche Molekulargewichte

20 in der Größenordnung von 1/10 der Sorten mit hohem

Molekulargewicht aufweisen. Die erfindungsgemäßen Abdichtungsmittel enthalten keine Butylkautschuksorten mit niedrigem Molekulargewicht. Repräsentative Beispiele für Butylkautschuksorten mit hohem Molekulargewicht sind Butyl 065, Butyl 165, Butyl 268,, Butyl 365, Butyl 077, Chlorobutyl 1066 und Chlorobutyl 1068, die alle von der Firma Exxon Oil Company erhältlich sind, sowie BUCAR 1000 NS, BUCAR 5000 NS, BUCAR 5000 S und BUCAR 6000 NS, die alle von der Firma Cities Service Oil Company erhältlich sind. Obgleich die Verwendung eines Butylkautschuks mit einem Molekulargewicht von mehr als etwa 450 000 die Abdichtungsqualitäten des Abdichtungsmittels nicht beeinträchtigt, ist ein solcher Butylkautschuk verhältnismäßig schwer aufzulösen und mit anderen Bestandteilen zu kombinieren sowie schwierig aufzubringen unter Anwendung eines drucklosen Sprühverfahrens. Der bevorzugte Molekulargewichtsbereich für den Butylkautschuk mit hohem Molekulargewicht beträgt daher

-VB-

100 000 bis etwa 4 50 000. Ein Butylkautschuk mit Molekulargewichten innerhalb des Bereiches von 300 000 bis 4 50 000 hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen für die Formulierung von Abdichtungsmitteln mit den gewünschten Zugfestigkeits- und Dehnungseigenschaften und ist daher besonders bevorzugt.

Die Vernetzung des Butylkautschuks kann mittels irgendeinem der bekannten Vernetzungssysteme einschließlich der Schwefel- und Schwefel enthaltenden Systeme, Chinoid-Systeme und Phenolharzsysteme, bewirkt werden. Zu zusätzlich verwendbaren Vernetzungsmitteln für halogenierten Butylkautschuk gehören primäre Amine und Diamine, sekundäre Diamine, Zinkoxid in Kombination mit Alkyldithiolcarbamaten, wie Tetramethylthiuramdisulfid und 1,2-1,3-Dialkylthioharnstoffe. Zu zusätzlich verwendbaren Härtern für Butylkautschuk, der eine konjugierte Dienfunktionalität enthält, gehören polyfunktionelle Dienophile, wie Ethylenglykoldimethacrylat und Trimethylolpropantrimeth-

20 acrylat.

Obgleich Butylkautschuk unter Anwendung eines Vulkanisationsverfahrens (Schwefel und Beschleuniger, wie z.B. Mercaptobenzothiazol) vernetzt werden kann, führt eine solche Vernetzung zu einem Kautschuk, der mit dem Ablauf der Zeit einem Abbau unterliegt, hervorgerufen durch Sauerstoff oder ultraviolette Strahlung. Ein solcher Abbau kann teilweise verhindert werden durch Verwendung von Antioxidationsmitteln, wie Diphenyl-p-phenylendiamin, Phenyl-ß-naphthylamin und Hydrochinon, und Antiozonisierungsmitteln, wie N,N¹-Di-(2-octyl)-p-phenylendiamin und N-(1,3-Dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylendiamin. Dennoch ändern sich die Eigenschaften des resultierenden Abdichtungsmittels mit dem Ablauf der Zeit in ausreichendem Maße, so daß Chinoid- und Phenolharz-Vernetzungssysteme bevorzugt sind für die Vulkanisation für die Reifenabdichtungs-Anwendungszwecke, bei denen das Abdichtungsmittel über Jahre hinaus harten Umgebungsbedin-

2 gungen standhalten muß.

Chinoid-Vernetzungen hängen ab von der Vernetzung"durch die Nitrosogruppen der aromatischen Nitrosoverbindungen. In dem Chinoid-Vernetzungssystem sind p-Chinondioxim und ρ,ρ-Dibenzoylchinondioxim als Vernetzungsmittel bevorzugt. Zu anderen geeigneten Vernetzungsmitteln gehören Dibenzoyl-p-chinondioxim, p-Dinitrosobenzol und N-Methyl-N,4-dinitrosoanilin, wobei die beiden zuletzt genannten

jQ auf Ton-Basis erhältlich sind als "Polyac" von der Firma E.I. duPont de Nemours & Co. bzw. als "Elastopar" von der Firma Monsanto Chemical Co. Zu den Vernetzungs-Aktivatoren, die in der erfindungsgemäßen Abdichtungsmasse verwendet werden können, gehören anorganische Peroxide,

₁c organische Peroxide (einschließlich Diarylperoxiden, Diacylperoxiden und Peroxyestern) und Polysulfide. Beispiele sind Bleiperoxid, Zinkperoxid, Bariumperoxid, Kupferperoxid, Kaliumperoxid, Silberperoxid, Natriuiaperoxid, Calciumperoxid; Metallperoxyborate, Peroxychro-

2Q mate, Peroxyniobate, Peroxydicarbonate, Peroxydiphosphate, Peroxydisulfate, Peroxygermanate, Peroxymolybdate, Peroxynitrate, Magnesiumperoxid, Natriumpyrophosphatperoxid und dgl.; organische Peroxide, wie Laurylperoxid, Benzoylperoxid, 2,4-Dichlorbenzoylperoxid, t-Butylperoxybenzoat,

₂c Dibenzoylperoxid, Bis-(p-monomethoxybenzoyl)peroxid,

p-Monomethoxybenzoylperoxid, Bis(p-nitrobenzoyl)peroxid und Phenacetylperoxid; Metallpolysulfide, wie Calciumpolysulfid, Natriumpolysulfid, Kaliumpolysulfid, Bariumpolysulfid und dgl., einige Schwefel enthaltende organische Verbindungen, wie sie beispielsweise in der US-PS 2 619 481 angegeben sind, und organische Polysulfide, welche die allgemeine Formel R-(S) -R haben, worin R eine Kohlenwasserstoffgruppe und χ eine Zahl von 2 bis 4 bedeuten. Es wird angenommen, daß das jeweilige Vernetzungsmittel das Oxidationsprodukt von Chinondioxim, p-Dinitrosobenzol ist.

Die Chinon-Vernetzungsmittel/Vernetzungs-Aktivator-Kom-

ύη

-28-

bination, die, wie gefunden wurde, zu der kürzesten Gelierungszeit führt, ist die Kombination p-Chinondioxim/Benzoylperoxid. Die bevorzugte Konzentration von p-Chinondioxim beträgt 0,5 bis 6 phr. Die bevorzugte Konzentration von Benzoylperoxid beträgt 1,5 bis 18.phr. Beschleuniger können je nach Bedarf \erwendet werden. So kann beispielsweise Kobaltnaphthenat in Kombination mit t-Perbenzoat verwendet werden und Chloranil (2,3,5,6-Tetrachlor-1,4-benzochinon) kann in Kombination mit t- IQ Butylperbenzoat oder Benzoylperoxid verwendet werden.

Bei höheren Temperaturen führt jedoch die Verwendung von Benzoylperoxid als Vernetzungsaktivator zu einer extrem schnellen Gelierung des Abdichtungsmittels. Die 5 Gelierungszeit des Abdichtungsmittels, die ein wichtiger Teil der Vernetzungsrate bzw. -geschwindigkeit ist, ist die Zeit, die erforderlich ist für das Fortschreiten der Vernetzungsreaktion zwischen dem Butylkautschuk und dem Vernetzungsmittel bis zu dem Punkt, an dem das Abdichtungsmittel extrem viskos geworden ist und kein Fließen mehr in einem merklichen Ausmaße auftritt.

Um das Aufbringen des Abdichtungsmittels zu erleichtern, kann es erwünscht sein, die Gelierungsrate bzw. -geschwindigkeit einzustellen durch Verwendung eines weniger aktiven Oxidationsmittels, wie t-Butylperbenzoat oder anderer Peroxyester, als Teil des Vernetzungssystems. Diese Oxidationsmittel können in variierenden Mengen mit Benzoylperoxid gemischt werden, um die Gelierungszeit des Abdichtungsmittels einzustellen und das Mischen und Auftragen des Abdichtungsmittels bei höheren Temperaturen zu erlauben. Durch Einstellung der Konzentration dieser beiden Aktivatoren kann eine verhältnismäßig kurze Gelierungszeit erzielt werden ohne eine übermäßig schnel-Ie Aushärtung des Abdichtungsmittels. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das Benzoylperoxid zu Beginn eine schnelle Vernetzung unter erhöhten Temperaturen bewirkt, daß jedoch wegen seiner geringeren Konzentration die

Gelierung und Vernetzung des Abdichtungsmittels nicht vollständig abläuft. Das relativ weniger aktive t-Butylperbenzoat vervollständigt dann die Vernetzung über einen längeren Zeitraum. Durch Einstellung der relativen Konzentrationen der beiden Oxidationsmittel zueinander kann das Abdichtungsmittel so compoundiert werden, daß es mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit geliert bis zu einer Konsistenz, die ein Laufen oder eine Pfützenbildung verhindert und dennoch fließfähig bleibt, um ein leichtes Auftragen auf den zu beschichtenden Gegenstand zu erlauben.

Die Hochtemperaturbeständigkeit des erfindungsgemäßen Abdichtungsmittels kann durch Zugabe von Zinkoxid und Schwefel als Teil des Vernetzungssystems stark verbessert werden. Obgleich Schwefel zur Vernetzung von Butylkautschuk durch Vulkanisation verwendet werden kann, dient er erfindungsgemäß nicht dazu, da das Abdichtungsmittel während des Vernetzungsverfahrens nicht auf eine für die Hervorrufung irgendeiner merklichen Schwefel-Vernetzung ausreichende Temperatur erhitzt wird.

Vorzugsweise wird das Zinkoxid in einer Menge von nicht weniger als 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Abdichtungsmasse, verwendet. Da Zinkoxid ein geeigneter Füllstoff ist, kann es in jeder beliebigen Menge von mehr als dem 1 %-Minimum zugegeben werden, welches die Eigenschaften des Abdichtungsmittels nicht in nachteiliger Weise beeinflußt. Der Schwefel sollte in Konzentrationen von nicht weniger als 0,5 bis 1,0 Teilen auf 100 Teile Butylkautschuk zugegeben werden. Schwefel enthaltende Verbindungen können ebenfalls als Schwefelbestandteil anstelle von oder in Kombination mit dem Schwefel verwendet werden. Diese Schwefelbestandteile sollten in ähnlichen Konzentrationen wie sie für Schwefel geeignet sind, verwendet werden unter Berücksichtigung ihres erhöhten Molekulargewichtes und der Anzahl der Schwefel enthaltenden funktioneilen Gruppen pro Molekül. Zu

-2S-

geeigneten Schwefelverbindungen, die zusätzlich zu Schwefel als Schwefelbestandteile der erfindungsgemäßen Abdichtungsmasse verwendet werden können, gehören Benzothiazyldisulfidmercaptobenzothiazol und seine Derivate und Salze, Dithiocarbamidsäure und ihre Derivate und Salze, Tetraethylthiuramdisulfid, Tetramethylthiurarranonosulfid, Zinkdibutyldithiocarbamat, Tellurdiethyldithiocarbamat, Dipentamethylenthiuramtetrasulfid und Thioharnstoffe. Es können auch Materialien verwendet werden, die während der Vernetzungs- oder Alterungsprozesse Schwefel liefern. Zu solchen Verbindungen gehören Aminodisulfide, wie Dimorpholendisulfid, Tetramethyldiuraintrisulfid und -polysulfid, polymere Alkylphenolsulfide von Schwefel mit einer Rangordnung von 3 oder mehr, und Alkyl- oder Aryl-

15 polysulfide von Schwefel mit einer Rangordnung von 3

oder mehr. Im allgemeinen sind Vulkanisationsbeschleuniger und Materialien, die entweder selbst Schwefel ergeben oder durch Wechselwirkung mit anderen Materialien Schwefel ergeben, als Schwefelbestandteil des Abdichtungsmittels

20 verwendbar.

Die Schwefel von Zink, Schwefel oder einer Schwefel enthaltenden Verbindung allein, wie vorstehend beschrieben, führt zur Verbesserung der Hochtemperaturstabilität des Reifenabdichtungsmittels. Die kombinierte Verwendung von Zinkoxid und Schwefel oder einer Schwefelverbindung führt jedoch zu Verbesserungen in bezug auf die Stabi3.i~ tat, die größer sind als sie aus der Verwendung von Zinkoxid, Schwefel oder einer Schwefelverbindung allein zu erwarten waren. Die HochtemperaturStabilität kann noch weiter verbessert werden durch Verwendung einer zweiten Schwefel enthaltenden Verbindung, wie z.B. Benzothiazyldisulfid, in Kombination mit Schwefel-

35 Wie hier in bezug auf die durch Peroxid aktivierten

Vernetzungsreaktionen bereits erläutert, wird angenommen, daß durch die Verwendung von Zinkoxid und Schwefel ebenfalls die Stabilität der unter Anwendung des hier be-

schriebenen Phenolharz-Vernetzungssystems hergestellten Abdichtungsmittel verbessert wird.

Die Phenolharze, die erfindungsgemäß als Vernetzungsmittel verwendet werden können, umfassen halogenmethylierte Alkylphenolharze, Methylolphenolformaldehydharze und verwandte Species. Geeignet sind Brommethylalkylphenolharze, die von der Firma Schenectady Chemicals Inc. unter den Handelsnamen CRJ-328 und SP-1056 erhältlich sind. Die bevorzugte Konzentration des Phenolharzes beträgt 5 bis 25 phr. Bei solchen Harzen ist die Verwendung von Aktivatoren nicht erforderlich.

Die erfindungsgemäßen Massen bzw. Zusammensetzungen enthalten ein oder mehr klebrigmachende Agentien, welche die Masse bzw. Zusammensetzung dazu befähigen, an dem Reifen, an einem Durchbohrungsobjekt zu haften und ein Durchbohrungsloch nach dem Herausziehen des Durchbohrungsobjekts von selbst zu verschließen. Im allgemeinen kann jedes klebrigmachende Mittel, das mit einem Butylkautschuksystem kompatibel ist, verwendet werden. Zu solchen Agentien gehören Polybutene, Polypropene, Paraffinöle, Petrolatum, Phthalate und eine Reihe von Harzen einschließlich Polyterpenen, Terpenphenolharzen, blockierten Phenolharzen, modifiziertes Collophonium (Rosin) und Collophoniumester (Rosinester) und Kohlenwasserstoffharze. Bevorzugte Klebrigmacher sind Polyisobutylene und Kohlenwasserstoffharze und insbesondere Kombinationen davon.

Die erfindungsgemäßen Abdichtungsmassen können ein oder mehr Verstärkungsmittel oder Füllstoffe enthalten. Für Massen, die durch ein Ghinoid-Vernetzungssystem vernetzt werden, muß eines der Verstärkungsmittel feinteiliger Kohlenstoff sein. Kohlenstoff, wie z.B. Ruß, liefert Reaktionszentren für das Chinoid-Vernetzungsverfahren und sollte mindestens 2 Gew.-Teile des Abdichtungsmittels auf jeweils 100 Gew.-Teile Butylkautschuk betragen. Bevorzugte Konzentrationen von Ruß sind 30 bis 60 phr.

Die Substanz, die den Rest des Verstärkungsmittels' ausmacht, kann entweder Ruß oder irgendeine andere geeignete Substanz sein, die ausgewählt wird auf der Basis der gewünschten Farbe des Abdichtungsmittels. Für Massen bzw. Zusammensetzungen, die mit einem Phenolharz-Vernetzungsmittel vernetzt werden, muß eines der Verstärkungsmittel mindestens 3 phr Zinkoxid sein. Die bevorzugte Konzentration von Zinkoxid beträgt 5 bis 30 phr. Ruß kann ebenfalls in Zusammensetzungen bzw. Massen verwendet werden, die mit Phenolharzen vernetzt werden, seine Anwesenheit ist jedoch nicht erforderlich. Andere bekannte Verstärkungsmittel und Füllstoffe für Butylkautschuke sind z.B. Aluminiumhydrat, Lithopon, Weißmacher, Tone, hydratisierte Kieselerden, Calciumsilicate, Silicoalumini-

15 nate, Magnesiumoxid und Magnesiumcarbonat.

Um die Beibehaltung einer ausreichenden Klebrigkeit und ' thermischen Stabilität bei erhöhten Temperaturen zu unterstützen, können die erfindungsgemäßen Abdichtungsmassen ein thermoplastisches und elastomeres, teilweise hydriertes Blockcopolymeres in einer Menge von bis zu etwa 10 Gew.% der BeSchichtungsmasse enthalten, wobei das Blockcopolymere.die allgemeine Konfiguration A-(B-A)., ^ hat, worin vor der Hydrierung jeder Rest A ein Monovinylarenpolymerblock und jeder Rest B ein ,konjugierter Dienpolymerblock ist. Typische Monomere A sind Styrol, 0<Methylstyrol und am Ring alkylierte Styrole. Typische Monomere B sind Butadien und Isopren. Die Α-Blöcke bilden die Endgruppen und sie machen in der Regel etwa 1/3 des Gewichtes des Copolymers aus und die Blöcke B bilden die Mittelgruppen und den Rest des Copolymeren. Das Copolymere ist teilweise hydriert, so daß die konjugierten Dienblocksegmente im wesentlichen vollständig gesättigt sind. Die Monovinylarenpolymerblocksegmente sind nicht merklich

35 gesättigt. Durch Hydrierung auf diese Weise wird die

Brauchbarkeit des Blockcopolymeren als ein oxidationsbeständiger und gegen Hochtemperaturabbau beständiger Bestandteil der Abdichtungsmasse verbessert- Das durch-

-a*-- 23

.25;

schnittliche Molekulargewicht der Copolymeren liegt innerhalb des Bereiches von etwa 60 000 bis etwa 400 000. Blockcopolymere dieses Typs sind in der US-PS 3 595 942 beschrieben.
5

Die erfindungsgemäßen·Abdichtungsmassen sind solche, die aus den vorstehend beschriebenen chemischen" Komponenten bestehen, in denen die Zugfestigkeit, die Dehnung und die Vernetzungsdichte so gesteuert (kontrolliert) sind, daß optimale Eigenschaften für Reifenabdichtungsmittel erzielt werden. Die Zugfestigkeit ist die Beanspruchung pro Einheitsfläche, der eine Probe des Abdichtungsmittels standhalten kann, bevor sie bricht (reißt). Die hier angegebene Zugfestigkeit wird bestimmt, indem man zuerst eine Probe des Abdichtungsmittels in Form einer dünnen Folie 24 Stunden lang bei Raumtemperatur, dann weitere 24 Stunden lang bei 66⁰C (150⁰F) und dann 4 Stunden lang bei 88⁰C (190⁰F) vernetzt (aushärten läßt). Dann v/erden hanteiförmige Proben des Abdichtungsmittels unter Anwendung der ASTM-Form "D" ausgeschnitten und die Dimensionen der hanteiförmigen Proben werden bestimmt. Dann wird die Probe in" eine konventionelle Dillon-Zugfestigkeitstestvorrichtung mit Einspannbacken eingespannt, die sie an ihren breiteren Endabschnitten ergreifen, und die Probe wird mit einer Kreuzkopfgeschwindigkeit von 25,4 cm (10 inches) pro Minute.gestreckt, bis sie bricht (reißt). Die Zugfestigkeit ist die Kraft beim Bruch, dividiert durch die ursprüngliche Querschnittsfläche des engen Abschnitts der Probe. .

Die hier angegebene Dehnung wird bestimmt durch ein Verfahren, das identisch ist mit demjenigen für die Zugfestigkeit. Die Dehnung, ausgedrückt in %, wird errechnet durch Subtrahieren der Anfangslänge der Probe von seiner Länge beim Bruch, Multiplizieren mit 100, Dividieren durch die Anfangslänge und anschließend, falls erforderlich, Multiplizieren des Ergebnisses mit einem Korrekturfaktor, welches das Material kompensiert, das aus den jedes Ende

-atf- 30

der Probe ergreifenden Backen herausgezogen worden sein kann. Die Anfangslänge und die Länge beim Bruch werden bestimmt durch Messen der Abstände zwischen den Backen. Dabei umfaßt die gestreckte (verlängerte) Probe nicht nur den engen, zentralen Abschnitt, sondern auch einen

Teil der breiteren Endabschnitte der Probe.

Der Modul des Abdichtungsmittels bei verschiedenen Streckungen (Verlängerungen) wird ebenfalls bestimmt

durch ein Verfahren, das demjenigen zur Bestimmung der . Zugfestigkeit ähnelt. Der Modul ist gleich der Kraft, die erforderlich ist, um die Probe bis zu einer vorgegebenen Verlängerung zu strecken, dividiert durch die Verlängerung, ausgedrückt als Dezimalverhältnis anstatt als Prozentsatz. Der Bruchmodul ist somit die Zugfestigkeit, dividiert durch die Enddehnung (Endverlängerung).

Die Vernetzungsdichte kann gemessen werden durch Durchführung eines Quellungstests mit einer Probe des Abdichtungsmittels unter Verwendung von Toluol als Lösungsmittel. Wie dem Fachmanne auf diesem Gebiet bekannt, liefert ein Quellungstest ein zuverlässiges und wiederholbares relatives Maß für die Vernetzungsdichte. In dem Quellungstest wird die Menge des von einer gegebenen Menge des vernetzten Kautschuks absorbierten Lösungsmittels gemessen und die Testergebnisse werden ausgedrückt als Quellungsverhältnis des Gewichtes des absorbierten Lösungsmittels zu dem Gewicht des vernetzten Kautschuks. Je größer die Vernetzungsdichte einer gegebenen Kautschukprobe ist, um so geringer ist der Grad der Freiheit des elastomeren Netzwerkes zur Ausdehnung (Expansion) durch Absorbieren von Lösungsmittel und um so kleiner ist das Quellungsverhältnis. Der hier beschriebene Test wird durchgeführt durch Auswiegen einer Probe eines trockenen (lösungsmittelfreien) Abdichtungsmittels, 60-bis 72-stündiges Eintauchen der Probe in Toluol, Herausnehmen und Wiegen der nassen Probe und anschließendes Trocknen der Probe für 30 Minuten bei 149°C (300⁰F) und

• * B ·

-27- 3

erneutes Wiegen. "Das Gewicht des absorbierten Lösungsmittels ist das Naßgewicht abzüglich des End-Trockengewichtes. Durch das Eintauchen der Probe in Toluol werden die Bestandteile entfernt, die nicht in das in Toluol unlösliehe Polymernetzwerk eingearbeitet worden sind, und die Probe enthältdaher nach dem Eintauchen und Trocknen im wesentlichen den vernetzten Kautschuk und den Ruß oder andere Füllstoffe, falls vorhanden. Wenn das Abdichtungsmittel einen Klebrigmacher enthält, wie z.B. funktionel- Ie Endgruppen aufweisendes Polyisobutylen, bleibt ein Teil des Klebrigmachers in Form von Seitenketten in das Netzwerk eingearbeitet. Die Menge der vorhandenen, in Toluol unlöslichen Bestandteile kann aus dem anfänglichen Gewicht vor dem Eintauchen der Probe und seiner bekannten Zusammensetzung errechnet werden und diese Zahlenwerte können von dem Trockengewicht nach dem Eintauchen subtrahiert werden, wobei man das Gewicht des vernetzten Kautschuks erhält.

Die Hochtemperaturstabilität der Abdichtungsmasse wird getestet durch Compoundieren einer Probe der Masse und 24-stündiges Trocknenlassen derselben bei 66°C (150⁰F). Ein Teil jeder Probe wird dann wie vorstehend angegeben zur Bestimmung seiner Zugfestigkeit, Dehnung und seines Modul getestet. Der Rest der Proben wird dann entweder 5 Stunden lang bei 149⁰C (300⁰F) oder 5 Stunden lang bei 149°C (300⁰F) und 69 Stunden lang bei 66°C (150⁰F) altern gelassen. Alternativ können die Proben wie oben angegeben 24 Stunden lang vernetzt (gehärtet) und dann für den Test auf 149°C (300⁰F) erhitzt werden. In diesem Falle werden die Proben periodisch untersucht zur Feststellung von Änderungen in ihrem Aussehen. Änderungen in bezug auf den Glanz der Probe und das Verschwinden der Oberflächenstruktur zeigen beispielsweise an, daß der Abbau des Abdichtungsmittels begonnen hat. Da eine strenge Korrelation zwischen diesen visuellen Kriterien und dem Leistungsvermognen des Abdichtungsmittels besteht, stellt die periodische visuelle Inspektion der Proben

ein schnelles, zerstörungsfreies Verfahren zur Abschätzung dur HochtemperatürStabilität und damit der Beständigkeit des Abdichtungsmittels gegen Alterung dar.

Die vorstehend beschriebenen Tests können leicht vom Fachmann auf diesem Gebiet durchgeführt werden und die Ergebnisse dieser Tests können angewendet werden für die Art der Formulierung der erfindungsgemäßen Abdichtungsmasse. Wie vorstehend angegeben, muß die Zugfestigkeit

10 des Abdichtungsmittels ausreichend hoch sein, so daß

das Abdichtungsmittel nicht durch ein typisches Durchbohrungsloch "hindurchgeblasen" wird im Bereich der Reifenaufblasdrucke, wie sie normalerweise angewendet werden. Eine zuverlässige Richtlinie ist, wie gefunden wurde, die, daß nicht mehr als 1,27 cm (0,5 inch) Abdichtungsmittel durch ein Loch mit einem Durchmesser von 0,516 cm (0,203 inch) bei einem Druck von 32,1 N/cm² (32 psig) extrudiert werden sollten. Die Dehnung muß ausreichend groß sein, so daß das Abdichtungsmittel in der Lage ist,

20 an einem Durchbohrungsobjekt zu haften, ohne eine

Kappe zu bilden, und in der Lage ist, über und in ein Durchbohrungsloch hineinzufließen, nachdem das Durchbohrungsobjekt entfernt worden ist. Die Vernetzungsdichte muß ausreichend hoch sein, so daß das Abdich- tungsmittel bei erhöhten Temperaturen (beispielsweise bis zu 104⁰C (220⁰F)) nicht fließt oder ermüdet, wenn ein Durchbohrungsobjekt'während des Gebrauchs in dem Reifen verbleibt. Die Vernetzungsdichte darf jedoch nicht so hoch sein, daß eine Kappenbildung des Abdichtungsmittels auftritt, wenn ein Durchbohrungsobjekt in den Reifen eindringt. Eine zuverlässige Richtlinie dafür, ob die Dehnung ausreichend hoch und die Vernetzungsdichte ausreichend niedrig ist, ist, wie gefunden wurde, eine Bestanden-Rate in dem in dem nachstehend Beispiel 1 beschriebenen statischen Durchbohrungstest von 80 % oder höher.

Es wurde gefunden, daß bevorzugte Reifenabdichtungsmas-

sen solche mit einer Zugfestigkeit von mindestens etwa 20,7 N/cm² (30 psi), einer Dehnung von mehr als etwa 600 % und Aufquellungsverhältnissen zwischen etwa 12 und etwa sind. Innerhalb dieser Bereiche haben, wie gefunden wurde, erfindungsgemäße Abdichtungsmassen gute Reifenabdichtungseigenschaften, sowohl wenn das Durchbohrungsobjekt in dem Reifenfverbleibt, als auch dann, wenn es entfernt wird, über den gesamten Temperaturbereich, dem Reifenabdichtungsmittel normalerweise ausgesetzt sind. Außerdem sind, wie gefunden wurde, erfindungsgemäße Abdichtungsmittel mit Dehnungen von mehr als 800 % und Aufquellungsverhältnissen innerhalb des Bereiches von 12 bis 35 besonders gut geeignet als Fahrzeugreifen-Abdichtungsmittel und daher besonders bevorzugt.

Abdichtungsmittel mit Zugfestigkeiten, Dehnungen und Aufquellungsverhältnissen innerhalb dieser Bereiche können formuliert werden durch Einarbeitung von 13 bis 40 Gew.-% Butylkautschuk mit einem Molekulargewicht von mehr als etwa 100 000 und einer Unsättigung in Mol-% zwischen etwa 0,5 und etwa 2,5 in die erfindungsgemäßen Abdichtungsmassen und durch Verwendung von mindestens 2 phr Ruß und von etwa 0,5 bis etwa 6 phr eines Chinoid-Vernetzungsmittels. Der Rest dieser Abdichtungsmassen besteht aus geeigneten klebrigmachenden Mitteln, Blockcopolymeren, Füllstoffen, Pigmenten und dgl. Zusammensetzungen, die 13 bis 20 % Butylkautschuk aufweisen, weisen, wie gefunden wurde, kurze Gelierungszeiten auf und können durch Sprühen leicht aufgebracht werden und sind deshalb besonders bevorzugt. Abdichtungsmassen mit Zugfestigkeiten,' Dehnungen und Quellungsverhältnissen, wie vorstehend angegeben, können auch hergestellt werden durch Verwendung von 13 bis 50 Gew.-% Butylkautschuk mit einem Molekulargewicht von mehr als etwa 100 000 und einer Unsättigung in Mol-% zwischen etwa 0,5 und 2,5, 5 bis 25 phr eines Phenolharz-Vernetzungsmittels, mindestens 3 phr Zinkoxid, wobei der Rest der Zusammensetzung aus Klebrigmachern und anderen Modifizierungsmitteln besteht.

-3Ü-

Die erfindungsgemäßen Abdichtungsmassen können auf die verschiedensten Weise aufgebracht werden. Sie können als sprühbare Zubereitungen formuliert werden, die in situ vernetzen (aushärten), beispielsweise auf der inneren Oberfläche eines Reifens, oder als Zusammensetzungen, die zuerst in Form einer Folie vernetzt und dann aufgebracht werden. Sie können auch auf ein Substrat extrudiert oder aufgebürstet werden. Bei der Herstellung der Abdichtungsmasse kann ein Lösungsmittel verwendet

10 werden. Zu geeigneten Lösungsmitteln gehören Hexan,

Toluol, Heptan, Naphtha, Cyclohexanon, Trichlorethylen, Cyclohexan, Methylenchlorid, Chlorbenzol, Ethylendichlorid, 1,1,1-Trichlorethan und Tetrahydrofuran sowie Kombinationen davon.

Jedes spezielle Abdichtungsmittelauftragsverfahren bringt Beschränkungen bezüglich der Zusammensetzung des Abdichtungsmittels selbst mit sich. Wenn beispielsweise das Abdichtungsmittel solvatisiert und direkt auf einen Reifen aufgesprüht werden soll, ist es erwünscht, die Menge des verwendeten Lösungsmittels bei einem Minimum (beispielsweise 35 % oder weniger) zu halten, um so die Lösungsmittelrückgewinnungsverfahren zu vereinfachen und die Behandlungszeit abzukürzen. Bei Lösungsmittelgehalten von 35 % oder weniger können jedoch die erfindungsgemäßen Abdichtungsmassen, wie gefunden wurde, die mehr als etwa 20 Gew.-% Butylkautschuk enthalten, nicht wirksam unter Anwendung eines drucklosen Verfahrens mit einer einzelnen festen Düse versprüht werden. Bei dem drucklosen Sprühauftrag sind deshalb Abdichtungsmassen bevorzugt, die 20 % oder weniger Butylkautschuk enthalten. Abdichtungsmassen mit mehr als 20 % Butylkautschuk können mit einer Düse aufgesprüht werden, die über die Reifenlauffläche hin- und hergeht. Da die Verwendung eines gemischten Oxidationsmittel-Aktivators zusammen mit Zinkoxid und einer schwefelhaltigen Verbindung die Anwendung höherer Behandlungstemperaturen erlaubt, kann jedoch die Menge der zugegebenen Lösungsmittel, um

-χ-35

die Viskosität des unvernetzten Abdichtungsmittels zu senken, herabgesetzt werden. Es wurde jedoch gefunden, daß erfindungsgemäße Abdichtungsmassen, die mehr als etwa 20 Gew.-% Butylkautschuk enthalten, nicht bequem unter Anwendung eines drucklosen Verfahrens mittels einer einzelnen fixierten Düse versprüht werden können. Ohne Verwendung wesentlicher Mengen an Lösungsmittel beim drucklosen Sprühauftrag sind daher Abdichtungsmassen, die 20 % oder weniger Butylkautschuk enthalten, bevorzugt. Abdichtungsmassen mit mehr als 20 % Butylkautschuk können mittels einer Düse versprüht werden, die sich über die gesamte Lauffläche hin- und herbewegt.

Eine zweite Verarbeitungsbeschränkung bei erfindungsgemäßen Abdichtungsmitteln umfaßt die Vernetzungszeit. Die für ein gegebenes Abdichtungsmittel erforderliche Zeit zur Vernetzung beeinflußt im allgemeinen den Durchsatz unabhängig von dem angewendeten Auftragsverfahren. Es wurde nun gefunden, daß erfindungsgemäße Abdichtungsmittel, die mit weniger als etwa 2,0 phr eines Chinoid-Vernetzungsmittels formuliert sind, Gelierungszeiten aufweisen, die für viele Anwendungszwecke unakzeptabel lang sind. Abdichtungsmittel, die mit mehr als etwa 2,0 phr Chinoid-Vernetzungsmittel vernetzt sind, sind des-

25 halb bevorzugt. Derartige Abdichtungsmittel müssen

natürlich auch Zugfestigkeits-, Dehnungs- und Vernetzungsdichtewerte aufweisen, wie sie oben angegeben sind. Da, wie allgemein gefunden wurde, mit Chinoid vernetzte Abdichtungsmittel, die mehr als etwa 20 % Butylkautschuk enthalten, keine ausreichende Dehnung aufweisen, wenn nicht weniger als etwa 2,0 phr Vernetzungsmittel verwendet werden, ist der praktische Effekt der, daß bevorzugte, mit Chinoid vernetzte Abdichtungsmittel solche sind, die nicht mehr als etwa 20 Gew.-% Butylkautschuk enthalten.

Ein kritisches Element der Vernetzungsrate bzw. -geschwindigkeit ist die Zeit, die erforderlich ist, bis das Abdichtungsmittel geliert. Es wurde kein spezifischer

-yz-

Test durchgeführt, um die Gelierungszeit der getesteten Proben zu messen. Die Gelierungszeit ist lediglich die Zeit, die erforderlich ist, bis die Viskosität der Probe als Folge der Vernetzung des Butylkautschuk^ bis zu einem solchen Punkt angestiegen ist, bei dem kein merkliches Fließen mehr auftritt. Wie bei den meisten chemischen Reaktionen steigt die Rate bzw. Geschwindigkeit der Vernetzung des Butylkautschuks mit steigender Temperatur und daher nimmt die Gelierungszeit ab. Bei erhöhten Temperaturen kann die Gelierungszeit so kurz sein, daß das Abdichtungsmittel geliert, bevor es aufgebracht werden kann. In einem solchen Falle kann die Gelierungszeit des Abdichtungsmittels durch Verwendung von zwei Aktivatoren beim Vernetzen der Abdichtungsmasse einge-

15 stellt werden.

Die Gelierungszeit des Abdichtungsmittels kann eingestellt werden durch Ersatz eines Teils des Benzoylperoxids durch t-Butylperbenzoat, einem Peroxid mit einer geringe-

2Q ren Aktivität. Durch Einstellung der relativen Konzentrationen des Benzoylperoxids und des t-Butylperbenzoats kann die Gelierungszeit je nach Wunsch geändert werden. So geliert beispielsweise eine Abdichtungsmasse, die etwa 15 % Butylkautschuk mit einem hohen Molekulargewicht, 76 % Klebrigmacher und 9 % Füllstoffe sowie etwa 4 phr Chinoid-Vernetzungsmittel enthält, nahezu sofort bei 110 bis 121°C (230 bis 250⁰F), wenn Benzoylperoxid als einziger Aktivator verwendet wird. Wenn ein gemischter Oxidationsmittel-Aktivator aus Benzoylperoxid und t-Butyl-

gO perbenzoat in etwa gleichen Mengenverhältnissen verwendet wird¹, geliert die Abdichtungsmasse jedoch innerhalb von 1 bis 2 Minuten, so daß genügend Zeit für den Auftrag verbleibt. In beiden Fällen kann das Abdichtungsmittel durch 24-stündiges Erhitzen auf 66°C (150⁰F) vernetzt werden. Bei noch höheren Temperaturen kann das Benzoylperoxid durch ein anderes Oxidationsmittel, das weniger aktiv ist als das t-Butylperbenzoat, ersetzt werden oder 1 Teil des Benzoylperoxids und des t-Butylperbenzoats

-a*- 31·

können durch ein solches Oxidationsmittel ersetzt werden.

Da die hier beschriebenen Abdichtungsmassen die einzigartige Fähigkeit haben, gegen Oxidation beständig zu sein und über einen breiten Temperaturbereich stabil und wirksam zu bleiben, finden sie zahlreiche Anwendungszwecke, wie z.B. als Abdichtungsmischungen und als Dach-Abdichtungsmittel neben ihrer Verwendung als Reifenabdichtungsmittel. Da die Umweltbedingungen, denen ein Reifen-

IQ abdichtungsmittel ausgesetzt ist, die strengsten sind, beziehen sich die folgenden Beispiele, welche die Erfindung erläutern sollen, auf Abdichtungsmassen in dieser Umwelt. Es ist klar, daB das Verhältnis zwischen den wesentlichen Bestandteilen innerhalb der oben angegebenen

!5 Bereiche variiert werden kann und daß andere Compoundiermaterialien ersetzt und/oder ergänzt werden können durch weitere Materialien, wie sie geeignet sind für die Verwendung unter den in Betracht gezogenen Umweltbedingungen.

Bei einer Ausführungsform des Fahrzeugreifen-Abdichtungsmittels, wie sie in der Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt ein Fahrzeugreifen 10 im allgemeinen einen Laufflächenabschnitt 12, einen Karkassenabschnitt 14 und Seitenwände 16. In schlauchlosen Fahrzeugreifen ist es im allgemeinen erwünscht, eine Sperrschicht oder Auskleidung 18 zu verwenden, die für Luft undurchlässig ist. Die für Luft undurchlässige Auskleidung 18 erstreckt sich in der Regel über die gesamte innere Oberfläche des Reifens 10 von einem Felgenkontaktabschnitt 20 zu dem anderen Felgenkontaktabschnitt 22. Bei der in Fig. 1 erläuterten Ausführungsform der Erfindung ist eine Abdichtungsmittelschicht 24 auf die Innenseite des Reifens 10 auf die Luftsperrschicht 18 aufgebracht. Die Abdichtungsmittelschicht 24 ist so angeordnet, daß sie im Prinzip hinter der Lauf-

3g fläche 12 des Reifens 10 liegt, so daß die Abdichtungsmittelschicht im Prinzip dazu dient, Durchbohrungen abzudichten, die im Luafflächenabschnitt des Reifens auftreten

-IA-

1 Die Fig. 2 erläutert eine andere Ausführungsform der

Erfindung, bei der ein Fahrzeugreifen 10 ähnliche Teile wie in bezug auf die Fig 1 erläutert aufweist, die durch gleiche Bezugsziffern identifiziert sind. Bei dieser δ speziellen Ausführungsform ist die Abdichtungsmittelschicht 24 jedoch zwischen dem Karkassenabschnitt 14 des Reifens 10" und der für Luft undurchlässigen Sperrschicht 18 angeordnet. Die in Fig. 1 dargestellte Fahrzeugreifen-Ausführungsform tritt normalerweise auf, wenn die Abdichtungsmittelschicht 24 aufgebracht wird, nachdem der Reifen 10 geformt und vernetzt (vulkanisiert) worden ist. Die in Fig. 2 erläuterte Fahrzeugreifenausführungsform tritt auf, wenn die Abdichtungsmittelschicht 24 dem Reifen 10 einverleibt wird, wenn der Reifen 10 selbst geformt und vernetzt (vulkanisiert) wird. Die Abdichtungsmittelschicht kann zum gleichen Zeitpunkt wie der Fahrzeugreifen hergestellt wird geformt und vernetzt werden, um die Produktion wirtschaftlicher zu gestalten, da die erfindungsgemäße Abdichtungsmittelschicht bei den Temperaturen von etwa 177°C (350⁰F) vernetzt werden kann, die zum Vernetzen (Vulkanisieren) der übrigen Kautschukkomponenten des Reifens angewendet werden. Wenn dies der Fall ist, ist es möglich, die Abdichtungsmittelschicht in jeder beliebigen Position anzuordnen, wie durch die Fig. 1 und 2 dargestellt, während dann, wenn die Abdichtungsmittelschicht nach der Herstellung des Reifens aufgebracht wird, es nur möglich ist, eine solche Schicht im Innern der für Luft undurchlässigen Sperrschicht anzuordnen, wie in Fig. 1 erläutert. Schließlieh sei darauf hingewiesen, daß dann, wenn die Schicht 24 die gesamte innere Oberfläche des Reifens bedecken soll, die Luftsperrschicht 18 aus der Fahrzeugreifenkonstruktion völlig weggelassen werden kann.

Die in den folgenden Beispielen verwendeten Abdichtungsmassen wurden hergestellt durch Kombinieren der in der folgenden Tabelle I aufgezählten Komponenten in den angegebenen Mengenverhältnissen, wobei alle Mengen-

33

-3-5-1 Verhältnisse auf das Trockengewicht bezogen sind.

Tabelle I

Bestandteil ABCDEFGH

Butyl 1651) _I5 20 - 35 40

Butyl 3652) - 13 20 - 10 - -

Butyl 065³) ------ 40 -

Vistanex^ 10 9.78 8.98 10 10

H-IOO⁵) - 19.55 17.97 20

H_3006) 23 - 15 - 22 20 50

H-1900⁷) 40 43 35.05 40 40 32

PiccotacS) 5 4.89 4.49 5 5 -

_ 10 10 10

Zinkoxid

Ruß⁹⁾ 7 4.89 8.98 10 10 1

Block- - 4.89 4.49 5

Copolymeres *

P-Chinon- 3.0 3.0 2.47 3.0 3.0 0.5 1.0 dioxim :* * *

Benzoyl- 11.0 9.0 7.41 9.0 9.0 1.5 3.0

11

Peroxid ^1X
CJR-32811.12) - - - ----15

Fußnoten:

Ein Butylkautschuk mit einem viskositätsdurchschnittliehen Molekulargewicht von 350 000 und einer ünsättigung in Mol-% (lsopreneinheiten/100 Monomereinheiten) von 1,2, erhältlich von der Firma Exxon Oil Company unter dem Warenzeichen "Butyl 165";

2)

ein Butylkautschuk mit einem viskositätsdurchschnitt-

35 liehen Molekulargewicht von 350 000 und einer Unsättigung in Mol-% von 2,0, erhältlich von der Firma Exxon Oil Company unter dem Warenzeichen "Butyl 365";

->β-Μ0

ι 3)

' ein Butylkautschuk mit einem viskositätsdurchschnittlichen Molekulargewicht von 350 000 und einer Unsättigung in Mol-% von 0,8, erhältlich von der Firma Exxon Oil Company unter dem Warenzeichen "Butyl 065";

δ 4)

ein Polyisobutylen mit .einem viskositätsdurchschnittlichen Molekulargewicht von 55 000, erhältlich von der Firma Exxon Oil Company unter dem Warenzeichen "Vistanex LM-MS"; . -

XO ^ei-ⁿ Polybuten mit einem gewichtsdurchschnittlichen Molekulargewicht von 920, erhältlich von der Firma AMOCO unter dem Warenzeichen ¹¹H-IOO"';

ein Polybuten mit einem durchschnittlichen Molekular-.gewicht von 1290, erhältlich von der Firma AMOCO unter dem Warenzeichen "H-300";

ein Polybuten mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 2300, erhältlich von der Firma AMOCO unter dem Warenzeichen "H-I900";

ein Kohlenwasserstoffharz mit einem Erweichungspunkt von 97⁰C, erhältlich von der Firma Hercu.les Inc. unter dem Warenzeichen "Piccotac B"; · .

ein Ofenruß mit einer Oberflächengröße von 235 m²/g, einem arithmetischen mittleren Teilchendurchmesser von 17 mpmund einem pH-Wert von 6,0 bis 9,0, erhältlich von der Firma Cities Service Oil Company unter dem Warenzeichen "Raven-2000";

10)

ein Blockcopolymeres mit der Konfiguration A-(B-A)_1-5,

worin A einen Polystyrolblock und B einen hydrierten Polyisoprenblock darstellen, wobei das Isopren etwa 2/3 des Gewichtes der Verbindung ausmacht und das durchschnittliche Molekulargewicht zwischen 70 000 und 150 000 liegt.; die Verbindung ist erhältlich vqn der Firma Shell Oil

Company unter dem Warenzeichen "Kraton G-6500"; 35

¹¹' in Teilen auf 100 Teile Butylkautschuk;

1 121)"

ein Dibrom-ethyloctylphenol mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 500 und einem Bromgehalt von 28 bis 31 %, erhältlich von der Firma Schenectady /

Chemicals Inc. unter dem Warenzeichen "CJR-328". i

■ . \

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher χ

erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. ;

Beispiel 1 ■ ' %

- ^;i

Es wurde ein Reifenabdichtungsmittel hergestellt entspre- J

chend der Formel der oben angegebenen Zusammensetzung A. J

Der Butylkautschuk, das Vistanex und das Piccotac .wurden ξ

solvatisiert und gemischt in Hexan, so. daß die Mischung i

3

etwa 50 Gew.-% Feststoffe enthielt. Der Ruß und die ^

Polybutene wurden dann zu der vorher solvatisierten Mi- \

schung zugegeben. Dann wurde das p-Chinondioxim in Cyclo- Λ

hexanon gemischt bis zu einer Verdünnung von etwa 50 Gew.-% /i

Feststoffen, der Mischung zugegeben und darin dispergiert 4

Ϊ'

unter Bildung einer ersten Komponente, die etwa 73 Gew.-% ·-*

Feststoffe umfaßte. Diese Komponente hatte, wie gefunden J

wurde, eine Lebensdauer (Gebrauchsdauer) von mehr als
6 Monaten. ■ '

1 Zur Durchführung einer Laboranalyse wurde eine zweite

Komponente hergestellt durch Auflösen des Benzoylperoxids
in Toluol bis zu einer Verdünnung von etwa3 % Feststoffen.
Die erste und die zweite Komponente wurden dann miteinander kombiniert, in Formen gegossen und dann 2 4 Stunden _;

'

lang bei Umgebungstemperatur, danach 24 Stunden lang bei ί:|

66°C (150⁰F) und 4 Stunden lang bei 88°C (190⁰F) ver- | netzt (vulkanisiert). Dann wurden Proben des Abdichtungsmittels getestet zur Bestimmung der Zugfestigkeit, der .j Dehnung und des Quellungsverhältnisses. Die Zugfestigkeiten J dieser Abdichtungsmassen lagen, wie gefunden würde, inner- Si halb des Bereiches von 24,2 bis 31,1 N/cm² (35 bis 45 psi) , .Λ die Dehnungen lagen innerhalb des Bereiches von 967 bis |_;

9 98 % und die Quellungsverhältnisse lagen innerhalb des Bereiches von 17,9 bis 18,5.

Zur Beurteilung der Abdichtungsmasse auf einem Reifen δ wurden neue JR-78-15-Stahlgürtel-Radialreifen verwendet. Die Reifen wurden zuerst durch Schrubben ihrer inneren Oberfläche mit einer Drahtbürste und einer Seifenlösung gereinigt. Dann wurden die Oberflächen gespült und getrocknet. Es wurde eine erste Komponente, wie vorstehend angegeben, hergestellt und es wurde eine zweite Komponente hergestellt durch Auflösen des Benzoylperoxids in Methylenchlorid, so daß die resultierende Lösung etwa 16 % Feststoffe enthielt. Die erste Komponente wurde dann bis auf 127°C (260⁰F) vorerwärmt, mit der zweiten Komponente kombiniert, wobei man eine Mischung mit etwa 66 % Feststoffen erhielt, und unter einem Druck von etwa 355,3 N/cm² (500 psig) auf die innere Oberfläche eines sich drehenden Reifens aufgesprüht. Die Temperatur der ersten und der zweiten Komponente nach dem Mischen betrug etwa 99⁰C (210⁰F). 1200 g Abdichtungsmittel auf einer lösungsmittelfreien Basis wurden auf jeden Reifen aufgesprüht, wobei die resultierende Abdichtungsmittelschicht im Mittelabschnitt der Lauffläche etwa 0,51 bis etwa 0,64 cm (0,2 bis 0,25 inches) und in der Reifenschulter etwa 0,38 cm (0,15 inch) dick war. Nach dem Aufsprühen wurden die Reifen etwa 10 Minuten lang kontinuierlich gedreht, bis das Abdichtungsmittel ausreichend vernetzt war, so daß es gegen Fließen beständig war. Die Reifen wurden dann von der Auftragsvorrichtung heruntergenommen und 30 Minuten lang in einem Ofen von 60 bis 66⁰C (140 bis 15O⁰F) gestellt.

Die beschichteten Reifen wurden einer Reihe von Tests unterworfen, um die Wirksamkeit des Abdichtungsmittels "auf dem Reifen" zu beurteilen. Diese Tests umfaßten einen Durchbiastest, einen statischen Durchbohrungstest und einen Dynamometertest. Der Durchbiastest wurde durchgeführt durch Einbohren von 6 Löcher in den Reifen

-ar-

(zwei mit einem Durchmesser von 0,36 cm (0,14 inch), zwei mit einem Durchmesser von 0,475 cm (0,187 inch) und zwei mit einem Durchmesser von 0,516 cm (0,203 inch) und Zustopfen der Löcher mit Töpferton vor dem Auftragen des Abdichtungsmittels. Nach dem Auftragen wurden die Stopfen von außen her herausgezogen und der Reifen wurde bei Umgebungstemperatur bis auf einen Druck von 32,1 N/cm² (32 psig), bei 82°C (180⁰F) bis auf 39,0 N/cm² (42 psig) und bei 104⁰C (220⁰F) auf 41,8 N/cm² (46 psig) aufgeblasen. Das Abdichtungsmittel wurde als akzeptabel angesehen, wenn weniger als etwa 1,27 cm (0/5.inch) Abdichtungsmittel durch irgendein Loch extrudiert wurde und wenn keine Luftverluste aus dem Reifen festgestellt wurden.

Der statische Durchbohrungstest wurde bei drei verschiedenen Temperaturen durchgeführt: bei -28,9°C (-20⁰F), bei 21,1⁰C (70⁰F) und bei 82⁰C (180⁰F). Bei jeder Temperatur wurden ein 8 Penny-Nagel (mit einem Durchmesser von 0,292 cm (0,115 inch) und ein 20 Penny-Nagel (mit einem Durchmesser von 0,457 cm (0,180 Inch) in das Reifenprofil in jede Außenseitenrille und in zwei der mittleren Profilrillen eingesetzt. Jeder Nagel wurde eine Minute lang in zwei entgegengesetzten Richtungen um 45° gebogen, die Nägel wurden entfernt und der Reifen wurde auf 32,1 N/cm² (32 psig) aufgeblasen und zur Bestimmung einer Leckstelle getestet. Dann wurden die gleichen Verfahren durchgeführt, wobei diesmal jedoch der Reifen vor der Durchbohrung aufgeblasen wurde. Es wurden die Luftleckstellen, die zu irgendeinem Zeitpunkt während dieses Testverfahrens auftraten, aufgezeichnet.

Der Dynamometertest ist whrscheinlich der vielseitigste Test für das Leistungsvermögen des Reifenabdichtungsmittels, weil er die tatsächlichen Fahrbedingungen simuliert. Der Test wurde auf einem Dynamometer mit einem angelenkten Arm mit Einrichtungen zum drehbaren Montieren eines Reifens darauf, einer beweglichen !Kontaktein-

richtung unterhalb des Reifens für den Kontakt mit der Reifenlauffläche, die auch den Reifen in Drehung versetzte, und einer Belastungseinrichtung zum Herunterdrücken des angelenkten Arms nach unten, so daß der Reifen mit einer vorgegebenen Belastung gegen die Kontakteinrichtung gedruckt wurde, durchgeführt. Die Tests wurden bei Belastungen durchgeführt, die 100 % der Reifenbelastungen entsprachen. Nachdem die Reifen mit dem Abdichtungsmittel wie vorstehend angegeben beschichtet und auf dem Dynamometer befestigt worden waren, wurden sie auf einen Druck von 16,6 N/cm² (24 psi) aufgeblasen und sie brachen bzw. zerrissen innerhalb von 2 Stunden bei einer Drehgeschwindigkeit entsprechend 55 mph (Meilen pro Stunde). Dann wurde der Druck auf 20,7 N/cm² (30 psi) eingestellt und 8 Nägel wurden wie in dem statischen Durchbohrungstest eingesetzt, wobei diesmal jedoch 16 Penny-Nägel mit einem Durchmesser von 0,368 cm (0,145 inch) anstelle von 2 0 Penny-Nägel verwendet wurden. Dann ließ man den Reifen erneut 10 000 Meilen mit 55 mph oder so lange laufen, bis der Dr.uck auf unter 13,8 N/cm³ (20 psi) gefallen war, wobei zu diesem Zeitpunkt der verantwortliche Nagel festgestellt wurde, der Nagel herausgezogen wurde und der Reifen erforderlichenfalls ausgebessert (geflickt) wurde und der Test wieder aufge-

25 nommen wurde nach Einstellung des Druckes wieder auf 20,7 N/cm² (30 psi).

In dem Durchbiastest wurde eine unbedeutende Menge Abdichtungsmittel bei Umgebungstemperatur an den Löchern

30 extrudiert, bei 82°C (18O⁰F) wurden durchschnittlich

0,32 cm (1/8 inch) extrudiert und bei 104⁰C (220⁰F) wurden durchschnittlich 0,64 cm (1/4 inch) extrudiert. In keinem Falle verlor der Reifen eine meßbare Menge Luft. Diese Testergebnisse waren gut und sie zeigen, daß das Abdichtungsmittel der Zusammensetzung A eine ausreichende Zugfestigkeit aufwies, um als Fahrzeugreiferi-Abdichtungsmittel zu fungieren.

10

In dem statischen Durchbohrungstest dichtete die Abdichtungsmasse durchschnittlich 89 % der Durchbohrungslöcher ab, ohne daß ein signifikanter Luftverlust auftrat. In der nachstehenden Tabelle II sind detaillierte Prozentsätze angegeben:

Tabelle II Nageldurchmesser

	,9°	C	Temperatur	180	°C
-28	⁰F)		21 ,1⁰C	(82	⁰F)
(-20		(70⁰F)

0,292 cm (0,115 inch) 93 % 97 % 93 % 0,457 cm (0,180 inch) 83 % 90 % 77 %

15

Diese Ergebnisse zeigen ein gutes Durchbohrungsabdichtungsvermögen und sie zeigan ferner, daß das Abdich-' tungsmittel eine ausre _■;:■_-:;de Dehnung und eine ausreichend niedrige Vernetzungsdichte aufwies, so daß es auch dann an einemDurchbohrungsobjekt haftete,wenn das Objekt über einen Winkel von 90° hin- und hergebogen wurde,

In dem Dynamometertest betrug die mit einem eingedrückten 16 Penny-Nagel gefahrene durchschnittliche Strecke, bevor ein Luftverlust auftrat, 4100 Meilen und die durchschnittliche Strecke bei einem 8 Penny-Nagel betrug 8500 Meilen. Diese Abstände sind ein signifikanter Bruchteil der Lebensdauer eines durchschnittlichen Reifens. Außerdem stellt der hier durchgeführt Dynamometertest Bedingungen dar, die härter sind als diejenigen, wie sie beim durchschnittlichen Fahren auftreten, da der Test mit 100 % der Reifenbelastung durchgeführt wurde. Diese durchschnittlichen Entfernungen in Meilen stellen daher ein ausgezeichnetes Gesamtabdichtungsver-

qc mögen dar.

MIo -VZ-

Beispiel 2

Laborproben der Zusammensetzung A wurden wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei diesmal jedoch 4,5 phr p-Chinondioxim und 16,5 phr Benzoylperoxid verwendet wurden. Das resultierende Abdichtungsmittel hatte eine Zugfestigkeit von 25,6 N/cm² (37 psi), eine Dehnung von 804 % und ein Quellungsverhältnis von 16,2. Erhöhte Mengen an Vernetzungsmittel erhöhten erwartungsgemäß die Vernetzungsdichte (senkten das Quellungsverhältnis), verringerten aber auch die Dehnung in Richtung auf den unteren Grenzwert des am meisten bevorzugten Bereiches.

Beispiel 3

Wie in Beispiel 1 wurden Reifenabdichtungsmittel hergestellt sowohl für den Labortest als auch für den praktischen Reifentest gemäß der Formel der oben angegebenen Zusammensetzung B. Hexan wurde durch Toluol ersetzt, um die Solvatisierung des Blockcopolymeren zu erleichtern. Die Zugfestigkeit, die Dehnung und die Quellungsverhältnisse betrugen, wie gefunden wurde, jeweils 23,5 N/cm² (34 psi), 987 % und 17,83. In dem Durchbiastest wurden bei 82⁰C (180⁰F) 1,27 cm (0,5 inch) extrudiert, während

bei 104⁰C (220⁰F) ein Leck auftrat. Diese Ergebnisse zeigen, daß die Zugfestigkeit des Abdichtungsmittels nahe bei seinem unteren bevorzugten Wert lag. In dem statischen Durchbohrungstest wurden durchschnittlich 98 % aller Durchbohrungen mit Erfolg abgedichtet, was

anzeigt, daß das Abdichtungsmittel eine gute Dehnung und eine Vernetzungsdichte aufwies, die nicht zu hoch war. Auf dem Dynamometer betrug die durchschnittliche Strecke in Meilen für 16 Penny-Nägel und 8 Penny-Nägel 3200

bzw. 6000 Meilen. 35

1 Beispiel 4

Wie in Beispiel 3 wurden Laborproben der Zusammensetzung B hergestellt, wobei diesmal jedoch 5,0 phr p-Chinondioxim und 15,0 phr Benzoylperoxid verwendet wurden.. Die Zugfestigkeit, die Dehnung und das Quellungsverhältnis betrugen, wie gefunden wurde, jeweils 18,6 N/cm² (27 psi), 627 % und 13,89. Wie in Beispiel 2 erhöhten zunehmende Mengen an Vernetzungsmittel die Vernetzungsdichte, gleichzeitig bewegten sich jedoch die Zugfestigkeit und die Dehnung aus ihren bevorzugten Bereichen heraus. Die niedrige Zugfestigkeit der Zusammensetzung B ist im allgemeinen zurückzuführen auf die vergleichsweise geringe Menge an vorhandenem Butylkautschuk (13 %). Die Beispiele 3 und 4 zeigen an, daß unterhalb dieses Butylkautschukwertes es schwierig ist, den niedrigen Kautschukgehalt zu kompensieren durch Erhöhung der Vernetzungsdichte, während gleichzeitig die Zugfestigkeit und die Dehnung in den bevorzugten Bereichen gehalten werden.

20

Beispiel 5

Wie in Beispiel 3 wurde ein Reifenabdichtungsmittel für die Laboranalyse hergestellt entsprechend der Formel der Zusammensetzung C, wie oben angegeben. Die Zugfestigkeit, die Dehnung und das Quellungsverhältnis betrugen jeweils 49,0 N/cm² (71 psi), 538 % und 12,71. Diese Ergebnisse zeigen, daß das Abdichtungsmittel zu inflexibel war, um ein optimales Fahrzeugreifen-Abdichtungsvermögen zu ergeben, obgleich es unter anderem, weniger strengen Umgebungsbedingungen zufriedenstellend sein würde. Die Ergebnisse zeigen auch, daß bei einem Gehalt von 20 % Butylkautschuk bei Anwendung eines Chinoid-Vernetzungssystems ein deutlicher Aufwand für die Einstellung anderer Faktoren erforderlich ist, um die Abdichtungseigenschaften in ihre bevorzugten Bereiche zu bringen.

Beispiel 6

Wie in Beispiel 1 wurden Reifenabdichtungsmittel hergestellt sowohl für den Labortest als auch für den praktischen Reifentest entsprechend der Formel mit der oben angegebenen Zusammensetzung D. Die Zugfestigkeit, die Dehnung und das Quellungsverhältnis betrugen, wie gefunden wurde, jeweils 46,3 M/cm² (67 psi), 670 % und 11,86. Die Dehnung hatte sich verbessert im Vergleich zu dem Beispiel 5, die Dehnung lag jedoch noch außerhalb des am meisten bevorzugten Bereiches. Ein statischer Durchbohrungstest wurde mit dieser Zusammensetzung durchgeführt und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle III angegeben, wobei durchschnittlich 64 % der Durchbohrungen erfolgreich abgedichtet wurden.

Tabelle III

20 Nageldurchmesser

0,292 cm (0,115 inch) 0,457 cm (0,180 inch)

Temperatur

-28,9°C (-20⁰F) 53 % 60 %

21 ,1⁰C (70⁰F)

60 % 40 %

82°C (180°F)

87 % 87 %

Wie aufgrund des Dehnungstests zu erwarten, hatte die Zusammensetzung die geringsten Schwierigkeiten bei der Abdichtung von Durchbohrungen bei erhöhten Temperaturen.

Beispiel 7

Wie in Beispiel 6 wurden Laborproben der Zusammensetzung D hergestellt, wobei diesmal jedoch 2,0 phr p-Chinondioxim und 6,0 phr Benzoylperoxid verwendet wurden. Das resultierende Abdichtungsmittel wies eine Zugfestigkeit von 47,0 N/cm² (68 psi), eine Dehnung von 824 % und ein Quellungsverhältnis von 13,25 auf. Abnehmende Mengen an Vernetzungsmittel führten, wie erwartet, zu einem er-

höhten Quellungsverhältnis und auch zu einer erhöhten Dehnung innerhalb des am meisten bevorzugten Bereiches. Dieses Beispiel erläutert, daß im allgemeinen bei mit Chinoid vernetzten Zusammensetzungen mit einer vergleichsweise größeren Menge an Butylkautschuk ein bevorzugtes Abdichtungsmittel in vielen Fällen erzielt werden kann durch Herabsetzen der Vernetzungsdichte, bis eine ausreichende Dehnung erreicht ist.

10 Beispiel 8

Wie in Beispiel 3 wurde ein Reifenabdichtungsmittel für die Laboranalyse hergestellt entsprechend der Formel der oben angegebenen Zusammensetzung E. Die Zugfestigkeit, die Dehnung und das Quellungsverhältnis betrugen, wie gefunden wurde, jeweils 9,7 N/cm² (14 psi), 754 % und 17,69. Die niedrige Zugfestigkeit ist im Prinzip auf die geringe Menge an Butylkautschuk (vorhanden waren 10 %) zurückzuführen.

20

Beispiel 9

Wie in Beispiel 8 wurden Laborproben der Zusammensetzung E hergestellt, wobei diesmal jedoch 5,0 phr p-Chinondioxim und 15,0 rjhr Benzoylperoxid verwendet wurden. Das resultierende Abdichtungsmittel wies eine Zugfestigkeit von 11,0 N/crn² (16 psi), eine Dehnung von 500 % und ein Quellungsverhältnis von 12,4 auf. Zunehmende Mengen an Vernetzungsmittel führten zu einer Abnahme des Quellungs-Verhältnisses, wegen eines großen Spielraums trat jedoch keine Zunahme der Zugfestigkeit auf einen Wert innerhalb des bevorzugten Bereiches auf. Außerdem nahm die Dehnung ab. Dieses Beispiel zeigt, daß es schwierig ist, ein bevorzugtes Fahrzeugreifen-Abdichtungsmittel herzustellen unter Verwendung von nur 10 % Butylkautschuk. Solche Abdichtungsmittel können jedoch gut geeignet sein für andere Anwendungszwecke, wie z.B. Fahrradreifen-Abdichtungsmittel, Versiegelungsmischungen und dgl.

Beispiel 10

Unter Anwendung der Formel mit der oben angegebenen Zusammensetzung F wurden Reifenabdichtungsmittel sowohl für die Laboranalyse als auch für die praktische Reifenanalyse hergestellt. Die Zugfestigkeit, die Dehnung und das Quellungsverhältnis der Laborprobe betrugen, wie gefunden wurde, jeweils 35,2 N/cm² (51 psi), 1850 % und 38,05. Die Ergebnisse des Dynamometertests entsprachen einer durchschnittlichen Fahrstrecke von 3800 Meilen. Die Betrachtung des Reifeninneren während des Tests zeigte jedoch, daß ein Fließen des Abdichtungsmittels aufgetreten war. Dieses Fließen war der vergleichsweise niedrigen Vernetzungsdichte dieses Abdichtungsmittels zuzuschreiben. Die am meisten bevorzugten Abdichtungsmittel sind solche mit Quellungsverhältnissen von 12 bis

Beispiel 11

Wie in Beispiel 10 wurden Reifenabdichtungsmittel hergestellt, wobei diesmal jedoch 1,2 phr p-Chinondioxim und 3,6 phr Benzoylperoxid verwendet wurden. Die Zugfestigkeit, die Dehnung und das Quellungsverhältnis des Abdichtungsmittels betrugen jeweils 62,8 N/cm^J (91 psi), 986 % und 16,68. Zunehmende Mengen an Vernetzungsmittel führten zu einer beträchtlichen Erhöhung der Zugfestigkeit und zu einer Herabsetzung des Quellungsverhältnisses auf einen Wert innerhalb des bevorzugten Bereiches. Dynamometertests zeigten, daß kein Fließen dieses Abdichtungsmittels auftrat. Im allgemeinen ist die Vernetzungsdichte (d.h. das Quellungsverhältnis) empfindlicher gegenüber der Menge an Vernetzungsmittel, die in Zusammensetzungen, wie z.B. in der Zusammensetzung F, vorliegt, die nur geringe Mengen Ruß umfaßt. Die Beispiele 10 und 11 erläutern, daß ein bevorzugtes Reifenabdichtungsmittel hergestellt werden kann durch Verwendung von 35 % Butylkautschuk und eines Chinoid-Vernetzungssystems, wenn die Menge an Vernetzungsmittel und Ruß scharf vermindert werden. Bei

-47-

p-Chinondioximwerten von weniger als etwa 2,0 phr wurde jedoch die Gelierungszeit des Abdichtungsmittels sehr lang. Dies kann ein kritischer Faktor in großtechnischen Sprühauftragsverfahren sein, bei denen die besprühten Reifen in der Auftragsvorrichtung gehalten werden müssen und gedreht werden müssen, bis das Abdichtungsmittel ausreichend geliert ist, um eine Handhabung ohne Fließen zu erlauben. Es wurde gefunden, daß eine Gelierungszeit von etwa 10 Minuten bei 66⁰C (15O⁰F) eine vernünftige Abdichtungsmittelauftragsrate erlaubt. Die Gelierungszeit der Abdichtungsmittel der Beispiele 10 und 11 betrugen jeweils bei 66°C (15O⁰F) 22 Minuten bzw. 12 Minuten. Diese Zeiten können verkürzt werden durch Erhöhung der verwendeten Menge an p-Chinondioxim, wie diese Beispiele zeigen, kann das Ergebnis durchaus aber auch das sein, daß die Dehnung auf einen Wert außerhalb des bevorzugten Bereiches herabgesetzt wird.

Beispiel 12

Wie in Beispiel 1 wurden unter Verwendung der Formel der oben angegebenen Zusammensetzung G Reifenabdichtungsmittel sowohl für Laboranalysen als auch für praktische Reifenanalysen hergestellt. Die Zugfestigkeit, die Dehnung und das Quellungsverhältnis der Laborproben betrug, wie gefunden wurde, 55,2 N/cm² (80 psi), 1197 % bzw. 17,54. Die Dynamometertests ergaben eine durchschnittliche Laufstrecke von 3100 Meilen und keinen merklichen Abdichtungsmittelfluß. Dieses Beispiel zeigt zusammen mit dem Beispiel 11, daß die Herabsetzung des Molprozentsatzes der Unsättigung des Butylkautschuks einen Effekt mit sich bringt, der entgegengesetzt zu demjenigen einer Erhöhung der Menge des vorhandenen Butylkautschuks ist und diesen teilweise aufheben kann.

1 Beispiel 13

Auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 wurden unter Verwendung der Formel mit der oben angegebenen Zusammensetzung δ H Reifenabdichtungsmittel für die Laboranalyse hergestellt. Die erste Komponente wurde ohne p-Chinondioxim hergestellt und es wurden 6 Gew.-Teile CRJ-328 in einem Gewichtsteil Toluol dispergiert zur Bildung der zweiten Komponente. Die Zugfestigkeit, die Dehnung und das Quellungsverhältnis der Laborproben betrugen, wie gefunden wurde, jeweils 38,7 N/cm² (56 psi), 1790 % und 31,14. Dieses Beispiel zeigt, daß bevorzugte Reifenabdichtungsmittel leicht hergestellt werden unter Verwendung von Phenolharz-Vernetzungssystemen.

Beispiel 14

Wie in Beispiel 13 wurden Laborproben der Zusammensetzung H hergestellt, wobei diesmal jedoch 20 phr des Vernetzungsmittels DRJ-328 verwendet wurden. Die Zugfestigkeit, die Dehnung und das Quellungsverhältnis betrugen jeweils 30,4 N/cm² (44 psi), 1191 % und 18,07. Wie erwartet, führte die Erhöhung der Menge des Vernetzungsmittels zu einer Herabsetzung der Dehnung und des Quellungsverhältnisses, ihre Werte lagen jedoch noch innerhalb der bevorzugten Bereiche.

Beispiel 15

Wie in Beispiel 14 wurden Laborproben mit der Zusammensetzung H hergestellt, wobei diesmal jedoch 10 phr des Vernetzungsmittels CRH-328 verwendet wurden. Die Zugfestigkeit, die Dehnung und das Quellungsverhältnis betrugen jeweils 30,4 N/cm² (44 psi), 2875 % und 35,71. Die Herab-Setzung der Menge des verwendeten Vernetzungsmittels führte zu einer Erhöhung der Dehnung und des Quellungsverhältnisses bis zu einem solchen Ausmaß, daß letzteres nicht mehr innerhalb des am meisten bevorzugten Bereiches

von 12 bis 35 lag. Das Quellungsverhältnis betrug jedoch weniger als 40 und diese Zusammensetzung bzw. Masse arbeitete als Fahrzeugreifenabdichtungsmittel zufriedenstellend.
5

Nachdem bevorzugte Bereiche für die Abdichtungsmittelzusammensetzung ermittelt worden waren, wurden Proben
der Abdichtungsmittelzusammensetzung compoundiert, die
etwa 15 % Butylkautschuk, 76 % Klebrigmacher und 9 %

10 Füllstoff enthielten. Außerdem enthielten sie etwa

4 Teile p-Chinondioxim und 12 Teile Vernetzungs-Aktivator auf 100 Teile Butylkautschuk. Wie in der Tabelle
I angegeben, wurden auch variierende Mengen an Zinkoxid, eingearbeitet als Teil des Füllstoffes, an Schwefel und an Schwefelverbindungen in die Abdichtungsmasse eingearbeitet, um die bevorzugten Mengen und Bereiche dieser
Bestandteile zu ermitteln. Die Zinkoxid- und Schwefelbestandteile nahmen an der Vernetzung, des Butylkautschuks nicht teil, sondern dienten eher der Verbeserung der

Alterungseigenschaften des Lösungsmittels. Als solche

können sie als Teil des Gesamt-Vernetzungssystems neben dem Vernetzungsmittel und dem Aktivator angesehen werden.

Beispiele 16 und 17

Unter Verwendung des Chinoid-Vernetzungssystems mit
Benzoylperoxid als einzigem Aktivator wurden Proben der Abdichtungsmasse hergestellt. Außerdem wurde eine ähnliche Probe des Abdichtungsmittels compoundiert unter Verwendung von 3 % Zinkoxid als Teil des Füllstoffes. Beide Proben wurden 24 Stunden lang bei 66°C (150⁰F) vernetzt und erneut getestet. Wie die Testdaten in der Tabelle IV zeigen, behielt die Probe, der Zinkoxid einverleibt worden war, 71 % ihrer Zugfestigkeit bei, während die Probe, die ohne Zinkoxid compoundiert worden war, nur 63 % ihrer Zugfestigkeit nach Beendigung des Alterungstests beibehielt. Der Modul der Probe ohne Zinkoxid bei einer Dehnung von 300 % und beim Bruch nahm ebenfalls ab sogar um einen

54 -80-

noch größeren Anteil als bei der Probe, die das Zinkoxid enthielt. Die Zugabe von Zinkoxid zu der Abdichtungsmasse führte zu einer Verbesserung ihrer Hochtemperaturstabilität.

Beispiel 18

Eine zweite Probe des Abdichtungsmittels wurde compoundiert unter Verwendung eines gemischten Vernetzungsaktivators aus Benzoylperoxid und t-Butylperbenzoat. Der gemischte Aktivator wurde gewählt, um das Mischen und Aufbringen des Abdichtungsmittels zu erleichtern. Dieser gemischte Aktivator, der aus etwa 56 % Benzoylperoxid und etwa 44 % t-Butylperbenzoat bestand, wurde zur Ver-

15 netzung der Abdichtungsmassen'verwendet, wie sie in

allen restlichen Beispielen beschrieben sind. Nach 24-stündiger Vernetzung (Aushärtung) bei 66°C (150⁰F) wurde diese Probe 69 Stunden lang bei 66?C (150⁰F) und 5 Stunden lang bei 149°C (300⁰F) gealtert. Am Ende des Tests hatten sich die Eigenschaften der Probe beträchtlich verschlechtert, die Zugfestigkeit hatte um 40 % derjenigen der ursprünglich vernetzten Probe abgenommen. Eine zweite Probe wurde auf 149°C (300⁰F) erhitzt und durch Inspektion wurde festgestellt, daß sie nur 36 Stunden

25 lang als Abdichtungsmittel geeignet geblieben war.

Beispiel 19

Es wurde eine Probe des Abdichtungsmittels wie oben hergestellt, jedoch mit der Ausnahme, daß 2 Teile Schwefel auf 100 Teile Butylkautschuk zugegeben wurden. Die Probe hielt 40 Stunden lang einer Temperatur von 149°C (300⁰F) stand, was eine· Verbesserung um 11 % gegenüber der Probe des Beispiels B darstellt. Die Schwefelzugabe führte zu einer Verbesserung der Hochtemperaturstabilität gegenüber der Kontrolle.

■ *

1 Beispiele 20 bis 26

Dramatischere Verbesserungen der Hochtemperaturstabilität der Abdichtungsmasse wurden erhalten bei Verwendung von Zinkoxid und Schwefel in Kombination. Wenn beispielsweise 1 phr Schwefel und 1 % Zinkoxid in der Masse ^r verwendet wurden, konnte das Abdichtungsmittel 50 Stunden lang einer Temperatur von 149°C (300⁰F) standhalten, was eine Verbesserung von 39 % gegenüber der Kontrolle ohne Zinkoxid oder Schwefel und von 25 % gegenüber der Probe, die 2 phr Schwefel enthielt, darstellt. Die Zugfestigkeit nahm jedoch nach 5 Stunden bei 149°C (300⁰F) beträchtlich ab.

Abdichtungsmittel, die mit mindestens 1 Gew.~% Zinkoxid und 1,5 phr Schwefel compoundiert worden waren, wiesen eine noch höhere Beständigkeit gegen Hitzealterung auf und waren in der Lage, ihre Abdichtungseigenschaften 96 Stunden lang oder mehr bei 149°C (300⁰F) beizube-

20 halten.

Die Zugfestigkeit, die Dehnung und der Modul dieser Abdichtungsmittelproben blieben ebenfalls nahezu konstant nach 69-stündiger Alterung bei 66°C (150⁰F) und anschließender 5-stündiger Alterung bei 149°C (300⁰F). Die Ergebnisse dieser Tests sind in der Tabelle IV angegeben .

Bevorzugte Konzentrationen für Zinkoxid und Schwefel sind 3 % bzw. 1,5 bis 3 phr. Bei diesen Konzentrationen wandert der Schwefel nicht an die Oberfläche der Probe und die Eigenschaften des Abdichtungsmittels werden optimiert.

Seite 51 a

Tabelle

iispiel

ZnO

roStd

foctitemperaturtabilität, /
Stunden! bei" MQC
X3QO⁰F)

24Stunden bei 66,0°C(15O°

T* E**

^M300

+5 Stunden Dei T E M₃₀₀

14O⁰C

69 Stunden bei 66°C(15O°F 5 Stunden bei 14O°C(3OO°F T E H₃₀₀ M_F

• t * " · I
€ *

0
3
0
0
1
1
2
3
3
3
3

1.5

36
40
50
96
96
96
96
96
96+

9/. 886

832

1072

956

955 937

902

885

849

888

837

2.74 5.47

3.73 5.46

1.07 3.73 1.78 4.27 2.22 . 4.94 3.10 4,63

5.08 5,04 2.91 5.45 3.38 5.49 3?2 5.22 3.05 5.59

31 1014

32 943

«3« CM

31 925

«? OO

30 400

1.54 2.44

1.85 2.64

3.06 3.42

3.31 3.35

16 1282 0.88 1.25

29.	863	3.02	3.38	fr Ol
30	*869	2,60	3.44
26	925	2.44	2.82
31	908	2.74	3.41
31	915	2.61	3,42
35	895	2.84	3.96

A. Zugfestigkeit * A.Dehnung
***Modya bei 300% -Dehnung ****Modu.lt 9^J B

Beispiele 27 bis 31

Es wurden weitere Tests durchgeführt, in denen verschiedene Konzentrationen an Benzothiazyldisulfid verwendet wurden und die Hochtemperaturstabilität wie oben bewertet wurde. Die Ergebnisse dieser Tests sind in der folgenden Tabelle V zusammengefaßt.

Die HochtemperaturStabilität des Abdichtungsmittels

wird deutlich verbessert bei Verwendung von Zinkoxid

in Kombination mit zwei Schwefel enthaltenden Chemikalien.

	ZnO	S	Tabelle V	Hochtemperatur
	(Z)	(ohr)	Benzo thiazyl-	stabilität, Stunden
	3	0.5	disulf id	•bei 1,40⁰C 4300⁰F)
Beispiel	3	2	fr>hr)	127 +
30	3	0.5	7	102 +
31	0	0	7	161 +
29	0	0.5	4	24-40
27	3	0.5	4	24-40
28	1	0.5	4	50
32	2	0.5	0.5	161
34		4	106
33		2

²⁵ Beispiele 27 und 28

Die Zugabe von 4 phr Benzothiazyldisulfid zu dem Abdichtungsmittel ohne Zugabe des Zinkoxids führte zu einer begrenzten Verbesserung der Hochtemperaturstabilität des Abdichtungsmittels. Dieses Abdichtungsmittel hielt einer 24 bis 40-stündigen Alterung bei 149°C (300⁰F) stand, was vergleichbar ist mit dem Standhalten des Schwefel enthaltenden Abdichtungsmittels gemäß Beispiel 19 für 40 Stunden. In entsprechender Weise führte die zugabe von 0,5 phr Schwefel und von 4 phr Benzothiazyldisulfid zu dem Abdichtungsmittel nur zu einer begrenzten Verbesserung. Der Schwefelgehalt der Abdichtungsmittel der Beispiele 27 und 28 entspricht in etwa demjenigen .

-33-

des Beispiels 19, da das Molekulargewicht des Benzothiazyldisulfids etwa das Fünffache desjenigen von Schwefel beträgt,

δ Beispiele 29 bis 31

Wenn das Abdichtungsmittel wie in Beispiel 28 unter Zugabe von 3 % Zinkoxid compoundiert wurde, nahm jedoch die Hochtemperaturstabilität um mehr als 300 % gegenüber der Kontrolle und den Abdichtungsmitteln der Beispiele 27 Und 28 zu. Diese Abdichtungsmittelprobe hielt mehr als 161 Stunden lang einer Temperatur von 149°C (300⁰F) stand. Die Erhöhung der Konzentration des Benzothiazyldisulfids auf 7 phr führte jedoch zu einer Abnahme der

15 Hochtemperaturstabilität, so daß die Masse nur noch

127 Stunden einer Temperatur von 149°C (300⁰F) standhalten konnte. In entsprechender Weise führte die Erhöhung der Schwefelkonzentration auf 2 phr und der Benzothiazyldisulfid-Konzentration auf 7 phr zu einer

20 weiteren Herabsetzung der Hochtemperaturstabilität

des Abdichtungsmittels. Dieses Abdichtungsmittel konnte nur noch etwa 102 Stunden lang einer Temperatur von 149°C (300⁰F) standhalten. Obgleich dies eine signifikante Abnahme relativ zu der Hochtemperaturstabilität

25 des Abdichtungsmittels des Beispiels 29 darstellt,

war dieses Abdichtungsmittel dennoch in der Lage, einem längeren Wärmealterungscyclus standzuhalten als die vergleichbaren Abdichtungsraittel, die Zinkoxid und einen einzelnen Schwefelbestandteil enthielten.

Beispiel 32

Die Herabsetzung der Konzentration des Benzothiazyldisulfids in dem Abdichtungsmittel führte ebenfalls zu einer Abnahme der HochtemperaturStabilität. Eine mit 3 % Zinkoxid, 0,5 phr Schwefel und 0,5 phr Benzothiazlyldisulfid compoundiertes Abdichtungsmittel hielt nur einer 50-stündigen Einwirkung von Temperaturen von 14 9°C

-SrA-

(300⁰F) stand. In entsprechender Weise führte die Herabsetzung der Konzentration an Benzothiazyldisulfid auf 2 phr und an Zinkoxid auf 3 % zu einer Abnahme der Hochtemperaturstabilität und damit der Beständigkeit des Abdichtungsmittels gegen Alterung. Diese Masse hielt einer 106-stündigen Wärmealterung stand. Wenn die Zinkoxidkonzentration auf 1 % verringert wurde, wobei jedoch die Konzentrationen an Schwefel und Benzothiazyldisulfid bei 0,5 phr bzw. 4 phr gehalten wurden, hielt das Abdichtungsmittel einer 161-stündigen Wärmealterung stand, was vergleichbar war mit derjenigen des Abdichtungsmittel gemäß Beispiel 29.

Die erfindungsgemäße (Ab)Dichtungsmasse kann so angepaßt (modifiziert) werden, daß sie als Klebstoff fungiert, der in Verbindung mit Membran-Dachabdeckungsmaterialien eingesetzt werden kann. Die Klebstoffmasse wird auf ähnliche Weise wie die (Ab)Dichtungsmasse kompoundiert, jedoch mit der Ausnahme, daß die Komponenten so ausgewählt und ihre Konzentrationen so aufeinander abgestimmt

IQ werden, daß der Klebstoff eine Zugfestigkeit von mindestens 34,5 N/cm² (50 psi), eine Dehnung von mindestens 600%, einen 300% Dehnungs-Modul von weniger als 12 und einen Bruchmodul von weniger als 20 aufweist. Vorzugsweise wird der Klebstoff jedoch so kompoundiert, daß

J5 er eine Zugfestigkeit von mindestens 41,4 N/cm² (60 psi), eine Dehnung von mindestens 800% und vorzugsweise nicht mehr als 1000%, einen 300% Dehnungs-Modul von höchstens 8 und einen Bruchmodul von höchstens 16 aufweist.

2Q Wenn die Zugfestigkeit des Klebstoffes unzureichend ist, kann er bei seiner Verwendung reißen oder sich aufspalten und dadurch versagen. Der Grenzwert der Dehnung des Klebstoffes bezieht sich auf die Fähigkeit des Klebstoffes, sich an unregelmäßige Oberflächen anzupassen, wie dies der Fall ist, wenn der Klebstoff auf eine Uberlappungs-Verbindungsstelle oder einen Befestigungsstab aufgebracht wird. Wenn der Klebstoff eine unzureichende Dehnung besitzt, kann er von der unregelmäßigen Oberfläche abgezogen werden, was zu einer Leckbildung in dem Dach führt.

QQ Der 300% Dehnungs-Modul ist eine Funktion der Kraft, die erforderlich ist, um den Klebstoff bis zu einer Dehnung von 300% zu strecken. Wenn der Modul als solcher zu hoch ist, können sehr geringe Verformungen des Membran-Dachabdeckungsmaterials übermäßige Kräfte in dem Klebstoff

g₅ entstehen lassen. Klebstoffe mit einem hohen 300% Deh- nungs-Modul können ferner nicht in der Lage sein, ihre Haftung an unregelmäßigen Oberflächen beizubehalten.

to Λ

Die Zugfestigkeit und die Dehnung des Klebstoffes können, wie hier in Verbindung mit den Beispielen beschrieben, eingestellt werden.Im allgemeinen beeinflussen Änderungen, welche die Zugfestigkeit und die Dehnung beeinflussen, auch den 300% Dehnungs-Modul und den Bruchmodul. So kann beispielsweise die Zugfestigkeit des hier beschriebenen (Ab)Dichtungsmittels und Klebstoffes durch Erhöhung der

IQ Vernetzungsdichte erhöht werden. Eine starke Erhöhung der Vernetzungsdichte führt jedoch zu einer Erhöhung sowohl des 300% Dehnungs-Modul als auch des Bruchmodul. Änderungen in Bezug auf die Art und Menge der Klebrigmacher beeinflussen ebenfalls die Zugfestigkeit, die Dehnung, den 300% Dehnungs-Modul und den Bruchmodul, wie durch die hier beschriebenen Beispiele gezeigt wird.

Der Klebstoff sollte auch so kompoundiert werden, daß er zusätzlich zu der erforderlichen Zugfestigkeit, Dehnung,

2Q dem erforderlichen 300% Dehnungs-Modul und Bruchmodul eine Scherfestigkeit von mehr als 10,4 N/cm² (15 psi) und eine Abschälfestigkeit von mehr als 0,36 kg/cm (2 lbs/inch) bei 21,1 ⁰C (70⁰F) aufweist. Die Scherfestigkeit und die Abschälfestigkeit stehen in Beziehung zu der Fähigkeit des Klebstoffes, an einem Objekt, beispielsweise einem Membran-Dachabdeckungsmaterial, zu haften, und sie stehen in Beziehung zu den Mengen und Arten der verwendeten Klebrigmacher.

Vorzugsweise wird die Klebstoffmasse entweder zu einem einlagigen Band einer Dicke von etwa 0,08 bis etwa 0,13 cm (0,03 - 0,05 inch) oder zu einem zweilagigen Band oder Abdeckstreifen mit einer Schicht aus der Klebstoffmasse und einer Unterlage aus einer Folie aus einem EPDM-Dachabdeckungsmaterial oder einem anderen Membranmaterial geformt. Ein solches Membranmaterial kann natürlich einzeln kalandriert werden, da die Klebstoffschicht alle

Lunker oder sonstigen kleineren Defekte darin versiegelt. Bei jeder dieser Konfigurationen kann die Klebstoffschicht mit einer Unterlage aus einem üblichen, mit Silikon be-

Trennschichteten~\Papier versehen und für den Transport und die

Lagerung zu einer Rolle aufgerollt sein.

Die erfindungsgemäße Klebstoffmasse ist so kompoundiert, IQ daß sie Butylkautschuk, ein Vernetzungssystem für den Butylkautschuk, einen oder mehr Klebrigmacher und einen oder mehr Füllstoffe in ähnlichen Mengen enthält, wie sie zum Kompoundieren der hier beschriebenen erfindungsgemäßen (Ab)Dichtungsmasse verwendet werden. Die erfinjg dungsgemäße Klebstoffmasse kann auch Zinkoxid, Schwefel und/oder andere Schwefelbestandteile, wie z.B. Benzothiazyldisulfid, zur Verbesserung der Hochtemperaturstabilität und der Alterungseigenschaften des Klebstoffes enthalten, wie weiter oben in Bezug auf das (Ab)Dichtungsmittel beschrieben. Die Klebstoffmasse kann auch einen Weichmacher, wie z.B. Dioctylazelat, enthalten.

Die erfindungsgemäße Klebstoffmasse kann hergestellt werden unter Verwendung leicht zugänglicher üblicher Sorten eines Butylkautschuks, beispielsweise solcher, wie sie in Verbindung mit der erfindungsgemäßen (Ab)Dichtungsmasse beschrieben worden sind. Wie bei der (Ab)Dichtungsmasse macht der Butylkautschuk vorzugsweise 13 bis 50 Gewichtsprozent der Klebstoffmasse aus. Wenn ein Quinoid-Ver-

gO netzungssystem verwendet wird, macht der Butylkautschuk jedoch vorzugsweise 13 bis 40 Gewichtsprozent der Klebstoffmasse ausschließlich der Vernetzungsmittel, Aktivatoren und Schwefelbestandteile aus.

ge Der Butylkautschuk kann unter Verwendung irgendeines der bekannten Vernetzungssysteme vernetzt werden, vorzugsweise wird jedoch entweder ein Quinoid- oder ein Phenol-

harz-Vernetzungssystem verwendet. Wie bei der (Ab)Dichtungsmasse handelt es sich bei dem bevorzugten Chinoid-Vernetzungsmittel um p-Chinon-dioxim. Dieses Vernetzungsmittel wird vorzugsweise in Verbindung mit einem Vernetzungsaktivator, wie Benzoylperoxid oder t-Butylperbenzoat, verwendet. Das Benzoylperoxid und das t-Butylperbenzoat können natürlich in Kombination verwendet werden, um die Gelierungs- und Vernetzungsrate der erfindungsgemäßen Klebstoffmasse zu steuern (zu kontrollieren). Vorzugsweise werden dann, wenn ein Chinoid-Vernetzungssystem verwendet wird, mindestens 2 . Teile Ruß auf ein-100 Teile Butylkautschuk in die Klebstoffmasse einge-

15 arbeitet.

Die in Bezug auf die erfindungsgemäße (Ab)Dichtungsmasse erläuterten Phenolharz-Vernetzungsmittel können auch zum Vernetzen des Butylkautschuks verwendet werden. Wenn derartige Vernetzungsmittel verwendet werden, sollten mindestens 3 Teile Zinkoxid auf · . 100 Teile Butylkautschuk in die Klebstoffmasse eingearbeitet werden. Die bevorzugte Konzentration derartiger Harze beträgt 5 bis 25 Teile auf 100 Teile Butylkautschuk.

25

Zusätzlich zu diesen Bestandteilen kann die erfindungsgemäße Klebstoffmasse auch noch ein oder mehr Klebrigmacher enthalten, die bewirken, daß die Klebstoffmasse an dem Dachabdeckungsmaterial, an den Befestigungsstäben und an anderen Objekten haftet, mit denen sie in Kontakt kommt. Die Art und Menge der verwendeten Klebrigmacher sollten so gewählt werden, daß eine ausreichende Haftung und Plastizität über den Bereich der Temperaturen erzielt wird, denen der Klebstoff ausgesetzt ist. Unter den in Bezug auf die erfindungsgemäße (Ab)Dichtungsmasse ausgezählten bevorzugten Klebrigmachern sind das unter dem

Warenzeichen H-300 von der Firma AMOCO vertriebene Polybuten und der von der Firma Schenectady Chemicals Inc. δ unter dem Warenzeichen SP-1068 vertriebene Phenol-Klebrigmacher besonders bevorzugt. Außerdem kann die Klebstoffmasse Zinkoxid und eine oder mehr Schwefelverbindungen enthalten zur Verbesserung der Beständigkeit des Klebstoffes gegen hohe Temperaturen.

Die Klebstoffmasse kann auch einen oder mehr Füllstoffe, wie sie in Bezug auf die erfindungsgemäße (Ab)Dichtungsmasse beschrieben worden sind, enthalten. Wenn Ruß oder Zinkoxid in Kombination mit einem Chinoid- oder Phenolharz-Vernetzungssystem oder zur Verbesserung der Hochtemperaturstabilität verwendet wird, kann dieser Ruß oder dieses Zinkoxid einen Teil des Füllstoffmaterials darstellen.

Die erfindungsgemäßen Klebstoffmassen bestehen aus den oben angegebenen chemischen Komponenten, wobei die Zugfestigkeit, die Dehnung, der 300% Dehnungs-Modul und der Bruchmodul so aufeinander abgestimmt (kontrolliert) werden, daß optimale Eigenschaften erzielt werden. Die Klebstoffmasse sollte auch genügend fest an dem Membran-Dachabdeckungsmaterial und anderen Materialien haften, was durch Scher- und Abschältests bestimmt wird. Die Tests zur Bestimmung der Zugfestigkeit, Dehnung und des Modul werden so durchgeführt, wie es in Bezug auf die erfindungsgemäße (Ab)Dichtungsmasse beschrieben worden ist.

Die Scherfestigkeit des erfindungsgemäßen Klebstoffes wird bestimmt nach einem ähnlichen Verfahren wie es zur Bestimmung der Zugfestigkeit angewendet wird. Zwei 2,54 cm χ 5,08 cm (1 inch χ 2 inch) große Stücke aus einem Membran-Dachabdeckungsmaterial werden hergestellt

und gereinigt und/oder mit einem Primer versehen, falls gewünscht. Dann wird ein 2,54 cm χ 2,54 cm (1 inch χ 1 inch) großes Stück aus dem Abdichtungsmaterial auf ein Ende eines ersten Stückes des Membran-Dachabdeckungsmaterials aufgebracht und das zweite Stück des Membran-Dachabdeckung smaterials wird in axialer Richtung auf das erste Stück ausgerichtet und so aufgebracht, daß es nur

2Q den Teil des ersten Stückes überlappt, der von dem Abdichtungsmaterial bedeckt ist. Auf diese Weise wird mit den 6,45 cm² (1 inch²) Abdichtungsmaterial, das zwischen den beiden Stücken aus dem Membran-Dachabdeckungsmaterial angeordnet ist, eine überlappungsverbindung erzeugt. Die unbeschichteten Enden des Membran-Dachabdeckungsmaterials erstrecken sich in entgegengesetzten Richtungen von der Überlappungsverbindungsstelle weg.

Um sicherzustellen, daß der Klebstoff sich mit den Streifen verbindet, kann zehnmal eine Handwalze über die Überlappungs-Verbindungsstelle geführt werden. Die freien Enden der Streifen werden in die Backen einer Zugfestigkeits-Testvorrichtung eingespannt und mit einer Geschwindigkeit von 5,1 cm (2 inches) pro Minute auseinanderge-2jzogen. Die während des Spreizverfahrens auf die Testprobe einwirkende Kraft wird aufgezeichnet und die Kraft beim Bruch der Probe ist die Scherfestigkeit.

Die Abschälfestigkeit wird nach einem ähnlichen Verfahren OQ bestimmt. Es werden zwei 2,54 cm χ 7,62 cm (1 inch χ 3 inch) große Stücke aus EPDM oder einem anderen Membran-Dachabdeckungsmaterial hergestellt und auf ein Ende des ersten Streifens wird eine 2,54 cm χ 5,08 cm (1 inch χ 2 inch) große Probe des Klebstoffes aufgelegt. Der zweite Streifen wird dann direkt oberhalb des ersten Streifens angeordnet und es wird zehnmal eine Handwalze über die Probe geführt unter Anwendung eines Handdruckes, um

sicherzustellen, daß die Streifen und der Klebstoff vollständig miteinander verbunden sind. Die freien Enden der Streifen aus dem Membranmaterial, die sich von dem gleichen Ende der Probe weg erstrecken, werden in die Backen der Zugfestigkeits-Testvorrichtung eingespannt und mit einer Geschwindigkeit von 5,1 cm (2 inches) pro Minute auseinandergezogen. Die auf die Probe einwirkende Kraft IQ wird aufgezeichnet, bis die Probe vollständig auseinandergezogen worden ist. Die Abschälfestigkeit ist die während des Abschälverfahrens auf die Probe angewendete durchschnittliche Kraft.

5 Die erfindungsgemäße Klebstoffmasse kann auf die verschiedenste Weise in Verbindung mit einem Membran-Dachabdeckungsmaterial verwendet werden. Die Fig. 3 erläutert eine zwischen zwei parallele Folien aus einem solchen Material 1, 2 gebildete überlappungsverbindung. Zur BiI-dung dieser überlappungsverbindung werden die Folien aus dem Membran-Dachabdeckungsmaterial parallel zueinander ausgelegt, wobei sich ihre benachbarten Ränder etwa 5,1 bis 10,4 cm (2 - 4 inches) überlappen. Die obere Folie wird dann so zurückgefaltet, daß sie die erste Folie nicht mehr überlappt, und die sich überlappenden Ränder werden gereinigt und gewünschtenfalls mit einem Primer versehen. Zum Reinigen der Folien aus dem Membran-Dachabdeckungsmaterial 1, 2 können Lösungsmittel, wie Hexan, Toluol oder Waschbenzin, verwendet werden. Im allgemeinen haben die Folien aus dem Membran-Dachabdeckungsmaterial eine Dicke von etwa 0,10 bis etwa 0,15cm (0,04 bis 0,06 inches). Ein Band mit einer einzigen Schicht aus dem Klebstoffmaterial, die vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,08 bis etwa 0,13 cm (0,03 bis 0,05 inches) hat", wird dann entlang des Randes einer der Folien 1, 2 aufgebracht. Wenn der Klebestreifen in Rolleform aufgebracht wird,

wobei die Klebstoffmasse sich auf einer Trennpapier-Unterlage befindet, kann das Klebstoffmaterial 3 auf den Rand einer der Folien 1,2 aufgerollt werden, während das Unterlagenpapier entfernt wird. Die obere Folie 2 wird dann zurückgefaltet, so daß sie wieder die untere Folie 1 überlappt und es wird eine Walze über die Überlappungsverbindungsstelle hinweggeführt, um eine gute

IQ Bindung zwischen den beiden Folien 1, 2 und dem Klebstoff 3 sicherzustellen. Alternativ kann das Band beispielsweise auch auf die untere Folie 1 mit dem daran haftenden Unterlagenpapier als seiner oberen Oberfläche aufgebracht werden. Die obere Folie 2 kann dann so zurückgefaltet werden, daß sie die untere Folie wieder überlappt und die beiden Folien 1, 2 und der Klebstoff 3 werden mit einer Walze zusammengepreßt, wenn das Unterlagenpapier von der oberen Oberfläche des Klebebandes 3 abgezogen wird.

Die Fig. 4 erläutert die Anwendung eines anderen Verfahrens zum Aufbringen des erfindungsgemäßen Klebebandes. Wie vorstehend beschrieben, werden dann, wenn das Membran-Dachabdeckungsmaterial einmal verbunden (verklebt) worden

₂p- ist, Befestigungsstäbe verwendet, um die verbundene Folie aus dem Membran-Abdeckungsmaterial an der richtigen Position auf dem Dach festzuhalten. Bei diesem Verfahren wird zwischen benachbarten Folien aus dem Membran-Dachabdeckungsmaterial 4, 6 eine Überlappungsverbindung gebildet. Um diese Folien 4, 6 miteinander zu verbinden, wird wie in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben eine Schicht des Klebebandes 7 verwendet. Dann wird ein Befestigungsstab 8 entlang der Überlappungs-Verbindungsstelle angeordnet, so daß er auf der Schicht des Klebstoffmaterials

„ 7 liegt. Dann werden Befestigungseinrichtungen, wie z.B. Nägel oder Schrauben, durch den Befestigungsstab 8 und

«r

die sich überlappenden Folien 4,6 hindurch in der darunterliegenden Dachkonstruktion befestigt. Die Schicht des Klebebandes 7 dient nicht nur dazu, die beiden Folien aus dem Dachabdeckungsmaterial 4, 6 miteinander zu verbinden, sondern auch dazu, die durch die Befestigungseinrichtungen erzeugten Löcher abzudichten.

Die Figuren 5 und 6 erläutern zwei weitere Verfahren zur Befestigung von miteinander verbundenen Folien aus einem Membran-Dachabdeckungsmaterial an der darunterliegenden Dachkonstruktion. Bei diesem Verfahren wird zwischen den sich überlappenden Folien aus einem Membran-Dachabdeckungsmaterial 9, 11 mittels einer Schicht eines Klebebandes 12, wie es in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben worden ist, eine überlappungsverbindung erzeugt. Dann wird ein Befestigungsstab 13 entlang der Überlappungsverbindung so angeordnet, daß eine Schicht aus dem Klebstoffmaterial 14 zwischen diesem und der oberen Oberfläche der Überlappungsfolie aus dem Membran-Dachabdeckungsmaterial 11 angeordnet ist. Befestigungseinrichtungen, die durch den Befestigungsstab in die darunterliegende Dachkonstruktion hineingetrieben werden, müssen zwei Schichten des Kleb-Stoffmaterials 12, 14 passieren, wodurch die Wahrscheinlichkeit des Eindringens von Feuchtigkeit durch die Löcher der Befestigungseinrichtungen herabgesetzt wird.

Das durch die Fig. 6 erläuterte Verfahren ergibt eine noch größere Sperre gegen das Eindringen von Feuchtigkeit. Wie in der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist ein Befestigungsstab 16 oberhalb einer durch zwei Folien 17, 18 aus einem Membran-Dachabdeckungsmaterial gebildeten überlappungsverbindung und einer Schicht des Klebebandes 19 angeordnet. Durch den Befestigungsstab 16, die beiden .

Folien 17 und 18 und das Klebeband 19 hindurch erstrecken

sich Befestigungseinrichtungen bis in die darunterliegende Dachkonstruktion hinein. Ein Abdeckstreifen 21 aus einer Schicht aus der Klebstoffmasse 22, die auf einen Streifen aus dem Membran-Dachabdeckungsmaterial 23 aufgebracht ist, wird dann dazu verwendet, den Befestigungsstab und die Verbindungsstelle zwischen den beiden Folien aus dem Membran-Dachabdeckungsmaterial 17, 18 abzudecken. Das in der Fig. 7 erläuterte Verfahren ist identisch mit dem in der Fig. 6 erläuterten Verfahren, jedoch mit der Ausnahme, daß zwischen dem Befestigungsstab 13 und den oberen Folien aus dem Membran-Dachabdeckungsmaterial 12 eine Schicht eines Klebestreifens 24 angeordnet ist.

15

Es ist für den Fachmann auf diesem Gebiet ohne weiteres ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Klebstoffmasse und das erfindungsgemäße Klebeband sowohl zum Aufbringen einer neuen Dachabdeckung als auch zur Reparatur bereits vorhandener Dachstruktufen verwendet werden kann.

Die erfindungsgemäßen Klebstoffmassen der nachstehend angegebenen Beispiele wurden hergestellt durch Kombinieren der in der Tabelle VI angegebenen Bestandteile in den angegebenen Mengenverhältnissen, wobei alle Mengenverhältnisse, wenn nichts anderes angegeben ist, auf das Trockengewicht bezogen sind.

30 35

T-O

Butyl Kautschuk

Piccotac H-300

SP-1068

2)

Dioctyl-

azelat

Ruß
- ZnO
S (phr)

Benzothiazyldisulfid (phr)

p-Chinondioxim (phr)

Benzoyl-

peroxid (phr)

t-Butylperbenzoat (phr)

Tabelle VI	J	R	L	M	N	0
I	35	35	3 5	35	35	35
35	5	-	-	-	-	-
5	44	54	49	46	54	54
49

2
9
1
2

2
9
1

2
9
1
3

5 3

2 9 1 5

2 9

.12

12

* Fußnoten :

2)

der verwendete Butylkautschuk war ein Gemisch aus 69% Butyl 165 und 31% Butyl 365

SP-1068 ist ein thermoplastischer Phenol-Klebrigmacher, der von der Firma Schenectady Chemicals Inc. vertrieben wird.

Beispiele 33 bis 35

Gemäß den Formulierungen I, J und K der Tabelle VI wurden Klebstoffproben hergestellt. Aus jeder dieser Proben wurden 0,13 cm (0/05 inch) dicke Klebebänder hergestellt und einen Tag lang bei Umgebungstemperatur sowie einen Tag lang bei 70⁰C (158°F) vernetzt (gehärtet). Dann wurden die Proben bei Umgebungstemperatur getestet zur Bestimmung der Zugfestigkeit, der Dehnung, des 300% Dehnungs-Modul, der Bruchdehnung sowie der Scher- und Abschälfestigkeit. Zur Bestimmung der Abschäl- und Scherfestigkeiten der Proben der Beispiele 33 bis 35 wurde ein EPDM-Folienmaterial verwendet. Da das in dem Test verwendete EPDM-Material verhältnismäßig sauber war, wurde eine Reinigung mit Hexan für die Zwecke dieses Tests als überflüssig angesehen. Alle übrigen Proben wurden jedoch auf EPDM-Folienmaterial aufgebracht, das mit Hexan gereinigt worden war. Die Scher- und Abschältests wurden auch durchgeführt, nachdem das EPDM-Material mit einem Primer behandelt worden war. Die Ergebnisse dieser Tests sind in der folgenden Tabelle VII angegeben. Die Abschälfestigkeit der Proben ist in kg/cm (lbs/inch) angegeben und die Scherfestigkeit ist in N/cm² (psi) angegeben.

Tabelle VII

ohne Primer

mit Primer

Beispiel T E

33 42,8(62) 1719

34 38,7(56) 1396

35 46,3(67) 1312

BAD ORIGINAL

"300

2.05 3.58 2.13 4.00 2.54 5.08

Abschäl- Scher- Abschäl- Scher-

festigkv- ;festigk. festigk. festigk. j

0,9(5.0) 10,6(15,4) 1,7(9.5) 26,8(39);

0,6(3.1) 9,9(14.4) 1,6(9.0) 26,6(38,5

0,6(3.4) 10,0(14.5) 1,6(9.0) 28,3(41)

er

Die Proben der Beispiele 34 und 35 wiesen niedrigere als normale Werte für die Scher- und Abschälfestigkeit auf. Die zur Bestimmung der Abschäl- und Scherfestigkeiten verwendete EPDM-Membran war jedoch vor dem Aufbringen der Klebstoffmasse gereinigt worden, so daß.die niedrigeren Wert zu erwarten waren. Der Test dieser drei Proben zeigt auch die Vorteile des Aufbringens eines Primers auf das EPDM-Dachabdeckungsmaterial. Der von der Firma Hughson Chemicals, Lord Corporation unter dem Warenzeichen TS 3320-19 vertriebene Primer wurde vor seiner Verwendung mit Hexan bis auf eine Konzentration von 20 Gewichtsprozent verdünnt. Die resultierenden Zunahmen sowohl der Scherfestigkeit als auch der Abschälfestigkeit des Klebstoffes waren sehr signifikant.

Es sei darauf hingewiesen, daß die in Bezug auf die Arten und Mengen der in dem (Ab)Dichtungsmittel verwendeten Klebrigmacher und Weichmacher vorgenommenen Abstimmungen zu Änderungen der physikalischen Eigenschaften des (Ab)-Dichtungsmittels führten. So unterschieden sich die Formulierungen I und K beispielsweise nur dadurch, daß die Formulierung K zusätzlich 5 Teile Polybuten anstelle der 5 Teile Piccotac wie sie in der Formulierung I verwendet wurde, enthielt. Als Folge davon war die Zugfestigkeit der Probe des Beispiels 15 größer als diejenige des Beispiels 33 und die Dehnung der Probe des Beispiels 35 war geringer als diejenige des Beispiels 33. Natürlich führte eine solche Zunahme der Zugfestigkeit und eine solche Abnahme der Dehnung zu einer Zunahme sowohl des 300% Dehnungs-Modul als auch des Bruchmodul.

Beispiel 36

Entsprechend der Formulierung L der Tabelle VI wurde eine Probe in Form einer 0,13 cm (0,05 inch) dicken Schicht

hergestellt und einen Tag lang bei 70⁰C (158°F) vernetzt (gehärtet). Dieses Beispiel unterscheidet sich von den vorhergehenden Beispielen durch die Verwendung des Klebrigmachers SP-1068 und durch die Verwendung von Benzoylperoxid als Vernetzungsmittel. Diese Probe wies eine Zugfestigkeit von 68,4 (99), eine Dehnung von 1333, einen 300%-Dehnungsmodul von 5,74 und einen Bruchmodul von 7,40 auf. Die Abschälgfestigkeit der Probe betrug 1,34 kg/cm (7,5 bls/inch) und die Scherfestigkeit betrug 23,1 N/cm² (33,5 psi) bei Umgebungstemperatur, wenn sie auf mit Hexan gereinigtes, jedoch nicht mit einem Primer versehenes Membranmaterial aufgebracht wurde. Diese Formulierung erfüllt somit die Kriterien für eine akzeptable Klebstoff masse.

Beispiel 37

Eine Probe einer Klebstoffmasse wurde entsprechend der Formulierung M der Tabelle VI kompoundiert und hergestellt und vernetzt wie das Klebeband des Beispiels 36. Die Formulierung des Bandes dieses Beispiels unterschied sich von derjenigen des vorausgegangenen Beispiels nur dadurch, daß eine geringe Menge Polybuten-w eichmacher durch eine gleiche Menge Dioctylazelat ersetzt wurde. Außerdem wurde die Menge an Benzothiazyldisulfid erhöht. Die Zugfestigkeit dieser Probe betrug 56,6 N/cm² (82 psi), die Dehnung betrug 1180%, der 300% Dehnungs-Modul betrug 7,40 und der Bruchmodul betrug 7,06. Die Abschälfestigkeit des Klebestreifens betrug 1,3 kg/cm (7 lbs/inch) und die Scherfestigkeit betrug 21,1 N/cm² (30,5 psi), wenn es auf ein mit Hexan gereinigtes, jedoch nicht mit einem Primer versehenes Membranmaterial aufgebracht wurde. Wie in den Beispielen 33 und 36 trat beim Ersatz von Polyisobutylen durch Dioctylazelat eine Abnahme der Zugfestigkeit und der Dehnung sowie der Abschäl- und Scherfestigkeit auf. Die physikalischen Eigenschaften lagen innerhalb der be-

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vorzugten Bereiche und der Klebstoff dieses Beispiels wies eine akzeptable Funktion auf.

Beispiel 38

Wie in den beiden vorausgegangenen Beispielen wurde ein Klebestreifen hergestellt unter Verwendung der Formulierung N der Tabelle VI. Diese Formulierung enthielt keinen SP-1068-Klebrigmacher, sondern es wurde eine erhöhte Menge an Polybuten-Klebrigmacher verwendet. Die Zugfestigkeit der Probe betrug 96,0 N/cm² (139 psi), die Dehnung betrug 973%, der 300% Dehnungs-Modul betrug 5,60 und der Bruch-

^- modul betrug 14,3. Die Abschälfestigkeit des Klebstoffes betrug 0,7 kg/cm (4 lbs/inch) und die Scherfestigkeit betrug 17,3 N/cm² (25 psi) beim Aufbringen desselben auf eine mit Hexan gereinigte, jedoch nicht mit einem Primer versehene Membran. Wiederum kann eine akzeptable Klebstoffmasse nach diesem Beispiel hergestellt werden, obgleich die Dehnung unterhalb des am meisten bevorzugten Wertes liegt.

Beispiel 39

Wie in den vorausgegangenen drei Beispielen wurde ein Klebestreifen hergestellt unter Anwendung der Formulierung O der Tabelle VI. Diese Klebstoffmasse unterschied sich von derjenigen des Beispiels 38 dadurch, daß sie nur

gO die Hälfte des Vernetzungsmittels und des Vernetzungsaktivators enthielt. Als Folge davon war diese Probe nicht so stark vernetzt wie die Probe des Beispiels 38. Daher betrug die Zugfestigkeit nur 42,1 N/cra³ (61 psi) und die Dehnung stieg auf 1515%. Der 300% Dehnungs-Modul nahm auf 2,02 ab und der Bruchmodul nahm auf 3,99 ab. Die Abschälfestigkeit der Probe betrug 0,95 kg/cm (5,3 lgs/inch) und die Scherfestigkeit betrug 11,2 N/cm³ (16,18 psi), wenn

sie auf eine mit Hexan gereinigte, jedoch nicht mit einem Primer versehene Membran aufgebracht wurde.

Die Erfindung wurde zwar vorstehend anhand spezifischer bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und mofiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

einem Vernetzungs-Aktivator zur Aktivierung der Vernetzung des Butylkautschuks;

mindestens einem mit dem Butylkautschuk kompatiblen (verträglichen) Klebrigmacher;

mindestens 2 Teilen Ruß auf 100 Teile Butylkautschuk;

Zinkoxid; und
15 einem Schwefelbestandteil.
2. (Ab)Dichtungsmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Butylkautschuk 13 bis 40 % der (Ab)-Dichtungsmasse ausschließlich des Vernetzungsmittels, der Aktivatoren und des Schwefelbestandteils ausmacht und daß es sich bei dem Vernetzungsmittel um ein Chinoid-Vernetzungsmittel handelt, das in einer Menge zwischen etwa 2 und etwa 6 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile Butylkautschuk vorliegt.
3. (Ab)Dichtungsmasse nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich einen zweiten Schwefelbestandteil enthält.
4. (Ab)Dichtungsmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schwefelbestandteil Schwefel in einer Menge von nicht weniger als 0,5 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile Butylkautschuk umfaßt und daß der zweite Schwefelbestand-

35 teil Benzothiazoldisulfid umfaßt, das in einer Menge

von nicht weniger als 2 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile Butylkautschuk vorliegt.

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5. (Ab)Dichtungsmasse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwefelbestandteil Schwefel umfaßt, der in einer Menge von nicht weniger als 0,5 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile Butylkautschuk vorliegt und daß das Zinkoxid mindestens 1 % der (Ab)Dichtungsmasse ausmacht.
6. (Ab)Dichtungsmasse nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Vernetzungsmittel um ein Chinoid-Vernetzungsmittel

IQ handelt und daß die (Ab)Dichtungsmasse zusätzlich erste

und zweite Aktivatoren enthält, welche die Vernetzung

des Butylkautschuks fördern, wobei der zweite Aktivator

eine niedrigere Aktivität aufweist als der erste Aktivator.
7. (Ab)Dichtungsmasse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den ersten und zweiten Aktivatoren um Benzoylperoxid und t-Butylperbenzoät handelt.

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8. Butylkautschuk—(Ab)Dichtungsmasse, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält oder besteht aus dem Reaktio-nsprodukt von:
Butylkautschuk;
einem Chinoid-Vernetzungsmittel;

2g einem Vernetzungs-Aktivator, der erste und zweite Aktivatoren umfaßt, wobei der zweite Aktivator eine relativ niedrigere Aktivität als der erste Aktivator in bezug auf die Aktivierung der Vernetzung des Butylkautschuks aufweist;

₃q mindestens einem mit dem Butylkautschuk kompatiblen (verträglichen) Klebrigmacher; und

mindestens . 2 Gew.-Teilen Ruß auf 100 Gewichtsteile Butylkautschuk.
9. (Ab)Dichtungsmasse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Butylkautschuk 13 bis 40 % der (Ab) Dichtungsmasse ausschließlich des Vernetzungsmittels, der Aktivatoren und eines eventuell vorhandenen Schwefelbe—

Standteils ausmacht und daß das Chinoid-Vernetzungsmittel in einer Menge zwischen etwa 2 und etwa 6 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile Butylkautschuk vorliegt.
10. (Ab)Dichtungsmasse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich mindestens 1 Gew.-% Zinkoxid und mindestens 0,5 Gew.-Teile eines Schwefelbestandteils auf 100 Gew.-Teile Butylkautschuk enthält.
11. Membran-Bedachungs-bzw. -Abdeckungsklebstoffmasse, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält oder besteht aus dem Reaktionsprodukt von Butylkautschuk, einem Vernetzungssystem, für den Butylkautschuk und einem mit dem Butylkautschuk kompatiblen (verträglichen) Klebrigmacher, wobei die Konzentrationen dieser Bestandteile so gewählt werden, daß die Klebstoffmasse eine Zugfestigkeit von mindestens 34,5 N/cm² (50 psi), eine Dehnung von mindestens 600 %, einen 300 % Dehnungs-Modul von nicht mehr als 12 und einen Bruchmodul von nicht mehr als 20 auf-

20 weist.
12. Klebstoffmasse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Bestandteile so gewählt wird, daß die Klebstoffmasse eine Zugfestigkeit

25 von mindestens 41,3 N/cm² (60 psi), eine Dehnung von

mindestens 800 %, einen 300 % Dehnungs-Modul von nicht mehr als 8, einen Bruchmodul von nicht mehr als 16, eine Scherfestigkeit von mindestens 10,4 N/_Cm² Π⁵ psi) und eine Abschälfestigkeit von 0,36 kg/cm (² lbs/inch)

30 aufweist.
13. Klebstoffmasse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich Zinkoxid und einen Schwefelbestandteil enthält,
14. Klebstoffmasse nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungssystem umfaßt ein Chinoid-Vernetzungsmittel und einen

Aktivator für das Vernetzungsmittel, wobei der Butylkautschuk 13 bis 40 Gew.-% der Klebstoffmasse ausschließlich des Vernetzungssystems und eines eventuell vorhandenen Schwefelbestandteils ausmacht.
15. Klebstoffmasse nach mindestens einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Vernetzungssystem 5 bis 25 Teile eines phenolischen Vernetzungsmittels auf 100 Teile Butylkautschuk umfaßt.
16. Membran-Bedachungs- bzw. -Abdeckungs-Klebeband,

dadurch gekennzeichnet, daß es aufweist eine Schicht aus dem Klebstoffmaterial, das enthält oder besteht aus dem Reaktionsprodukt von Butylkautschuk, einem Vernetzungs-5 system für den Butylkautschuk, einem mit dem Butylkautschuk kompatiblen (verträglichen) Klebrigmacher und einem Füllstoff, wobei die Konzentrationen dieser Bestandteile so gewählt werden, daß die Klebstoffmasse eine Zugfestigkeit von mindestens 34,5 N/cm^a (50 psi), eine Dehnung von mindestens 600 %, einen 300 % Dehnungs-Modul von nicht mehr als 12, einen Bruchmodul von nicht mehr als 20, eine Scherfestigkeit von mindestens 10,4 N/cm² (15 psi) und eine Abschälfestigkeit von mindestens 0,36kg/cm (2 lbs/inch) aufweist.
17. Klebestreifen nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich Zinkoxid und einen Schwefelbestandteil enthält, wodurch die Stabilität des Klebstoffes verbessert wird.
18. Klebestreifen nach Anspruch 16 und/oder 17, dadurch

gekennzeichnet, daß er zusätzlich eine Schicht aus einer flexiblen Membran aufweist, die an einer Sexte der Schicht aus der Klebstoffmasse haftet.