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Wasserisoliermaterial oder Wasserisoliermasse
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Die Erfindung betrifft ein Wasserisoliermaterial oder eine Wasserisoliermasse
gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1, auf Basis von zugänglichen festen und flüssigen
Ausgangskomponenten, welche außer der Wasserisolierwirkung eine lange Lebensdauer
der Wasserisoliermassen sicherstellen.
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Es ist bekannt, daß die herkömmlichen Verfahren zur Wasserisolierung
eine Kombination von Isolierasphalt- oder Isolierteerpappen mit Asphalt- oder Teeranstrichen
ausgenutzt haben.
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Die neueren Verfahren zur Wasserisolierung nutzen statt Bitumenstoffen
Folien aus Kunststoffmassen, insbesondere auf Basis von chlorsulfonierten Polyolefinen,
Butylkautschuk, Polyisobutylen u. ä., aus. Den Nachteil dieser Wasserisolierungen
stellt neben dem beträchtlichen Arbeitsaufwand bei deren Fabrikation der Bedarf
von glatten Unterlageflä
chen für die Applikation dar, und nicht
selten ist ein Zementausgleichanstrich oder -estrich erforderlich. Darüber hinaus
müssen auch die Wasserisoliereinlagen vor Beschädigung mit einem Zementschutzestrich
oder mit Hintermauerungen geschützt werden. Der Ausweg wird in einem Verfahren zur
Wasserisolierung der Oberflächen von Baumaterialien gesucht, und zwar durch Auftragen
einer Latexschicht zusammen mit Wasserglas (SU-Urheberschein Nr. 461 914), ferner
in der Applikation von Polymerisat-Zementlösungen (SU-Urheberscheine Nr. 478 809
und 483 368), sowie von Hydroxyalkylakrylat oder Methakrylat enthaltenden Lösungen
und wasserlöslichen Verbindungen mehrwertiger Metalle, welche mit Monomeren und
Polymeren Chelate und ein Redox-System, das in der flüssigen Phase löslich ist,
bilden (FR-PS 2 321 463). Gegebenenfalls werden gespritzten Betongemischen beim
Tunnel- und Schachtbau u. ä. 5 Gew.-% einer Dispersion zugegeben, welche im wesentlichen
aus Polyvinylpropionat und einer Bitumenemulsion mit Zusytz von Serpentin, Xylol,
Paraffinöl und eines Fettsäureesters besteht (DE-PS 2 256 056). Ihren Nachteil stellt
jedoch entweder bloß ein dünner Anstrich auf der Betonoberfläche oder eine schlechte
Dispersität von polymeren und weiteren organischen Zusätzen in den Betonen dar.
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Einen weiteren Fortschritt stellen eine Wasserisoliermasse und ein
Verfahren zur Herstellung derselben nach dem CS-Urheberschein Nr. 209 997 dar, aber
ein Nachteil liegt in einer niedrigen Stabilität von wasserabweisenden Mitteln bei
längerer Lagerung. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wasserisoliermaterial
oder eine Wasserisoliermasse der eingangs vorausgesetzten Art so zu verbessern,
daß eine höhere Stabilität und Korrosionsbeständigkeit erreicht werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale
des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Vorteile des Wasserisoliermaterials bzw. der Wasserisoliermasse
gemäß der Erfindung liegen in erster Linie in der leichten Zugänglichkeit der Rohstoffe,
der langen lebensdauer, der hohen Korrosionsbeständigkeit gegenüber Wasser, Chemikalien
und Mikroorganismen und den sehr guten Wasserisoliereigenschaften sowie der Festigkeit
und weiteren physikalisch-mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Wasserisoliermasse.
Ferner sind der einfache Transport aller Komponenten des Wasserisoliermaterials,
eine optimale Zusammensetzung derselben, welche sich durch einen positiven Synergismus
der Eigenschaften bemerkbar macht, und nicht zuleitet die Möglichkeit zu erwähnen,
die Applikation des Wasserisoliermaterials gleichzeitig zur ästhetischen Behandlung
der isolierten Objekte auszunutzen.
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Als Füllstoffe kommen hauptsächlich Quarzsande, insbesondere wegen
ihrer hohen Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit sowie einer vorzüglichen Adhäsion
an den Komponenten des Wasserisoliermaterials, ferner Granit-, Andesit-, Kalkstein-,
Dolomit-, Baryt-, Bentonit- und Aluminiumsilikatsande , gemahlene Erze u. ä. in
Frage. Als synthetische anorganische Rohstoffe kommen Aluminate, Phosphogips, Rückstände
der Hydrometallurgie, Aluminiumoxid, Bariumoxid, Bleioxide u. ä. in Frage. Unter
Zellulosederivaten versteht man Alkylhydroxyzellulosen, wie beispielsweise Sydroxyäthylzellulose,
Methylzellulose, Methylhydroxypropylzellulose, Methylhydroxyäthylzellulose, Acetylzellulose,
Alkalizellulose u. ä.. Organische Sulfoverbindungen stellen vor allem Alkylarylsulfonsäuren
und
deren Salze, insbesondere Dodecylbenzolsulfonsäure, Natrlumdodecylbenzolsulfonat,
Calciumdodecylbenzolsulfonat, Natrium- bzw. Calciumsalze von sulfurierten Rohölfraktionen,
ferner Lignosalfonsäure und ihre Salze, Naphtalinsulfonsäuren und deren Salze und
Derivate, wie Natriumnaphtalinsulfonat, Natriumdinaphtylmethandisulfonat u. ä. dar.
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Als wässerige Emulsionen oder Dispersionen eines markomolekularen
Stoffes oder meistens eines Gemisches von makromolekularen Stoffen kommen Homopolymerisate
und Kopolymerisate in Frage, die in der Regel durch Emulsionspolymerisation oder
kopolymerisation von Akrylmonomeren u. a., gegebenenfalls auch nach dem Mikrosuspensionsverfahren
hergestellt sind. Gemäß der vorliegenden Erfindung handelt es sich sowohl um Homopolymerisate
und Kopolymerisate, welche in den Makromolekülen Monomeren enthalten, als auch um
Komonomeren, welche Karboxylgruppen enthalten, wozu auch Stoffe mit Estergruppen
gewählt werden. Hierzu gehören Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylstearat, Maleinsäure,
Maleinanhydrid, Monoalkyl und Dialkylmaleinate, Itakonsäure und ihre Ester, Akrylsäure
und ihre Alkylester und Hydroxyalkylester, insbesondere Äthylakrylat, Isopropylakrylat,
Butylakrylat, 2-Äthylhexylakrylat und Hydroxyäthylakrylat, Methakrylsäure und ihre
Alkyl- und Hydroxyalkylester, Vinylacetat-Eopolymerisate mit Äthylen, Butylakrylat,
2-Äthylhexylakrylat, Akrylsäure-Kopolymerisate und ihre Alkylester-Kopolymerisate
mit Styrol, 1,3-Butadien, Akrylonitril. Karboxyamidgruppen des Homopolymerisats
und Kopolymerisats liefern hauptsächlich Akrylamid und Methakrylamid. Der Gehalt
des kopolymerisierten Vinylchlorids soll 50 bis 90 Gew.- betragen; mit einem steigenden
Gehalt sinkt die Adhäsion, hingegen mit einem höheren Vinylacetatgehalt steigt die
Adhäsion des
Harzes, sinkt aber die Festikeit; mit einem höheren
Gehalt an Maleinsäure und ihren Derivaten steigen sowohl die Adhäsion als auch die
Festigkeit. Eine Emulsion oder Dispersion eines ternären Kopolymerisats soll keine
Agglomerate von großen Teilchen enthalten, sie soll möglichst homogen sein.
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Bei der Herstellung von Dispersionen ist es geeignet, den Gehalt an
Emulgatoren und Dispergiermitteln in dem Kopolymerisationsmedium möglichst niedrig
zu halten.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung begrenzt keinesfalls weitere Möglichkeiten
der Zusammensetzung des Wasserisoliermaterials bzw. der Wasserisoliermasse. Weitere
Komponenten dieses Materials bzw. dieser Masse können darüber hinaus Pigmente, Farbstoffe
und Antioxidationsmittel darstellen.
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Weitere Einzelheiten zur Zusammensetzung und Herstellung der Wasserisoliermasse
sowie auch weitere Vorteile sind aus den Beispielen ersichtlich.
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Beispiel 1 Den festen, vollkommen homogenisierten Anteil des Wasserisoliermaterials
bilden nachfolgende Komponenten: 51 Gew.-Teile weißer Zement (PC 400), 40 Gew.-Teile
gemahlener Quarzsand mit einer Korngröße von 0,02 bis 0,1 mm und 4 Gew.-Teile feinstgemahlener
Kalkstein, 0,5 Gew.-Teile Calciumstearat, 2,5 Gew.-Teile Sauerkasein, 0,1 Gew.-Teil
Natriumlignosulfonat, 0,4'Gew.-Teile Hexamethylentetramin und 1,5 Gew.-Teile Mikroasbest.
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100 Gew.-Teilen des festen Anteils setzt man unter intensivem Rühren
24 Gew.-Teile Wasser und 8 Gew.-Teile einer konzentrierten Dispersion eines ternären
Styrol-Butadienn
-Butylakrylat-Kopolymerisats mit einem Trockensubstanzgehalt
von 51 Gew.- zu. Die erhaltene pastenförmige Wasserisoliermasse trägt man auf eine
nicht imprägnierte Betonunterlage auf, und zwar zweimal, in einer Dicke von 0,65
bis 0,75 mm. Nach 24 Stunden weist die Betonunterlage, geprüft mit der Methode nach
der Tschechoslowakischen Staatsnorm (CSN) Nr. 73 2578, eine Wasseraufnahmefähigkeit
von 0 Gew.- und einen Abrieb in der Nässe von 73 min auf.
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Beispiel 2 Der feste durch Homogenisierung erhaltene Anteil eines
Wasserisoliermaterials hat nachfolgende Komponenten: 44,6 Gew.-Teile weißer Zement
(PC 400), 50 Gew.-Teile gemahlener Kalkstein mit einer Korngröße von 0,01 bis 0,5
mm, 3,0 Gew.-Teile Sauerkasein, 0,17 Gew.-Teile Hexamethylentetramin, 0,20 Gew.-Teile
Natriumnaphtalinsulfonat, 0,03 Gew.-Teile Calciumlignosulfonat und 2,0 Gew.-Teile
Siloxid.
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100 Gew.-Teilen des festen Anteils setzt man unter intensivem Rühren
25 Gew.-Teile Wasser und 5 Gew.-Teile einer Dispersion eines Styrol-n-Butylakrylat-Kopolymerisats
mit einem Trockensubstanzgehalt von 50,5 Gew.-% zu. Die erhaltene pastenförmige
Wasserisoliermasse trägt man auf eine nicht imprägnierte Betonunterlage auf, und
zwar in Form eines doppelten Anstrichs in einer Dicke von 0,7 bis 0,8 mm.
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Nach 24 Stunden weist die Betonunterlage, geprüft mit der Methode
nach der CSN Nr. 73 2578, keine Wasserdurchlässigkeit, eine Wasseraufnahmefähigkeit
von 0,0 Gew.-% und einen Abrieb in der Nässe von 69 min auf.
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Beispiel 3 Der feste Anteil wird durch Homogenisierung von 51,0 Gew.-Teilen
weißer Zement (SPC 325) und 44,5 Gew.-Teilen fein gemahlener Kalkstein, 2,5 Gew.-Teilen
Sauerkasein, 0,5 Gew.-Teilen Calciumstearat und 1,5 Gew.-Teilen Mikroasbest hergestellt.
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100 Gew.-Teilen des festen Anteils setzt man 38 Gew.-Teile einer mit
Wasser verdünnten Styrol-Butylakrylatdispersion mit einem Trockensubstanzgehalt
von 10 Gew.-% zu. Man erhält eine pastenförmige Wasserisoliermasse, die man ähnlich
wie im Beispiel 1 auf eine nicht imprägnierte Betonunterlage aufträgt. Es entsteht
eine wasserundurchlässige Schicht.
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Beispiel 4 Der feste Anteil wird durch Homogenisierung von 51,0 Gew.-Teilen
weißer Zement (PC 400), 39,0 Gew.-Teilen gemahlener Andesit mit einer Korngröße
von 0,05 bis 0,5 mm, 2,5 Gew.-eilen Sauerkasein, 10,0 Gew.-Teil Hexamethylentetramin,
2,5 Gew.-Teilen Calciumstearat, 2,0 Gew.-Teilen Harnstoff, 1,5 Gew.-Teilen Mikroasbest,
0,5 Gew.-Teilen Natriumdodecylbenzolsulfonat und 0,05 Gew.-Teilen Natriumlignosulfonat
hergestellt.
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100 Gew.-Teilen des festen Anteils setzt man 38 Gew.-Teile einer im
Beispiel 3 spezifizierten, mit Wasser verdünnten Dispersion zu, und auf ähnliche
Weise erhält man eine Wasser isoliermasse hoher Qualität.
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Beispiel 5 100 Gew.-Teilen des nach Beispiel 2 hergestellten Wasserisoliermaterials
setzt man unter Rühren 20 Gew.-Teile Wasser und 5 Gew.-Teile einer Dispersion zu,
die aus einem Gemisch aus zwei Dispersionen von Terpolymerisation, nämlich Vinylchlorid-Vinylacetat-Äthylakrylat
und Styrol-Butadien-2-Äthylhexylakrylat in einem Verhältnis von 1 : 1 besteht.
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Die erhaltene pastenförmige Masse wird auf die mit einem Gemisch aus
beiden Dispersionen und Wasser in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 4 imprägnierte
Unterlage in Form eines doppelten Anstrichs in einer Dicke von 0,6 bis 1 mm aufgetragen.
Die auf diese Weise behandelte Betonunterlage weist nach der CSN Nr. 73 2578 eine
Wasserdurchlässigkeit von 0,0 Gew.-% und einen Abrieb in der Nässe von 73 min auf.
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Beispiel 6 Ein Wasserisoliermaterial von 50 Gew.-Teilen Portlandzement
(PO 325), 40 Gew.-Teilen Quarzsand mit einer Korngröße bis 0,5 mm, 4 Gew.-Teilen
feinstgemahlenem Kalkstein, 0,7 Gew.-Teilen Calciumstearat, 2,5 Gew.-Teilen Sauerkasein,
0,1 Gew.-Teil Karboxymethylzellulose, 2,2 Gew.-Teilen Calciumdodecylbenzolsulfonat
und 0,5 Gew.-Teilen Hexamethylentetramin wird vollkommen homogenisiert.
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100 Gew.-Teilen dieses festen Anteils setzt man unter Rühren nacheinander
24 Gew.-Teile Wasser und 8 Gew.-Teile einer wässerigen Dispersion eines ternären
durch Radikalkopolymeri sation von Vinylchlorid-Vinylacetat-2-Athylhexylakrylat
hergestellten Kopolymerisats mit einem Trockensubstanzgehalt von 50,5 Gew.-Teilen
zu. Die erhaltene pastenförmige
Wasserisoliermasse wird auf eine
imprägnierte Betonunterlage in einer Dicke von 0,5 bis 0,8 mm aufgetragen.
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Nach 24 Stunden weist die auf diese Weise behandelte Betonunterlage
nach der CSN Nr. 73 2578 eine WasserauSnahmefähigkeit von 0,0 Gew.-% und einen Abrieb
in der Nässe von 75 min auf.
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Beispiel 7 100 Gew.-Teilen eines nach Beispiel 6 hergestellten festen
Wasserisoliermaterials setzt man unter Rühren 20 Gew.-Teile Wasser und 5 Gew.-Teile
einer wässerigen Dispersion, die durch Radikalkopolymerisation von Vinylchlorid
Vinylacetat-Monobutylmaleinat mit einem Gehalt an Monobutylmaleinat von 2 Gew.-eilen
erhalten wurde, mit einem Erockensubstanzgehalt von 45 Gew.-Teilen zu. Die erhaltene
Masse wird durch Anstreichen oder Spachteln auf eine imprägnierte Betonunterlage
aufgetragen. Nach 24 Stunden beträgt die Wasserdurchlässigkeit nach der CSN Nr.
73 2578 0,0 Gew.-ffi.
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Beispiel 8 20 Gew.-eilen Wasser und 5 Gew.-Teilen einer wässerigen
Dispersion mit einem Trockensubstanzgehalt von 35 Gew.-%, die durch Radikalkopolymerisation
von Vinylchlorid-Vinylacetat-Butylakrylat-Akrylsäure mit einem Gehalt an kopolymerisiertem
Vinylchlorid von 32 Gew.-% erhalten wurde, setzt man unter Rühren portionsweise
100 Gew.-Teile eines festen Anteils zu, der durch Homogenisierung von 51 Gew.-Teilen
Portlandzement (PC 325), 40 Gew.-Teilen Quarzsand mit einer kontinuierlichen Granulometrie,
und einer Korngröße
von höchstens 0,4 mm, 3,5 Gew.-Teilen Sauerkasein,
1,5 Gew.-Teilen Calciumstearat und 4 Gew.-Teilen fein gemahlener Bentonit hergestellt
wurde. Nach Homogenisierung wird das Gemisch 20 min stehen gelassen und wiederum
durchgemischt und in Form eines doppelten Anstrichs mit einer Dicke von 0,5 bis
2 mm auf eine mit einer wässerigen Lösung einer kopolymeren Dispersion von Vinylchlorid-Vinylacetat-Butylakrylat-Akrylsäure
mit einem Trockensubstanzgehalt von 15 Gew.-% imprägnierte Betonunterlage aufgetragen.
Die auf diese Weise behandelte Unterlage ist nach 24 Stunden nach der CSN Nr. 73
2578 wasserundurchlässig mit einem Abrieb in der Nässe von 71 min.
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Beispiel 9 Eine Wasserisoliermasse, die aus hydraulischen Bindemitteln,
insbesondere aus Zement, Modifizierungszusätzen, Füllstoffen und aus einer wässerigen
Dispersion eines Kopolymerisats aus Vinylchlorid-Vinylacetat-n-Dibutylmaleinat in
einer Konzentration von 50 Gew.-% besteht, stellt man durch Vermischen von 100 Gew.-Teilen
des trockenen Gemisches mit 30 Gew.-Teilen einer Lösung der Dispersion mit einem
Gehalt von 25 Gew.-Teilen Wasser und 5 Gew.-Teilen einer wässerigen Dispersion eines
Kopolymerisats aus Vinylchlorid-Vinylacetatn-Dibutylmaleinat mit einem Trockensubstanzgehalt
von 48 bis 52«Gew.- her.
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Das trockene Gemisch stellt man durch Homogenisierung von 61,0 Gew.-Teilen
weißer Zement (PC 400), 44,3 Gew.-Teilen feinstgemahlener Kalkstein mit einer Korngröße
von 0,01 bis 0,5 mm, 2,5 Gew.-Teilen Sauerkasein, 1,5 Gew.-Teilen Mikroasbest, 0,5
Gew.-Teilen Calciumstearat und 2,0 Gew.-
Teilen Rexamethylentetramin
her.
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Die nach Vermischen entstandene Masse trägt man in einer Dicke von
1 bis 9 mm auf eine Unterlage auf, die mit einer wässerigen Dispersion eines Kopolymerisats
aus Vinylchlorid-Vinylacetat-n-Dibutylmaleinat mit einem Gehalt von 20 Gew.-Teilen
Kopolymerisat imprägniert wurde. Etwa nach 24 Stunden Erhärten bildet die auf diese
Weise hergestellte Wasserisoliermasse einen glatten und rußfreien Überzug mit einer
Wasseraufnahmefähigkeit nach der CSN Nr. 73 2578 von 0,0 Gew.-ffi. Der Überzug ist
für Wasser undurchlässig.
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Beispiel 10 Eine Wasserisoliermasse, bestehend aus hydraulischen Bindemitteln,
Füllstoffen und Modifizierungszusätzen, die durch Homogenisierung von 35,0 Gew.-Teilen
Eisenportlandzement (SPC 325), 59,0 Gew.-Xeilen Calciumkarbonat mit einer Korngröße
von 0,05 bis 0,5 mm, 3,0 Gew.-Teilen Sauerkasein, 2,0 Gew.-Teilen Siloxid und 1,0
Gew.-Teil Calciumstearat hergestellt wurde, homogenisiert man mit 30 Gew.-Teilen
einer wässerigen Dispersion eines Terpolymerisats aus VinylchloridVinylac etat-2-Äthylhexylakrylat
mit einer Konzentration des Kopolymerisats von 17,0 Gew.-Teilen oder mit 30 Gew.-Teilen
einer wässerigen Dispersion eines erpolymerisats aus Vinylchlorid-Vinylacetat-Butylakrylat
mit einer Konzentration des Kopolymerisats von 17 Gew.-% und trägt sie auf eine
zuvor imprägnierte Unterlage auf die im Beispiel 9 angeführte Weise auf.
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Beispiel 11 Auf eine Betonunterlage, die mit einer wässerigen Dispersion
eines Kopolymerisats aus Vinylchlorid-Vinylacetat-monon-Butylmaleinat mit einem
Trockensubstanzgehalt von 5 Gew.-imprägniert ist, trägt man nach Eintrocknung des
Imprägnieranstrichs eine Schicht einer hydraulischen Masse auf, die durch Homogenisierung
eines trockenen Gemisches aus hydraulischen Bindemitteln, Füllstoffen und Modifizierungszusätzen,
die im Beispiel 10 angeführt sind, mit 30 Gew.-Teilen einer Dispersion, welche 25
Gew.-Teile Wasser enthält, und mit 5 Gew.-Teilen einer wässerigen Dispersion eines
Kopolymerisats aus Vinyl¢hlorid~Vinylacetat-mono-n-Butylmaleinat mit einem Trockensubstanzgehalt
von 48 bis 52 Gew.-% hergestellt ist.
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Beispiel 12 100 Gew.-Teile eines trockenen Gemisches, welches ein
hydraulisches Bindemittel und Zusätze nach Beispiel 10 enthält, vermischt man mit
30 Gew.-Teilen einer wässerigen Dispersion, welche 20 Gew.-Teile Wasser- und 10
Gew.-Teile einer wässerigen Dispersion eines Kopolymerisats aus Vinylchlorid-Vinylacetat-Maleinsäure
bzw. Maleinsäureanhydrid mit einem Trockensubstanzgehalt von 38 bis 42 Gew.-% enthält.
Die durch Homogenisierung erhaltene Masse trägt man auf eine Betonunterlage auf
die im Beispiel 9 angeführt Weise auf.
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Beispiel 13 Auf eine Betonunterlage, die mit einer wässerigen Dispersion
eines Kopolymerisats aus Vinyl clorid-Äthylakrylat-Akrylsäure
mit
einem Trockensubstanzgebalt von 5 Gew.-Teilen imprägniert ist, trägt man nach Eintrocknung
des Imprägnieranstrichs eine Schicht einer hydraulischen Masse auf; welche durch
Homogenisierung eines trockenen Gemisches von hydraulischen Bindemitteln, Füllstoffen
und Modifizierungszusätzen, wie im Beispiel 10 angeführt, mit 30 Gew.-Teilen einer
wässerigen Dispersion eines Kopolymerisats aus Vinylchlorid-Xthylakrylat-Akrylßäure,
worin das Verhältnis der Monomeren 30 bis 40 Gew.-Teile Vinylchlorid, 60 bis 70
Gew.-Teile Äthylakrylat und 1 bis 3 Gew.-Teile Akrylsäure beträgt, mit einem Trockensubstanzgehalt
von 44 bis 48 Gew.- erhalten wird.
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Beispiel 14 Auf eine Betonunterlage, die mit einer wässerigen Dispersion
eines Kopolymerisats aus Vinylchlorid-Äthylakrylat-Vånylacetat-Akrylsäure mit einem
Trockensubstanzgehalt von 5 Gew.-Teilen imprägniert ist, trägt man nach Eintrocknung
des Imprägniermittels eine Schicht einer hydraulischen Masse auf, welche durch Homogenisierung
eines trockenen Gemisches von hydraulischen Bindemitteln, Füllstoffen und Modifizierungszusätzen,
wie im Beispiel 10 angeführt, mit 30 Gew.-Teilen einer wässerigen Dispersion eines
Kopolymeriæats aus Vinylchlorid-Athylakrylat-vinylacetat-Akrylsäure mit einem Trockensubstanzgehalt
von 45 bis 49 Gew.-% erhalten wird.