DE3723977C2 - - Google Patents

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Description

Dachabdeckungsmaterial zur Abdeckung von großen Dachflächen wird gewöhnlich in breiten Bahnen hergestellt, um ein wirkungsvolles Aufbringen zu ermöglichen. Diese breiten Bahnen müssen einander überlappen und miteinander verspleißt werden, wenn die Abdeckungsbahnen aufgebracht werden, um gleichmäßige Oberflächen zu ergeben. Das Verspleißen der überlappenden Teile wird häufig unter ungünstigen Wetterbedingungen vorgenommen und die verklebten Bereiche müssen über viele Jahre ungünstige Wetterbedingungen bei extremer Kälte und Hitze aushalten. Dachabdeckungsmaterial ist in schwarz und in verschiedenen Farben einschließlich weiß erhältlich.
Übliches Dachabdeckungsmaterial, das aus Kunststoff, Kautschuk oder Äthylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM) besteht, wird am Ort mit Kontaktklebern auf der Basis von Neopren (Polychloropren) zusammengespleißt. Im Handbook of Adhesives, Herausg. Irving Skiest, Van Nostrand Reinhold Company, 1977, S. 880, empfiehlt die Verwendung von Klebstoffen auf Neopren-Basis bei EPDM-Substraten.
EPDM-Bahnen sind eine sehr verbreitete Form von Einschicht-Abdeckungen. Schwarze EPDM-Bahnen werden zwar am meisten verwendet, weiße EPDM-Bahnen erfreuen sich aber zunehmender Beliebtheit. Sie werden häufig mit Talk, Glimmer oder Cellulosepulver zur Verbesserung von Verarbeitbarkeit und Handhabbarkeit der fertigen Bahn behandelt. Spleißklebstoffe haften aber auf solchen behandelten Oberflächen schlecht.
Vor dem Aufbringen des Klebstoffs auf Neopren-Basis ist die Verwendung eines Grundiermittels auf dem EPDM-Bahnensubstrat wünschenswert. Festigkeit und Dauerhaftigkeit der endgültigen Verbindung zwischen Klebstoff und Substrat hängen stark von der Stärke der durch das Grundiermittel erzeugten Bindung ab. Herkömmliche, im Handel erhältliche Grundiermittel ergeben aber bei der Verwendung mit Klebstoffen auf Neopren-Basis gewöhnlich nur schlechte Bindungsfestigkeiten von etwa 0,43 kg/cm (3 pounds/inch).
Die herkömmlichen, im Handel erhältlichen Grundiermittel enthalten außerdem häufig unter Umweltgesichtspunkten unerwünschte Bestandteile, wie Bleisalze und frei Isocyanate. Wenn herkömmliche schwarze Grundiermittel zusammen mit weißen EPDM-Abdeckungsbahnen verwendet werden, sind überdies besondere Verfahren erforderlich, um zu verhindern, daß die schwarze Farbe des Grundiermittels auf der fertig verklebten Oberfläche zu sehen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine dauerhafte und feste Grundiermasse für EPDM-Dachabdeckungen bereitzustellen, die zusammen mit Klebstoffen auf Neopren-Basis verwendet werden kann. Die Grundiermasse soll frei von Bestandteilen sein, die unter Umweltgesichtspunkten unerwünscht sind, wie Bleisalze und freie Isocyanate und sie soll sich zur Verwendung auf weißen oder anders gefärbten EPDM- Dachabdeckungsmaterialien eignen. Schließlich soll sich die Grundiermasse auch zur Verwendung auf oberflächenbehandelten EPDM-Dachabdeckungsmaterialien eignen.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine Grundiermasse zur Verwendung auf EPDM-Dachabdeckungsmaterial zusammen mit einem Klebstoff auf Neopren-Basis für Dachabdeckungen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie 100 Teile eines thermoplastischen Blockcopolymerisat-Kautschuks, 10 bis 1000 Teile eines halogenierten Butyl-Kautschuk, 10 bis 1000 Teile eines Harzes auf der Basis von aromatischen Kohlenwasserstoffen zur Verstärkung und ein Lösungsmittel enthält.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Verkleben von EPDM-Dachabdeckungsbahnenmaterial, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man
  • (a) die Kanten von EPDM-Dachabdeckungsbahnen mit einem Lösungsmittel reinigt,
  • (b) die gereinigten Kanten der EPDM-Dachabdeckungsbahnen mit einer Grundiermasse beschichtet, die 100 Teile eines thermoplastischen Blockcopolymerisat- Kautschuks, 10 bis 1000 Teile eines halogenierten Butyl-Kautschuks, 10 bis 1000 Teile eines Harzes auf der Basis aromatischer Kohlenwasserstoffe zur Verstärkung und ein Lösungsmittel enthält,
  • (c) die Grundierung trocknen läßt,
  • (d) einen Kontaktzement auf der Basis von Polychloropren aufbringt,
  • (e) den Kontaktzement auf der Basis von Polychloropren trocknen läßt und
  • (f) die mit der Grundierungsmasse und dem Kontaktzement auf der Basis von Polychloropren beschichteten Kanten miteinander verbindet.
Die Grundiermasse der Erfindung enthält keine Bleisalze oder Isocyanate. Sie ist dauerhaft, fest und farblos und kann deshalb auf EPDM-Dachabdeckungsmaterial jeder Farbe einschließlich Weiß verwendet werden.
Im Verfahren der Erfindung können sowohl radiale Blockcopolymerisat- Kautschuk- als auch lineare Blockcopolymerisat- Kautschuk-Komponenten (bzw. Gummi) verwendet werden. Thermoplastische Styrol-Äthylen-Butylen-Styrol (SEBS)-Blockcopolymerisate sind bevorzugt. Besonders geeignet ist ein thermoplastisches Kautschuk-Produkt in Teilchenform mit einem Styrol-Kautschuk- Verhältnis von 33 : 67 und einer Zugfestigkeit von etwa 21 MPa (3000 psi), gemessen nach ASTM 0412 in einem Zugfestigkeits- Prüfgerät mit einer Trenngeschwindigkeit der Klauen von 25,4 cm/Minute; vergleiche US-A-40 41 103.
Es wurde auch eine Anzahl anderer thermoplastischer Kautschuke auf ihre Eignung in der Grundiermasse der Erfindung geprüft. Dabei zeigte sich, daß andere als die SEBS-Blockcopolymerisate für die Zwecke der Erfindung weniger geeignet sind. SB-Polymerisat, SI-Polymerisat, 65% SEBS + 35% SEB und SBS-Polymerisat waren als thermoplastischer Kautschuk nicht so geeignet wie SEBS-Polymerisat. Bei allen diesen Produkten wurde nur eine Festigkeit von etwa 50% im Vergleich zu SEBS-Polymerisat erhalten.
Der halogenierte Butyl-Kautschuk ist vorzugsweise ein bromiertes Butyl-Kautschukpolymerisat oder ein bromiertes Isobutylen- Isopren-Polymerisat (BIIR) mit einer Mooney-Viskosität von 46 (ML1±8, 135°C) und einem Bromgehalt von 1,9%. Besonders geeignet sind Kautschuke, die durch Antioxidationsmittel auf der Basis von Aminen und sterisch gehinderten Phenolen stabilisiert sind. Wenn 100 Teile thermoplastischer Blockcopolymerisat-Kautschuk in der Grundiermasse der Erfindung enthalten sind, werden 10 bis 1000 Teile halogenierter Butyl-Kautschuk verwendet. In einer bevorzugten Ausführungsform werden 50 bis 200 Teile bromierter Butyl-Kautschuk zusammen mit 100 Teilen thermoplastisches Blockcopolymerisat verwendet.
Die zur Verstärkung eingesetzte Kohlenwasserstoffharz-Komponente verleiht der Grundiermasse der Erfindung die erforderlichen Benetzungseigenschaften, so daß die Grundiermasse mit dem EPDM-Abdeckungsmaterial wirkungsvoll in Berührung kommt. Die Kohlenwasserstoffharz-Komponente des Klebstoffs muß mit den Harzkomponenten der Abdeckungsbahn physikalisch verträglich sein. Die im Verfahren der Erfindung geeigneten Kohlenwasserstoffharze wirken als starke Modifikatoren der Blockcopolymerisat- Komponente der Grundiermasse, da die Kohlenwasserstoffharze die Styrolblöcke der thermoplastischen Copolymerisat- Komponente aus Styrol-Äthylen-Butylen-Styrol verstärken. Beispiele für Kohlenwasserstoffharze, die sich im Verfahren der Erfindung zur Verstärkung eignen, sind hydrierte alicyclische Kohlenwasserstoffe, lineare Homopolymerisate von alpha-Methylstyrol und Copolymerisate von Styrol oder alpha-Methylstyrol mit Monomeren, wie Vinyltoluol, Acryl-Monomeren und Butadien. Bevorzugte Harze haben ein Molekulargewicht von 800 bis 1200 und eine Glasübergangstemperatur von 40 bis 60°C. Zu den geeigneten Kohlenwasserstoff-Verstärkungsharzen gehören Poly-alpha-Methylstyrol und polymerisierte C7 bis C9 aromatische Monomere. 10 bis 1000 Teile Kohlenwasserstoff-Verstärkungsharz werden zusammen mit 100 Teilen thermoplastisches Blockcopolymerisat verwendet.
Das zur Verstärkung in der Grundiermasse der Erfindung bevorzugt verwendete Kohlenwasserstoffharz ist Poly-alpha-Methylstyrol mit einem ASTM E28 Erweichungspunkt von 141°C, einem Molekulargewicht von 960 und einer Glasübergangstemperatur von 49°C. 50 bis 200 Teile Poly-alpha- Methylstyrol werden vorzugsweise als Kohlenwasserstoffharz zur Verstärkung zusammen mit 100 Teilen thermoplastisches Blockcopolymerisat verwendet. Im Handbook of Adhesives von Skiest ist dieses Harz auf Seite 313 in Tabelle 3 als ein Endblock-verträgliches Harz aufgeführt, das sich zur Verwendung mit thermoplastischen A-B-A Blockcopolymerisat- Kautschuken eignet.
Das bevorzugte Lösungsmittel zur Herstellung der Grundiermasse der Erfindung ist Toluol. Es eignen sich aber auch andere Lösungsmittel, wie Xylol und andere aromatische Kohlenwasserstoffe, chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Monochlorbenzol, aliphatische Kohlenwasserstoffe, Ester, Ketone und Gemische davon. Wenn 100 Teile thermoplastisches Blockcopolymerisat zusammen mit 10 bis 1000 Teilen halogenierter Butyl-Kautschuk und 10 bis 1000 Teilen Kohlenwasserstoff-Harz zur Verstärkung verwendet werden, wird vorzugsweise Toluol in einer Menge von 3 bis 100 Teilen pro Teil Feststoffe in der Grundiermasse eingesetzt.
Das Lösungsmittel wird allgemein in derartiger Menge verwendet, daß es ausreicht, um die Grundiermasse auf die geeignete Viskosität zur Anwendung einzustellen. Diese geeignete Anwendungsviskosität entspricht einem prozentualen Feststoffanteil bei der Anwendung von 5 bis 50%. Ein bevorzugtes Maß von nicht flüchtigen Feststoffen in der Grundiermasse beträgt etwa 10%.
Kleinere Mengen Diphenylguanidin, das ein sekundärer Beschleuniger für die Aushärtung des Kautschuks ist, können der Grundiermasse zugesetzt werden. Die Mengen betragen im allgemeinen 0,01 bis 1,0%. Eine weitere Modifikation kann durch die Zugabe von Ruß oder anderen Pigmenten zur Erzielung der gewünschten Farbe erfolgen. Schließlich können auch geringe Mengen weiterer Zusatzstoffe, wie Silane, Kautschuk-Härter, Kautschuk-Beschleuniger oder Antioxidantien, zugesetzt werden.
Außer zum Verbinden von EPDM-Dachabdeckungsbahnen eignet sich die Grundiermasse der Erfindung auch zur Verwendung mit anderen Dachabdeckungsbahnen, beispielsweise aus Neopren, Hypalon- Kautschuk, PIB Polyisobutylen sowie von Bahnenmaterial aus Polyvinylchlorid.
Die gewöhnlich auf EPDM-Dachabdeckungsbahnen verwendeten, im Handel erhältlichen Grundiermassen enthalten Butyl-Kautschuk, freies Isocyanat, Bleisalze und Ruß.
Die Grundiermasse der Erfindung wird zusammen mit Kontaktzement- Klebstoffen auf Polychloropren-Basis (Neopren) verwendet. Im Handel sind zahlreiche Kontaktkleber auf Neopren- Basis (Polychloropren) erhältlich. Beispiele dafür und Formulierungen dieser Klebstoffe sind beispielsweise in Adhesion and the Formulation of Adhesives, W. C. Wake, Applied Science Publishes, London und Handbook of Adhesives, I. Skeist, Herausg., 2. Aufl., Van Nostrand Reinhold Company, New York, zu finden. Bei Skeist findet sich auch der Vorschlag, daß Kontaktkleber auf Neopren-Basis zum Verbinden von EPDM-Kautschuk verwendet werden können.
Die derzeit am häufigsten verwendeten Kleber zum Verbinden von EPDM-Dachabdeckungsbahnen sind Kleber auf der Basis von Polychloropren und Phenolharzen. Diese Stoffe sind in Lösungsmittelgemischen gelöst und mit Kohlenwasserstoffharzen, Füllstoffen, Härtern und Stabilisatoren modifiziert. Neoprenkleber dieser Art eignen sich am besten zur Verwendung mit der Grundiermasse der Erfindung.
Die Bewertungen der Grundiermassen der Erfindung wurden zusammen mit dem Kleber auf Polychloropren (Neopren)-Basis durchgeführt. Der Kleber wird mit 24 Gew.-% Feststoffen eingesetzt und besitzt eine Viskosität von 0,8 bis 1,2 Pa×s, gemessen mit einer Spindel Nr. 2 bei 20 U.p.M. mit einem RVT-Brookfield-Viskosimeter.
Die Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Prozent- und Teile-Angaben sind ebenso wie in der vorstehenden Beschreibung auf das Gewicht bezogen, soweit nichts anderes angegeben ist.
Beispiel 1
Das Beispiel erläutert die Herstellung einer Grundiermasse der Erfindung.
13,32 g 25%ige Lösung von Brombutyl-Kautschuk in Toluol, 13,32 g 25%ige Lösung von SEBS-Blockcopolymerisat- Kautschuk in Toluol, 3,33 g Poly-alpha-Methylstyrol- Verstärkungsharz und 0,20 g Diphenylguanidin als sekundären Beschleuniger werden bis zur vollständigen Lösung vermischt. Dann werden 69,83 g Toluol zugegeben und bis zur vollständigen Lösung vermischt.
Die Grundiermasse wird mit einer Bürste auf eine mit Hexan gereinigte EPDM-Einschicht-Dachabdeckungsbahn aufgebracht. Nach dem Verdampfen des Lösungsmittels wird der Kontaktzement-Kleber auf Polychloropren (Neopren)-Basis für eine schwarze Bahn bzw. der Kontaktzement-Kleber auf Polychloropren (Neopren)-Basis für weiße Bahnen auf die Grundiermasse gebürstet und getrocknet. Zwei derart behandelte Stücke der Dachabdeckungsbahn werden von Hand verbunden und zur Herstellung von innigem Kontakt gewalzt. Probestreifen mit einer Länge von 2,54 cm werden aus dieser Bahn herausgeschnitten und mit einem ähnlichen Aufbau verglichen, der mit der üblichen, im Handel erhältlichen Grundiermasse hergestellt wurde. Die Prüfergebnisse werden an Proben ermittelt, die bei Raumtemperatur 1 bzw. 7 Tage gealtert wurden. Die Abschälwerte wurden mit einem Instron-Prüfgerät mit einer Kreuzkopfgeschwindigkeit von 5,08 cm/Minute an einem Streifen mit einer Breite von 2,54 cm in einer t-Abschäl- Konfiguration nach dem Verfahren von ASTM D-413 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle I angegeben.
Tabelle I
Die Grundiermasse der Erfindung ergibt bei allen Prüfungen festere Bindungen mit Klebern auf Neopren-Basis als die handelsübliche Vergleichs-Grundiermasse.
Beispiel 2
Das Beispiel erläutert die Verwendung verschiedener Brombutyl- Kautschuke in der Grundiermasse der Erfindung.
Beispiel 1 wird mit der Änderung wiederholt, daß 13,32 g eines anderen Brombutyl-Kautschuks verwendet werden. Die Abdeckungsbahn ist eine saubere schwarze Bahn. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengefaßt.
Tabelle II
Die Grundiermasse der Erfindung ergibt festere Bindungen mit dem Kleber auf Neopren-Basis als die handelsübliche Vergleichs- Grundiermasse.
Beispiel 3
In diesem Beispiel werden unterschiedliche Mengen Blockcopolymerisat, halogenierter Butyl-Kautschuk und Modifizierungsharz geprüft, um die günstigsten Werte für jede Komponente zu ermitteln.
Das Verfahren von Beispiel 1 wird mit den in Tabelle VI angegebenen Mengenverhältnissen wiederholt. Das Substrat ist eine saubere, schwarze Versigard-Bahn. Es wird ein Kleber auf Polychloropren-Basis verwendet.
Tabelle VI
Die besten Bindungsfestigkeiten wurden erhalten, wenn die Grundiermasse der Erfindung 44,5 bis 55,4 Teile thermoplastischer Blockcopolymerisat-Kautschuk, 22,3 bis 44,5 Teile halogenierter Butyl-Kautschuk, 11,0 bis 55,4 Teile Kohlenwasserstoffharz und ausreichend Lösungsmittel enthält, um die für die Anwendung geeignete Viskosität zu ergeben.
Beispiel 4
In diesem Beispiel wird die Dauerhaftigkeit und das hervorragende Alterungsverhalten einer verklebten, mit der Grundiermasse von Beispiel 1 behandelten EPDM-Bahn erläutert, wobei zwei Teile Ruß pro 100 Teile Feststoffe zugesetzt wurden. Die verbundenen Proben wurden bei Raumtemperatur (RT), bei 70°C an der Luft und durch Eintauchen in Wasser von 70°C gealtert. Die Abschälwerte wurden in den angegebenen Zeiträumen bestimmt. Das Substrat ist eine EPDM- Bahn, die mit Talk behandelt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle VII angegeben.
Tabelle VII
Die Grundiermasse von Beispiel 1 verhält sich nach der Alterung bei 70°C an der Luft und bei Raumtemperaturbedingungen besser als die im Handel erhältliche Grundiermasse.
Beispiel 5
Das Beispiel erläutert die überlegene Beibehaltung der Abschäleigenschaften bei hoher Temperatur der Grundiermasse der Erfindung im Vergleich zu einer im Handel erhältlichen Grundiermasse. Unter Verwendung von mit Talk behandelten und weißen EPDM-Bahnen werden die Verbindungen wie in Beispiel 1 hergestellt. Die verbundenen EPDM-Teile werden 4 Tage bei Raumtemperatur gelagert und dann bei verschiedenen Temperaturen auf ihre Abschälwerte geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle VIII angegeben.
Tabelle VIII
Die Grundiermasse der Erfindung ergibt stärkere Bindungen bei allen Prüftemperaturen als die im Handel erhältliche Grundiermasse.

Claims (7)

1. Grundiermasse zur Verwendung auf EPDM-Dachabdeckungsmaterial zusammen mit einem Klebstoff auf Neopren-Basis für Dachbedeckungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie 100 Teile eines thermoplastischen Blockcopolymerisat- Kautschuks, 10 bis 1000 Teile eines halogenierten Butyl-Kautschuks, 10 bis 1000 Teile eines Harzes auf der Basis von aromatischen Kohlenwasserstoffen zur Verstärkung und ein Lösungsmittel enthält.
2. Grundiermasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner 0,5 bis 5,0 Teile Diphenylguanidin, bezogen auf 100 Teile Gesamtfeststoffe im Gemisch, enthält.
3. Grundiermasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 100 Teile des thermoplastischen Blockcopolymerisat- Kautschuks, 50 bis 150 Teile des halogenierten Butyl-Kautschuks und 50 bis 150 Teile des Harzes auf der Basis aromatischer Kohlenwasserstoffe enthält.
4. Grundiermasse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie 100 Teile des thermoplastischen Blockcopolymerisat- Kautschuks, 100 Teile des halogenierten Butyl-Kautschuks und 100 Teile des Harzes auf der Basis aromatischer Kohlenwasserstoffe enthält.
5. Grundiermasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich Ruß enthält.
6. Grundiermasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich ein Antioxidationsmittel enthält.
7. Verfahren zum Verkleben von Bahnenmaterial aus EPDM zur Dachabdeckung, dadurch gekennzeichnet, daß man
  • (a) die Kanten von EPDM-Dachabdeckungsbahnen mit einem Lösungsmittel reinigt,
  • (b) die gereinigten Kanten der EPDM-Dachabdeckungsbahnen mit einer Grundiermasse nach einem der Ansprüche 1 bis 6 beschichtet,
  • (c) die Grundierung trocknen läßt,
  • (d) einen Kontaktzement auf der Basis von Polychloropren aufbringt,
  • (e) den Kontaktzement auf der Basis von Polychloropren trocknen läßt und
  • (f) die mit der Grundierungsmasse und dem Kontaktzement auf der Basis von Polychloropren beschichteten Kanten miteinander verbindet.
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