DE4124338A1 - Water-swellable sealing materials prodn. - by incorporating water-absorbent cpds. in polyurea matrix obtd. by reaction of hydrophilic isocyanate-prepolymer(s) with chain extenders - Google Patents

Water-swellable sealing materials prodn. - by incorporating water-absorbent cpds. in polyurea matrix obtd. by reaction of hydrophilic isocyanate-prepolymer(s) with chain extenders

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DE4124338A1 DE19914124338 DE4124338A DE4124338A1 DE 4124338 A1 DE4124338 A1 DE 4124338A1 DE 19914124338 DE19914124338 DE 19914124338 DE 4124338 A DE4124338 A DE 4124338A DE 4124338 A1 DE4124338 A1 DE 4124338A1
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Abstract

Water-swellable, compact or cellular materials (I), esp. sealing materials, are produced by incorporating water-absorbent cpds. (II) in a matrix (III) which is obtd. by reaction of known hydrophilic NCO-prepolymers (IV) with known chain-extenders (V) to give polyureas. The reaction mixt. pref. contains dissolved, emulsified or dispersed resins, oils or polymers as reinforcing and/or extending materials and/or to increase the solids content and reduce shrinkage; (II) are clay minerals, e.g. smectite, bentonite or montmorillonite, or cellulose ethers, polysaccharides or alginates, or lightly crosslinked polymeric OH cpds., salts or amides of propenoic acids, pref. obtd. by in situ polymerisation during or after prodn. of (I) by polymerisation, pref. in the presence of polyfunctional comonomers which reduce the water solubility of the polymer by crosslinking, using catalysts which are initiated by means of a redox catalyst in the mixt. or by subsequent heating or irradiation. USE/ADVANTAGE - Provides a material for sealing cracks and joints in building work etc., which swells rapidly on contact with water to give a mechanically strong, very elastic seal with very good resistance to chemicals and environmental effects.

Description

Die Erfindung betrifft ein Abdichtungsmaterial, das bei hoher Elastizität und Festigkeit und sehr guter Beständigkeit gegen chemische Angriffe und Umwelteineinflüsse die Fähigkeit besitzt, bei Kontakt mit Wasser schnell aufzuquellen. Dieser Quelleffekt unterliegt keiner Alterung. Die die Quellung in Wasser auslösende Komponente wird dabei vorzugsweise bei der Formgebung der Körper in Situ erzeugt, kann aber auch als Vorprodukt den Reaktionskomponenten einverleibt werden.The invention relates to a sealing material that is highly elastic and strength and very good resistance to chemical attacks and Environmental influences has the ability to quickly contact water swell. This swelling effect is not subject to aging. The the Swelling in water triggering component is preferably used in the Shaping the body generated in situ, but can also be the preliminary product Reaction components are incorporated.

Dichtungsmittel werden generell verwendet, um Fugen und Spalten an tech­ schen Konstruktionen oder Bauwerken zu verschließen und gegen das ein­ dringen von Stoffen oder den Verlust von Inhaltsstoffen abzudichten.Sealants are generally used to seal joints and gaps on tech to close constructions or structures and against that seal of substances or seal the loss of ingredients.

Die Dichtungsmittel nach dem Anspruch dieser Erfindung können überall dort Verwendung finden, wo das Eindringen oder der Verlust von Wasser - auch bei hohen Drücken - verhindert werden soll.The sealant according to the claim of this invention can be used anywhere Find where the ingress or loss of water - also at high pressures - should be prevented.

Nach dem Stand der Technik für Dichtungsmittel ist es bekannt, auch solche Systeme für Abdichtungen der beschriebenen Anwendung zu verwenden, die aus in Wasser quellbaren Körpern bestehen. So beschreibt die DE-OS 31 17 560 ein System, bei dem der in Wasser quellbare Körper hergestellt wird, in dem man in eine Matrix aus einem unvernetzten Kautschuk, einen feinteiligen Füllstoff aus Siliciumdioxid einarbeitet und ihn dadurch hydrophil ein­ stellt. Der mögliche Quellfaktor (die Quellrate) von Körpern nach diesem Stand der Technik ist vergleichsweise gering. Sie sind mit Produkten nach dem Anspruch dieser Erfindung nicht vergleichbar.It is known in the prior art for sealants, including those Use systems for waterproofing of the application described exist in water swellable bodies. DE-OS 31 17 560 describes this a system in which the water swellable body is made in which one into a matrix of an uncrosslinked rubber, a fine particle Includes filler made of silicon dioxide, making it hydrophilic poses. The possible swelling factor (the swelling rate) of bodies after this The state of the art is comparatively low. You are after with products not comparable to the claim of this invention.

Die JP-OS 20 066/79 beschreibt ein System, in dem eine hydrophile Polyure­ than-Komponente in einen Kautschuk eingearbeitet und zusammen mit diesem vernetzt wird. Auch dieses nach dem Stand der Technik bekannte System ist mit Körpern nach dem Anspruch dieser Erfindung nicht vergleichbar.JP-OS 20 066/79 describes a system in which a hydrophilic polyure than component incorporated into and together with a rubber is networked. This system is also known from the prior art not comparable to bodies according to the claim of this invention.

In DE-OS 36 10 645 wird eine wasserquellbare Zusammensetzung beschrieben, die dadurch erhalten wird, daß man ein niedermolekulares Polyolefinpolyol -EO-Additionsprodukt (Polyol) mit einem Isocyanat zu einem Polyurethan umsetzt und der Komposition wasserabsorbierende Polyacrylate, vorzugsweise Reaktionsprodukte aus Natriumacrylat und Polyvinylalkohol, zugibt. Solche Reaktionsprodukte sind z. B. als Superabsorber wohlbekannt. Körper nach diesem Anspruch sind mit Körpern nach der anspruchsgemäßen Erfindung ebenfalls nicht vergleichbar.DE-OS 36 10 645 describes a water-swellable composition which is obtained by using a low molecular weight polyolefin polyol -EO addition product (polyol) with an isocyanate to a polyurethane implements and the composition water-absorbing polyacrylates, preferably Reaction products made from sodium acrylate and polyvinyl alcohol are added. Such Reaction products are e.g. B. well known as a super absorber. Body after this claim are with bodies according to the claimed invention also not comparable.

Die DE-OS 39 12 765 beschreibt wasserquellbare Zusammensetzungen, die durch Pfropfpolymerisation zwischen Hydroxyestern der Acrylsäuren und Latices aus olefinisch ungesättigten Polymeren erhalten werden, und die hydrophile Weichmacher und die als "Super-Absorbent-Polymers" als zusätzliche wasser­ quellbare Komponente enthalten. Auch diese, nach dem Stand der Technik bereits bekannten wasserquellbaren Kompositionen, sind mit den Zusammen­ setzungen nach dem Anspruch dieser Erfindung nicht vergleichbar. DE-OS 39 12 765 describes water-swellable compositions which Graft polymerization between hydroxy esters of acrylic acids and latices olefinically unsaturated polymers are obtained, and the hydrophilic Plasticizers and those as "super absorbent polymers" as additional water swellable component included. These too, according to the state of the art already known water-swellable compositions are with the together settlements according to the claim of this invention are not comparable.  

Weiter sind Produkte als wasserquellbare Abdichtungsprofile - vorzugsweise für die Abdichtung von Baukonstruktionen - bekannt, als deren in Wasser quellende Komponente Bentonite, d. h. Tonminerale aus der Familie der Mont­ morillonite, verwendet werden. Als Bindemittel für die Quellkomponente Bentonit in diesen bekannten Systemen wird entweder ein dauerplastischer Stoff wie z. B. Butylkautschuk oder ein Kleber verwendet, mit dem die Bento­ nitteilchen auf einem Trägermaterial aus Fasern oder Folien fixiert werden. Auch diese nach dem Stand der Technik bereits bekannten, wasserquellbaren Kompositionen, sind mit den Zusammensetzungen nach dem Anspruch dieser Erfindung nicht vergleichbar.Products as water-swellable sealing profiles are also preferred for waterproofing building structures - known as their in water swelling component bentonite, d. H. Clay minerals from the Mont morillonite, can be used. As a binder for the swelling component Bentonite in these known systems becomes either permanently plastic Fabric such as B. butyl rubber or an adhesive with which the bento nit particles are fixed on a carrier material made of fibers or foils. These water-swellable ones, which are already known from the prior art Compositions are with the compositions according to the claim of this Invention not comparable.

Allen diesen bekannten und den Stand der Technik repräsentierenden, in Wasser quellbaren Dichtungsmassen haften bestimmte Nachteile an, die ihre Verwendung einschränken oder zu sonstigen Nachteilen führen. So sind die meisten der bekannten Systeme sehr empfndlich gegen Wasser, in denen bestimmte Salze ( Elektrolyte, vorzugsweise solche zwei- und mehrwertiger Metalle ) gelöst sind.All of these known and representing the prior art, in Water-swellable sealants have certain disadvantages, which are their Restrict use or lead to other disadvantages. That's how they are most of the known systems are very sensitive to water in which certain salts (electrolytes, preferably such bi- and polyvalent metals) are solved.

Andere bekannte Systeme sind nicht ausreichend strukturfest, sie werden bei Kontakt mit fließendem Wasser deformiert oder ausgewaschen. Das Quell­ verhalten, vor allem die notwendige Zeit bis zum einsetzen des Quellvor­ ganges, ist bei den vielen der nach dem Stand der Technik bekannten Pro­ dukte zu langsam.Other known systems are not sufficiently rigid, they will deformed or washed out in contact with running water. The source behavior, especially the time required to use the source ganges, is in the many of the Pro known from the prior art products too slow.

Dadurch wird die Anwendung eingeschränkt, Fugen bei denen plötzlich Wasser eindringt können mit solchen "langsamen" Dichtungen nicht gesichert werden.This limits the application, joints where water suddenly appears penetration cannot be secured with such "slow" seals.

Aufgabe der Erfindung nach diesem Anspruch war es deshalb, die Nachteile der bekannten, in Wasser quellbaren Dichtungen zu beseitigen und einen neuen Stand der Technik für wasserquellbare Dichtungsmassen zu definieren.The object of the invention was therefore the disadvantages the known, water-swellable seals to eliminate and a Define new state of the art for water-swellable sealants.

Die in Wasser quellbaren Dichtungsmassen nach dem Anspruch dieser Erfindung werden dadurch erhalten, daß an sich bereits bekannte und in technischem Maßstab verfügbare Oligomere aus Diisocyanaten und langkettigen Poly­ alkoholen mit bevorzugt endstandigen OH-Gruppen (sogenannte Diisocyanat- Präpolymere) durch Kettenverlängerung zu Polyharnstoffen umgesetzt wer­ den. Solche Reaktionsprodukte sind bekannt, sie sind nicht Bestandteil des Anspruchs nach dieser Erfindung.The water-swellable sealants according to the claim of this invention are obtained in that already known and in technical Oligomers of diisocyanates and long-chain poly available on a scale alcohols with preferably terminal OH groups (so-called diisocyanate Prepolymers) by chain extension to polyureas who the. Such reaction products are known, they are not part of the Claim according to this invention.

Den Reaktionsvorprodukten werden Stoffe zugesetzt, die bereits Wasser durch Absorbtion in ihre Struktur in erheblicher Menge binden können, dabei ihr Volumen durch die Wasseraufnahme vergrößern und deshalb den er­ wünschten Quellvorgang des Körpers aus dem Umsetzungsprodukt der Diiso­ cyanate mit Kettenverlängerungsmitteln bei Kontakt mit Wasser auslösen oder die die Eigenschaft der Wasserabsorption und damit die Eigenschaft der erwünschten Quellung in Wasser durch eine in Situ zusammen mit der Reaktion der oligomeren Diisocyanate zu Polyharnstoffen parallel ablauf­ ende Polymerisationsreaktion entwickeln. Substances that already contain water are added to the preliminary reaction products can bind in a considerable amount by absorption into their structure, thereby increasing their volume through water absorption and therefore increasing it desired swelling of the body from the reaction product of the Diiso Trigger cyanates with chain extenders on contact with water or the property of water absorption and thus the property the desired swelling in water by an in situ together with the Reaction of the oligomeric diisocyanates to polyureas take place in parallel develop end polymerization reaction.  

Nach einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Herstellung wasserquell­ barer Dichtungsmassen nach dem Anspruch dieser Erfindung ist es auch möglich, die Eigenschaft der Wasserabsorbtion der zugesetzten Stoffe und damit der Quellung des Endproduktes bei Kontakt mit Wasser dadurch auszulösen, daß die Matrix aus Polyharnstoff, die diese Zusatzstoffe enthält, einer Nachbehandlung unterzogen wird, die die gewünschte Polymerisation der zugesetzten Stoffe auslöst. Diese Nachbehandlung kann durch die Einwirkung von Energie, vorzugsweise durch erhöhte Temperatur, aber auch durch energiereiche Strahlung erfolgen. Solche Verfahren sind dem Fachmann aus der Chemie der Temperaturerhöhung oder durch Strahlung härtbaren, reaktiven Beschichtungsstoffe wohlbekannt und bedürfen deshalb keiner weiteren Erläuterung.According to a further possible embodiment of the production water source It is sealable sealants according to the claim of this invention possible the property of water absorption of the added substances and thus the swelling of the end product upon contact with water trigger that polyurea matrix that contains these additives contains a post-treatment that the desired Polymerization of the added substances triggers. This post-treatment can by the action of energy, preferably by elevated temperature, but also done by high-energy radiation. Such procedures are the specialist from the chemistry of temperature increase or by radiation curable, reactive coating materials are well known and therefore require no further explanation.

Die Reaktionspartner zur Umsetzung der Diisocyanat-Oligomere können zusätzlich Monomere, Oligomere oder Polymere in gelöster, dispergierter oder suspendierter Form enthalten, die geeignet sind, die Eigenschaft der Endprodukte gezielt zu verändern, das Reaktionsverhalten des Stoffge­ misches zu beeinflussen und/oder die Rezeptur zu verbilligen.The reactants for the implementation of the diisocyanate oligomers can additionally monomers, oligomers or polymers in dissolved, dispersed or in suspended form, which are suitable for the property of Targeted changes to end products, the reaction behavior of the substance to influence the mix and / or to make the recipe cheaper.

Weiter können den Produkten selbstverständlich aus der Chemie der Polymere, Elastomere und Beschichtungsstoffe bekannte Hilfs- und Zusatzstoffe wie Katalysatoren, Netzmittel, Entschäumer, Füllstoffe, Weichmacher, Stabili­ satoren, Antioxidantien, Alterungsschutzmittel und ähnliche dem Reaktions­ gemisch einverleibt werden.Of course, the products can also be made from the chemistry of the polymers, Elastomers and coating materials known additives and additives such as Catalysts, wetting agents, defoamers, fillers, plasticizers, stabilizers catalysts, antioxidants, anti-aging agents and the like be mixed in.

Die Dichtungsmassen nach dem Anspruch dieser Erfindung können auch armierende Fasern, Vliese oder Gewebe - z. B. aus Metall, Kunststoff, Glas oder Naturstoffen - oder auf Trägerbahnen aus solchen Stoffen aufgebracht sein.The sealants according to the claim of this invention can also reinforcing fibers, fleeces or fabrics - e.g. B. made of metal, plastic, glass or natural substances - or applied to carrier webs of such substances be.

Es ist bekannt, hydrophile Diisocyanat-Oligomere dadurch herzustellen, daß Diiosocyanate mit bestimmten Polyalkoholen oder Polyethern im Unterschuß umgesetzt werden. Diese Verbindungen können unter Verwendung von Kettenver­ längerern , z. B. mit Wasser oder Aminen, unter Weiterreaktion der rest­ lichen NCO-Gruppen des Diisocyanates zu Polyharnstoffen umgesetzt werden. Solche bekannten Oligomere können als Reaktionspartner für die wasser­ quellbaren Dichtungsmassen nach dem Anspruch dieser Erfindung genutzt werden, sie sind aber nicht Bestandteil des erfindungsgemäßen Anspruchs.It is known to prepare hydrophilic diisocyanate oligomers in that Diiosocyanates with certain polyalcohols or polyethers in deficit be implemented. These connections can be made using Kettenver prolong, e.g. B. with water or amines, with further reaction of the rest Lichen NCO groups of the diisocyanate are converted to polyureas. Such known oligomers can act as reactants for the water swellable sealants used according to the claim of this invention are, but they are not part of the claim according to the invention.

Es ist auch bekannt, polymere Stoffgemische dadurch herzustellen, daß Diisocyanat-Oligomere (auch als Diisocyanat-Präpolymere bezeichnet) mit Kettenverlängeren, beispielsweise mit Wasser, umzusetzen, in denen Polymere oder Oligomere gelöst, emulgiert oder dispergiert sind. Auch diese bekannten Verfahren sind nicht Bestandteil des erfindungsgemäßen Anspruchs.It is also known to produce polymeric mixtures in that Diisocyanate oligomers (also referred to as diisocyanate prepolymers) with Chain extenders, for example with water, implement in which Polymers or oligomers are dissolved, emulsified or dispersed. Also these known methods are not part of the invention Claim.

Ausführliche Informationen zu diesen bekannten Produkten und Verfahren finden sich in der Literatur zur Chemie der Isocyanate und in zahlreichen Firmenschriften der Hersteller solcher Rohstoffe und auch in der Patent­ literatur. Sie sind dem Fachmann wohlbekannt und bedürfen deshalb keiner weiteren Erläuterung.Detailed information on these well-known products and processes can be found in the literature on the chemistry of isocyanates and in numerous Company documents of the manufacturers of such raw materials and also in the patent literature. They are well known to the person skilled in the art and therefore do not require anyone further explanation.

Es war aber überraschend, daß Körper, die aus der Reaktion zwischen den an sich bekannten Diisocyanat-Oligomeren (auch als Diisocyanat-Präpolymere bezeichnet) mit Kettenverlängerern, beispielsweise mit Wasser oder Aminen, entstehen, eine hervorragende Matrix für neuartige, in Wasser mit genau einstellbarem Quellvolumen quellende Dichtungsmassen und bisher nicht bekannten Eigenschaften liefern können. But it was surprising that bodies that result from the reaction between the known diisocyanate oligomers (also known as diisocyanate prepolymers referred to) with chain extenders, for example with water or Amines are created, an excellent matrix for novel, in water with precisely adjustable source volume swelling sealing compounds and so far can provide unknown properties.  

Dazu müssen den Reaktionskomponenten Stoffe zugemischt werden, die über eine hohe Affinität zu Wasser verfügen und Wasser unter Volumenzunahme anlagern (absorbieren) können, ohne dabei in Lösung zu gehen. Bekannte Stoffe mit solchen Eigenschaften sind z. B. bestimmte Tonminerale aus der Familie der Montmorillonite, Smectite, Hectorite oder Bentonite, die nach dem Anspruch dieser Erfindung verwendet werden können, aber nicht bevor­ zugt werden.For this, substances have to be added to the reaction components which are about have a high affinity for water and water with volume increase can accumulate (absorb) without going into solution. Known Substances with such properties are e.g. B. certain clay minerals from the Family of Montmorillonite, Smectite, Hectorite or Bentonite, which after The claim of this invention can be used, but not before be moved.

Bekannte Stoffe mit der Eigenschaft der Absorbtion von Wasser unter Quellung sind bestimmte, dem Fachmann allgemein bekannte Celluloseether, Xanthane, Alginate oder andere Polysaccharide. Die Verwendung solcher Zusatzstoffe als aktive Quellkomponente Dichtungsmitteln nach dem Anspruch dieser Erfindung ist möglich, wird aber nicht bevorzugt.Known substances with the property of absorbing water under Swellings are certain cellulose ethers which are generally known to the person skilled in the art, Xanthans, alginates or other polysaccharides. The use of such Additives as an active source component sealant after Claim of this invention is possible, but is not preferred.

Weitere bekannte Stoffe mit der notwendigen Eigenschaft sind die Polymere der (Meth)Acrylsäure und (Meth)Acrylamide, ggfs. in definiert vernetzter Form um die für diese Produkte typische gute Löslichkeit in Wasser zu begrenzen. Ebenso Hydroxyester und -ether der (Meth)Acrylsäure.Die Ver­ wendung dieser bekannten Stoffe als Zusatzstoff nach dem Anspruch dieser Erfindung ist möglich.The polymers are other known substances with the necessary property the (meth) acrylic acid and (meth) acrylamides, possibly in a defined cross-linked Form around the good solubility in water typical of these products limit. Likewise, hydroxy esters and ethers of (meth) acrylic acid Use of these known substances as an additive according to the claim of this Invention is possible.

Als stark wasserabsorbierende Stoffe sind die schwach vernetzten , poly­ meren Alkalisalze der (Meth)Acrylsäure bekannt. Die Verwendung dieser bekannten Stoffe als Zusatzstoff nach dem Anspruch dieser Erfindung ist möglich.The weakly cross-linked, poly Alkaline salts of (meth) acrylic acid are known. The use of this known substances as an additive according to the claim of this invention possible.

Die erwähnten, bekannten Stoffe könnten selbstverständlich auch gemeinsam und in beliebigen Mischungsverhältnissen als Zusatzstoff nach dem Anspruch dieser Erfindung verwendet werden.The known substances mentioned could of course also be common and in any mixing ratio as an additive according to the claim this invention can be used.

Besonders bevorzugt nach dem Anspruch dieser Erfindung sind aber monomere Verbindungen, die in bei Überführung in polymere Form die Eigenschaft haben. Wasser unter Volumenzunahme in ihre Polymerstruktur einzulagern und die andererseits in monomerer Form in das Reaktionsgemisch aus Diiso­ cyanat-Oligomeren (Präpolymeren) und Kettenverlängerungsmitteln, zusammen mit Polymerisationsinitiatoren eingearbeitet und dort in Situ mit der Reaktion zwischen dem Diisocyanat/Kettenverlängerer polymersieren oder nachträglich durch Energiezuführung (Wärme, Strahlung) polymerisiert werden können. Durch diese Verfahrensweise ist es möglich, die hydrophile und aktive Komponente absolut gleichmäßig in der Struktur des aus der Reaktion der Diisocyanat-Präpolymere und dem Kettenverlängerer entstehen­ den Körpers zu verteilen.However, particularly preferred according to the claim of this invention are monomers Compounds that have the property when converted into polymeric form to have. To store water in its polymer structure while increasing its volume and which, on the other hand, in monomeric form in the reaction mixture from Diiso cyanate oligomers (prepolymers) and chain extenders, incorporated together with polymerization initiators and there in situ with polymerize the reaction between the diisocyanate / chain extender or subsequently polymerized by supplying energy (heat, radiation) can be. This procedure makes it possible to make the hydrophilic and active component absolutely uniform in the structure of from the Reaction of the diisocyanate prepolymers and the chain extender arise to distribute the body.

Typische Vertreter dieser Stoffgruppe sind die Amide, Alkalisalze, Ammoniumsalze, Aminsalze der Propensäuren oder die Abkömmlinge dieser Verbindungen, die durch Kombination mit mehrfunktionellen Verbindungen dieser Säuren so vernetzt werden, daß das Reaktionsprodukt nicht mehr in Wasser in Lösung gehen, aber bei Wasserkontakt noch Wasser absorbieren kann. Typical representatives of this group of substances are the amides, alkali salts, Ammonium salts, amine salts of propenoic acids or their derivatives Connections made by combination with multifunctional connections of these acids are crosslinked so that the reaction product no longer in Dissolve water, but still absorb water when in contact with water can.  

Diese monomeren Verbindungen können in Situ in der entstehenden Matrix aus Polyharnstoff polymerisiert werden, wenn dem Stoffgemisch aus Diisocyanat- Oligomeren, Kettenverlängerer und monomerem Salz entweder ein an sich bekanntes Redoxsystem für die Polymerisation olefinisch ungesättigter Verbindungen zugemischt wird oder bekannte Polymerisationsinitiatoren für den Reaktionsstart bei Energiezufuhr beigegeben werden. Solche Systeme sind aus Praxis und Literatur jedem Fachmann wohlbekannt. Nur beispiel­ haft für Redoxsysteme sind zu nennen die Kombination von organischen oder anorganischen Peroxiden mit tertiären Aminen, für Polymerisation unter Wärmezufuhr z. B. Peroxodisulfate oder Azoisobuttersäurenitril (AIBN) und für die Strahlungshärtung Benzophenon.These monomeric compounds can be formed in situ in the resulting matrix Polyurea are polymerized if the mixture of diisocyanate Oligomers, chain extenders and monomeric salt are either in themselves known redox system for the polymerization of olefinically unsaturated Is admixed compounds or known polymerization initiators for be added to the start of the reaction when energy is supplied. Such systems are well known to every specialist from practice and literature. Just an example The combination of organic or redox systems inorganic peroxides with tertiary amines, for polymerization under Heat supply z. B. peroxodisulfates or azoisobutyronitrile (AIBN) and for radiation curing benzophenone.

Als Kettenverlängerungsmittel für das Diisocyanat-Oligomer (Präpolymer) kann im einfachsten Falle Wasser verwendet werden. Zur Verbesserung der Eigenschaften des Endproduktes hat es sich aber als sinnvoll gezeigt, dem Kettenverlängerungsgmittel bestimmte Stoffe zuzumischen oder solche Ketten­ verlängerer zu verwenden, die durch Lösung, Emulsion oder Dispersion bereits mit geeigneten Stoffen beladen sind.As a chain extender for the diisocyanate oligomer (prepolymer) in the simplest case, water can be used. To improve the Properties of the end product have proven to be useful, however Chain extender mix certain substances or such chains prolonged use by solution, emulsion or dispersion are already loaded with suitable substances.

Als typische und bevorzugte Produkte für diese Stoffklasse werden genannt Dispersionen olefinisch ungesättigter Verbindungen oder Polyurethane in Wasser, Emulsionen von Bitumen in Wasser, Lösungen oder Emulsionen von trocknenden oder nicht trocknenden Oelen, Natur- oder Kunstharzen in Wasser. Auch Lösungen oder Emulsionen von an sich bekannten polymeren Stoffe in Wasser können als Zusatz verwendet werden. Nur als Beispiel für solche dem Fachmann wohlbekannten und geeigneten Stoffe werden genannt Polyvinylether, Polyvinylalkohol, Polyisobutylen, Polyvinylpyrrolidon.The following are mentioned as typical and preferred products for this class of substances Dispersions of olefinically unsaturated compounds or polyurethanes in Water, bitumen emulsions in water, solutions or emulsions of drying or non-drying oils, natural or synthetic resins in Water. Solutions or emulsions of known polymers Substances in water can be used as additives. Just as an example for such substances which are well known and suitable to the person skilled in the art are mentioned Polyvinyl ether, polyvinyl alcohol, polyisobutylene, polyvinyl pyrrolidone.

Gemenge aus Stoffen der beschriebenen Art sind selbstverständlich eben­ falls möglich, ebenso wie Lösungen anderer Hochpolymerer oder Oligomerer in für die Umsetzung zur Matrix mit den genannten Diisocyanaten geeigneten Aminen, Polyalkoholen, Polyethern oder deren Gemischen.Mixtures of substances of the type described are of course flat if possible, as well as solutions of other high polymers or oligomers in suitable for the conversion to the matrix with the diisocyanates mentioned Amines, polyalcohols, polyethers or their mixtures.

Sämtliche genannten Stoffe sind dem Fachmann wohlbekannt, größtenteils großtechnisch verfügbar und nicht Bestandteil des Anspruchs nach dieser Erfindung.Most of the substances mentioned are well known to the person skilled in the art available on an industrial scale and not part of the claim according to this Invention.

Die Produkte nach dem Anspruch dieser Erfindung können hergestellt werden, in dem man die einzelnen Bestandteile der Rezeptur in einem Zug zusammen­ mischt oder getrennt über Dosiereinrichtungen in einen Mischer gibt und aus diesem Mischer zur Formgebung austrägt oder direkt auf das abzu­ dichtende technische Teil appliziert.The products according to the claim of this invention can be made by combining the individual components of the recipe in one go mixes or separately into a mixer via metering devices and from this mixer for shaping or directly onto the sealing technical part applied.

Die Maschinen und Geräte zur Herstellung von Körpern nach dem Anspruch dieser Erfindung sind aus der Technik der Verarbeitung mehrkomponentiger Klebe-, Beschichtungs- und Dichtungsmassen dem Fachmann wohlbekannt. Sie bedürfen deshalb keiner weiteren Beschreibung.Machines and devices for the production of bodies according to the claim This invention is more multi-component from the processing art Adhesives, coatings and sealants are well known to those skilled in the art. they therefore need no further description.

In den nachfolgenden Beispielen werden Produkte nach dem Anspruch dieser Erfindung beschrieben. Sie sollen den Stand der Technik nach dem Anspruch dieser Erfindung erläutern und sind keineswegs erschöpfend. Sie können vielmehr unter Verwendung der durch diese Erfindung mitgeteilten Erkennt­ nisse von jedem Fachmann beliebig abgewandelt werden. Der Schutzanspruch nach dieser Erfindung wird auch auf diese möglichen Abwandlungen erhoben. In the following examples, products according to the claim of this Invention described. They are said to state of the art according to the claim explain this invention and are in no way exhaustive. You can rather using the knowledge communicated by this invention nisse can be modified by any specialist. The right to protection according to this invention, these possible modifications are also raised.  

Beispiel 1Example 1

Es wird ein Stoffgemisch "A" hergestellt aus 100 GT eines Diisocyanat-Prä­ polymeren mit der Handelsbezeichnung Resicast GH-90 und 100 GT Propan­ trioltriacetat.A mixture of substances "A" is made from 100 pbw of a diisocyanate preparation polymers with the trade name Resicast GH-90 and 100 GT propane triol triacetate.

Weiter wird ein Stoffgemisch "B" hergestellt aus 100 GT eines Latices aus einem Copolymer aus Chloropren und Methacrylsäure mit einem Festkörper­ gehalt von 47% in Wasser und der Handelsbezeichnung Neopren-Latex, 20 GT des monomeren Ammoniumsalzes der Propensäure, 3 GT einer 2%igen Lösung von Bis-Methyloylacrylamid in Wasser, 50 GT eines Füllstoffes aus Silicium­ dioxid mit einer Oberfläche von ca. 100 m2/Gramm und 5 GT einer 40%igen Lösung von Ammoniumperoxodisulfat.Furthermore, a mixture of substances "B" is made from 100 pbw of a latex from a copolymer of chloroprene and methacrylic acid with a solids content of 47% in water and the trade name neoprene latex, 20 pbw of the monomeric ammonium salt of propenoic acid, 3 pbw of a 2% strength Solution of bis-methyloylacrylamide in water, 50 pbw of a filler made of silicon dioxide with a surface area of approximately 100 m 2 / gram and 5 pbw of a 40% solution of ammonium peroxodisulfate.

Die Stoffgemische "A" und "B" werden im Verhältnis 1:1 nach Gewicht zusammengegeben und vermischt. Die Masse verfestigt sich nach kurzer Zeit zu einem zähelastischen Körper mit hoher Festigkeit. Durch nachträgliche Wärmebehandlung (30 Minuten/80 Grad C ) wird des in der Masse enthaltene Monomergemisch polymerisiert. Es resultiert ein Körper, der bei Kontakt mit Wasser durch Quellung ca. 50% Volumenzuname erfährt.The mixtures "A" and "B" are in a ratio of 1: 1 by weight put together and mixed. The mass solidifies after a short time a tough, elastic body with high strength. By subsequent Heat treatment (30 minutes / 80 degrees C) is included in the mass Polymerized monomer mixture. The result is a body that is in contact with Water experiences about 50% volume increase through swelling.

Der Körper eignet sich hervorragen zur Herstellung von Dichtungsprofilen für die Abdichtung von Bauwerken und technischen Teilen gegen das ein­ dringen oder den Verlust von Wasser.The body is ideal for the production of sealing profiles for sealing buildings and technical parts against that penetrate or loss of water.

Beispiel 2Example 2

Es wird ein Stoffgemisch "A" hergestellt aus 100 GT Diisocyanat-Präpolymer mit der Handelsbezeichnung Resicast GH-80 und 100 GT Propantrioltriacetat.A mixture of substances "A" is produced from 100 pbw of diisocyanate prepolymer with the trade name Resicast GH-80 and 100 GT propanetriol triacetate.

Weiter wird ein Stoffgemisch "B" hergestellt aus 100 GT eines handels­ üblichen Latices aus einem Terpolymer aus Vinylchlorid, Vinylacetat und Ethylen mit einem Festkörpergehalt von 50% in Wasser und der Produkt­ bezeichnung SAF 54, 20 GT des monomeren Ammoniumsalzes der Propensäure, 10 GT einer gesättigten Lösung von Propensäureamid in Wasser, 2 GT einer 2%igen Lösung von Bis-Methyloylacrylamid in Wasser, 50 GT eines Füll­ stoffes aus Siliciumdioxid mit einer Oberfläche von ca. 100 m2/Gramm und 5 GT Tris-β-Hydroxyethylamin.Furthermore, a mixture of substances "B" is made from 100 pbw of a commercially available latex from a terpolymer of vinyl chloride, vinyl acetate and ethylene with a solids content of 50% in water and the product name SAF 54, 20 pbw of the monomeric ammonium salt of propenic acid, 10 pbw one saturated solution of propenamide in water, 2 pbw of a 2% solution of bis-methyloylacrylamide in water, 50 pbw of a filler made of silicon dioxide with a surface area of approximately 100 m 2 / gram and 5 pbw of tris-β-hydroxyethylamine.

Weiter wird eine Lösung von Kaliumperoxodisulfat, 40%ig in Wasser, vorbe­ reitet.A solution of potassium peroxodisulfate, 40% in water, is also prepared rode.

Über Dosierpumpen mit kontiniuerlichem Förderstrom werden die Komponenten "A", "B" und "C" 100:100:5 nach Gewicht zusammen in eine statischen Zwangsmischer ( z. B. Rohrmischer, System Sulzer ) gegeben, dort innig vermischt und sofort durch eine Formdüse ausgetragen.The components are fed via dosing pumps with a continuous flow "A", "B" and "C" 100: 100: 5 by weight together in a static Forced mixer (e.g. tube mixer, Sulzer system) given, there intimately mixed and immediately discharged through a molding nozzle.

Es resultiert eine Masse, die sich sofort durch Kettenverlängerung des Diiosocyanates und Koagulation des Latices zu einem Körper mit zäh­ elastischen Eigenschaften verfestigt. Unter Wärmeentwicklung polymeri­ sieren gleichzeitig die zugesetzten Monomere. The result is a mass that is immediately by chain extension of the Diiosocyanates and coagulation of the latex to form a tough body elastic properties solidified. With heat development polymeri at the same time the added monomers.  

Das Reaktionsprodukt ist ein Körper mit sehr gutem Quellvermögen in Wasser. Aus der Masse können durch geeignete Formgebungseinheiten z. B. Dichtungs­ profile hergestellt werden. Es ist auch möglich, die Masse durch geeignete Applikationsgeräte, wie sie z. B. für das maschinelle Auftragen von Kleb­ stoffen verwendet werden, direkt auf die Dichtfläche von technischen Teilen, z. B. auf Rohrflansche oder Karosserieteile, aufzutragen.The reaction product is a body with very good swelling capacity in water. From the mass, suitable shaping units can be used, for. B. seal profiles are produced. It is also possible to use suitable mass Application devices, such as z. B. for machine application of glue fabrics are used directly on the sealing surface of technical Share e.g. B. on pipe flanges or body parts to apply.

Beispiel 3Example 3

Es wird ein Stoffgemisch "A" hergestellt aus 100 GT Tributylphosphat und 50 GT eines feinvermahlenen Natriumpolyacrylates (schwach vernetztes "SAP"-Produkt, z. B. das großtechnisch verfügbare Produkt Arasorb S-100-F aus der Produktion der Arakawa Chemical Industries Ltd. oder ähnliches).A mixture of substances "A" is made from 100 pbw of tributyl phosphate and 50 pbw of a finely ground sodium polyacrylate (weakly cross-linked "SAP" product, e.g. B. the large-scale product Arasorb S-100-F from the production of Arakawa Chemical Industries Ltd. or similar).

Weiter wird ein Stoffgemisch "B" hergestellt aus 100 GT eines handel­ süblichen Latices aus einem carboxylierten Copolymer aus Butadien und Styrol mit einem Festkörpergehalt von 50%, 50 GT einer handelsüblichen Emulsion von Bitumen in Wasser mit einem Festkörpergehalt von 60%, 5 GT Dieethanolamin, 100 GT eines feinteiligen Füllstoffes aus Kieselerde sowie handelsüblichen und allgemein bekannten Additiven als Dispergiermittel, Netzmittel und Entschäumer.Furthermore, a mixture of substances "B" is made from 100 GT of a trade usual latices from a carboxylated copolymer of butadiene and Styrene with a solids content of 50%, 50 pbw of a commercially available Emulsion of bitumen in water with a solids content of 60%, 5 pbw Dieethanolamine, 100 pbw of a finely divided filler made of silica as well commercially available and generally known additives as dispersants, Wetting agents and defoamers.

Als Komponente "C" wird ein handelsübliches, hydrophiles Diisocyanat- Präpolymer mit der Bezeichnung Resicast GH-86 bereitgestellt.As component "C" a commercially available, hydrophilic diisocyanate Prepolymer provided with the designation Resicast GH-86.

Über Dosierpumpen mit kontiniuerlichem Förderstrom werden die Komponenten "A", "E" und "C" 50:100:120 nach Gewicht zusammen in eine statischen Zwangsmischer ( z. B. Rohrmischer, System Sulzer ) gegeben, dort innig vermischt und sofort durch eine Düse ausgetragen.The components are fed via dosing pumps with a continuous flow "A", "E" and "C" 50: 100: 120 by weight together in a static Forced mixer (e.g. tube mixer, Sulzer system) given, there intimately mixed and immediately discharged through a nozzle.

Es resultiert eine Masse, die sich innerhalb von ca. 100 Sekunden durch Kettenverlängerung des Diiosocyanates und Koagulation des bituminierten Latices zu einem Körper mit zähelastischen Eigenschaften verfestigt und nach ca. 5 Minuten völlig ausreagiert ist.The result is a mass, which takes about 100 seconds Chain extension of the diiosocyanate and coagulation of the bituminized Solidified and solidified into a body with tough elastic properties fully reacted after about 5 minutes.

Das Reaktionsprodukt ist ein Körper mit sehr gutem Quellvermögen in Wasser. Aus der Masse können durch geeignete Formgebungseinheiten z. B. Dichtungs­ profile hergestellt werden. Es ist auch möglich, die Masse durch geeignete Applikationsgeräte, wie sie z. B. für das maschinelle Auftragen von Kleb­ stoffen verwendet werden, direkt auf die Dichtfläche von technischen Teilen, z. B. auf Rohrflansche oder Karosserieteile aufzutragen.The reaction product is a body with very good swelling capacity in water. From the mass, suitable shaping units can be used, for. B. seal profiles are produced. It is also possible to use suitable mass Application devices, such as z. B. for machine application of glue fabrics are used directly on the sealing surface of technical Share e.g. B. to apply to pipe flanges or body parts.

Durch einfache Veränderung des Mischungsverhältnisses der Einzelkompo­ nenten können die Eigenschaften des Körpers verändert werden. Wird z. B. die Dosierung des Vorproduktes A erhöht, nimmt das Quellverhalten in Wasser zu, dementsprechend wird das Quellvermögen durch Reduzierung der Menge an Vor­ produkt A vermindert. By simply changing the mixing ratio of the individual compo The properties of the body can be changed. Is z. B. the Dosage of the preliminary product A increases, the swelling behavior in water increases, accordingly, the swelling capacity is reduced by reducing the amount of pre product A reduced.  

Beispiel 4Example 4

Es wird wie bei Beispiel 1-3 beschrieben verfahren, jedoch wird als Komponente "C" ein unter der Bezeichnung Hypol 2000 als Handelsprodukt verfügbares, hydrophiles Isocyanat-Präpolymer verwendet. Der Komponente B wird zusätzlich schaumstabilisierendes Tensid , z. B. Pluriol PE-6800 in einer Menge von 1 Gew.-% einverleibt.The procedure is as described in Example 1-3, but as Component "C" under the name Hypol 2000 as a commercial product available, hydrophilic isocyanate prepolymer used. Component B is also foam-stabilizing surfactant, eg. B. Pluriol PE-6800 in an amount of 1 wt .-% incorporated.

Als Reaktionsprodukt entstehen Körper mit feinzelliger Schaumstruktur, die als in Wasser quellbare Dichtungen verwendet werden können.Bodies with a fine-cell foam structure are created as a reaction product can be used as seals swellable in water.

Claims (13)

1. Herstellung von in Wasser quellbaren Körpern, vorzugsweise zur Ver­ wendung als Dichtungsmasse, gekennzeichnet durch Einbau von Wasser absorbierenden Verbindungen in eine Matrix, die durch Reaktion von an sich bekannten, hydrophilen Isocyanat-Präpolymeren mit bekannten Kettenver­ längerungsmitteln zu Polyharnstoffen, entsteht. Die Struktur der Körper kann kompakt oder zellig sein.1. Production of water-swellable bodies, preferably for use as a sealing compound, characterized by incorporation of water-absorbing compounds into a matrix, which is formed by reaction of known, hydrophilic isocyanate prepolymers with known chain extenders to form polyureas. The structure of the body can be compact or cellular. 2. Herstellung von Dichtungsmitteln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß dem Reaktionsgemisch gelöste, emulgierte oder dispergierte Harze, Öle oder Polymere zur Verstärkung und/oder als Verschnittmittel und/oder zur Erhöhung des Festkörpergehaltes und Verminderung des Schrumpfes ein­ verleibt werden können.2. Manufacture of sealants according to claim 1, characterized net that the reaction mixture dissolved, emulsified or dispersed resins, Oils or polymers for reinforcement and / or as blending agents and / or to increase the solids content and reduce shrinkage can be incorporated. 3. Herstellung von Dichtungsmitteln nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die aktive Komponente für das Quellverhalten des Dichtungs­ mittels allgemein bekannte anorganische Stoffe aus der Gruppe der Ton­ minerale beispielsweise Smectite, Bentonite, Montmorillonite, sind.3. Manufacture of sealants according to claim 1 and 2, characterized records that the active component for the swelling behavior of the seal using generally known inorganic substances from the clay group minerals, for example smectite, bentonite, montmorillonite. 4. Herstellung von Dichtungsmitteln nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als aktive Komponente für das Quellverhalten des Dichtungs­ mittels allgemein bekannte organische Stoffe aus der Gruppe Cellulose­ ether, Polysaccharide oder Alginate verwendet werden.4. Manufacture of sealants according to claim 1 and 2, characterized records that as an active component for the swelling behavior of the seal using generally known organic substances from the cellulose group ether, polysaccharides or alginates can be used. 5. Herstellung von Dichtungsmitteln nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als aktive Komponente für das Quellverhalten des Dichtungs­ mittels allgemein bekannte organische Stoffe aus der Gruppe der schwach vernetzten polymeren Hydroxyverbindungen, Salze oder Amide der Propen­ säuren verwendet werden.5. Manufacture of sealants according to claim 1 and 2, characterized records that as an active component for the swelling behavior of the seal using generally known organic substances from the group of weak cross-linked polymeric hydroxy compounds, salts or amides of propene acids are used. 6. Herstellung von Dichtungsmitteln nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die aktive Komponente für das Quellverhalten des Dichtungs­ mittels durch Polymerisation von an sich allgemein bekannten organischen Stoffen aus der Gruppe der monomeren Propensäuren, ihrer Hydroxy­ verbindungen, Salze oder Amide in Situ bei oder nach Herstellung der Dich­ tungsmitteln durch eine Polymerisation erzeugt werden.6. Manufacture of sealants according to claim 1 to 5, characterized records that the active component for the swelling behavior of the seal by means of polymerization of generally known organic Substances from the group of monomeric propenoic acids, their hydroxy compounds, salts or amides in situ during or after the manufacture of the be generated by a polymerization. 7. Herstellung von Dichtungsmitteln nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Monomere mehrfunktionelle Monomere mit verwendet werden, die durch Vernetzung die Löslichkeit der polymerisierbaren Monomere in Wasser einschränken.7. Manufacture of sealants according to claim 6, characterized records that multifunctional monomers are used as monomers, which by crosslinking the solubility of the polymerizable monomers in Limit water. 8. Herstellung von Dichtungsmitteln nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Polymerisation der Monomeren durch im System enthaltene, allgemein bekannte Reaktionsstarter entweder durch Mitverwendung eines Redoxkatalysators im Stoffgemisch bei der Herstellung der Dichtungsmasse initiiert oder nachträglich durch Zuführung von Energie (Wärme ,Strahlung) ausgelöst wird. 8. Production of sealants according to claim 6 and 7, characterized records that the polymerization of the monomers by the system contains well-known reaction initiators either by using a Redox catalyst in the mixture of substances in the manufacture of the sealant initiated or subsequently by adding energy (heat, radiation) is triggered.   9. Herstellung von Dichtungsmitteln nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeich­ net, daß inaktive und verstärkende Füll- und Zusatzstoffe mit verwendet werden können. Solche Füll- und Zusatzstoffe sind aus der Chemie der Polymere, Elastomere und Beschichtungen allgemein bekannt und handels­ üblich.9. Manufacture of sealants according to claims 1-8, characterized net that uses inactive and reinforcing fillers and additives can be. Such fillers and additives are from the chemistry of Polymers, elastomers and coatings generally known and commercially common. 10. Herstellung von Dichtungsmitteln nach Anspruch 1-9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Reaktionsgemisch an sich bekannte Additive und Hilfs­ stoffe als Verarbeitungshilfen, Dispergiermittel, Entschäumer, Netzmittel, Konservierungsmittel, Alterungsschutzmittel, Schaumstabilisatoren, Reaktionsbeschleuniger, Weichmacher, enthalten kann. Solche Additive und Hilfsstoffe sind aus der Chemie der Polymere, Elasto­ mere und Beschichtungen allgemein bekannt und handelsüblich.10. Production of sealants according to claims 1-9, characterized records that the reaction mixture known additives and auxiliaries substances as processing aids, dispersants, defoamers, wetting agents, Preservatives, anti-aging agents, foam stabilizers, Reaction accelerators, plasticizers, may contain. Such additives are from the chemistry of polymers, elasto mers and coatings generally known and commercially available. 11. Herstellung von Dichtungsmitteln nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dichtungsmittel als Halbzeug, z. B. in Form von Profilen, Folien durch gießen oder austragen durch eine Formgebungseinheit herge­ stellt werden können.11. Manufacture of sealants according to claims 1-10, characterized net that the sealant as a semi-finished product, for. B. in the form of profiles, Pouring or discharging foils through a shaping unit can be put. 12. Herstellung von Dichtungsmitteln nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Dichtungsmittel direkt durch gießen oder austragen durch eine Düse oder Formgebungseinheit auf das abzudichtende technische Teil herge­ stellt werden können.12. Manufacture of sealants according to claims 1-10, characterized net that the sealant pour directly through or discharge through a Nozzle or molding unit on the technical part to be sealed can be put. 13. Herstellung von Dichtungsmitteln nach Anspruch 1-12, dadurch gekennzeich­ net, daß die hergestellten Dichtungsmitteln durch eingearbeitete Fasern, Gewebe, Fäden oder Vliese aus Textilien, Metallen, Glas, Kohlenstoff verstärkt sind oder auf solche Materialien oder Folien, die als Träger für die Dichtungsmasse dienen können, appliziert sind.13. Manufacture of sealants according to claims 1-12, characterized net that the sealants produced by incorporated fibers, Fabrics, threads or nonwovens made of textiles, metals, glass, carbon are reinforced or on such materials or films as a carrier for the sealant can serve, are applied.
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