DE4416570A1 - Elastische Form- und/oder Dichtungsmasse und damit hergestellte elastische Nutzschichten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elastische Form- und/oder Dich­ tungsmasse aus recyceltem Altgummimaterial und/oder Weichplaste­ teilen zur Verwendung als Nutzschichten, Schutzflächen, Verbund­ körper oder dergleichen sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Die erfindungsgemäße Lösung findet vorzugsweise Anwendung im Bau­ wesen, im Deponiebau, bei der Umweltsanierung, für Wasserdichtung und Wasserführung, bei der Gasdrainage auf unregelmäßigen Flächen und für stark beanspruchte Wege oder Kinderspielplätze und Stell­ flächen sowie bei der Herstellung und Veredelung von Bauelelemen­ ten, Formkörpern und Fassadenelementen.

Jährlich fallen Unmengen von Altgummiabfällen in der gummiverar­ beitenden Industrie sowie in Form von Altreifen an.

Im Stand der Technik ist bekannt, unbrauchbar gewordenen Altgummi in Mahlwerken zu zerkleinern, anschließend in Kesseln mit Dampf, Heißluft oder Natronlauge zu behandeln und Regenerieröle und gege­ benenfalls auch Regenerier-Hilfsmittel zuzusetzen. Es läßt sich auf diese Weise regenerierter Kautschuk erhalten, der dem Rohkautschuk zugesetzt werden kann. Dieses Verfahren ist jedoch zum einen sehr aufwendig und zum anderen kann nur ein geringer Teil des in großen Mengen anfallenden Altgummis einer neuen Verwendung zugeführt werden.

Weiterhin ist bekannt, Gummigranulat zur Isolierung gegen Feuch­ tigkeit und Nässe in erster Linie im Dachbereich oder als Boden­ belag in Tennis- oder Sporthallen einzusetzen. Die dafür benötig­ ten Mengen sind jedoch vergleichsweise gering gegenüber dem jähr­ lichen Aufkommen. Allgemein ist es auch üblich, den beispielsweise in Form von Altreifen anfallenden Gummi einer Verbrennung zuzufüh­ ren, wobei allerdings sehr kostenspielige Filteranlagen realisiert werden müssen.

Um die Umwelt nicht über die zulässigen Grenzwerte hinaus zu bela­ sten, ist es erforderlich, nach Möglichkeiten und Alternativen zu suchen, die es ermöglichen, den anfallenden Altgummi in sinnvoller Weise zu verwerten.

In der Patentliteratur sind dazu verschiedene Möglichkeiten auf­ gezeigt. Einige Patentschriften beschreiben die Herstellung und Zusammensetzung von Formkörpern und Granulatmatten aus Altgummi­ material.

In DE-OS 30 17 132 wird ein Verfahren zur Herstellung von PUR-ge­ bundenen Gummigranulatmatten beschrieben. Diese Matten bestehen hauptsächlich aus Gummigranulat, das aus Altreifen gewonnen wird und einem Einkomponenten-Polyurethan als Bindemittel. Nachteilig ist, daß diese Matten wasserdurchlässig, brennbar und aufgrund des verwendeten Bindemittels nicht umweltfreundlich sind.

In DE-OS 36 30 132 wird ein Verfahren zur Herstellung einer ela­ stischen bituminiösen Isolier- und Dichtungsmasse beschrieben. Die Masse besteht hauptsächlich aus aufgeschmolzenem Bitumen und Gum­ migranulat in einem Mengenverhältnis von 70 bis 80 Gewichts-%. Nachteilig ist, daß diese Masse nicht spritzbar ist.

In DE-OS 35 34 107 und DE-OS 37 21 688 werden Formmassen zur Her­ stellung von Nutzschichten beschrieben, die vorzugsweise als Belä­ ge für Kinderspielplätze und Fahrradwege verwendet werden. Diese Massen bestehen aus einem Kunstharzgemisch, einem Härter und einem Füllstoff, wobei als Füllstoff vorzugsweise granulierter Altgummi verwendet wird. Die Massen werden vor der Verarbeitung an Ort und Stelle zubereitet und erhärten dort. Da diese Massen mit Heißbitu­ men oder einem Polyurethan-Kunstharz-Gemisch mit Härter gebunden sind, ergibt sich ein großer Bearbeitungsaufwand bei der Herstel­ lung dieser Massen. Diese Schichten sind nicht wasserdicht und hinsichtlich des verwendeten Bindemittels auch nicht umweltfreund­ lich. Außerdem neigen beide Massen bei Frost und langzeitigem Temperaturwechsel zu Rißbildung und Versprödung.

In DE-OS 38 30 759 wird eine elastischen Gießmasse beschrieben, die hauptsächlich zur Schalldämpfung eingesetzt wird. Diese Masse besteht aus einem bei Luftzutritt aushärtendem Reaktionsgemisch auf der Grundlage eines Präpolymers und der gleichen Menge eines Füllstoffes, wobei als Füllstoff vorzugsweise Gummimehl oder Gum­ mischnitzel verwendet werden.

Diese Masse besitzt den Nachteil, daß sie nicht spritzbar ist.

Nachteilig bei den bereits bekannten technischen Lösungen ist, daß sie entweder nicht kalt spritzbar sind, bei Temperaturschwankungen zu Versprödung und Rißbildung neigen, wasserdurchlässig und brenn­ bar und nicht umweltfreundlich hinsichtlich der verwendeten Binde­ mittel sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elastische Form- und/oder Beschichtungsmasse, inbesondere zur Anwendung im Bau­ wesen, im Deponiebau und der Umweltsanierung sowie für Sport-, Spiel- und Verkehrsflächen zu schafften, die im kalten Zustand spritzbar ist und mit umweltfreundlichen Bindemitteln hergestellt wurde. Diese Form- und/oder Beschichtungsmasse soll vorrangig zur Herstellung von Nutzschichten und Formkörpern verwendet werden, die wasserabdichtende Eigenschaften aufweisen sowie schwer ent­ flammbar sein dürfen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die elasti­ sche Form- und/oder Dichtungsmasse aus einem Gemisch aus 0,1 bis 0,8 Teilen Gummigranulat unterschiedlicher Körnung bis höchstens 2 mm Durchmesser, das mit etwa 0,9 bis 0,2 Teilen wasserlöslicher Acrylatdispersion einschließlich Additive gebunden ist, besteht, wobei die elastische Form- und/oder Dichtungsmasse bei der Verar­ beitung zwischen der Misch- und Dispergierungsphase und der flüs­ sig-pastösen Auftragungsphase unter dynamisch wechselndem Druck bis 10 bar in kleinen Volumeneinheiten sequentiell verdichtet und das Bindemittel eine innige Flächen- und Oberflächentiefenbindung mit den stark unregelmäßig geprägten Außenflächen der Gummiparti­ kel und den zugesetzten anderen Teilchen eingeht.

Vorteilhaft ist es, ein Gemisch aus mehreren Acrylatdispersionen mit unterschiedlichen Eigenschaften zu verwenden, wobei sich die gemeinsame Eigenschaft des Gemisches mit hohen Bindekräften zwi­ schen den Gummipartikeln sowie einer großen Elastität und hohen Bruchdehnung, verbunden mit einer stabilen Volumenkonstanz, dar­ stellt.

Durch die wahlweise Zugabe von leichten Partikeln bis 0,5 Gewichts­ anteilen zur elastischen Form- und/oder Dichtungsmasse vorrangig penetrierter, aufgeblähter mineralischer unregelmäßig geformter Körper mit ca. 1 mm Durchmesser, wie Blähton sowie auch analoge aus organischen Substanzen geformte Teilchen, wie Pflanzenmark, Styropor oder durch Zugabe von Treibmitteln im Polymerisations- und Aushärtungsprozeß ist es möglich das spezielle Gewicht durch Einschlüsse von Teilchen, Gaseinschlüssen oder Gefügeaufweichun­ gen zu verringern.

Es hat sich als günstig erweisen, wenn die Elastizitätsmodule der Gummipartikel und dem ausgehärteten Bindemittel unterschiedlich sind, so daß sich belastungsabhängig unterschiedliche und mit steigender Belastung fallende spezifische Dehnungs- und Defor­ mationswerte ergeben.

Die elastische Form- und/oder Dichtungsmasse kann als Nutzschicht auf eine Vielzahl verschiedener Körper und Flächen aufgetragen werden. So eignen sich beispielsweise organische Werkstoffe, wie Holz- oder Faserprodukte, Styropor, Hart- und Weichkunststoffe, Schaumgipse oder Bitumengemische, aber auch anorganische oder mineralische Werkstoffe, wie Steinzeug und/oder Verbundwerkstoffe wie Faserbeton und andere als Grundmaterial für diese Nutzschich­ ten. Eine brandhemmende Wirkung der Nutzschicht wird erzielt, indem der mit der Nutzschicht voll oder teilweise versehene Körper oder die mit der Nutzschicht voll oder teilweise versehen Fläche, mit einer brandhemmenden Deckschicht, die vorrangig aus minera­ lischem Sand, gebunden mit flüssigem Gummi bis zu einem Anteil von bis zu 30% zum Sandanteil besteht, umhüllt wird.

Es ist auch möglich auf die noch nicht vollständig ausgehärtete Nutzschicht einen faserartigen oder textilen Oberflächenbelag Oberflächenbelag aufzubringen. Dies führt zu einer innigen Bindung der Nutzschicht mit den Oberflächenbelag, wobei es zu einer teil­ weisen Durchtränkung des Bindemittels mit dem Oberflächenbelag kommt.

Mit der erfindungsgemäßen elastischen Form- und /oder Dichtungs­ masse ist es möglich, spritz-, gieß-, spachtel- und streichbare Nutzschichten auf Flächen, wie neue oder zu sanierende Dächer mit unterschiedlichem Aufbau und Material, Deponiegrund- und Deckflä­ chen, Schachtverwahrungen, Geh-, Fahr- und Sportflächen oder auf Formkörpern, wie Bauplatten, Verpackungselementen u. a. m., den unterschiedlichen Anwendungszwecken genügend, herzustellen. Neben der Herstellung von neuproduktierten Erzeugnissen ist der Einsatz von Altgummi-Recyclaten auch im Sanierungs- und Produktverede­ lungsprozeß mit umweltverträglichen Bindemitteln möglich.

Die mit der erfindungsgemäßen Lösung hergestellten Nutzschichen besitzen den Vorteil, daß die Grundeigenschaften des Gummis, wie Dauerelastität, Verschleißfestigkeit, Wasserdichtheit, elastische Verformbarkeit, Schwingungs- und Lärmdämpfung erhalten bleiben und in Verbindung mit anderen Bauteilen oder Werkstoffen, deren Ge­ brauchswerte und/oder Grundeigenschaften verbessert werden.

Durch den Einsatz von farbpigmentierten Silicaten bei der Ober­ flächengestaltung lassen sich einfach und schnell dekorative Oberflächen auf Bauteilen herstellen, die auch für eine Ge­ staltung von beispielsweise Fassaden geeignet sind.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung wird anhand von Aus­ führungsbeispielen näher erläutert.

Im ersten Ausführungsbeispiel ist ein Körper dargestellt, der aus einem gebundenen Gummigranulat besteht. Auf der oberen Seite ist die acrylatgebundene Nutzschicht aufgebracht, die eine Stärke von ca. 2 bis 6 mm besitzt. Auf der unteren Seite ist eine verstärkte äußere Anreicherung mit Bindemittel vorgesehen. Durch diese Anreicherung mit Bindemittel wird eine erhöhte Trittfestigkeit, Wasserdichtheit sowie ein Verschluß gegen das Eindringen von Schmutz erzielt.

Dem flüssigen Bindemittel können auch Farbpigmente, feine Gummipartikel und/oder Ziegelmehl zugesetzt werden.

Das zweite Ausführungsbeispiel betrifft eine äußere Nutzschicht, die auf einer Dachfläche aufgebracht ist. Sie besteht aus Gummipartikeln, die mit einem Bindmittel vernetzt und gebunden sind.

Dem Deformationsbereich der Gummipartikel ist ein etwas stei­ ferer und geringerer Dehnungsbereich des Binders nachgeordnet. Die Kombination verschiedener Elastitizitätsbereiche, verbunden mit hoher Klebkraft, hoher Bruchdehnung und Volumenkonstanz der Bindemittels ermöglichen, daß aus Elastomergranulaten flächige und/oder körperförmige Gebilde mit gummiartigen Eigenschaften entstehen.

Im dritten Ausführungsbeispiel wird eine Kombination dargestellt, bei der ein Grundkörper teilweise mit einer Nutzschicht versehen ist. Der gesamte Grundkörper wird anschließend mit einer brand­ hemmenden Deckschicht umhüllt.

Diese Deckschicht besteht aus mit flüssigem Gummi gebundenen Si­ likaten. Es ist auch möglich, diese brandhemmende Schicht direkt auf den Grundkörper aufzubringen.

Im vierten Ausführungsbeispiel wird auf einen Grundkörper, der mit der elastischen Nutzschicht versehen ist, ein faserartiger Ober­ flächenbelag aufgebracht. Dieser Oberflächenbelag ist mit flüs­ sigem Gummi oder einer Acrylatdispersion durchtränkt und findet somit einen festen Halt auf der elastischen Nutzschicht.

Claims (13)

1. Elastische Form- und/oder Dichtungsmasse und damit hergestellte elastische Nutzschichten unter Verwendung vom gummiartigen Re­ cycling-Material, bei dem insbesondere zerkleinerte und nach der Körnung fraktionierte Altgummiteile und/oder Weichplaste­ teile mit einem Binder und verarbeitungs- und eigenschaftsver­ bessernden bzw. stabilisierenden Zusatzstoffen gemischt werden, gekennzeichnet dadurch, daß die elastische Form- und/oder Dichtungsmasse aus 0,1 bis 0,8 Teilen Gummigranulat unterschiedlicher Körnung bis höch­ stens 2 mm Durchmesser, das mit etwa 0,9 bis 0,2 Teilen wasser­ löslicher Acrylatdispersion einschließlich Additive gebunden ist, besteht, wobei die elastische Form- und/oder Dichtungs­ masse bei der Verarbeitung zwischen der Misch- und Dispergie­ rungsphase und der flüssig-pastösen Auftragungsphase unter dy­ namisch wechselndem Druck bis 10 bar in kleinen Volumeneinhei­ ten sequentiell verdichtet und das Bindemittel eine innige Flä­ chen- und Oberflächentiefenbindung mit den stark unregelmäßig geprägten Außenflächen der Gummipartikel und den zugesetzten anderen Teilchen eingeht.

2. Elastische Form- und/oder Dichtungsmasse nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Acrylatdispersion ein Gemisch von mindestens zwei Acrylatdispersionen unterschiedlicher Eigenschaften ist.

3. Elastische Form- und/oder Dichtungsmasse nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die elastische Form- und/oder Dichtungsmasse streich-, spritz- oder gießfähig ist.

4. Elastische Form- und/oder Dichtungsmasse nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der elastischen Form- und/oder Dichtungsmasse Partikel bis 0,5 Gewichtsanteilen, vorrangig penetrierter, aufgeblähter mineralischer und unregelmäßig geformte Körper von 1 mm Durch­ messer, wie Blähton und/oder analoge organische Substanzen, wie Pflanzenmark oder Styropor, zugesetzt sind.

5. Elastische Form- und/oder Dichtungsmasse nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß durch Zugabe von Treibmittel im Polymerisation- und Aushär­ tungsprozeß der elastischen Form- und/oder Dichtungsmasse, die Dichte und/oder das spezifische Gewicht durch Einschlüsse von Teilchen, Gaseinschlüssen und/oder Gefügeaufweichungen verrin­ gert wird.

6. Nutzschicht bestehend aus einer elastischen Form- und/oder Dichtungsmasse, die nach Anspruch 1 bis 5 hergestellt wurde, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Form- und/oder Dichtungsmasse auf Flächen oder Körpern aus organischen Werkstoffen, wie Holz- oder Fa­ serprodukte, Styropor, Hart- und Weichkunststoffen, Schaum­ gipse, Bitumengemischen, aufgetragen ist.

7. Nutzschicht, bestehend aus einer elastischen Form- und/oder Dichtungsmasse, die nach Anspruch 1 bis 5 hergestellt wurde, gekennzeichnet dadurch, daß die elastische Form- und/oder Dichtungsmasse auf Flächen oder Körpern aus anorganischen oder mineralischen Werkstoffen, wie Steinzeug, aufgetragen ist.

8. Nutzschicht, bestehend aus einer elastischen Form- und/oder Dichtungsmasse, die nach Anspruch 1 bis 5 hergestellt wurde, gekennzeichnet dadurch, daß die elastische Form- und/oder Dichtungsmasse auf Verbund­ werkstoffen, wie Faserbeton, aufgetragen ist.

9. Nutzschicht, bestehend aus einer elastischen Form- und/oder Dichtungsmasse, nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß Flächen oder Körper mit voll oder teilweise aufgetragener elastischer Form- und/oder Dichtungsmasse, durch eine brand­ hemmende Deckschicht, die vorrangig aus mineralischem Sand, der mit flüssigem Gummi oder Polyurethan bis zu 30% zum Sand­ anteil gebunden ist, umhüllt sind.

10. Nutzschicht, bestehend aus einer elastischen Form- und/oder Dichtungsmasse, nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß die elastische Nutzschicht zwischen einer beliebigen Fläche und einem faserartigen Oberflächenbelag angeordnet ist und mit beiden eine Bindung eingeht, wobei der faserartige Oberflächenbelag vom Bindemittel durchtränkt wird.

11. Nutzschicht, bestehend aus einer elastischen Form- und/oder Dichtungsmasse, nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß die elastische Nutzschicht auf einen aus mit flüssigem Gummi oder Polyurethan gebundene und aus Gummigranulat beste­ henden Formkörper aufgebracht wird, wobei der Gummianteil min­ destens das Doppelte, bezogen auf das Verhältnis von Gummi zum Binderanteil im flüssigen Zustand der äußeren Nutzschicht be­ trägt und die Größe der Teilchen des Gummigranulates des Form­ körpers größer ist als die in der elastischen Nutzschicht.

12. Nutzschicht, bestehend aus einer elastischen Form- und/oder Dichtungsmasse, nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß die elastische Nutzschicht zwischen zwei unterschiedlichen Materialien als Klebe- und Trennschicht zur Schwingungsdämp­ fung, Kälte- oder Wärmesperre dient.

13. Nutzschicht, bestehend aus einer elastischen Form- und/oder Dichtungsmasse, nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß die mit der brandhemmenden Oberfläche versehene elastische Deckschicht eine strukturierte und/oder dekorative und/oder farblich pigmentierte Oberfläche besitzt.