DE60001886T2 - Beschichtung von EPDM-Gummimembranen - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft die Beschichtung von EPDM-Gummimembranen bzw. -Kautschukmembranen. Insbesondere, obwohl nicht ausschließlich, betrifft diese Erfindung ein Verfahren zur Verbesserung der Adhäsion von einer Beschichtung an eine EPDM-Gummimembran.
- Ein großer Anteil des Bedachungsmarktes verwendet Asphalt-basierende Produkte, z. B. modifizierte Bitumenrollen, als eine Grundmembran oder Bedachungsmembran, welche dann mit herkömmlichen Dachmastices überzogen wird, um die Haltbarkeit (Asphaltzersetzung) zu verbessern, Energieeinsparungen (weiße Beschichtung vs. schwarzen Asphalt) bereitzustellen, die Feuerstärke zu reduzieren und das Erscheinungsbild zu verbessern. Solche Beschichtungen werden häufig als "Dachmastices" erwähnt, obwohl "Beschichtungen", wie es hier verwendet wird, jede derartig dicke Beschichtung einschließt, die auf eine im wesentlichen horizontale Oberfläche, wie z. B. eine Dachbedielung, auf eine im wesentlichen vertikale Oberfläche, wie z. B. eine Wand, oder auf andere Membranoberflächen aufgetragen wird.
- EPDM (Ethylenpropylendienmonomer)-Gummi bzw. -Kautschuk wird ebenfalls auf dem Bedachungsmarkt als eine Bedachungsmembran verwendet. Jedoch sind, anders als die Bitumenbedachungsmembranen, EPDM-Bedachungsmembranen aufgrund der geringen Adhäsion zwischen dem Mastix und dem EPDM-Gummi, insbesondere auf flachen Dächern oder Dächern mit schwacher Neigung, bei denen Pfützenbildung von Regenwasser auftritt, bisher schwierig mit einer Mastix zu überziehen gewesen. Sogar wenn die Membranoberfläche mit Wasser oder mit einem milden Detergenz gereinigt und gescheuert und dann mit Wasser unmittelbar vor Zugabe von dem Mastix gespült worden ist, gibt es wenig oder keine meßbare Verbesserung der Adhäsion bzw. Haftung. Folglicherweise neigten mit EPDM-Gummi bedeckte Dächer nicht dazu, mit einem Mastix überzogen zu werden und profitierten deshalb nicht von den Verbesserungen, welche eine Mastixdeckschicht bereitstellen kann.
- Ein Beschichtungssystem, welches gute Adhäsion und vorzüglichen Widerstand gegen Blasenbildung aufweist, insbesonders wenn es Teichwasser ausgesetzt wird, ist in US-A-5059456 offenbart. Dieses System beruht auf der Verwendung einer Wasserbasierenden Bindeschicht zwischen der Membran und der Beschichtung. Die Bindeschicht besteht aus einem Wasser-unlöslichen Polymerlatex und einem mehrwertigen Metallion, wobei der Polymerlatex solche Einheiten umfaßt, die aus der Herstellung von einem Monomergemisch, umfassend mindestens 20 Gew.-%, basierend auf dem Gewicht des Monomergemischs, von mindestens einem hydrophoben Monomer, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus (C4-C20)-Alkylmethacrylaten und (C8-C20)-Alkylacrylaten, und 3,0 Gew.-% bis 7,5 Gew.-% Methacrylsäure, basierend auf dem Gewicht des Monomergemischs, resultieren, wobei der Polymerlatex eine Glasübergangstemperatur von –20°C bis 5°C aufweist, und wobei das Molverhältnis des mehrwertigen Metallions zur Methacrylsäure im Polymerlatex von etwa 1 : 1 bis etwa 0,375 : 1 ist. Die Bindeschicht wird auf eine Membran unmittelbar vor Aufbringen einer Beschichtung aufgetragen. Obwohl dieses System Adhäsioneigenschaften und Widerstand gegen Blasenbildung bietet, welche vorzüglich gegenüber herkömmlichen Mastixsystemen auf Bitumenmembranen sind, gibt es keine Offenbarung bezüglich einer Beschichtung von EPDM-Gummimembranen.
- Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Beschichtungssystem bereitzustellen, welches verbesserte Adhäsion auf EPDM-Gummimembranen, wie Bedachungsmembranen, bietet. Des weiteren ist es bevorzugt, wenn die vorstehenden Verbesserungen in der Qualität eines Beschichtungssystems mit einem System erreicht werden können, welches eigentlich nicht auf der Verwendung einer Bindeschicht zwischen der Membran und der Mastixzusammensetzungen beruht.
- In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Verbesserung der Adhäsion zwischen einer Beschichtung und einer EPDM-Gummimembran bereitgestellt, wobei das Verfahren umfaßt: (A) das Behandeln einer Oberfläche einer EPDM-Gummimembran mit einer wäßrigen Detergenzzusammensetzung, dann (B) das Spülen der Oberfläche der EPDM-Gummimembran mit Wasser, um die Detergenzzusammensetzung zu entfernen, und dann (C) das Aufbringen einer Beschichtungszusammensetzung auf die gespülte Oberfläche der EPDM-Gummimembran, wobei die wäßrige Detergenzzusammensetzung einen pH von größer als 8 aufweist und von 1 bis 10 Gew.-% Phosphat und von 1 bis 10 Gew.-% Silikat umfaßt.
- Überraschenderweise ist festgestellt worden, daß durch Vorbehandeln einer EPDM-Gummimembran mit der Detergenzzusammensetzung vor Zugabe einer herkömmlichen Beschichtungszusammensetzung eine synergistische Verbesserung in der Adhäsion zwischen der Membran und der Beschichtung erreicht werden kann. Die überraschenden Vorteile der vorliegenden Erfindung können sowohl für auf neu verlegte Membranen aufgebrachte Beschichtungen also auch Beschichtungen, die auf alte Membranen, die für eine längere Zeitdauer auf Dächern gelegen haben, aufgebracht werden, gemessen werden.
- Vorzugsweise ist die Membran zur Anwendung der Erfindung eine EPDM-Gummimembran, welche für Bedachungsanwendungen verkauft wird. Vorzugsweise liegt die Bedachungsmembran über bzw. auf einem flachen Dach oder einem Dach mit geringer Neigung.
- Die Beschichtungszusammensetzung umfaßt vorzugsweise einen wasserunlöslichen Polymerlatexbinder mit einer Glasübergangstemperatur von –45°C bis 5°C (wie gemessen durch die Fox-Gleichung), welcher vorzugsweise acrylisch oder Styrol/acrylisch ist. Zusätzlich zum Polymerlatex wird die Zusammensetzung mindestens eine oder mehrere der folgenden Komponenten umfassen: Pigmente, Streckungsmittel, Dispergiermittel, grenzflächenaktive Mittel, Koaleszenzmittel, Benetzungsmittel, Eindicker, Viskositätsveränderer, Trockenverzögerer, Weichmacher, Pestizide, Mittel gegen Mehltau, Antischaummittel, Färbemittel, Wachse, Verzögerer von Verschmutzung von Beschichtungen, Haftvermittler, Zinkoxid und festes Siliciumdioxid. Die Beschichtungszusammensetzung ist vorzugsweise eine Mastixbeschichtungszusammensetzung. Der Binder, der in der Mastixbeschichtungszusammensetzung verwendet wird, ist vorzugsweise ein handelsüblich verfügbarer, für Mastixanwendungen geeigneter Binder, wie ein Binder ausgewählt aus der Gruppe, welche Rhoplex EC-1791, Rhoplex 2019R und Rhoplex EC-2885, erhältlich von Rohm und Haas Company, Acronal NX 3550, erhältlich von BASF AG, und DA26NA, erhältlich von Dow, einschließt. Vorzugsweise ist der Mastixbinder ausgewählt aus der Gruppe, welche Rhoplex EC-1791, Rhoplex EC-2885 und Acronal NX 3550 einschließt. Rhoplex EC-1791 ist die am meisten bevorzugte Mastixbinderzusammensetzung.
- Die wäßrige Detergenzzusammensetzung umfaßt von 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 8 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 6 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, eines Mono- oder Polyphosphats oder eines Gemisches solcher Phosphate, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Trinatriumphosphat, Natriumtripolyphosphat und Trikaliumphosphat. Trinatriumphosphat ist das am meisten bevorzugte. Die wäßrige Detergenzzusammensetzung umfaßt von 1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 8 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 6 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, eines Meta-, Ortho- oder Parasilikats oder eines Gemisches solcher Silikate, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Natriummetasilikat und Kaliummetasilikat. Natriummetasilikat ist das am meisten bevorzugte. Die Phosphate und Silikate, die in der Detergenzzusammensetzung geeignet sind, sind diejenigen, die herkömmlicherweise in üblichen Detergenzzusammensetzungen, wie in Geschirrspül- und Kleiderwaschdetergenzien, verwendet werden.
- Die wäßrige Detergenzzusammensetzung kann ebenfalls andere Komponenten, welche normalerweise in wäßrigen Detergenzzusammensetzungen gefunden werden, enthalten. Zum Beispiel kann die Zusammensetzung bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 2 Gew.-% mindestens einer Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Octylphenoxypolyethoxyethanol, Octylphenoxypolyethoxyethylphosphat, Polyethylenglykol und Phosphorsäure, umfassen.
- Die wäßrige Detergenzzusammensetzung weist einen pH von über 8, vorzugsweise einen pH von 9 bis 14, und am meisten bevorzugt einen pH von 12 bis 14 auf.
- Die besten Ergebnisse werden von der vorliegenden Erfindung erhalten, wenn die ganze Oberfläche der EPDM-Gummimembran mit der Detergenzzusammensetzung in Kontakt gebracht wird. Die Detergenzzusammensetzung kann über die Oberfläche mit Hilfe einer Kratzbürste verteilt werden. Die Detergenzzusammensetzung sollte vorzugsweise in Kontakt mit der Oberfläche der Membran für eine kurze Zeitdauer stehengelassen werden. Obwohl zum Beispiel eine Verbesserung der Adhäsion einer Beschichtung gemessen werden kann, wenn die Detergenzzusammensetzung zur Behandlung der Oberfläche für weniger als 30 Sekunden belassen wurde, werden die besten Ergebnisse erhalten, wenn es der Detergenzzusammensetzung ermöglicht wird, die Oberfläche für mindestens 30 Sekunden zu kontakieren. Eine Kontaktzeit von wesentlich über 30 Sekunden wird nicht dazu neigen, zu einer weiteren, bedeutenden Verbesserung der Adhäsion über eine Kontaktzeit von 30 Sekunden zu führen, obwohl in der Praxis die Kontaktzeit 10 bis 30 Minuten sein kann, abhängig von der Größe des Dachs und der Geschwindigkeit des Ausführenden. Das Ermöglichen, daß das Detergenz vor dem Spülen auf der Oberfläche trocknet, kann nicht nachteilig für das Verfahren der vorliegenden Erfindung sein, unter der Vorraussetzung, daß die Oberfläche nachher gut gespült wird, um das Detergenz zu entfernen.
- Die besten Ergebnisse werden von der vorliegenden Erfindung erhalten, wenn das Spülen der Oberfläche der EPDM-Gummimembran mit Wasser im wesentlichen die gesamte Detergenzzusammensetzung entfernt. Hohe Effizienz des Spülens kann die Verwendung einer Kratzbürste und/oder die Verwendung eines Hochdruckschlauchs einschließen. Normalerweise setzt der Hochdruckschlauch Spülwasser mit etwa 211 kg cm-2 (3000 psi) frei.
- Die folgenden Beispiele, einschließlich Vergleichsbeispiele, werden ausschließlich für den Zweck der Anschaulichkeit der Erfindung gegeben und sind keinesfalls als Beschränkung gedacht.
- Versuche
- In den Beispielen werden die Beschichtungen trockenen und naßen Adhäsionsversuchen unterworfen. Diese werden gemäß ASTM Protokoll D903 ausgeführt.
- Beispiel 1 – Herstellung einer wäßrigen Detergenzzusammensetzung
- Wäßrige Detergenzzusammensetzungen Nrn. 1 bis 6 mit den in Tabelle 1 gezeigten Ansätzen werden durch Mischen der Komponenten in den vorgeschriebenen Mengen in einem Kübel hergestellt. Die Zusammensetzungen werden in dem Kübel gemischt, bis alle Komponenten gelöst erscheinen. Die wäßrige Detergenzzusammensetzung Nr. 6 ist gemäß der Erfindung, Zusammensetzungen Nrn. 1 bis 5 sind Vergleiche. Jede Detergenzzusammensetzung hat einen pH über 13.
- Beispiel 2 – Testen der wäßrigen Detergenzzusammensetzung
- Lagen von zwei handelsüblich erhältlichen EPDM-Gummibedachungsmembranen werden flach auf eine Oberfläche gelegt. Die obere Oberfläche jeder Lage wird dann unter Verwendung eines Hochdruckschlauchs mit Leitungswasser gewaschen. Nach dem Waschen mit Wasser werden 30 cm2 Abschnitte jeder Lage mit den Detergenzzusammensetzungen Nrn. 1 bis 6 durch Verteilen von 100 cm3 Detergenzzusammensetzung über die zu behandelnde Oberfläche und durch Bürsten der Zusammensetzung über die Oberfläche behandelt und für 30 bis 300 Sekunden stehen gelassen. Dann wird die Detergenzzusammensetzung mit Leitungswasser aus einem Hochdruckschlauch (211 kg cm-2 (3000 psi)) abgewaschen.
- Jeder der behandelten Abschnitte und ein nicht mit einem Detergenz behandelter Abschnitt werden dann in einer herkömmlicher Weise mit einem allgemeinen Bedachungsmastix beschichtet, welche die folgende Zusammensetzung aufweist: DachbeschichtungsansatzTamol 850 ist ein grenzflächenaktives Mittel, erhältlich von Rohm und Haas Company
KTPP ist Kaliumtripolyphosphat
Nopco NXZ ist von Henkel Corp. erhältlich
Duramit ist von ECC America, Inc. erhältlich
Ti-Pure R-960 ist Titandioxid, erhältlich von EI DuPont de Nemours, Inc.
Kadox ist erhältlich von Zinc Corp. of America
Texanol ist erhältlich von Eastman Kodak
Skane M-8 ist ein Mittel gegen Mehltau, erhältlich von Rohm und Haas Company
Natrosol 250 MXR ist erhältlich von Aqualon, Inc. - Es werden dann die nassen und trockenen Adhäsionseigenschaften der Mastixbeschichtung auf jedem relevanten Abschnitt der Membranen gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
- Tabelle 1 Adhäsion (N/m) von ausgesuchten Behandlungen, Neue EPDM
-
- Seife = 127 Teile Octylphenoxypolyethoxyethanol
- 58,5 Teile Octylphenoxypolyethoxyethylphosphat
- 3,9 Teile Polyethylenglykol
- 11,7 Teile Phosphorsäure
- 18,9 Teile Wasser
- Wie in Tabelle 1 gezeigt, zeigt die wäßrige Detergenzzusammensetzung Nr. 6, wenn sie im Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird, einen wesentlichen Anstieg der gemessenen Naß- und Trockenadhäsion für die Beschichtung auf einer EPDM-Gummimembran.
- Beispiel 3 – Testen verschiedener Beschichtungszusammensetzungen auf neuen EPDM-Gummimembranen
- Die trockenen und nassen Adhäsionseigenschaften von mehreren verschiedenen im Handel erhältlichen Bedachungs-Mastixverbindungen wurden auf einer neu verlegten EPDM-Gummimembran, welche wie oben beschrieben mit wäßriger Detergenzzusammensetzung Nr. 6 behandelt worden war, bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
- Tabelle 2 Adhäsion (N/m) an neue EPDM im Dachbeschichtungsansatz ARM-91-1
- Es wird in Tabelle 2 gezeigt, daß die Verbesserung der Adhäsion zwischen einer Beschichtung und der EPDM-Membran durch das Vorbehandeln der Membran mit Detergenz Nr. 6 verbessert wird.
Claims (8)
- Verfahren zur Verbesserung der Adhäsion zwischen einer Beschichtung und einer EPDM-Gummimembran, wobei das Verfahren umfaßt: (A) das Behandeln einer Oberfläche einer EPDM-Gummimembran mit einer wässrigen Detergenzzusammensetzung, dann (B) das Spülen der Oberfläche der EPDM-Gummimembran mit Wasser, um die Detergenzzusammensetzung zu entfernen, und dann (C) das Aufbringen einer Beschichtungszusammensetzung auf die gespülte Oberfläche der EPDM-Gummimembran, wobei die wässrige Detergenzzusammensetzung einen pH von größer als 8 aufweist und von 1 bis 10 Gew.-% Phosphat und von 1 bis 10 Gew.-% Silikat umfaßt.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Phosphat ein Monophosphat ist.
- Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Monophosphat Trinatriumphosphat ist.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Silikat ein Metasilikat ist.
- Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Metasilikat Natriummetasilikat ist.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei der pH der Detergenzzusammensetzung im Bereich von 9 bis 14 ist.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Beschichtung eine Mastixbeschichtung ist.
- Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Membran eine Bedachungsmembran ist.
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