DE69530821T2

DE69530821T2 - Klebebandzusammensetzung

Info

Publication number: DE69530821T2
Application number: DE69530821T
Authority: DE
Inventors: James A. Indianapolis Davis; Brian S. Sheridan Alexander; Joseph R. Noblesville Hoppert; Chester T. Granger Chmiel
Original assignee: BFS Diversified Products LLC
Current assignee: Firestone Diversified Products LLC
Priority date: 1994-10-27
Filing date: 1995-10-25
Publication date: 2004-03-11
Anticipated expiration: 2015-10-26
Also published as: EP0714963A3; US5612141A; ES2197175T3; DE69530821D1; JPH08231928A; EP0714963A2; US5545685A; EP0714963B1; US5504136A

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Klebezusammensetzungen, und insbesondere druckempfindliche Klebezusammensetzungen, die typischerweise in Form eines vorgeformten Bandes bereitgestellt werden, um die überlappenden Enden von verstärktem oder unverstärktem zur Bedachung verwendeten Bandmaterial zusammenzuhaften oder zu falzen. Die vorliegende Erfindung betrifft spezifisch eine Klebebandzusammensetzung, die eine Polymermischung umfasst, die EPDM-Kautschuk mit einer massegemittelten Molekülmasse von mindestens 150 000 und einen EPDM-Kautschuk mit einer massegemittelten Molekülmasse von bis zu 50 000 und ein die Klebewirkung verstärkendes Polymer, wie zum Beispiel Polyisopren, Polybutadien, und Ethylen/Propylen-Copolymer und Mischungen davon enthält, wobei die Polymermischung frei ist von Butylkautschuk, der in der Kautschukkomponente der meisten anderen druckempfindlichen Kleber vorhanden ist. Die Klebebandzusammensetzung umfasst typischerweise ein Schwefel/Beschleuniger-Härtungsmittel und weist hervorragende Langzeithitzealterung, Witterungsbeständigkeit und niedrige Temperatureigenschaften auf, verglichen mit Klebebandzusammensetzungen, die Butylkautschuk enthalten. Darüber hinaus verleiht die Klebebandzusammensetzung mehr Oberflächenklebrigkeit, eine bessere schnelle Haftung („quick-grab"), eine höhere Grünfestigkeit im Vergleich zu Klebebandzusammensetzungen, die 100 Prozent EPDM-Kautschuk enthalten. Es wird auch ein Verfahren zur Bedachung bereitgestellt, umfassend die Stufe der Verwendung der Klebebandzusammensetzung.
Hintergrund der Erfindung
Polymere Materialien zur Bedachung, wie zum Beispiel Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM), Butylkautschuk (IIR), Neopren, Polyvinylchlorid, chloriertes Polyethylen, thermoplastischer Polyolefinkautschuk und modifiziertes Bitumen und dergleichen werden als Einzelschichtzusammensetzungen zur Bedeckung flacher Dächer, die typischerweise an industriellen und kommerziellen Gebäuden angetroffen werden, verwendet. Solche Dachbahnenmembranen sind üblicherweise große elastomere Bahnen, die während der Installation auf der Dachfläche gefalzt oder zusammengeklebt werden müssen. Weil diese elastomeren (EPDM, Neopren und Polymere auf Butyl-Basis, usw.) Dachbahnenzusammensetzungen typischerweise gehärtet werden, bevor sie auf einem Dach installiert werden, weisen sie jedoch nicht die Fähigkeit auf, aneinander zu haften. Der Falz oder die Fläche, die die Dachbahnmaterialien überlappt, ist außerdem sowohl kurzzeitigen als auch langzeitigen Belastungen unterworfen, zum Beispiel verursacht durch eine Dachbewegung, starke Winde, Frost/Tau-Zyklen und thermischen Zyklen. Solche Belastungen können Scherkräfte oder Schälkräfte hervorrufen, das heißt der Falz trennt sich unter Bedingungen einer starken Belastung auf oder kann einen teilweise offenen Falz (oft als Fischmund-Zustand bezeichnet) unter weniger heftigen Bedingungen verursachen.
Während der zurückliegenden Jahre wurde eine Vielzahl von Methoden zum Zusammenhaften oder Zusammenfalzen der Dachmembranen entwickelt. So wurden zum Beispiel Kleber auf Lösungsmittelbasis, die typischerweise Neopren oder Verbindungen auf Butyl-Basis verwenden, verwendet, um Dachbahnmaterialien zusammenzubinden, indem man mit einer Bürste oder ähnlichen Mitteln den flüssigen oder pastenförmigen Kleber direkt an die Randflächen der zu verbindenden Dachmembranen appliziert. Diese Kleber haben jedoch eine beschränkte Lagerzeit und sind hoch toxisch und feuergefährlich, was im Hinblick auf die Umwelt unerwünscht ist. Darüber hinaus ist die Applikation dieser Kleber auf die Dachbahnmembranen oft zeitaufwendig und erfordert Geschicklichkeit, um den Kleber eben aufzutragen, weil es bekannt ist, dass eine Schlierenbildung oder unebene Beschichtungen die Bindungsfestigkeit zwischen dem Kleber und dem Kautschukbahnmaterial verringert.
Alternativ wurden ungehärtete Polymerbänder, die keine Vulkanisiermittel enthielten, das heißt nicht härtbare Bänder, entwickelt. Diese Bänder härten jedoch, sogar nach der Installation, niemals, und deshalb ist die Kriechdehnung unter Belastung ein signifikantes Problem, das mit der Verwendung dieser Bänder auf Dächern verbunden ist.
Eine andere Art einer Klebezusammensetzung, die oft verwendet wird, um Dachbahnen miteinander zu verbinden, ist eine solche, die zunächst unvulkanisiert ist, die aber Härtungsmittel enthält, und damit vulkanisiert ist. Diese Kleber, im allgemeinen als Dachflächen-härtbare Kleber bezeichnet, werden typischerweise in Form eines vorgeformten Bandes verwendet, um die Bahnen und dergleichen zusammenzukleben. Es ist jedoch allgemein bekannt, dass, weil die Dachflächen-härtbaren Kleber ungehärtet sind, wenn sie zunächst auf einem Dach installiert werden, eine geringe anfängliche Festigkeit besitzen und nicht leicht zu handhaben sind. Darüber hinaus kann es mehrere Tage oder sogar Wochen dauern, bis einige Dachflächen-härtbare Kleber eine gute Haftfestigkeit erreichen.
Um die Haftfestigkeit zu erleichtern, können einige dieser Kleber hitzeaktivierte oder rasch wirkende Härtungssysteme enthalten. Diese Kleber mit rasch härtenden Härtungssystemen erfordern jedoch eine zusätzliche Ausrüstung, um die Bandmischung zu mischen und zu extrudieren, um eine vorzeitige Härtung zu verhindern, die die Klebeeigenschaften der Zusammen setzung nachteilig beeinflussen können, wenn das Klebeband auf die Dachbahnen appliziert wird. Diese Kleber mit hitzeaktivierten Härtungssystemen erfordern auch eine geeignete Ausrüstung an der Arbeitsstelle, um die notwendige Hitze und Druck dem Band zuzuführen, um die Bahnen zu verbinden.
Es sollte deshalb ersichtlich sein, dass nur nach einer längeren Periode gegenüber der Aussetzung hoher Dachtemperaturen oder nach Applikation von Hitze und Druck an der Dachfläche eine Vulkanisation erreicht wird, um die notwendigen Schäl- und Scherfestigkeiten zu erhalten, die erforderlich sind, um zu verhindern, dass die Falze sich verschieben oder aufgehen. Um eine gute Haftfestigkeit zu erhalten, müssen Hitze und Druck außerdem während eines relativ langen Zeitraums appliziert werden, was die Zeit, die zur Installation der Bahnen auf dem Dach erforderlich ist, erhöht.
Es wurden deshalb auf diesem Gebiet Versuche unternommen, Klebebandzusammensetzungen bereitzustellen, die leichter zwischen den sich überlappenden Flächen der Kautschukbahnen appliziert werden können, und die eine ausreichende Falz-, Schäl und -Scherfestigkeit aufweisen, um es zu ermöglichen, dass der durch die Verbindung der Kautschukbahnen gebildete Falz einer Hitzealterung und Feuchtigkeitspenetration und anderen Problemen, wie zum Beispiel Oxidation, Hydrolyse, und einem chemischen Angriff von angesammeltem Wasser, sowie anderen kurzzeitigen und langzeitigen Belastungen, wie sie vorstehend angegeben sind, widersteht. Zum Unterschied zu Dachflächen-härtenden Klebern sind diese vorgeformten Klebebänder mindestens teilweise gehärtet, bevor sie auf dem Dach installiert werden. Sie sind deshalb wesentlich deformationsfester und leichter zu handhaben als die unvulkanisierten, aber vulkanisierbaren Kleber, wie sie vorstehend genannt wurden. Diese Kleber sind auch leichter von dem Trennpapier, auf dem sie vor der Verwendung gelagert sind, zu entfernen. Diese Kleber haben jedoch die Fähigkeit, die Dachbahnen mit einem minimalen Druck zusammenzuhaften. Diese vorgeformten Klebebänder und die Klebebänder der vorliegenden Erfindung werden deshalb oft als druckempfindliche Kleber bezeichnet.
Um Haftfestigkeit und eine wasserdichte Abdichtung zwischen dem Band und der in Kontakt stehenden Kautschukbahn bereitzustellen, umfassen diese Klebebänder typischerweise ein klebrigmachendes Additiv, das mit dem verwendeten Kautschuk, wie zum Beispiel Polybuten, kompatibel ist. Es wurde gefunden, dass Polybuten, wenn es mit einer Butylkautschuk-Zusammensetzung verwendet wird, ein Klebeband bereitstellt, das eine ausreichende Oberflächenklebrigkeit und eine schnelle Haftung („quick-grab") besitzt, sowie eine angemessene Grünfestigkeit, um zum Zusammenkleben von Dachbahnen verwendet werden zu können.
Die meisten druckempfindlichen Kleber, die verwendet werden, um Kautschukdachbahnen zu verbinden, enthalten deshalb eine kautschukartige Polymerzusammensetzung auf der Basis von Butylkautschuk oder Butylkautschuk, gemischt mit verschiedenen Mengen an EPDM. Der gehärtete Kleber umfasst auch ein Härtungsmittel, typischerweise auf der Basis der Verwendung eines Schwefel-, Peroxid- oder Chinoid-Vernetzungssystems.
Chius, U.S. Pat. Nos. 4, 588, 637, 4, 855, 172 und 5, 095, 068 beschreiben deshalb eine Klebezusammensetzung, die in Form eines gehärteten Klebebandes hergestellt wurde, und die Zusammensetzungen auf Butylkautschuk-Basis umfasst, die durch Compoundieren eines Butylkautschuks, eines Härtungsmittels für den Butylkautschuk, Carbon-Black und einem kompatiblen klebrigmachenden Additiv hergestellt wurden.
Von Hellens et al. U.S. Pat. No. 4,645,793 beschreiben elastomere Klebezusammensetzungen, die EPDM-Elastomere enthalten, worin das verwendete EPDM ein hohes Molekulargewicht besitzt und einen Gehalt an nicht-konjugiertem Dien von mindestens 6 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 7.5 Gew.-%. Die Zusammensetzung enthält außerdem hoch ungesättigte Elastomere, wie zum Beispiel natürlichen Kautschuk und Polybutadien, als zusätzliche elastomere Komponenten.
Metcalf et al., U.S. Pat. No. 4,601,935 beschreibt ein Falzband, das eine Carbon-Black-verstärkte, compoundierte, leicht gehärtete Mischung eines Butylkautschuks und eines Polyisobutylens umfasst. Das Falzband dient dazu, um die Primerbeschichteten Falzränder aus EPDM-Membranen zusammenzuhaften.
Briddell et al. U.S. Pat. No. 5,242,727 beschreibt eine gehärtete Klebebandzusammensetzung, die im wesentlichen gleiche Gewichtsmengen eines kautschukartigen Polymers, das eine Mischung aus EPDM, einem halogenierten Butylkautschuk oder einem halogenierten Copolymer auf Isobutylen-Basis und Polyisobutylen umfasst, ein kompatibles klebrigmachendes Additiv und ein kompatibles Beschleuniger/Härtungsmittel für die kautschukartige Polymermischung.
Es ist klar, dass alle oben genannten Klebebandzusammensetzungen, ausgenommen der in U.S. 464,579 beschriebenen, Butylkautschuk (IIR) enthalten. Der Ausdruck „Butylkautschuk", wie er hier verwendet wird, soll Copolymere von Isobutylen und Isopren sowie andere kautschukartige Copolymere, die mindestens 50 Gew.-% eines Isoolefins mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen und 50 Gew.-% oder weniger eines offenkettigen konjugierten Diolefins mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen enthalten, umfassen. „Butylkautschuk" soll auch halogenierten Butykautschuk enthalten können, wie zum Beispiel Chlorbutyl- oder Brombutylkautschuk, sowie solche Typen von Butylkautschuk, in denen eine konjugierte Dienfunktionalität dem linearen Grund gerüst an den Diolefineinheiten zugefügt wurde, wie dies zum Beispiel näher im U.S. Pat. No. 3,816,371 beschrieben wird.
In diesen Klebebandzusammensetzungen wird Butylkautschuk verwendet, um die Oberflächenklebrigkeit zu erhöhen, die erforderlich ist, um zwei überlappte einschichtige EPDM-Dachbahnen zu verbinden. Butylkautschuk-Bandzusammensetzungen weisen jedoch keine gute Langzeitalterungsbeständigkeit und Witterungsbeständigkeit auf, so wie dies der Fall ist mit Zusammensetzungen auf der Basis von Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymeren (EPDM). Darüber hinaus zeigen Klebezusammensetzungen auf Basis von EPDM gute Niedertemperatureigenschaften im Vergleich zu Klebezusammensetzungen auf Butyl-Basis, und wären sicher kompatibler mit EPDM-Membranen und Gratbildungsmaterialien.
Einige Patente haben die Verwendung von EPDM in Bandzusammensetzungen erkannt. Fujuki et al. U.S. Pat. No. 4,379,114 beschreibt zum Beispiel ein härtbares Band, das einen vulkanisierbaren, aber unvulkanisierten EPDM-Kautschuk, Butylkautschuk, oder eine Mischung davon enthalten kann. Das härtbare Band kann ferner ein Vulkanisationsmittel und einen Beschleuniger, einen Weichmacher, und andere Bestandteile, wie zum Beispiel Füllstoffe und dergleichen, enthalten.
Kakehi et al. U.S. Pat. No. 4,404,056 beschreibt ein kalt vulkanisierbares Klebeband mit einer Mooney-Viskosität von circa 5 bis 25, das ein kautschukartiges Polymer enthält, das EPDM, Butylkautschuk oder eine Mischung davon umfasst, sowie ein Vulkanisationsmittel, einen Vulkanisationsbeschleuniger, ein Klebe(klebrigmachendes)Mittel und einen Weichmacher.
Westley U.S. Pat. No. 4,581,092 beschreibt eine vorgeformte Klebebandzusammensetzung, die EPDM oder halogenierte Butylkautschuke enthält, mindestens ein Polyisocyanat, ein Nieder temperatur- und ein Hochtemperatur-klebrigmachendes Additiv, und mindestens ein Härtungsmittel.
Es ist jedoch einzusehen, dass die kautschukartigen Komponenten der vorstehend genannten Klebebänder im wesentlichen 100 Prozent EPDM-Kautschuk, 100 Prozent Butylkautschuk oder eine Mischung aus EPDM und Butylkautschuk enthalten. Wie vorstehend angegeben, ergeben Butylkautschuke keine gute Langzeitalterungsstabilität und Witterungsbeständigkeit, so wie Bandzusammensetzungen auf der Basis von Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymeren (EPDM). 100 Prozent EPDM-Zusammensetzungen haben jedoch keine sehr gute Oberflächenklebrigkeit, Anfangsfestigkeit oder eine schnelle Haftung („quick-grab"). „Quick-grab" bezieht sich auf die Eigenschaft der Klebebandzusammensetzung, eine sofortige Haftung zu entwickeln, wenn es in direkten Kontakt mit der Oberfläche von gehärteten Bahnen eines polymeren Dachbahnenmaterials gebracht wird.
Es sollte deshalb klar sein, dass Zusammensetzungen auf der Basis von EPDM, wie sie vorstehend beschrieben wurden, einige signifikante Nachteile besitzen, die ihre Brauchbarkeit als drucksensitive Kleber zum Verbinden von gehärteten, elastomeren Dachbahnen wesentlich einschränken. Obwohl bis jetzt Versuche unternommen wurden, Klebebandzusammensetzungen bereitzustellen, die einige der Eigenschaften entweder in Klebebandzusammensetzungen auf der Basis von 100 Prozent EPDM oder auf der Basis von 100 Prozent Butylkautschuk verbessern, existiert auf diesem Gebiet weiterhin die Notwendigkeit für eine Klebebandzusammensetzung auf Basis von EPDM-Kautschuk und ein Verfahren zur Applikation für die Verwendung, Kautschukbahnen zusammenzukleben und Dächer zu decken, das leicht durchführbar ist, eine hervorragende Schäl- und Scher-Falzfestigkeit, hervorragende anfängliche Klebefestigkeit und „quick-grab" und eine bessere Oberflächen-Klebrigkeit ergibt, und eine Langzeithitzealterung und Witterungsbeständigkeit beibehält.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Klebebandzusammensetzung auf der Basis von EPDM bereitzustellen, die insbesondere brauchbar ist für die Verwendung als Klebeband zum Verbinden verstärkter oder unverstärkter Kautschukbahnen zum Decken von Dächern.
Eine weitere Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist es, eine Klebebandzusammensetzung, wie vorstehend angegeben, bereitzustellen, die eine hervorragende Schälfestigkeit und Falz-Scherhaftung sowie eine Dauerscherfestigkeit zeigt.
Es ist eine weitere Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung, eine Klebebandzusammensetzung, wie oben angegeben, bereitzustellen, die eine ausreichende Oberflächenklebrigkeit besitzt, und eine hervorragende Anfangsfestigkeit und „quick-grab", um Dachbahnen zusammenzufalzen.
Es ist eine weitere Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung, eine Klebebandzusammensetzung, wie vorstehend angegeben, bereitzustellen, die eine hervorragende Langzeithitzealterungsbeständigkeit und Witterungsbeständigkeit aufweist.
Es ist eine weitere Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung, eine Klebebandzusammensetzung, wie vorstehend angegeben, bereitzustellen, die mit EPDM-Dachbahnen und Gratmaterialien kompatibel ist.
Es ist weiterhin eine Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung, ein Klebeband, wie vorstehend angegeben, bereitzustellen, das verwendet werden kann, um einen Laminatfalz ver schiedener Breite zwischen zwei Schichten von elastomeren Dachbahnen auszubilden.
Mindestens eine oder mehrere der vorgehenden Aufgabenstellungen, zusammen mit den damit erzielten Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik, der sich auf Klebebandzusammensetzungen bezieht, und die aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich werden, werden mit der Erfindung, wie sie nachfolgend beschrieben und beansprucht wird, erreicht.
Im allgemeinen stellt die vorliegende Erfindung eine Klebebandzusammensetzung zum Zusammenhaften der überlappenden Ränder von zwei Schichten einer Kautschukbahn bereit, wobei das Klebeband eine Mischung von Polymeren gemäß Anspruch 1 umfaßt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Querschnitt von zwei sich überlappenden einzelnen EPDM-Dachbahnen, die an der mit Primer versehenen Falzfläche durch eine Klebebandzusammensetzung gemäß der Erfindung miteinander verbunden sind; und
2 ist ein Querschnitt einer Kautschukbahn, die mit der Klebebandzusammensetzung verbunden wurde, um ein erfindungsgemäßes Laminat zu bilden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigt 1 zwei Schichten von flachen Dachbahnmembranen, 10 und 11, wobei die Randfläche 12 der Membran 10 durch die Randfläche 13 der Membran 11 unter Bildung eines Falzes überlappt wird. Zwischen diesen überlappten Rändern 12 und 13 liegt ein Klebeband 14, das die Schichten der Dachbahnen zusammenhält, um einen vorzugsweise wasserdichten Falz zu bilden. Vorzugsweise enthält jede Randfläche 12 und 13 einen Primer, 15 beziehungsweise 16, aus einer Lösung, die an der Randflächenoberfläche jeder Membran luftgetrocknet ist, um die Bindungsbildung zu verstärken.
2 zeigt eine reine, ungehärtete oder gehärtete flache Kautschukbahn oder eine Falzbildung 17, an die (den) die Klebebandzusammensetzung 14 gebunden ist, um ein Laminat auszubilden, das als Deckungsstreifen verwendet werden kann, um die Fugenleiste während der Installation eines neuen Daches, oder um ein vorhandenes Dach zu reparieren, zu bedecken. Ein Trennpapier 18 kann mit der anderen klebrigen Oberfläche des Bandes verbunden sein, um eine Aussetzung der Oberfläche gegenüber Staub und dergleichen vor der Installation des Daches zu verhindern.
Das Klebeband 14 der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine vorgeformte, zumindest teilweise gehärtete, klebrige Zusammensetzung, die eine hervorragende Anfangsfestigkeit, aufgrund von mindestens eines Teiles der gehärteten Zusammensetzung, besitzt, und leicht an der Arbeitsstelle auf die flache Kautschukbahn zu applizieren ist, um die Membranen zusammenzuhaften. Das Band besitzt eine gute Lagerstabilität, das heißt gute Lagerstabilität und hervorragende „quick-grab", und hat eine ausreichende Oberflächenklebrigkeit für eine Dachflächeninstallation.
Insbesondere umfasst die Klebebandzusammensetzung eine Mischung aus Polymeren, umfassend einen EPDM-Kautschuk mit einer massegemittelten Molekülmasse von mindestens 150 000 und einem EPDM-Kautschuk mit einer massegemittelten Molekülmasse von bis zu 50 000, und ein die Klebewirkung verstärkendes Polymer, wie zum Beispiel Polyisopren, Polybutadien und Ethylen/Propylen-Copolymer, und Mischungen davon, um die Adhäsi on, wie sie nachfolgend detailliert beschrieben wird, zu verstärken. Eine solche Klebezusammensetzung auf der Basis von EPDM wird als bevorzugt angesehen gegenüber einer Klebezusammensetzung auf Butylkautschuk-Basis, weil die bevorzugte Zusammensetzung eine hervorragende Hitzealterung und Witterungsbeständigkeit im Vergleich zu Butylkautschuk-Zusammensetzungen zeigt. Aufgrund der Zugabe des die Klebewirkung verstärkenden Polymers in der Mischung besitzt die Bandzusammensetzung außerdem bessere „quick-grab" und eine höhere Grünfestigkeit als Zusammensetzungen auf der Basis von 100 Prozent EPDM.
Wie festgestellt, umfasst die in der vorliegenden Erfindung verwendete Polymermischung mindestens eine Mischung aus Polymeren, umfassend einen EPDM-Kautschuk mit einer massegemittelten Molekülmasse von mindestens 150 000 und einen EPDM-Kautschuk mit einer massegemittelten Molekülmasse von bis zu 50 000. Der Ausdruck EPDM wird im Sinne seiner Definition, wie sie in ASTM-D-1418-85 angegeben ist, verwendet, und soll ein Terpolymer aus Ethylen, Propylen und einem Dien-Monomer mit dem restlichen ungesättigten Teil des Diens in der Seitenkette bedeuten. Anschauliche Methoden zur Herstellung solcher Terpolymere werden in U.S. Pat. No. 3,280,082 gefunden, dessen Beschreibung hiermit durch Bezugnahme darauf Bestandteil dieser Beschreibung ist.
Mindestens zwei EPDM-Terpolymere werden verwendet, um die Bandzusammensetzung zu entwickeln. Eines der Polymere hat eine relativ hohe massegemittelte Molekülmasse von mindestens 150 000. Ein zweites EPDM-Terpolymer hat eine relativ niedrige massegemittelte Molekülmasse von bis zu 50 000. Wenn ein drittes EPDM-Terpolymer verwendet wird, sollte es eine niedrige bis moderate massegemittelte Molekülmasse besitzen, wie zum Beispiel von circa 50 000 bis 150 000.
Die bevorzugten EPDM-Kautschuke, die zur Verwendung in der Erfindung geeignet sind, haben im allgemeinen einen relativ niedrigen Ethylengehalt von circa 45 Gew.-% bis circa 70 Gew.-%, eine Polymerviskosität von circa 25 bis circa 55 Mooney-Einheiten (Ml/₄ bei 125°C) und eine relativ niedrige Glasübergangstemperatur (Tg) von circa –40°C bis circa –60°C, und insbesondere von circa –45°C bis circa –55°C. Außerdem ist das zur Ausbildung des EPDM-Terpolymers verwendete Dien-Monomer vorzugsweise ein nicht-konjugiertes Dien. Die Dien-Komponente des Terpolymers kann irgendeine der kommerziell erhältlichen sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Ethylidennorbornen, 1,4-Hexadien oder Dicyclopentadien, wobei Ethylidennorbornen (ENB) bevorzugt ist. Andere veranschaulichende Beispiele von nicht-konjugierten Dienen, die verwendet werden können, sind Alkyldicyclopentadien, 1,4-Pentadien, 1,5-Hexadien, 1,4-Heptadien, 2-Methyl-1,5-hexadien, Cyclooctadien, 1,4-Octadien, 1,7-Octadien, 5-Ethyliden-2-norbornen, 5-n-Propyliden-2-norbornen, 5-(2-Methyl-2-butenyl)-2-norbornen und dergleichen. Darüber hinaus haben die bevorzugten EPDM-Kautschuke eine Ungesättigtheit von circa 2 Gew.-% bis circa 10 Gew.-%. Die bevorzugten EPDM-Kautschuke können auch eine relative Dichte von circa 0.86 bei 23°C besitzen.
Obwohl irgendein EPDM-Kautschuk in der Mischung verwendet werden kann, sind bevorzugte EPDM-Kautschuke amorph oder nicht-kristallin, um eine verbesserte Verarbeitbarkeit, insbesondere während der Extrusion der Klebebandzusammensetzung, zu ergeben. Von amorphen EPDM-Kautschuken wird auch angenommen, dass sie mehr Oberflächenklebrigkeit als kristalline EPDM-Kautschuke besitzen. Im allgemeinen umfassen bevorzugte EPDM-Kautschuke solche EPDM-Kautschuke, die weniger als 2 Gew.-% Kristallinität, bestimmt mittels der DSC-Technik, besitzen. In einigen Beispielen können Mischungen von Hauptmengen an amorphen EPDM-Kautschuken und kleineren Anteilen an kristallinen EPDM-Kautschuken verwendet werden, und können erfindungsgemäß bevorzugt sein.
Insbesondere brauchbar und bevorzugt zur Herstellung des EPDM-Anteils der Polymermischung zur Verwendung in der Klebebandzusammensetzung sind EPDM-Kautschuke, die kommerziell erhältlich sind von DSM-Copolymer, Baton Rouge, Louisiana, unter dem Handelsnamen Keltan^®; Exxon Chemical Company of Houston, Texas, unter dem Handelsnamen Vistalon^®; Uniroyal Chemical Company of Naugatuck, Connecticut, unter dem Handelsnamen Royalene^®; Miles Inc. (Polysar Rubber Division) unter dem Handelsnamen Polysar EPDM^®; und E. I. DuPont de Nemours of Wilmington, Delaware, unter dem Handelsnamen Nordel^®.
EPDM-Kautschuke, die von den obigen Polymerzulieferern erhältlich sind, sind Schwefel-vulkanisierbar und haben einen Ethylengehalt, eine Polymerviskosität, eine Glasübergangstemperatur, und eine relative Dichte, wie sie vorstehend für bevorzugte EPDM-Polymere angegeben wurde.
Insbesondere einige geeignete Schwefel-vulkanisierbare EPDM-Kautschuke, die zur praktischen Durchführung dieser Erfindung verwendet werden, umfassen solche, die eine massegemittelte Molekülmasse von mindestens 150 000 besitzen. Einige Beispiele solcher hochmolekularer EPDM-Kautschuke umfassen Vistalon^®7500, Vistalon^®3708, Vistalon^®4608, Vistalon^®5600, Vistalon^®6505, Royalene^®505, Royalene^®535, Keltan^®4506, Keltan^®4906, Keltan^®5206, Polysar EPDM^®826X, Nordel^®1145 und Nordel^®1660. Die Hauptfunktion dieser hochmolekularen EPDM-Kautschuke ist es, der Bandzusammensetzung die benötigte Grünfestigkeit zu geben. Eine ausreichende Grünfestigkeit wird benötigt, um die Bandzusammensetzung zu extrudieren sowie während der Installation des Bandes auf der Dachfläche.
Andere nützliche Schwefel-vulkanisierbare EPDM-Kautschuke mit einer massegemittelten Molekülmasse, die von circa 10 000 bis 50 000 reicht, umfassen zum Beispiel Trilene^®67, Trilene^®68 und Keltan^®4200. Die EPDM-Kautschuke haben die Funktion einer niedrigen massegemittelten Molekülmasse, um die Oberflächenklebrigkeit zu erhöhen, um als Verarbeitungshilfsmittel zu wirken, und um als kompatibilisierendes Mittel zu dienen, um den Einbau des flüssigen Polybutens, das als klebrigmachendes Additivs zugefügt werden kann, zu erleichtern.
Andere brauchbare Schwefel-vulkanisierbare EPDM-Kautschuke mit einer massegemittelten Molekülmasse im Bereich von 50 000 bis 150 000 umfassen zum Beispiel Royalene^®552, Royalene^®501, Royalene^®521, Keltan^®2506, Keltan^®378. Diese Polymere erhöhen die Oberflächenklebrigkeit und verleihen zusätzliche Grünfestigkeit und außerdem verleihen sie der Oberfläche des Bandextrudats Glätte.
Die Polymermischung umfasst außerdem mindestens ein die Klebewirkung verstärkendes Polymer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyisopren, Polybutadien und Ethylen/Propylen-Copolymer und Mischungen davon. Unter dem Ausdruck „die Klebrigkeit verstärkend" wird verstanden, dass die Polymere die Bandzusammensetzungen mit mehr Oberflächenklebrigkeit und besserer „quick-grab" versehen, was während der Dachflächeninstallation wesentlich ist. Zusätzlich verleihen diese Polymere der Bandzusammensetzung eine höhere Grünfestigkeit im Vergleich zu Bandzusammensetzungen, die diese Polymere nicht enthalten. Eine ausreichende Grünfestigkeit ist wesentlich während der Bildung der Falze mit einer Klebebandzusammensetzung, insbesondere wenn die Falze bei erhöhten Temperaturen ausgebildet werden.
Irgendein Polyisopren, Polybutadien oder Ethylen/Propylen-Copolymer, das dazu fähig ist, der Bandzusammensetzung die vorstehend genannten Eigenschaften zu verleihen, kann in der Polymermischung verwendet werden, obwohl cis-1,4-Polyisopren und cis-1,3-Polybutadien bevorzugt sind. Die bevorzugten die Klebewirkung verstärkenden Polymere haben im allgemeinen eine Polymerviskosität von circa 35 bis 80 Mooney-Einheiten (ML/4 bei 100°C), einen Aschegehalt von weniger al 0.7 Gew.-%, und eine relative Dichte von circa 0.86 bis 0.91 bei 23°C. Die Klebewirkung verstärkenden Polymere umfassen vorzugsweise auch weniger als circa 3 Gew.-% extrahierbare Stoffe.
Insbesondere brauchbare und bevorzugte Polyisoprene sind handelsüblich erhältlich von Goodyear Tire & Rubber Company unter dem Markennamen Natsyn^®. Typische Polyisoprene umfassen Natsyn^®2200 und 2210, hohe cis-1,4-Polyisoprene. Es ist verständlich, dass andere isomere Formen (solche mit verschiedenen molekularen Mustern) von Polyisopren, zum Beispiel trans-1,4, 1,2 oder 3,4-Addition, ebenfalls für die Erfindung brauchbar sind. Darüber hinaus haben diese bevorzugten Polyisoprene eine Glasübergangstemperatur im Bereich von circa –68°C bis –75°C, eine massegemittelte Molekülmasse im Bereich von 500 000 bis 950 000, und ein Molekulargewicht-Zahlmittel im Bereich von 175 000 bis 350 000. Polyisoprene können in die Bandzusammensetzung eingebaut werden, um die Grünfestigkeit zu verstärken, den Zugmodul und die Zugfestigkeit zu erhöhen, sowie einen höheren Grad an Elastizität zu verleihen und den Druckverformungsrest zu minimieren. Die Verwendung von Polyisoprenen sollte auch ein Anschwellen der Düse begrenzen und raschere Bandextrudiergeschwindigkeiten erlauben, insbesondere bei erhöhten Temperaturen.
Bevorzugte Polybutadiene umfassen solche, die kommerziell erhältlich sind von American Synthetic Rubber Corporation unter dem Handelsnamen Cisdene^®; Goodyear Tire & Rubber Company unter dem Handelsnamen Budene^®; Miles, Inc. (Polysar Rubber Division) unter dem Handelsnamen Taktene^®; und H. Muehlstein & Company unter dem Handelsnamen Cariflex . Typische Polybutadiene umfassen Cisdene^® 1203, Budene^® 1207, Budene^® 1208, Taktene^® 220, Taktene^® 1203G1, Taktene^® 1201, Taktene^® 1220 und Cariflex^® BR 1202D. Die Polybutadiene, die die hohe cis-Microstruktur zeigen (> 90 Prozent cis 1,4) sind bevorzugt. Andere typische Eigenschaften der Polybutadiene, die für die praktische Durchführung dieser Erfindung verwendet werden können, umfassen außer den vorstehend beschriebenen Eigenschaften die Verwendung von Polybutadienen mit einer Glasübergangstemperatur im Bereich von circa –104°C bis –108°C, einer massegemittelten Molekülmasse im Bereich von circa 280 000 bis 500 000, und einem Molekulargewicht-Zahlenmittel im Bereich von circa 85 000 bis 150 000. Polybutadiene sind in die Bandzusammensetzung eingebaut, um die Grünfestigkeit der Bandzusammensetzung zu verbessern, einen geringeren Wärmestau während des Mischens und des Extrudierverfahrens zu ergeben, und eine hervorragende Temperaturflexibilität. Trotz ihrer hohen Ungesättigtheit sind Polybutadiene sehr klebrig, zeigen eine hohe Elastizität bei niedrigen Temperaturen und weisen eine angemessene Widerstandsfähigkeit gegenüber Oxidation auf.
Insbesondere brauchbare und bevorzugte Ethylen/Propylen-Copolymere sind von Exxon Chemical Company unter dem Handelsnamen Vistalon^® und von Miles, Inc. (Polysar Rubber Division) unter dem Handelsnamen Polysar EPM^® erhältlich. Einige bevorzugte Beispiele von Ethylen/Propylen-Copolymeren umfassen Vistalon^®404, Vistalon^®707, Keltan^®740 und Polysar EPM^® 306. Einige typische Eigenschaften von Ethylen/Propylen-Copolymeren umfassen einen Ethylengehalt von circa 45 Gew.-% bis circa 65 Gew.-%, eine Mooney-Viskosität (ML/₄ bei 125°C) von circa 25 bis 55, eine Glasübergangstemperatur von circa –40°C bis circa –60°C, und insbesondere von circa –45°C bis circa –55°C. Ethylen/Propylen-Copolymere besitzen keine Ungesättigtheit und diese Polymere haben eine hervorragende Langzeithitzebeständigkeit und Ozonalterungsbeständigkeit, und verleihen dem Bandextrudat ein glattes, glänzendes Aussehen.
Die in der Klebezusammensetzung zu verwendenden Polymermischungen umfassen im allgemeinen größere Mengen an EPDM und nur kleinere Mengen an die Klebrigkeit verstärkende (m) Polymer(en). Die Polymermischung enthält tatsächlich typischerweise mindestens 50 Gewichtsteile EPDM und bis zu 50 Gewichtsteile von mindestens einem die Klebrigkeit erhöhenden Polymer, und mindestens 60 Gewichtsteile EPDM und ein Maximum von circa 40 Gewichtsteilen die Klebrigkeit verstärkendes Polymer sind bevorzugt, und circa 90 Gewichtsteile EPDM und 10 Gewichtsteile die Klebrigkeit verstärkendes Polymer sind besonders bevorzugt, wobei die Polymermischung insgesamt 100 Gewichtsteile ergibt. Es ist einzusehen, dass weniger als 10 Gewichtsteile von mindestens einem der die Klebrigkeit verstärkenden Polymer verwendet werden kann, aber keine optimalen Bandeigenschaften ergibt. Wenn mehr als ein EPDM verwendet wird, ist eine Polymermischung, die im wesentlichen gleiche Gewichtsmengen an jedem EPDM-Kauschuk enthält, bevorzugt. Wo die bevorzugte Menge an EPDM-Kautschuk 90 Gewichtsteile in der Polymermischung beträgt, und zum Beispiel drei EPDM-Kautschuke verwendet werden, würde jedes EPDM in einer Menge von circa 25 bis 35 Gewichtsteilen vorhanden sein. Wo die Mengen an EPDM-Kautschuk nicht gleich sind, ist es bevorzugt, dass der EPDM-Kautschuk mit einer niedrigen oder mäßigen massegemittelten Molekülmasse und ein Ethylengehalt im Bereich von circa 45 Gew.-% bis 60 Gew.-% in der größeren Menge verwendet wird.
Wenn drei EPDM-Kautschuke verwendet werden, werden sie spezifischerweise vorzugsweise in Mengen im Bereich von circa 25 bis circa 35 Gewichtsteile für das erste EPDM, von circa 25 bis circa 35 Gewichtsteile für das zweite EPDM, und von circa 25 bis circa 35 Gewichtsteile für das drtte EPDM verwendet, um insgesamt mindestens 90 Gewichtsteile der gesamten Polymermischung zu ergeben, wobei die verbleibende Menge durch das die Klebrigkeit verstärkende Polymer bereitgestellt wird, um insgesamt 100 Gewichtsteile zu ergeben.
Die Zusammensetzung, die verwendet wird, um das erfindungsgemäße Klebeband auszubilden, umfasst im allgemeinen eine Polymermischung, die mindestens ein EPDM und ein die Klebrigkeit verstärkendes Polymer enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyisopren, Polybutadien und Ethylen/Propylen-Copolymer und Mischungen davon, wobei diese Polymermischung vorstehend beschrieben wurde, und enthält ferner flüssige und feste klebrigmachende Additive und Füllstoffe, sowie andere konventionelle Komponenten einschließlich Härter und Vulkanisiermittel, wie nachfolgend beschrieben. Die Mengen der klebrigmachenden Additive, der Verfahrenshilfsmittel, Füllstoffe, Härtungsmittel, und anderen Additiven, die in der Bandzusammensetzung verwendet werden, werden nachfolgend als Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Polymermischung, die in der Zusammensetzung enthalten ist, ausgedrückt und mit „phr" bezeichnet.
Die erfindungsgemäßen Klebebandzusammensetzungen sind typischerweise mit einer oder mehreren bekannten flüssigen, halbfesten oder festen klebrigmachenden Additiven compoundiert. Diese klebrigmachenden Additive werden im allgemeinen verwendet, um eine gute Klebrigkeit in der Klebezusammensetzung zu fördern. Im allgemeinen kann jedes klebrigmachende Additiv oder eine Kombination von klebrigmachenden Additiven, die mit der Polymermischung kompatibel sind, verwendet werden. Bei spiele für geeignete klebrigmachende Additive umfassen Polybutene, Paraffinöle, Petrolatum, Phthalate, und verschiedene Harze, einschließlich, aber nicht notwendigerweise beschränkt auf Polyterpene, Terpen-Phenol-Harze, modifiziertes Terpentinharz, und Terpenester, und Kohlenwasserstoff und Phenolharze. Als Harz wird hierin verstanden, dass es sich um eine Vielzahl von harten, spröden, festen, halbfesten oder flüssigen organischen Substanzen handelt. Harze können entweder natürlich sein, zum Beispiel Terpentinharz, oder synthetisch, zum Beispiel Cumaron-Inden und Phenol-Formaldehyd. Terpentinharz ist im wesentlichen ein Rest, der von der Extraktion von Kiefernholzschnitzeln mit Petrolether und Abdestillieren der flüchtigen Fraktion erhalten wird. Bevorzugte klebrigmachende Additive umfassen Polybuten, und von Petroleum abgeleitete Kohlenwasserstoffharze. Phenolische Harze können ebenfalls für die Erfindung brauchbar sein.
Besonders brauchbare klebrigmachende Harzadditive, die für die praktische Durchführung dieser Erfindung verwendet werden, umfassen niedermolekulare, hydrierte von Petroleum abgeleitete Kohlenstoffharze, die kommerziell erhältlich sind von Exxon Chemical Company unter dem Handelsnamen Escorez^®. Geeignete klebrigmachende Harzadditive umfassen Escorez^® 1304, Escorez^® 1315, Escorez^® 1504, Escorez^® 5300, Escorez^® 5320 und Escorez^® 5380. Diese Harze sind dadurch charakterisiert, dass sie thermoplastisch sind, hydrierte aliphatische Kohlenwasserstoffe mit Erweichungspunkten von circa 85°C bis 125°C, und massegemittelte Molekülmassen im Bereich von 360 bis 2570 besitzen.
Andere bemerkenswerte klebrigmachende Harze umfassen Piccopale^® 100-Harz (ein Polyterpenharz) und Piccotac^® B-Harz, beide im Handel erhältlich von Hercules Incorporated. Piccopale^® 100 ist ein schwachgelbes, thermoplastisches Harz, das einen Erweichungspunkt von circa 100°C besitzt, und eine Säurezahl von < 1, und eine relative Dichte von circa 0.95 bei 23°C. Piccotac^® B-Harz ist ein schwachgelbes, thermoplastisches Harz mit einem Erweichungspunkt von circa 98°C, einer Säurezahl von < 1, und einer relativen Dichte von circa 0.95 bei 23°C. Betaprene H-100-Harz, ein schwachgelbes, hartes, sprödes aliphatisches Kohlenwasserstoffharz mit einem Erweichungspunkt von circa 100°C, einer relativen Dichte von 0.92 bei 23°C und im Handel erhältlich von Arizona Chemical Company, ist ebenfalls als klebrigmachendes Harz verwendbar. Zusätzlich umfassen andere von Petroleum abgeleitete Kohlenwasserstoffharze, die druckempfindlichen Klebebandzusammensetzungen eine hervorragende Hitzestabilität verleihen, Eastotac^® H-100 und H-115, die Erweichungspunkte im Bereich von circa 100°C bis circa 115°C besitzen, und relative Dichten von circa 1.04 bei 23°C, wobei beide dieser Harze von Harwich Chemical erhältlich sind.
Andere besonders brauchbare natürlich auftretende Harze, die in die Bandzusammensetzung eingebaut werden können, um Klebrigkeit zu verleihen und um die Wärmestabilität zu verbessern, umfassen Foral^® 85, einen Glycerinester von hydriertem Terpentinöl und Foral^® 105, einen Pentaerythritester von hydriertem Terpetinöl, beide im Handel erhältlich von Hercules Incorporated. Einige zusätzliche natürlich vorkommende Harze, die chemisch auf Estern von Pentaerythrit basieren, umfassen Pentalyn^® A und Pentalyn^® H, die verwendet werden können, um die Klebrigkeit zu erhöhen, und beide erhältlich sind von Hercules Incorporated.
Andere besonders brauchbare aliphatische Kohlenwasserstoffharze sind die hochviskosen flüssigen von Petroleum abgeleiteten Harze, die erhältlich sind unter dem Handelsnamen Escorez^® 2520. Ein solches Harz hat einen Erweichungspunkt von circa 20°C, ein Molekulargewicht von 380, und eine relative Dichte von circa 1.02 bei 15.5°C. Dieses Harz dient als Verarbeitungshilfsmittel und verleiht der Oberfläche des Bandextrudates zusätzliche Klebrigkeit.
Andere klebrigmachende Additive umfassen Polybutene, wie solche, die im Handel erhältlich sind von Amoco Chemical Corporation unter dem Handelsnamen Indopol^®. Polybutene sind eine Serie von farblosen Isobutylen/Buten-Copolymeren, die hauptsächlich zusammengesetzt sind aus hochmolekularen Monoolefinen (95–100 Prozent), wobei der Rest Isoparaffine darstellt. Sie sind chemisch stabil, permanent flüssige Flüssigkeiten mit einer mäßigen bis hohen Viskosität, und gegenüber Oxidation durch Hitze und Licht beständig. Die Menge an flüssigem Polybuten, die verwendet werden kann, kann von circa 50 bis zu einer so hohen Menge wie circa 250 phr variieren, wobei ein Bereich von circa 90 bis circa 175 phr besonders bevorzugt ist. Einige der in der erfindungsgemäßen Bandzusammensetzung verwendeten flüssigen Polybutene umfassen Indopol^® H-100, H-300, H-1500 und H-1900. Ein bevorzugtes Polybuten ist Indopol^® H-300, das eine massegemittelte Molekülmasse von circa 1290 besitzt, einen Fließpunkt von circa 2°C, eine Glasübergangstemperatur (Tg) von circa –66.9°C und eine relative Dichte von circa 0.89 bei 23°C.
Ein anderes flüssiges klebrigmachendes Mittel, das zur Verwendung in dieser Erfindung geeignet ist, ist Parapol^® 1300 und stellt eine viskose Flüssigkeit dar, hergestellt aus Isobutylen und Butenmonomeren, und ist handelsüblich erhältlich von Exxon Chemical Company. Parapol^® 1300 ist eine farblose Flüssigkeit, die einer Vielzahl von Materialien eine erhöhte Klebrigkeit verleiht. Parapol^® 1300 hat ein mittleres Molekulargewicht von circa 1300, einen Flammpunkt von circa 225°C, eine Glasübergangstemperatur (Tg) von circa –69°C und einen Brechungsindex bei 20°C von circa 1.5. Andere flüssige Polybutene, die in der erfindungsgemäßen Bandzusammensetzung verwendet werden, umfassen Parapol^® 450, 700, 950, 2200 und 2500.
Die Menge an verwendetem klebrigmachenden Additiv hängt im wesentlichen vom gewünschten Klebegrad ab. Es ist einzusehen, dass die spezifischen klebrigmachenden Additive, die kombiniert werden können, und die Menge jedes klebrigmachenden Additivs, das verwendet werden kann, um den gewünschten Grad an Klebrigkeit zu erzielen, leicht von einem Fachmann auf diesem Gebiet unter Verwendung von zumutbaren und Routine-Experimenten bestimmt werden kann. Spezifischerweise werden klebrigmachende Additive normalerweise in Mengen verwendet, die wirksam sind, um eine gute Haftung mit den Dachbahnen zu fördern. Solche Mengen liegen im allgemeinen im Bereich von circa 50 bis circa 250 phr, wobei circa 90 bis circa 175 bevorzugt sind.
In der bevorzugten Ausführungsform wird eine erfindungsgemäße Bandzusammensetzung Polybuten und mindestens ein Kohlenwasserstoffharz umfassen. In einer solchen Bandzusammensetzung können circa 10 bis circa 150 Gewichtsteile Polybuten und circa 40 bis circa 100 Gewichtsteile des Kohlenwasserstoffharzes verwendet werden.
Geeignete Füllstoffe zur Verwendung in dieser Erfindung umfassen verstärkende und nicht-verstärkende Materialien, und Mischungen davon, wie sie üblicherweise Kautschuk zugesetzt werden. Solche Füllstoffe werden typischerweise in konventionellen Mengen im Bereich von circa 5 bis circa 35 phr verwendet. Beispiele umfassen Materialien wie Carbon-Black, fein gemahlene Kohle, Calciumcarbonat, Ton, Siliciumdioxid, Magnesiumsilicat, Cryogen-gemahlenen Kautschuk, und dergleichen. Der bevorzugt verwendete Füllstoff ist Carbon-Black.
Carbon-Black kann in einer Menge im Bereich von circa 5 bis circa 25 phr, und vorzugsweise in einer Menge von circa 5 bis circa 10 phr verwendet werden. Im allgemeinen ist zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung jedes konventionelle Carbon-Black, das bei der Compoundierung von Klebeformulierungen auf Kautschuk-Basis verwendet wird, geeignet, obwohl für diese Erfindung Ofenruß einschließlich FEF (fein-Extrusions-Ruß), SRF (semi-verstärkender Ruß) und GPF (Ruß für allgemeine Zwecke) bevorzugt sind, wobei GPF Black am meisten bevorzugt ist. Auch kleine Mengen an verstärkendem Carbon-Black, das heißt HRF (Hochabrasionsruß) kann in dieser Erfindung Verwendung finden.
Die Klebezusammensetzung umfasst auch eine Härtungsmittel, das einen Härter und mindestens einen organischen Beschleuniger enthält, um mindestens teilweise ein Vernetzen oder Härten der Klebezusammensetzung vor seiner Verwendung als Falzband zu bewirken. Die Zusammensetzung wird typischerweise während eines bestimmten Zeitraums hitzegealtert, um eine Vernetzung sicherzustellen. Die Polymermischung kann mindestens teilweise gehärtet werden, indem man irgendeines der allgemein bekannten Härtungsmittel verwendet, vorzugsweise umfasst das Härtungsmaterial der vorliegenden Erfindung jedoch Schwefel und Schwefel enthaltende Härtungssysteme. Unter „teilweise gehärtet" wird verstanden, dass die Zusammensetzung zumindest etwas vernetzt ist, um die notwendige Festigkeit und Handhabbarkeit der Zusammensetzung während der Applikation des Falzbandes auf der Dachfläche bereitzustellen. Spezifischerweise wird die Zusammensetzung vorzugsweise mit einer Menge an Härtungsmittel gehärtet, die wirksam ist, um restliche olefinische Ungesättigtheit nach dem Erhitzen der Bandzusammensetzung bei einer Temperatur von circa 50°C bis 150°C während circa 2 bis 48 Stunden zu hinterlassen. Es ist ausdrücklich zu unterscheiden von diesen „Dachflächenhärtba ren" Klebezusammensetzungen, die vulkanisierbar sind, aber nicht vulkanisiert wurden. Im allgemeinen wird das Schwefel/Beschleuniger-Härtungsmittel in der Klebezusammensetzung in Mengen im Bereich von circa 1.25 bis circa 10 phr verwendet.
Wie angegeben, umfassen die Schwefel und Schwefelenthaltenden Härtungssysteme, die erfindungsgemäß verwendet werden, typischerweise einen oder mehrere Schwefel-Härtungsbeschleuniger. Geeignete Beschleuniger, die üblicherweise verwendet werden, umfassen zum Beispiel Thioharnstoffe, wie zum Beispiel Ethylenthioharnstoff, N,N-Dibutylthioharnstoff, N,N-Diethylthioharnstoff und dergleichen; Thiurammonosulfide und -disulfide, wie zum Beispiel Tetramethylthiurammonosulfid (TMTMS), Tetrabutylthiuramdisulfid (TBTDS), Tetramethylthiuramdisulfid (TMTDS), Tetraethylthiurammonosulfid (TETMS), Dipentamethylenthiuramhexasulfid (DPTH) und dergleich; Benzothiazolsulfenamide, wie zum Beispiel N-Oxydiethylen-2-benzothiazolsulfenamid, N-Cyclohexyl-2-benzothiazolsulfenamid, N,N-Diisopropyl-2-benzothiazolsulfenamid, N-Tert-butyl-2-benzothiazolsulfenamid (TBBS) und dergleichen; 2-Mercaptoimidazolin, N,N-Diphenylguanidin, N,N-Di-(2-methylphenyl)-guanidin, 2-Mercaptobenzothiazol, 2-(Morpholinodithio)-benzothiazoldisulfid, Zink-2-Mercaptobenzothiazol und dergleichen; Dithiocarbamate, wie zum Beispiel Tellurdiethyldithiocarbamat, Kupferdimethyldithiocarbamat, Bismutdimethyldithiocarbamat, Cadmiumdiethyldithiocarbamat, Bleidimethyldithiocarbamat, Zinkdiethyldithiocarbamat und Zinkdimethyldithiocarbamat.
Es sollte klar sein, dass die vorstehende Liste nicht exklusiv ist, und dass andere Vulkanisationsmittel, die auf diesem Gebiet bekannt sind, zur Härtung von EPDM-Terpolymeren, wie sie in der Polymermischung verwendet werden, ebenfalls ver wendet werden können. Für eine Liste zusätzlicher Vulkanisationsmittel, siehe The Vanderbilt Rubber Handbook, RT Vanderbilt Co., Norwalk CT 06855 (1990). Es sollte ebenfalls klar sein, dass diese Schwefelbeschleuniger vom Donor-Typ anstelle von elementarem Schwefel oder zusammen damit verwendet werden können. Geeignete Mengen an in dem Härtermittel verwendetem Schwefel können von einem Fachmann auf diesem Gebiet leicht bestimmt werden, und liegen im allgemeinen im Bereich von circa 0.25 bis 2.0 phr, während die Menge des Beschleunigers durch einen Fachmann auf diesem Gebiet ebenfalls leicht zu bestimmen ist und im allgemeinen im Bereich von circa 1 bis circa 8 phr liegt.
Beschleuniger erfordern im allgemeinen ein Metalloxid, das heißt Zinkoxid, zur Härtungsaktivierung bei fast allen Kautschukarten. Zinkoxid ist aufgrund seiner Effektivität und seiner fehlenden Toxizität fast immer das Metalloxid der Wahl. Die Menge an Zinkoxid kann variieren, aber es wurde gefunden, dass circa 1 bis circa 10 Teile in der Formulierung den gewünschten Effekt ergeben. Um den Vulkanisationsprozess zu initiieren, ist ebenfalls eine kleine Menge (im allgemeinen circa 1 bis 2 Gewichtsteile) Stearinsäure in der Bandzusammensetzung vorhanden. Bei Verwendung von Wärme wirken sowohl Zinkoxid als auch Stearinsäure als Härtungsaktivatoren in Gegenwart von Schwefel, einem oder mehreren Beschleunigern und ungesättigtem Kautschuk, um die Formulierung der Schwefel-Vernetzungen während des Vulkanisationsverfahrens zu fördern. Einige der anfänglichen chemischen Reaktionen, die während der Anfangsstufen des Vulkanisationsverfahrens stattfinden, umfassen das Reagieren von Zinkoxid mit Stearinsäure und die Bildung von Salzen von einer noch größeren Vulkanisationsaktivität. Zinkoxid selbst wirkt als Härtungsaktivator oder Vulkanisationsförderer, erhöht die Rate der Reaktion von elementarem Schwefel mit der Ungesättigtheit im Dien-Anteil des Ethylen-Propylen-Kautschuks. Zusätzlich zu dieser Verwen dung als Härtungskomponente kann die Schwefel-Komponente der vorliegenden Erfindung auch zusammen mit Zinkoxid verwendet werden, um die Hitzealterungsbeständigkeit der Zusammensetzung zu verbessern.
Andere Bestandteile können ebenfalls in der Klebezusammensetzung vorhanden sein. Zum Beispiel können zusätzliche konventionelle Kautschuk-Compoundierungsadditive, wie zum Beispiel Antioxidantien, Antiozonisierungsmittel, Flammschutzmittel und dergleichen in üblichen Mengen, die typischerweise im Bereich von circa 0.25 bis circa 4 phr liegen, vorhanden sein.
Die Klebezusammensetzung kann anfänglich mittels konventioneller Mittel unter Verwendung einer konventionellen Kautschuk-Compoundiereinrichtung, wie zum Beispiel einem Brabender-Mischer, einem Banbury-Mischer, einem Sigma-Blade-Mischer, einer Zweiwalzenmühle, einem Extruder und/oder irgendwelchen anderen Mischern und dergleichen, die geeignet sind zur Compoundierung der Bestandteile der Zusammensetzung, gemischt werden. Die Ingredientien werden gemischt (mit Ausnahme des Härtungsmittels, z. B. Schwefel, und der Beschleuniger) bei Temperaturen im Bereich von circa 50°C bis circa 150°C, um eine Grundmischung zu bilden. In der bevorzugten Ausführungsform werden der Schwefel und der Beschleuniger typischerweise am Ende des Mischverfahrens nach Bildung der Grundmischung bei niedrigeren Temperaturen als sie vorher verwendet wurden, zugegeben, um ein vorzeitiges Härten der Klebezusammensetzung zu verhindern.
Die Klebezusammensetzung kann dann unter Verwendung konventioneller Misch-Extruder oder anderer geeigneter Extruderausrüstung in ein Band geformt werden. Das Band besitzt im allgemeinen die Form eines kontinuierlichen Streifens, mit einer bevorzugten Dicke von 20 bis 60 mil, es können jedoch Bänder mit einer Dicke von 250 mil brauchbar sein. Die gewünschte Breite des Bandes kann im Bereich von circa 1 bis 5 inch liegen, Bänder mit einer Breite, die so groß ist wie 18 inch, können jedoch ebenfalls in dieser Erfindung brauchbar sein.
Die erfindungsgemäßen Kleberzusammensetzungen werden, nachdem sie extrudiert oder auf andere Weise in geeignete Bandextrudate vorgeformt wurden, hitzegealtert, um ihre teilweise Vernetzung zu bewirken. Die Hitzealterung wird im allgemeinen durchgeführt, indem man die Zusammensetzung erhöhten Temperaturen während eines Zeitraums aussetzt, der ausreicht, um die gewünschte partielle Vernetzung zu erhalten, wobei das polymere Elastomer restliche Ungesättigtheit nach Verbrauch des Härtungsmittels enthält. Typischerweise kann die gewünschte partielle Vernetzung durch Erhitzen der bevorzugten Klebebandzusammensetzungen der Erfindung auf Temperaturen im Bereich von circa 50°C bis circa 150°C während eines Zeitraums im Bereich von circa 2 Stunden bis circa 48 Stunden erreicht werden, und vorzugsweise auf Temperaturen von circa 68°C bis circa 150°C während eines Zeitraums von circa 8 Stunden bis circa 36 Stunden. Aus Zweckmäßigkeitsgründen ist das Band typischerweise mit einem konventionellen Trennpapier versehen und für den Transport und die Lagerung zu einer Rolle aufgerollt.
Nach Entfernen des Trennpapiers kann die Klebebandzusammensetzung auf konventionelle Weise so verwendet werden, dass man sie zwischen die überlappenden Ränder benachbarter Dachbahnen bringt, um einen konventionellen Dachfalz auszubilden. Die überlappenden Ränder der Dachbahnen können mit Seife und Wasser oder einem geeigneten Lösungsmittel gereinigt werden, um Fett, Öl oder andere Verunreinigungen, die eine ausreichende Dichtung stören könnten, und/oder können wie gewünscht mit einem Primer versehen werden, um die Bindungsbildung zu erhöhen und die Schälfestigkeit zu erhöhen, obwohl tatsächlich kein Primer erforderlich ist, um die Klebebandzusammen setzung der vorliegenden Erfindung zu verwenden. Typische Lösungsmittel, die zur Reinigung der Ränder der Dachbahnen verwendet werden, umfassen Hexan, Heptan oder Toluol, wobei jedoch eine Reinigung durch ein Lösungsmittel im allgemeinen nicht erforderlich ist. Wenn ein Primer verwendet wird, ist ein geeignetes Beispiel zur erfindungsgemäßen Erfindung Firestone's „QuickPrime^®". Die Schälhaftung, Falzscherfestigkeit, und die statische oder Dauerbelastung-Scherfestigkeit werden maximiert durch Primen der überlappten Ränder der zwei flachen Kautschukbahnen vor Ausbildung des Falzes.
Spezifischerweise wird die vorliegende Erfindung praktisch durchgeführt, indem man das Klebeband zwischen den Bahnen von EPDM oder anderen Arten von polymeren Dachbahnmaterialien, wie sie hier genannt sind, verwendet. Sobald die erste Bahn über die Dachstruktur auf irgendeine konventionelle Weise aufgerollt ist, wird das Klebeband an die Ränder des Bahnmaterials auf der Falzfläche appliziert. Natürlich können die Ränder mit einem Lösungsmittel behandelt und vor der Applikation des Klebebandes auf die Falzfläche mit einem Primer behandelt werden, wenn dies erforderlich ist. Die nächste Bahn wird dann auf das Dach gelegt, und überlappt das Klebeband, um einen Laminatfalz zu bilden. Die Breite des Falzes kann abhängig von den Erfordernissen, wie sie der Handwerker, Unternehmer oder Architekt spezifizierte, variieren und stellt deshalb keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung dar. Wie vorstehend angegeben, variieren die Falzbreiten typischerweise zwischen 1 inch und 5 inch, können aber breiter sein. Es ist einzusehen, dass diese Praxis, um Dachbahnen zu verbinden, es dem Handwerker gegebenenfalls ermöglicht, ein gesamtes Dach zu decken.
Um die praktische Durchführung der Erfindung zu demonstrieren, wurden Klebebandzusammensetzungen, wie sie in Tabelle I aufgelistet sind, hergestellt, und Falze gebildet durch Zu sammenbinden von zwei Schichten eines konventionellen EPDM-Bahnmaterials mit den Klebebandzusammensetzungen. Diese Falze wurden dann sowohl Schäl- als auch Scher-Haftungstests unterworfen, deren Ergebnisse in den Tabellen II und III angegeben sind, sowie einem Dauerbelastungs-Schertest. Die nachstehend beispielhaft angegebenen Klebebandzusammensetzungen werden zum Zwecke einer weiteren Veranschaulichung des Wesens der vorliegenden Erfindung angegeben, und sind keinesfalls als Beschränkung des Rahmens der Erfindung anzusehen.
Die für die Tests verwendeten Klebebandzusammensetzungen sind in der nachstehenden Tabelle I angegeben.
Tabelle 1 Klebebandformulierungen
Jede der Klebebandzusammensetzungen wurde in einem Brabender-Mischer gemischt. Die Chargentemperatur betrug während der Herstellung der 300 Gramm Grundmischung, die 30 Minuten gemischt wurde, circa 140°C. Das Schwefel/Beschleuniger-Härtungsmittel wurde in die Bandgrundmischung unter Verwendung einer Zweiwalzenmühle eingebracht. Die Mühlenwalzentem peratur betrug circa 45°C bis circa 60°C. Die Bandzusammensetzungen blieben an der Mühle circa 8 Minuten.
Jede der hergestellten Klebebandzusammensetzungen wurde auf ein konventionelles Trennpapier gegeben, das handelsüblich erhältlich ist von Daubert Coated Products, und circa 10 Sekunden bei 100°C pressgeformt wird, um ein Band mit einer Dicke von circa 35 mil bis 50 mil auszubilden. Die Bänder wurden dann mindestens teilweise in einem Gebläseofen circa 3 Stunden bei circa 116°C gehärtet, bevor sie den Hafttests unterworfen wurden.
Detailliertes Schäl- und Scherhafttest-Verfahren
Jede der obigen Bandzusammensetzungen wurde einem Hafttest unterworfen, was es erforderlich machte, Testauflagen auszubilden, die Bahnen aus EPDM-Dachmaterial umfassten, und zwar entsprechend des folgendes Verfahrens.

1. Eine Anzahl von 6 X 9-inch großen, ungereinigten Bahnen einer Schwefel-gehärteten, fabrikmäßig hergestellten konventionellen schwarzen EPDM-Dachmembran von circa 45 mil Dicke wurde hergestellt und mit einem konventionellen Primer auf Lösungsmittelbasis geprimt, der handelsüblich erhältlich ist unter dem Namen Adco H55P-1. Der Primer wurde bei Raumtemperatur während mindestens 30 Minuten trocknen gelassen, bevor die Testunterlagen zusammengestellt wurden.
2. Die Herstellung der Testproben in der Scher-Konfiguration bestand aus der Entfernung des Trennpapiers von einem 1 inch breiten Streifen des Klebebandes und Applizieren des Bandes direkt entlang des Randes eines Teiles der mit dem Primer beschichteten Membran. Nach erfolgreichem Zusammenpassen des Bandes mit der Primer-beschichteten Membran wurde das Trennpapier von der anderen Seite der Klebebandzusammensetzung entfernt und mit der Hand fest an ein zweites Stück einer mit einem Primer beschichteten EPDM-Membran befestigt. Die Schäl-Hafttest-Proben wurden hergestellt, indem man das Trennpapier von einer Seite eines 3 inch breiten Streifens des Klebebands entfernte und das Band fest auf der Oberfläche eines Teiles der EPDM-Membran befestigte. Nachdem eine Seite des Bandes erfolgreich mit der Hand auf der mit dem Primer beschichteten Oberfläche eines Teiles der EPDM-Membran befestigt wurde, wurde das Trennpapier auf der anderen Seite des 3 inch breiten Streifens des Bandes entfernt und das Band mit der Hand fest an einem zweiten Stück einer mit Primer beschichteten EPDM-Bahn befestigt.
3. Jede Testunterlage wurde dann individuell durch Walzen mit einer 2.75-inch breiten, 15 Pfund Metallwalze, die mindesMal über die tens vier Oberfläche des Falzes nach vorne und hinten bewegt wurde, verbunden. Die Testunterlagen wurden dann weitere 30 Minuten bei Raumtemperatur gealtert.
4. Eine Klinkermaschine mit einer 1 inch breiten Düse wurde verwendet, um eine Anzahl von Testproben für den Schäl- und Scher-Hafttest herzustellen. Die hergestellten Testproben in der Scherkonfiguration wurden auch in dem statischen Dauerbelastungs-Scherfestigkeitstest getestet.
5. Proben mit einer Breite von 1 inch wurden 24 Stunden bei entweder circa 23°C oder circa 70°C vor dem Testen gealtert, und dann wurden sie entweder bei der gleichen Temperatur getestet, oder in einigen Testsituationen, wo die Proben bei 70°C gealtert wurden, wurden sie getestet, nachdem sie für mindestens 30 Minuten vor dem Testen 23°C angenommen hatten.
6. Proben mit einer Breite von 1 inch wurden bei einer Geschwindigkeit (Kreuz- und Diagrammgeschwindigkeit) von 2 inch pro Minute unter Verwendung der Haftungstestmethode, die in ASTM D-413 angegeben ist (Maschinenmethode), getestet. Sowohl die Schäl- als auch die Scher-Haftfestigkeit wurden bei Raumtemperatur (d. h. 23°C) sowie bei 70°C bestimmt.
7. Haftfestigkeit ist definiert als: Schäl-Haftfestigkeit (lbs./inch) = Pound Kraft/Probenbreite Scher-Haftfestigkeit (lbs./square inch) = Pound Kraft/Probenkontaktfläche

Die aus den Klebebandzusammensetzungen der Tabelle I hergestellten Hafttestproben 1–3 sind in den Tabellen II und III als Beispiele 1, 2 und 3 nachstehend angegeben. Tabelle II zeigt einen Vergleich der Schälhaftungseigenschaften, die mit den Testproben erhalten wurden, und mit konventionellen Klebebändern vom Butylkautschuk-Typ (Beispiel 5, Butylband), das auf eine ähnliche Weise und nach der gleichen Methode bei Temperaturen von circa 23°C und 70°C getestet wurde. Die Tabelle III zeigt einen Vergleich der Scherhaftungseigenschaften, die mit den Testproben und einem konventionellen Klebeband vom Butylkautschuk-Typ (Beispiel 5, Butylband), das auf die gleiche Weise hergestellt wurde und nach dem gleichen Verfahren bei Temperaturen von circa 23°C und 70°C gestestet wurde, ermittelt wurden.
Tabelle II Schälhaftungstest

(A): Klebefehler: Es trat eine Trennung zwischen der Primerschicht und der schwarzen EPDM-Membran ein.
(A/C): (Klebe/Kohäsions-Fehler): Ein Großteil der Trennungen trat zwischen der Primerschicht und der schwarzen EPDM-Membran auf, einige Risse traten jedoch im Band selbst auf.

Tabelle III Scherhaftungstest

Die Schälhaftung, wie sie in Tabelle II für das Kontroll(Butylband)klebeband, das 24 Stunden bei 23°C gealtert wurde und bei 23°C getestet wurde, betrug 6.1 lbs./inch, während die Falzfestigkeit des Kontroll(Butylband)klebebandes, das die gleiche Alterungszeit und Temperaturen verwendete, 18 lbs./square Inch betrug. Die erfindungsgemäßen Klebebandzusammensetzungen zeigten im allgemeinen Schäl- und Scher-Haftungswerte, die besser als die der Kontrollen unter Verwendung der gleichen Alterungszeit und Temperatur waren. Die se Bandzusammensetzungen weisen eine hervorragende Langzeit-Hitzealterungsbeständigkeit, Witterungsbeständigkeit, und Niedertemperatureigenschaften im Vergleich zu den Klebebandzusammensetzungen, die Butylkautschuk enthalten, auf. Darüber hinaus weisen die Klebebandzusammensetzungen mehr Oberflächenklebrigkeit, besseres „quick-grab", und eine höhere Grünfestigkeit im Vergleich zu den Klebebandzusammensetzungen, die 100 Prozent EPDM-Kautschuk enthalten, auf.
Im Hinblick auf das Band des Beispiels Nr. 4 wies eine teilweise gehärtete Klebebandzusammensetzung, die im wesentlichen gleiche Mengen der drei EPDM-Kautschuke und 12.5 Teile Polyisopren umfasste, und in den Schäl- und Scher-Haftungstestunterlagen 24 Stunden bei 70°C gealtert und bei 23°C getestet wurden, Schälhaftungswerte von 6.3 lbs./inch und 22.8 lbs./square inch Falzscherfestigkeit auf. Nach dem Altern der gleichen Klebebandzusammensetzung in Schäl- und Scher-Haftungstestunterlagen während neun Wochen bei 70°C erhöhten sich die Haftungswerte auf 6.6 lbs./inch (in der Schälkonfiguration) und 35.3 lbs./square inch (in der Scherkonfiguration), getestet bei 23°C, und wie in der nachstehenden Tabelle IV gezeigt. Alle Testfehler umfassten Trennungen zwischen den Primerschichten und den schwarzen EPDM-Membranen. Für Falze, die bei der Alterung bei erhöhter Temperatur während verlängerter Zeiträume besser wurden, ist zu sagen, dass sie eine gute Hitzealterungsbeständigkeit besitzen.
Tabelle IV Schälhaftungs- und Scherhaftungs-Test für eine Probe, 9 Wochen bei 70°C gealtert/bei 23°C getestet
Die vorstehend angegebenen Haftungsergebnisse zeigen, dass die Verwendung von Klebebandzusammensetzungen, die eine Polymermischung aus EPDM-Kautschuk und eines die Klebewirkung verstärkenden Polymers umfassen, ausreichen, um annehmbare Klebebänder zur Ausbildung von Falzen zu bilden, um EPDM-Kautschuk-Dachbahnen zum Zwecke der Dachdeckung zusammenzubinden.
Ein statischer oder Dauerbelastungs-Scherfestigkeitstest wurde ebenfalls bei jeder Testprobe durchgeführt. Ein solcher Test ist geeignet, um die Festigkeit eines Klebebandes, das zwischen den überlappenden Enden von zwei flachen Kautschukbahnen liegt, zu bestimmen. In diesem Fall wurde der statische oder Dauerbelastungs-Scherfestigkeitstest durchgeführt, um die Dauerstandfestigkeit der Klebebandzusammensetzungen zu bestimmen.
Wie vorstehend angegeben, wurden die Testproben für den statischen oder Dauerbelastungs-Scherfestigkeitstest unter Verwendung der Scherkonfiguration gemäß der Erfindung, wie in den Zeichnungen angegeben, hergestellt, und Scherhaftungstestproben mit einer Breite von 1 inch wurden gemäß dem Schäl- und Schertestverfahren, das vorstehend detailliert beschrieben wurde, hergestellt. Bevor die Testproben in den 70°C-Gebläseofen gegeben wurden, wurden beide Seiten jeder Testprobe mit einem Kautschukmarkierungsstift am Falzrand markiert. Dies machte es leichter, um irgendeine Verschiebung, die während des statischen Dauerbelastungs-Scherfestigkeitstest auftrat, festzustellen. Nach Alterung der 1 inch breiten Proben während 30 Minuten wurden sie in einer vertikalen Position bei 70°C in einem Gebläseofen aufgehängt. Ein 300 g-Gewicht wurde an das nicht-befestigte Ende jeder Dauerbelastungsprobe angebracht. Nach 24 Stunden bei 70°C sollte der Falz nicht mehr als 1/8 inch kriechen oder gleiten. Ein Gleiten des Falzes von mehr als 1/8 inch bedeutet einen Fehler des Tests.
Alle Proben wurden als Duplikat getestet, und alle bestanden diesen Test, indem das 300 g-Gewicht in vertikaler Position in dem 70°C-Gebläseofen während eines Minimums von 24 Stunden ohne Gleiten oder eines Fehlers gehalten wurde. Falze, die den Dauerbelastungs-Schertest bestanden, wurden als solche mit einer guten Kriechbeständigkeit bezeichnet.
Es sollte deshalb ersichtlich sein, dass die Klebebandzusammensetzungen und die damit zusammenhängenden Methoden der vorliegenden Erfindung hochwirksam sind, um Kautschukdachbahnen zu verbinden. Diese Erfindung ist insbesondere geeignet zur Verwendung mit EPDM-Kautschukbahnen zur Dachdeckung, aber ist nicht notwendigerweise darauf beschränkt. Zum Beispiel können die Bandzusammensetzungen und das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um andere Kautschukgegenstände zu verbinden, wie zum Beispiel Schutzschichten, Umfassungen von landwirtschaftlichen Teichen, textilverstärkte Schichten, Bahnen zur Verwendung im Bau und der Baukonstruktionsindustrie als Laminate für reine Bahnen und Falze, und andere Gebäudeeinrichtungen, wie zum Beispiel Gehwege, Rohrleitungsabdecksteine, Deckplatten, T-Verbindungs-bedeckungen und dergleichen.
Außerdem ist, wie dies vorstehend angegeben wurde, die Applikation eines Primers, obwohl er in den vorausgehenden Beispielen verwendet wurde, nicht notwendig. Die Applikation des Primers eliminiert jedoch die Notwendigkeit, die überlappenden Ränder der flachen Kautschukbahnen mit einer geeigneten Reinigungslösung vor der Applikation des vorgeformten Klebebandes zu waschen oder zu schrubben.
Auf der Basis der vorstehenden Beschreibung sollte es nun ersichtlich sein, dass die Verwendung der hier beschriebenen Klebebandzusammensetzung die vorstehend angegebenen Aufgabenstellungen löst.
Die Füllstoffe und klebrigmachenden Additive, die erfindungsgemäß verwendet werden, sind nicht notwendigerweise auf solche, wie sie in den Beispielen beschrieben sind, beschränkt. Darüber hinaus können, wie vorstehend angegeben, andere Einrichtungen den zum Mischen der Bandgrundmischung verwendeten Brabender-Mischer ersetzen. Die erfindungsgemäße Klebebandzusammensetzung kann verwendet werden, um Falzverbindungen herzustellen, die hervorragende Schälhaftungs- und Scherfestigkeiten, und Dauerstandfestigkeit zeigen. Die erfindungsgemäße Klebezusammensetzung sollte gute Witterungsbeständigkeit, Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und Hitzealterungsbeständigkeit, und niedrige Temperatureigenschaften, im Vergleich zu Klebebandzusammensetzungen, die Butylkautschuk enthalten, demonstrieren. Die erfindungsgemäße Klebebandzusammensetzung ergibt mehr Oberflächenklebrigkeit, bessere „quick-grab", und eine höhere Grünfestigkeit im Vergleich zu Klebebandzusammensetzungen, die 100 Prozent EPDM-Kautschuk enthalten. Der Rahmen der Erfindung soll deshalb alle Modifikationen und Variationen, die in den Rahmen der anliegenden Ansprüche fallen, umfassen.

Claims

Klebezusammensetzung, umfassend: a) eine Mischung aus Polymeren, umfassend (i) einen EPDM-Kautschuk mit einer massegemittelten Molekülmasse von mindestens 150 000. (ii) einen EPDM-Kautschuk mit einer massegemittelten Molekülmasse von bis zu 50 000, und (iii) ein die Klebewirkung verstärkendes Polymer, ausgewählt aus mindestens Polyisopren, Polybutadien, und Ethylen-Propylen-Copolymer; b) mindestens ein klebrigmachendes Additiv, das mit der Polymermischung kompatibel ist; c) ein Härtungsmittel, das einen Härter und mindestens einen Beschleuniger enthält; und d) gegebenenfalls einen Füllstoff, wobei die Zusammensetzung keinen Butylkautschuk enthält.
Kleberzusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Mischung 50 bis 90 Gewichtsteile der EPDM-Kautschuke und 10 bis 50 Gewichtsteile des die Klebewirkung verstärkenden Polymers auf insgesamt 100 Gewichtsteile umfasst.
Klebezusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, worin die Mischung im wesentlichen gleiche Gewichtsmengen an mindestens drei EPDM-Kautschuken enthält.
Klebezusammensetzung nach Anspruch 3, worin die Mischung einen ersten EPDM-Kautschuk mit einer massegemittelten Molekülmasse von 150 000 bis 275 000, einen zweiten EPDM-Kautschuk mit einer massegemittelten Molekülmasse von 10 000 bis 50 000, und einen dritten EPDM-Kautschuk mit einer massegemittelten Molekülmasse von 50 000 bis 150 000 enthält.
Klebezusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Zusammensetzung pro 100 Gewichtsteile der Mischung 1,25 bis 10 Gewichtsteile des Härtungsmittels enthält.
Klebezusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin das Härtungsmittel Schwefel umfasst.
Klebezusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin das klebrigmachende Additiv mindestens eine Substanz, ausgewählt aus Polybutenen, Paraffinölen, Petrolatum, Phthalaten, Kohlenwasserstoffen und Phenolharzen, umfasst.
Klebeband, umfassend die Klebezusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die auf ein Substrat extrudiert wurde, wobei die Klebezusammensetzung zumindest teilweise gehärtet ist, und. das Klebeband gegebenenfalls außerdem eine Trennschicht enthält.