EP4652040A1 - Bauwerksabdichtbahn und verfahren zur herstellung einer bauwerksabdichtbahn - Google Patents

Bauwerksabdichtbahn und verfahren zur herstellung einer bauwerksabdichtbahn

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EP4652040A1
EP4652040A1 EP25702856.3A EP25702856A EP4652040A1 EP 4652040 A1 EP4652040 A1 EP 4652040A1 EP 25702856 A EP25702856 A EP 25702856A EP 4652040 A1 EP4652040 A1 EP 4652040A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
waterproofing membrane
particularly preferably
stabilizer
building
thermoplastic polyurethane
Prior art date
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Pending
Application number
EP25702856.3A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes Glück
Eva Potyra
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BMI Group Holdings UK Ltd
Original Assignee
BMI Group Holdings UK Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by BMI Group Holdings UK Ltd filed Critical BMI Group Holdings UK Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate

Definitions

  • the invention relates to a plasticizer-free building waterproofing membrane of a single- or multi-layer web-shaped building waterproofing membrane, containing a polymer matrix which is or contains vinyl chloride-acrylic acid ester graft copolymer, and at least one stabilizer.
  • the invention also relates to a method for producing a building waterproofing membrane consisting of a product material of a single-layer or multi-layer web-shaped product, wherein the product material contains a polymer matrix and at least one stabilizer.
  • waterproofing membranes in the form of single- or multi-layer web-like products are used, which have at least one waterproofing membrane as a layer, which is based on PVC and can additionally contain a plasticizer as well as various stabilizers and fillers.
  • the sealing membrane Due to the migration of the plasticizer, the sealing membrane becomes brittle, losing its flexibility and dimensional stability. The loss of mass leads to shrinkage, which is accompanied by a strong sensitivity to mechanical stress.
  • EP 1 500 493 A1 proposes a multi-layer membrane with a non-metallic barrier layer running between an outer polymer layer and a bitumen layer.
  • WO 2019/077107 A1 discloses a structural waterproofing membrane comprising a waterproofing membrane located remote from the structure and an adjacent barrier layer located on the structure side, based on blends of homopolyamides and/or copolyamides.
  • the waterproofing membrane is based on PVC-P.
  • EP 1 444 158 A1 describes a self-adhesive roofing membrane containing a monomeric plasticizer.
  • WO 2011/069680 A describes a multilayer film that can be used as a roof covering.
  • One layer is designed as a barrier layer.
  • WO 2019/120731 A1 describes a multilayer sealing membrane for a building structure. It comprises outer layers, also referred to as sealing membranes, containing a base polymer and a plasticizer. Between the outer layers, there is a reinforcement insert in the form of a combination carrier insert comprising a glass fleece and a glass reinforcement.
  • a building waterproofing membrane is known from DE 102017 124619 Al, which has a polymeric plasticizer and an adjacent barrier layer based on polyamide or copolyamide.
  • a molded article based on vinyl chloride-acrylic acid ester graft copolymer according to EP 0 224 913 A2 can be processed into films, which are then thermoformed.
  • the products are said to be characterized by the fact that plasticizer migration is largely prevented.
  • EP 4 071 213 A1 describes a plasticizer-free, flexible molding compound based on vinyl chloride-acrylic acid ester graft copolymers. Elastollan® can be used as a plasticizer.
  • a covering layer system according to EP 3 744519 A1 has a fleece layer to prevent migration of bitumen.
  • the present invention is based on the object of developing a building waterproofing membrane, which is a layer of a waterproofing membrane, such as a roof waterproofing membrane, in such a way that a high resistance to aging is provided and the flexibility does not decrease over time, i.e. hardening is avoided and thus the notch impact sensitivity is not significantly influenced.
  • the building waterproofing membrane contains thermoplastic polyurethane (TPU) with a proportion T in wt.% between 1 and 20.
  • the Shore A hardness measured according to DIN ISO 686 is between 60 and 80, especially between 65 and 75.
  • roofing membranes containing plasticizers are maintained without hardening. Long storage times, even at elevated temperatures and humidity, are possible.
  • the processing characteristics familiar from conventional roofing membranes are ensured, especially during installation and welding at overlapping membranes where surfaces, edges, and corners need to be sealed. Durability and recyclability are assured.
  • ESO epoxidized soybean oil
  • PVC-P soft PVC
  • the proportion A of the polymer matrix consisting of vinyl chloride-acrylic acid ester graft copolymer or containing this in the sealing sheet is 50 wt.% ⁇ A ⁇ 90 wt.%, in particular 60 wt.% ⁇ A ⁇ 80 wt.%, preferably 62 wt.% ⁇ A ⁇ 78 wt.%, particularly preferably 68 wt.% ⁇ A ⁇ 74 wt.%.
  • roofing membranes of corresponding compositions show the same advantages in terms of shear strength of the joint seam, folding in cold conditions, UV weathering, and perforation values as those found in conventional PVC-based waterproofing membranes with a plasticizer.
  • plasticizer-free polyvinyl chloride is additionally contained with a proportion in wt.% between 1 and 30, preferably between 1 and 15, particularly preferably between 1 and 8.
  • At least one stabilizer from the group of Ca/Zn stabilizer, organically based stabilizers, such as 6-amino-1,3-dimethyluracil, is provided, in particular Ca/Zn or organically based stabilizer as stabilizer.
  • the stabilizers used are usually one-pack stabilizers, meaning they already contain additives:
  • Hydrotalcites preferred to zeolites due to lower water absorption and increased stability, in combination with Ca/Zn weather resistance, lubricants — > processing aid for the equipment, antioxidants — > increased thermal stability, Flow aids — > as incorporation and dispersion aids.
  • a carbodiimide or mixtures thereof can also be added as an additional stabilizer.
  • Stabilizers used in particular include those that increase thermal stability. Examples include Ba/Zn stabilizers, although Ca/Zn stabilizers or OBS stabilizers (organic-based stabilizers) are preferred. UV stabilizers such as oxalanilides, amides, HALS or NORHALS, titanium dioxide, or carbon black can also be added.
  • An organically stabilized stabilizer can also be used on its own or in combination with one or more other stabilizers.
  • the invention preferably provides that the proportion B of stabilizer in the sealing sheet is 1.5 wt.% ⁇ B ⁇ 18 wt.%, in particular 2 wt.% ⁇ B ⁇ 6 wt.%, particularly preferably 2 wt.% ⁇ B ⁇ 5 wt.%.
  • Proportion B of stabilizer means that the total proportion of stabilizers, be it one stabilizer, several stabilizers, or a one-pack stabilizer, has a corresponding proportion by weight.
  • the building waterproofing membrane according to the invention is a layer of a multi-layered web-like product, such as a roofing membrane, wherein the multi-layered web-like product preferably has a reinforcing layer, which can be designed as an insert, i.e. is itself surrounded by layers.
  • a nonwoven layer based on synthetic fibers, a glass fiber nonwoven layer, or a nonwoven layer made of synthetic fibers and glass fibers can be used as a reinforcement layer, as described, for example, in EP 3 744 519 A1.
  • reinforcements based on woven fabrics, non-crimp fabrics, and/or raschel fabrics, as well as combination carrier inserts made of nonwoven and woven fabrics, non-crimp fabrics, and raschel fabrics can also be used.
  • the reinforcement layer can consist of any suitable material or materials used in the waterproofing membrane sector.
  • the layers enclosing a corresponding insert consist of sealing sheets according to the invention, which may have a different composition on the building side than on the non-building side.
  • processing aids such as lubricants, e.g. Ca stearate, processing aids, such as those to increase the melt strength, to improve the metal release for improved wall sliding effect in the extruder, which is used as a co-stabilizer as well as co-plasticizer in common PVC-P (soft PVC) formulations, gelling aids, such as copolymers with acid-based groups or biocides.
  • lubricants e.g. Ca stearate
  • processing aids such as those to increase the melt strength, to improve the metal release for improved wall sliding effect in the extruder
  • co-stabilizer as well as co-plasticizer in common PVC-P (soft PVC) formulations
  • gelling aids such as copolymers with acid-based groups or biocides.
  • the sealing sheet contains plasticizer-free polyvinyl chloride with a proportion P in wt.% with P ⁇ 30, in particular 3 ⁇ P ⁇ 30, particularly preferably 1 ⁇ P ⁇ 15, very particularly preferably 1 ⁇ P ⁇ 8.
  • the product material of the sealing membrane contains in wt.%:
  • Filler such as talc and/or chalk
  • Stabilizer especially Ca/Zn stabilizer
  • Pigment such as soot
  • Processing aids such as polyacrylate
  • thermoplastic polyurethane 0-10, especially 1, 0-6,0, thermoplastic polyurethane
  • the sealing membrane is free of epoxidized soybean oil.
  • the sealing membrane is particularly characterized by the fact that the thermoplastic polyurethane is or contains a polyester-based thermoplastic polyurethane.
  • thermoplastic polyurethane has a glass transition temperature TG with -60 °C ⁇ TG ⁇ -10 °C, in particular -50 °C ⁇ TG ⁇ -15 °C, determined by dynamic differential calorimetry (DSC) according to DIN ISO DIN EN ISO 11357-1 (from -150 °C to 200 °C with a heating rate of 10 K/min).
  • DSC dynamic differential calorimetry
  • TPU has a relatively low melting temperature
  • the TPUs used can be aromatic or aliphatic TPUs.
  • Aromatic TPUs do not oxidize under UV radiation, thus offering high color stability under They are characterized by a high impact strength and no yellowing of the appearance. Aromatic TPUs, on the other hand, are not as resistant but exhibit increased flexibility.
  • a TPU consists mainly of the following components:
  • the component for the elastic properties is produced using the polyol and isocyanate and the toughness of the TPU comes from block copolymers consisting of soft and hard blocks.
  • bio-based TPU is also a biomass balanced (BMB) TPU.
  • the sealing sheet itself should preferably have a thickness of at least 1.2 mm, in particular between 1.2 mm and 2.0 mm.
  • a vinyl chloride-acrylic acid ester graft copolymer roofing membrane with a coating, such as a lacquer layer.
  • Lacquer layers are known, preferably but not exclusively, to be based on PU and/or acrylate in the field of soft PVC and can also be applied to vinyl chloride-acrylic acid ester graft copolymer membranes without any complications or adverse effects.
  • the invention is also characterized by a composition containing vinyl chloride-acrylic acid ester graft copolymer as polymer matrix, optionally polyvinyl chloride, thermoplastic polyurethane, a filler such as CaCCh, processing aids for Production of a waterproofing membrane, wherein the composition is free from epoxidized soybean oil.
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • a dry blend or compounded product material i.e. the starting composition
  • the sealing sheet is processed into the sealing sheet at a temperature TV with 150 °C ⁇ TV ⁇ 210 °C, in particular 160 °C ⁇ TV ⁇ 205 °C, particularly preferably 170 °C ⁇ TV ⁇ 190 °C, in particular by extrusion.
  • the vinyl chloride-acrylic acid ester graft copolymer can be produced as prefabricated granules or compounds, with small components such as stabilizers and pigments already incorporated. This simplifies handling later on the extrusion line, which simplifies the dosing of powder into granules. Risks such as dust explosions are thus minimized.
  • the single figure shows a section of a building waterproofing membrane 10.
  • the main application of such building waterproofing membranes is the covering of roofs or basements or pools, such as swimming pools, terraces, or parking areas.
  • the building waterproofing membrane 10 consists of a waterproofing membrane 12 lying away from the building, a reinforcing insert 14 covered by this, and a second waterproofing membrane 16 covering this on the building side.
  • the sealing sheets 12 and 16 can have the same composition or different compositions, whereby the decisive factor is that each of the sealing sheets 12, 16 contains vinyl chloride-acrylic acid ester graft copolymer as the polymer matrix and TPU, but no plasticizer. Furthermore, polyvinyl chloride should also be included.
  • the insert 14 can be a nonwoven, a glass fabric, a combination carrier insert which, for example, has a glass nonwoven and a glass reinforcement or can consist of glass, mineral, polyester, polyamide, polyethylene, polypropylene fibers or mixtures thereof which form a nonwoven, a scrim or a fabric or are present in such.
  • the building-side sealing membrane 16 can furthermore have a cold-applied self-adhesive layer, allowing it to be applied to any substrate.
  • the building-side surface of the second sealing membrane 16 can also be coated with a pressure-sensitive adhesive, which can be used in particular with acrylate or polyurethane-based adhesives.
  • the building-side sealing membrane 16 may also comprise a fleece.
  • PVC polyvinyl chloride
  • P plasticized
  • BV bitumen compatible
  • PVC polyvinyl chloride
  • P plasticized
  • BV bitumen compatible
  • Sample A did not contain PVC, but did contain vinyl chloride-acrylic acid ester graft copolymer, epoxidized soybean oil, and processing aids commonly used in the manufacture of roofing membranes. In this case, a polyacrylate was used as a processing aid.
  • Sample B contained vinyl chloride-acrylic acid ester graft copolymer and suspension PVC without plasticizers or processing aids. It also contained thermoplastic polyurethane (TPU), a blend of copolyester-TPU and polycaprolactone-TPU.
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • the starting mixture of sample C contained an acrylic-based processing aid.
  • Sample D differed from Sample B in that a TPU based on renewable raw materials was used. A similar TPU was also used in Sample E, which otherwise had a composition similar to Sample C.
  • All samples A-E also contained a filler in the form of CaCCh and a Ca/Zn-based stabilizer.
  • samples F and G contained an acrylate in addition to the processing aid.
  • the filler was the same as in sample E, namely CaCO3.
  • the processing aid content was lower than in sample E.
  • a Ca/Zn-based stabilizer was used, although the proportion was higher than in samples B to E.
  • Sample F had the same TPU content as samples B to E.
  • the TPU content in sample G was lower than in the others.
  • the PVC content in samples F and G was lower than in samples B to E.
  • samples F and G had a higher vinyl chloride-acrylic acid ester graft copolymer content than samples B to E.
  • the processing aids used should be acrylate-based.
  • EM A ethyl methyl acrylate
  • LOTRYL® 18MA02 is a suitable processing aid.
  • High-molecular-weight acrylic processing aids such as copolymers or terpolymers, should be used.
  • the use of the processing aids and their type depend on how the properties of the extruded roofing membrane are to be influenced; different chain lengths of the acrylic processing aid affect the extrudate differently.
  • compositions of the samples can be found in Table I.
  • the K value corresponds to the viscosity number and is a measure of the solution viscosity of different chain lengths
  • samples B-E were homogenized in a kneader with roller blades from Brabender at 130 °C and a speed of 60 rpm for 2 min. and then further processed on the roller mill at 160 °C, friction 30%-60%, roller gap 0.5-0.6 mm, speed 5-15 rpm, in 4-8 min to form rolled sheets in order to obtain samples representing roofing membranes.
  • samples F and G the raw materials, i.e., starting substances, with the exception of TPU, were processed into granules in a compounder at a melting temperature of 150 °C. The granules were then processed with the TPU on a roller mill, as was the case for samples B to E.
  • Table II shows the processing temperatures in the roller mill as well as the properties determined on the samples and the test methods used.
  • the roofing membranes according to the invention containing TPU show a far lower weight loss than the other roofing membranes.
  • roofing membranes without migrating plasticizers retain the positive properties of PVC-P-BV in terms of flexibility, processing, durability and recyclability.
  • TPU is used in addition to the vinyl chloride-acrylic acid ester graft copolymer.
  • Polyester TPUs are preferred, and both aromatic and aliphatic TPUs can be used.
  • Bio-TPU is particularly preferred.
  • PVC should also be included in the composition, as shown in Table II, to achieve good material properties.
  • the TPU used in samples B and C was amorphous and had a glass transition temperature TG of approximately -19 °C, determined by the differential scanning calorimetry (DSC) method.
  • Samples D and E used semi-crystalline TPU, whose glass transition temperature (TG) determined by DSC was approximately -44 °C. The melting temperature was in the range of 63 °C.
  • the TPU for samples B and C is characterized by the following material properties: specific density
  • the TPU consisted of a mixture of copolyester TPU and polycaprolactone TPU.
  • a bio-based TPU was used, i.e., one that contained a high proportion of renewable raw materials, in the range of 60 to 70 wt%.
  • the TPU’s characteristics were:
  • Melt flow index (MFI according to ISO 1133 (170 °C/2.16 kg): 30 g - 60 g /10 min,
  • plasticizer-free waterproofing membrane with vinyl chloride-acrylic acid ester graft copolymer is that the material does not hydrolyze. Based on these results, processing and use in tropical areas is possible.
  • Another advantage is its resistance to materials commonly found in the construction industry, such as bitumen and/or expanded polystyrene. Due to the potential interaction of plasticized PVC-P roofing membranes, particularly compatible plasticizers, such as polymeric plasticizers, are typically used, which offer migration stability.
  • plasticizers also called monomeric plasticizers, such as phthalates such as DINP, DPHP
  • separating layers are normally required, e.g. made of polyester fleece of approx. > 200 g/m 2 , for example in the case of EPS (expanded polystyrene), or also bitumen-based underlays or insulation layers or substrates.
  • EPS expanded polystyrene
  • the sealing membranes based on vinyl chloride-acrylic acid ester graft copolymer without TPU are somewhat stiffer. This is especially true when epoxidized soybean oil (ESO) is used as a co-stabilizer. However, this is barely noticeable in samples containing TPU. Irrespective of this, the corresponding membranes according to the invention are still more flexible than commercially available TPO sealing membranes.
  • the matrix is a thermoplastic elastomer based on polyolefins. TPO seals have the major advantage over PVC-P BV seals in that no plasticizer migration can occur, which means that the level of properties remains at a high level over time.
  • the fire behavior of the TPO membranes is poor. Only with the addition of large quantities of flame retardants (approximately 30 wt.%) can the fire tests be passed.
  • the waterproofing made of vinyl chloride-acrylic acid ester graft copolymer has the advantage that its fire behavior corresponds to that of waterproofing made of PVC-P BV.
  • Tests were also carried out to determine whether the welding properties of roofing membranes produced according to the formulations according to the invention according to samples F and G differ from a from those made of PVC-P-BV. This was done by hand welding at a welding temperature of 450 °C. No differences could be detected.
  • Tests were also carried out regarding the water absorption of the roofing membranes according to the invention, taking into account the UEAtc guideline for PVC. It was found that the water absorption of sample G was 1.4%. The water absorption is determined by first storing the sample in water and then drying it until a constant weight is reached. According to the UEAtc guideline, the water absorption must be ⁇ 2%, so the roofing membranes according to the invention comply with this guideline.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abdichtbahn (12, 16) eines ein- oder mehrschichtigen bahnformigen Produkts (10) enthaltend eine Polymermatrix sowie zumindest einen Stabilisator. Die Abdichtbahn (12, 16) ist weichmacherfrei, enthält thermoplastisches Polyurethan, und die Polymermatrix ist oder enthält Vinylchlorid- Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat.

Description

Beschreibung
Bauwerksabdichtbahn und Verfahren zur Herstellung einer Bauwerksabdichtbahn
Die Erfindung bezieht sich auf eine weichmacherfreie Bauwerksabdichtbahn einer ein- oder mehrschichtigen bahnförmigen Bauwerksabdichtungsbahn, enthaltend eine Polymermatrix, die Vinylchlorid-Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat ist oder enthält, sowie zumindest einen Stabilisator.
Auch nimmt die Erfindung Bezug auf ein Verfahren zur Herstellung einer aus einem Produktmaterial bestehenden Bauwerksabdichtbahn eines ein- oder mehrschichtigen bahnförmigen Produkts, wobei das Produktmaterial eine Polymermatrix und zumindest einen Stabilisator enthält.
Um insbesondere Gebäudeflächen gegen Witterungseinflüsse und gegen Kontaktmedien zu schützen, gelangen Abdichtungsbahnen in Form von ein- oder mehrschichtigen bahnförmigen Produkten zum Einsatz, die zumindest eine Abdichtbahn als Schicht aufweist, die auf der Basis von PVC bestehen und zusätzlich einen Weichmacher sowie unterschiedliche Stabilisatoren und Füllstoffe enthalten kann.
Durch die Migration des Weichmachers versprödet die Abdichtbahn, sie verliert ihre Flexibilität und ihre Dimensionsstabilität. Durch den Massenverlust erfolgt ein Schrumpfen einhergehend mit einer starken Empfindlichkeit auf mechanische Belastungen.
Um die Migration zu unterbinden, wird nach der EP 1 500 493 Al eine Mehrschichtbahn mit einer nichtmetallischen Sperrschicht vorgeschlagen, die zwischen einer äußeren Polymerschicht und einer Bitumenschicht verläuft.
Aus der WO 2019/077107 Al ist eine Bauwerksabdichtungsbahn mit einer bauwerksfemliegenden Abdichtbahn und einer angrenzenden bauwerksseitig verlaufenden Barriereschicht auf Basis von Mischungen von Homopolyamiden und/oder Copolyamiden bekannt. Die Abdichtbahn basiert auf PVC-P. Der EP 1 444 158 Al ist eine selbstklebende Dachabdichtungsbahn zu entnehmen, die einen monomeren Weichmacher enthält.
Gegenstand der WO 2011/069680 A ist eine Mehrschichtfolie, die als Dachabdeckung zum Einsatz gelangen kann. Dabei ist eine Schicht als Barriereschicht ausgebildet.
Der WO 2019/120731 Al ist eine mehrschichtige Dichtungsbahn für einen Bauwerksbereich zu entnehmen, die äußere auch als Abdichtbahnen zu bezeichnende Schichten aufweist, die ein Grundpolymer und einen Weichmacher enthalten. Zwischen den äußeren Schichten verläuft eine Verstärkungseinlage in Form einer Kombinationsträgereinlage, die ein Glasvlies und eine Glasverstärkung aufweist.
Eine Bauwerkabdichtbahn ist aus der DE 102017 124619 Al bekannt, die einen polymeren Weichmacher und eine angrenzende Barriereschicht auf Polyamid- oder Copolyamidbasis aufweist.
Ein Formkörper auf der Basis von Vinylchlorid-Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat nach der EP 0 224 913 A2 kann zu Folien verarbeitet werden, die anschließend tiefgezogen werden. Die Produkte sollen sich dadurch auszeichnen, dass eine Weichmacherwanderung weitestgehend unterbunden wird.
Gegenstand der EP 4 071 213 Al ist eine weichmacherfreie flexible Formmasse auf Basis von Vinylchlorid-Acrylsäureester-Pfropfcopolymeren. Als Weichmacher kann Elastollan® verwendet werden.
Ein Abdeckschichtsystem nach der EP 3 744519 Al weist eine Vliesschicht zur Vermeidung einer Migration von Bitumen auf.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bauwerksabdichtbahn, die eine Schicht einer Abdichtungsbahn, wie Dachabdichtungsbahn, ist, derart weiterzubilden, dass eine hohe Alterungsbeständigkeit gegeben ist und die Flexibilität mit der Zeit nicht nachlässt, also eine Verhärtung unterbleibt und somit die Kerbschlagempfmdlichkeit nicht wesentlich beeinflusst wird. Zur Lösung der Aufgabe wird im Wesentlichen vorgeschlagen, dass die Bauwerksabdichtbahn thermoplastisches Polyurethan (TPU) mit einem Anteil T in Gew.-% zwischen 1 und 20 enthält.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der Anteil T an thermoplastischem Polyurethan in Gew.- % beträgt 1 ≤ T ≤ 20, insbesondere 5 ≤ T ≤ 15, bevorzugt 10 ≤ T ≤ 15, besonders bevorzugt 12 ≤ T ≤ 14, insbesondere besonders bevorzugt T = 13 ± 0,5.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass bei einer weichmacherfreien Bauwerksabdichtbahn mit Vinylchlorid-Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat als Polymermatrixmaterial oder als wesentlichen Bestandteil der Polymermatrix und Einsatz von thermoplastischem Polyurethan (TPU) gewünschte flexible Eigenschaften und eine hinreichende Alterungsbeständigkeit erzielbar sind.
Die Shore A Härte gemessen nach DIN ISO 686 liegt zwischen 60 und 80, insbesondere zwischen 65 und 75.
Die Vorteile in Bezug auf Dachbahnen, die Weichmacher enthalten, werden beibehalten, ohne dass Verhärtungen auftreten. Lange Lagerzeiten, auch bei erhöhter Temperatur und erhöhter Feuchtigkeit, sind möglich. Die von herkömmlichen Dachbahnen gewohnte Verarbeitung ist sichergestellt, insbesondere auch beim Verlegen als auch dem Verschweißen in den Überlappungsbereichen von Bahnen in Bereichen, in denen Flächen, Kanten und Ecken abgedichtet werden sollen. Langlebigkeit und Recyclingfähigkeit sind sichergestellt.
Migrationen können nicht auftreten, da Weichmacher nicht enthalten sind, wobei die positiven Eigenschaften bzgl. Flexibilität, Verarbeitung, Langlebigkeit und Recyclingfahigkeit gegeben sind.
Auch ist es nicht erforderlich, epoxidiertes Sojabohnenöl (ESO), welches sowohl als Co- Stabilisator als auch als Co-Weichmacher in gängigen PVC-P (Weich-PVC) Rezepturen verwendet wird, einzusetzen. Ein Vorteil hieraus ergibt sich, dass ebenfalls kurzkettige aus dem ESO entstehender Anteile ebenfalls nicht migrieren oder entweichen können, da diese nicht mehr enthalten sind. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, dass durch entfallende Weichmacher als auch ESO Bestandteile die für Algen oder Bakteriumwachstum benötigten Nährstoffe entfallen und so die Beständigkeit und Dauerhaftigkeit der Abdichtung bzw. Dachbahn auch bei frei bewitterten Flächen sich verbessert.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der Anteil A der aus Vinylchlorid-Acrylsäureester- Pfropfcopolymerisat bestehenden oder dieses enthaltenden Polymermatrix in der Abdichtbahn beträgt 50 Gew.-% ≤ A ≤ 90 Gew.-%, insbesondere 60 Gew.-% ≤ A ≤ 80 Gew.- %, bevorzugt 62 Gew.-% ≤ A ≤ 78 Gew.-%, besonders bevorzugt 68 Gew.-% ≤ A ≤ 74 Gew.-%.
Dachbahnen entsprechender Zusammensetzungen zeigen in Bezug auf Scherfestigkeit der Fügenaht, Falzen in der Kälte, UV-Bewitterung, Perforationswerte, wie diese bei üblichen Abdichtbahnen auf PVC-Basis mit einem Weichmacher gegeben sind, gleiche Vorteile.
Bezüglich der Dichtheit ergeben sich auch keine Unterschiede.
Insbesondere ist vorgesehen, dass zusätzlich weichmacherfreies Polyvinylchlorid enthalten ist mit einem Anteil in Gew.-% zwischen 1 und 30, vorzugsweise zwischen 1 und 15, besonders bevorzugt zwischen 1 und 8.
Bevorzugterweise ist zumindest ein Stabilisator aus der Gruppe Ca/Zn-Stabilisator, organisch basierte Stabilisatoren, wie z.B. 6-amino-l,3dimethyluracil, vorgesehen, insbesondere Ca/Zn oder organisch basierter Stabilisator als Stabilisator.
Bei eingesetzten Stabilisatoren handelt es sich bevorzugterweise meist um One-Pack Stabilisatoren. D.h., diese enthalten bereits Zusatzmittel:
Ca/Zn aus Stearaten, Octoaten, Behenaten, Carboxylaten;
(Verhältnis Ca:Zn = 2:1 bis 1 :1, bevorzugt 2:1),
Hydrotalcite: bevorzugt zu Zeolithe, da geringere Wasseraufnahme, außerdem erhöhte Stabilität, in Kombination mit Ca/Zn Wetterbeständigkeit, Gleitmittel — > Verarbeitungshilfe für die Anlagen, Antioxidantien — > erhöhte Thermostabilität, Fließhilfen — > als Einarbeitungs-, Dispersionshilfen.
Als weiterer Stabilisator kann auch ein Carbodiimid oder Mischungen daraus zugegeben werden.
Als Stabilisatoren werden insbesondere auch solche benutzt, die zur Erhöhung der Thermostabilität dienen. Zu nennen sind z.B. Ba/Zn-Stabilisatoren, wobei jedoch bevorzugterweise Ca/Zn-Stabilisatoren oder OBS Stabilisatoren (organisch basierte Stabilisatoren) zum Einsatz gelangen. Zusätzlich können UV- Stabilisatoren beigemischt sein, wie z.B. Oxalanilide, Amide, HALS oder NORHALS, Titandioxid oder Ruß.
Auch ein organisch stabilisierter Stabilisator für sich oder in Kombination mit einem oder mehreren anderen Stabilisatoren kann eingesetzt werden.
Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass der Anteil B an Stabilisator in der Abdichtbahn beträgt 1,5 Gew.-% ≤ B ≤ 18 Gew.-%, insbesondere 2 Gew.-% ≤ B ≤ 6 Gew.- %, besonders bevorzugt 2 Gew.-% ≤ B ≤ 5 Gew.-%.
Anteil B an Stabilisator bedeutet, dass der Gesamtanteil an Stabilisatoren, sei es ein Stabilisator, seien es mehrere Stabilisatoren, sei es ein One-Pack-Stabilisator, einen entsprechenden Gew. -Anteil aufweist.
Die erfmdungsgemäße Bauwerksabdichtbahn ist eine Schicht eines mehrschichtig ausgebildeten bahnförmigen Produktes, wie Dachbahn, wobei das mehrschichtig ausgebildete bahnförmige Produkt bevorzugterweise eine Verstärkungsschicht aufweist, die als Einlage ausgebildet sein kann, also ihrerseits von Schichten umgeben ist.
Als Verstärkungsschicht kann eine Vliesschicht auf Synthesefasembasis, eine Glasfaservliesschicht oder eine Vliesschicht aus Synthesefasern und Glasfasern zum Einsatz gelangen, wie dies z.B. in der EP 3 744 519 Al beschrieben ist. Es können aber auch Verstärkungen auf Grundlage von Geweben, Gelegen und oder Raschelware als auch Kombinationsträgereinlagen aus Vlies und Gewebe, Gelegen und Raschelware zum Einsatz kommen. Die Verstärkungsschicht kann aus jedem geeigneten und im Abdichtungsbahnbereich zum Einsatz gelangenden Material bzw. Materialen bestehen.
Insbesondere bestehen die eine entsprechende Einlage einschließenden Schichten aus erfindungsgemäßen Abdichtbahnen, die gegebenenfalls bauwerksseitig eine andere Zusammensetzung als bauwerksabgewandt aufweisen können.
Übliche, dem Stand der Technik zu entnehmende Füllstoffe können für die erfindungsgemäße Abdichtbahn eingesetzt werden. Beispielhaft sind Kreide, Talkum oder Kieselsäure oder Kaolin zu nennen.
Des Weiteren sollten ein oder mehrere Prozesshilfsmittel eingesetzt werden, wie Gleitmittel, z.B. Ca-Stearat, Verarbeitungshilfsmittel, wie z.B. solche zur Erhöhung der Schmelzefestigkeit, zur Verbesserung des Metal Release zum verbesserten Wandgleiteffekt im Extruder, welches als Co-Stabilisator als auch Co- Weichmacher in gängiger PVC-P (Weich-PVC) Rezepturen verwendet wird, Gelierhilfen, wie z.B. Copolymere mit säurebasierten Gruppen oder Biozide.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Abdichtbahn weichmacherfreies Polyvinylchlorid mit einem Anteil P in Gew.-% mit P ≤ 30, insbesondere 3 ≤ P ≤ 30, besonders bevorzugt 1 ≤ P ≤ 15, ganz besonders bevorzugt 1 ≤ P ≤ 8, enthält.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das Produktmaterial der Abdichtbahn in Gew.-% enthält:
Vinylchlorid-Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat
60-80, bevorzugt 62-78, insbesondere 68-74,
Polyvinylchlorid
1-30, insbesondere 1-15, vorzugsweise 1-8,
Füllstoff, wie Talkum und/oder Kreide,
1-10, insbesondere 3-7,
Stabilisator, insbesondere Ca/Zn-Stabilisator,
1-6, insbesondere 2-5, epoxidiertes Sojabohnenöl
0-10, insbesondere 2,5-10, bevorzugt 0,
Pigment, wie Ruß,
0-2, insbesondere 0,5-1, 5, Schlagzähmodifizierer, wie Acrylat
0-10, insbesondere 1-5,
Prozesshilfsmitel (metal release agent), wie Polyacrylat
0-10, insbesondere 1, 0-6,0, thermoplastisches Polyurethan
1-20, insbesondere 5-15, bevorzugt 10-15, besonders bevorzugt 12-14, insbesondere besonders bevorzugt 13±0,5.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die Abdichtbahn frei von epoxidiertem Sojabohnenöl ist.
Die Abdichtbahn zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass das thermoplastische Polyurethan ein polyesterbasiertes thermoplastisches Polyurethan ist oder enthält.
Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass das thermoplastische Polyurethan eine Glasübergangstemperatur TG aufweist mit -60 °C ≤ TG ≤ -10 °C, insbesondere -50 °C < TG ≤ -15 °C, ermittelt mit dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC) nach DIN ISO DIN EN ISO 11357-1 (von -150 °C bis 200 °C mit eine Heizrate von 10 K/min).
Von Vorteil ist des Weiteren, dass das TPU eine relativ geringe Schmelztemperatur aufweist.
Hierdurch wird die Mischbarkeit zwischen Vinylchlorid-Acrylsäureester- Pfropfcopolymerisat als auch TPU verbessert in der Hinsicht, dass die Schmelzbereiche sich angleichen und sich eine gute Verträglichkeit als auch Prozessfähigkeit, speziell hinsichtlich Extrusion ergibt. Bei einer hohen Schmelztemperatur des TPU wird ein Maß an Temperatur bzw. auch Scherenergie benötigt, um eine schmelze- und fließfähige Masse zu erhalten.
Bei den verwendeten TPUs, insbesondere polyesterbasierten TPUs, kann es sich um aromatische oder aliphatische TPUs handeln.
Aliphatische TPU oxidieren nicht unter UV-Strahlung. Somit zeichnet sich dies durch eine hohe Farbstabilität unter anwirkung und kein Vergilben des Aussehens aus. Aromatische TPU hingegen sind nicht so widerstandsfähig, zeigen jedoch eine erhöhte Flexibilität. Ein TPU besteht hauptsächlich aus den Bestandteilen:
Polyol oder ein langkettiges Diol,
Kettenverlängerer oder auch kurzkettiges Diol, Diisocyanat, bzw. enthält diese als Hauptbestandteile.
Der Bestandteil für die elastischen Eigenschaften wird mit Hilfe des Polyols und Isocyanats hergestellt und die Zähigkeit des TPUs von Block-Copolymeren, bestehend aus weichen und harten Blöcken.
Es besteht auch die Möglichkeit, dass biobasiertes TPU auch eine Biomasse balanciertes (BMB) TPU ist.
Die Abdichtbahn selbst sollte vorzugsweise zumindest eine Dicke von 1,2 mm, insbesondere zwischen 1,2 mm und 2,0 mm, aufweisen.
Aus Kostengründen wäre auch eine Möglichkeit gegeben, Vinylchlorid-Aciylsäureester- Pfropfcopolymerisat Schichten mit Weich-PVC Schichten zu kombinieren. Eine Verträglichkeit und Haftung zwischen Vinylchlorid-Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat und Weich-PVC ist gegeben, ohne einen Haftvermittler zusätzlich einzusetzen.
Es wäre auch die Möglichkeit einer Vinylchlorid-Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat Dachbahn mit einer Beschichtung gegeben, wie einer Lackschicht. Lackschichten sind vorzugsweise, aber nicht ausschließlich auf Basis von PU und/oder Acrylatbasis im Bereich von Weich-PVC bekannt und können ohne Umstände oder negative Einflüsse auch auf Vinylchlorid- Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat Bahnen angewendet werden.
Die Erfindung zeichnet sich auch aus durch eine Zusammensetzung enthaltend Vinylchlorid- Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat als Polymermatrix ggf. Polyvinylchlorid, thermoplastisches Polyurethan, einen Füllstoff, wie CaCCh, Prozesshilfsmittel zur Herstellung einer Abdichtbahn, wobei die Zusammensetzung frei von epoxidiertem Sojabohnenöl ist.
Bevorzugte Zusammensetzungen ergeben sich auch sowohl aus den zuvor erfolgten als auch den nachfolgenden Ausführungen.
Ein Verfahren zur Herstellung einer aus einem Produktmaterial bestehenden Bauwerksabdichtbahn eines ein- oder mehrschichtigen bahnförmigen Produkts, wobei das Produktmaterial eine Polymermatrix und zumindest einen Stabilisator enthält, wobei als Produktmaterial ein solches verwendet wird, das weichmacherfrei ist und Vinylchlorid- Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat als Material der Polymermatrix enthält oder aus diesem besteht, zeichnet sich dadurch aus, dass die Abdichtbahn thermoplastisches Polyurethan (TPU) mit einem Anteil T in Gew.-% enthält zwischen 1 ≤ T ≤ 20, insbesondere 5 ≤ T ≤ 15, bevorzugt 10 ≤ T ≤ 15, besonders bevorzugt 12 ≤ T ≤ 14, insbesondere besonders bevorzugt T = 13 ± 0,5.
Zur Herstellung wird insbesondere ein Dry Blend oder compoundiertes Produktmaterial, also die Ausgangszusammensetzung, bei einer Temperatur TV mit 150 °C ≤ TV < 210 °C, insbesondere 160 °C ≤ TV ≤ 205 °C, besonders bevorzugt 170 °C ≤ TV ≤ 190 °C, insbesondere durch Extrusion, zu der Abdichtbahn verarbeitet.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Vinylchlorid-Acrylsäureester- Pfropfcopolymerisat schon als vorgefertigtes Granulat oder Compound hergestellt werden, wobei beispielsweise Kleinkomponenten wie z.B. Stabilisatoren, Pigmente bereits mit eingearbeitet werden. Dies vereinfacht das Handling später an der Extrusionsanlage, welche die Dosierung eines Pulvers hin zu einem Granulat vereinfacht. Risiken wie Staubexplosionen sind entsprechend minimiert.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung. In der einzigen Figur ist ein Ausschnitt einer Bauwerksabdichtungsbahn 10 dargestellt. Hauptanwendungsfall entsprechender Bauwerksabdichtungsbahnen ist die Abdeckung von Dächern oder von Kellern oder Becken, wie Schwimmbädern, Terrassen oder Parkflächen.
Die Bauwerksabdichtungsbahn 10 besteht im Ausführungsbeispiel aus einer bauwerksfemli egenden Abdichtbahn 12, einer von dieser abgedeckten Verstärkungseinlage 14 und einer diese bauwerksseitig abdeckenden zweiten Abdichtbahn 16.
Die Abdichtbahnen 12 und 16 können eine gleiche Zusammensetzung oder auch voneinander abweichende Zusammensetzungen aufweisen, wobei ausschlaggebend ist, dass jede der Abdichtbahnen 12, 16 Vinylchlorid- Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat als Polymermatrix sowie TPU enthält, jedoch keinen Weichmacher. Ferner sollte zusätzlich Polyvinylchlorid enthalten sein.
Die Einlage 14 kann ein Vlies, ein Glasgewebe, eine Kombinationsträgereinlage, die z.B. ein Glasvlies und eine Glasverstärkung aufweist oder aus Glas-, Mineral-, Polyester-, Polyamid-, Polyethylen-, Polypropylenfasem oder aus Mischungen dieser bestehen, die einen Vlies, ein Gelege oder ein Gewebe bilden oder in einem solchen vorhanden sind.
Die bauwerksseitige Abdichtbahn 16 kann des Weiteren eine kaltselbstklebende Schicht aufweisen, wodurch ein Auf bringen auf beliebige Unterlagen erfolgen kann. Auch kann die bauwerksseitige Fläche der zweiten Abdichtbahn 16 mit einem Haftklebstoff beschichtet sein, bei dem insbesondere Acrylatklebstoffe oder auch solche auf Polyurethanbasis zum Einsatz gelangen können.
Die bauwerksseitige Abdichtbahne 16 kann des Weiteren auch ein Vlies aufweisen.
Anhand nachstehender Beispiele soll verdeutlicht werden, dass durch den Einsatz von TPU und ohne Weichmacher eine Abdichtbahn zur Verfügung steht, die den Anforderungen üblicher Abdichtbahnen genügt, die einen Weichmacher enthalten.
Es wurden insgesamt acht verschiedene Ausgangszusammensetzungen benutzt, um Proben herzustellen. Dabei handelt es sich bei der Probe PVC-P BV (PVC = Polyvinylchlorid; P = plasticized; BV = bitumenverträglich) um eine Probe, die nach dem Stand der Technik polymeren Weichmacher enthielt. Vinylchlorid-Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat war nicht enthalten.
Die Probe A enthielt kein PVC, jedoch Vinylchlorid-Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat sowie epoxidiertes Sojabohnenöl und Prozesshilfsmittel, wie diese bei der Herstellung der Dachbahnen üblicherweise zum Einsatz gelangen. Im vorliegenden Fall wurde ein Polyacrylat als Prozesshilfsmittel benutzt.
Die Probe B enthielt neben Vinylchlorid-Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat Suspensions- PVC ohne Weichmacher und keine Prozesshilfsmittel. Des Weiteren war thermoplastisches Polyurethan (TPU) enthalten, und zwar eine Mischung auf Copolyester-TPU und Polycaprolactone-TPU.
Im Vergleich zu der Probe B enthielt die Ausgangsmischung der Probe C ein Prozesshilfsmittel auf Acrylbasis.
Die Probe D unterschied sich von der Probe B dahingehend, dass ein TPU auf der Basis nachwachsender Rohrstoffe benutzt wurde. Ein entsprechendes TPU wurde auch bei der Probe E benutzt, die ansonsten eine Zusammensetzung wie die Probe C aufwies.
In sämtlichen Proben A-E waren des Weiteren ein Füllstoff in Form von CaCCh und ein Stabilisator auf Ca/Zn-Basis enthalten.
Die Proben F und G enthielten im Vergleich zu den anderen Proben neben dem Prozesshilfsmittel ein Acrylat. Der Füllstoff entsprach der Probe E, also CaCOß. Das Prozesshilfsmittel war geringer als bei der Probe E. Als Stabilisator wurde ein solcher auf Ca/Zn-Basis benutzt, wobei der Anteil größer als bei den Proben B bis E war.
Die Probe F wies einen Anteil an TPU wie die Proben B bis E auf. Der Anteil von TPU bei der Probe G war geringer als bei den anderen. Ferner war bei den Proben F und G der Anteil an PVC geringer als bei den Proben B bis E. Demgegenüber wiesen die Proben F und G einen größeren Vinylchlorid- Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat -Anteil als die Proben B bis E auf. Bei den zum Einsatz gelangten Prozesshilfsmitteln sollten solche auf Acrylatbasis verwendet werden. Als Prozesshilfsmittel kommt EM A (Ethyl-Methyl-Acrylat) in Frage, das von dem Unternehmen SK Functional Polymer unter Bezeichnung LOTRYL® 18MA02 vertrieben wird.
Acrylische Prozesshilfsmittel bieten nachstehende Vorteile:
- Erhöhung des Geliergrades und der Homogenität der Schmelze Erhöhung der Schmelzfestigkeit
Erhöhung der Schmelzdehnung/-streckbarkeit
- Erhöhung der Schmelzelastizität.
Hochmolekulare acrylische Prozesshilfsmittel, wie Co- oder Terpolymere, sollten Verwendung finden. Der Einsatz der Prozesshilfsmittel und die Art dieser hängt davon ab, wie die Eigenschaften der extrudierten Dachbahn beeinflusst werden sollen; derm unterschiedliche Kettenlängen des acrylischen Prozesshilfsmittels beeinflusst unterschiedlich das Extrudat.
Die Zusammensetzungen der Proben sind der Tabelle I zu entnehmen.
Tabelle I
*Der K-Wert entspricht der Viskositätszahl und ist ein Maß für die Lösungsviskosität unterschiedlicher Kettenlängen
Die Rohstoffe der Proben B-E wurden in einem Kneter mit Walzenschaufeln der Firma Brabender bei 130 °C und einer Drehzahl von 60 rpm 2 min. homogenisiert und anschließend auf dem Walzenstuhl bei 160 °C, Friktion 30%-60%, Walzenspalt 0,5-0, 6 mm, Drehzahl 5- 15 rpm, in 4-8 min zu Walzfellen weiterverarbeitet, um Dachbahnen repräsentierende Proben zu erhalten.
Zur Herstellung der Proben F und G wurden die Rohstoffe, also Ausgangssubstanzen, mit Ausnahme von TPU in einem Compounder bei einer Schmelztemperatur von 150 °C zu Granulat verarbeitet. Anschließend wurde das Granulat mit dem TPU - wie die Proben B bis E - auf dem Walzenstuhl verarbeitet.
Aus der Tabelle II ergeben sich die Verarbeitungstemperaturen im Walzenstuhl sowie die an den Proben ermittelten Eigenschaften und die Prüfmethoden, die zur Anwendung gelangten.
Tabelle II
*IRHD - Internation Rubber Hardness Degree
Ferner wurden Dichtewertebestimmimgen nach DIN 1928 durcligeffihrt. Dabei konnte festgestellt werden, dass Unterschiede zwischen der Abdichtbahn-PVC-R-RV und den Abdichtbahnen A bis bestehen. Erhebliche Unterschiede zeigten sich jedoch bei Lagertests bei 90 °C und 93 % relative Luftfeuchte.
Wie der Tabelle III. zu entnehmen ist, tritt bei den erfindungsgemäßen Dachbahnen, die TPU enthalten, ein bei Weitem geringerer Gewichtsverlust als bei den übrigen Dachbahnen auf.
Tabelle III
Lagerung bei 90 °C 93 % relative Luftfeuchte
Auch konnten relevante Unterschiede bei der Glasübergangstemperatur, bestimmt nach der dynamischen Differenzkalorimetrie (DSC), festgestellt werden. Je niedriger die Glasübergangstemperatur TG ist, umso flexibler sind die Produkte bei tiefen Temperaturen, so dass entscheidende Vorteile für Dachbahnen nach den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen gegeben sind.
So beträgt die Glasübergangstemperatur TG, gemessen mittels DSC, bei den Proben: PVC-P-BV: ca. -9 °C
Probe A: ca. -15 °C
Probe B: ca. -15 °C
Probe D: ca. -16 °C
Die Versuche zeigen, dass Dachbahnen ohne migrierende Weichmacher die positiven Eigenschaften der PVC-P-BV beibehalten hinsichtlich Flexibilität, Verarbeitung, Langlebigkeit und Recyclingfahigkeit.
Besonders gute Ergebnisse lassen sich dann erzielen, wenn zusätzlich zum Vinylchlorid- Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat TPU eingesetzt wird. Polyester-TPUs sind zu bevorzugen, wobei sowohl aromatische als auch aliphatische TPUs eingesetzt werden können.
Versuche mit Extrudern zur Herstellung von Proben haben ergeben, dass mit Ausnahme der Probe A gleiche Verarbeitungstemperaturen benutzt werden körnen, so dass es vorteilhaft ist, wenn epoxidiertes Sojabohnenöl nicht eingesetzt wird. Die Nichtverwendung von Sojabohnenöl macht sich somit positiv bemerkbar, da es wie Weichmacher migrieren kann, wodurch die Oberfläche der Dachbahn klebrig werden kann und somit leichter verschmutzt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn teilkristallines TPU benutzt wird, wie dies bei den Proben D und E der Fall war.
Bio-TPU ist als besonders bevorzugt anzugeben. Auch sollte in der Zusammensetzung PVC enthalten sein, wie die Tabelle II. verdeutlicht, um gute Materialeigenschaften zu erzielen. Das bei den Proben B und C benutzte TPU war amorph und wies eine Glasübergangstemperatur TG von in etwa -19 °C auf, bestimmt nach der dynamischen Differenzkalorimetrie-Methode (DSC).
Bei den Proben D und E wurde teilkristallines TPU benutzt, dessen Glasübergangstemperatur TG bestimmt mittels DSC bei in etwa -44 °C lag. Die Schmelztemperatur belief sich im Bereich von 63 °C.
Das TPU für die Proben B und C ist dabei mit folgendem Materialeigenschaften charakterisiert: spezifische Dichte
1,16 g/cm3 bestimmt nach ISO 2781, Shore-Härte
70, in der Einheit A, bestimmt nach ISO 868,
- Schmelzviskosität
(160 °C, 2,1 kg) bestimmt ISO 1133:890 Pa x s.
Schmelzflussindex MFI
(160 °C/2,16 kg) bestimmt nach ISO 1133: 11 g/10 min
Das TPU bestand aus einer Mischung aus Copolyester-TPU und polycaprolactone TPU.
Für die Proben D und E wurde ein biobasiertes-TPU benutzt, d.h., ein solches, das einen hohen Anteil nachwachsender Rohstoffe enthielt, und zwar in einer Größenordnung zwischen 60 und 70 Gew.-%.
Kenndaten des TPUs waren:
Schmelzflussindex (MFI nach ISO 1133 (170 °C/2,16 kg)): 30 g - 60 g /10 min,
- spezifische Dichte gemessen gemäß ISO 2781 :1.19g/cm3.
Ein Vorteil der weichmacherfreien Abdichtungsbahn mit Vinylchlorid-Acrylsäureester- Pfropfcopolymerisat ist auch die nicht einsetzende Hydrolyse des Materials. Aufgrund dieser Ergebnisse ist eine Verarbeitung sowie ein Einsatz in tropischen Gebieten möglich.
Weiterhin vorteilhaft ist die Beständigkeit gegen in der Baubranche vorkommende Materialien wie Bitumen und/oder expandiertes Polystyrol. Hier werden aufgrund möglicher Wechselwirkung weichgemachter PVC-P Dachbahnen im Normalfall besonders verträgliche Weichmacher, wie polymere Weichmacher, eingesetzt, welche eine Migrationsstabilität besitzen.
Bei kurzkettigen Weichmachern, auch monomere Weichmacher genannt, wie beispielsweise Phthalaten, wie z.B. DINP, DPHP, werden im Normalfall Trennlagen benötigt, bspw. aus Polyestervliese von ca. > 200 g/m2, beispielsweise bei EPS (expandiertes Polystyrol), oder aber auch bitumenbasierte Unterlagen bzw. Dämmlagen bzw. Substraten.
Im Vergleich zu den PVC-P BV Abdichtungen sind die Abdichtbahnen auf Basis von Vinylchlorid-Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat ohne TPU etwas steifer. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn epoxidiertes Sojabohneöl (ESO) als Co-Stabilisator eingesetzt wird. Bei Proben mit TPU macht sich dies jedoch kaum bemerkbar. Unabhängig hiervon sind jedoch entsprechende erfindungsgemäße Bahnen noch flexibler als handelsübliche TPO-Abdichtbahnen. Bei TPO-Abdichtungen ist die Matrix ein thermoplastisches Elastomer auf Basis von Polyolefinen. TPO-Abdichtungen haben den großen Vorteil gegenüber PVC-P BV Abdichtungen, dass keine Weichmachermigration stattfinden kann, wodurch das Eigenschaftsniveau über die Zeit auf einem hohen Niveau bleibt. Allerdings ist das Brandverhalten der TPO-Bahnen schlecht. Nur durch Zugabe an großen Mengen von Flammschutzmitteln ca. 30 Gew.-%, werden die Brandprüfungen bestanden. Hier hat die Abdichtung aus Vinylchlorid-Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat den Vorteil, dass das Brandverhalten dem der Abdichtungen aus PVC-P BV entspricht.
Besonders gute Ergebnisse lassen sich dann erzielen, wenn in der Ausgangszusammensetzung kein ESO enthalten ist.
Es erfolgten auch Überprüfungen, ob sich die Schweißeigenschaften von nach den erfindungsgemäßen Rezepturen gemäß Proben F und G hergestellten Dachbahnen von einer solchen unterscheiden, die aus PVC-P-BV besteht. Hierzu erfolgte eine Handverschweißung bei einer Schweißtemperatur von 450 °C. Unterschiede konnten nicht festgestellt werden.
Somit sind keine anderen Schweißparameter für das Schweißen erfindungsgemäßer Dachbahnen im Vergleich zu Standarddachbahnen zu berücksichtigen.
Ferner erfolgten Geruchsprüfungen der Schweißungen. Unterschiede bei den erfindungsgemäßen Dachbahnen und Standard-PVC-P-BV-Dachbahnen wurden nicht wahrgenommen.
Optisch bestanden geringfügige Unterschiede. So wurde festgestellt, dass beim Verschweißen Nahtkanten der PVC-P-BV-Bahnen glänzend wirkten, wohingegen die Nahtkanten bei erfindungsgemäßen Dachbahnen eher matt erschienen.
Es erfolgten auch Überprüfungen in Bezug auf die Wasseraufhahme erfindungsgemäßer Dachbahnen unter Berücksichtigung der UEAtc Richtlinie fur PVC. Dabei konnte festgestellt werden, dass die Wasseraufhahme der Probe G 1,4 % betrug. Bestimmt wird die Wasseraufhahme dadurch, dass die Probe zunächst in Wasser gelagert wird und sodann solange getrocknet wird, bis eine Gewichtskonstanz erreicht ist. Nach der UEAtc Richtlinie muss die Wasseraufhahme < als 2 % betragen, sodass die erfindungsgemäßen Dachbahnen dieser Richtlinie entsprechen.

Claims

Patentansprüche Bauwerksabdichtbahn und Verfahren zur Herstellung einer Bauwerksabdichtbahn
1. Weichmacherfreie Bauwerksabdichtbahn (12, 16) einer ein- oder mehrschichtigen Bauwerksabdichtungsbahn (10), enthaltend eine Polymermatrix, die Vinylchlorid- Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat ist oder enthält, sowie zumindest einen Stabilisator, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauwerksabdichtbahn thermoplastisches Polyurethan (TPU) mit einem Anteil T in Gew.-% zwischen 1 und 20 enthält.
2. Bauwerksabdichtbahn nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil T an thermoplastischem Polyurethan in Gew.-% beträgt 5 ≤ T < 15, bevorzugt 10 ≤ T ≤ 15, besonders bevorzugt 12 ≤ T ≤ 14, insbesondere besonders bevorzugt T = 13 ± 0,5.
3. Bauwerksabdichtbahn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil A der aus Vinylchlorid-Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat bestehenden oder dieses enthaltenden Polymermatrix in der Abdichtbahn beträgt 50 Gew.-% ≤ A ≤ 90 Gew.-%, insbesondere 60 Gew.-% ≤ A ≤ 80 Gew.-%, bevorzugt 62
Gew.-% ≤ A ≤ 78 Gew.-%, besonders bevorzugt 68 Gew.-% ≤ A ≤ 74 Gew.-%.
4. Bauwerksabdichtbahn nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtbahn weichmacherfreies Polyvinylchlorid mit einem Anteil P in Gew.- % mit P ≤ 30, insbesondere 3 ≤ P ≤ 30, besonders bevorzugt 3 ≤ P ≤ 20, ganz besonders bevorzugt 1 ≤ P ≤ 15, insbesondere bevorzugt 1 ≤ P ≤ 8, enthält.
5. Bauwerksabdichtbahn nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Gew.-% der Anteil B an Stabilisator in der Abdichtbahn (12, 16) beträgt 1,5 Gew.-% ≤ B ≤ 18 Gew.-%, vorzugsweise 2 Gew.-% ≤ B ≤ 6 Gew.-%, besonders bevorzugt 2 Gew.-% ≤ B ≤ 5 Gew.-%.
6. Bauwerksabdichtbahn nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtbahn (12, 16) an Produktmaterial in Gew.-% enthält:
Vinylchlorid-Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat
50-90, vorzugsweise 60-80, bevorzugt 62-78, insbesondere 68-74, Polyvinylchlorid
1-30, bevorzugt 3-20, insbesondere 1-15, besonders bevorzugt 1-8, Füllstoff
1-10, insbesondere 3-7,
Stabilisator, insbesondere Ca/Zn-Stabilisator, 1,5-5, insbesondere 2-5, epoxidiertes Sojabohnenöl
0-10, insbesondere 2,5-10, bevorzugt 0,
Pigment, wie Ruß,
0-2, insbesondere 0,5- 1,5,
Schlagzähmodifizierer, wie Acrylat,
0-10, insbesondere 1-5,
Prozesshilfsmittel, wie Polyacrylat,
0-2, insbesondere 1-6, bevorzugt 3-6,
Thermoplastisches Polyurethan, insbesondere Polyester TPU, 1-20, insbesondere 5-15, bevorzugt 10-15, besonders bevorzugt 12- 14, insbesondere besonders bevorzugt 13±0,5.
7. Bauwerksabdichtbahn nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Stabilisator zumindest ein Stabilisator aus der Gruppe Ca/Zn One Pack-Stabilisator oder organisch basierter Stabilisator ist.
8. Bauwerksabdichtbahn nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtbahn frei von epoxidiertem Sojabohnenöl ist.
9. Bauwerksabdichtbahn nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Polyurethan ein polyesterbasiertes thermoplastisches Polyurethan ist oder enthält.
10. Bauwerksabdichtbahn nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Polyurethan eine Glasübergangstemperatur TG aufweist mit -60 °C ≤ TG ≤ -10 °C, insbesondere -50 °C ≤ TG ≤ -15 °C.
11. Bauwerksabdichtbahn nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Polyurethan einen biothermoplastisches Polyurethan ist.
12. Bauwerksabdichtbahn nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtbahn (12, 16) zumindest eine Schicht des mehrschichtig ausgebildeten bahnförmigen Produkts ist.
13. Bauwerksabdichtbahn nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtbahn (12, 16) zumindest eine Außenschicht des bahnförmigen Produkts ist, das eine Verstärkungsschicht, insbesondere in Form einer Einlage (14), aufweist.
14. Bauwerksabdichtbahn nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtbahn (12, 16) eine Dicke von zumindest 1,2 mm, insbesondere eine Dicke zwischen 1 ,2 mm und 2,00 mm, aufweist.
15. Verfahren zur Herstellung einer aus einem Produktmaterial bestehenden Bauwerksabdichtbahn (12. 16) einer ein- oder mehrschichtigen bahnförmigen Bauwerksabdichtungsbahn (10), insbesondere nach zumindest Anspruch 1, wobei das Produktmaterial eine Polymermatrix und zumindest einen Stabilisator enthält, wobei als Produktmaterial ein solches verwendet wird, das weichmacherfrei ist und Vinylchlorid- Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat als Material der Polymermatrix enthält, dadurch gekennzeichnet, dass als Produktmaterial ein solches verwendet wird, das thermoplastisches Polyurethan mit einem Gewichtsanteil T in Gew.-% mit 1 ≤ T ≤ 20 enthält, wobei vorzugsweise entweder ein Dry Blend durch Mischen von das Produktmaterial enthaltenen Materialien bei einer Temperatur TD mit 100 °C ≤ TD ≤ 130 °C hergestellt wird oder das Produktmaterial bei einer Temperatur TC mit 160 °C ≤ TC ≤ 180 °C compoundiert wird und anschließend die Abdichtbahn, vorzugsweise durch Extrudieren, hergestellt wird.
16. Verfahren zur Herstellung einer Bauwerksabdichtbahn nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Dry Blend oder das compoundierte Produktmaterial bei einer Temperatur TV mit 150 °C ≤ TV ≤210 °C, insbesondere 160 °C ≤ TV ≤ 205 °C, besonders bevorzugt 170 °C ≤ TV ≤190 °C, insbesondere durch Extrusion, zu der Abdichtbalm (12, 16) verarbeitet wird.
17. Zusammensetzung zur Herstellung einer Bauwerksabdichtbahn enthaltend Vinylchlorid-Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat als Polymermatrix, ggf. Polyvinylchlorid, thermoplastisches Polyurethan mit einem Gewichtsanteil T in Gew.- % mit 1 ≤ T ≤ 20, einen Füllstoff, wie CaCCh, Prozesshilfsmittel, wobei die Zusammensetzung frei von epoxidiertem Sojabohnenöl ist.
18. Zusammensetzung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil T an thermoplastischen Polyurethan in Gew.-% beträgt 1 ≤ T < 20, insbesondere 5 ≤ T ≤ 15, bevorzugt 10 ≤ T ≤ 15, besonders bevorzugt 12 ≤ T < 14, insbesondere besonders bevorzugt T = 13 ± 0,5.
19. Zusammensetzung in Gew.-%:
Vinylchlorid- Acrylsäureester-Pfropfcopolymerisat
50-90, vorzugsweise 60-80, insbesondere 62-78, besonders bevorzugt 68-74,
Polyvinylchlorid
1-30, bevorzugt 1-15, insbesondere 1-8,
Füllstoff, wie CaCCh,
1-10, insbesondere 2-7,
Stabilisator, insbesondere Ca/Zn-Stabilisator,
1-6, insbesondere 2-5, epoxidiertes Sojabohnenöl
0-10, bevorzugt 0,
Pigment, wie Ruß,
0-2, insbesondere 0,5-1, 5,
Schlagzähmodifizierer, wie Acrylat,
0-10, insbesondere 1-5,
Prozesshilfsmittel (metal release agent), wie Polyacrylat
0-10, insbesondere 1-6,
Thermoplastisches Polyurethan, insbesondere Polyester TPU,
1-20, insbesondere 5-15, bevorzugt 10-15, besonders bevorzugt 12-
14, insbesondere besonders bevorzugt 13±0,5,
Weichmacher
0.
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