WO1998006769A1 - Verfahren zum herstellen strukturierter beschichtungen aus polyurethanschaum - Google Patents

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WO1998006769A1
WO1998006769A1 PCT/EP1997/004365 EP9704365W WO9806769A1 WO 1998006769 A1 WO1998006769 A1 WO 1998006769A1 EP 9704365 W EP9704365 W EP 9704365W WO 9806769 A1 WO9806769 A1 WO 9806769A1
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foamable
foam
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Fatima Vohs
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Fatima Vohs
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • B05D3/12—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials by mechanical means

Definitions

  • the invention relates to a method for producing decorative, three-dimensionally structured coatings made of polyurethane foam (PUR show) on a base.
  • PUR show polyurethane foam
  • Polyurethane foams are based on three components
  • the polyurethane is obtained by polyaddition from dihydric and / or higher alcohols (B) and isocyanates and / or prepolymers with terminal isocyanate groups (A).
  • Auxiliaries (C) are known catalysts, stabilizers, color pigments, blowing agents, surfactants, emulsifiers, foam stabilizers, flame retardants,
  • Polyurethane foam is either based on the chemical blowing process based on the isocyanate-water reaction, which supplies gaseous CO 2 as blowing gas, or on the physical blowing process with low-boiling blowing agent components such as halogenated hydrocarbons and / or volatile, non-halogenated Hydrocarbons such as pentane, cyclopentane, propane, isobutane, dimethyl ether are produced.
  • low-boiling blowing agent components such as halogenated hydrocarbons and / or volatile, non-halogenated Hydrocarbons such as pentane, cyclopentane, propane, isobutane, dimethyl ether are produced.
  • the raw materials are commercially available as a one- or two-component mixture.
  • Diphenylmethane-4,4'-diisocyanate (MDI) or 2,4- or 2,6-toluenediisocyanate is preferably used as isocyanate for the production of PUR foam.
  • Harder PUR foams are obtained from mixtures foamed with physical blowing agents based on polyols and isocyanates.
  • PUR foam is processed by molded foams in closed molds into finished products or, in construction, used as assembly foam for filling cavities and fastening components, because PUR statu nascendi is sticky at the start of crosslinking and is good on many materials, such as wood , Metal, concrete, masonry.
  • DE-OS 21 12 397 describes a plastic based on polyurethane foam, which can be used as a decorative house plaster for interior and exterior walls in the form of foam wall panels.
  • JP 54083524 A discloses foamable paint coatings containing a foamable resin, such as foamable polystyrene, foamable polyethylene or foamable polyurethane and a colorant and a binder, in particular a plastic such as PVC, polyacrynitrile or polymethacrylate, to which organic or inorganic blowing agents, such as azodicarbonamide or Na riu bicarbonate are known to be used to paint pictures that after drying at room temperature on a Temperature of 90 to 200 ° C depending on the plastic for foaming.
  • a foamable resin such as foamable polystyrene, foamable polyethylene or foamable polyurethane
  • a colorant such as PVC, polyacrynitrile or polymethacrylate
  • organic or inorganic blowing agents such as azodicarbonamide or Na riu bicarbonate are known to be used to paint pictures that after drying at room temperature on a Temperature of 90 to 200 ° C depending on the plastic for foaming
  • foamable paint coats are not suitable for the production of large-scale house plasters, since they cannot be treated with heat up to 200 ° C in order to obtain a foam.
  • the invention has for its object to find further advantageous fields of use for PUR foam, in particular for foamable PUR mixtures packaged as one- or two-component systems, optionally with physical blowing agents in pressure containers, such as spray cans, for producing PUR foam in hard or semi-hard setting.
  • the invention solves this problem with a method for producing three-dimensionally structured, in particular flat coatings or layers of PUR foam on a base according to the features of claim 1.
  • a foamable mixture of PUR foam based on a one- or two-component system containing isocyanate and / or prepolymers with terminal isocyanate groups as well as dihydric and / or higher alcohols and auxiliaries is applied to the substrate to be coated and the applied Foamable mixture immediately afterwards and during the foaming and beginning crosslinking of the mixture on the base under mechanical action, spread into a layer, distributed and structured.
  • foamable mixtures are used which cure with moisture from the environment with crosslinking.
  • the present invention is with PUR foams made from a one component system or
  • Propellant can be realized.
  • a basic component comprises the polyols, catalysts, stabilizers, if appropriate
  • PUR foam for the invention One-component systems suitable for the production of PUR foam for the invention are described, for example, in EP 0 066 830 B2, DE 44 41 696 AI and DE 44 41 570 AI and in the literature cited in these documents, as well as suitable two-component systems .
  • Both one-component and two-component systems for the production of rigid PU foams with physical blowing agents are commercially available, namely packaged, for example, in pressure containers such as aerosol cans, steel bottles or the like.
  • These PUR rigid foams which are referred to as assembly foam or local foam, are used in the construction industry in particular for filling cavities and joints, for isolating water pipes, sealing openings and gaps, as an adhesive for bridging unevenness of substrates for the laying of further
  • the one- or two-component mixture in the pressure vessels is sprayed or sprayed on-site directly into the cavities and fills the corresponding spaces or joints by foaming.
  • these known foamable systems are used to produce flat structured coatings.
  • exterior or interior plaster it can be advantageous not to set the degree of foaming too high.
  • a combination of chemical and physical blowing processes for the foamable mixture is proposed to be advantageous for the production of exterior or interior plaster.
  • Polyol mixtures such as polyether and polyester polyols, can be used as component (B) for this purpose.
  • Preferred polyester diols are esters of aliphatic dicarboxylic acids with 4 to 8 carbon atoms in the alkylene radical, which are reacted with diols, and as dihydric alcohols, ethylene glycol, diethylene glycol, 1,2- or 1,3-propylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol and 1,6-hexanediol can be used.
  • a foamable mixture can be used which foams and crosslinks only chemically using the isocyanate-water reaction after the flat application to the substrate in the presence of atmospheric moisture.
  • the surface of the mixture distributed on the base can be wetted with water in desired areas or in total.
  • the foamable mixture preferably contains a physical blowing agent and is applied from a pressure container to the substrate to be coated under pressure.
  • the foamable mixture applied to the base is spread over a surface with a doctor blade or spatula or roller to form a layer of varying thickness in a regular or irregular shape and, as a result, the desired three-dimensional structure is obtained by the foaming of the structured layer thus formed, which varies in areas.
  • a further layer of a foamable mixture for producing a PUR foam can be applied and distributed before a first layer of a foamable mixture applied to a base is hardened to produce a PUR foam.
  • the surface of the existing PUR foam layer on which the further layer is to be applied can be wetted with water.
  • a foamable PUR mixture enriched with a physical blowing agent with a foaming factor of 1: 3 to 1: 5 after spraying under the pressure of the blowing agent (up to 20 bar) to distribute, spread, rub, even after the start and during the onset of foaming and also after the onset of crosslinking.
  • This mechanical processing of the foamable mixture with or without a physical blowing agent can be carried out by filling, stirring, dabbing, brushing, comb-like brushing, etc.
  • the foaming is shifted by the mechanical processing and bubbles only form after the mixture has been distributed, so that bubble-rich and bubble-free regions which alternate with one another are formed in accordance with the regular or irregular distribution of the foamable mixture, ie more compact regions with highly foamed regions.
  • the spatial structure and density of the foamed coating can be varied almost as high as desired.
  • Relief-like, mountain-like three-dimensional structures, row-like pearl-cord-like structures or flat scale-like or scree-like surface structures can be achieved.
  • coatings according to the invention can also be produced as exterior plaster or interior plaster of building walls.
  • the PUR foam layers produced have a structured but cross-linked surface layer that is waterproof and abrasion-resistant, but the layer as a whole is sufficiently breathable.
  • the structured PUR foam layer applied according to the invention can be provided with a paint application, for example in order to increase the UV resistance or to achieve a decorative effect. It is also possible to add a colorant to the foamable mixture in order to obtain a colored foam layer.
  • An advantageous further development of the invention is the combination of superficial mechanical processing of the foamable mixture, for example sprayed on a surface, as a coating in connection with an application of paint, i.e. the application of a colorant.
  • the colorant can be applied and distributed in the form of a varnish or a dispersion, for example using a roller or doctor, the mechanical structuring and influencing of the surface of the foamable mixture applied during foaming or crosslinking simultaneously with the process of applying and distributing the Colorant takes place.
  • the foamable PUR mixture applied to a base can be mechanically redistributed by the action of force even after foaming has started and crosslinking has begun, after a sticky surface skin has already formed.
  • plucking or tearing of the coating on the surface is possible, as a result of which additional structuring is obtained.
  • This processing according to the invention can be used particularly advantageously for extremely decorative coatings, as are desired in artistic work for three-dimensional images, paintings and reliefs.
  • foamable PUR mixtures in layers or only in regions to a specific layer on a first layer of foamable PUR mixture. This can take place in the already existing layer which has not yet been fully foamed and / or cured. To avoid liability, to increase the degree of crosslinking or the degree of foaming, it may be advisable to wet the existing layer with water. In the reaction with the isocyanate, additional CO 2 can be formed which acts as a blowing agent.
  • the method according to the invention it is also possible to produce flat, three-dimensionally structured structures of decorative type as paintings or collages, reliefs individually or integrated in wall surfaces in the plaster or the like.
  • the foamable PUR mixture also adheres very well to canvas, cotton fabric, jute and other natural fiber materials.
  • the method according to the invention makes it possible to produce any three-dimensional structures of a flat foam structure by varying the thickness of the application of the foamable PUR mixture and correspondingly any regular or irregular subsequent mechanical distribution. Even after complete foaming and crosslinking, the layer thus formed can still be mechanically, e.g. processed with a knife or provided with a coloring or varnish coating or a glaze. As a colorant, color varnish or glaze, all commercially available colors are in
  • Shape of dispersions, emulsions, plastic dispersions, or dissolved in solvents that have good adhesion to polyurethane foam can be used.
  • the foamable mixture can be applied using disposable pressure containers, spray guns or other suitable devices.
  • a nozzle for applying the foamable mixture can be provided, which is designed either as a simple round nozzle or as a nozzle with several spaced-apart round nozzles as an outlet or as a slot nozzle, wide slot nozzle and optionally with an incorporated shape for structure lines.
  • sprinkling for example, sand, this sprinkling being carried out at the point in time at which the surface of the PUR foam is still sticky and not completely crosslinked.
  • the mechanical processing of the foamable PUR mixture applied to a substrate is preferably carried out within the first 10 minutes after application. In the case of very thick foamable layers, this period of time for mechanical processing in the not yet cured state of the PUR foam is extended.
  • foamable mixtures for the manufacture of polyurethane foam with a physical blowing agent preferably CFC have released, proven on the basis of diphenylmethane-4, 4-diisocyanate, the moisture-curing at + 5 ° C to + Are 30 ° C.
  • the foamable mixture As long as the foamable mixture has not yet hardened, it can be shaped more or less. As a rule, curing and crosslinking has progressed to the point after 2 hours that substantial deformation can no longer be achieved.
  • foamable mixture flame-retardant using flame retardants, e.g. according to building material class Bl or B2 according to DIN 4102.
  • flame retardants e.g. according to building material class Bl or B2 according to DIN 4102.
  • inorganic fillers such as
  • Flame retardants can be added to the foamable mixture in customary amounts, in particular about 2 to 18% by weight. -% based on the foamable mixture. Flame resistant or. heavy Flammable, foamable PUR mixtures enable the production of plaster on building walls using the process according to the invention, both inside and outside, in compliance with the building regulations.
  • bioeids can additionally be contained in the foamable mixture as protection against attacks by microorganisms.
  • the foamable mixture can also be any foamable mixture.
  • the foamable mixture can also be any foamable mixture.
  • Anti-aging agents against photooxidation and hydrolysis can be added in customary amounts.
  • the layers according to the invention e.g. when used as plaster, even at a later point in time for cracks, etc. to be repaired easily, since again only foamable PUR mixture needs to be applied to the repair site.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von dekorativen, dreidimensional strukturierten Beschichtungen aus Polyurethanschaum (PUR-Schaum) auf einer Unterlage, bei dem ein schäumfähiges Gemisch auf Basis eines Ein- oder Zweikomponenten-Systemes auf die zu beschichtende Unterlage gegebenenfalls unter Druck aufgebracht und das aufgebrachte schäumfähige Gemisch unmittelbar anschließend und während des Aufschäumens und beginnenden Vernetzens des Gemisches auf der Unterlage unter mechanischer Krafteinwirkung zu einer Schicht verstrichen, verteilt und strukturiert wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Herstellen strukturierter Beschichtungen aus Polyurethanschaum
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von dekorativen, dreidimensional strukturierten Beschichtungen aus Polyurethanschaum (PUR-Schau ) auf einer Unterlage.
Polyurethanschaumstoffe beruhen auf drei Komponenten
den Polyisocyanaten den Polyolen den Hilfsstoffen, einschließlich gegebenenfalls
Treibmittel .
Hierbei wird das Polyurethan durch Polyaddition aus zwei- und/oder höherwertigen Alkoholen (B) und Isocyanaten und/oder Prepolymeren mit terminalen Isocyanatgruppen (A) erhalten. Hilfsstoffe (C) sind an sich bekannte Katalysatoren, Stabilisatoren, Farbpigmente, Treibmittel, Tenside, Emulgatoren, Schaumstabilisatoren, Flammschutzmittel,
Füllstoffe, Alterungsschutzmittel, Antistatika und Bioeide.
Polyurethanschaumstoff wird entweder nach dem chemischen Treibverfahren, beruhend auf der Isocyanat -Wasser-Reaktion, die gasförmiges C02 als Treibgas liefert oder nach dem physikalischen Treibverfahren mit niedrigsiedenden Treibmittelkomponenten, wie halogenierten Kohlenwasserstoffen und/oder leicht flüchtigen nicht halogenierten Kohlenwasserstoffen wie Pentan, Cyclopentan, Propan, Isobutan, Dimethylether hergestellt.
Zur Verarbeitung zu PUR-Schaum werden die Rohstoffe als Ein- oder Zweikomponentengemisch handelsüblich angeboten.
Für die Herstellung von PUR-Schaum wird bevorzugt als Isocyanat das Diphenyl-methan-4 , 4 ' -diisocyanat (MDI) oder das 2,4- bzw. 2, 6-Toluoldiisocyanat eingesetzt.
Mit Polyalkylenglykolethern als Diolen und Isocyanaten sowie Wasser chemisch geschäumt erhält man weichere PUR-Schäume.
Härtere PUR-Schäume erhält man bei mit physikalischen Treibmitteln geschäumten Gemischen auf Basis von Polyolen und Isocyanaten.
Üblicherweise wird PUR-Schaum durch Formschäumen in geschlossenen Formen zu Fertigprodukten verarbeitet oder, im Bauwesen als Montageschaum zum Verfüllen von Hohlräumen und Befestigen von Bauelementen verwendet, da PUR-Schaum im statu nascendi bei Beginn des Vernetzens klebrig ist und gut an vielen Materialien, wie Holz, Metall, Beton, Mauerwerk anhaftet .
In der DE-OS 21 12 397 wird ein Kunststoff auf Polyurethanschaumstoffbasis beschrieben, der als dekorativer Hausputz für Innen- und Außenwände in Form von SchaumstoffWandplatten verwendbar ist.
Aus der JP 54083524 A sind schäumbare Farbanstriche enthaltend ein schäumbares Harz, wie schäumbares Polystyrol, schäumbares Polyethylen oder schäumbares Polyurethan und ein Farbmittel und ein Bindemittel, insbesondere einen Kunststoff wie PVC, Polyacrynitril oder Polymethacrylat, bekannt, denen organische oder anorganische Treibmittel, wie Azodicarbonamid oder Na riu bicarbonat zugegeben werden, bekannt, um damit Bilder zu malen, die nach dem Trocknen bei Raumtemperatur auf eine Temperatur von 90 bis 200°C je nach Kunststoff zwecks Aufschäumen erhitzt werden.
Derartige schaumfähige Farbanstriche eignen sich nicht für die Herstellung großflächiger Hausputze, da diese nicht mit Hitze bis zu 200°C behandelt werden können, um einen Schaum zu erhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, weitere vorteilhafte Einsatzgebiete für PUR-Schaum zu finden, insbesondere für als Ein- bzw. Zweikomponenten-Systeme, gegebenenfalls mit physikalischem Treibmittel in Druckbehältnissen, wie Sprühdosen abgepackte schäumfähige PUR-Gemische zum Herstellen von PUR-Schaum in harter oder halbharter Einstellung.
Die Eigenschaft der bekannten handelsüblich erhältlichen schäumfähigen PUR-Gemische, sehr schnell unkontrolliert aufzuschäumen und zu vernetzen, behindert eine Vielzahl von Formgebungen und Anwendungen, so daß bisher diese schäumfähigen PUR-Gemische nur in vorhandene im wesentlichen geschlossene Formen oder Hohlräume zwecks Ausschäurnen eingebracht wurden oder bei freiem Aufschäumen eine nachträgliche mechanische Bearbeitung und Formgebung durch Abschneiden o. dgl . erst nach dem Aushärten des Schaumes vorgenommen wurde .
Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einem Verfahren zum Herstellen dreidimensional strukturierter, insbesondere flächenhafter Beschichtungen bzw. Schichten aus PUR-Schaum auf einer Unterlage gemäß den Merkmalen des Anspruches 1. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen von dekorativen dreidimensional strukturierten Beschichtungen aus Polyurethanschaum auf einer Unterlage wird ein schäumfähiges Gemisch aus PUR-Schaum auf Basis eines Ein- oder Zweikomponenten-Systems, enthaltend Isocyanat und/oder Prepolymere mit terminalen Isocyanatgruppen sowie zwei- und/oder höherwertige Alkohole sowie Hilfsstoffe, auf die zu beschichtende Unterlage aufgebracht und das aufgebrachte schäumfähige Gemisch unmittelbar anschließend und während des AufSchäumens und beginnenden Vernetzens des Gemisches auf der Unterlage unter mechanischer Kra einwirkung zu einer Schicht verstrichen, verteilt und strukturiert.
Insbesondere werden schäumfähige Gemische eingesetzt, die mit Feuchtigkeit aus der Umgebung unter Vernetzung aushärten.
Die vorliegende Erfindung ist mit PUR-Schaumstoffen, hergestellt aus einem Einkomponenten-System oder
Zweikomponenten-System auf Basis von Isocyanaten, Polyolen, und Hilfsstoffen nach dem chemischen Treibverfahren und/oder physikalischen Treibverfahren mit einem physikalischen
Treibmittel realisierbar.
Bevorzugt werden Beschichtungen aus harten und halbharten PUR-
Schäumen für die Erfindung hergestellt .
Beim Zweikomponenten-System umfaßt eine Grundkomponente die Polyole, Katalysatoren, Stabilisatoren, gegebenenfalls
Treibmittel, Farbpigmente und sonstige Hilfsstoffe, während die zweite Komponente als Vernetzungskomponente das Isocyanat enthält. Hierbei ist es möglich, das Isocyanat mit einer Teilmenge der benötigten Gesamtmenge an Polyol zu einem Prepolymer umzusetzen, so daß dann nur noch die Restmenge an Polyol in der Grundkomponente vorhanden ist, um den PUR-Schaum herzustellen.
Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß es möglich ist, flächige und strukturierte Polyurethanschaumbeschichtungen durch freies Aufschäumen eines auf eine Unterlage aufgebrachten schäumfähigen Gemisches chemisch oder mittels physikalischer Treibmittel oder als Kombination beider Verfahren, gegebenenfalls mit zusätzlicher Wasserbenetzung oder -besprühung der Oberfläche des aufgetragenen Gemisches herzustellen, die einen hervorragenden Außenputz oder Innenputz an Gebäudewänden bilden. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Merkmalen der Unteransprüche sowie die erfindungsgemäße Verwendung den Ansprüchen 13 bis 15 entnehmbar .
Für die Erfindung geeignete Einkomponenten-Systeme zum Herstellen von PUR-Schaum werden beispielsweise in der EP 0 066 830 B2 , DE 44 41 696 AI und DE 44 41 570 AI sowie in der in diesen Schriften zitierten Literatur beschrieben, ebenso auch geeignete Zweikomponenten-Systeme . Sowohl Ein- als auch Zweikomponenten-Systeme für die Herstellung von PUR- Hartschäumen mit physikalischem Treibmittel sind handelsüblich erhältlich, nämlich abgepackt beispielsweise in Druckbehältern, wie Aerosoldosen, Stahlflaschen oder dergleichen. Diese PUR-Hartschäume , die als Montageschaum oder Ortschaum bezeichnet werden, werden in der Bauindustrie insbesondere zum Ausfüllen von Hohlräumen und Fugen, zum Isolieren von Wasserleitungen, Abdichten von Durchbrüchen und Zwischenräumen, als Klebstoff zur Überbrückung von Unebenheiten von Untergründen für die Auflage weiterer
Materialien verwendet. Hierbei wird das in den Druckbehältern befindliche Ein- oder Zweikomponenten-Gemisch vor Ort direkt in die Hohlräume gespritzt oder aufgesprüht und füllt durch Ausschäumen die entsprechenden Räume oder Fugen aus. Erfindungsgemäß werden diese an sich bekannten schäumfähigen Systeme zum Herstellen flächiger strukturierter Beschichtungen eingesetzt. Um eine verbesserte Verarbeitbarkeit zu erhalten, kann es von Vorteil sein, den Aushärtungsprozeß zu verzögern. Für die Herstellung von Außen- oder Innenputz kann es von Vorteil sein, den Verschäumungsgrad nicht zu hoch einzustellen. Eine Kombination von chemischem und physikalischem Treibverfahren für das schäumfähige Gemisch wird als vorteilhaft für die Herstellung von Außen- oder Innenputz vorgeschlagen. Hierfür können als Komponente (B) Polyolgemische, wie Polyether- und Polyesterpolyole eingesetzt werden. Als Polyester-Diole können bevorzugt Ester von aliphatischen Dicarbonsäuren mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest, die mit Diolen umgesetzt werden, und als zweiwertige Alkohole können Ethylenglykol , Diethylenglykol , 1,2- bzw. 1,3- Propylenglykol , Dipropylenglykol , 1 , 4 -Butandiol und 1 , 6-Hexandiol zur Anwendung kommen.
Erfindungsgemäß kann ein schäumfähiges Gemisch verwendet werden, das nur chemisch unter Ausnutzung der Isocyanat - Wasser-Reaktion nach dem flächigen Auftragen auf die Unterlage in Gegenwart von Luftfeuchtigkeit verschäumt und vernetzt.
Zur Förderung des chemischen Verschäumens des schäumfähigen
Gemisches kann die Oberfläche des auf der Unterlage verteilten Gemisches in gewünschten Bereichen oder insgesamt mit Wasser benetzt werden.
Bevorzugt enthält das schäumfähige Gemisch ein physikalisches Treibmittel und wird aus einem Druckbehälter auf die zu beschichtende Unterlage unter Druck aufgebracht .
Das auf der Unterlage aufgebrachte schäumfähige Gemisch wird mittels eines Rakels oder Spachtels oder Rolle flächig zu einer Schicht wechselnder Dicke in regelmäßiger oder unregelmäßiger Form verteilt und infolgedessen durch eine bereichsweise unterschiedlich umfänglich sich ausbildende Aufschäumung der so gebildeten strukturierten Schicht die gewünschte dreidimensionale Struktur erhalten.
In Weiterbildung der Erfindung kann vor dem Aushärten einer auf einer Unterlage aufgebrachten ersten Schicht aus einem schäumfähigen Gemisch zum Herstellen eines PUR-Schaumes eine weitere Schicht aus einem schäumfähigen Gemisch zum Herstellen eines PUR-Schaumes aufgetragen und verteilt werden.
Hierbei kann vor dem Auftragen einer weiteren Schicht aus schäumfähigem Gemisch zum Herstellen von PUR-Schaum die Oberfläche der vorhandenen PUR-Schaumschicht , auf der die weitere Schicht aufgetragen werden soll, mit Wasser benetzt werden . Überraschend hat sich herausgestellt, daß es auch möglich ist, mit einem physikalischen Treibmittel angereichertes schäumfähiges PUR-Gemisch mit einem Schäumfaktor von 1:3 bis 1:5 nach dem Aufspritzen unter dem Druck des Treibmittels (bis zu 20 bar) auf eine Unterlage noch mechanisch zu verteilen, verstreichen, verreiben, auch nach Beginn und während des einsetzenden Aufschäumens und auch noch nach einsetzender Vernetzung. Durch Störung des Schäumvorganges tritt ein Zähmen des Gemisches auf und dieses kann mechanisch besser strukturiert werden. Diese mechanische Bearbeitung des schäumfähigen Gemisches mit oder ohne physikalischem Treibmittel kann durch Spachteln, Verrühren, Tupfen, Streichen, kammartiges Streichen usw. erfolgen. Das Aufschäumen wird durch die mechanische Bearbeitung verlagert und Bläschen bilden sich erst nach Verteilung des Gemisches aus, so daß entsprechend der regelmäßigen oder unregelmäßigen Verteilung des schäumfähigen Gemisches blasenreiche und blasenarme Bereiche gebildet werden, die einander abwechseln, d.h. kompaktere Bereiche mit hochaufgeschäumten Bereichen. Infolge dessen kann eine nahezu beliebig hohe Variabilität der räumlichen Struktur und Raumdichte der geschäumten Beschichtung erreicht werden. Überwiegend wird ein Raumgewicht im Bereich von etwa 10 bis 80 kg/m der hergestellten PUR-
Schaumbeschichtung erzielt.
So sind z.B. reliefartige, gebirgsartige dreidimensionale Strukturen, reihenartige perlschnurartige Strukturen oder flächige schuppenartige oder geröllartige Oberflächenstrukturen erzielbar.
Insbesondere sind erfindungsgemäße Beschichtungen auch als Außenputz oder Innenputz von Gebäudewänden herstellbar. Die hergestellten PUR-Schaumschichten weisen eine strukturierte, jedoch vernetzte Oberflächenschicht auf, die wasserfest und abriebfest ist, wobei die Schicht insgesamt jedoch genügend atmungsaktiv ist. Des weiteren kann die erfindungsgemäß aufgebrachte strukturierte PUR-Schaumschicht mit einem Farbauftrag versehen werden, um z.B. die UV-Beständigkeit zu erhöhen oder zur Erzielung eines dekorativen Effektes. Es ist auch möglich, dem schäumfähigen Gemisch bereits ein Farbmittel zuzusetzen, um so bereits eine durchgefärbte Schaumstoffschicht zu erhalten.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist die Kombination von oberflächlicher mechanischer Bearbeitung des auf eine Unterlage flächig aufgebrachten, zum Beispiel aufgesprühten schäumfähigen Gemisches als Beschichtung in Verbindung mit einem Farbauftrag, d.h. des Aufbringens eines Farbmittels. Hierbei kann das Farbmittel in Gestalt eines Lackes oder einer Dispersion beispielsweise mit einer Rolle oder Rakel aufgebracht und verteilt werden, wobei die mechanische Strukturierung und Beeinflussung der Oberfläche des aufgetragenen schäumfähigen Gemisches während des Aufschäu enes bzw. Vernetzens gleichzeitig mit dem Vorgang des Auftragens und Verteilens des Farbmittels erfolgt.
Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß das auf eine Unterlage aufgebrachte schäumfähige PUR-Gemisch auch nach Beginn des AufSchäumens und beginnender Vernetzung, nachdem sich bereits eine klebrige Oberflächenhaut gebildet hat, mechanisch durch Krafteinwirkung umverteilen läßt. Insbesondere ist ein Zupfen oder Aufreißen der Beschichtung an der Oberfläche möglich, wodurch zusätzliche Strukturierungen erhalten werden. Diese erfindungsgemäße Bearbeitung ist besonders vorteilhaft für extrem dekorative Beschichtungen, wie sie bei künstlerischen Arbeiten zu dreidimensionalen Bildern, Gemälden und Reliefs erwünscht sind, anwendbar.
Des weiteren ist es möglich, auf eine erste Schicht aus schäumfähigem PUR-Gemisch eine oder mehrere weitere schäumfähige PUR-Gemische schichtweise oder nur bereichsweise zur gezielten Erhöhung aufzubringen. Dies kann in noch nicht voll ausgeschäumtem und/oder ausgehärtetem Zustand der schon vorhandenen Schicht erfolgen. Um gegebenenfalls die Haftung, den Grad der Vernetzung oder den Verschäumungsgrad zu erhöhen, kann es zweckmäßig sein, die vorhandene Schicht oberflächlich mit Wasser zu benetzen. Bei der Umsetzung mit dem Isocyanat kann dadurch noch zusätzliches C02 entstehen, das als Treibmittel wirkt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch möglich, flächige, dreidimensional strukturierte Gebilde dekorativer Art als Gemälde oder Kollagen, Reliefs einzeln oder in Wandflächen im Putz integriert oder dergleichen herzustellen. Insbesondere wurde erfindungsgemäß gefunden, daß das schäumfähige PUR-Gemisch auch sehr gut auf Leinwand, Baumwollgewebe, Jute und anderen natürlichen Faserstoffen haftet .
Insbesondere ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren durch unterschiedliche Dicke des Auftrags des schäumfähigen PUR- Ge isches und entsprechend beliebige regelmäßige oder unregelmäßige nachfolgende mechanische Verteilung beliebige dreidimensionale Strukturen eines flächigen Schaumgebildes herzustellen. Auch nach dem vollständigen Ausschäumen und Vernetzen kann die so gebildete Schicht noch mechanisch, z.B. mittels Messer bearbeitet oder mit einem Färb- oder Lacküberzug oder einer Lasur versehen werden. Als Farbmittel, Farblack oder Lasur sind alle handelsüblichen Farben in
Gestalt von Dispersionen, Emulsionen, Kunststoffdispersionen, oder in Lösungsmittel gelöst, die eine gute Haftung an Polyurethanschaum aufweisen, einsetzbar. Der Auftrag des schäumfähigen Gemisches kann mittels Einweg-Druckbehältern, mittels Spritzpistolen oder anderen geeigneten Geräten erfolgen.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann eine Düse zum Auftragen des schäumfähigen Gemisches vorgesehen werden, die entweder als einfache Runddüse oder als Düse mit mehreren voneinander beabstandeten Runddüsen als Austritt oder als Schlitzdüse, Breitschlitzdüse und gegebenenfalls mit eingearbeiteter Form für Strukturlinien ausgebildet ist . Des weiteren ist es auch möglich, die Oberfläche der aufgetragenen Schicht aus PUR-Schaumstoff durch Aufstreuen von z.B. Sand zu veredeln, wobei dieses Aufstreuen zu dem Zeitpunkt vorgenommen wird, an dem die Oberfläche des PUR- Schaumes noch klebrig und nicht vollständig vernetzt ist.
Die mechanische Bearbeitung des auf einen Untergrund aufgetragenen schäumfähigen PUR-Gemisches erfolgt bevorzugt innerhalb der ersten 10 Minuten nach dem Auftrag. Bei sehr dicken schäumfähigen Schichten verlängert sich diese Zeitspanne für eine mechanische Bearbeitung in noch nicht ausgehärtetem Zustand des PUR-Schaumes.
Als geeignet für den erfindungsgemäßen Einsatz haben sich beispielsweise handelsübliche schäumfähige Gemische zum Herstellen von PUR-Schaum mit einem physikalischen Treibmittel, vorzugsweise FCKW- frei, auf Basis von Diphenylmethan-4 , 4 ' -diisocyanat erwiesen, die feuchtigkeitshärtend bei +5°C bis +30°C sind.
Solange das schäumfähige Gemisch noch nicht ausgehärtet ist, kann es mehr oder weniger geformt werden. In der Regel ist die Aushärtung und Vernetzung nach 2 h soweit fortgeschritten, daß eine wesentliche Verformung nicht mehr erzielbar ist.
Es ist auch möglich, das schäumfähige Gemisch mittels Flammschutzmittel schwer entflammbar, z.B. nach Baustoffklasse Bl oder B2 gemäß DIN 4102 auszurüsten. Beispielsweise eignen sich hierfür anorganische Füllstoffe, wie
Aluminiumoxidhydrate, Ammoniumpolyphosphate als auch organische Chlor, Brom und/oder Phosphor oder Stickstoff enthaltende Verbindungen, die gegebenenfalls chemisch an das Polyurethan gebunden werden.
Flammschutzmittel können dem schäumfähigen Gemisch in üblichen Mengen beigegeben werden, insbesondere etwa 2 bis 18 Gew . - % bezogen auf das schäumfähige Gemisch . Flammfest bzw . schwer entflammbar ausgerüstete schäumfähige PUR-Gemische ermöglichen die Herstellung von Putz an Gebäudewänden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl innen als auch außen unter Einhaltung der Bauvorschriften.
In Außenanwendungen können zusätzlich Bioeide in dem schäumfähigen Gemisch als Schutz gegen Angriffe von Mikroorganismen enthalten sein.
Insbesondere können dem schäumfähigen Gemisch auch
Alterungsschutzmittel gegen Photooxidation und Hydrolyse in üblichen Mengen zugegeben werden.
Des weiteren ist es möglich, die erfindungsgemäßen Schichten, z.B. bei Anwendung als Putz, auch zu einem späteren Zeitpunkt bei Rissen etc. einfach auszubessern, da wiederum nur schäumfähiges PUR-Gemisch auf die Reparaturstelle aufgetragen zu werden braucht .
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es somit möglich,
Flächenbeschichtungen auf Basis von PUR-Schaum in Gestalt von Außenputz oder Innenputz von Gebäudewänden in strukturierter Form aus schäumfähigen, gegebenenfalls treibmittelhaltigen Ein- oder Zweikomponenten-PUR-Systemen herzustellen und auch mit Farbanstrichen zu versehen.
Hierbei können gegenüber normalem mineralischem Putz durch die Erfindung folgende Vorteile erzielt werden:
• erheblich geringeres spezifisches Gewicht
• geringeres Transportvolumen, -gewicht und -kosten
• einfachere Handhabung auch für Heimwerker
• problemlose Reparatur von Rissen o. dgl . • weichere (Soft-) Oberfläche mit angenehmem Griff
• geringere Verletzungsgefahr durch weichere, elastische Oberfläche des Putzes
• geringere Schichtdicke bei verbesserter Isolierwirkung
• UV-Stabilität durch UV-resistenten Anstrich bzw. Farbanstrich
• temperaturbeständig von -40°C bis plus 130°C.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen von dekorativen, dreidimensional strukturierten Beschichtungen aus Polyurethanschaum (PUR- Schaum) auf einer Unterlage, bei dem ein schäumfähiges Gemisch zum Herstellen von PUR-Schaum auf Basis eines Ein- oder Zweikomponenten-Systems, enthaltend Isocyanat und/oder Prepolymere mit terminalen Isocyanatgruppen sowie zwei- und/oder höherwertige Alkohole sowie Hilfsstoffe, auf die zu beschichtende Unterlage aufgebracht und das aufgebrachte schäumfähige Gemisch unmittelbar anschließend und während des AufSchäumens und beginnenden Vernetzens des Gemisches auf der Unterlage unter mechanischer
Krafteinwirkung zu einer Schicht verstrichen, verteilt und strukturiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein schäumfähiges Gemisch mit Feuchtigkeit aus der Umgebung unter Vernetzung aushärtet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein schäumfähiges Gemisch verwendet wird, das nur chemisch unter Ausnutzung der Isocyanat-Wasser-Reaktion nach dem flächigen Auftragen auf die Unterlage in Gegenwart von Luftfeuchtigkeit verschäumt und vernetzt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Förderung des chemischen Verschäumens des schäumfähigen
Gemisches die Oberfläche des auf der Unterlage verteilten Gemisches in gewünschten Bereichen oder insgesamt mit Wasser benetzt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das schäumfähige Gemisch ein physikalisches Treibmittel enthält und aus einem
5 Druckbehälter auf die zu beschichtende Unterlage unter Druck aufgebracht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Unterlage aufgebrachte 0 schäumfähige Gemisch mittels eines Rakels oder Spachtels flächig zu einer Schicht wechselnder Dicke in regelmäßiger oder unregelmäßiger Form verteilt wird und infolgedessen durch eine bereichsweise unterschiedlich umfänglich sich ausbildende Aufschäumung der so gebildeten strukturierten 5 Schicht die gewünschte dreidimensionale Struktur erhalten wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aushärten einer auf einer 0 Unterlage aufgebrachten ersten Schicht aus einem schäumfähigen Gemisch zum Herstellen eines PUR-Schaumes eine weitere Schicht aus einem schäumfähigen Gemisch zum Herstellen eines PUR-Schaumes aufgetragen und verteilt wird. 5
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Auftragen einer weiteren Schicht aus schäumfähigem Gemisch zum Herstellen von PUR-Schaum die Oberfläche der vorhandenen PUR-Schaumschicht , auf der die weitere Schicht 0 aufgetragen werden soll, mit Wasser benetzt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der auf einer Unterlage aufgebrachten und verteilten PUR-Schaumschicht , ggf. bei
35. einer weiteren auf die erste Schicht aufgebrachten Schicht aus einem schäumfähigen Gemisch nach dem Beginn des Aufschäumens und nach dem Einsetzen der Vernetzung unter Ausbildung einer oberflächlichen Haut diese Haut stellenweise aufgerissen wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die strukturierte PUR-Schaumschicht mit einem Farbanstrich oder einer Lasur versehen wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Bearbeitung des auf eine Unterlage flächig aufgebrachten schäumfähigen Gemisches in Verbindung mit dem Aufbringen eines Farbmittels durchgeführt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein schäumfähiges Gemisch, das durch Zusatz von Flammschutzmitteln schwer entflammbar ist, verwendet wird.
13. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zum Verputzen von Außen- und/oder Innenwänden von
Gebäuden.
14. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des schäumfähigen Gemisches nach dem Strukturieren des aufgetragenen Gemisches mit Wasser benetzt wird.
15. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zum Herstellen von Gemälden und Reliefs.
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