WO2012000773A1 - Halbstarre deckschicht - Google Patents

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WO2012000773A1
WO2012000773A1 PCT/EP2011/059707 EP2011059707W WO2012000773A1 WO 2012000773 A1 WO2012000773 A1 WO 2012000773A1 EP 2011059707 W EP2011059707 W EP 2011059707W WO 2012000773 A1 WO2012000773 A1 WO 2012000773A1
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binder
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reaction resin
aggregate
acrylate
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PCT/EP2011/059707
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Elo Yde
Luc Bruno Jozef Westhof
Original Assignee
Construction Research & Technology Gmbh
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    • C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction

Definitions

  • the invention relates to a covering, which is suitable in particular as a cover layer for a traffic area, a method for its production and its use.
  • cover layers for traffic routes such as, for example, roads, parking decks, industrial floors or aircraft operating areas are produced either from asphalt or concrete.
  • the use of concrete is particularly advantageous in terms of the high wear resistance of the material.
  • precast concrete parts these must be prefabricated in a complex manner and then laid just as consuming.
  • the intermediate space of the individual laid prefabricated parts is to shed and is a weak point.
  • Fresh concrete has the disadvantage that it must be cured after laying for several days and then post-treated before it can be released for traffic.
  • when laying the concrete expansion joints must be provided to prevent the formation of shrinkage cracks. This is associated with a high cost and has the additional disadvantage that no larger uniform areas can be laid, but just as in the use of precast concrete parts, the expansion joints represent weak points.
  • Asphalt is a mixture of aggregates and bitumen as a binder, with variations in the components of the properties of the asphalt can be adjusted within certain limits.
  • Asphalt can be laid relatively quickly and over a large area. Laying here essentially comprises the application of hot asphalt with a temperature of over 100 ° C to a base course and subsequent compacting.
  • Asphalted traffic areas can be opened to traffic after a short time, but it is disadvantageous that asphalt has a significantly lower wear resistance than concrete and thus causes high maintenance costs over time. In particular, the effect of frost can cause severe damage to the asphalt surface.
  • Another disadvantage is that asphalt pavements, especially based on hot bitumen, too strong Cause odor nuisance. This usually precludes the use of such coverings indoors.
  • coating materials are provided which are intended to combine the high strength of the concrete with the plasticity (low modulus of elasticity) and chemical resistance of the asphalt.
  • These materials are based on a binder combination of reaction resin and cement.
  • mixtures of epoxy resin / hardener and cement are used.
  • coverings of polyurethane resin and cement are also known.
  • the individual components (reaction resin, hardener, cement mortar and possibly water) are mixed with each other before use and applied similar to fresh concrete.
  • PCC polymer-cement-concrete
  • ECC systems epoxy-cement concrete
  • cover layers are described, for example, in GB 2 053 329 and GB 2 331 540 and are commercially available, for example, under the brand name Densiphalt® from Densit ApS.
  • the semi-rigid pavement is mostly used as a jointless under high stress surfacing where conventional asphalt is not sufficient or where the joints are problematic when using concrete. It is suitable for long-term loads and for applications with very large temperature fluctuations and is resistant to salt and frost.
  • the underlying base courses are usually constructed in the usual way as asphalt or cement-bound base courses, resulting in a total of a "mixed load-bearing system" Reason for the rapid strength development, the semi-rigid coating depending on
  • the object of the present invention was therefore to provide a covering which is suitable as a cover layer for a traffic area and does not have the known disadvantages of the previous systems.
  • the desired cover layer should have high strengths in conjunction with a low modulus of elasticity and no cracking.
  • the top layer should be applied faster and more economically even on small areas.
  • Another object of the present invention was to provide a cover layer which is more environmentally friendly than the asphalt used hitherto and can also be applied indoors.
  • This object is achieved by providing a covering comprising a porous matrix of an aggregate and a binder based on a reaction resin, wherein the particles of the aggregate are clamped together by the binder based on a reaction resin and the cavities of the porous matrix with a hardened inorganic binder are filled.
  • the cover layer of the invention has a higher compressive strength, in comparison to cover layers, which are known from GB 2 331 540 or commercially available under the brand name Densiphalt ® . It is also surprising that the modulus of elasticity is very low despite high strength and that cracking is reliably prevented thereby.
  • the system according to the invention has the advantage that the porous matrix can be applied from an additive and a binder based on a reaction resin at ambient temperature and to no appreciable emissons and also leads to no odor nuisance. The binder is cured after a few hours and the porous matrix can then be filled immediately with the mortar.
  • the reaction resin is at least one of the series polyurethane, polyurea, epoxy, acrylate and polyester.
  • the binder based on a reaction resin is preferably at least 70 wt .-%, in particular at least 85 wt .-% and particularly preferably at least 95 wt .-% of at least one compound of the reaction resin. If the reaction resin comprises polyurethanes and / or polyureas, these are composed of at least one polyol or polyamine component and one polyisocyanate component and may optionally contain chain extenders.
  • the method of preparation of the polyurethane or polyurea prepolymers is not critical to the present invention. It may thus be a one-step process, wherein the polyols and / or polyamines, polyisocyanates and chain extenders are simultaneously reacted with each other, which may, for example. In a batch reaction, or it may be a two-stage process, in For example, a prepolymer is first formed, which is subsequently reacted with chain extenders.
  • the polyurethanes or polyureas may also contain further structural units, in particular these may be allophanates, biurets, uretdiones or cyanates.
  • the abovementioned groups are only examples in which the polyurethanes and polyureas according to the invention may also contain further structural units.
  • the degree of branching is not critical to the present invention, so that both linear and highly branched polymers can be used.
  • the molar ratio of the isocyanate component contained in the polymer to the sum of the polyol or polyamine component is 0.01 to 50, preferably 0.5 to 3.0.
  • the isocyanate component is preferably an aliphatic, cycloaliphatic, araliphatic and / or aromatic compound, preferably a diisocyanate or triisocyanate, which may also be mixtures of these compounds.
  • it is to be regarded as preferred that it is hexamethylene diisocyanate-1, 6 (HDI), HDI uretdione, HDI isocyanurate, HDI biuret, HDI allophanate, 1-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane (IPDI), 2,4- and / or 2,6-toluene diisocyanate (TDI) and / or 4,4'-, 2,4'- and / or 2,2'-
  • HDI hexamethylene diisocyanate-1, 6
  • HDI uretdione HDI isocyanurate
  • HDI biuret HDI allophanate
  • IPDI 1-isocyana
  • Diphenylmethane diisocyanate (MDI), polymeric MDI, carbodiimide-modified 4, 4'-MDI, m-xylene diisocyanate (MXDI), m- or p-tetramethylxylene diisocyanate (m-TMXDI, p-TMXDI), 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate (H12MDI) , Naphthalene-1, 5-diisocyanate, cyclohexane-1, 4-diisocyanate, hydrogenated xylylene diisocyanate (H6XDI), 1-methyl-2,4-diisocyanato-cyclohexane, tetramethoxybutane-1,4-diisocyanate, butane-1, 4 diisocyanate, 1,6-diisocyanato-2,2,4-trimethylhexane, 1,6-diisocyanato-2,4,
  • polyisocyanates having two or three isocyanate groups per molecule are suitable.
  • it may also be mixtures of polyisocyanates, wherein the average NCO functionality of the isocyanate component in the mixture in particular at 2.1 to 2.3, 2.2 to 2.4, 2.6 to 2.8 or 2, 8 to 3.0 can lie.
  • Derivatized polyisocyanates may also be used, for example, sulfonated isocyanates, blocked isocyanates, isocyanurates and biuret isocyanates.
  • the polyol or polyamine component is preferably polyetherresterpolyol, fatty acid ester polyols, polyether polyols, polyester polyols, polybutadiene polyols and polycarbonate polyols, which may also be mixtures of these compounds.
  • the polyols and / or polyamines preferably contain between two and 10, more preferably between two and three hydroxyl groups and / or amino groups and have a weight-average molecular weight between 32 and 30,000, more preferably between 90 and 18,000 g / mol.
  • Suitable polyols are preferably the liquid at room temperature, glassy solid / amorphous or crystalline polyhydroxy compounds. Typical examples would be difunctional polypropylene glycols.
  • Suitable polyether polyols are the polyethers known in polyurethane chemistry, such as the polyols prepared using starter molecules by means of KOH or DMC catalysis of styrene oxide, ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, tetrahydrofuran or epichlorohydrin.
  • poly (oxytetramethylene) glycol (poly-THF), 1, 2-polybutylene glycol, or mixtures thereof are particularly suitable.
  • Particularly suitable are polypropylene oxide, polyethylene oxide and butylene oxide and mixtures thereof.
  • polyesterdi- or polyols obtained by condensation of di- or tricarboxylic acids such as adipic acid, sebacic acid, glutaric acid, azelaic acid, suberic acid, undecanedioic acid, dodecanedioic acid, 3rd , 3-dimethylglutaric acid, terephthalic acid, isophthalic acid, hexahydrophthalic acid and / or dimer fatty acid, with low molecular weight diols, triols or polyols, such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, 1, 4-butanediol, 1, 6-hexanediol, 1, 8- octanediol, 1, 10-decanediol, 1, 12-dodecanediol, dimer
  • polystyrene resin e.g. based on caprolactone, which are also referred to as "polycaprolactones”.
  • polycaprolactones Further usable polyols are polycarbonate polyols, dimer fatty alcohols and dimer diols, as well as polyols based on vegetable oils and their derivatives, such as castor oil and its derivatives or epoxidized soybean oil.
  • hydroxyl-containing polycarbonates in question which by reaction of carbonic acid derivatives, for. B.
  • Diphenyl carbonate, dimethyl carbonate or phosgene are available with diols. Particularly suitable are, for example, ethylene glycol, 1,2,3- and 1,3-propanediol, 1,3- and 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, 1,8-octanediol, neopentyl glycol, 1,4-bishydroxymethylcyclohexane, 2-Methyl-1,3-propanediol, 2,2,4-trimethylpentanediol-1, 3, dipropylene glycol, polypropylene glycols, dibutylene glycol, polybutylene glycols, bisphenol A, tetrabromobisphenol A, glycerol, trimethylolpropane, 1, 2,6-hexanetriol, 1, 2,4-butanetriol, trimethylolpropane, pentaerythritol, quinitol,
  • hydroxy-functional polybutadienes which are commercially available under the trade name "Polybd®", can also serve as the polyol component as well as their hydrogenated analogs.Otherwise there are hydroxy-functional polysulfides which are sold under the trade name “Thiokol® NPS-282 "as well as hydroxy-functional polysiloxanes in question.
  • Hydrazine, hydrazine hydrate and substituted hydrazines such as N-methylhydrazine, ⁇ , ⁇ '-dimethylhydrazine, acid hydrazides of adipic acid, methyladipic acid, sebacic acid, hydracrylic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, semicarbazidoalkylene hydrazides, such as 13-semicarbazidopropionic acid hydrazide are particularly suitable as inventively employable polyamine component , Semicarbazidoalkylen-carbazinester such.
  • 2-semicarbazidoethyl carbazine ester and / or aminosemicarbazide compounds such as 13-aminoethyl semicarbazidocarbonate.
  • Polyamines based on polyesters, polyolefins, polyacetals, polythioethers, polyethercarbonates, polyethylene terephthalates, polyesteramides, polycaprolactams, polycarbonates, polycaprolactones and polyacrylates, which have at least two amine groups, are also suitable for the preparation of the polyurethanes and polyureas.
  • Polyamines eg those marketed under the trade name Jeffamine® (polyether polyamines), are also suitable.
  • Suitable polyol components and / or polyamine components are also the species known as chain extenders, which react with excess isocyanate groups in the preparation of polyurethanes and polyureas, normally having a molecular weight (Mn) of less than 400 and often in the form of polyols , Aminopolyols or aliphatic, cycloaliphatic or araliphatic see polyamines.
  • chain extenders which react with excess isocyanate groups in the preparation of polyurethanes and polyureas, normally having a molecular weight (Mn) of less than 400 and often in the form of polyols , Aminopolyols or aliphatic, cycloaliphatic or araliphatic see polyamines.
  • Suitable chain extenders are, for example:
  • Alkanediols such as ethanediol, 1,2- and 1,3-propanediol, 1,4- and 2,3-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,3-dimethylpropanediol, 1,6-hexanediol, neopentylglycol, cyclohexane xandimethanol, 2-methyl-1, 3-propanediol, hexylene glycol, 2,5-dimethyl-2,5-hexanediol, ethylene glycol, 1, 2 or 1, 3-propanediol, 1, 2, 1, 3 or 1 , 4-butanediol, 1, 2, 1, 3, 1, 4 or 1, 5-pentanediol, 1, 2, 1, 3, 1, 4, 1, 5 or 1, 6 Hexanediol, neopentylhydroxypivalate, neopentylglycol, dipropyleneglycol,
  • the polyol component and / or polyamine component may contain double bonds, which may be e.g. may result from long-chain, aliphatic carboxylic acids or fatty alcohols.
  • a functionalization with olefinic double bonds is z.
  • the polyol component and / or polyamine component are polypropylene diol, polypropylene triol, polypropylene polyol, polyethylene diol, polyethylene triol, polyethylene polyol, polypropylenediamine, polypropylenetriamine, polypropylene polyamine, polyTHF-diamine , Polybutadiene diol, polyester ether diol, polyester triol, polyester polyol, polyester ether diol, polyester ether triol, polyester ether polyol, more preferably polypropylenediol, polypropylene triol, polyTHF diol, polyhexanediol carbamate diol, polycaprolactam diol and polycaprolactam triol. Furthermore, it may also be mixtures of the compounds mentioned.
  • the polyurethanes or polyureas polyols having a molecular weight between 1000 and 10,000, in particular 2000 to 6000 and particularly preferably 3000 to 5000 g / mol.
  • These polyols are more preferably polyTHF-diol, polypropylene glycol and random copolymers and / or block copolymers of ethylene oxide and propylene oxide.
  • they may be polyether polyols, which were prepared in a preferred embodiment by DMC catalysis and in a particularly preferred embodiment by KOH catalysis.
  • the chain extenders used are diols having a molecular weight of from 60 to 500, in particular from 60 to 180, with the dioligomers of glycols being particularly preferred.
  • TDI 2,4- and / or 2,6-tolylene diisocyanate
  • MDI 4,4'-, 2,4'- and / or 2,2'-diphenylmethane diisocyanate
  • IPDI 3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl
  • the polyurethanes or polyureas of the present invention may also contain crosslinker components, chain stopper components, and other reactive components.
  • Some crosslinkers have already been listed among the chain extenders with at least three NCO-reactive hydrogens.
  • it may be glycerin, tetra (2-hydroxypropyl) ethylene diamine, pentaerythritol, trimethylol propane, sorbitol, sucrose, triethanolamine, and polymers having at least three reactive hydrogens (e.g., polyether amines having at least three amine groups, polymeric triols, etc.).
  • Suitable chain stoppers are in particular compounds with reactive hydrogens, such as monools, monoamines, monothiols and monocarboxylic acids.
  • monools are used, with C1 to C12 alcohols (in particular methanol to dodecyl alcohol), higher alcohols, polymers such as polyethers and polyesters having an OH group and structural units such as glycerol or sucrose, in which all but one OH - Group have been implemented, with no further reactive hydrogens were introduced in the implementation, can be used.
  • C1 to C12 alcohols in particular methanol to dodecyl alcohol
  • higher alcohols polymers such as polyethers and polyesters having an OH group and structural units such as glycerol or sucrose, in which all but one OH - Group have been implemented, with no further reactive hydrogens were introduced in the implementation, can be used.
  • UV-resistant variant are as polyol preferably polyester having at least two OH groups, polycarbonates having at least two OH groups, polycarbonate esters having at least two OH groups, PolyTHF, polypropylene glycol, random copolymers and / or block copolymers of ethylene oxide and propylene oxide used.
  • the polyurethanes and polyureas may further contain stabilizing additives, e.g. for protection against UV radiation, oxidation, in particular, additives of the neck type are used.
  • stabilizing additives e.g. for protection against UV radiation, oxidation, in particular, additives of the neck type are used.
  • this is called 4-amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine.
  • polyurethanes and polyureas may be used as latent hardeners oxazolidines, especially oxazolidines from diethanolamine and isobutylaldehyde or pivalaldehyde and / or aldemines from isophoronediamine, e.g. Incozole HP and Imine e.g. Vestamin A139, low molecular weight aliphatic diamines e.g. Hexanediamine and / or polyether polyamines such as e.g. Jeffamine® and isobutyraldehyde or pivalaldehyde and / or a polyamine, e.g. Hexamethylenediamine or a Jeffamine® blocked with a hydroxypivalaldehyde ester can be used.
  • oxazolidines especially oxazolidines from diethanolamine and isobutylaldehyde or pivalaldehyde and / or aldemines from isophoron
  • the binder according to the invention contains polyurethanes or polyureas which have free isocyanate groups.
  • polyurethanes or polyureas which have free isocyanate groups.
  • the isocyanate groups can react with water (including moisture from the atmosphere) to form amine groups which react with the isocyanate groups of the other polyurethane or polyurea molecules thereby forming urea linkages, thereby curing the binder.
  • the polyurethane and / or polyurea may be a one-component system, preferably based on polyether polyol isocyanate prepolymers.
  • the polyurethane and / or polyurea may be a two-component system, preferably based on diphenylmethane diisocyanate (MDI) and a mixture of polyols or amines.
  • the first component here is a polyisocyanate and / or NCO prepolymer and the second component is a polyol and / or polyamine, which may also contain a chain extender. After mixing the two components, the components react with each other, whereby the binder hardens.
  • the binder based on a reaction resin comprises acrylates
  • these are preferably composed of at least one monomer from the series of acrylic esters and methacrylic esters, preferably at least 70% by weight of the polymer being at least one compound of the series of acrylic esters, methacrylic esters and Styrole exists.
  • the monomers of the acrylate component are preferably at least one compound from the series Ethyldiglycolacrylat, 4-tert.
  • it is two or more monomers from the series n-butyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, acrylic acid, methacrylic acid and methyl methacrylate.
  • copolymers of at least two of the abovementioned monomers are used, the ratio being selected in such a form that the copolymers obtained have the desired performance properties for adhesives and sealants.
  • the skilled worker is familiar with suitable copolymers having the desired performance properties.
  • copolymers of n-butyl acrylate and methyl methacrylate are preferred, which are used in a molar ratio in which the copolymer obtained has a glass transition temperature which lies between those of the corresponding homopolymers.
  • the acrylates of the present invention may be both copolymer and homopolymers.
  • the acrylic acid polymers can furthermore also contain other ethylenically unsaturated monomers, for example isoprenol or hydroxybutyl vinyl ether.
  • ethylenically unsaturated monomers for example isoprenol or hydroxybutyl vinyl ether.
  • examples include mono- and polyunsaturated hydrocarbon monomers, Vinylester (eg. Vinylester C r to C 6 saturated monocarboxylic acids), vinyl ethers, monoethylenically unsaturated mono- and polycarboxylic acids and alkyl esters of these monocarboxylic and polycarboxylic acids (eg.
  • Acrylate and methacrylate esters such as C R to Ci 2 alkyl and in particular C r to C 4 alkyl esters), amino monomers and nitriles, vinyl and alkylvinylidenes and amides of unsaturated carboxylic acids mentioned.
  • unsaturated hydrocarbon monomers comprising styrene compounds (for example styrene, carboxylated styrene and ⁇ -methylstyrene), ethylene, propylene, butylene and conjugated dienes (butadiene, isoprene and copolymers of butadiene and isoprene).
  • vinyl and halovinylidene monomers mention may be made of vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl fluoride and vinylidene fluoride.
  • vinyl esters include aliphatic vinyl esters such as vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl valerate, vinyl caproate and allyl esters of saturated monocarboxylic acids such as allyl acetate, allyl propionate and allyl lactate.
  • vinyl ethers mention may be made of methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether and n-butyl vinyl ether.
  • Typical vinyl ketones include methyl vinyl ketones, ethyl vinyl ketones and isobutyl vinyl ketones.
  • dialkyl esters of monoethylenically unsaturated dicarboxylic acids include dimethyl maleate, diethyl maleate, dibutyl maleate, dioctyl maleate, diisooctyl, Dinonylmaleat, Diisodecylmaleat, decylmaleat Ditri-, dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dipropyl fumarate, dibutyl fumarate, dioctyl tylfumarat, Diisooctylfumarat, Didecylfumarat, dimethyl itaconate, diethyl itaconate, Dibuty- litaconat and dioctyl itaconate.
  • the monoethylenically unsaturated monocarboxylic acids are acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid and crotonic acid.
  • the monoethylenically unsaturated dicarboxylic acids maleic acid, fumaric acid, itaconic acid and citric acid.
  • monoethylenically unsaturated tricarboxylic acids for example, aconitic acid and its halogen-substituted derivatives can be used in view of the present invention.
  • the anhydrides and esters of the abovementioned acids for example maleic anhydride and citric anhydride
  • nitriles of ethylenically unsaturated mono-, di- and tricarboxylic acids include acrylonitrile, ⁇ -chloroacrylonitrile and methacrylonitrile.
  • the amides of the carboxylic acids may be acrylamides, methacrylamides and other ⁇ -substituted acrylamides and N-substituted amides, for example N-methylolacrylamide, N-methylolmethylacrylamide, alkylated N-methylolacrylamides and N-methylolmethacrylamides (for example N-methoxymethylacrylamide and N-methoxymethylmethacrylamide).
  • amino monomers it is possible to use substituted and unsubstituted aminoalkyl acrylates, hydrochloride salts of the amino monomers and methacrylates such as ⁇ -aminoethyl acrylate, ⁇ -aminoethyl methacrylate, dimethylaminomethyl acrylate, ⁇ -methylaminoethyl acrylate and dimethylaminomethyl methacrylate.
  • o and ⁇ -ethylenically unsaturated compounds which are suitable for the polymerization and contain primary, secondary or tertiary amino groups, for example dimethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoneopentyl acrylate, dimethylamino-propyl methacrylate and tert-butylaminoethyl methacrylate, or organic and organic compounds, may be mentioned with regard to the cationic monomers inorganic salts of these compounds and / or alkylammonium compounds such as trimethylammoniumethyl methacrylate chloride, diallyldimethylammonium chloride, ⁇ -acetamididiethylaminoethyl acrylate chloride and methacrylamidopropyltrimethylammonium chloride.
  • cationic monomers can be used alone or in combination with the aforementioned other monomers.
  • hydroxy-containing monomers are the ⁇ -hydroxyethyl (meth) acrylates, ⁇ -hydroxypropyl (meth) acrylates and Y-hydroxypropyl (meth) acrylates.
  • the binder based on a reaction resin comprises epoxy resins, these are preferably liquid below 160 ° C.
  • epoxy resins are:
  • A) polyglycidyl and poly (.beta.-methylglycidyl) esters obtainable by reacting a compound having at least two carboxyl groups in the molecule and epichlorohydrin or beta-methylpichlorohydrin. The reaction is conveniently carried out in the presence of bases.
  • aliphatic polycarboxylic acids can be used as a compound having at least two carboxyl groups in the molecule. Examples of such polycarboxylic acids are oxalic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid or dimerized or trimerized linoleic acid.
  • cycloaliphatic polycarboxylic acids for example tetrahydrophthalic acid, 4-methyltetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid or 4-methylhexahydrophthalic acid.
  • aromatic polycarboxylic acids for example phthalic acid, isophthalic acid or terephthalic acid.
  • polyglycidyl or poly ( ⁇ -methylglycidyl) ethers obtainable by reacting a compound having at least two free alcoholic hydroxyl groups and / or phe- nolic hydroxy groups and epichlorohydrin or ⁇ -methylepichlorohydrin under alkaline conditions, or in the presence of an acid catalyst and subsequent alkali treatment.
  • the glycidyl ethers of this type are derived, for example, from acyclic alcohols, such as ethylene glycol, diethylene glycol and higher poly (oxyethylene) glycols, propane-1, 2-diol or poly (oxypropylene) glycols, propane-1,3 -diol, butane-1,4-diol, poly (oxytetramethylene) glycols, pentane-1, 5-diol, hexane-1, 6-diol, hexane-2,4,6-triol, glycerine, 1 , 1, 1 -Trimethylolpropan, pentaerythritol, sorbitol, and of polyepichlorohydrins.
  • acyclic alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol and higher poly (oxyethylene) glycols, propane-1, 2-diol or poly (oxypropylene) glycols, propane-1,3 -diol, but
  • cycloaliphatic alcohols such as 1,4-cyclohexanedimethanol, bis (4-hydroxycyclohexyl) methane or 2,2-bis (4-hydroxycyclohexyl) propane, or they have aromatic nuclei, such as N , N-bis (2-hydroxyethyl) aniline or p, p'-bis (2-hydroxyethylamino) diphenylmethane.
  • the glycidyl ethers may also be derived from mononuclear phenols, such as resorcinol or hydroquinone, or based on polynuclear phenols, such as bis (4-hydroxyphenyl) methane, 4,4'-dihydroxybiphenyl, bis (4-hydroxyphenyl) methane.
  • hydroxyphenyl) sulfone 1,1,2,2-tetrakis- (4-hydroxyphenyl) -ethane, 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) -propane, 2,2-bis- (3,5-dibromo-) 4-hydroxyphenyl) -propane and novolaks obtainable by condensation of aldehydes, such as formaldehyde, acetaldehyde, chloral or furfuraldehyde, with phenols, such as phenol, or with phenols which are substituted in the nucleus by chlorine atoms or C r C 9 alkyl groups , such as 4-chlorophenol, 2-methylphenol, or 4-tert-butylphenol or by condensation with bisphenols, those of the type mentioned above.
  • aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde, chloral or furfuraldehyde
  • phenols such as phenol
  • C r C 9 alkyl groups such as 4-ch
  • the poly (N-glycidyl) compounds also include triglycidyl isocyanurate, ⁇ , ⁇ '-diglycidyl derivatives of cycloalkylene ureas, such as ethyleneurea or 1,3-propyleneurea, and diglycidyl derivatives of hydantoins, such as of 5,5-dimethylhydantoin.
  • D) Poly (S-glycidyl) compounds for example di-S-glycidyl derivatives derived from dithiols such as ethane-1,2-dithiol or bis (4-mercaptomethylphenyl) ether.
  • cycloaliphatic epoxy resins for example bis (2,3-epoxycyclopentyl) ether, 2,3-epoxycyclopentyl glycidyl ether, 1,2-bis (2,3-epoxycyclopentyloxy) ethane or 3,4-
  • Epoxycyclohexylmethyl-3 ', 4'-epoxycyclohexane Epoxycyclohexylmethyl-3 ', 4'-epoxycyclohexane.
  • epoxy resins in which the 1,2-epoxide groups are bonded to different heteroatoms or functional groups; these compounds include, for example, the ⁇ , ⁇ , ⁇ -triglycidyl derivative of 4-aminophenol, the glycidyl ether glycidyl ester of salicylic acid, N-glycidyl-N '- (2-glycidyloxypropyl) -5, 5-dimethylhydantoin or 2-glycidyloxy-1, 3-bis- (5,5-dimethyl-1-glycidylhydantoin-3-yl) -propane.
  • these compounds include, for example, the ⁇ , ⁇ , ⁇ -triglycidyl derivative of 4-aminophenol, the glycidyl ether glycidyl ester of salicylic acid, N-glycidyl-N '- (2-glycidyloxypropyl) -5, 5-dimethylhydantoin or 2-gly
  • a liquid polyglycidyl ether or ester in particular a liquid bisphenol diglycidyl ether or a liquid diglycidyl ester of a cycloaliphatic or aromatic dicarboxylic acid. It is also possible to use mixtures of epoxy resins.
  • the binder based on a reaction resin in an amount of 0.5 to 5 wt .-%, preferably 1 to 3 wt .-%, based on the aggregate are used. This ensures an effective clamping of the Zuscherstoffs, which also form the required cavities in the form of a porous matrix. Since it is the polyurethane and / or polyurea is the most expensive component of the covering, it is economically advantageous to use the smallest possible amount of this component.
  • the aggregate is preferably an aggregate, in particular quartz sand, basalt, granite, greywacke and / or diabase with an average particle diameter between 1 and 20 mm, preferably between 2 and 12 mm, particularly preferably between 4 and 8 mm.
  • the choice of aggregate has an influence on the abrasion of the coating, which is determined according to DIN 52108. Granite and basalt should be mentioned as particularly abrasion-resistant.
  • the porous matrix has a volume fraction of void fraction of 15 to 45%, preferably 20 to 40%, in particular 25 to 35%.
  • the traffic area according to the invention preferably comprises a supporting layer, as is known in the prior art.
  • the base layer comprises an antifreeze layer on which additional soft layers are applied.
  • the further layers may be an asphalt base course, an asphalt binder course and a stress relieving sealing adhesive bridge.
  • a concrete floor or concrete screed is usually sufficient as the base course.
  • the thickness of the respective layers must be adapted to the respective application and can be found, for example, in the "Guidelines for the Standardization of the Traffic Areas - RStO", published by the FGSV, Anlagensgesellschaft fürense- und pulp- nen eV, Cologne, and the "Merkblatt for the production of semi-rigid surface layers M HD ".
  • the covering according to the invention which is preferably applied to a base layer, has in particular a thickness of between 1 and 25 cm, preferably between 2 and 12 cm, particularly preferably between 3 and 8 cm.
  • the cured inorganic binder, with which the cavities of the porous matrix are filled preferably contains at least one hydraulic binder, in particular cement, particularly preferably Portland cement.
  • the cured inorganic binder may contain at least one latent hydraulic binder, in particular pozzolan, volcanic slag, volcanic tuff, fly ash, blast furnace slag, microsilica, kaolin, metakaolin, activated clay, Trass, pozzolanic earth, kieselguhr, diatomaceous earth and an alkaline excipient, most preferably waterglass ,
  • the cured inorganic binder comprises at least one filler from the series quartz sand, quartz, limestone, barite, calcite, dolomite, talc, kaolin, mica and chalk.
  • the hardened inorganic binder may contain at least one additive from the series of plasticizers, redispersible polymer powders, defoamers, stabilizers, water retention agents, thickeners, dedusting agents, accelerators, retarders and pigments.
  • the covering according to the invention has a preferred compressive strength of> 5 N / mm 2 , in particular> 10 N / mm 2 and particularly preferably> 20 N / mm 2 , 24 hours after it has been produced.
  • the present invention also proposes a process for producing a coating according to the invention, wherein the additive is mixed with a binder based on a reaction resin and the mixture is applied in the desired thickness on a substrate and after curing of the binder based on a reaction resin, the resulting Cavities are filled with the inorganic binder.
  • the mixing of the additive with a binder based on a reaction resin can be carried out in any manner known to those skilled in the art.
  • compulsory mixers such as concrete or screed mixers are suitable.
  • the use of a drill with attached basket stirrer is possible.
  • the inorganic binder is introduced in the form of a flowable mortar into the cavities, which are formed by the aggregate clasped with the binder based on a reaction resin. the.
  • the maximum particle size should be ⁇ 2 mm, preferably ⁇ 1 mm, particularly preferably ⁇ 0.4 mm.
  • the cavities of the porous matrix of an aggregate and the binder based on a reaction resin are filled as completely as possible with the mortar. It is particularly advantageous if the mortar used has a high flowability to penetrate into small cavities. As a result, a particularly dense and high-strength coating is formed, which holds high mechanical loads particularly well.
  • the mortar is applied to the surface of the porous matrix and should preferably have a fluidity such that the mortar penetrates as completely as possible into all cavities of the porous matrix by gravity and displaces the air contained therein. In special cases, the introduction of the mortar into the cavities of the porous matrix can be supported mechanically, for example by vibration.
  • the mortar is incorporated into the porous matrix in an amount such that the cured inorganic binder and the porous matrix together form the surface of the pad.
  • condenser When cement is used for the high-strength cured inorganic binder, it is advantageous to apply the mortar with the least possible amount of water and to use a condenser.
  • the condenser is also essential to achieve the desired high flowability of the mortar.
  • all known condenser can be used.
  • liquefiers for hydraulically setting mortar systems substances based on lignin sulfonate are known, for example, from WO 97/13732.
  • DE 19538821 describes sulfonate-containing condensation products based on amino-s-triazines having at least two amino groups and formaldehyde.
  • condensates of sulfonated aromatics and formaldehyde are described.
  • EP 792850 further cementitious compositions which contain as the condenser copolymers of short-chain polyalkylene glycol (meth) acrylates, long-chain polyalkylene glycol (meth) acrylates and ethylenically unsaturated carboxylic acids.
  • EP 590983 relates to cement liquefiers based on copolymers of (meth) acrylic acid, ethylenically unsaturated sulfonates, polyethylene glycol (meth) allyl ethers, esters of (meth) acrylic acid with polyethylene glycol monoethers, and optionally (meth) acrylic acid esters.
  • DE 10063291 describes polycarboxylate-based cement liquefiers, in which copolymer comonomer units with polyoxyalkylene groups and comonomer units with OH, CO or sulfonate groups are also contained.
  • EP 816298 describes plasticizers which are obtained by copolymerization of polyoxyethylene-functional monomers, polyoxyethylene-polyoxypropylene-containing monomers and ethylenically unsaturated sulfonate-functional comonomers.
  • polycarboxylate or polycarboxylate ether base have proven to be suitable as plasticizers for the present invention.
  • the amount of condenser used is generally between 0.1 and 5 wt .-% based on the dry mortar.
  • the inorganic binder is introduced in the form of a dry mortar in the cavities, in particular by einlawen.
  • a gentle entry of the water in the form of a spray and / or surface irrigation is preferred.
  • the way in which water is introduced can be done for example with a lawn sprinkler, a water sprinkler, a garden hose with or without dispensing nozzle and / or a watering can. It is advantageous that the duration of the irrigation is chosen so that the water can penetrate as possible through the entire surface, so that the mortar has enough water for hydration.
  • the covering according to the invention can be modified on its surface depending on the intended use. In this case, it is possible, for example, for the surfaces to be ground, polished or shot peened. Before the inorganic binder is cured, the surface of the coating can also be subjected to a fine-grained material, in particular sand or split, in order to increase the initial grip of the coating.
  • the covering according to the invention is preferably a covering layer for a traffic area, which may be, in particular, parking decks, industrial floors such as warehouses, assembly and manufacturing spaces, port facilities, order picking areas, exhibition halls, hangars, loading areas, aircraft operating areas, container shelves and roads ,
  • the coating according to the invention has the advantage that it is particularly resistant and resistant to abrasion in the respective applications and can withstand high pressure loads in the long run.
  • the coating according to the invention is still
  • the covering has a good grip and a very good freeze-thaw resistance and can be installed within a very short time and released for traffic.
  • Microsilica (Eikern microsilica, Eikern AS) 4.70% by weight
  • Elastopave 6551/102 component A additive-containing polyol blend, Elastogran GmbH
  • Elastopave 6551/102 component B diphenylmethane diisocyanate (MDI) containing formulation, Elastogran GmbH
  • PU component 98 parts of quartz sand with a grain size of 4-8mm were mixed homogeneously with 2 parts PU component and placed in three prismatic molds with the dimensions 160x40x40mm.
  • the prisms (PU-sand matrix) were 24 h at 23 ° C and 50% rel. Moisture stored.
  • the grout was mixed with the required quantity of mixing water to form a homogenous fresh mortar.
  • the prism shapes with the PU sand matrix were filled with the fresh mortar and at 23 ° C and 50% rel. Moisture stored. After 24 h hardening time, the prism shapes were removed and the prism body
  • Grout 1 150g 8.4MPa / 61.6MPa
  • Grout 2 240g 3.3MPa / 16.0MPa
  • 3 140g 28MPa / 40MPa

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Belag, umfassend eine poröse Matrix aus einem Zuschlagstoff und einem Bindemittel auf Basis eines Reaktionsharzes, wobei die Teilchen des Zuschlagstoffs durch das Bindemittel auf Basis eines Reaktionsharzes miteinander verklammert und die Hohlräume der porösen Matrix mit einem gehärteten anorganischen Bindemittel gefüllt sind. Weiterhin wird ein Verfahren zur Herstellung dieses Belages sowie dessen Verwendung offenbart.

Description

Halbstarre Deckschicht
Die Erfindung betrifft einen Belag, welcher sich insbesondere als Deckschicht für eine Verkehrsfläche eignet, ein Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwen- dung.
Konventionell werden Deckschichten für Verkehrswege wie bspw. Straßen, Parkdecks, Industrieböden oder Flugbetriebsflächen entweder aus Asphalt oder Beton hergestellt. Die Verwendung von Beton ist insbesondere hinsichtlich der hohen Verschleißfestigkeit des Materials vorteilhaft. Bei Verwendung von Fertigbetonteilen müssen diese in aufwändiger Weise vorgefertigt werden und dann ebenso aufwändig verlegt werden. Der Zwischenraum der einzelnen verlegten Fertigteile ist zu vergießen und stellt ein Schwachpunkt dar. Frischbeton besitzt den Nachteil, dass dieser nach dem Verlegen für mehrere Tage aushärten und anschließend nachbehandelt werden muss, bevor er für den Verkehr freigegeben werden kann. Weiterhin müssen beim Verlegen des Betons Dehnungsfugen vorgesehen werden, um die Bildung von Schwundrissen zu vermeiden. Dies ist mit einem hohen Aufwand verbunden und hat zusätzlich den Nachteil, dass keine größeren einheitlichen Flächen verlegt werden können, sondern ebenso wie bei der Verwendung von Fertigbetonteilen die Dehnungsfugen Schwachstellen darstellen. Ein weiterer Nachteil bei der Verwendung von Beton für Deckschichten ist das Auftreten von Schwundrissen. Durch diese Rissbildung, auch bei sehr geringer Rissweite, können Flüssigkeiten in den Belag eindringen und diesen zerstören. Weiter können durch den Belag diese Flüssigkeiten durch den Deckbelag auch in den Unter- grund gelangen. Rissbildungen und partielle Ausbrüche können bei der Verwendung von Beton durch starke mechanische Kräfte, insbesondere Schläge mit harten und spitzen Materialien auftreten. Der Grund dafür stellt der hohe E-Modul bei hochfesten Beton dar, da dadurch auftretende Spannungen nicht genügend abgebaut werden können. Auch die Beständigkeit gegen aggressive Flüssigkeiten, wie z. B. Benzin, Mo- toröl, Hydraulikflüssigkeiten etc. ist gering.
Asphalt ist ein Gemisch aus Gesteinskörnungen und Bitumen als Bindemittel, wobei durch Variationen der Komponenten die Eigenschaften des Asphalts in gewissen Grenzen eingestellt werden können. Asphalt kann relativ schnell und großflächig ver- legt werden. Das Verlegen umfasst hierbei im Wesentlichen das Aufbringen von heißem Asphalt mit einer Temperatur von über 100 °C auf eine Tragschicht sowie ein nachfolgendes Kompaktieren. Asphaltierte Verkehrsflächen können nach kurzer Zeit für den Verkehr freigegeben werden, wobei es allerdings nachteilig ist, dass Asphalt eine deutlich niedrigere Verschleißfestigkeit als Beton aufweist und somit im Laufe der Zeit hohe Instandhaltungskosten verursacht. Insbesondere durch das Einwirken von Frost kann es zu starken Beschädigungen der Asphaltdecke kommen. Ein weiterer Nachteil ist, dass Asphaltbeläge, insbesondere auf Basis von Heißbitumen, zu starker Geruchsbelästigung führen. Dies schließt in der Regel die Verwendung solcher Beläge in Innenräumen aus.
Insbesondere für Industrieflächen und Parkdecks werden Beschichtungsmaterialien zur Verfügung gestellt, die die hohe Festigkeit des Betons mit der Plastizität (niedriger E- Modul) und Chemikalienbeständigkeit des Asphaltes verbinden sollen. Diese Materialien basieren auf einer Bindemittelkombination aus Reaktionsharz und Zement. Dabei kommen insbesondere Mischungen von Epoxidharz/Härter und Zement zum Einsatz. Es sind aber auch Beläge aus Polyurethanharz und Zement bekannt. Die einzelnen Komponenten (Reaktionsharz, Härter, Zementmörtel und ggf. Wasser) werden dabei vor der Anwendung mit einander vermischt und ähnlich wie Frischbeton aufgebracht. Solche PCC- (polymer-cement-concrete) oder auch ECC-Systeme (epoxy-cement- concrete) haben jedoch den Nachteil, dass die Rissbildungsneigung u. a. aufgrund des nach wie vor vorhandenen Schwindens so groß ist, dass die Funktionsfähigkeit des Belages stark gemindert wird.
Um die bekannten Nachteile von Asphalt, Beton und auch PCC- und ECC-Systeme als Deckschicht für Verkehrsflächen zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, halbstarre Deckschichten zu verwenden. Solche Systeme bestehen aus einem hohlraumrei- chen Asphalttraggerüst mit einem Hohlraumgehalt zwischen 25 bis 30 Vol.-% und einem speziell modifizierten Verfüllmörtel, mit dem in einem zweiten Arbeitsgang die Hohlräume des Asphalttraggerüsts ausgefüllt werden. Hierdurch wird ein Synergieeffekt erzielt, der durch die flexible Komponente Asphalt und die starre Komponente Zement entsteht.
Es ergeben sich hieraus Möglichkeiten, großflächig fugenlose und dauerhaft hochstandfeste Verkehrsflächenbefestigungen herzustellen, die gegenüber den mit rein hydraulischen Bindemitteln konzipierten Bauweisen wirtschaftlicher sind. Derartige Deckschichten werden bspw. in der GB 2 053 329 sowie der GB 2 331 540 beschrie- ben und sind kommerziell bspw. unter dem Markennamen Densiphalt® von der Densit ApS erhältlich.
Der halbstarre Belag wird meistens als fugenloser Belag bei hoher Beanspruchung verwendet, wo herkömmlicher Asphalt nicht ausreichend ist oder wo die Fugen bei der Verwendung von Beton problematisch sind. Er ist geeignet für lang andauernde Belastungen und für Anwendungsgebiete mit sehr großen Temperaturschwankungen und ist tausalz- und frostbeständig. Üblicherweise werden nur die oberen Schichten einer Verkehrsfläche in Form eines halbstarren Belages ausgeführt, da hiermit vor allem der Widerstand gegen bleibende Verformung erhöht werden soll (z.B. Spurrinnenent- Wicklung oder Eindrücke von Containern). Die darunter befindlichen Tragschichten werden dagegen meistens in üblicher Bauweise als Asphalt- oder zementgebundene Tragschichten ausgeführt, womit insgesamt ein„gemischtes Tragsystem" entsteht. Auf Grund der schnellen Festigkeitsentwicklung kann der halbstarre Belag je nach
Temperatur (bei ca. 20 °C) bereits nach etwa 24 Stunden benutzt werden. Die Druckfestigkeit des fertigen Belages beträgt ca. 10 N/mm2. Derartige Systeme haben jedoch weiterhin den Nachteil, dass der Asphalt vor dem Ausbringen auf hohe Temperaturen erwärmt werden muss, was nicht nur zu einer Geruchsbelästigung führt, sondern auch toxikologisch bedenklich ist, da größere Mengen an polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) freigesetzt werden. Von der deutschen MAK-Kommission wurde Bitumen deshalb als hautresorptiv und krebs- erzeugend Kategorie II bewertet. Ein weiterer Nachteil des Asphalts besteht darin, dass dieser vor dem zweiten Arbeitsgang, also dem Verfüllen der Hohlräume mit Mörtel, auf Temperaturen von unter 30 °C abgekühlt sein muss. Die Verwendung von Asphalt ist nur bei größeren Flächen wirtschaftlich, da für das Aufbringen des Asphalts große Maschinen notwendig sind. Aufgrund der Toxizität von heißem Bitumen und der benötigten großen Maschinen stellt das Ausbringen von Asphalt in Innenräumen weiterhin ein Problem dar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, einen Belag bereitzustellen, welcher sich als Deckschicht für eine Verkehrsfläche eignet und die bekannten Nachteile der bisherigen Systeme nicht aufweist. Insbesondere sollte die gewünschte Deckschicht hohe Festigkeiten in Verbindung mit einem niedrigen E-Modul sowie keine Rissbildung aufweisen. Dabei sollte die Deckschicht schneller und auch auf kleinen Flächen wirtschaftlicher ausgebracht werden können. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung war es, eine Deckschicht zur Verfügung zu stellen, die umweltfreundli- eher als der bisher verwendete Asphalt ist und auch in Innenbereichen angewandt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Bereitstellung eines Belags gelöst, umfassend eine poröse Matrix aus einem Zuschlagstoff und einem Bindemittel auf Basis eines Reaktions- harzes, wobei die Teilchen des Zuschlagstoffs durch das Bindemittel auf Basis eines Reaktionsharzes miteinander verklammert und die Hohlräume der porösen Matrix mit einem gehärteten anorganischen Bindemittel gefüllt sind.
Hierbei hat sich überraschend herausgestellt, dass die erfindungsgemäße Deckschicht eine höhere Druckfestigkeit aufweist, im Vergleich zu Deckschichten, welche aus der GB 2 331 540 bekannt sind oder unter dem Markennamen Densiphalt® kommerziell erhältlich sind. Auch ist es überraschend, dass der E-Modul trotz hoher Festigkeit sehr niedrig liegt und dass dadurch die Rissbildung zuverlässig verhindert wird. Weiterhin hat das erfindungsgemäße System den Vorteil, dass die poröse Matrix aus einem Zu- schlagstoff und einem Bindemittel auf Basis eines Rektionsharzes bei Umgebungstemperatur ausgebracht werden kann und zu keinen nennenswerten Emissonen und auch zu keiner Geruchsbelästigung führt. Das Bindemittel ist nach wenigen Stunden ausgehärtet und die poröse Matrix kann dann sofort mit dem Mörtel verfüllt werden.
Die Verwendung von Asphalt als poröse Matrix ist nur bei größeren Flächen wirtschaft- lieh, da für das Aufbringen des Asphalts große Maschinen notwendig sind. Das erfindungsgemäße System kann hingegen ohne größere Maschinen eingesetzt werden und eignet sich somit auch für das Belegen von kleinen Flächen.
Insbesondere handelt es sich bei dem Reaktionsharz um mindestens eines aus der Reihe Polyurethan, Polyharnstoff, Epoxid, Acrylat und Polyester. Das Bindemittel auf Basis eines Reaktionsharzes besteht bevorzugt zu mindestens 70 Gew.-%, insbesondere zu mindestens 85 Gew.-% und besonders bevorzugt zu mindestens 95 Gew.-% aus mindestens einer Verbindung aus dem Reaktionsharz. Umfasst das Reaktionsharz Polyurethane und/oder Polyharnstoffe sind diese aus mindestens einer Polyol- bzw. Polyamin-Komponente sowie einer Polyisocyanat- Komponente aufgebaut und können optional Kettenverlängerer enthalten.
Die Herstellungsweise der Polyurethan- oder Polyharnstoff-Prepolymere ist für die vor- liegende Erfindung nicht kritisch. Es kann sich somit um einen einstufigen Prozess handeln, wobei die Polyole und/oder Polyamine, Polyisocyanate und Kettenverlängerer gleichzeitig miteinander zur Reaktion gebracht werden, was bspw. in einer Batch- Reaktion geschehen kann, oder es kann sich um einen zweistufigen Prozess handeln, in dem bspw. zunächst ein Prepolymer gebildet wird, welches im Anschluss mit Ket- tenverlängerern zur Reaktion gebracht wird.
Die Polyurethane oder Polyharnstoffe können auch noch weitere Struktureinheiten enthalten, insbesondere kann es sich hierbei um Allophanate, Biuret, Uretdion oder Cya- nurate handeln. Die vorgenannten Gruppen sind allerdings nur Beispiele, wobei die erfindungsgemäßen Polyurethane und Polyharnstoffe auch weitere Struktureinheiten enthalten können. Auch der Grad der Verzweigung ist für die vorliegende Erfindung unkritisch, so dass sowohl lineare als auch hochverzweigte Polymere eingesetzt werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt das molare Verhältnis der im Polymer enthaltenen Isocyanat-Komponente zu der Summe der Polyol- bzw. Polyamin-Komponente 0,01 bis 50, bevorzugt 0,5 bis 3,0.
Bei der Isocyanat-Komponente handelt es sich bevorzugt um eine aliphatische, cycloa- liphatische, araliphatische und/oder aromatische Verbindung, bevorzugt um ein Diiso- eyanat oder Triisocyanat, wobei es sich auch um Mischungen dieser Verbindungen handeln kann. Hierbei ist es als bevorzugt anzusehen, dass es sich um Hexamethy- lendiisocyanat-1 ,6 (HDI), HDI Uretdion, HDI Isocyanurat, HDI Biuret, HDI Allophanat, 1 -lsocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan (IPDI), 2,4- und/oder 2,6- Toluylendiisocyanat (TDI) und/oder 4,4'-, 2,4'- und/oder 2,2'-
Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Polymeres MDI, Carbodiimid-modifiziertes 4, 4'-MDI, m-Xylendiisocyanat (MXDI), m- oder p-Tetramethylxylendiisocyanat (m-TMXDI, p- TMXDI), 4,4'-Dicyclohexylmethandiisocyanat (H12MDI), Naphthalin-1 ,5-Diisocyanat, Cyclohexan-1 ,4-diisocyanat, hydriertes Xylylen-diisocyanat (H6XDI), 1 -Methyl-2,4- diisocyanato-cyclohexan, Tetramethoxybutan-1 ,4-diisocyanat, Butan-1 ,4-diisocyanat, 1 ,6-Diisocyanato-2,2,4-trimethylhexan, 1 ,6-Diisocyanato-2,4,4-trimethylhexan, 1 - lsocyanato-1 -methyl-4(3)-isocyanatomethylcyclohexan (IMCI) sowie 1 ,12- Dodecandiisocyanat (C12DI) handelt. Weiterhin kann es sich um 4-Dichlorophenyl diisocyanat, Dicyclohexylmethan-4,4'-diisocyanat, m-Phenylendiisocyanat, p- Phenylendiisocyanat, 4-Chloro-1 ,3-phenylendiisocyanat, 1 ,6-Hexamethylendiisocyanat, 1 ,10-Decamethylenediisocyanat, Lysinalkylesterdiisocyanat, 3,3'-Dimethyl-4,4'- diphenylmethandiisocyanat, Xylylendiisocyanat, Tetramethylxylylendiisocyanat, 1 ,5- Tetrahydronaphthalendiisocyanat, Triisocyanatotoluol, Methylenbis(cyclohexyl)-2,4'- diisocyanat und 4-Methylcyclohexan-1 ,3-diisocyanat handeln. Insbesondere sind Polyi- socyanate mit zwei oder drei Isocyanatgruppen pro Molekül geeignet. Es kann sich aber auch um Mischungen von Polyisocyanaten handeln, wobei die durchschnittliche NCO-Funktionalität der Isocyanatkomponente in der Mischung insbesondere bei 2,1 bis 2,3, 2,2 bis 2,4, 2,6 bis 2,8 oder 2,8 bis 3,0 liegen kann. Derivatisierte Polyisocya- nate können ebenfalls verwendet werden, beispielsweise sulfonierte Isocyanate, blockierte Isocyanate, Isocyanurate und Biuret-Isocyanate.
Bei der Polyol- bzw. Polyamin-Komponente handelt es sich bevorzugt um Polyethe- resterpolyol, Fettsäureesterpolyole, Polyetherpolyole, Polyesterpolyole, Polybutadiene- polyole und Polycarbonatpolyole, wobei es sich auch um Mischungen dieser Verbindungen handeln kann. Die Polyole und/oder Polyamine enthalten bevorzugt zwischen zwei und 10, besonders bevorzugt zwischen zwei und drei Hydroxylgruppen und/oder Aminogruppen und besitzen ein gewichtsmittleres Molekulargewicht zwischen 32 und 30000, besonders bevorzugt zwischen 90 und 18000 g/mol. Als Polyole eignen sich vorzugsweise die bei Raumtemperatur flüssigen, glasartig fest/amorphen oder kristallinen Polyhydroxyverbindungen. Als typische Beispiele wären difunktionelle Polypropy- lenglykole zu nennen. Es können auch bevorzugt Hydroxylgruppen aufweisende statistische Copolymere und/oder Blockcopolymere des Ethylenoxids und Propylenoxids eingesetzt werden. Geeignete Polyetherpolyole sind die in der Polyurethanchemie an sich bekannten Polyether, wie die unter Verwendung von Startermolekülen hergestellten Polyole mittels KOH- oder DMC- Katalyse aus Styroloxid, Ethylenoxid, Propyleno- xid, Butylenoxid, Tetrahydrofuran oder Epichlorhydrin. Konkret eignen sich insbesondere auch Poly(oxytetramethylen)glykol (Poly-THF), 1 ,2- Polybutylenglykol, oder deren Mischungen. Insbesondere geeignet sind Polypropylenoxid, Polyethylenoxid und Butylenoxid und deren Mischungen. Ein weiterer als Poly- olkomponente einsetzbarer Copolymertyp, der endständig Hydroxylgruppen aufweist, ist gemäß der allgemeinen Formel (herstellbar z.B. mittels "Controlled" High-Speed Anionic Polymerization gemäß Macromolecules 2004, 37, 4038-4043):
R
Figure imgf000007_0001
in welcher R gleich oder verschieden ist und bevorzugt durch OMe, OiPr, Cl oder Br repräsentiert wird.
Weiterhin eignen sich als Polyol-Komponente insbesondere die bei 25°C flüssigen, glasartig amorphen oder kristallinen Polyesterdi- bzw. polyole, die durch Kondensation von Di- oder Tricarbonsäuren, wie Adipinsäure, Sebacinsäure, Glutarsäure, Azelainsäure, Korksäure, Undecandisäure, Dodecandisäure, 3,3-Dimethylglutarsäure, Te- rephthalsäure, Isophthalsäure, Hexahydrophthalsäure und/oder Dimerfettsäure, mit niedermolekularen Diolen, Triolen oder Polyolen, wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Dipropylenglykol, 1 ,4-Butandiol, 1 ,6-Hexandiol, 1 ,8- Octandiol, 1 ,10-Decandiol, 1 ,12-Dodecandiol, Dimerfettalkohol, Glycerin, Pentaerythri- tol und/ oder Trimethylolpropan, herstellbar sind.
Eine weitere geeignete Gruppe der Polyole sind die Polyester z.B. auf der Basis von Caprolacton, welche auch als "Polycaprolactone" bezeichnet werden. Weitere einsetz- bare Polyole sind Polycarbonat-Polyole, Dimerfettalkohole und Dimerdiole sowie Polyole auf Basis pflanzlicher Öle und ihrer Derivate, wie Rizinusöl und dessen Derivate oder epoxidiertes Sojabohnenöl. Außerdem kommen Hydroxylgruppen aufweisende Polycarbonate in Frage, welche durch Reaktion von Kohlensäurederivaten, z. B.
Diphenylcarbonat, Dimethylcarbonat oder Phosgen, mit Diolen erhältlich sind. Beson- ders eignen sich z.B. Ethylenglykol, 1 ,2- und 1 ,3-Propandiol, 1 ,3- und 1 ,4-Butandiol, 1 ,6-Hexandiol, 1 ,8-Octandiol, Neopentylglykol, 1 ,4-Bishydroxymethylcyclohexan, 2- Methyl-1 ,3-propandiol, 2,2,4-Trimethylpentandiol-1 ,3, Dipropylenglykol, Polypropy- lenglykole, Dibutylenglykol, Polybutylenglykole, Bisphenol A, Tetrabrombisphenol A, Glyzerin, Trimethylolpropan, 1 ,2,6-Hexantriol, 1 ,2,4-Butantriol, Trimethylolpropan, Pen- taerythrit, Chinit, Mannit, Sorbit, Methylglykosid und 1 ,3,4,6-Dianhydrohexite. Auch die Hydroxy-funktionellen Polybutadiene, welche u.a. unter dem Handelsnamen„Poly- bd®" käuflich sind, können als Polyol-Komponente ebenso wie deren hydrierten Analoga dienen. Weiterhin kommen hydroxy-funktionelle Polysulfide, welche unter dem Handelsnamen„Thiokol® NPS-282" vertrieben werden, sowie hydroxy-funktionelle Polysiloxane in Frage. Als erfindungsgemäß einsetzbare Polyamin-Komponente eignen sich insbesondere Hydrazin, Hydrazinhydrat und substituierte Hydrazine, wie N-Methylhydrazin, Ν,Ν'- Dimethylhydrazin, Säurehydrazide der Adipinsäure, Methyladipinsäure, Sebacinsäure, Hydracrylsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Semicarbazidoalkylen-hydrazide, wie 13-Semicarbazidopropionsäurehydrazid, Semicarbazidoalkylen-carbazinester, wie z. B. 2-Semicarbazidoethyl-carbazinester und/ oder Aminosemicarbazid-Verbindungen, wie 13-Aminoethylsemicarbazidocarbonat. Weiterhin eignen sich zur Herstellung der Polyurethane und Polyharnstoffe Polyamine basierend auf Polyestern, Polyolefinen, Polyacetalen, Polythioethern, Polyethercarbonaten, Polyethyleneterephthalaten, Poly- esteramiden, Polycaprolactamen, Polycarbonaten, Polycaprolactonen und Polyacryla- ten, welche mindestens zwei Amingruppen aufweisen. Polyamine, z.B. solche, die unter dem Handelsnamen Jeffamine® (es handelt sich um Polyetherpolyamine) vertrieben werden, sind auch geeignet. Als Polyol-Komponente und/oder Polyamin-Komponente kommen auch die als sogenannte Kettenverlänger bekannten Spezies in Frage, welche bei der Herstellung von Polyurethanen und Polyharnstoffen mit überschüssigen Isocyanatgruppen reagieren, normalerweise ein Molekulargewicht (Mn) von unter 400 aufweisen und häufig in Form von Polyolen, Aminopolyolen oder aliphatischen, cycloaliphatischen oder araliphati- sehen Polyaminen vorliegen.
Geeignete Kettenverlängerer sind beispielsweise:
• Alkandiole, wie Ethandiol, 1 ,2- und 1 ,3-Propandiol, 1 ,4- und 2,3-Butandiol, 1 ,5- Pentandiol, 1 ,3-Dimethylpropandiol, 1 ,6-Hexandiol, Neopentylglykol, Cyclohe- xandimethanol, 2-Methyl-1 ,3-propandiol, Hexylenglykol, 2,5-Dimethyl-2,5- hexanediol, Ethylenglycol, 1 ,2- oder 1 ,3-Propandiol, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4- Butanediol, 1 ,2-, 1 ,3-, 1 ,4- oder 1 ,5-Pentanediol, 1 ,2-, 1 ,3-, 1 ,4-, 1 ,5- or 1 ,6- Hexandiol, Neopentylhydroxypivalat, Neopentylglycol, Dipropyleneglycol,
Diethyleneglycol, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Cyclohexandiol, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4- Cyclohexandimethanol, Trimethylpentandiol, Ethylbutylpropandiol, Diethyloc- tandiole, 2-Butyl-2-ethyl-1 ,3-propandiol, 2-Butyl-2-methyl-1 ,3-propandiol, 2- Phenyl-2-methyl-1 ,3-propandiol, 2-Propyl-2-ethyl-1 ,3-propanediol, 2-Di-tert- butyl-1 ,3-propandiol, 2-Butyl-2-propyl-1 ,3-propandiol, 1 -
Dihydroxymethylbicyclo[2.2.1]heptan, 2,2-Diethyl-1 ,3-propanediol, 2,2-Dipropyl- 1 ,3-propandiol, 2-Cyclohexyl-2-methyl-1 ,3-propandiol, 2,5-Dimethyl-2,5- hexanediol, 2,5-Diethyl-2,5-hexandiol, 2-Ethyl-5-methyl-2,5-hexanediol, 2,4- Dimethyl-2,4-pentandiol, 2,3-Dimethyl-2,3-butandiol, 1 ,4-Bis(2'- hydroxypropyl)benzol, und 1 ,3-Bis(2'-hydroxypropyl)benzol und
• 5-Hydroxybutyl-e-hydroxy-capronsäureester, ω-Hydroxyhexyl-Y-hydroxy- buttersäureester, Adipinsäure-(ß-hydroxyethyl)-ester oder Terephthalsäure-bis-(ß- hydroxyethyl)-ester und
• Aliphatische Diamine, aromatische Diamine und alicyclische Diamine, insbesonde- re Methylenediamin, Ethylendiamin, 1 ,2- und 1 ,3-Diaminopropan, 1 ,4- Diaminobutan, Cadaverin (1 ,5-Diaminopentan), 1 ,6-Hexamethylendiamin, Isopho- rondiamin, Piperazin, 1 ,4-Cyclohexyldimethylamin, 4,4'- Diaminodicyclohexylmethan, Aminoethylethanolamin, 2,2,4- Trimethylhexamethylendiamin, 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin, Octamethylen- diamin, m- or p-Phenylendiamin, 1 ,3- oder 1 ,4-Xylylendiamin, hydriertes Xylylendi- amin, Bis(4-aminocyclohexyl)methan, 4,4'-Methylen-bis-(ortho-chloroanilin), Di- (methylthio)-toluoldiamin, Diethyltoluoldiamin, N,N'-Dibutylamindiphenylmethan, Bis-(4-amino-3-methylcyclohexyl)methan, Isomerengemische von 2,2,4- und 2,4,4- Trimethyl-hexamethylendiamin, 2-Methyl-pentamethylendiamin, Diethylentriamin, und 4,4- Diaminodicyclohexylmethan sowie
• Ethanolamin, Hydrazinethanol, 2-[(2-Aminoethyl)amino]ethanol.
Schließlich soll erwähnt sein, dass die Polyol-Komponente und/oder Polyamin- Komponente Doppelbindungen enthalten können, welche z.B. aus langkettigen, aliphatischen Carbonsäuren oder Fettalkoholen resultieren können. Eine Funktionalisierung mit olefinischen Doppelbindungen ist z. B. auch durch den Einbau vinylischer und/oder allylischer Gruppen möglich, welche ggf. alkyl-, aryl- und /oder aralkyl-substituiert sind, sowie von ungesättigten Säuren wie Maleinsäureanhydrid, Acrylsäure oder Methacryl- säure sowie deren jeweiligen Estern stammen.
Bevorzugt im Sinne der Erfindung ist es, dass es sich bei der Polyol-Komponente und/oder Polyamin-Komponente um Polypropylendiol, Polypropylentriol, Polypropylen- polyol, Polyethylendiol, Polyethylentriol, Polyethylenpolyol, Polypropylendiamin, Po- lypropylentriamin, Polypropylenpolyamin, Poly-THF-diamin, Polybutadiendiol, Poly- esterdiol, Polyestertriol, Polyesterpolyol, Polyesteretherdiol, Polyesterethertriol, Poly- esteretherpolyol, besonders bevorzugt Polypropylendiol, Polypropylentriol, Poly-THF- diol, Polyhexandiolcarbamatdiol, Polycaprolactamdiol und Polycaprolactamtriol handelt. Weiterhin kann es sich auch um Mischungen der genannten Verbindungen handeln.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die Polyurethane oder Po- lyharnstoffe Polyole mit einem Molekulargewicht zwischen 1000 und 10000, insbesondere 2000 bis 6000 und besonders bevorzugt 3000 bis 5000 g/mol. Bei diesen Polyo- len handelt es sich besonders bevorzugt um Poly-THF-diol, Polypropylenglycol sowie statistische Copolymere und/oder Blockcopolymere des Ethylenoxids und Propyleno- xids. Insbesondere kann es sich um Polyetherpolyole handeln, welche in einer bevorzugten Ausführungsform durch DMC Katalyse und in einer besonders bevorzugt Ausführungsform durch KOH-Katalyse hergestellt wurden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden als Kettenverlängerer Diole mit einem Molekulargewicht von 60 bis 500, insbesondere 60 bis 180 eingesetzt, wobei die Dioligomere von Glycolen besonders bevorzugt sind. Hinsichtlich der erfindungsgemäßen Eigenschaften des polyme- ren Bindemittels ist es weiterhin besonders vorteilhaft, wenn die Polyurethane oder Polyharnstoffe 2,4- und/oder 2, 6-Toluylendiisocyanat (TDI) und/oder 4,4'-, 2,4'- und/oder 2,2'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI) und oder 1 -lsocyanato-3,3,5-trimethyl- 5-isocyanatomethylcyclohexan (IPDI) enthalten, insbesondere Isomerengemische des TDI, wobei ein 2,4-lsomerenanteil von über 40% besonders bevorzugt ist.
Die Polyurethane oder Polyharnstoffe der vorliegenden Erfindung können auch Vernetzer-Komponenten, Kettenstopper-Komponenten und weitere reaktive Komponenten enthalten. Einige Vernetzer wurden bereits unter den Kettenverlängerern mit mindestens drei gegenüber NCO reaktiven Wasserstoffen aufgeführt. Insbesondere kann es sich um Glycerin, Tetra(2-hydroxypropyl)ethylenediamine, Pentaerythritol, Trimethy- lolpropen, Sorbitol, Sucrose, Triethanolamin und Polymere mit mindestens drei reaktiven Wasserstoffen handeln (z.B. Polyetheramine mit mindestens drei Amingruppen, polymere Triole usw.). Als Kettenstopper kommen insbesondere Verbindungen mit reaktiven Wasserstoffen in Frage, wie Monoole, Monoamine, Monothiole und Mono- carbonsäuren. In einer speziellen Ausführungsform werden Monoole eingesetzt, wobei C1 - bis C12-Alkohole (insbesondere Methanol bis Dodecylalkohol), höhere Alkohole, Polymere wie etwa Polyether und Polyester mit einer OH-Gruppe und Struktureinheiten wie Glycerin oder Saccharose, in denen alle bis auf eine OH- Gruppe umgesetzt wurden, wobei bei der Umsetzung keine weiteren reaktiven Wasserstoffe eingeführt wur- den, eingesetzt werden können.
In einer besonders UV beständigen Variante werden als Polyolkomponente bevorzugt Polyester mit mindestens zwei OH-Gruppen, Polycarbonate mit mindestens zwei OH- Gruppen, Polycarbonatester mit mindestens zwei OH-Gruppen, PolyTHF, Polypropy- lenglykol, statistische Copolymere und/oder Blockcopolymere des Ethylenoxids und Propylenoxids eingesetzt.
Die Polyurethane und Polyharnstoffe können weiterhin stabilisierende Additive, z.B. zum Schutz vor UV-Strahlung, Oxidation enthalten, insbesondere werden Additive vom Hals-Typ verwendet. Beispielhaft sei das 4-Amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidin genannt.
Für die Polyurethane und Polyharnstoffe können als latente Härter Oxazolidine, insbesondere Oxazolidine aus Diethanolamin und Isobutylaldehyd oder Pivalaldehyd und/oder Aldemine aus Isophorondiamin, z.B. Incozol HP und Imine z.B. Vestamin A139, niedermolekularen aliphatischen Diaminen z.B. Hexandiamin und/oder Polye- therpolyamine wie z.B. Jeffamine® und Isobutyraldehyd oder Pivalaldehyd und/oder ein Polyamin wie z.B. Hexamethylendiamin oder ein Jeffamin® blockiert mit einem Hydroxypivalaldehydester eingesetzt werden.
In einer Ausführungsform enthält der erfindungsgemäße Bindemittel Polyurethane oder Polyharnstoffe, welche freie Isocyanat-Gruppen aufweisen. Insbesondere handelt es sich hierbei um isocyanat-terminierte Prepolymere. Die Isocyanat-Gruppen können mit Wasser reagieren (einschließlich Feuchtigkeit aus der Atmosphäre), wobei Amin- Gruppen gebildet werden, welche mit den Isocyanat-Gruppen der anderen Polyurethan- oder Polyharnstoff-Moleküle reagieren und hierbei Harnstoff-Verknüpfungen ausbilden, wodurch das Bindemittel aushärtet.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann es sich bei dem Polyurethan und/oder Polyharnstoff um ein Einkomponenten-System, bevorzugt auf Basis von Polyetherpo- lyol-lsocyanat-Prepolymeren handeln.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann es sich bei dem Polyurethan und/oder Polyharnstoff um ein Zweikomponenten-System, bevorzugt auf Basis von Diphenylmethane-diisocyanat (MDI) und einer Mischung aus Polyolen bzw. Aminen handeln. Die erste Komponente ist hierbei ein Polyisocyanat und/oder NCO- Prepolymer und die zweite Komponente ein Polyol und/oder Polyamin, welche auch einen Kettenverlängerer enthalten kann. Nach dem Vermischen der beiden Komponenten reagieren die Bestandteile miteinander, wodurch das Bindemittel aushärtet.
Umfasst das Bindemittel auf Basis eines Reaktionsharzes Acrylate, sind diese bevor- zugt aus mindestens einem Monomer aus der Reihe der Acrylsäureester und Methac- rylsäureester aufgebaut, wobei bevorzugt mindestens 70 Gew.-% des Polymers aus mindestens einer Verbindung der Reihe der Acrylsäureester, Methacrylsäureester und Styrole besteht. Bei den Monomeren der Acrylat-Komponente handelt es sich bevorzugt um mindestens eine Verbindung aus der Reihe Ethyldiglycolacrylat, 4-tert. Butylcyclohexylacrylat, Dihydrocyclopentadienylacrylat, Lauryl(meth)acrylat, Phenoxyethyl(meth)acrylat, Iso- bornyl(meth)acrylat, Dimethylaminoethyl(meth)acrylat, Cyanoacrylate, Citraconat, Ita- conat und deren Derivate, (Meth)acrylsäure, Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, n-Propyl(meth)acrylat, lsopropyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, Isobutyl(meth)- acrylat, tert-Butyl(meth)acrylat, n-Pentyl(meth)acrylat, n-Hexyl(meth)acrylat, Cyclohe- xyl(meth)acrylat, n-Heptyl(meth)acrylat, n-Octyl(meth)acrylat, 2-Propylheptyl(meth)- acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Nonyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, iso De- cyl(meth)acrylat, Dodecyl(meth)acrylat, Phenyl(meth)acrylat, Toluyl(meth)acrylat, Ben- zyl(meth)acrylat, 2-Methoxyethyl(meth)acrylat, 3-Methoxybutyl(meth)acrylat, 2-Hy- droxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, Stearyl(meth)acrylat, Glyci- dyl(meth)acrylat, 2-Aminoethyl(meth)acrylate, Y-(Methacryloyloxypropyl)trimethoxysi- lan, Ethyleneoxid Addukte von (Meth)acrylsäure, Trifluoromethylmethyl(meth)acrylat, 2- Trifluoromethylethyl(meth)acrylat, 2-Perfluoroethylethyl(meth)acrylat, 2-Perfluoroethyl- 2-perfluorobutylethyl(meth)acrylat, 2-Perfluoroethyl(meth)acrylat, Perfluoromethyl- (meth)acrylat, Diperfluoromethylmethyl(meth)acrylat, 2-Perfluoromethyl-2-perfluoro- ethylmethyl(meth)acrylat, 2-Perfluorohexylethyl(meth)acrylat, 2-Perfluorodecylethyl- (meth)acrylat und 2-Perfluorohexadecylethyl(meth)acrylat.
In einer besonderen Ausführungsform handelt es sich um zwei oder mehrere Monomere aus der Reihe n-Butyl(meth)acrylat, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, Acrylsäure, Meth- acrylsäure und Methylmethacrylat.
In einer weiteren Ausführungsform werden Copolymere aus mindestens zwei aller vorgenannten Monomere eingesetzt, wobei das Verhältnis in der Form gewählt wird, dass die erhaltenen Copolymere die gewünschten anwendungstechnischen Eigenschaften für Kleb- und Dichtstoffe aufweisen. Dem Fachmann sind geeignete Copolymere mit den gewünschten anwendungstechnischen Eigenschaften bekannt. Insbesondere sind Copolymere aus n-Butylacrylat und Methylmethacrylat bevorzugt, welche in einem molaren Verhältnis eingesetzt werden in denen das erhaltene Copolymer eine Glasübergangstemperatur besitzt, welche zwischen denen der entsprechenden Homopolymere liegt. Insgesamt kann es sich bei den Acrylaten der vorliegenden Erfindung sowohl um Copolymer als auch um Homopolymere handeln.
Die Acrylsäure-Polymere können weiterhin auch andere ethylenisch ungesättigte Monomere enthalten, z.B. Isoprenol oder Hydroxybutylvinylether. Als Beispiele seien hier mono- und polyungesättigte Kohlenwasserstoffmonomere, Vinylester (bspw. Vinylester von Cr bis C6-gesättigten Monocarbonsäuren), Vinylether, monoethylenisch ungesättigte Mono- und Polycarbonsäuren und Alkylester dieser Mono- und Polycarbonsäuren (bspw. Acrylsäureester und Methacrylsäureester wie etwa Cr bis Ci2-Alkyl und insbesondere Cr bis C4-Alkylester), Aminomonomere und Nitrile, Vinyl- und Alkylvinylidene und Amide von ungesättigten Carbonsäuren genannt. Weiterhin kommen ungesättigte Kohlenwasserstoff-Monomere umfassend Styrol-Verbindungen (bspw. Styrol, carboxy- liertes Styrol und alpha-Methylstyrol), Ethylen, Propylen, Butylen und konjugierte Diene (Butadien, Isopren und Copolymere von Butadien und Isopren) in Frage. Bezüglich der Vinyl- und Halogenvinylidenmonomere seien Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylfluorid und Vinylidenfluorid genannt. Beispiele für die Vinylester umfassen aliphatische Vinylester, wie etwa Vinylformat, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylisobutyrat, Vinylvalerat, Vinylcaproat und Allylester der gesättigten Monocarbonsäuren wie Allyla- cetat, Allylpropionat und Allyllactat. Hinsichtlich der Vinylether seien Methylvinylether, Ethylvinylether und n-Butylvinylether genannt. Typische Vinylketone umfassen Methyl- vinylketone, Ethylvinylketone und Isobutylvinylketone. Beispiele für die Dialkylester der monoethylenisch ungesättigten Dicarbonsäuren sind Dimethylmaleat, Diethylmaleat, Dibutylmaleat, Dioctylmaleat, Diisooctylmaleat, Dinonylmaleat, Diisodecylmaleat, Ditri- decylmaleat, Dimethylfumarat, Diethylfumarat, Dipropylfumarat, Dibutylfumarat, Dioc- tylfumarat, Diisooctylfumarat, Didecylfumarat, Dimethylitaconat, Diethylitaconat, Dibuty- litaconat und Dioctylitaconat. Insbesondere handelt es sich bei den monoethylenisch ungesättigten Monocarbonsäuren um Acrylsäure, Methacrylsäure, Ethacrylsäure und Crotonsäure. Bei den monoethylenisch ungesättigten Dicarbonsäuren seien Malein- säure, Fumarsäure, Itaconsäure und Citronensäure genannt. Als monoethylenisch ungesättigte Tricarbonsäuren können im Hinblick auf die vorliegende Erfindung bspw. Aconitsäure und deren halogensubstituierte Derivate eingesetzt werden. Des Weiteren können die Anhydride und Ester der vorgenannten Säuren (bspw. Maleinsäureanhydrid und Citronensäureanhydrid) eingesetzt werden. Beispiele für Nitrile von ethylenisch ungesättigten Mono-, Di- und Tricarbonsäuren umfassen Acrylonitril, a-Chloracrylonitril und Methacrylonitril. Bei den Amiden der Carbonsäuren kann es sich um Acrylamide, Methacrylamide und andere α-substituierte Acrylamide und N-substituierte Amide bspw. N-Methylolacrylamid, N-Methylolmethylacrylamid, alkylierte N-Methylolacryl- amide und N-Methylolmethacrylamide (bspw. N-Methoxymethylacrylamid und N-Meth- oxymethylmethacrylamid) handeln. Als Aminomonomere können substituierte und un- substituierte Aminoalkylacrylate, Hydrochloridsalze der Aminomonomere und Methac- rylate wie etwa ß-Aminoethylacrylat, ß-Aminoethylmethacrylat, Dimethylaminomethy- lacrylat, ß-Methylaminoethylacrylat und Dimethylaminomethylmethacrylat eingesetzt werden. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung seien hinsichtlich der kationischen Monomere o und ß-ethylenisch ungesättigte Verbindungen genannt, welche sich zur Polymerisation eignen und primäre, sekundäre oder tertiäre Aminogruppen enthalten, bspw. Dimethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminoneopentylacrylat, Dimethylami- nopropylmethacrylat und tert.-Butylaminoethylmethacrylat oder organische und anor- ganische Salze dieser Verbindungen und/oder Alkylammonium-Verbindungen wie etwa Trimethylammoniumethylmethacrylatchlorid, Diallyldimethylammoniumchlorid, ß-Acet- amidodiethylaminoethylacrylatchlorid und Methacrylamidopropyltrimethylammonium- chlorid. Diese kationischen Monomere können alleine oder in Kombination mit den vorgenannten weiteren Monomeren eingesetzt werden. Als Beispiele für hydroxy-haltige Monomere seien noch die ß-Hydroxyethyl(meth)acrylate, ß-Hydroxypropyl(meth)acry- late und Y-Hydroxypropyl(meth)acrylate genannt.
Umfasst das Bindemittel auf Basis eines Reaktionsharzes Epoxidharze, sind dies bevorzugt unterhalb von 160°C flüssig. Beispiele für Epoxidharze sind:
A) Polyglycidyl- und Poly-(ß-methylglycidyl)-ester, erhältlich durch Umsetzung einer Verbindung mit mindestens zwei Carboxylgruppen im Molekül und Epichlorhydrin bzw. beta -Methylepichlorhydrin. Die Umsetzung erfolgt zweckmäßig in der Gegenwart von Basen. Als Verbindung mit mindestens zwei Carboxylgruppen im Molekül können a- liphatische Polycarbonsäuren verwendet werden. Beispiele für solche Polycarbonsäu- ren sind Oxalsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure oder dimerisierte bzw. trimerisierte Linolsäure. Es können aber auch cycloaliphatische Polycarbonsäuren eingesetzt werden, wie beispielsweise Tetra- hydrophthalsäure, 4-Methyltetrahydrophthalsäure, Hexahydrophthalsäure oder 4- Methylhexahydrophthalsäure. Weiterhin können aromatische Polycarbonsäuren Ver- wendung finden, wie beispielsweise Phthalsäure, Isophthalsäure oder Terephthalsäure. B) Polyglycidyl- oder Poly-(ß-methylglycidyl)-ether, erhältlich durch Umsetzung einer Verbindung mit mindestens zwei freien alkoholischen Hydroxygruppen und/oder phe- nolischen Hydroxygruppen und Epichlorhydrin oder ß-Methylepichlorhydrin unter alkalischen Bedingungen, oder in Anwesenheit eines sauren Katalysators und anschließende Alkalibehandlung.
Die Glycidylether dieses Typs leiten sich beispielsweise von acyclischen Alkoholen ab, wie von Ethylenglykol, Diethylenglykol und höheren Poly-(oxyethylen)-glykolen, Pro- pan-1 ,2-diol oder Poly-(oxypropylen)-glykolen, Propan-1 ,3-diol, Butan-1 ,4-diol, Poly- (oxytetramethylen)-glykolen, Pentan-1 ,5-diol, Hexan-1 ,6-diol, Hexan-2,4,6-triol, Glyce- rin, 1 ,1 ,1 -Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Sorbit, sowie von Polyepichlorhydrinen. Sie leiten sich aber auch beispielsweise von cycloaliphatischen Alkoholen, wie 1 ,4- Cyclohexandimethanol, Bis-(4-hydroxycyclohexyl)-methan oder 2,2-Bis-(4- hydroxycyclohexyl)-propan, ab oder sie besitzen aromatische Kerne, wie N,N-Bis-(2- hydroxyethyl)-anilin oder p,p'-Bis-(2-hydroxyethylamino)-diphenylmethan. Die Glycidylether können sich auch von einkerningen Phenolen ableiten, wie beispielsweise von Resorcin oder Hydrochinon, oder sie basieren auf mehrkernigen Phenolen, wie bei- spielsweise Bis-(4-hydroxyphenyl)-methan, 4,4'-Dihydroxybiphenyl, Bis-(4- hydroxyphenyl)-sulfon, 1 ,1 ,2,2-Tetrakis-(4-hydroxyphenyl)-ethan, 2,2-Bis-(4- hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan sowie Novola- ken, erhältlich durch Kondensation von Aldehyden, wie Formaldehyd, Acetaldehyd, Chloral oder Furfuraldehyd, mit Phenolen, wie Phenol, oder mit Phenolen, die im Kern mit Chloratomen oder CrC9-Alkylgruppen substituiert sind, wie beispielsweise 4- Chlorphenol, 2-Methylphenol, oder 4-tert.-Butylphenol oder durch Kondensation mit Bisphenolen, solche der oben genannten Art.
C) Poly-(N-glycidyl)-verbindungen, erhältlich durch Dehydrochlorierung der Reaktionsprodukte von Epichlorhydrin mit Aminen, die mindestens zwei Aminwasserstoffatome enthalten. Bei diesen Aminen handelt es sich zum Beispiel um Anilin, n-Butylamin, Bis- (4-aminophenyl)-methan, m-Xylylendiamin oder Bis-(4-methylaminophenyl)-methan. Zu den Poly-(N-glycidyl)-verbindungen zählen aber auch Triglycidylisocyanurat, Ν,Ν'- Diglycidylderivate von Cycloalkylenharnstoffen, wie Ethylenharnstoff oder 1 ,3- Propylenharnstoff, und Diglycidylderivate von Hydantoinen, wie von 5,5- Dimethylhydantoin.
D) Poly-(S-glycidyl)-verbindungen, beispielsweise Di-S-glycidylderivate, die sich von Dithiolen, wie beispielsweise Ethan-1 ,2-dithiol oder Bis-(4-mercaptomethylphenyl)- ether ableiten.
E) Cycloaliphatische Epoxidharze, beispielsweise Bis-(2,3-epoxycyclopentyl)-ether, 2,3-Epoxycyclopentylglycidylether, 1 ,2-Bis-(2,3-epoxycyclopentyloxy)-ethan oder 3,4-
Epoxycyclohexylmethyl-3',4'-epoxycyclohexancarboxylat.
Es lassen sich aber auch Epoxidharze verwenden, bei denen die 1 ,2-Epoxidgruppen an unterschiedliche Heteroatome bzw. funktionelle Gruppen gebunden sind; zu diesen Verbindungen zählen beispielsweise das Ν,Ν,Ο-Triglycidylderivat des 4-Aminophenols, der Glycidylether-glycidylester der Salicylsäure, N-Glycidyl-N'-(2-glycidyloxypropyl)-5, 5-dimethylhydantoin oder 2-Glycidyloxy-1 ,3-bis-(5,5-dimethyl-1 -glycidylhydantoin-3-yl)- propan. Bevorzugt verwendet man zur Herstellung der erfindungsmäßen Epoxidharzzusammensetzungen einen flüssigen Polyglycidylether oder -ester, insbesondere einen flüssigen Bisphenoldiglycidylether oder einen flüssigen Diglycidylester einer cycloaliphati- schen oder aromatischen Dicarbonsäure. Es können auch Gemische von Epoxidhar- zen verwendet werden.
Hinsichtlich des Zuschlagstoff kann das Bindemittel auf Basis eines Reaktionsharzes in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf den Zuschlagstoff, eingesetzt werden. Hierdurch wird eine effektive Verklammerung des Zu- schlagstoffs gewährleistet, wobei sich auch die benötigten Hohlräume in Form einer porösen Matrix ausbilden. Da es sich bei dem Polyurethan und/oder der Polyharnstoff um die teuerste Komponente des Belags handelt, ist es wirtschaftlich vorteilhaft, eine möglichst geringe Menge dieser Komponente zu verwenden. Bei dem Zuschlagstoff handelt es sich bevorzugt um ein Gesteinskörnung, insbesondere Quarzsand, Basalt, Granit, Grauwacke und/oder Diabas mit einem mittleren Teilchendurchmesser zwischen 1 und 20 mm, bevorzugt zwischen 2 und 12 mm, insbesondere bevorzugt zwischen 4 und 8 mm. Die Wahl der Gesteinskörnung hat einen Einfluss auf den Abrieb des Belags, welcher nach DIN 52108 bestimmt wird. Als be- sonders abriebfest sind hierbei Granit und Basalt zu nennen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die poröse Matrix einen auf das Volumen bezogenen Hohlraumanteil von 15 bis 45 %, bevorzugt 20 bis 40 %, insbesondere 25 bis 35 % auf.
Die erfindungsgemäße Verkehrsfläche umfasst bevorzugt eine Tragschicht, wie diese im Stand der Technik bekannt ist. Je nach Einsatzzweck umfasst die Tragschicht eine Frostschutzschicht auf weiche weitere Schichten aufgebracht sind. Insbesondere kann es sich bei den weiteren Schichten um eine Asphalttragschicht, eine Asphaltbinder- schicht und eine spannungsabbauende Dichtungshaftbrücke handeln. Für Industrieflächen und Parkdecks ist als Tragschicht in der Regel eine Betondecke oder Betonestrich ausreichend. Bei Straßen mit Schwerverkehr ist es vorteilhaft auf die Asphalttragschicht eine Asphaltbinderschicht aufzubringen, um die durch den Verkehr verursachten Kräfte besser in die unteren schichten der Straße abzuleiten und Verformungen zu vermeiden. Die Dicke der jeweiligen Schichten muss der jeweiligen Anwendung ange- passt sein und lässt sich beispielsweise den "Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaues von Verkehrsflächen - RStO", herausgegeben von der FGSV, Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e.V., Köln, sowie dem "Merkblatt für die Herstellung von Halbstarren Deckschichten- M HD" entnehmen.
Der erfindungsgemäße Belag, welcher bevorzugt auf eine Tragschicht aufgebracht wird, weist insbesondere eine Dicke zwischen 1 und 25 cm, bevorzugt zwischen 2 und 12 cm, insbesondere bevorzugt zwischen 3 und 8 cm auf. Das gehärtete anorganische Bindemittel, mit welchem die Hohlräume der porösen Matrix gefüllt sind, enthält bevorzugt mindestens ein hydraulisches Bindemittel, insbesondere Zement, besonders bevorzugt Portlandzement. Desweiteren kann das gehärtete anorganische Bindemittel mindestens ein latent hydraulisches Bindemittel enthalten, insbesondere Puzzolan, vulkanische Schlacke, vulkanischer Tuff, Flugasche, Hochofenschlacke, Mikrosilika, Kaolin, Metakaolin, aktivierter Ton, Traß, Puzzolanerde, Kieselgur, Diatomeenerde und einen alkalischen Anreger, insbesondere bevorzugt Wasserglas.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist weiterhin vorgesehen, dass das gehärtete anorganische Bindemittel mindestens einen Füllstoff aus der Reihe Quarzsand, Quarzmehl, Kalkstein, Schwerspat, Calcit, Dolomit, Talkum, Kaolin, Glimmer und Kreide um- fasst.
Als weitere Bestandteile kann das gehärtete anorganische Bindemittel mindestens ein Additiv aus der Reihe Verflüssiger, redispergierbare Polymerpulver, Entschäumer, Stabilisierungsmittel, Wasserretentionsmittel, Verdicker, Entstaubungsmittel, Beschleuniger, Verzögerer und Pigmente enthalten.
Der erfindungsgemäße Belag weist 24 Stunden nach dessen Erstellung eine bevorzugte Druckfestigkeit von > 5 N/mm2, insbesondere > 10 N/mm2 und insbesondere bevorzugt > 20 N/mm2 auf. Mit der vorliegenden Erfindung wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Belags vorgeschlagen, wobei der Zuschlagstoff mit einem Bindemittel auf Basis eines Reaktionsharzes vermischt und die Mischung in der gewünschten Schichtdicke auf einen Untergrund ausgebracht wird und nach dem Erhärten des Bindemittels auf Basis eines Reaktionsharzes die entstandenen Hohlräume mit dem anor- ganischen Bindemittel verfüllt werden.
Die Vermischung des Zuschlagstoffes mit einem Bindemittel auf Basis eines Reaktionsharzes kann in jeder dem Fachmann bekannten Weise erfolgen. Insbesondere eignen sich Zwangsmischer wie Beton- oder Estrichmischer. Darüber hinaus ist auch der Einsatz einer Bohrmaschine mit aufgesetzten Korbrührer möglich. Somit ist es auch möglich, kleine Mengen der porösen Matrix aus Zuschlagstoff und polymeren Bindemittel wirtschaftlich herzustellen und zu einem Belag zu verarbeiten. Dies ist im Vergleich zu den bisher verwendeten Asphalt-Matrizes wirtschaftlich von besonderem Vorteil. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das anorganische Bindemittel in Form eines fließfähigen Mörtels in die Hohlräume eingebracht, welche durch den mit dem Bindemittel auf Basis eines Reaktionsharzes verklammerten Zuschlagstoff gebildet wer- den. Insbesondere ist es hierbei vorteilhaft, wenn die Teilchengröße des Mörtels möglichst klein ist. Insbesondere sollte die maximale Teilchengröße < 2 mm, bevorzugt < 1 mm, insbesondere bevorzugt < 0,4 mm betragen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Hohlräume der porösen Matrix aus einem Zuschlagstoff und dem Bindemittel auf Basis eines Reaktionsharzes möglichst vollständig mit dem Mörtel gefüllt. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn der verwendete Mörtel eine hohe Fließfähigkeit besitzt um auch in kleine Hohlräume einzudringen. Hierdurch wird ein besonders dichter und hochfester Belag gebildet, welcher hohen mechanischen Belastungen besonders gut Stand hält. Der Mörtel wird auf die Oberfläche der porösen Matrix aufgebracht und sollte bevorzugt eine derartige Fließfähigkeit besitzt, dass der Mörtel durch Gravitation möglichst vollständig in alle Hohlräume der porösen Matrix eindringt und die darin enthaltene Luft verdrängt. In speziellen Fällen kann das Einbringen des Mörtels in die Hohlräume der porösen Matrix mecha- nisch unterstützt werden, beispielsweise durch Vibration.
Bevorzugt wird der Mörtel in einer Menge in die poröse Matrix eingebracht, dass das gehärtete anorganische Bindemittel und die poröse Matrix gemeinsam die Oberfläche des Belags bilden.
Wird Zement für das hochfeste gehärtete anorganische Bindemittel verwendet, ist es vorteilhaft, den Mörtel mit einer möglichst geringen Menge Wasser anzusetzen und einen Verflüssiger zu verwenden. Der Verflüssiger ist auch wesentlich um die gewünschte hohe Fließfähigkeit des Mörtels zu erreichen. Hierfür können alle bekannten Verflüssiger eingesetzt werden. Als Verflüssiger für hydraulisch abbindende Mörtelsysteme sind beispielsweise aus der WO 97/13732 Stoffe auf der Basis von Ligninsulfonat bekannt. Die DE 19538821 beschreibt Sulfonathaltige Kondensationsprodukte auf Basis von Amino-s-Triazinen mit wenigstens zwei Aminogruppen und Formaldehyd. In der WO 00/75208 werden Kondensate von sulfonierten Aromaten und Formaldehyd be- schrieben. Aus der EP 792850 sind weiterhin zementäre Zusammensetzungen bekannt, welche als Verflüssiger Copolymere aus kurzkettigen Polyalkylenglykol- (meth)acrylaten, langkettigen Polyalkylenglykol-(meth)acrylaten und ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren enthalten. Die EP 590983 betrifft Zementverflüssiger auf der Basis von Copolymeren aus (Meth)acrylsäure, ethylenisch ungesättigten Sulfonaten, Polyethylenglykol-(meth)allylether, Ester der (Meth)acrylsäure mit Polyethylenglykol- monoethern, sowie gegebenenfalls (Meth)acrylsäureester. In der DE 10063291 werden Zementverflüssiger auf Polycarboxylat-Basis beschrieben, wobei im Copolymer noch Comonomereinheiten mit Polyoxyalkylen-Gruppen und Comonomereinheiten mit OH-, CO- oder Sulfonat-Gruppen enthalten sind. Die EP 816298 beschreibt Verflüssiger, welche durch Copolymerisation von Polyoxyethylen-funktionellen Monomeren, Polyo- xyethylen-Polyoxypropylen-haltigen Monomeren und ethylenisch ungesättigten sulfo- natfunktionellen Comonomeren erhalten werden. Als Verflüssiger für die vorliegende Erfindung haben sich insbesondere Polycarboxylat- bzw. Polycarboxylatether-Basis als geeignet erwiesen.
Die eingesetzte Menge des Verflüssigers liegt im Allgemeinen zwischen 0,1 und 5 Gew.-% bezogen auf den trockenen Mörtel.
In einer alternativen Ausführungsform ist es auch möglich, dass das anorganische Bindemittel in Form eines Trockenmörtels in die Hohlräume eingebracht wird, insbesondere durch einkehren. Für den Wassereintrag über die Oberfläche eignen sich vor allem Methoden, bei denen der eingestreute oder eingefegte Trockenmörtel nicht beschädigt wird. So wird ein sanfter Eintrag des Wassers in Form eines Sprühnebels und/ oder einer Oberflächenbewässerung bevorzugt. Der Art und Weise des Wassereintrages sind keine Grenzen gesetzt, solange sie den eingetragenen Mörtel nicht beschädigen. Dies kann beispielsweise mit einem Rasensprenger, einem Wassersprengers, einem Gartenschlauch mit oder ohne Verteilerdüse und/ oder einer Gießkanne erfolgen. Es ist von Vorteil, dass die Dauer der Bewässerung so gewählt wird, dass das Wasser möglichst durch den ganzen Belag dringen kann, so dass der Mörtel genügend Wasser zur Hydratation hat. Es ist aber auch möglich die natürliche Luftfeuchtigkeit, Regen oder Tau zu nutzen und den Trockenmörtel auf diese Weise auszuhärten. Der erfindungsgemäße Belag kann an seiner Oberfläche je nach Einsatzzweck modifiziert werden. Hierbei ist es beispielsweise möglich, dass die Oberflächen geschliffen, poliert oder kugelgestrahlt wird. Vor dem Aushärten des anorganischen Bindemittels kann die Oberfläche des Belags auch mit einem feinkörnigen Material, insbesondere Sand oder Split beaufschlagt werden, um die Anfangsgriffigkeit des Belags zu erhöhen.
Bevorzugte Anwendungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Belags sind Flächen die besonders hohen Belastungen ausgesetzt sind. Bevorzugt handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Belag um eine Deckschicht für eine Verkehrsfläche, wobei es sich insbesondere um Parkdecks, Industrieböden wie Lagerhallen, Montage- und Fabrikati- onsräumen sowie Hafenanlagen, Kommissionierflächen, Ausstellungshallen, Hangars, Verladebereiche, Flugbetriebsflächen, Containerstellflächen und Straßen handeln kann.
Insbesondere hat der erfindungsgemäße Belag den Vorteil, dass er in den jeweiligen Anwendungen besonders widerstandsfähig und abriebfest ist und hohen Druckbelastungen auch auf Dauer standhält. Der erfindungsgemäße Belag ist weiterhin
wasserundurchlässig und besitzt eine gute Chemikalienbeständigkeit, beispielsweise gegenüber Flugbenzin. Weiterhin weist der Belag eine gute Griffigkeit und eine sehr gute Frost-Tau-Beständigkeit auf und kann innerhalb kürzester Zeit verlegt und für den Verkehr freigegeben werden.
Die nachfolgenden Beispiele verdeutlichen die Vorteile der vorliegenden Erfindung. Beispiele
Vergussmörtel 1 :
Quarzsand < 0,4 mm 60,00 Gew.-%
Portlandzement CEM I 52,5 R 33,00 Gew.-%
Kalzium-Sulfo-Aluminat-Zement
(Denka CSA, Denka Seiken Co., Ltd.) 1 ,60 Gew.-%
Mikrosilika (Eikern Mikrosilika, Eikern AS) 4.70 Gew.-%
PCE-Verflüssiger
(Melflux AP101 F, BASF Construction Polymers GmbH) 0,16 Gew.-%
Glykol (Dowanol TPnB, Dow Chemical Company) 0,40 Gew.-%
Celluloseether (Tylose H 20 mP, Wacker-Chemie GmbH) 0,09 Gew.-%
Entschäumer (Byk3951 P, Byk-Chemie GmbH) 0,05 Gew.-% Vergussmörtel 2:
PCI Universal-Spachtelmasse USP 32, Spezialzement mit Zusätzen der PCI Augsburg GmbH
Vergussmörtel 3:
Quarzsand < 0,4 mm 34,00 Gew.-%
Portlandzement CEM I 52,5 R 60,00 Gew.-%
Mikrosilika (Eikern Mikrosilika, Eikern AS) 5.65 Gew.-%
Stabilisierer (Pigmentverteiler N, BASF SE) 0,05 Gew.-%
PCE-Verflüssiger (Melflux AP101 F) 0,30 Gew.-%
Durchführung:
100 Teile Elastopave 6551/102 Komponente A (Zusatzmittel enthaltendes Polyolge- misch, Elastogran GmbH) wurden mit 84 Teilen Elastopave 6551/102 Komponente B (Diphenylmethan-diisocyanat (MDI) enthaltende Zubereitung, Elastogran GmbH) ge- mischt (PU-Komponente). 98 Teile Quarzsand der Körnung 4-8mm wurden mit 2 Teilen PU-Komponente homogen gemischt und in drei Prismenformen mit den Maßen 160x40x40mm eingebracht. Die Prismen (PU-Sandmatrix) wurden 24 h lang bei 23°C und 50 % rel. Feuchte gelagert.
Der Vergussmörtel wurde mit der benötigten Anmachwassermenge zu einem homoge- nen Frischmörtel gemischt. Die Prismenformen mit der PU-Sandmatrix wurden mit dem Frischmörtel verfüllt und bei 23°C und 50 % rel. Feuchte gelagert. Nach 24 h Erhärtungszeit wurden die Prismenformen entfernt und der Prismenkörper
(PU-Sandmatrix+Vergussmörtel) weitergelagert. Die Festigkeiten der Prismenkörper wurden nach der angegebenen Lagerzeit in Anlehnung an DIN EN 196-1 geprüft. Vergussmörtel AnmachwasserBiegezugfestigkeit Druckfestigkeiten menge pro kg nach 7 d nach 24 h / nach 7 d Vergussmörtel Normlagerung Normlagerung
Vergussmörtel 1 150g 8,4MPa /61,6MPa Vergussmörtel 2 240g 3,3MPa /16,0 MPa Vergussmörtel 3 140g 28MPa /40 MPa

Claims

Patentansprüche
Belag, umfassend eine poröse Matrix aus einem Zuschlagstoff und einem Bindemittel auf Basis eines Reaktionsharzes, wobei die Teilchen des Zuschlagstoffs durch das Bindemittel auf Basis eines Reaktionsharzes miteinander verklammert und die Hohlräume der porösen Matrix mit einem gehärteten anorganischen Bindemittel gefüllt sind.
Belag nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Reaktionsharz um mindestens eines aus der Reihe Polyurethan, Polyharnstoff, Epoxid, Acrylat und Polyester handelt.
Belag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bindemittel auf Basis eines Reaktionsharzes um ein Zweikomponenten-System handelt.
Belag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Bindemittel auf Basis eines Reaktionsharzes um ein Einkomponenten-System handelt.
Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel auf Basis eines Reaktionsharzes in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den Zuschlagstoff, eingesetzt wird.
Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die poröse Matrix einen auf das Volumen bezogenen Hohlraumanteil von 15 bis 45 % aufweist.
Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das gehärtete anorganische Bindemittel mindestens ein hydraulisches Bindemittel enthält.
Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das gehärtete anorganische Bindemittel mindestens ein latent hydraulisches Bindemittel enthält.
Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das gehärtete anorganische Bindemittel mindestens einen Füllstoff aus der Reihe Quarzsand, Quarzmehl, Kalkstein, Schwerspat, Calcit, Dolomit, Talkum, Kaolin, Glimmer und Kreide umfasst.
10. Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das gehärtete anorganische Bindemittel mindestens ein Additiv aus der Reihe Verflüssiger, redispergierbare Polymerpulver, Entschäumer, Stabilisierungsmittel, Wasser- retentionsmittel, Verdicker, Entstaubungsmittel, Beschleuniger, Verzögerer und Pigmente enthält.
1 1 . Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Zuschlagstoff um eine Gesteinskörnung mit einem mittleren Teilchendurchmesser zwischen 1 und 20 mm handelt.
12. Belag nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Belag eine Dicke zwischen 1 und 25 cm aufweist.
13. Verfahren zur Herstellung eines Belags nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wo- bei der Zuschlagstoff mit einem Bindemittel auf Basis eines Reaktionsharzes vermischt und die Mischung in der gewünschten Schichtdicke auf einen Untergrund ausgebracht wird und nach dem Erhärten des Bindemittels auf Basis eines Reaktionsharzes die entstandenen Hohlräume mit dem anorganischen Bindemittel verfüllt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Bindemittel in Form eines fließfähigen Mörtels eingebracht wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Bindemittel in Form eines Trockenmörtels in die Hohlräume eingebracht wird.
16. Verwendung eines Belags nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als Deckschicht für eine Verkehrsfläche.
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