DE2212375A1

DE2212375A1 - Fluessige Grundierung und deren Verwendung

Info

Publication number: DE2212375A1
Application number: DE19722212375
Authority: DE
Inventors: Peterson Elizabeth Anne; Elmer Richard Lester
Original assignee: Thiokol Corp
Current assignee: ATK Launch Systems LLC
Priority date: 1971-03-18
Filing date: 1972-03-15
Publication date: 1972-11-16
Also published as: CH570945A5; AU460844B2; CA1004791A; FR2129778A5; DE2212375B2; JPS5331176B1; GB1344433A; ZA72973B; SE392282B; AU3892572A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Aufbringung von Dichtungsmassen auf der Grundlage von Polysulfidpolymeren auf Mauerwerkoberflächen und spezieller eine neue Grundierung, die zur Aufbringung auf einer Mauerwerkoberfläche, wie einer Beton- oder Zementoberfläche, vor der Aufbringung des Dichtungsmittels geeignet ist, um die Haftung des Dichtungsmittels auf dem Beton o.dgl. zu verbessern.

Dichtungsmassen auf der Grundlage von Polysulfidpolymeren sind in der Technik bekannt und wurden in großem Umfang zur Ausbildung ela-

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stomerer Dichtungen zwischen Oberflächen solcher Materialien, wie Metalle, Glas, Beton usw., verwendet. Wenn sie geeignet zusammengesetzt und gehärtet werden, bilden sie elastomere Dichtungen, die hoch widerstandsfähig gegen Feuchtigkeit, Sonnenlicht" Temperaturveränderungen und Lösungsmittel sind, und behalten ihre elastomeren Eigenschaften, auch werin sie variierenden atmosphären Bedingungen längere Zeit ausgesetzt werden.

Die PoIysulfidpolymere, die gewöhnlich in Dichtungsmassen auf Polysulfidgrundlage verwendet werden, sind flüssige Polymere, die beispielsweise gemäß der USA-Patentschrift 2 466 963 hergestellt werden können. Wie in dieser Patentschrift beschrieben ist, können hochmolekulare Polymere hergestellt werden, die dann unter Bildung von Polythiopolymercaptanpolymeren mit Molekulargewichten in der Größenordnung von 300 bis 25.000 aufgespalten werden können und die viskose Flüssigkeiten mit Viskositäten im Bereich von 300 bis 150.000 Centipoisen bei 25° C sind. Solche flüssigen Polymere können mit verschiedenen Härtungsmitteln gehärtet werden, wie sie in der USA-Patentschrift 2 466 963 beschrieben sind, und bilden dabei feste Elastomere mit ausgezeichneter Widerstandsfähigkeit gegen Säuren, Alkali, Erdölkohlenwasserstoffe und atmosphärische Feuchtigkeit und Oxidation. Im allgemeinen können solche Polymere durch die allgemeine Formel HS(RS_n)_mRSH wiedergegeben werden, worin η einen Durchschnittswert von 1,5 bis 5 besitzt, m zwischen 2 und 70 variieren kann und R einen zweibindigen Kohlenwasserstoff-, Oxakohlenwasserstoff- oder Thiakohlenwasserstoffrest bedeutet. Eines der am stärksten verwendeten flüssigen Polythiolpolymercaptanpolymere wird durch Umsetzung von

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Bis-ß-chloräthylformal mit einer Natriumsulfidlösung in Gegenwart eines kleinen Prozentsatzes Trichlorpropan zur Bildung eines festen Polymers, das dann gemäß der USA-Patentschrift 2 466 963 aufgespalten wird, hergestellt, wobei man ein flüssiges Polymer bekommt, das aus sich wiederholenden Einheiten (S.CH₂.CH₂*O.CH₂.0.CH-.CH₂.S) besteht und freie Mercaptoendgruppen und etwa 0,1 bis 4 % Quervernetzung besitzt.

Wie in der USA-Patentschrift 2 466 963 beschrieben ist, können die flüssigen Polymere mit Hilfe einer großen Vielzahl von Härtungsmitteln unter Bildung fester Elastomere mit ausgezeichneter Beständigkeit gegen Säuren, Alkali, Erdölkohlenwasserstoffe und atmosphärische Oxidation gehärtet werden. Geeignete Härtungsmittel sind beispielsweise organische Oxidationsmittel, wie Benzoylperoxid, Dicumylperoxid, Dibutylzinnoxid und Nitrobenzole, sowie anorganische Peroxide, wie Alkali- und Erdalkaliperoxide, wie Natriumperoxid, Lithiumperoxid, Calciumperoxid, Bariumperoxid, sowie Zinkperoxid, Bleiperoxid, Antimonperoxid, Mangandioxid und Natriumperborat.

Dichtungsmassen auf der Grundlage flüssiger Polysulfidpolymere enthalten gewöhnlich außer dem Polymer und Härtungsmittel verschiedene Zusätze, wie fein verteilte anorganische Füllstoffe, Weichmacher,thixotrope Mittel, Härtungsbeschleuniger oder Härtungsverzögerer und Haftungsverbesserer. Das Dichtungsmittel kann ein Zweikomponentensystem oder ein Einkomponentensystem sein. Im Falle von Zweikomponentendichtungsmassen können das flüssige Polymer und ein oder mehrere Zusatzstoffe in einer Verpackung Und das Härtungsmittel und ein oder mehrere Zusatzstoffe in einer

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zweiten Packung untergebracht sein. Die beiden Packungen werden zu dem Punkt der Verwendung transportiert und erst dort unmittelbar vor der Verwendung miteinander vermischt. Solche Zweikomponentendichtung smas sen besitzen bestimmte Nachteile infolge der Tatsache, daß zur Gewinnung der besten Ergebnisse die Komponenten der Dichtungsmasse sorgfältig unter kontrollierten Bedingungen miteinander vermischt werden sollten, um ein intensives Mischen der Bestandteile in den richtigen Mengenverhältnissen zu gewährleisten, wobei nicht immer erfahrene Arbeiter, die solche Bedingungen gewährleisten können, am Punkt der Verwendung der Dichtungsmassen zur Verfügung stehen. Aus diesem Grund wurde eine Reihe von Typen von Einkomponentendichtungsmassen vorgeschlagen und verwendet, und solche Einkomponentendichtungsmassen sind allgemein bevorzugt.

Einkomponentendichtungsmassen auf der Grundlage von flüssigen Polythiolpolymercaptanpolymeren sind beispielsweise in den USA-Patentschriften 3 225 017, 3 349 047 und 3499 864 beschrieben. Im allgemeinen werden solche Einkomponentendichtungsmassen unter Verwendung von Härtungsmitteln zusammengestellt, die nicht mit dem flüssigen Polymer bei Umgebungstemperatur reagieren, wenn sie in einer dichten Verpackung gehalten werden, aber durch Luftfeuchtigkeit oder Sauerstoff unter der erwünschten Härtung des PoIysulfidpolymers aktiviert werden, wenn sie der Atmosphäre ausgesetzt werden. In einigen der Einkomponentendichtungsmassen, die beispielsweise in der USA-Patentschrift 3 225 017 beschrieben sind, ist ein zerfließendes Beschleunigungsmittel in die Masse eingeschlossen, um die Erhärtung zu beschleunigen, wenn die Dich-

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tungsmasse der Atmosphäre ausgesetzt wird. Solche Beschleunigungsmittel können Alkali- oder Erdalkalioxide, -peroxide oder -hydroxide einschließen. In anderen Massen, wie sie beispielsweise in der USA-Patentschrift 3 402 155 beschrieben sind, wird eine basische Verbindung, wie ein Amin, benutzt, um die Härtung des Polymers über seine Mercaptoendgruppen zu aktivieren. Wie in der USA-Patentschrift 3 499 864 beschrieben ist, kann die Lagerstabilität der Dichtungsmassen vom letzteren Typ verbessert werden, indem man eine relativ kleine Menge elementaren Schwefel als Stabilisierungsmittel einarbeitet.

Wegen ihrer Widerstandsfähigkeit gegen Luftfeuchtigkeit, Sauerstoff und Sonnenlicht sind die Dichtungsmassen auf Polyaulfidpolymergrundlage brauchbar zum Abdichten von Rissen in Mauerwerk sowie von Verbindungen zwischen Mauerwerkteilen und Bauteilen sowie zum Oberziehen solcher Strukturen. Es ergaben sich jedoch einige Schwierigkeiten bei der Sicherstellung einer ausreichenden Haftung der Dichtmittelmasse auf solchen Teilen, und es ist eine übliche Methode, eine flüssige Grundierung auf dem Mauerwerk vor der Aufbringung der Dichtungsmittelmasse aufzubringen. Wie im Falle der Dichtungsmittel selbst können die Grundierungen Zweikomponentensysteme oder Einkomponentensysteme sein, d.h. die Grundierung kann in getrennten Packungen gelagert werden, deren Inhalt erst am Punkt der Verwendung kurz vor der Aufbringung auf das Mauerwerk vermischt wird. Solche Zweikomponentengrundierungen besitzen die oben in Verbindung mit den Zweikomponentendichtungsmassen genannten Nachteile, so daß Einkomponentengrundierungen bevorzugt sind. Solche Einkomponentengrundierungen umfassen ge-

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wohnlich eine Lösung eines festen Materials, das die Mauerwerkoberfläche überzieht und die erwünschte Haftung zwischen dem gehärteten Dichtungsmittel und der Mauerwerkoberfläche liefert, in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel. Die gelösten Stoffe, die für solche Grundierungen bisher vorgeschlagen wurden, waren beispielsweise chlorierter Kautschuk, chloriertes Blphenyl, substituierte Silane, wie Epoxysilan, und Mer'captoalkylsilane, wie Mercaptopropyltrimethoxysilan, sowie niedermolekulare Urethanvorpolymere, wie das Kondensationsprodukt von Trimethylolpropan und Toluoldiisocyanat. Typische Lösungsmittel sind beispielsweise niedermolekulare aliphatische Kohlenwasserstoffe, aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol und Xylol, niedermolekulare Alkanole und Glycolester.

Bei der Herstellung solcher Einkomponentengrundierungsmassen traten bestimmte Schwierigkeiten auf, eine Zusammensetzung zu erhalten, die sowohl den erwünschten Grad an Haftung der Dichtungemit- telmaase auf dem Mauerwerk liefert und gegenüber den Ultraviolett* komponenten von Sonnenlicht beständig ist. Somit neigen unter den bisher vorgeschlagenen Grundierungsmitteln jene, die dem Mauerwerksubstrat ausreichende Haftung für die Dichtmittelmasse verleihen, zu übermäßiger Empfindlichkeit gegen die Einflüsse von Ultraviolettlicht, wie sich durch die Tatsache zeigt, daß sie sich rasch bei der Bestrahlung mit Sonnenlicht verfärben, während jene Grundierungsmittel, die relativ wenig durch Ultraviolettlicht beeinflußt werden, keine ausreichende Haftung des Dichtungsmittels auf Polysulfidpolymergrundlage auf dem Mauerwerk ergeben.

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Es ist demnach ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes flüssiges Grundierungsmittel zu bekommen, das geeignet ist, auf Mauerwerk o.dgl. aufgebracht zu werden, um die Haftung von Dichtungsmitteln auf der Grundlage von Polysulfidpolymeren darauf zu verbessern. Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, eine flüssige Grundierung zur Aufbringung auf Mauerwerkoberflächen zu bekommen, die eine gute Haftung des Dichtungsmittels auf Polysulfidpolymergrundlage auf dem Substrat liefert und auch durch Einwirkung von Ultraviolettlicht im wesentlichen unbeeinflußt bleibt. Andere Ziele der Erfindung werden nachfolgend teils offenbar und teils direkt ausgeführt*

Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird erreicht, indem man ein Grundiermittel hergestellt, das eine Lösung eines Gemisches eines chlorierten Kautschuks und eines niedermolekularen Alkylmethacrylatpolymers, d.h. eines Methacrylpolymers, in dem die Alkylgruppe 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält, in einem organischen Lösungsmittel umfaßt. Das bevorzugte Methacrylatpolymer für die Verwendung in den GrundierungsmitteIn nach der Erfindung ist Poly~nbutylmethacrylat. Die Mengenverhältnisse der beiden verwendeten gelösten Stoffe können von etwa 10 bis 90 Gewichts-% des chlorierten Kautschuks und 90 bis 10 Gewichts-% des Methacrylatpolymers variieren. Die bevorzugten Mengenverhältnisse sind 60 bis 80 Gewichts-% des chlorierten Kautschuks und 20 bis 40 % des Methacrylatpolymers. Das verwendete flüchtige Lösungsmittel kann eines des oben in Verbindung mit den früheren Grundiermitteln beschriebenen Typs sein, d.h. ein flüchtiges aliphatisches oder aromatisches Kohlenwaserstofflösungsmittel, wie Mineralalkohole,

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Toluol oder Xylol, oder Glycolester, besonders Ätherester, wie der Methyl- oder Äthylester von Äthylenglycolacetat, sowie Gemische der Kohlenwasserstoff- und Glycolesterlösungsmittel. Es wurde gefunden, daß flüssige Grundiermittel, die wie oben zusammengestellt sind und durch die folgenden Beispiele erläutert werden, ausgezeichnete Haftung zwischen Mauerwerkoberflächen und gehärteten Dichtungsmittelmassen auf der Grundlage von flüssigen PoIythiolpolymercaptanpolymeren liefern und auch gute Beständigkeit gegen die Einwirkung von Ultraviolettlicht zeigen.

Die nachfolgenden Beispiele zeigen die Ergebnisse, die man erhält, wenn man die vorliegenden Grundiermittel in Verbindung mit zwei Typen von Dichtungsmitteln verwendet, die in den Beispielen als Dichtungsmittel A und Dichtungsmittel B bezeichnet werden. Beide dieser Dichtungsmittel basieren auf dem gleichen flüssigen PoIysulfidpolymer, das in den Beispielen als LP-32 bezeichnet ist und im wesentlichen die folgende Struktur besitzt: H(SC₃H₄.O.CH₂-O.C₂H₄S)₂₃H, wobei es etwa 0,5 % Vernetzung und ein mittleren Molekulargewicht von etwa 4000 besitzt. Das Dichtungsmittel A besaß im wesentlichen die folgende Rezeptur in Gewichtsteilen:

Polymer LP-32 100

Thixotropes Mittel (Thixcin R) 7

Calciumcarbonat 57

Titandioxid 15

Chloriertes Diphenyl (Arochlor 1254) 6

Butylbenzylphthalat (Santicizer 160) 25

Schwefel 0,3

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Zinkperoxid , 8,0

Lithiumperoxid 0,75

Äthylendiamin (10 Gewichts-%) auf

einem Molekularsieb 5A .2,0

Das Dichtungsmittel B besaß, im wesentlichen die folgende Zusammensetzung in Gewichtsteilen:

Polymer LP-32 100

Titandioxid 20

Calciumcarbonat ■ 40

Chloriertes Biphenyl (Arochlor 1254) 30

80 %-ige Lösung von Epoxyharz (Epon 1001)

in Methyläthylketon 5

Calciumperoxid 10,5

Bariumoxid ' 10

Teilweise hydriertes Terphenyl als

Weichmacher. HB-40 10

Toluol 3,75

In den folgenden Beispielen war das verwendete Acrylpolymer ein Poly-(n-butylmethacrylat) in Lösung in einem Kohlenwasserstofflösungsmittel (Acryloid P-IO). Die Lösung enthielt 40 Gewichts-% des Polymers. Es wurde ein im wesentlichen voll chlorierter Kautschuk (Parlon S-IO) verwendet. Variierende Mengen des Acryloid F-IO und Parlon S-IO wurden mit einem Lösungsmittel vermischt, das ein Gemisch gleicher Gewichtsteile von Toluol und Äthylenglycoläthylatheracetat (Cellosolveacetat) war.

Die Grundiermittel wurden auf Betonoberflächen aufgebracht, und man ließ das Lösungsmittel verdampfen. Danach wurde ein Tropfen eines der oben identifizierten Dichtungsmittel auf der grundier-

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ten Oberfläche aufgebracht und darauf gehärtet. Die resultierende Zusammenstellung wurde verschiedenen Testbedingungen unterzogen, wie in der nachfolgenden Tabelle gezeigt ist, und die Perle wurde dann von der Betonoberfläche abgezogen, um zu bestimmen, ob ein Adhäsions- oder Kohäsionsfehler auftrat. In der Tabelle zeigt "C" einen Kohäsionsfehler, d.h. ein Brechen der Perle und nicht eine Abtrennung derselben von dem Substrat. "A-C" zeigt, daß der Fehler teilweise ein Kohäsionsfehler und teilweise ein Adhäsionsfehler war, und "NA" zeigt, daß ein Adhäsionsfehler auftrat. Die Mengenverhältnisse der Bestandteile sind in Gewichtsteilen angegeben.

Tabelle

Beispiel Nr. 1. 2 3

Acryloid P-IO 25 25 25

Parlon S-IO 25 15 5

Lösungsmittel 35 35 35

Nach einer Woche bei 38° C und 100 % relativer Feuchtigkeit Dichtungsmittel

A CCC

B CCC

Nach einer Woche bei 38° C und 100 % relativer Feuchtigkeit und anschließend einer Woche bei Ultraviolettlicht

A CCC

B CCC

Nach einer Woche bei 38° C und 100 % relativer Feuchtigkeit und anschließend einer Woche Eintauchen in Wasser

A CCC

B C A-C NA

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Jede der Grundierlösungen 1,2 und 3 wurde Ultraviolettlicht während 20 Tagen ausgesetzt und zeigte nur eine geringe Verfärbung am Ende dieser Zeit.

Aus der obigen Beschreibung sollte ersichtlich sein, daß die vorliegende Erfindung eine Grundierung liefert, die in der Lage ist, den oben ausgeführten Anforderungen zu genügen. Wenn eine solche Grundierung auf Mauerwerkoberflächen aufgebracht wird, bekommt man eine ausgezeichnete Bindung zwischen einer solchen Oberfläche und nachfolgend aufgebrachten Dichtungsmitteln auf der Grundlage von flüssigen Polysulfidpolymeren. Auch verfärbt sie sich nur wenig unter dem Einfluß von Ultraviolettlicht und behält ihre Bindungswirksamkeit, wenn das darauf gebundene Dichtungsmittel Ultraviolettlicht ausgesetzt wird.

Obwohl die obigen Beispiele die Verwendung der vorliegenden Grundiermittel zur Bindung von Einkomponentendichtungsmitteln auf Mauerwerkoberflächen zeigen, ist es selbstverständlich, daß die Grundiermittel auch verwendet werden können, um die Haftung von Zweikomponentendichtungsmitteln auf Mauerwerkoberflächen zu fördern. Auch dienen die Beispiele nur der Erläuterung, und es können innerhalb des Erfindungsgedankens zahlreiche Abwandlungen vorgenommen werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Flüssiges Grundiermittel sur Verbesserung der Haftung von Dichtungs- oder überzugsmittel auf der Grundlage flüssiger Polysulfidpolymere auf Mauerwerkoberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundiermittel im wesentlichen aus einer Lösung eines chlorierten Kautschuks und eines Poly-(niederalkylmethacrylats) in einem organischen Lösungsmittel besteht.

2. Flüssiges Grundiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der chlorierte Kautschuk ein im wesentlichen vollständig chlorierter Kautschuk und das Poly-(niederalkylmethacrylat) ein Poly-(n-butylmethacrylat) ist.

3. Grundiermittel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoffgehalt der Lösung 10 bis 90 Gewichts-% des chlorierten Kautschuks und 90 bis 10 Gewichts-% des Polymethacrylates umfaßt.

4. Grundiermittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Lösungsmittel ein Gemisch von Cellosolveacetat und flüchtigem flüssigem Kohlenwasserstoff enthält.

5. Flüssiges Grundiermittel nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es etwa 60 bis 80 Gewichts-% des chlorierten Kautschuks und etwa 20 bis 40 Gewichts-% des Polymethacrylates enthält.

6. Verfahren zur Bindung eines Dichtungsmittels auf einer Mauerwerkoberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß man auf diese eine Grun-

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diermittel aufbringt, das im wesentlichen aus einer Lösung eines chlorierten Kautschuks und eines Poly-(niederalkylmethacrylats) in einem organischen Lösungsmittel besteht, das Lösungsmittel sodann verdampft, auf der grundierten Oberfläche ein härtbares Dichtungsmittel auf der Grundlage eines flüssigen Polysulfidpolymers aufbringt und das Dichtungsmittel in situ härtet.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Grundierlösung verwendet, die 10 bis 90 Gewichts-% eines im wesentlichen vollständigen chlorierten Kautschuks und 90 bis 10 Gewichts-% eines Poly-(n-butylmethacrylats) enthält.

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ORIGINAL INSPECTED