DE3338885A1

DE3338885A1 - Einlagiges silicon-bedachungssystem

Info

Publication number: DE3338885A1
Application number: DE19833338885
Authority: DE
Inventors: Thomas Halpin Guilderland N.Y. Fitzgerald; James Raynolds Patterson; Nicholas Francis Clifton Park N.Y. Sampieri
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1983-10-19
Filing date: 1983-10-27
Publication date: 1985-05-09
Also published as: JPS6098051A; FR2554484A1; AU2061383A; GB2148346A; GB8327943D0

Description

Einlagiges Silicon-Bedachungssystem
Die Erfindung bezieht sich auf ein Bedachungssystem für Gebäude und dergleichen, insbesondere auf ein einlagiges Silicon-System zum Schutz neuer und vorhandener Dachabdeckungen gegenüber den Einflüssen atmosphärischer Elemente, wie Sonnenlicht, kalter Temperaturen, Regen, Wind, Staub und dergleichen.
In der Mehrzahl der Fälle umfaßt die Herstellung von Dächern im allgemeinen die Erstellung einer Schutzschicht, ausgehend von der unten liegenden Struktur, typischerweise einer Dachplatte. Die sogenannten Flachdächer werden durch Verteilen von Teer oder anderen organischen Haftstoffen auf der Platte oder auf einem über der Platte liegenden Substrat, z.B. Asphalt-imprägniertem Filz und dann Pressen von Geweben oder Vliesen in das organische Material, anschließendes Aufbringen eines zweiten Überzugs aus Asphalt oder anderem Haftstoff und einer weiteren Schicht aus Gewebe oder Vliesen usw. hergestellt, bis zumindest die zur Gewährleistung der Bewitterbarkeit notwendige Mindestdicke gesichert ist. Ein Hauptproblem bei solch einem System ist der Verlust physikalischer Eigenschaften in den Schichten durch Bewitterung - dies führt zu Sprödrissen und läßt Wasser eindringen. Ein Schrumpfen der Schichten tritt auch aufgrund der Wechselwirkung von ultraviolettem Licht mit den gewöhnlich verwendeten organischen Materialien ein, und dies führt zu Wasserlecks an Kanten, Verbindungsstellen und Nähten. Zwischen den verschiedenen Bedachungsplatten des Standes der Technik und den verwendeten Verbindungsschichten besteht auch ein merklicher Mangel an Kompatibilität, und dies führt dazu, daß sich überlappende Nähte öffnen, was den Wind den Verbund aufblasen läßt, worauf wiederum Wasser eindringt.
Viele Vorschläge sind verfolgt worden, um die Möglichkeiten beim Dachbau zu verbessern, keiner jedoch hat sich als völlig zufriedenstellend erwiesen. In der eigenen US-PS 4 293 597 wird ein Verfahren zum Bilden eines Dachverhundes offenbart, bei dem auf ein Dachsubstrat eine selbstbindende Silicongummi-Doppelpack-Zusammensetzung aufgebracht wird. Während eine solche Zusammensetzung sehr stark haftet und eine kohäsive Bindung zwischen dem Dachsubstrat und dem Überzug bildet, neigt der Zusammenhalt des Überzugs zur Beeinträchtigung, z.B., wenn er von Gegenständen, wie Steinen, Hagel und dergleichen, getroffen wird.
Andererseits offenbart die US-PS 4 297 265 flexible Substrate, wie Glasfaserstoffe, überzogen mit Einpack-Silicongummi-Zusammensetzungen,und schlägt vor, daß sie aufgebracht werden "über vorhandenen Bedachungsmaterialien, die häufig Erdöl- oder Asphaltgrundlagen sind." Das Problem bei dieser Lösung ist, wie erähnt, daß der Mangel an Kompatibilität zwischen den Materialien zu einem Verlust der Haftung und anschließendem Versagen führt. Ferner verhindert bloßes Aufbringen von Silicon-beschichtetem Glasgewebe auf ein herkömmliches Mehrschichtensystem keineswegs die mühsame Arbeitsweise des Aufbaus des Daches Schicht um Schicht, wie oben erklärt. Gewebe/Siliconelastomer-Verbundmaterialien sind auch für andere Zwecke bekannt, z.B. beschreibt die US-PS 4 303 712 wasserdichte Materialien aus Wirkgewebe, überzogen mit wärmegehärteten Silicongummis zur Verwendung in Sportlerkleidung, und die Verwendung von bei Raumtemperatur vulkanisierenden Siliconen zum Dichten von Uberlappungen in solchen Geweben, wie erwähnt. Die US-PS 4 318 949 beschreibt Faservliese, imprägniert mit bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Organosiliconen, mit wolliger, weich anzufassender Oberfläche.
Das erfindungsgemäße Bedachungssystem unterscheidet sich vom Stand der Technik dadurch, daß ein Verbund vorgesehen ist, der ein Isoliersubstrat und eine einlagige Silicon-Glasgewebe-verstärkte Membran als wesentliche Kennzeichen umfaBt. Da die Membran im wesentlichen Silicon und Glas ist, zeigt die Platte keinen Verlust an physikalischen Eigenschaften durch Bewitterung, insbesondere W-Licht. Die Membran soll entweder vollständig am Substrat mit einem druckempfindlichen Siliconkleber haften oder mit einem Silicon-Dichtungsmittel um den Umfang herum abgedichtet und belastet sein. Dies gewährleistet chemische Kompatibilität zwischen den Bedachungsplatten und dem Substrat, und wenn irgendwelche Überlappungssäume vorhanden sind, wird an ihnen auch Silicon verwendet, um Haftungsverlust und letztlich ein Versagen zu verhindern.
Erfindungsgemäß wird ein Bedachungssystem geschaffen, umfassend (a) eine Dachabdeckung oder Tragfläche (b) ein über der Dach abdeckung liegendes Bedachungssubstrat und (c) eine einlagige Membranschicht aus Glasgewebe, überzogen mit einem gehärteten, bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Silicongummi, über dem Bedachungssubstrat (b) liegend, wobei die einlagige Membranschicht (c) an das Substrat (b) fest gebunden ist durch (i) (d) einen druckempfindlichen Silicongummi-Kleber, (ii) (e) eine Silicon-Dichtungsmittelwulst um den Umfang der Membranschicht (c), die die Schicht an das Dach bindet in Kombination mit (f) einer Ballastschicht aus Granulat für Dachzwecke, oder (iii) eine Kombination der Mittel (i) und (ii).
Aus Vorstehendem und der folgenden näheren Beschreibung und den speziellen Beispielen geht hervor, daß ein erheblich verbessertes einlagiges Silicon-Bedachungssystem mit einzigartigen Eigenschaften und Vorteilen zur Verfügung steht. Weitere Vorteile, Merkmale und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Bezugnahme auf die folgende Beschreibung.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, eines Flachdachs gemäß der Erfindung; Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Teils der Fig. 1, eine Form der Erfindung darstellend, bei der die Membran mit einem Kleber an das Substrat gebunden ist, und eine gedichtete Überlappungsverbindung darstellend.
Unter Bezugnahme auf die Figuren, die bevorzugte Formen der Erfindung veranschaulichen, zeigt Fig. 1 einen Teil eines Flachdachsystems 10 mit dem Verbundsystem einschließlich einer Dachtragplatte 12 mit einem Substrat 14 und einer einlagigen Glas-Silicon-Membran 16. In dieser Ausführungsform ist auch eine druckempfindliche Siliconkleber-Bindeschicht 18 dargestellt.
Sie kann weggelassen und durch eine Kantenabdichtung und BesChotterung ersetzt werden, wie später beschrieben.
Die einlagige Membran 16 umfaßt eine über ein Glasgewebe geschichtete bei Raumtemperatur vulkanisierbare, gießbare, Einkomponenten-Siliconmasse. Während das Gewebe an seinen Platz gelegt und dort mit dem bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Silicon überschichtet werden kann, wird es bevorzugt, die Membran vorzufabrizieren und dann an den Ort der Endverwendung zu liefern. Dies reduziert die Bauschritte auf ein Minimum. Auf jeden Fall umfaßt das bevorzugte einpackige Siliconsystem, wie gut bekannt, eine Zusammensetzung, in der alle Bestandteile sowie die Katalysatorsysteme zusammengemischt werden und die Zusaxmnensetzung in wasserfreiem Zustand gelagert wird. So lange Feuchtigkeit mit der Zusammensetzung nicht in Berührung kommt, härtet sie nicht. Wird sie jedoch einmal auf das Glasgewebe aufgebracht, entweder durch Beschichten oder durch Tauchen oder durch eine andere herkömmliche Maßnahme, und gelangt sie dann mit Feuchtigkeit der Luft oder anderen Arten von Feuchtigkeit in Berührung, härtet sie rasch zum Gummi-Endzustand. Die bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Eiflkomponenten-Siliconmassen werden gewöhnlich nach dem beim Härten entwickeltenNebenpxkkt klassifiziert. Die vier häufigsten Nebenprodukte sind Essigs&ure, Oxim, Alkohol und Acetamin. Ein Essigsäure-freisetzendes, bei Raumtemperatur vulkanisierendes Silicon wird bei der Herstellung einer bevorzugten Membran gemäß der Erfindung aufgrund der ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften und Wetterfestigkeit verwendet. Eine geeignete Zusammensetzung zur Verwendung beim Überziehen des Glasgewebes wird nach den Lehren der US-PS 3 035 016, Beispiel 1, hergestellt: 16,74 Teile eines hydroxylierten Dimethylsiloxan-Fluids werden mit 2,23 Teilen Methyltriacetoxysilan und 10,15 Teilen Dimethylsiloxan-Fluid mit durch Trimethylsilyl blockierten Enden von 2 cSt gemischt. Das Gemisch wird unter vermindertem Druck 1,5 h auf 100 OC erwärmt und die Essigsäure entfernt, wie gebildet. Die verbleibende Essigsäure, überschüssiges Methyltriacetoxysilan und das 2 cSt Fluid wird dann durch Vakuumdestillation entfernt. Das zurückbleibende Fluid ist in Abwesenheit von Feuchtigkeit lagerungsstabil und härtet in 1 bis 1,5 h zu einem gummiartigen Produkt, wenn es der Atmosphäre ausgesetzt wird. Um das Überziehen von Glasgeweben zu erleichtern, wird eine kleine Menge Lösungsmittel als Verdünner zugesetzt, wozu Toluol oder Petrolether geeignet sind.
Auch eine einteilige, bei Raumtemperatur vulkanisierbare Zusammensetzung, erhältlich von der General Electric Company, Waterford, New York, USA, RTV-112, kann verwendet werden.
Nach herkömmlichen Techniken wird die Siliconzusammensetzuna all eine oder gelöst in dem Lösungsmittel auf das Glasgewebe durch Bürsten, Rakeln, Sprühen, Aufwalzen oder dergleichen aufgebracht. Die Dicke ist einstellbar und hängt von der speziellen Aufgabe ab. Die Härtung tritt ein, wenn der Feuchtigkeit ausaesetzt wird, und hinterläßt im Verbund 16 eine sich nach außen zeigende Siliconaummioberfläche.
Das erfindungsgemäße System kann auf neue und bestehende Dachtragplatten 12 aufgebracht werden, die aus Holz, Metall, Beton, Mauerwerk, Kunststoff und dgl. bestehen können. Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird auf die Dachplatte 12 zuerst ein isolierendes Substrat 14 aufgebracht. Dieses Substrat umfaßt ein herkömmliches Material, typischerweise, aber nicht hierauf beschränkt, eine Urethanschaumplatte, Vermiculit, aufgesprühten Urethanschaum oder sogar Asphalt-impräanierten Filz. Die Dicke der Schicht 14 ist unkritisch, aber völlig erhbmmlich. Sodann wird die Siliconmembran 16 auf das isolierende Substrat 14 nach irgend einer einer Reihe von Methoden aufgebracht, z.B. durch Auflegen von Glasgewebe und Aufbürsten der bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Silicon zusammensetzung oder durch Auflegen einer vorfabrizierten Membran. Wenn eine vorfabrizierte Membran verwendet wird, kann die Membran 16 entweder voll auf das isolierende Substrat 14 geklebt oder nur um den Umfang herum aedichtet und beschwert werden, d.h. durch das Gewicht von Granulat für Dachzwecke 20 aufgepreßt werden.
Auch wenn eine an Ort und Stelle gebildete Membran 16 verwendet wird, wird zur Sicherstellung der Haftung am isolierenden Substrat 14 vorzugsweise eine Siliconhaftschicht 18 verwendet, insbesondere bevorzugt ein druckempfindlicher Zweikomponentenkleber, da die Kompatibilität erleichtert wird. Auch haben Siliconkleber des druckempfindlichen Typs längere "Topfzeittbn" oder Verarbeitungszeiten als herkömmliche organische Kleber, und aufgrund ihrer geringeren Viskositäten können die Auftragnehmer mehr Quadratmeter pro Liter decken, was sowohl Gesamtgewicht als auch Materialverbrauch niedrig hält.
Bei einer der bevorzugten Ausführungsformen wird die vorfabrizierte Membran 16 in eine Bettschicht aus druckempfindlichem Siliconkleber 18, gleichförmig über die Isolierschicht 14 verteilt, gelegt und mit dem Kleber in Berührung gedrückt. Der druckempfindliche Kleber ist ein herkömmliches Material, z.B. kann eine der in der US-PS 3 017 384 beschriebenen Zweikomponentenharz-Zusammensetzungen verwendet werden.
Chemisch umfassen diese ein kohydrolysiertes Gemisch eines hydrolysierbaren Trialkylsilans und eines Alkylsilikats und auch eines Organopolysiloxan-Fluids hoher Viskosität mit an Silicium gebundenen Hydroxy-Endgruppen. Diese können in einem Lösungsmittel, wie Toluol, gelöst und dann mit einem geeigneten Katalysator, z.B. Zinkoctoat, Dicumylperoxid, Tetrabutyltitanat, y-Aminopropyltriethoxysilan usw., gemischt und auf das isolierende Substrat 14 aufgebracht werden. Verdampfen des Lösungsmittels hinterläßt eine Schicht aus druckempfindlichem Siliconkleber 18, an dem Glas-Silicon-Verbund 16 mit großer Festigkeit haftet, und andererseits haftet die Schicht 18 stark am isolierenden Substrat 14.
Zweiteilige druckempfindliche Kleber für die Erfindung können auch aus handelsüblichen Materialien wie folgt hergestellt werden: Bestandteile Gewichtsteile Teil A Harz (Produkt Nr. PSA-6573 der 100 General Electric Co.) oder Harz (Produkt Nr. PSA-529, General Electric Co.) 100 Teil B y -Aminopropyltriethoxysilan 2,3 - 4,3 oder Benzoylperoxid 2,3 - 4,3 Teil A wird mit Teil B unmittelbar vor Gebrauch gemischt.
Wenn die Membran 16 gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung an den Kanten gebunden werden soll, werden Säume 22 aus einem später zu beschreibenden Silicongummi-Dichtungsmittel um den gesamten Umfang gelegt, um eine Brückendichtungzwischen und der Siliconverbundmedbran 16 / irgendwelchen Durchdringungen, Rohren (24 in Fig. 1), Kehlblechen 28 und dergleichen in dem Aufbau zu bilden. Wenn es nur auf Kantenabdichtuna ankommt, besteht eine Methode, zwischen der Membran 16 und dem isolierenden Substrat 14 Kontakt zu halten, die angewandt werden kann, darin, mit Kies oder Granulat für Dachzwecke 20 zu beschweren.
Natürlich kann auch eine Kombination der Kantenabdichtung unter Beschweren und der Verwendung einer gleichförmigen Klebschicht 18 angewandt werden.
In den Fällen, in denen die einlagige Silicongummimembran 16 aus Materialplatten aemacht ist, z.B. von Rollen von 0,91 oder 1,22 m (3 oder 4 Fuß) Breite und irgend einer passenden Länge abgeschnitten, ist es bevorzugt, überlappende Nähte von z.B. 7,6 bis i5,2 cm (3 bis 6") vorzusehen und die Überlappungen mit Siliconklebschicht 30 zusammenzufügen. Diese umfaßt einen druckempfindlichen Kleber und ist vorzugsweise der gleiche Kleber, der zur Bildung der Schicht 18 verwendet wurde. Liegen überlappende Nähte oder Säume vor, wird bei bevorzugten Ausführungsformen eine Wulst 32 aus Silicondichtungsmittel entlang der Oberseite des überlappenden Saums gelegt, um Einheit herzustellen.
Das als Kantendichtung 22 um Rohre, Durchdrinaunaen, Kehlbleahe herum und Oberseitenwulst 32 irgend eines überlappenden Sautris verwendete Silicon-Dichtungsmittel ist ein herkömmliches einteiliges, bei Raumtemperatur vulkanisierbares Material einer gegenüber Feuchtigkeit reaktiven Zusammensetzung mit niedrigem Modul, die die üblichen Zusätze und Füllstoffe enthält, um Haftung an verschiedenen Substraten zu gewährleisten. Diese sind gewöhnlich von verschiedenen Quellen zu beziehen, z.B.
von General Electric Company, und sind in den US-PS'en 4 100 129 und 4 273 616 beschrieben. Besonders brauchbare Ergebnisse bei Dachdecksystemen ergeben sich mit einem (Titanchelat-katalysierten) Einkomponentenmaterial folgender Zusammensetzung: Bestandteil Gewichtsteile Polydimethylsiloxan mit Silanol-Endgruppen, Viskosität 25 000 cSt 100 mit Stearinsäure behandeltes Calciumcarbonat (Füllstoff) 100 Dimethylsiloxy-Diphenylsiloxy-Copolymerfluid mit Methoxy-Endgruppen, 50 cSt,enthaltend 30 Mol-% Diphenylsiloxygruppen (hixotrop) 5 Methyltrimethoxysilan (Vernetzer) 0,5 1,3-Dioxypropantitan-bis-ethylacetoacetat (Katalysator) 1,8 1 ,3-Tris-trimethoxysilylpropylisocyanurat (Haftvermittler) 0,75 100 Teile eines Trockengemischs aus den ersten drei Bestandteilen werden mit 3,05 Teilen aus den letzten drei Bestandteilen gemischt und das Gemisch in verschlossenen Packungen ohne Berührung mit Feuchtigkeit bis zur Verwendung aufbewahrt.
Dem Fachmann wird klar sein, daß verschiedene weitere Formen von Verbindungen verwendet werden können. Beispielsweise können anstelle von überlappenden Säumen oder Nähten Stoß-an-Stoß-Säume vorgesehen sein. Diese können mit einer Wulst aus Dichtungsmittel verschlossen werden. Alternativ können sie mit einem schmalen Gewebestreifen oder einem anderen Deckmaterial verkappt und, wenn gewünscht, die Kanten wiederum abgedichtet werden. Auch kann mehr als eine einzelne Lage beschichteter Gewebemembran 16 verwendet werden, aber ein Hauptvorteil - einfacher Aufbau - geht ohne viel Gewinn, wenn überhaupt, an Integrität verloren.
Anstelle von Glasgewebe, -gewirk, können Vliesformen, wie Matten und Filze, treten und anstelle von Glas können andere Materialien, wie Polymermatten und -gewebe, oder Mineralfasern treten.
Somit ist dem Fachmann klar, daß verschiedene Abwandlungen und Abänderungen an hier beschriebenen Produkten und Techniken vorgenommen werden können, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen.

Claims

Einlagiges Silicon-Bedachungssystem Ansprüche Ansprüche 1. Bedachungssystem (10), umfassend (a) eine Dachtragplatte (12), (b) ein über der Dachtragplatte liegendes Bedachungssubstrat (14) und (c) eine einlagige Membranschicht (16) aus Glasgewebe, überzogen mit einem gehärteten, bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Silicongummi, über dem Bedachungssubstrat (b) liegend1 wobei die einlagige Membranschicht (c) an das Substrat (b) fest gebunden ist mit Hilfe <i) (d) eines druckempfindlichen Silicongummiklebers (in), (22) (ii) (e) einer Silicondichtungsmittelwulst/um den Umfang der Membranschicht (c) herum, die die Schicht an das Dach in Kombination mit (f) einer beschwerenden Schicht aus Granulat für Dachzwecke (20) bindet, oder (iii) einer Kombination der Mittel (i) und (ii).
2. Bedachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einlagige Membran (c) an das Substrat (b) mit Hilfe (i) (d) eines druckempfindlichen Silicongummiklebers gebunden ist.
3. Bedachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn-(1 zeichnet, daß das Substrat eine Urethanschaumplatte, Vermiculit, aufgesprühter Urethanschaum oder Asphalt-imprägnierter Filz ist.
4. Bedachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gehärtete, bei Raumtemperatur vulkanisierbare Silicongummi durch Härten einer gieBbaren, einpackigen Zusammensetzung hergestellt ist.
5. Bedachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der druckempfindliche Siliconkleber (d) durch Umsetzen einer Zweikomponenten-Zusammensetzung hergestellt ist.
6. Bedachungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einlagige Membranschicht (c) überlappt gesäumte Platten umfaßt, deren Säume mit druckempfindlichem Silicongummikleber (d) verklebt sind.
7. Bedachungssystem nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß d e einlagige Membranschicht (c) an Rohren, Durchdringungen, Kehlbiechen, wenn vorhanden, und an der Oberseite eines überlappenden Saums mit (e) einem Silicongummidichtungsmittel kantenversiegelt ist.
8. Bedachungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Silicongummidichtungsmittel (e) durch Härten einer katalysierten Einkomponentenzusammensetzung hergestellt ist.
9. Bedachungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Silicongurnmidichtungsmittel (e) eine durch Feuchtigkeit härtbare Zusammensetzung mit einer katalytischen Menge eines Titanchelat-Katalysators ist.