DE4211302A1 - Elastic, water-swellable joint sealing a materials - contain water- absorbent filler, e.g. polyacrylate salt or bentonite, in a hydrophilic polyurethane matrix - Google Patents
Elastic, water-swellable joint sealing a materials - contain water- absorbent filler, e.g. polyacrylate salt or bentonite, in a hydrophilic polyurethane matrixInfo
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Abstract
Description
Es ist bekannt, sogenannte Hydrogele durch Reaktion zwischen bestimmten Isocyanat-Präpolymeren und Wasser herzustellen. Vorzugsweise werden für diese Umsetzungen als Isocyanat-Präpolymere Produkte verwendet, die durch Umsetzung linearer Polyether mit endständigen OH-Gruppen mit Di isocyanaten, vorzugsweise mit Toluolyendiisocyanat (TDI), aber auch mit anderen bekannten Diiso cyanaten wie MDI, HDI oder IPDI mit Oberschuß des eingesetzten Diisocyanates hergestellt werden.It is known to use so-called hydrogels by reaction between certain isocyanate prepolymers and produce water. Isocyanate prepolymers are preferred for these reactions Products used by the reaction of linear polyethers with terminal OH groups with Di isocyanates, preferably with toluene diisocyanate (TDI), but also with other known diiso cyanates such as MDI, HDI or IPDI are produced with an excess of the diisocyanate used.
Die Herstellung solcher durch Additionsreaktion gewonnen Produkte ist dem Fachmann geläufig und
braucht deshalb nicht näher beschrieben werden. Eine zusammenfassende Darstellung mit umfang
reichen Querverweisen auf die einschlägige Literatur ist in dem einschlägigen Standarwerk:
Vieweg/Höchtlen/Oertel: "Kunststoff-Handbuch, Bd. 7 Polyurethane", 1983,
Verlag Carl Hanser, München.
zu finden.The preparation of such products obtained by addition reaction is familiar to the person skilled in the art and therefore need not be described in more detail. A summary with extensive cross-references to the relevant literature is in the relevant standard work:
Vieweg / Höchtlen / Oertel: "Kunststoff-Handbuch, Vol. 7 Polyurethane", 1983, published by Carl Hanser, Munich.
to find.
Weitere, dem Fachmann geläufige Produkte mit ähnlicher Struktur sind die aus aus der Reaktion zwi schen Diisocyanaten und Wasser unter Mitverwendung von Aminen/Diaminen/Polyaminen oder OH- funktionellen Verbindungen gewonnen Polyharnstoffgele mit massiver oder mikroporöser Struktur, wie sie in zahlreichen Schriften, z. B. auch in der DE 25 21 265, DE 23 47 299 und DE 25 38 716, beschrie ben sind.Other products with a similar structure familiar to those skilled in the art are those resulting from the reaction between diisocyanates and water using amines / diamines / polyamines or OH functional compounds obtained polyurea gels with massive or microporous structure, such as they in numerous writings, e.g. B. also described in DE 25 21 265, DE 23 47 299 and DE 25 38 716 ben are.
Solche bekannten Produkte werden z. B. als Trägermaterial für im Reaktionswasser gelöste Agentien wie Duftstoffe, als Injektionsgel für Abdichtungen durch Injektion des flüssigen Produktes in Risse, mit harten Füllstoffen als Schleifkörper oder als (durch Wasserabgabe kühlende) Verbandstoffe ver wendet.Such known products are e.g. B. as a carrier material for agents dissolved in the water of reaction such as fragrances, as an injection gel for seals by injecting the liquid product into cracks, with hard fillers as grinding media or as dressing materials (cooling by water release) turns.
Naturgemäß schrumpfen solche wasserhaltigen Hydrogele im nicht feuchten Milieu durch Verdunstung des eingeschlossenen Wassers. Wie bekannt ist, ist dieser Schrumpfprozeß reversibel d. h. ein eingetrocknetes Hydrogel kann das einmal angegebene Wasser auch wieder aufnehmen und dadurch auf sein Ursprungsvolumen zurückquellen. Ein Quellvorgang, wie er für die Herstellung in Wasser quellbarer Dichtungsbänder nach dem Anspruch dieser Erfindung notwendig ist, ist dieses für Hydrogele bekannte Zurückquellen auf das ursprüngliche Volumen aber nicht. Ein Quellvorgang, wie er nach dem Anspruch dieser Erfindung gemeint ist, verlangt ausdrücklich ein zusätzliches aufquellen über das ursprüngliche Ausgangsvolumen eines Körpers bei seiner Herstellung hinaus, ausgelöst durch zusätzliche Einlagerung von Wasser in die Struktur des Körpers unter Vergrößerung seines Volumens. Such hydrogels containing water naturally shrink through in a non-humid environment Evaporation of the trapped water. As is known, this shrinking process is reversible d. H. A dried hydrogel can also absorb the water once it has been given and thereby swell back to its original volume. A swelling process such as that used in manufacturing Water-swellable sealing tapes according to the claim of this invention is necessary for Hydrogels, however, do not known to swell back to their original volume. A swelling process like it is meant according to the claim of this invention, expressly requires an additional swelling triggered beyond the original initial volume of a body during its manufacture through additional storage of water in the structure of the body while enlarging its Volume.
Die vorliegende Erfindung macht sich deshalb die dem Fachmann bekannte Erfahrung zunutze, daß
bestimmte Stoffe in der Lage sind, schnell große Mengen von Wasser unter Ausbildung gelartiger
Strukturen aufzunehmen. Zu diesen Stoffen zählen sowohl bestimmte Tonmineralien aus der Gruppe
der Montmorrillonite wie auch hochpolymere Kohlehydrate, wie sie z. B. in
Ullmann, Enzyklopädie der technischen Chemie, Bd. 19,
Verlag Chemie, Weinheim.
beschrieben sind, als auch bestimmte, teilvernetzte polymere Amide, Ammonium- und Alkalisalze der
Acrylsäuren und die (teilvernetzten) Säuren selbst.The present invention therefore makes use of the experience known to the person skilled in the art that certain substances are able to rapidly absorb large amounts of water with the formation of gel-like structures. These substances include certain clay minerals from the group of montmorrillonites as well as highly polymeric carbohydrates, such as those used for. B. in
Ullmann, Encyclopedia of Technical Chemistry, Vol. 19, Verlag Chemie, Weinheim.
are described, as well as certain, partially crosslinked polymeric amides, ammonium and alkali salts of acrylic acids and the (partially crosslinked) acids themselves.
Solche, dem Fachmann gut bekannten wasserabsorbierenden Acrylate werden unter der Trivialbe
zeichnung "Super-Absorber" großtechnisch, z. B. als wasserauftaugende Hilfsmittel für Anwendungen
im Hygienebereich, hergestellt. Ausführliche Informationen zu diesen Produkten finden sich in zahlrei
chen Firmenschriften (Arakawa Chemical, J-Osaka "Arasorb"; BASF AG, D-Ludwigshafen, "Luqua
sorb"; Stockhausen GmbH, D-Krefeld, "Favor" u. a.); Informationen zur Chemie dieser Produkte in:
Rauch-Puntigam/Völker: Acryl- und Methacrylverbindungen,
Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, 1967.
Es war außerordentlich überraschend und nicht zu erwarten, daß solche Produkte mit hydropohilen
Diisocyanat-Präpolymeren als Bindemittel kombiniert werden können und aus diesen Produkten durch
Umsetzung mit bekannten Kettenverlängerungsmitteln wie Wasser, Alkoholen, Polyaminen oder Ge
mischen dieser Stoffe in glatter Reaktion Produkte entstehen, die zu hochelastischen Dichtungsbän
dern geformt werden können und die sich durch ein hervorragendes, dauerhaft reversibles Quellver
halten bei Kontakt mit Wasser auszeichnen.Such, well-known to the expert water-absorbing acrylates are under the trivial name "super absorber" on an industrial scale, for. B. manufactured as a water-thawing aid for hygiene applications. Detailed information on these products can be found in numerous company publications (Arakawa Chemical, J-Osaka "Arasorb"; BASF AG, D-Ludwigshafen, "Luqua sorb"; Stockhausen GmbH, D-Krefeld, "Favor" and others); Information on the chemistry of these products in:
Rauch-Puntigam / Völker: Acrylic and methacrylic compounds, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York, 1967.
It was extremely surprising and not to be expected that such products can be combined with hydrophilic diisocyanate prepolymers as binders and products which result from these products by reaction with known chain extenders such as water, alcohols, polyamines or mixtures of these substances in a smooth reaction highly elastic sealing tapes can be formed and are characterized by an excellent, permanently reversible swelling behavior in contact with water.
Die als Bindemittel verwendeten, hydrophilen Diisocyanat-Präpolymere sind wie schon erwähnt jedem Fachmann geläufige Produkte, die vorzugsweise auf Tolouylendiisocyanat (TDI) als Isocyanat ba sieren. Allerdings können auch alle anderen zwei und mehrfunktionellen Isocyanate oder Kombina tionen dieser lsocyanate zur Herstellung der Präpolymere genutzt werden. Diese ebenfalls geeigne ten Isocyanate sind u. a. in dem bereist zitierten Kunststoff-Handbuch, Bd. 7 ausführlich beschrieben.As already mentioned, the hydrophilic diisocyanate prepolymers used as binders are everyone Products familiar to those skilled in the art, preferably based on tolylene diisocyanate (TDI) as isocyanate sieren. However, all other two and multifunctional isocyanates or Kombina can ions of these isocyanates can be used to prepare the prepolymers. These are also suitable ten isocyanates are u. a. described in detail in the already cited plastics manual, vol. 7.
Die Umsetzung der lsocyanate zum hydrophilen Präpolymer erfolgt mit linearen oder nur schwach verzweigten Polyethern mit reaktionsfähigen Hydroxylgruppen als Polyolkomponente, vorzugsweise mit ethoxylierten oder propoxylierten Glykolen oder deren Gemischen, wobei man zur Herstellung solche Polyether dieser Gattung bevorzugt verwendet, deren MOL-Gewicht zwischen 400 und 10 000 liegt. The conversion of the isocyanates to the hydrophilic prepolymer takes place with linear or only weakly branched polyethers with reactive hydroxyl groups as the polyol component, preferably with ethoxylated or propoxylated glycols or their mixtures, one used for the preparation such polyethers of this type are preferably used, whose MOL weight is between 400 and 10,000 lies.
Die Herstellung der Präpolymere erfolgt nach den dem Fachmann gut bekannten Verfahren der Um setzung der Polyole mit dem Diisocynat in geschlossenen Reaktoren, vorzugsweise unter Inertgas, wobei das Diisocyanat im Überschuß in solchen Mengen eingesetzt wird, so daß letztlich noch flüssi ge Reaktionsprodukte mit freien, noch reaktionsfähigen NCC-Gruppe anfallen.The prepolymers are prepared by the Um processes which are well known to those skilled in the art settlement of the polyols with the diisocyanate in closed reactors, preferably under inert gas, the diisocyanate being used in excess in amounts such that ultimately still liquid reaction products with free, still reactive NCC group.
Bevorzugt zur Herstellung der Produkte nach dem Anspruch der Erfindung werden aber großtech nisch hergestellte und deshalb preiswert verfügbare hydrophile Präpolymere der beschriebenen Gat tung. Nur als Beispiele für geeignete Präpolymere mit den gewünschten Eigenschaften werden die Produkte "Hypol 2000 und Hypol 3000", Hersteller GRACE-Rexolin oder ."RESIGAST GH 90 und GH 96", Hersteller Resina-Chemie; oder "Polygrout W1 oder W2", Hersteller Daiichi Kogyo Seiyaku; ge nannt. Weiter können selbstverständlich auch die in den bereits zitierten Schriften DE 25 38 718, DE 23 47 299 und 25 21 265 und weiter in dem ebenfalls bereits zitierten Kunststoff-Handbuch genannten hydrophilen Präpolymere zur Herstellung von Produkten nach dem Anspruch dieser Erfindung be nutzt werden.However, large-scale technology is preferred for the manufacture of the products according to the invention nically manufactured and therefore inexpensive hydrophilic prepolymers of the described Gat tung. Only as examples of suitable prepolymers with the desired properties Products "Hypol 2000 and Hypol 3000", manufacturer GRACE-Rexolin or. "RESIGAST GH 90 and GH 96 ", manufacturer Resina-Chemie; or" Polygrout W1 or W2 ", manufacturer Daiichi Kogyo Seiyaku; ge called. Of course, the documents DE 25 38 718, DE already cited can also be used 23 47 299 and 25 21 265 and further in the plastic handbook also cited already hydrophilic prepolymers for the manufacture of products according to the claim of this invention be used.
Jedem Fachmann wird es im übrigen möglich sein, am Markt noch weitere geeignete Präpolymere der beschriebenen Gattung zu finden oder solche durch Variation der bekannten Parameter herzu stellen.Any expert will also be able to find other suitable prepolymers on the market to find the genus described or such by varying the known parameters put.
Zur Herstellung von in Wasser quellbaren Produkten verfährt man im einfachsten Falle so, daß man das gewählte, hydrophile Quellmittel in gemahlener Form (ähnlich einem Füllstoff) in das vorgelegte Präpolymer einarbeitet und dieses Batch danach mit Wasser innig vermischt und sofort unter Form gebung - etwa durch eine entsprechende Formdüse oder in eine Gießform- austrägt, wobei innert kur zer Zeit ein zähelastischer Körper mit der Formgebungseinheit entsprechender Geometrie entsteht.In the simplest case, the process for the production of water-swellable products is that the selected, hydrophilic swelling agent in ground form (similar to a filler) in the submitted Prepolymer incorporated and this batch then mixed intimately with water and immediately under shape discharge - for example through a corresponding molding nozzle or into a casting mold - zer a tough elastic body with the shaping unit of appropriate geometry is created.
Es kann auch so verfahren werden, daß das hydrophile Quellmittel zunächst mit einem inerten flüssi gen Stoff, der mit dem Präpolymer verträglich, aber nicht reaktiv ist, vermischt wird und danach dem Präpolymeren einverleibt wird.It can also be done in such a way that the hydrophilic swelling agent is initially mixed with an inert liquid substance that is compatible with the prepolymer, but is not reactive, is mixed and then the Prepolymer is incorporated.
Die Mischungen können ggfs. zur Verbilligung der Rezeptur noch inerte Mineralmehle oder andere bekannte Füllstoffe wie z. B. Holzmehl, Gummimehl oder -granulat o. ä., allgemein für die Anwendung als Füllstoff jedem Fachmann bekannte - Stoffe enthalten. Auch dem Fachmann gut bekannte Hilfs stoffe wie z. B. Weichmacher, Weichharze oder Harzlösungen können zur Erzielung bestimmter Ei genschaften mitverwendet werden, ebenso selbstverständlich Pigmente zur Farbgebung.The mixtures can, if necessary, inert mineral flours or others to make the recipe cheaper known fillers such. B. wood flour, rubber flour or granules or the like, generally for use as filler known to any expert - contain substances. Also well known to those skilled in the art fabrics such as B. plasticizers, soft resins or resin solutions can be used to achieve certain egg properties are also used, as are pigments for coloring.
Statt reinem Wasser als Reaktionskomponente für das Präpolymergemisch können auch bestimmte
wasserhaltige Emulsionen oder Lösungen oder Dispersionen von Hochpolymeren in Wasser verwen
det werden. Mit solchen Zusatzstoffen kann sowohl der Festkörpergehalt des resultierenden Produk
tes weiter erhöht als auch eine bestimmte Modifizierung der gewünschten Eigenschaften erreicht
werden. Geeignet und bevorzugt in diesem Sinne sind z. B. Emulsionen von Bitumen in Wasser, die
bekannten Dispersionen von olefinisch ungesättigten Verbindungen in Wasser, beschrieben z. B. in
Hölscher, Dispersionen synthetischer Hochpolymerer,
Springer Verlag, Berlin, 1969 (2 Bde.)
oder Lösungen von Polyvinylalkohol in Wasser. Der wäßrigen Reaktionskomponente können selbst
verständlich ebenfalls noch zusätzlich (die bereits erwähnten) Füllstoffe, Zusatzstoffe oder Additive
einverleibt sein.Instead of pure water as a reaction component for the prepolymer mixture, certain water-containing emulsions or solutions or dispersions of high polymers in water can also be used. With such additives, both the solids content of the resulting product can be further increased and a certain modification of the desired properties can be achieved. Suitable and preferred in this sense are, for. B. emulsions of bitumen in water, the known dispersions of olefinically unsaturated compounds in water, described for. B. in
Hölscher, dispersions of synthetic high polymers, Springer Verlag, Berlin, 1969 (2 vols.)
or solutions of polyvinyl alcohol in water. It goes without saying that the aqueous reaction component can also contain additional fillers, additives or additives.
Die nach dem Anspruch der vorliegenden Erfindung herstellbaren Quellfugendichtungsbänder können entweder als vollständig massive Körper hergestellt oder mit einer mikroporösen oder mehr oder we niger grobzelligen Struktur als Schaum gefertigt werden.The source joint sealing tapes which can be produced according to the claim of the present invention can either made as a completely solid body or with a microporous or more or we niger coarse-cell structure as foam.
Zur Steuerung der Reaktion zwischen dem Diisocyanat-Präpolymeren und den als Reaktionspartnern verwendeten Kettenverlängerungsmitteln können die aus der Chemie der Polyurethane dem Fach mann gut bekannten Katalysatoren und Additive (vergl. dazu auch das bereits mehrfach zitierte Kunststoff-Handbuch, Bd. VII) eingesetzt werden. Nur als Beispiel für solche Katalysatoren werden tertiäre Amine wie Diazobicyclooctan, Dimethylethanolamin, Dimethylcyclohexylamin oder organische Metallverbindungen wie Dibutylzinndilaurat genannt, als Beispiel für geeignete Additive Silicontenside als Schaumstabilisatoren, Antioxydantien, Lichtschutzmittel, Emulgatoren und ähnliche, dem Fach mann als Additive und Zusatzstoffe für Polymere und Elastomere gut bekannte Stoffe. To control the reaction between the diisocyanate prepolymer and the reaction partners Chain extenders used can be those from the chemistry of polyurethanes well-known catalysts and additives (see also the previously cited Plastic manual, Vol. VII) can be used. Just be an example of such catalysts tertiary amines such as diazobicyclooctane, dimethylethanolamine, dimethylcyclohexylamine or organic Metal compounds such as dibutyltin dilaurate mentioned, as an example of suitable additives silicone surfactants as foam stabilizers, antioxidants, light stabilizers, emulsifiers and the like, the subject Substances well known as additives and additives for polymers and elastomers.
Diese Beispiele beschreiben die neuen Produkte nach dem Anspruch dieser Erfindung. Diese Bei spiele stehen nur für typische Ausgestaltungen der Erfindung nach dem vorliegenden Anspruch.These examples describe the new products according to the claim of this invention. This case games stand only for typical embodiments of the invention according to the present claim.
Jedem Fachmann ist es selbstverständlich möglich, die beschriebenen Produkte durch einfache Ver änderung der erfindungsgemäß mitgeteilten Erkenntnisse, weiter zu variieren. Der Anspruch aus der vorliegenden Erfindung wird auch auf solche abgeänderten Ausgestaltungen der Erfindung erhoben.It is of course possible for any person skilled in the art to simply describe the products described by simple ver Change in the knowledge communicated according to the invention to vary further. The claim from the The present invention is also applied to such modified embodiments of the invention.
Es wird eine Mischung A hergestellt aus 50 GT Polyethylenglykol mit einem MG von 600 und 10 Gt Propylencarbonat. Dieser Vormischung werden 30 GT eines als "Super-Absorber" bekannten Pro duktes mit der Bezeichnung Norsolor Aqua-Keep 10 SHB einverleibt und diese Mischung als A-1 be zeichnet. Die Mischung A-1 wird mit 50 GT eines hydrophilen Diisocyanat-Präpolymeren mit der Be zeichnung Resicast GH-90 vermischt, sofort nach der Vermischung volumetrisch im Verhältnis 1 : 1 mit Wasser gemischt und in eine rechteckige Form gegeben. Das zunächst flüssige Produkt verfe stigt sich innert 1 Minuten zu einem zähelastischen Körper, der die Geometrie der Form exakt abbil det und bei Kontakt mit Wasser sein Volumen um das dreifache durch aufquellen vergrößert, ohne dabei seine gummielastischen Eigenschaften zu verlieren.A mixture A is produced from 50 pbw of polyethylene glycol with a MW of 600 and 10 pbw Propylene carbonate. This premix is 30 GT of a Pro known as "Super Absorber" product called Norsolor Aqua-Keep 10 SHB and this mixture as A-1 draws. Mixture A-1 is mixed with 50 pbw of a hydrophilic diisocyanate prepolymer with the Be Drawing Resicast GH-90 mixed, immediately after mixing, volumetrically in a ratio of 1: 1 mixed with water and placed in a rectangular shape. The first liquid product rises to a tough, elastic body within 1 minute, which accurately reproduces the geometry of the shape det and when in contact with water its volume is increased threefold by swelling without losing its rubber-elastic properties.
Das Produkt schrumpft bei Lagerung im trockenen Milieu erwartungsgemäß um den Volumenanteil des eingearbeiteten Wassers, um anschließend in Wasser aber wieder schnell auf das dreifache sei ner bei der Herstellung vorhandenen Dimension aufzuquellen. Dieser Vorgang kann beliebig oft wiederholt werden.As expected, the product shrinks by volume when stored in a dry environment of the incorporated water in order to then quickly be three times as fast in water swell existing dimension in the manufacture. This process can be done as often as you like be repeated.
Es wird wie in Beispiel 1 verfahren beschrieben eine Grundmischung B hergestellt. Dieser Grundmi schung B wird ein feingemahlenes Polyammoniumacrylat analog Mischung A-1 einverleibt, welches durch Polymerisation von mit Ammoniak teilneutralisierter Acrylsäure (pH ca. 6) unter Mitverwen dung von 2% eines mehrfunktionellen Acrylmonmomeren als Vernetzer in bekannter Technik herge stellt wurde. Mit diesem Stammansatz wurde weiter wie in Beispiel 1 genau beschrieben eine Mi schung mit Polygrout W-1 und hergestellt und weiter wie in Beispiel 1 beschrieben verfahren.A basic mixture B is prepared as described in Example 1. This basic mi A finely ground polyammonium acrylate analogous to mixture A-1 is added to mixture B, which by polymerization of partially neutralized acrylic acid with ammonia (pH approx. 6) with co-use tion of 2% of a multifunctional acrylic monomer as a crosslinker in known technology was put. With this basic approach, a Mi was further described exactly as in Example 1 with Polygrout W-1 and manufactured and proceed as described in Example 1.
Das resultierende Produkt entspricht in seinem Quellverhalten und seinen gummiähnlichen Eigen schaften dem Produkt aus Beispiel 1. The resulting product corresponds in its swelling behavior and its rubber-like properties the product from Example 1.
Es wird wie in Beispiel 1 verfahren beschrieben eine Grundmischung C hergestellt. Dieser Grundmi schung C wird ein feingemahlenes Polyacrylamid analog Mischung A-1 einverleibt, welches durch Polymerisation einer Lösung von Acrylamid in Wasser unter Mitverwendung von 2% eines mehrfunktionellen Acrylmonomeren als Vernetzer in bekannter Technik hergestellt wurde. Mit die sem Stammansatz wurde weiter wie in Beispiel 1 genau beschrieben eine Mischung mit Polygrout W- 1 hergestellt und weiter wie in Beispiel 1 beschrieben verfahren.A basic mixture C is prepared as described in Example 1. This basic mi A finely ground polyacrylamide analogous to mixture A-1 is added to mixture C, which consists of Polymerization of a solution of acrylamide in water using 2% of one polyfunctional acrylic monomers as a crosslinker was produced in known technology. With the This master batch was further described as in Example 1, a mixture with Polygrout W- 1 prepared and proceed as described in Example 1.
Das resultierende Produkt entspricht in seinem Quellverhalten und seinen gummiähnlichen Eigen schaften dem Produkt aus Beispiel 1.The resulting product corresponds in its swelling behavior and its rubber-like properties the product from Example 1.
Es wird eine Mischung D hergestellt aus 50 GT Polypropylenglykol mit einem MG von 2000 und 10 Gt Propylencarbonat. Dieser Vormischung werden 30 GT eines als "Super-Absorber" bekannten Pro duktes mit der Bezeichnung Norsolor Aqua-Keep 10 SHB einverleibt und diese Mischung als D-1 be zeichnet. Die Mischung D-1 wird mit 50 GT eines hydrophilen Diisocyanat-Präpolymeren mit der Be zeichnung Hypol 2000 vermischt, sofort nach der Vermischung volumetrisch im Verhältnis 1 : 1 mit Wasser gemischt und in eine rechteckige Form gegeben. Das zunächst flüssige Produkt verfestigt sich innert weniger Minuten zu einem zähelastischen Körper mit feinporöser Schaumstruktur, der die Geometrie der Form exakt abbildet und bei Kontakt mit Wasser stark aufquillt, ohne dabei seine gum mielastischen Eigenschaften zu verlieren.A mixture D is produced from 50 pbw of polypropylene glycol with a MW of 2000 and 10 > Propylene carbonate. This premix is 30 GT of a Pro known as "Super Absorber" product called Norsolor Aqua-Keep 10 SHB and this mixture as D-1 draws. The mixture D-1 is with 50 pbw of a hydrophilic diisocyanate prepolymer with the Be Drawing Hypol 2000 mixed, immediately after mixing, volumetrically in a 1: 1 ratio Mixed water and put in a rectangular shape. The initially liquid product solidified becomes a tough, elastic body with a fine porous foam structure within a few minutes Geometry of the shape reproduces exactly and swells strongly in contact with water without losing its gum to lose mielastic properties.
Das Produkt schrumpft bei Lagerung im trockenen Milieu erwartungsgemäß, um anschließend in Wasser wieder aufzuquellen. Dieser Vorgang kann beliebig oft wiederholt werden.As expected, the product shrinks when stored in a dry environment and then shrinks into Swell water again. This process can be repeated any number of times.
Es wird eine Mischung E hergestellt aus 50 GT Chlorparaffin mit der Bezeichnung "Chlorparaffin Höchst 59" und 15 GT Propylencarbonat. Dieser Vormischung werden 35 GT eines als "Super-Absor ber" bezeichneten, schwach vernetzten Natriumacrylates mit der Bezeichnung Norsolor Aqua-Keep 10 SHB und 10 GT Kaolin einverleibt und diese Mischung als E-1 bezeichnet. Die Mischung E-1 wird mit 60 GT eines hydrophilen Diisocyanat-Präpolymeren mit der Bezeichnung Resicast GH-90 ver mischt, sofort nach der Vermischung volumetrisch im Verhältnis 1 : 1 mit einer wäßrigen Polymerdis persion mit der Bezeichnung Acronal 290 (FK 50%) gemischt und in eine rechteckige Form gege ben. Das zunächst flüssige Produkt verfestigt sich innert 1 Minuten zu einem zähelastischen Körper, der die Geometrie der Form exakt abbildet und bei Kontakt mit Wasser um das dreifache aufquillt, oh ne dabei seine gummielastischen Eigenschaften zu verlieren.A mixture E is produced from 50 pbw of chlorinated paraffin with the designation "chlorinated paraffin Maximum 59 "and 15 GT propylene carbonate. This premix is 35 GT one as" super absorber "weakly cross-linked sodium acrylates with the name Norsolor Aqua-Keep 10 SHB and 10 GT kaolin incorporated and this mixture referred to as E-1. The mixture E-1 will with 60 pbw of a hydrophilic diisocyanate prepolymer called Resicast GH-90 ver mixes, immediately after mixing, volumetrically in a ratio of 1: 1 with an aqueous polymer dis persion mixed with the name Acronal 290 (FK 50%) and poured into a rectangular shape ben. The initially liquid product solidifies into a tough elastic body within 1 minute, that exactly reproduces the geometry of the shape and swells three times when it comes into contact with water, oh ne losing its rubber-elastic properties.
Das Produkt schrumpft bei Lagerung im trockenen Milieu erwartungsgemäß, um anschließend in Wasser wieder schnell auf das dreifache des bei der Herstellung vorliegenden Volumens aufzuquel len. Dieser Vorgang kann beliebig oft wiederholt werden. As expected, the product shrinks when stored in a dry environment and then shrinks into Rapidly swell water to three times the volume present during manufacture len. This process can be repeated any number of times.
Quellfähige Dichtungen und Dichtungsprofile zur Sicherung von Fugen gegen eindringendes Wasser sind eine in der Bautechnik neuartige Problemlösung. Sie ersetzen dort zunehmend konventionelle Verfahren der Fugensicherung durch Elastomerprofile oder einbetonierte Bleche mit deutlichen tech nischen Vorteilen.Swellable seals and sealing profiles to secure joints against the ingress of water are a novel problem solution in construction technology. They are increasingly replacing conventional ones Process of securing joints using elastomer profiles or concreted metal sheets with clear tech niche advantages.
Ähnliche Anwendungen für quellbare Dichtungen sind Dichtungsprofile für Abwasserleitungen und Kanalrohre. Auch bei diesen Anwendungen können aktive, aus quellbaren Ausgangsstoffen herge stellte Dichtungen die notwendige Dichtigkeit über lange Zeiträume wesentlich besser gewährleisten, als dies mit herkömmlichen Dichtungen möglich ist.Similar applications for swellable seals are sealing profiles for sewage pipes and Sewer pipes. In these applications too, active, swellable starting materials can be used provided seals ensure the necessary tightness much better over long periods of time, than is possible with conventional seals.
An Baukörpern müssen technisch nicht vermeidbare Fugen und Baukörperdurchdringungen, z. B. durch Rohre, gegen das Eindringen von Wasser geschützt werden. Diese Fugen sind entweder als sogenannte Arbeitsfugen technisch bedingt oder werden konstruktiv eingeplant, um Rissebildung in Baukörperstrukturen - verursacht z. B. durch das natürliche Schwinden des Betons bei seiner Erhär tung - oder die temperaturbedingten Längenänderungen des Baukörpers zu vermeiden. Bei Baukon struktionen aus Fertigteilen entstehen Fugen zwangsläufig an den Verbindungsstellen dieser Fertig teile.On structures, technically unavoidable joints and penetrations, z. B. protected against the ingress of water by pipes. These joints are either as so-called construction joints due to technical reasons or are planned constructively to prevent cracks in Building structures - causes z. B. by the natural shrinkage of the concrete at its hardening tion - or to avoid the temperature-related changes in length of the building. At Baukon Structures from prefabricated parts inevitably result in joints at the joints of these prefabricated parts parts.
Nach dem Stand der Technik können für die notwendige Abdichtung solcher Fugen sogenannte Quellfugendichtungsbänder verwendet werden. Es handelt sich dabei um Produkte, die in Form geo metrisch beliebig gestalteter Profile vorliegen können und die in den Fugenraum eingebaut werden. Bei Kontakt mit Wasser quellen diese Profile auf. Durch die mit dem Quellvorgang verbundene Volumenvergrößerung und den dabei entstehenden Anpreßdruck (Quelldruck) sollen diese Ouellfu genbänder den anstehenden Fugenraum gegen das eindringende Wasser abdichten.According to the prior art so-called for the necessary sealing of such joints Swelling joint sealing tapes are used. These are products that are geo metrically designed profiles can be available and which are installed in the joint space. These profiles swell on contact with water. Through the associated with the swelling process Volume increase and the resulting contact pressure (swelling pressure) should this Ouellfu Seal the existing joint space against the penetrating water.
Diese, nach dem Stand der Technik bekannten, Fugenbänder aus in Wasser quellbaren Stoffen sind systembedingt mit erheblichen Nachteilen behaftet.These, according to the prior art, joint tapes are made of water-swellable substances systemic with considerable disadvantages.
So sind Quellfugenbänder bekannt, die vorzugsweise aus hochquellfähigen Tonmineralien aus der Gattung der Montmorrillonite (vorzugsweise Bentoniten) bestehen, die mit geeigneten Bindemitteln entweder auf Trägerstoffen fixiert sind oder in eine Matrix aus einem Bindemittel z. B. aus nicht vulkanisiertem Butylkautschuk oder Bitumen - ähnlich einer Kittmasse - eingebunden sind. Nachteil dieser bekannten Quelldichtungsbänder ist, daß der als die Quellung auslösendes Produkt verwende te Bentonit nicht ausreichend fest auf oder im Trägerstoff fixiert werden kann und das Quellfugenband bei Kontakt mit viel Wasser seine Festigkeit verliert und schließlich aufgelöst wird.Thus, expansion joint tapes are known, which are preferably made from highly swellable clay minerals from the Genus of Montmorrillonite (preferably bentonites) exist with suitable binders are either fixed on carriers or in a matrix of a binder z. B. not vulcanized butyl rubber or bitumen - similar to a putty - are included. disadvantage of these known swellable sealing tapes is that use the product that triggers swelling The bentonite cannot be fixed sufficiently firmly on or in the carrier and the swelling joint tape upon contact with a lot of water it loses its strength and is finally dissolved.
Die DE-OS 39 12 765 beschreibt ein Quellfugenband, welches durch Polymerisationsreaktionen aus olefinisch ungesättigten Monomeren mit quellbaren Füllstoffen und ggfs. als Verschnittmitteln wirken den Polymerdispersionen oder Bitumenemulsionen durch direkte Polymerisation der Monomeren in situ hergestellt wird. Die Herstellung eines Quellfugenbandes nach dieser Technik ist außerordentlich aufwendig und nicht unproblematisch wegen der, wie dem Fachmann bekannt ist schwer steuerbaren Polymerisationsreaktion. Eine exakte Reaktionsführung ist aber für ein qualitativ immer gleichwertiges Produkt unbedingt notwendig, wie leicht einsehbar ist. DE-OS 39 12 765 describes a swelling joint tape, which is characterized by polymerization reactions act olefinically unsaturated monomers with swellable fillers and, if necessary, as blending agents the polymer dispersions or bitumen emulsions by direct polymerization of the monomers in is produced in situ. The production of a swelling joint tape using this technique is extraordinary complex and not unproblematic because of the difficult to control, as is known to the expert Polymerization reaction. However, an exact reaction procedure is always the same for a qualitatively equivalent one Product absolutely necessary, how easy to see.
Außerdem sind Quellfugenbänder, die nach diesem Stand der Technik hergestellt werden relativ har te, wenig elastische Körper, die schon aus diesem Grunde für viele Anwendungen in der Baupraxis nicht geeignet sind. Als Beispiel für solche Anwendungen, für die dieses bekannte Fugendichtungs band nicht geeignet ist, werden quellfähige Dehnfugenbänder genannt, die in konstruktiv vorgegebe ne Bewegungsfugen eingebaut werden können.In addition, expansion joint tapes that are produced according to this prior art are relatively hard te, little elastic body, for this reason alone for many applications in construction practice are not suitable. As an example of such applications for which this well-known joint seal tape is not suitable, are called swellable expansion joint tapes, which are specified in the design ne movement joints can be installed.
Die DE-OS 27 37 774 beschreibt ein quellfähiges Fugenmaterial, das durch Einbau eines Reaktions produktes aus Maleinsäureanhydrid in einen Kunstkautschuk durch gemeinsame Vulkanisation her gestellt wird. Nachteil dieses bekannten Produktes ist, daß die Quellfähigkeit, also die wesentliche Ei genschaft eines Quellfugendichtungsbandes, nicht sehr ausgeprägt ist. Wie praktische Erfahrungen zeigen, unterliegen solche bekannten Quellfugenbänder auch einer raschen Alterung, d. h. nach mehrfachem Wechsel zwischen gequollenem und wieder auf Ausgangsvolumen geschrumpftem Volumen, geht das ursprünglich erreichte Quellvolumen bis auf Werte von ca. 40% der Ausgangswer te zurück. Schließlich sind auch Produkte nach diesem Stand der Technik nicht ausreichend gum mielastisch, um als Dichtungsbänder für Bewegungsfugen eingesetzt werden zu können.DE-OS 27 37 774 describes a swellable joint material, which by installing a reaction product from maleic anhydride in a synthetic rubber by joint vulcanization is provided. The disadvantage of this known product is that the swellability, ie the essential egg property of a swelling joint sealing tape, is not very pronounced. Like practical experience show, such known expansion joint tapes are also subject to rapid aging, i. H. to multiple changes between swollen and shrunk to the original volume Volume, the source volume originally reached goes up to values of approx. 40% of the initial value te back. After all, even products according to this state of the art are not sufficiently gum Mielastic to be used as sealing tapes for expansion joints.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es deshalb, einen in Wasser quellbaren Dichtungsstoff her zustellen, der die bekannten Nachteile der in Wasser quellbaren Dichtungsmaterialien vermeidet, sich durch hohe Elastizität, gleichmäßiges und starkes Quellverhalten auch bei häufigem Zykluswechsel zwischen naß und trocken und einfache Herstellung aus gußtechnisch verfügbaren und damit preis werten, Rohstoffe auszeichnet.The object of the present invention was therefore to produce a sealant which swells in water to deliver, which avoids the known disadvantages of sealing materials which swell in water due to high elasticity, uniform and strong swelling behavior even with frequent cycle changes between wet and dry and simple production from casting technology available and thus price value, distinguish raw materials.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß auf überraschend einfache und elegante Art ge löst!This object is according to the invention in a surprisingly simple and elegant way solve!
Claims (12)
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| DE19924211302 DE4211302A1 (en) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | Elastic, water-swellable joint sealing a materials - contain water- absorbent filler, e.g. polyacrylate salt or bentonite, in a hydrophilic polyurethane matrix |
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| DE19924211302 DE4211302A1 (en) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | Elastic, water-swellable joint sealing a materials - contain water- absorbent filler, e.g. polyacrylate salt or bentonite, in a hydrophilic polyurethane matrix |
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| DE19924211302 Ceased DE4211302A1 (en) | 1992-04-06 | 1992-04-06 | Elastic, water-swellable joint sealing a materials - contain water- absorbent filler, e.g. polyacrylate salt or bentonite, in a hydrophilic polyurethane matrix |
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