DE2821275C2

DE2821275C2 - Verfahren zur Herstellung elastischer Bodenbeläge für Sport- und Spielplätze

Info

Publication number: DE2821275C2
Application number: DE19782821275
Authority: DE
Inventors: Claude Martigues Bovis; Pierre Trebuchon
Original assignee: CHLOE CHIMIE PUTEAUX FR; Chloe Chimie Puteaux
Current assignee: Atlantic Richfield Co
Priority date: 1977-05-18
Filing date: 1978-05-16
Publication date: 1984-10-31
Also published as: GB1585029A; FR2391319B1; DE2821275A1; CH630427A5; FR2391319A1; ES469890A1; BE867230A

Description

jruppen je Molekül enthalten und ein Äquivalentgevicht von 500 bis 5000 aufweisen. Das Äquivalentge-Aricht ist der Quotient aus mittlerem Molekulargewicht jnd der mittleren Anzahl der OH-Gruppen je Molekül. Die Poiyätherpolyole werden allgemein hergestellt lurch Polyaddition von Propylenoxid und gegebenenfalls Äthylenoxid an eine Verbindung mit 2 bis 6 beweglichen Wasserstoffatomen wie Polyalkohole, Polyamine oder Aminoalkohole. Die Polyesterpolyole werden allgemein erhalten durch Verestern von Polycarbonsäuren wie Adipinsäure oder Sebacinsäure und/oder Anhydriden von Polycarbonsäuren wie von Maleinsäure oder Phthalsäure mit einem Polyalkohol im Oberschuß, beispielsweise mit Äthylenglykol, Polyäthylenglykolen, Propylenglykol, Polypropylenglykolen, Glycerin oder Sorbit

Die OH-Verbindungen können zusätzlich zu den genannten Polyolen Verbindungen enthalten oder umfassen, die nur ein bewegliches Wasserstoffatom je Molekül enthalten; vorzugsweise handelt es sich um Verbindungen mit einem Molekulargewicht von 200 b^:s 6000, die ein bewegliches Wasserstoffatom in Form einer OH-Gruppe oder in Form einer sekundären Aminogruppe aufweisen.

Diese Verbindungen können beispielsweise aus folgenden Stoffgruppen ausgewählt werden: Fettalkohole oder sekundäre Fettamine und Polyadditionsprodukte aus Alkylenoxiden — wie Propylenoxid und gegebenenfalls Äthylenoxid — und Alkoholen oder sekundären Aminen wie Äthanol oder Diäthylamin. Die Polyole und die Verbindungen mit nur einem beweglichen Wasserstoffatom werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in solchen Mengen eingesetzt, daß das Verhältnis zwischen der Anzahl der beweglichen Wasserstoffatome der Polyole und der beweglichen Wasserstoffatome der Verbindungen mit nur einem solchen beweglichen Wasserstoffatom 1 bis 20, vorzugsweise 2 bis 12, beträgt Die Bindemittel können auch Füllstoffe enthalten, vor allem Kreide^ulver oder gemahlenen Ton sowie Pigmente wie Eisen-(IIl)-oxid-Pigment Um Bindemittel zu erhalten, deren Härtungs- oder Vernetzungszeit 1 h bis zu 24 h beträgt, vorzugsweise 3 bis 12 h, können den Gemischen Vernetzungskatalysatoren für die Isocyanatgruppen oder Katalysatoren, die die Bildung einer Polyurethangruppe begünstigen, zugesetzt werden, vor allem metallcrganische Verbindungen wie organische Zinnverbindungen oder Amine, insbesondere tertiäre Amine. Die Bindemittel können auch bis zu 20 Gew.-% Weichmacher oder bis zii 50 Gew.-% Lösungsmittel enthalten, beispielsweise aromatische öle auf Erdölbasis, Ester wk; Dioctylphthalat oder chlorierte Paraffine. Durch Zugabe von Weichmacher oder Lösungsmittel kann die Viskosität des Bindemittels auf den gewünschten Wert eingestellt werden.

Das elastische oder plastische Granulat kann je nach den gewünschten Eigenschaften der Bodenbeläge aus verschiedenen Stoffen bestehen, beispielsweise Gummiabfälle oder Kunststoffe, Sägespäne oder Kork. Gegebenenfalls können diese verschiedenen Stoffe nacheinander oder auch im Gemisch eingesetzt werden. Die Teilchengröße dieser Stoffe soll so gewählt sein, daß zumindest 90 Gew.-% < 1,5 mm sind. Das Schüttgewicht der Teilchen soll 0,1 bis 0,8 g/ml, häufig 0,3 bis 0,6 g/ml, betragen.

Es wurde festgestellt, daß es — im Gegensatz zu der bisherigen Praxis — von t'orteil ist, wenn unregelmäßig geformte Teilchen verwendet werden, die nach Möglichkeit Unebenheiten aufweisen, welche Gasblasen festzuhalten vermögen, beispielsweise erhalten durch Zerkleinern von Kautschuk in einer Walzenmühle mit Riffelwalzen.
Die Bodenbeläge können auf Träger oder Unterlagen unterschiedlicher Beschaffenheit aufgebracht werden, beispielsweise auf Beton, Asphalt oder Bitumen-Einbettmassen. Das Aufbringen erfolgt direkt wenn die Unterlage trocken und wenig porös ist Vorteilhafterweise wird zunächst auf die Unterlage eine Haftschicht

ι ο aufgebracht vorzugsweise eine Grundierschicht auf Polyurethanbasis, wozu eine verdünnte Lösung des Polyurethan-Bindemittels dienen kann. 1st die Unterlage hingegen porös, so wird zweckmäßigerweise zunächst eine Schicht aufgetragen, die die Poren verschließt; diese kann aus einer das erfindungsgemäß angewandte Bindemittel enthaltenden Masse, deren Viskosität mit Verdikkungsmitteln wie feinen Kieselsäuren, Kaolin, hydriertem Rizinusöl oder Kautschukpulver erhöht worden ist hergestellt warden.

Das Bindemittel wird auf die Unterlag bei beliebigen Temperaturen im Bereich von — 10 bis +40° C mit z. B. einer Spritzpistole, Auftragswalze oder Bürste aufgebracht. Das Granulat wird auf der Bindemittelschlnht verteilt, bevor diese ausgehärtet ist. Der Granulat-Auftrag kann -uf geeignete bekannte Weise erfolgen, insbesondere durch Aufblasen oder Ausbreiten und Glattstreichen mit einer Rakel oder einem Besen. Wenn die Bindemittelschicht ausreichend gehärtet ist um die Feststoffteilchen, die zumindest teilweise in sie eingedrungen sind, festzuhalten, wird ein eventuell vorhandener Überschuß an Granulat abgekehrt oder abgesaugt. Nun wird eine weitere Bindemittelschicht und dann Granulat aufgebracht. Diese Arbeitsgänge werden so lange wiederholt, bis der Bodenbelag die gewünschte Dicke aufweist. Die Gesamtdicke beträgt meist 1 bis 3 mm.

Um die Rauhigkeit dieser Bodenbeläge zu verstärken, ist es vorteilhaft, abschließend Granulat ohne oder mit einem Anstrich aufzubringen, vorzugsweise auf PoIyurethpnbasis. Ein Beispiel für einen solchen Bodenbelag ist in der Zeichnung dargestellt.

Beispiel 1

Zunächst wurde ein Prepolymer mit 3,5 Gew.-% freien NCO-Gruppen hergestellt indem bei 75⁰C lfi Gew.-Teile Toluylendiisocyanat 80/20 und 85 Gew.-Tei ■ Ie Triol mit einem Äquivalentgewicht von 1000, das durch Polyaddition von Propylenoxid an Glycerin erhalten worden war, während 3 h miteinander umgesetzt wurden.

Anschließend wurde durch Mischen von 80 Teilen des Prepolymeren mit 10 Gew.-Teifen rotem Eisenoxid (Fe₂O₃), 10 Gew.-Teilen Äthylglykolacetat und 03 Te;· len Dibutylzinndilaurat bei 2O⁰C ein Bindemittel hergestellt mit einer Viskosität von 1,6 Pa · s bei 20'C.

Der Bodenbelag wurde auf einer glatten und trockenen Bitumenunteria_oe hergestellt. Zunächst wurde mit der Walze eine erste Schicht Bindemittel auf die Unterlage aufgetragen, Auftragsmenge 500 g/m². Anschließend wurde auf die Bindemittelschicht rr.it Hilfe eines Besens eine Schicht. Polyurethankautschukgranulat in einer Menge von 1000 g/m² aufgebracht. Dieses Granulat mit einem spezifischen Gewicht von 0,4 g/ml war durch Zerkleinern von Polyurethankautschukknüppeln in einem Walzwerk mit Riffelwalzen und anschließendes Sieben erhalten worden. Alle Teilchen wiesen eine Korngröße < 1 mm auf. Nach 12 h wurden die vom Bin-

demittel nicht festgehaltenen Teilchen abgekehrt; zurückgewonnen wurden auf diese Weise etwa 500 g/m² Granulat

Die gleiche Abfolge der Arbeitsgänge wurde zweimal wiederholt.

Der fertige Bodenbelag war 3 mm dick und wies folgende Eigenschaften auf:

Raumgewicht
Aussehen

Bruchfestigkeit
(Norm NFT 46 002)
Bruchdehnung
(Norm NFT 46 002)
Abnahme der Bruchfestigkeit
nach 3 Wochen
UV-Bestrahlung bei 6O⁰C
(Norm N FT 30 049 Type E2)
Rückprall von Tennisbällen
aus einer Höhe von 2,54 m
Abriebfestigkeit, bestimmt mit
dem Abriebmesser »Lhormargy«
mit Schleifpapier C 180
unter einer Last von 1 kg nuf
10 cm² Oberfläche

Griffigkeit gemessen mit dem
»RRL-Pendel« auf einer Skala
von 0 bis 150

trockener Belag

feuchter Belag

Beispiel 2

lg/ml

gleichmäßig,
ohne Risse

28 da N/dm²
300%

Das Granulat mit einem Schüttgewicht von 0,45 g/ml war durch Zerkleinern von Kautschukabfällen in einer Walzenmühle mit Riffelwalzen und anschließendes Sieben erhalten worden; Durchmesser der Kautschukteilchen < 1,5 mm.

Nach 12 h wurden die nicht fixierten Teilchen abgekehrt; zurückgewonnen wurden etwa 400 g/m² Granulat. Dann wurde in der oben beschriebenen Weise erneut Bindemittel und darauf wiederum Granulat aufgebracht.

Erhalten wurde ein 2.5 mm dicker Bodenbelag mit folgenden Eigenschaften:

134 bis 1,47 m

Verlust 0,2 g
nach 1500 h

90
72

Es wurde eine Haft-Grundierschicht hergestellt durch Auflösen von 50 Gew.-Teiien des Prepoiymeren gemäß Beispiel 1 in 50 Gew.-Teilen Äthylacetat Getrennt davon wurde ein Polyurethan-Bindemittel aus zwei Komponenten A und B folgernder Zusammensetzung hergestellt:

Komponente A

Polyoxypropylenglycerin mit
Äquivalentgewicht 1000
feine gemahlene Kreide
gemahlener Kaolin
Molekularsieb (Zeolith) 4 A
rotes Eisenoxid-Pigment
Dibutylzinndilaurat

Komponente B Prepolymer gemäß Beispiel 1

Raumgewicht
Aussehen

Bruchfestigkeit

(N F T 46 002)

Bruchdehnung
Μ (NFT 46 002)

Abnahme der Bruchfestigkeit

nach 3 Wochen

langer UV-Bestrahlung

bei 60°C im Innern
(NF T 30 049, Typ E2)

Rückprall von Tennisbällen

aus einer Höhe von 234 m

Rückprall von

Basketball-Bällen aus einer
Höhe von 1,80 m

Rißfestigkeit der auf die
Betongrundlage aufgebrachten

Schicht, gemessen mit einem Apparat EDF Abriebfestigkeit, gemessen mit

dem Abriebmesser »Lhomargy«
mit Schleifpapier C 180

unter einer Last von 1 kg und

1.1 g/ml gleichmäßig, ohne Risse

16 da N/dm² 150%

1.43 bis 1,47 m

130 bis 135 m entsprechend 100 bis 105% bezogen auf Beton

> i.8 mm

	auf 10 cm² Oberfläche	Verlust von 0,6 g
		nach 1 500 h
Gew.-Teile	Griffigkeit, gemessen mit dem
	45 »RRL-Pendel« und einer Skala
30	von 0 bis 150
543	trockener Belag	90
10 2 3	feuchter Belag	70
0.2	Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Das Bindemittel wurde: im Zeitpunkt der Anwendung hergestellt, indem 100 Teile Komponente A mit 40 Teilen Komponente B (NCO-Zahl - 1,10) gemischt wurden. Die Viskosität bei 20° C betrug 12 Pa · s.

Auf eine saubere und trockene Unterlage aus glattem Beton wurde zunächst eine erste Schicht des Grundiermittels aufgetragen. Nadh dem Trocknen dieser Schicht wurde das Bindemittel mit der Walze aufgebracht, Auftragsmenge 800 g/m²; diinn wucde auf die Bindemittelschicht mit Hilfe eines Besens eine Schicht aus Poly(styrol-butadien)kautschuk-Granulat in einer Menge von 1000 g/m² aufgebracht

Claims

1 2 chen enthalten. Patentansprüche: Nach der Erfindung wird ein Prepolymer angewandt, welches in situ zu dem Elastomeren auspolymerisiert

1. Verfahren zur Herstellung ekstischer Bodenbe- bzw. vernetzt, was unter dem Einfluß von Luft und der läge für Sport- und Spielplätze durch abwechselndes s darin enthaltenen Luftfeuchtigkeit stattfindet Die Gra-Auftragen einer Polyurethan-Bindemittelschicht nulatkörner halten — zu einem gewissen Maß aufgrund und einer Schicht aus elastischem oder plastischem ihrer Konfiguration — Luftblasen in ihrer Schicht fest, Granulat auf die jeweils noch nicht festgewordene die bei der Uberdeckung der Granulatschicht mit einer Bindemittelschicht auf eine Unterlage bis zu einer weiteren Bindemittelschicht darin eingeschlossen wer-Belagdicke von 5 mm, dadurch gekenn- ι ο den und letztlich die Ursache für die besondere Elastizizeichnet, daß als Bindemittel ein Polyurethan- tat der erfindungsgemäß hergestellten Bodenbeläge ist Prepolymer mit einer NCX)-ZaW > t bei dessen Her- Würde im Sinne der DE-OS 23 29 067 das Granulat in stellung sowie mit einer Viskosität von 0,1 bis die Bindemittelschicht eingewalzt werden, so wäre die 20 Pa · s bei der Aufbringungstemperatur von —10 Möglichkeit der Einbettung von Luftblasen in der Grabis 40⁰C und ein Granulat, das zu wenigstens 90 15 nulatschicht nicht gegeben oder zu gering, so daß die Gew.-% eine Korngröße < 1,5 mm aufweist, ver- erhaltenen Bodenbeläge gegenüber den erfindungsgewendet und das Bindemittel in einer Menge von 0,1 maß hergestellten als hart zu bezeichnen sind. Die erfinbis 2 kg/m² aufgetragen wird. dungsgemäß hergestellten Bodenbeläge behalten ihre

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- hervorragenden Eigenschaften innerhalb eines weiten zeichnet daß das Prepolymere zusammen mit Füll- 20 Temperaturbereichs von — 20 bis 8O⁰C Darüber hinaus Stoffen verwendet wird. ist zu berücksichtigen, daß das erfindungsgemäße Ver-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch fahren sehr einfach ist und keine speziellen Maßnahmen gekennzeichnet, daß das Prepolymere mit einer Vis- oder Maschinen erforderlich macht

kosität von 0,5 bis 3 Pa · s verwendet wird. Die erfindungsgemäß hergestellten Bodenbeläge ha4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 25 ben im allgemeinen eine Dicke bis zu etwa 5 mm, vordadurch gekennzeichnet, da& das Prepolymere mit zugsweise 1 bis 3 πκτι. Das Bindemittel hat beim Auftraeiner bei dessen Herstellung 1,5 bis 10 betragenden gen bevorzugt eine Viskosität von 0,5 bis 3 Pa · s und NCO-Zahl verwendet wird. die Auftragsmenge soll zwischen 100 und 2000 g/m²

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekenn- liegen, wobei 200 bis 1000 g/m² bevorzugt wird,
zeichnet, dr.Q ein durch Luftfeuchtigkeit vernetzen- 30 Das Polyurethanprepolymer wird durch eine vorausdes Prepolymer verwendet wird. gehende Reaktion zwischen Polyisocyanaten und Hy-

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch droxyverbindungen erhalten, wobei diese Verbindungekennzeichnet daß jin. Prepolymer verwendet gen in solchen Mengenverhältnissen zueinander eingewird, zu dessen Herstellung ein Polyätherpolyol setzt werden, daß die Isocyanatzahl, d. h. das Verhältnis oder Polyesterpolyol mit im Mittel 2 bis 6 OH-Grup- 35 von Anzahl Isocyanatgruppsn des Polyisocyanats zu bepen je Molekül und einem Äquivalentgewicht von weglichen oder reaktiven Wasserstoffatomen der Hy-500 bis 5000 diente. droxyverbindungen, >1 liegt und vorzugsweise 1,5 bis

10 beträgt. Die Vernetzung dieses Prepolymeren kann

durch die Leuftfeuchtigkeit nach dem Aufbringen des

40 Bindemittels erreicht werden oder iiurch eine mehr oder weniger vollständige Reaktion des Bindemittels mit Hy-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung droxyverbindungen, die dem Prepolymeren im Zeit-

elastischer Bodenbeläge für Sport- und Spielplätze punkt des Auftrags zugemischt werden. Die Menge an

durch abwechselndes Auftragen einer Polyurethan-Bin- Hydroxyverbindungen wird so berechnet daß die Iso-

demittelschicht und einer Schicht aus elastischem oder 45 cyanatzahl des Gemisches, die gleich ist dem Verhältnis

plastischem Granulat auf die jeweils noch nicht festge- von Anzahl der Isocyanatgruppen des Prepolymeren zu

wordene Bindemittelschicht auf eine Unterlage bis zu der Anzahl der beweglichen Wasserstoffatome der Hy-

einer Belagdicke von etwa 5 mm. droxyverbindungen nicht < 1 absinkt.

Aus der DE-OS 23 29 067 ist ein Verfahren dieser Art Das Bindemittel kann noch aus der Herstellung des

bekannt, bei dem das Granulat aufgebracht und in die so Prepolymeren zusätzlich Hydroxy-Verbindung enthal-

Bindemittelschicht eingedrückt wird. Das Eindrücken ten, so daß die NCO-Zahl im Bereich von 0,9 bis 10 liegt,

geschieht im allgemeinen mit Walzen. Es führt zu einer Als Polyisocyanate werden aromatische Polyisocya-

Bindemittel/Granulat-Schicht die insbesondere bei ab- nate wie Toluylendiisocyanat (üblicherweise als TDI be-

gestufter Körnung des Granulats weitgehend dicht ist zeichnet, das als Gemisch der 2,4- und 2,6-Isomeren im

und deshalb noch nicht das gewünschte Ausmaß an ela- 55 Handel ist, insb. 80/20- und 65/35-Gemische); Diphenyl-

stischer Nachgiebigkeit aufweist methan-4,4'-diisocyanat (MDl) sowie Polyphenylpoly-

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der methylenpolyisocyanate (ΡΑΡΠ. TDl und MDI können Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur auch als Rohprodukte eingesetzt werden. Das rohe TDl Herstellung von elastischen Bodenbelägen für Sport- besteht aus dem Reaktionsprodukt von Phosgen und und Spielplätze zu bringen, durch das ein Belagaufbau 60 rohem Toluylendiamin, das verschiedene Isomere und mit besonderer Trittelastizität ohne Beeinträchtigung kondensierte Amine enthält, während das rohe MDI bei der erforderlichen Abriebfestigkeit und Rutschfestig- der Kondensation von Phosgen mit dem nicht gereinigkeit im trockenen wie auch im nassen Zustand erreicht ten Produkt der Umsetzung von Anilin mit Formwird, aldehyd erhalten wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kenn- 65 Als Hydroxyverbindungen werden für die Herstel-

zeichnenden Merkmalen im Anspruch 1 gelöst. Bevor- lung der erfindungsgemäß angewandten Prepolymeren

zugte Merkmale zur weiteren Ausgestaltung des erfin- vorzugsweise Polyole, und zwar Polyätherpolyole oder

dungsgemäßen Verfahrens sind in den Untcransprü- Polyesterpolyole eingesetzt, die im Mittel 2 bis 6 OH-