DE3413789C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gummiprofil zum Ab­ dichten von Fugen zwischen Betonteilen für Bauwerke mit erhöhter Belastung durch energiereiche Strahlung.The invention relates to a rubber profile for Ab sealing of joints between concrete parts for buildings increased exposure to high-energy radiation.

Bei der Erstellung von Bauwerken, in denen energiereiche Strahlung auftritt, wie beispielsweise Kernkraftwerke, Elektronenbeschleunigeranlagen und vergleichbaren Ein­ richtungen, ist die sichere Beständigkeit und Strahlen­ resistenz von Abdichtungen der Bauteile vornehmlich gegen Gammastrahlen von erheblicher Bedeutung. Bei solchen Bau­ werken werden vielfach massive Betonteile miteinander verbunden und die zwischen ihnen bestehenden Fugen mit entsprechenden Gummiprofilen abgedichtet. Die Ab­ dichtung muß dabei gas- und wasserdicht sein. Sie soll auch bei langen Belastungen mit absoluter Sicherheit ihre Dichtfunktion erfüllen. Die üblicherweise bei ähn­ lichen Bauwerken verwendeten Gummiprofile erleiden zumeist unter der Einwirkung einer energiereichen Strahlung eine deutliche Verminderung der Strukturfestigkeit und eine er­ hebliche Veränderung der Shore-Härte. Vor allem kann die Elastizität - erkennbar am steigenden Druckverformungsrest und an der Verformbarkeit - nachteilig beeinflußt sein.When creating structures in which high-energy Radiation occurs, such as nuclear power plants, Electron accelerator facilities and comparable one directions, is the steadfastness and radiance Resistance of component seals primarily against Gamma rays of considerable importance. With such construction in many cases, massive concrete parts will work together connected and the joints between them sealed with appropriate rubber profiles. The Ab The seal must be gas and watertight. she should even with long loads with absolute security perform their sealing function. The usually at similar Liche structures used mostly suffer under the influence of high energy radiation significant reduction in structural strength and a he significant change in shore hardness. Above all, it can Elasticity - recognizable by the increasing compression set and the deformability - be adversely affected.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gummiprofil für den eingangs genannten Zweck zu schaffen, das bei den ge­ nannten Eigenschaften, Härte, Festigkeit, Druckverformungs­ rest, Reißdehnung und ähnlichen wesentlichen Eigenschaften keinen hinsichtlich der Dichtfunktion untolerierbaren Eigen­ schaftsabfall aufweist. The object of the invention is to provide a rubber profile for the to create the purpose mentioned in the ge named properties, hardness, strength, compression set rest, elongation at break and similar essential properties none intrinsically intolerable with regard to the sealing function has waste.  

Dabei ist eine hohe Sicherheitsreserve in der Strahlen­ resistenz des Materials von erheblicher Bedeutung, um eine breitgefächerte Verwendbarkeit für alle Dichtungs­ aufgaben in allen vorgesehenen Einsatzbereichen mit gegebenenfalls zeitlich und örtlich unterschiedlicher Strahlenbelastung zu gewährleisten. Besonders bei einer Strahlenexplosion mit Energiedosen zwischen 10⁷ rad und 10⁹ rad gibt es Probleme, weil Elastomere in diesem Bereich in der Regel die Grenze ihrer Belastbarkeit er­ reichen.A high safety reserve in the radiation resistance of the material is of considerable importance in order to ensure a wide range of uses for all sealing tasks in all intended areas of application, with radiation exposure that may vary in time and location. Problems arise particularly in the case of a radiation explosion with energy doses between 10 ⁷ rad and 10 ⁹ rad, because elastomers in this area generally reach the limit of their resilience.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß es hergestellt ist durch Vulkanisation einer Mischung, die eine Kautschukkomponente auf der Basis von Ethylen- Propylen-Terpolymer (EPDM) oder Styrolbutadien-Copolymeren, 20-40 phr Bariumsulfat, einen Weichmacher mit aromatischen Struktureinheiten, Vulkanisationsagenzien und verstärkende Füllstoffe enthält.According to the invention, this object is achieved by that it's made by vulcanizing a mixture, which is a rubber component based on ethylene Propylene terpolymer (EPDM) or styrene-butadiene copolymers, 20-40 phr barium sulfate, a plasticizer with aromatic Structural units, vulcanization agents and reinforcing Contains fillers.

Füllstoffe und Alterungsschutzmittel können ebenfalls eine stabilisierende Wirkung gegen Strahlenschädigung des Materials aufweisen und sogenannte "Antirad"-Eigen­ schaften haben. Daneben können andere Mischungsbestandteile in bekannter Weise zur Anwendung kommen, um die für die Verarbeitung der Mischungen und die Anforderungen an das vulkanisierte Endprodukt notwendigen Eigenschaften einzu­ stellen.Fillers and anti-aging agents can also be used a stabilizing effect against radiation damage of the material and so-called "anti-wheel" own have. In addition, other mixture components to apply in a known manner to the for Processing of the mixtures and the requirements for that vulcanized end product necessary properties put.

Entscheidend ist erfindungsgemäß die Kombination der oben­ genannten Kautschuktypen mit einem relativ hohen Anteil an Bariumsulfat, zweckmäßigerweise mit Zusätzen von Weichmachern mit aromatischen Struktureinheiten. The combination of the above is decisive according to the invention mentioned types of rubber with a relatively high proportion of barium sulfate, expediently with additions of Plasticizers with aromatic structural units.  

Als Vulkanisationsagenzien können im Prinzip alle für EPDM- und SBR-Kautschuke bekannten Systeme verwendet werden. Kombinationen mit Alterungsschutzmitteln, die gleichzeitig Folgereaktionen wie radikalische Abbau- und Vernetzungsvorgänge durch energiereiche Strahlen inhibieren sind sinnvoll. Zumeist sind solche Vulkanisations­ systeme vorteilhaft, deren Vernetzungsreaktion durch Alterungsschutzmittel mit "Antirad"-Wirkung nicht ge­ stört werden. Solche Stabilisatoren haben eine desakti­ vierende Wirkung, wie das bei Einsatz von Peroxiden der Fall ist. Vulkanisationssysteme, die ihrerseits aromatische Verbindungen enthalten, einschließlich solcher auf Basis aromatischer Diisocyanate oder Kondensate, Phenolen mit Formaldehyd können den strahlungsstabilisierenden Effekt erhöhen. Als geeignete Alterungsschutzmittel speziell mit Antiradeigenschaften sind vor allem N-substituierte p-Phenylendiaminderivate zu nennen, unter ihnen das sehr wirksame N-phenyl-N-isopropyl-p-phenylendiamin. Mischungen mit anderen Kautschuktypen als den genannten sind zwar möglich, doch vermindern diese in der Regel die Strahlenresistenz der Mischungen, so daß sie in jedem Fall im Unterschuß zu verwenden sind. Die optimale Dosierung des Bariumsulfatzusatzes liegt bei etwa 30 phr. Sie kann jedoch je nach Mischungsaufbau schwanken. Eine Steigerung der Dosierung verbessert zwar die Widerstands­ fähigkeit der Mischung gegen die Einwirkung energiereicher Strahlen, dies geht jedoch auf Kosten der Verarbeitbar­ keit und mechanisch-technologischen Endeigenschaften des Produktes. Um bei der Herstellung von Gummiprofilen eine einwandfreie Extrusion der Mischung zu garantieren, bedarf es eines relativ hohen Anteils an aromatisch naphthenischer Weichmacher, erfahrungsgemäß 20-30 phr, er kann auch aus ölverstreckten Kautschuken auf Basis EPDM oder SBR stammen. In principle, all can be used as vulcanization agents Known systems used EPDM and SBR rubbers will. Combinations with anti-aging agents that subsequent reactions such as radical degradation and networking processes through high-energy rays inhibit are useful. Such vulcanization are mostly systems advantageous, their crosslinking reaction through Anti-aging agent with "anti-wheel" effect not ge be disturbed. Such stabilizers have a disacti effect like that when using peroxides Case is. Vulcanization systems, which in turn are aromatic Compounds included, including those based aromatic diisocyanates or condensates, phenols with Formaldehyde can have a radiation stabilizing effect increase. As a suitable anti-aging agent specifically with antirad properties are mainly N-substituted To name p-phenylenediamine derivatives, including that very effective N-phenyl-N-isopropyl-p-phenylenediamine. Mixtures with types of rubber other than those mentioned are possible, but these usually reduce the Radiation resistance of the mixtures, so that they are in each Case to be used in the deficit. The optimal one Dosage of the barium sulfate additive is about 30 phr. However, it can fluctuate depending on the mixture structure. A Increasing the dosage improves resistance ability of the mixture against the action of high energy Blasting, however, this is at the expense of processability and mechanical-technological final properties of the product. To help in the manufacture of rubber profiles to guarantee a perfect extrusion of the mixture, a relatively high proportion of aromatic is required naphthenic plasticizer, experience shows 20-30 phr, it can also be made from oil-extended rubbers based on EPDM or SBR.  

Bei dem zur Anwendung kommenden Bariumsulfat sollte eine möglichst feinkörnige Struktur gewählt werden. Auf Begleitstoffe, wie sie in der Natur vorkommen können, braucht keine Rücksicht genommen zu werden. Ge­ ringe Beimengungen, wie etwa Kalziumsulfat und Strontium­ sulfat stören die angestrebte Beständigkeit gegen energie­ reiche Strahlung nicht. In diesem Zusammenhang sei er­ wähnt, daß auch andere Bariumsalze zur Anwendung kommen können. Sie sind aber in der Regel wegen ihrer höheren Löslichkeit, der damit verbundenen Toxität und ihrer ungenügenden Dispergierbarkeit in der Kautschukmischung mit nachteiligen Effekten verknüpft. Zusätzlich zum Schwerspat (Bariumsulfat) enthält die Mischung zur Er­ zielung ausreichender Festigkeitseigenschaften einen relativ hohen Füllstoffanteil aus einem aktiven Ruß oder aktiver Kieselsäure.The barium sulfate used should a structure as fine as possible should be chosen. On accompanying substances that occur in nature no need to be taken into account. Ge rings such as calcium sulfate and strontium sulfate disturb the desired resistance to energy not rich radiation. In this context, he was believes that other barium salts are used can. But they are usually because of their higher Solubility, the associated toxicity and its insufficient dispersibility in the rubber mixture associated with adverse effects. In addition to Heavy spar (barium sulfate) contains the mixture for Er aiming for sufficient strength properties relatively high filler content from an active carbon black or active silica.

Die Erfindung wird beispielsweise in Verbindung mit einer Abbildung beschrieben. Die Abbildung zeigt einen Ausschnitt aus einer Bauwerksfuge, die durch die beiden Betonteile 1 und 2 gebildet wird. In den Fugen liegen je ein Profil 3 und 4 mit ihren Rücken gegeneinander. Die Profile er­ möglichen eine beträchtliche Verformung und dementsprechend eine hohe Sicherheit bei der Abdichtung der Fuge. Die ab­ gebildeten Profile sind für strahlenexponierte Bauwerke nach einer Rezeptur aufgebaut, die im wesentlichen folgende Be­ standteile enthält:The invention is described in connection with an illustration, for example. The illustration shows a section of a structural joint formed by the two concrete parts 1 and 2 . In the joints there are profiles 3 and 4 with their backs against each other. The profiles allow considerable deformation and, accordingly, a high level of security when sealing the joint. The profiles shown are constructed for structures exposed to radiation according to a recipe that essentially contains the following components:

• 100 Teile EPDM
  100 Teile Ruß
  30 Teile Bariumsulfat
  90 Teile aromatisch naphthenische Weichmacher.100 parts EPDM
  100 parts of carbon black
  30 parts barium sulfate
  90 parts of aromatic naphthenic plasticizers.

Die restlichen Bestandteile sind Alterungsschutzmittel im obengenannten Sinne und Vulkanisationsagenzien und andere Zusatzstoffe bzw. Hilfsmittel.The remaining ingredients are anti-aging agents in the above sense and vulcanization agents and other additives or auxiliaries.

Claims (3)

1. Gummiprofil zum Abdichten von Fugen zwischen Betonteilen für Bauwerke mit erhöhter Belastung durch energiereiche Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß es hergestellt ist durch Vulkanisation einer Mischung, die eine Kautschuk­ komponente auf der Basis von Ethylen-Propylen-Terpolymer (EPDM) oder Styrolbutadien-Copolymeren, 20-40 phr Bariumsulfat, einen Weichmacher mit aromatischen Struktur­ einheiten, Vulkanisationsagenzien und verstärkende Füll­ stoffe enthält.1. rubber profile for sealing joints between concrete parts for buildings with increased exposure to high-energy radiation, characterized in that it is produced by vulcanization of a mixture comprising a rubber component based on ethylene-propylene terpolymer (EPDM) or styrene-butadiene copolymers , 20-40 phr barium sulfate, contains a plasticizer with aromatic structural units, vulcanizing agents and reinforcing fillers. 2. Gummiprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kautschukmischung als Weichmacher mit aromatischen Struktureinheiten Kohlenwasserstoffharze, Cumaron/Indenharze oder Duranite enthält.2. rubber profile according to claim 1, characterized in that the rubber mixture as a plasticizer with aromatic Structural units hydrocarbon resins, coumarone / indene resins or contains Duranite. 3. Gummiprofil nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kautschukmischung zusätzlich als Alterungsschutzmittel N, N′-monosubstituierte p-Phenylendiamine, vorzugsweise N-Phenyl-N′-Isopropyl-p-Phenylendiamin enthält.3. Rubber profile according to claims 1 and 2, characterized records that the rubber mixture in addition as Anti-aging agent N, N'-monosubstituted p-phenylenediamines, preferably contains N-phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine.