NL8003341A - Werkwijze voor het afdichten van een voeg met behulp van een afdichtmiddel op polymeerbasis en kleefmiddel voor het vastmaken van een afdichtmiddel op polymeer- basis aan een substraat. - Google Patents

Description

- 1 -

N/29.770-Kp/vdM

Werkwijze voor het afdichten van een voeg met behulp van een afdichtmiddel op polymeerbasis en kleefmiddel voor het vastmaken van een afdichtmiddel op polymeerbasis aan een substraat.

De uitvinding heeft netrekking op een werkwijze voor het afdichten van een voeg met een afdichtmiddel op polymeerbasis, alsmede op een kleefmiddel voor het vastmaken van een afdichtmiddel op polymeeroasis aan een substraat. Het 5 substraat is gewoonlijk een betonnen plaat, maar kan ook van hout of dergelijke zijn. De uitvinding is vooral van waarde bij het vastmaken van een afdichtmengsel op basis van polyvinylchloride of een acrylonitrilbutadieen, polysulfide, polyurethaan o.d. op de wanden van een voeg tussen betonnen 10 platen, die gebruikt worden voor wegen, bijv. een landingsbaan van een vliegveld of een wand o.d. Dergelijke mengsels kunnen warm worden aangebracht, de z.g. "hot pour systems" of koud, de z.g. "cold applied" systemen, afhankelijk van hun chemische samenstelling en andere factoren.

15 Het is bekend afdichtmiddelen op basis van polyme ren aan te brengen in een uitsparing tussen aangrenzende betonnen platen. Ofschoon in sommige gevallen bevredigende voegen kunnen worden verkregen, kan dit slechts gegarandeerd worden wanneer de uitsparing met zorg is bewerkt. De wanden van de 20 uitsparing dienen bijv. geprofileerd te zijn en vervolgens dienen ze te. worden schoongemaakt door zandstralen of waterstralen. Een eerste doel van de uitvinding is het verschaffen van middelen en een methode voor het vastmaken van een afdichtmiddel op de wanden van een substraat, waarbij met minder 25 bewerking kan worden volstaan.

Het is algemeen bekend een kleefmiddelprimer aan te brengen op wanden van twee voorwerpen, die met elkaar dienen te worden verbonden, welke primers in deze algemene context eveneens bekend zijn. Ofschoon de op deze wijze afgedich-30 te voegen bevredigend zijn onder normale toepassingsomstandig-heden, blijken zij niet bevredigend te zijn indien de voeg later wordt blootgesteld aan brandstof of wanneer de voeg is afgedicht bij lage omgevingstemperaturen. Dit is karakteristiek voor de z.g. "hot pour" afdichtmiddelen. Dergelijke omstandig- 800 3 3 41

V

- 2 - heden doen zich voor bij landings- en startbanen van vliegvelden, taxibanen, platformen, snelwegen, parkeerterreinen, waar gewoonlijk brandstoflekkages optreden. Volgens de Britse standaard BS 2499 is het vereist, dat betonnen voegen beschermd 5 met "hot pour" afdichtmiddelen, bestand zijn tegen aantasting door brandstoffen, terwijl dergelijke vereisten ook in andere landen worden gehanteerd.

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een kleefmiddelprimer voor de boven beschreven doel-10 einden, welke primer gebruikt kan worden met afdichtmiddelen van zowel de "hot pour" als de "cold applied" systemen, terwijl bovendien de primer bestand is tegen brandstoffen.

Overeenkomstig een eerste facet van de uitvinding gaat het om een werkwijze voor het afdichten van een voeg met 15 een afdicntmiddel op polymeerbasis, met het kenmerk, dat (i) de wanden van de voeg in aanraking worden gebracht met de kleefmiddelprimer, bestaande uit (a) een polymeer op vinylchloridebasis en (b) een polyisocyanaat, die, indien noodzakelijk, aanwezig zijn in vloeibare dragers, 20 (ii) de primerlaag wordt gedroogd en (iii) een vloeibaar afdichtmiddel op polymeerbasis in de voeg wordt aangebracht, waarin men het laat uitharden.

De primer kan op de wanden worden aangebracht door sproeien of met behulp van een kwast. De primer laat men dro-25 gen gedurende een periode van 20 minuten tot 4 uur.

Overeenkomstig een ander aspect van de uitvinding gaat het om een kleefmiddel voor toepassing bij het vastmaken van een afdichtmiddel op polymeerbasis op een substraat, welk kleefmiddel 30 (a) een polymeer op vinylchloridebasis en (b) een polyisocyanaat bevat, welke, indien noodzakelijk, in vloeibare dragers aanwezig zijn.

Het polymeer op vinylcnoridebasis dient een naar 35 verhouding hoog molecuulgewicht te hebben, aangezien anders het systeem niet voldoende bestand is tegen aantasting door brandstof. Het molecuulgewicht kan gemakkelijk volgens een meting van de viskositeit worden bepaald. Bij voorkeur heeft 800 33 41 'f - 3 - het polymeer een viskositeit van 106-138 eenheden, bepaald volgens ISO specificatie 174.

Het polyisocyanaat kan een alifatisch, aromatisch, cycloalifatisch of heterocyclisch polyisocyanaat zijn. Desge-5 wenst kunnen mengsels van polyisocyanaten worden gebruikt. Voorbeelden van geschikte polyisocyanaten zijn alifatische polyisocyanaten, bijv. hexamethyleendiisocyanaat, alicyclische polyisocyanaten, bijv. 4,4,-dicyclohexylmethaandiisocyanaat, en aromatische polyisocyanaten, bijv. 2,4- en 2,6-tolueendi-10 isocyanaat, difenylnethaandiisocyanaat, 4,4'-diisocyanaat-3,31-dimethyldifenylmethaan, 2,4'-diisocyanaat-3,3'-dimethyldiiso-cyanaatdif enylmethaan, 4,4'-diisocyanaat-3,3'-di-tert-butyl-difenylmethaan, 4,41-diisocyanaat-3,3-dimethyldifenylpropaan en 4,4'-diisocyanaat-3,3'-dimethyldifenylpropaan, alsmede 4,4'-15 diisocyanaat-3,3'-diethyldifenylmethaan. Andere voorbeelden van geschikte polyisocyanaten zijn 1,5-naftaleendiisocyanaat, trifenylmethaantriisocyanaten, tniofosforzuur-tris-(p-iso-cyanaatfenylester)-xylyleendiisocyanaten en hun methylderivaten, polymethyleen-polyfenylisocyanaten en chloorfenyleen-‘2 0 2,4-diisocyanaat.

Het is kenmerkend voor de uitvinding, dat zowel de polyvinylchloridecomponent als de polyisocyanaatcomponent in het kleefmiddel aanwezig zijn. Indien slechts de polyvinylchloridecomponent aanwezig is, verkrijgt men een onvoldoende 25 hechting, terwijl wanneer alleen het polyisocyanaat aanwezig is, dit de neiging heeft in te trekken in het betonnen substraat onder verknoping, waarbij een brosse poedervormige afzetting ontstaat. Slechts wanneer beide ingrediënten aanwezig zijn, kunnen de voordelen van de uitvinding worden gereali-30 seerd. Het mechanisme van de uitvinding is niet duidelijk.

Zonder gebonden te zijn aan de volgende theorie wordt aangenomen, dat onder de gebruiksomstandigheden een verknoopte structuur met indringende netwerken wordt verkregen, bijv. door reactie van de vele isocyanaatgroepen met actieve waterstof-35 atomen in het afdichtmiddel en de reactie van de isocyanaatgroepen met hydroxylgroepen, afkomstig van het gebonden water in het beton. Op die manier hecht het afdichtmiddel zowel chemisch als mechanisch aan het betonnen substraat.

800 3 3 41

V

- 4 -

Voor het belangrijkste gedeelte bestaat het kleef-middel bij voorkeur uit het polyvinylchloride en wel voor 50-90 gew.%. De verhouding van polyisocyanaat dient echter zodanig te zijn, dat er voldoende actieve isocyanaatgroepen be-5 schikbaar zijn voor de reactie met het afdicntmiddel en beton.

In de praktijk worden de polymeren gebruikt in vloeibare dragers, waarbij het de voorkeur verdient, dat de • vloeibare dragers een hoog kookpunt hebben. Indien mogelijk verdient het de voorkeur, wanneer voor beide polymeren dezelf-10 de vloeibare drager wordt gebruikt. Geschikte vloeibare dragers voor polyvinylchloride zijn diisobutylketon, dibutylfta-laat, cyclohexanon, tetrahydrofuran, butylacetaat, xyleen, methylethylketon en geschikte vloeibare dragers voor het polyisocyanaat zijn methyleenchloride, dichloorpropaan, dichloor-15 ethyleen, aceton, ethylacetaat, methylethylketon, benzeen en tolueen. Dergelijke vloeibare dragers bevorderen de indringing van het kleefmiddel in het betonnen substraat en kunnen water bevatten, dat bijdraagt tot de condensatiereacties van iso-cyanaat.

20 Het kleefmiddel kan andere ingrediënten bevatten, gewoonlijk in geringe hoeveelheden, bijv. vulmiddelen, opper-vlakte-actieve stoffen, stoffen voor het beïnvloeiden van de viskositeit, plakmiddelen en thixotrope middelen.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uit-25 vinding wordt het kleefmiddel aangeboden in de vorm van twee pakken, één ervan bevat het polyisocyanaat en het andere het polyvinylchloride. Door gebruik te maken van twee pakken wordt het probleem van vochtgevoeligheid bij opslag vermeden. Bij toepassing wordt de inhoud van de twee pakken bijeen gevoegd 30 en met elkaar vermengd, waarna het verkregen kleefmiddel op het substraat wordt aangebracht door sproeien of opsmeren met behulp van een kwast.

De grootste voordelen van de uitvinding komen naar voren, wanneer een polyvinylchloride-afdichtmiddel wordt vast-35 gemaakt op een betonnen substraat. Het beton kan afkomstig zijn van elk cementmengsel, terwijl volgens een bijzonder voordeel van de uitvinding het beton kan zijn, dat vermengd is met bijv. een materiaal op harsbasis, bijv. polyester, epoxy 800 3 3 41 - 5 - > of acrylaat. Het kan zeer lastig zijn een afdichtmiddel op een dergelijk beton te hechten. Gewoonlijk wordt een diepe inkeping gemaakt in de vorm van een geschikt profiel in het beton, waarna de inkeping grondig wordt schoongemaakt met behulp van 5 zandstralen of waterstralen. Een dergelijke voorbereiding is niet nodig, wanneer men gebruikmaakt van de primer volgens de uitvinding; eenvoudig borstelen met behulp van een sterke borstel is voldoende. Een ander voordeel van de toepassing van de primer is, dat in zijn afwezigheid de binding tussen het 10 polyvinylchlorideafdichtmiddel en het beton sterk afhankelijk is van de omgevingstemperatuur; in een koud klimaat laat de binding te wensen over. De toepassing van de primer volgens de uitvinding waarborgt, dat een goede binding wordt verkregen, ongeacht de heersende temperaturen.

15 Het afdichtmiddel op polymeerbasis kan een poly vinylchloride, acrylonitrilbutadieen, een polysulfide of een polyurethaan zijn.

Bij voorkeur is het afdichtmiddel gebaseerd op polyvinylchloride en is een enkele-component-vloeibaar "hot 20 pour" type voegafdichtmiddel, bestaande uit 2-25 % vinylchlo-ridehars en een vloeibare koolteerpekcomponent, in hoofdzaak bestaande uit een pekfractie met een kookpunt van 355-450°C.

Bij voorkeur omvat de pekfractie een andere pekfractie met een kookpunt van boven ca. 450°C, welke laatst genoemde fractie 25 tot ca. 25 % van de totale pekfracties uitmaakt. Een hoger kokende fractie, hierbij aangeduid als de E-pekfractie met een kookpunt boven 450°C, is een vaste stof. De vloeibare pekfractie tussen 355-450°C en hierin aangeduid als de D-pekfractie, verschaft een uitstekend vloeibaar afdichtmiddel met PVC en 30 blijkt een zeer goede bewaarbaarheid te hebben. Een dergelijk afdichtmiddel is beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.549.575.

De uitvinding omvat een voeg, afgedicht volgens de onderhavige methode. De uitvinding wordt thans aan de hand van 35 de volgende voorbeelden nader toegelicht, waarin alle delen gewichtsdelen zijn.

VOORBEELD I

Een kleefmiddelprimer wordt volgens de uitvinding 300 3 3 41

Y

- 6 - bereid door het met elkaar vermengen onder roeren van 25 dln. van een z.g. "hot pour" afdichtmiddelmengsel met de volgende samenstelling: vinylchloridehars 8 5 vulmiddel 22 pekmengsel (75 % D-pek-fractie en 25 % E-pek-fractie) 56 dibutylftalaat 14 10 en een mengsel van 50 dln. diisobutylketon en 25 dln. cyclo-hexanon. Aan de verkregen oplossing werden 20 dln. van een 20 % oplossing van trifenylmethaan-4,4',4"-triisocyanaat in methyleenchloride toegevoegd. In een blok Portland cementbeton werd een voeg gesneden, waarvan de wanden werden voorzien van 15 het onderhavige kleefmiddel. Men liet de primer gedurende 20-60 min. drogen.

Dan werd het afdichtmiddel volgens het Amerikaanse octrooischrift 3.549.575 verhit tot ca. 150°C, waarna het vloeibare mengsel werd gepompt in de van het kleefmiddel voor-20 ziene voeg. Het afdichtmiddel liet men afkoelen, waarbij een bevredigende afdichting werd verkregen.

De voeg werd onderzocht op extensie en penetratie na onderdompeling in brandstof volgens de BS 2499 methode, waarbij de verkregen resultaten voldeden aan de vereisten van 25 de Britse standaard.

VOORBEELD II

Een deel van een twee delen bevattend kleefmiddel werd bereid door het met elkaar vermengen onder roeren van polyvinylchloridepolymeer 10 30 tetrahydrofuran 88 cyclohexanon 2

Het andere deel was een 20 % oplossing van thio-fosforzuur—tris-(p-isocyanaatfenylester) in methyleenchloride.

De twee delen werden vermengd in een verhouding 35 van 100 dln. polyvinylchloride/tetrahydrofuranoplossing op 15 dln. van de ester, onder vorming van een kleefmiddelprimer, die bevredigend bleek, bij toepassing met het afdichtmiddel van voorbeeld I.

VOORBEELD III

800 3 3 41 - 7 - Eén deel van een twee delen bevattend kleefmiddel werd bereid door vermengen van 25 dln. van het afdiclitmiddel volgens voorbeeld I en 75 dln. tetrahydrofuran. Het andere deel was een 20 % oplossing van trifenylmethaan-4,4',4"-tri-5 isocyanaat in methyleencnloride. Deze werden gebruikt in een verhouding van 100 : 20 dln., onder oplevering van dezelfde resultaten als in voorbeeld I.

VOORBEELD IV

De procedure van voorbeeld II werd herhaald, onder 10 gebruikmaking van 30 dln. van de polyisocyanaatoplossing, waarbij verbeterde resultaten werden verkregen.

VOORBEELD V

Eén deel van een twee delen bevattencfe kleefmiddel-primer werd bereid door het met elkaar vermengen van 7 dln.

15 polyvinylchloride, 52 dln. tetrahydrofuran, 41 dln. butyl-acetaat en 20-30 dln. van de pekfractie uit voorbeeld I. Dit deel werd omgezet met een polyisocyanaat in methyleenchloride, onder vorming van een bevredigende primer.

VOORBEELD VI

20' Eén deel van een twee delen bevattende kleefmid- delprimer werd bereid door vermenging van 7 dln. polyvinyl-chloridepolymeer, 42 dln. xyleen, 15 dln. cyclohexanon, 36 dln. methylethylketon en 20-30 dln. van de pekfractie uit voorbeeld I. Dit deel werd omgezet met een polyisocyanaat in 25 methyleenchloride, onder vorming van een bevredigende primer.

VOORBEELD VII

De primer volgens de uitvinding werd geëvalueerd, onder toepassing van een "hot applied" afdicntmiddel, overeenkomstig de vereisten van BS 2499:1973. Er werd een "hot 30 applied" voegafdichting uit het Amerikaanse octrooischrift 3.549.575 onderzocht op extensie en penetratie na brandstof-immersie volgens BS 2499. Eén set van de monsters werd onderzocht zonder primer en een andere set met de primer.

Een andere set monsters werd onderzocht met behulp 35 van de proefblokken, waarvan de ingezaagde vlakken waren behandeld door zandstralen, zodat het oppervlak van het ruwe aggregaat enigszins uitpuilde. Uit de resultaten bleek, dat bij een extensieproef bij een aangebracnte maximale belasting 800 3 3 41 - δ - van ca. 200 Newtons de adhesie van het afdichtiniddel tegen de van primer voorziene oppervlakken niet gebroken was, terwijl daar waar geen primer werd gebruikt, het separatie-oppervlak 2 van de drie proefstukken 100, 70 en 220 mm bedroeg en dat 5 daar waar geen primer werd gebruikt en de blokken met zandstralen waren behandeld, het separatie-oppervlak 140, 120 en 60 2 mm was.

Het zal duidelijk zijn, dat door toepassing van de primer de gevormde voeg een verbeterde adhesie en bestendig-10 heid had tegen penetratie, ondanks voorafgaande immersie in de brandstof.

15 800 3 3 41

Claims (19)

1. Werkwijze voor het afdichten van een voeg met een afdichtmiddel op polymeerbasis door de voeg te reinigen, een vloeibaar afdichtmiddel op polymeerbasis in de voeg aan te 5 brengen en het te laten uitharden, met het kenmerk ,. dat (i) de wanden van de voeg in aanraking worden gebracht met het kleefmiddelprimermengsel, bestaande uit (a) een polymeer op vinylchloridebasis en (b) een polyisocyanaat, 10 welke stoffen desgewenst in vloeibare dragers aanwezig zijn, (ii) de primerlaag wordt gedroogd en (iii) een vloeibaar afdichtmiddel op basis van een polymeer in de voeg wordt aangebracnt en men het afdichtmiddel laat uitnarden.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk , dat het polymeer op vinylchloridebasis een relatief hoog molecuulgewicht heeft.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk , dat het polyvinylchloride een viskositeit 20 heeft van 106-138 eenheden, bepaald volgens de ISO-specifica-tie 174.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het polyisocyanaat een alifatisch, aromatisch, cycloalifatisch of heterocyclisch poly- 25 isocyanaat is.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk , dat het polyisocyanaat trifenylmethaantri-isocyanaat of thiofosforzuur-tris-(p-isocyanaatfenylester) is.

6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, 30 met het kenmerk, dat het kleefmiddel overwegend uit polyvinylchloride bestaat.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk , dat het polyvinylchloride 50-90 gew.% van het kleefmiddel uitmaakt.

8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de polymeren in vloeibare dragers aanwezig zijn.

9. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, 800 3 3 41 ¢- * - 10 - met het kenmerk, dat het kleefmiddel aanwezig is in de vorm van twee pakken, waarvan het ene het polyiso-cyanaat bevat en het andere het polyvinylchloride.

10. Werkwijze volgens een der voorgaande conclu-5 sies, met het kenmerk, dat een polyvinyl- chloride-afdichtmiddel wordt vastgemaakt aan een betonnen substraat.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, m e t het kenmerk·', dat het beton vermengd is.

12. Werkwijze volgens conclusie 10 of 11, met het kenmerk, dat de voeg slechts geborsteld is voorafgaande aan het in contact brengen met het kleefmiddel.

13. Voeg, afgedicht volgens een methode van een der voorgaande conclusies.

14. Kleefmiddel voor toepassing bij het vastmaken v§n een afdichtmiddel op polymeerbasis tegen een substraat, met het kenmerk, dat (a) een polymeer op vinylchloridebasis en (b) een polyisocyanaat 20 desgewenst in vloeibare dragers aanwezig zijn.

15. Kleefmiddel volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat het polymeer op vinylchloridebasis een relatief hoog molecuulgewicht heeft.

16. Kleefmiddel volgens conclusie 14 of 15, 25. e t het kenmerk, dat het polyvinylchloride een viskositeit heeft van 106-138 eenheden, bepaald volgens de ISO-specificatie 174.

17. Kleefmiddel volgens conclusies 14-16, met het kenmerk, dat het polyisocyanaat trifenylme- 30 thaantriisocyanaat of thiofosforzuur-tris-(p-isocyanaatfenyl-ester) is.

18. Kleefmiddel volgens conclusies 14-17, met het kenmerk, dat de polymeren in vloeibare dragers aanwezig zijn.

19. Kleefmiddel volgens conclusies 14-18, met het kenmerk, dat het kleefmiddel wordt aangeboden in de vorm van twee pakken, waarvan het ene het polyisocyanaat bevat en het andere het polyvinylchloride. 800 33 41