Sealing material curing in oxygen-free conditions for surface and thread sealing

Abstract: 1. An anaerobically curing sealing compound consisting of a liquid, polymerizable monomer component and a source of free radicals which initiates polymerization of the monomers under the sealing conditions, characterized in that it additionally contains 10 to 80% by weight, based on the total weight of the sealing compound, of a permanently tacky mass which provides the reactive sealing compound with permanent tackiness and with plastic-elastic properties in its cured state.

Description: Beschreibung Unter bauerstoffausschluss härtende Dichtmasse für Flächen und wewindeabdichtung. Die Erfindung betrifft lösungsmittelfreie, unter Sauerstoffausschluss härtende Dichtmassen, die im ausgehärteten Zustand permanent klebrig sind und elastisch-plastische Eigenschaften aufweisen. Durch die Permanent-Klebrigkeit ist eine gute Adhäsion zu allen Werkstoffen auch den olefinischen Kunststoffen gegeben. Aufgrund der elastisch-plastischen Eigenschaften kann die Dichtmasse Verformungen der Substrat-Teile entsprechend nachgeben ohne dass der Dichteffekt beeinträchtigt wird. Es ist bekannt, dass Kleb- und Dichtmassen aus Acrylat-/Meth- acrylat-Abmischungen mit einem freien Radikal-Bildner zur Flächenund Gewindeabdichtung verwendet werden. Diese bekannten anaeroben Kleb- und Dichtmassen sind im ausgehärteten Zustand hart und spröde und werden darum ausschliesslich auf formstabilen, metallischen Substraten verwendet. Rohrverschraubungen, abgedichtet mit diesen bekannten anaeroben Abmischungen, werden undicht, wenn während oder nach der Ausnärtereaktion die ewin- deteile auch nur geringfügig gegeneinander verdreht werden. Beim Lösen der Rohrverschraubung wird der Polymerkörper im Gewinde zwischenraum aufgrund seiner Sprödigkeit pulverisiert. Da mit Hanf abgedichtete Rohrverschraubungen diesen Nachteil nicht haben, konnten sich die bisher bekannten anaeroben Abmischungen nicht generell durchsetzen. Als Flächenabdichtmittel kommen die bisher bekannten anaeroben Abmischungen wegen ihrer närte und Sprödigkeit nur sehr begrenzt auf formstabilen, metallischen Substraten zur Anwendung. miel dieser Erfindung ist daher, eine unter Sauerstoffausschluss härtende Dichtmasse herzustellen, die die angeführten Nachteile der Härte und sprödigkeit nicht mehr aufweist und somit eine wesentlich erweiterte AnwendunEsbreite besitzt. Es wurde Uberraschend gefunden, dass eine Abmischung von Acrylat-/Methacrylatmonomeren mit einer bei RT noch fliessfähigen permanent klebrigen Masse bis zu einer Menge von 80 Gew.-% sich bei der ashärtereaktion soweit verfestigt, dass eine bei RT nichtfliessende feste Abdichtung entsteht, die durch ihre Klebrigkeit guten Oberflächenkontakt auch zu adhäsiv wenig freundlichen Materialien hat und jeder Formänderung der Substrat Teile plastisch-elastisch nachgeben kann, ohne dass dabei der Dichteffekt beeinträchtigt wird. Ohne Acrylat-Vernetzer sind die ausgehärteten Produkte bei höheren Temperaturen fliessfähig. Uberraschend war auch die Feststellung, dass bereits bei Zusatz von lediglich 1 Gew.-% eines difunktionellen Monomeren (Vernetzer) ein dauerklebriger Polymerkörper entsteht, der sich plastisch elastisch verformen lässt und bei 1500C auf einer senkrecht stehenden glatten Metall fläche weder fliesst noch die dauerklebrige Komponente ausschwitzt. Mit zunehmendem Gehalt an Vernetzer nimmt die Plastizität ab, so dass in zunehmendem Masse die ausgehärtete Dichtmasse flexibel der Verformung nachgibt. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die ausgehärtete Dichtmasse jeder Formver änderung der Substrat-Teile plastisch-elastisch nachgeben kann und somit die Anwendung nicht mehr auf formstabile Teile begrenzt bleibt. Die erfindungsgemässe Dichtmasse lässt auch ein Verschieben bzw. Ausrichten der Substrat-Teile während und nach dem Aushärteprozess zu. Diese erfindungsgemässen Dichtmassen haben einen wesentlich erweiterten Anwendungsbereich. Hiermit können auch flexible Metall-eile, thermoplastische Kunststoffe und andere verformbare Materialien abgedichtet werden. Durch die Permanent Klebrigkeit wird der für den Abdichteffekt erforderliche Oberflächenkontakt auch zu olefinischen Kunststoffen ge*-;hr- leistet. Die permanent klebrige Komponente bewirkt zugleich dass bei plastischer Verformung die Dichtmasse nicht in sich reisst und dadurch keine Undichtigkeiten entstehen. Erfindungsgegenstand sind unter Sauerstoffausschluss härtende Dichtmassen, bestehend aus einer polymerisierbaren Monomeren Komponente, aus einer permanent klebrigen Masse und einem Initiatorsystem. Als polymerisierbare Monomeren kommen z.B. in Betracht die diversen Ester der Acryl- bzw. Methacrylsäure wie Methylmethacrylat, Butylmethacrylat, Hydroxyäthylmethacrylat, Butoxyäthylacrylat, Diglycerindiacrylat, aber auch die freie Acryl- bzw. Methacrylsäure, Athylenglycoldimethacrylat, Neopentylglycoldiacrylat, 'l'rimethylolpropantriacrylat. Der Anteil der polymerisierbaren Monomeren-homponente bezogen auf die besamtabmischung beträgt 20 bis 9o Gew.-, bevorzugt 40 bis 65 Gew.-%, wobei der polyfunktionelle Monomerenanteil Je nach Anwendungsfall o bis 20 Gew.-% beträgt. In die Monomerenkomponente gelöst wird die permanent klebrige Masse, die aus Verträglichkeitsgründen bevorzugt auf Acrylat-/ Methacrylat-Basis beruht und einen Anteil von 10 bis 80 Ges.-% ausmacht, bevorzugt 35 bis 60 Gew.-%. Gemäss der Erfindung ist z.B. die handelsübliche, lösungsmittelfreie, permant-klebrige Acrylat-Masse Acronal 4 F der BASF geeignet. Diese Masse ist bei RT fliessfähig. Verliert Jedoch ihre Fliessfähigkeit, sobald sie in der polymerisierten Monomerenkomponente eingebettet ist. Die erfindungsgemässe Dichtmasse polymerisiert im Zwischenraum einer Gewindeverbindung bzw. zweier Flächen, sobald sauerstoffausschluss gegeben ist, nur durch den Metallkontakt. Als Quelle freier Radikale fungiert hierbei das Initiatorsystem, bestehend aus segner Aminkomponente wie z.. N,N-Dimethyltolu idin, ,N-Dimethylanilin, N,N-Diäthyl-2,4-dimethylanilin, Pyrrolidin in einer enge von 0,05 bis 1 Gew.-% (bezogen auf Gesamtabmischung), aus einem ceroxid wie z.B. Cumolhydroperoxid, hethyläthylketonhydroperoxid, Diisopropylbenzolhydroperoxid, tert.-Butylhydroperoxid in einer Menge von 0,05 bis 10 Gew.- (bezogen auf Gesamtabmischung). Durch Zusatz eines organischen Sulfimids wie z.B. Benzoesäuresulfimid in einer Henge von 0,05 bis 5 Gew.-% wird eine merkliche Beschleunigung der Aushärtung erzielt. Bei Metallkontakt bildet dieses Initiatorsystem freie Radikale, die die Polymerisation der Monomerenkomponente auslöst. Bei nichtmetallischen Substraten Oberflächen muss eine Metall-Verbindung als Primer vor dem Auftrag der Dichtmasse appliziert werden. Die erfindungsgemässe Dichtmasse kann weiterhin enthalten gelöste Polymere zur Viskositätseinstellung, anorganische oder organische Füllstoffe, Thixothropierungsmittel, Farbstoffe, Stabilisatoren wie z.B. Chinon- bzw. Phenol-Verbindungen zur Verbesserung der Lagerfähigkeit. Beispiele Einige Beispiele (Beispiel 1, 2 und 3) sollen im Vergleich zu einem herkömmlichen System (Beispiel 4) den Erfindung gegenstand verdeutlichen. Es wurden die nachfolgend beschriebenen Abmischungen hergestellt und die wesentlichen Eigenschaften ermittelt. Beispiel 1 55g Acronal 4 F wurden mit 24g Butoxyäthylmethacrylat, 15g 2-ydroxyäthylmethacrylat, ig Methacrylsäure, o,5g Benzoesäuresulfimid, o,5g p-Dimethyltoluidin und 4g Cumolhydroperoxid zusammengegeben und homogenisiert. Beispiele 2 und 3 Um den Einfluss der Vernetzerkomponente zu demonstrieren, wurde zu den o.a. Abmischungen zugegeben: a) 2 % Äthylenglycoldimethacrylat (Beispiel 2) b) 5 % Äthylenglycoldimethacrylat (Beispiel 3) Beispiel 4 Um den Effekt der permanent klebrigen Masse in der Abmischung aufzuzeigen, wurde zum Vergleich zu der Abmischung von Beispiel 1 anstelle von Acronal 4 F 45g Butoxyäthylmethacrylat und zur Viskositätserhöhung log Polymethylmethacrylat Copolymer gelöst. Ergebnisse Losbrechmoment und mittleres Weiterdrehmoment wurden ermittelt an: a) M10X20 Schrauben DIN 933-8.8 geschwärzt und Muttern M1o DIN 934-8 blank b) 1/2" Temperguss Xohrfittings feuerverzinkt Gewinde gemäss DIN 2999 Losbrechmoment ist der gemessene Festigkeitswert bei der ersten Relativbewegung zwischen den verschraubten Teilen. Das mittlere Weiterdrehmoment wurde berechnet aus dem Drehmoment nach 1/4, 1/2, 3/4 und 1 Umdrehung beim Lösen der Schraubverbindung. Aushärtezeit 72 h bei RT. EMI6.1 <tb> <SEP> Losbrechmoment <SEP> in <SEP> Nm <SEP> mittleres <SEP> Weiterdreh- <SEP> <tb> <SEP> moment <SEP> in <SEP> Nm <tb> Beispiele <SEP> lo <SEP> 1/2" <SEP> Rohr- <SEP> M1o <SEP> 1/21' <SEP> Rohr <tb> <SEP> Schrauben <SEP> fitting <SEP> Schrauben <SEP> fitting <tb> <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 4 <SEP> 1 <SEP> 1 <tb> <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 7 <SEP> 1 <SEP> 3 <tb> <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 9 <SEP> 2 <SEP> 4 <tb> <SEP> 4 <SEP> 16 <SEP> 55 <SEP> 11 <SEP> 65 <tb> Ronsistenz im ausgehärteten Zustand: Die ausgehärteten Dichtmassen von Beispiel 1, 2 und 3 sind plastisch-elastisch verformbar und klebrig. Die ausgehärtete Dichtmasse von Beispiel 4 wurde dagegen beim Lösen der Schraubverbindung pulverisiert. Dichtigkeit: 1/2" Temperguss Rohrfitting-Verschraubungen wurden mit den 4 beschriebenen Abmischungen abgedichtet und dabei die Rohrverschraubung mit 1oNm angezogen. Nach 72 h wurden alle Prüfkörper mit 2 atü beaufschlagt. Ergebnis: alle Prüfkörper waren dicht. 0 Danach wurden die Rohrverschraubungen um 36o gelöst und er- neut auf Dichtigkeit bei 2 atE geprüft. Ergebnis: nur die Abmischung Beispiel 4 war undicht. Fliessverhalten bei 150 C: Die in den Schraubverbindungen gehärteten mchtmassen wurden auf eine Metall-Platte gebracht und diese senkrecht stehend in einem rockenschrank auf 1 50 C erhitzt. Ergebnis: nur der Polymerkörper aus beispiel 1 (ohne Vernetzer) fliesst bei 15o0C. Der Polymerkörper aus Beispiel 2 und 3 zeigt augenscheinlich keine Ausschwitzerscheinung der permanent klebrigen Masse.

Claims: An anaerobically curing, solventless sealing compound consisting of a) a liquid, polymerizable monomer component, b) a source of free radicals which initiates polymerization of the monomers under the sealing conditions and c) 10 to 80% by weight, based on the total weight of the sealing compound, of a permanently tacky paste which is flowable at room temperature and which provides the reactive sealing compound with permanent tackiness and with plastic-elastic properties in its cured state. A sealing compound as claimed in claim 1, characterized in that the polymerizable monomer component may consist of one or more acrylate or methacrylate monomers which may be monofunctional or polyfunctional. A sealing compound as claimed in claims 1 and 2, characterized in that the monomer component (monofunctional and polyfunctional monomers together) may be present in a quantity of from 20 to 90% by weight and preferably in a quantity of from 40 to 65% by weight, the polyfunctional monomers being present in a quantity, based on the mixture as a whole, of from 0 to 20% by weight and preferably from 1 to 7.5% by weight. A sealing compound as claimed in claim 1, characterized in that, for reasons of compatibility, the permanently tacky paste dissolved in the monomers is preferably based on acrylate/methacrylate and is present in a quantity, based on the mixture as a whole, of preferably from 35 to 60% by weight. A sealing compound as claimed in claim 1, characterized in that it contains an anaerobic initiator system preferably consisting of an amine compound, hydroperoxide and sulfimide accelerator as the source of free radicals and may additionally contain a stabilizer, preferably a quinone or phenolic compound, to improve its stability in storage. The use of the sealing compound claimed in at least one of claims 1 to 5, characterized in that an activator, preferably a heavy metal compound, is applied as primer before the sealing compound is applied to a non-metallic substrate (inactive surface).

Inventors: PIESTERT GERHARD DR, PIESTERT, GERHARD, DR.
Applicants: PIESTERT GERHARD, PIESTERT, GERHARD, DR.
Application year: 1984
Main classification: C09K3
IPC codes: C09J4, C09K3