包含添加剂的硫酸钙组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种组合物，其包含至少10重量％的基于硫酸钙的粘合剂和0.005至5重量％的添加剂，所述添加剂由以下物质制得：至少一种多价金属阳离子的水溶性盐、至少一种能够释放与多价金属阳离子一起形成难溶性盐的阴离子的化合物、和至少一种包含阴离子基团和/或阴离子源性基团以及聚醚侧链的聚合物分散剂。本发明专利技术还涉及用于制备所述组合物的方法，并且涉及该组合物作为硫酸钙流动砂浆、可流动硫酸钙填充化合物或湿土硫酸钙砂浆的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及包含硫酸钙和添加剂的组合物，所述添加剂使得组合物的流动性改善同时使其具有长的可加工性，并且该组合物随后快速获得高强度且更特别是早期强度。本专利技术的组合物可以特别地用作自流平砂浆(screed)。自流平硬石膏砂浆是以各种砂浆稠度用泵送入建筑物中的砂浆。这些砂浆在很大程度上自发地流平，或使用例如斑纹棒(dapple bar)而轻松地流平。自流平硬石膏砂浆的优点包括高的拉伸弯曲强度、低的卷曲倾向(砂浆床由于收缩而在边缘处隆起)，以及甚至用于无接缝大面积铺设的可能性。在实践中，这种自流平砂浆以湿砂浆体系或干砂浆体系的形式使用。使用搅拌车将混合形式的湿砂浆供给至建筑工地；干砂浆利用筒仓或麻袋供给至建筑工地并在现场混合。此处使用的特定粘合剂为硬石膏。在硬石膏(化学成分CaSO4)领域中，天然硬石膏、合成硬石膏和热硬石膏(FGD硬石膏)是已知的。与石膏(化学成分CaSO4＊1/2H2O)相比，硬石膏在加水后的实际作业时间内并不凝固。凝固仅发生在加入合适的活化剂后。除纯的硬石膏外，还使用该类粘合剂的多种混合物，例如煅烧石膏比例最高达50重量％的硬石膏/煅烧石膏混合体系。此处，煅烧石膏可由天然石膏或FGD石膏制备，但通常使用α-半水合物。所使用的基于硬石膏的其他粘合剂混合物包括硬石膏/水泥混合体系。使用这些体系，在硬石膏的低收缩值与水泥的耐水性之间进行了折中。水泥比例通常低于粘合剂总量的1/3。在自流平硬石膏砂浆的情况下，所使用的碱性活化剂优选为水泥和/或盐类活化剂，例如硫酸钙。当使用α-半水合场时，通常还加入缓凝剂，在该情况下，例如水解的蛋白质或多羟基羧酸(例如酒石酸)是合适的。其他可能的添加物的实例为消泡剂和稳定剂。一类重要的掺合物为超增塑剂掺合物。使用这些掺合物，使得可加工性更容易并且特别是改善流动性。为此，通常使用多种木质素磺酸盐、萘磺酸盐和/或三聚氰胺-甲醛亚硫酸酯缩合产物。该类化合物已在本领域中建立，但缺点是它们仅保持相对短时间的可加工性。基于聚羧酸酯醚的共聚物作为化学建筑材料的超增塑剂和坍落度保持剂(slump retainer)的用途同样为人所熟知。这种共聚物一方面主要由烯属不饱和单羧酸共聚单体或其酯或其盐和/或烯属不饱和磺酸共聚单体组成，另一方面主要由聚醚官能共聚单体组成。这些种类的共聚物更详细地记载于例如EP 0 537 870、EP 0 736 553、EP 1 138 698、EP 1 189 955和EP 1 902 085中。特别地就自流平硫酸钙砂浆和填充化合物而言，现有技术使用特别是基于三聚氰胺-甲醛缩合物的超增塑剂和坍落度保持剂，原因在于它们仅引起粘合剂凝固反应的最小延迟，尽管在此情况下的开放时间相对较短。关于基于聚羧酸酯醚的共聚物作为超增塑剂，所暴露的缺点为开放时间，该开放时间对于许多应用而言是不充足的。如已提及的，使用市场上现有的使用基于三聚氰胺-甲醛缩合物的超增塑剂的体系，随着时间的推移，坍落流动度的损失相对较高。另一方面，长的加工时间——特别是对于大型建筑场地或具有几何复杂性的那些(例如屋角处有门的L形房间)而言——对于所引入的砂浆即使在相对长时间后也能流平是重要的。在许多情况下，自流平硬石膏砂浆在砂浆制造商工厂本地与水混合，并由搅拌车供给建筑工地。为了使所运送的砂浆在建筑工地展现出其自流平性能，搅拌车配方物通常需要3-4小时的开放时间。聚合物超增塑剂覆盖粘合剂组分的表面，由此在湿的组合物中产生更大的颗粒流动性，从而能够节省相当大量的混合水。然而，减少水量的另一作用是所得的固化产品表现出增加的强度和密度。将基于聚羧酸酯醚的共聚物加入至优选的并且更有利的□形式的半水合物中的另一优点为接近昂贵的□形式的水/石膏值。美国专利7,338,990 B2记载了包含水泥和煅烧石膏以及聚羧酸酯醚分散剂的混合物。所述分散剂为基于氧化烯二醇烷基醚(oxyalkylene glycol alkyl ether)和不饱和二羧酸衍生物的共聚物。这种混合物用于生产用于外部领域的产品。US 7,056,964 B2同样记载了一种混合物，所述混合物可以用限定量的混合水处理以形成浆体，所述浆体可用作具有高强度的自流平砂浆。所述混合物包含硫酸钙半水合物(其中至少25％必须以□形式存在)和聚羧酸酯超增塑剂。超增塑剂为氧化烯烷基醚和不饱和二羧酸的共聚物。WO 0249983记载了包含水溶性共聚物的基于聚羧酸酯醚的超增塑剂用于基于自流平硬石膏的砂浆的用途。所记载的化合物在粘合剂体系中提供良好的流动性和流平性能，以及相对长的可加工性。已发现与现有技术相关的缺点为就所制备的组合物而言开放时间不够长。建筑工业正需要释放少量或不释放挥发性有机化合物的体系。这个要求例如在Emicode seal of the German Association for the Control of Emissions in Products for Flooring Installation，Adhesives and Building Materials(GEV)中是清楚的。这与建筑材料例如自流平砂浆在室内的用途尤其相关。基于三聚氰胺磺酸酯-甲醛缩合物的缩合物的缺点在于，不可能完全消除挥发性有机化合物例如甲醛向空气中排出。因此，本专利技术的目的是提供用于基于硫酸钙的组合物的超增塑剂，该超增塑剂不具有现有技术的所述缺点，并且显示出优异的增塑活性，同时使基于硫酸钙的组合物保持相对长时间的可加工性，并且此后使得基于硫酸钙的组合物能够快速地具有高强度且更特别是早期强度。此外，超增塑剂应当向空气中释放尽可能少的挥发性有机化合物。所述目的通过以下实施方案来实现：1.一种组合物，其包含，基于组合物的总质量计，A)至少10重量％的基于硫酸钙的粘合剂，和B)0.005至5重量％的添加剂，所述添加剂由以下物质制备：i)至少一种多价金属阳离子的水溶性盐，ii)至少一种能够释放与多价金属阳离子形成难溶性盐的阴离子的化合物，和iii)至少一种聚合物分散剂，其包含阴离子基团和/或阴离子源性(anionogenic)基团以及聚醚侧链，多价金属阳离子选自Al3+、Fe3+、Fe2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+及其混合物，金属阳离子以这样的量存在：使得下面式(a)的关系式大于0.1且小于或等于30： 0.1 < Σ i z K , i × n K , i Σ j z s 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其包含，基于组合物的总质量计，A)至少10重量％的基于硫酸钙的粘合剂，和B)0.005至5重量％的添加剂，所述添加剂由以下物质制备：i)至少一种多价金属阳离子的水溶性盐，ii)至少一种能够释放与多价金属阳离子形成难溶性盐的阴离子的化合物，和iii)至少一种聚合物分散剂，其包含阴离子基团和/或阴离子源性基团以及聚醚侧链，多价金属阳离子选自Al3+、Fe3+、Fe2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+及其混合物，金属阳离子以这样的量存在：使得下面式(a)的关系式大于0.1且小于或等于30：0.1<ΣizK,i×nK,iΣjzs,j×ns,j≤30---(a)]]>且其中zK,i为多价金属阳离子的电荷数量，nK,i为多价金属阳离子的摩尔数，zS,j为存在于聚合物分散剂中的阴离子基团和阴离子源性基团的电荷数量，nS,j为存在于聚合物分散剂中的阴离子基团和阴离子源性基团的摩尔数，指数i和j彼此独立且为大于0的整数，其中i为不同多价金属阳离子的数量，j为存在于聚合物分散剂中的不同的阴离子基团和阴离子源性基团的数量。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.21 EP 14151976.91.一种组合物，其包含，基于组合物的总质量计，A)至少10重量％的基于硫酸钙的粘合剂，和B)0.005至5重量％的添加剂，所述添加剂由以下物质制备：i)至少一种多价金属阳离子的水溶性盐，ii)至少一种能够释放与多价金属阳离子形成难溶性盐的阴离子的化合物，和iii)至少一种聚合物分散剂，其包含阴离子基团和/或阴离子源性基团以及聚醚侧链，多价金属阳离子选自Al3+、Fe3+、Fe2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+及其混合物，金属阳离子以这样的量存在：使得下面式(a)的关系式大于0.1且小于或等于30： 0.1 < Σ i z K , i × n K , i Σ j z s , j × n s , j ≤ 30 - - - ( a ) ]]>且其中zK,i为多价金属阳离子的电荷数量，nK,i为多价金属阳离子的摩尔数，zS,j为存在于聚合物分散剂中的阴离子基团和阴离子源性基团的电荷数量，nS,j为存在于聚合物分散剂中的阴离子基团和阴离子源性基团的摩尔数，指数i和j彼此独立且为大于0的整数，其中i为不同多价金属阳离子的数量，j为存在于聚合物分散剂中的不同的阴离子基团和阴离子源性基团的数量。2.权利要求1的组合物，多价金属阳离子和阴离子存在的量根据下式计算： 0.1 < Σ i z K , i × n K , i Σ j z s , j × n s , j ≤ 30 - - - ( a ) ]]> 0.01 < Σ l z A , l × n A , l Σ j z K , i × n K , i ≤ 3 - - - ( b ) ]]>其中zK,i为多价金属阳离子的电荷数量，nK,i为多价金属阳离子的摩尔数，zS,j为存在于聚合物分散剂中的阴离子基团和阴离子源性基团的电荷数，nS,j为存在于聚合物分散剂中的阴离子基团和阴离子源性基团的摩尔数，zA,l为阴离子的电荷数，nA,l为阴离子的摩尔数，指数i、j和l彼此独立且为大于0的整数，i为不同多价金属阳离子的数量，j为存在于聚合物分散剂中的不同的阴离子基团和阴离子源性基团的数量，并且l为能够与金属阳离子形成难溶性盐的不同阴离子的数量。3.权利要求1或2的组合物，阴离子为选自以下的至少一种：碳酸根、草酸根、硅酸根、磷酸根、多磷酸根、亚磷酸根、硼酸根、铝酸根、高铁酸根、锌酸根和硫酸根。4.前述权利要求中任一项的组合物，多价金属阳离子和阴离子在添加剂中存在的量根据下式计算： 0.25 < ( Σ i z K , i × n K , i ) 2 ( Σ l z A , l × n A , l ) ( Σ j ...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·加特，H·格拉斯尔，M·温克鲍尔，O·马扎内茨，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE