用于可流动的耐火材料的组合物制造技术

本发明专利技术涉及用于可流动的耐火材料的组合物，其包含铝酸钙水泥、填料、包含聚醚侧链的共聚物形式的流动剂，以及包含至少一种酸的缓凝剂。本发明专利技术还涉及包含所述组合物的制品。本发明专利技术还涉及包含所述组合物的制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于可流动的耐火材料的组合物
[0001]本专利技术涉及用于可流动的耐火材料的组合物，该组合物包含铝酸钙水泥、填料、包含聚醚侧链的共聚物形式的增塑剂，以及包含至少一种酸的缓凝剂。本专利技术还涉及包含所述组合物的制品。
[0002]增塑剂和硬化缓凝剂为有机或无机添加剂，其降低不定形耐火材料，特别是被称为浇铸料的需水量。此类增塑剂的特征在于以下事实：它们要么改善了相同含水量的耐火材料的加工性能，要么它们可通过减少水的添加并保持材料的稠度而有助于设定较低的水值。
[0003]含铝酸盐水泥的耐火材料是其中将铝酸钙水泥(同义词：耐火水泥、铝酸盐水泥或高铝水泥)用作水硬性粘合剂的那些材料。这些水泥基于富含Al2O3的铝酸钙或铝酸钡，Al2O3含量为至少35％。在对水泥含量进行分类时，作为水合元素的CaO的含量具有决定性作用。
[0004]对于水硬性粘合剂组合物，特别是包含铝酸钙水泥的那些而言，已证明将硼酸和硼酸衍生物用作硬化缓凝剂是有用的。包含硼酸作为硬化缓凝剂的粘合剂组合物可在长时间内成形并具有良好的可加工性，同时所生产的成形体的强度值保持在高的水平。
[0005]然而，根据当前的EC法规(REACH)，硼酸和硼酸酯被分类为有害健康。从1％的硼含量(相当于5.5％的硼酸或8.5％的硼砂)开始，必须相应地使用危险说明“可能损害生殖”和“可能危害未出生的婴儿”将制剂认定为有毒的。由于这些增加的要求并且为了避免在使用水硬性粘合剂时的危险，优选使用无硼酸的硬化缓凝剂。
[0006]因此，需要用于含水泥的水硬性粘合剂的硬化缓凝剂，特别是用于不包含任何硼酸或硼酸衍生物的可流动耐火材料的硬化缓凝剂。
[0007]例如，WO 2015/036262记载了用于粘合剂组合物的不含硼酸的增塑体系，其包含柠檬酸三钠、聚羧酸酯和磺酸的混合物作为硬化缓凝剂。但是，所记载的粘合剂组合物不含水泥。
[0008]EP 1 535 887 A1公开了用于基于铝酸钙水泥的耐火材料的粘合剂组合物，其包含无硼酸的硬化缓凝剂。然而，这些组合物的加工需要相对大量的混合水，这对所得到的耐火材料的强度和耐久性具有不利影响。为了将建筑材料混合物，尤其是基于无机粘合剂的建筑材料混合物制成即用型可加工形式，通常必须使用比后续的水合/硬化过程所需的多得多的混合水。由于过量水在后续阶段的蒸发而在结构中形成空腔内容物，这导致机械强度、稳定性和耐久性显著劣化。
[0009]为了在给定的加工稠度下降低这种过量的水含量，和/或在给定的水/粘合剂比例下改善可加工性，使用在建筑化学中通常称为减水剂或增塑剂的外加剂。已知的这类外加剂主要包括基于萘磺酸或烷基萘磺酸的缩聚产物，以及含磺酸基团的三聚氰胺-甲醛树脂。EP 1 535 887 A1中记载的粘合剂组合物包含由β-萘磺酸盐和甲醛水溶液形成的缩合物作为增塑剂。然而，如上所述，在这种情况下，所需的混合水的量不能令人满意。
[0010]因此，本专利技术的目的是提供用于耐火材料的含水泥的，尤其是铝酸钙水泥的粘合剂组合物，其不含硼酸和硼酸衍生物，并且在混合水量最少的情况下同时具有良好的流动
性能和高的强度值。
[0011]该目的通过用于可流动的耐火材料的组合物实现，所述组合物包含：
[0012]i)铝酸钙水泥，
[0013]ii)至少一种填料，
[0014]iii)至少一种增塑剂，其包含至少一种含主链和聚醚侧链的共聚物，和
[0015]iv)至少一种包含至少一种酸的缓凝剂。
[0016]出乎意料地，已发现包含铝酸钙水泥、具有聚醚侧链的聚合物增塑剂和作为缓凝剂的酸的组合物表现出良好的流动性能，并且需要少量的用于加工的混合水。已发现，基于木质素磺酸盐、三聚氰胺磺酸盐和萘磺酸盐的增塑剂在功效方面明显劣于本专利技术的共聚物。尤其应结合以下事实来强调流动性：组合物优选为耐火组合物，特别是自由流动的耐火组合物。组合物优选包含小于3.0重量％的波特兰水泥，更优选小于2.0重量％，特别优选小于1.0重量％，基于组合物的总重量计。
[0017]根据本专利技术的另一优选实施方案，所述主链由以下结构单元组成：
[0018]i)至少一种由具有至少16个碳原子的碳链组成的结构单元，
[0019]或
[0020]ii)至少一种由(C-C-O)
n
链组成的结构单元，其中n是至少为5的数，
[0021]或
[0022]iii)至少一种包含芳族或杂芳族体系的结构单元。
[0023]根据本专利技术的另一优选实施方案，至少一种共聚物的聚醚侧链为结构单元(I)的聚醚侧链
[0024]*-U-(C(O))
k-X-(AlkO)
z-W
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(I)
[0025]其中
[0026]*表示与聚合物的键合位点，
[0027]U为化学键或具有1至8个碳原子的且未被取代的或被至少一个选自以下的基团取代的亚烷基基团：羧基酯、羧基、膦酰基、亚磺基、磺基、磺酰胺基、磺氧基(sulfoxy)、磺基烷氧基、亚磺基烷氧基和膦酰氧基，
[0028]X表示氧、硫或基团NR1，
[0029]k为0或1，
[0030]z为整数，其平均值基于聚合物计为3至300，
[0031]Alk为C
2-C
4-亚烷基，其中Alk在基团(AIk-O)
z
中可相同或不同，
[0032]W表示氢、C
1-C
6-烷基或芳基或表示基团Y-F，其中
[0033]Y为具有2至8个碳原子且可带有苯基环的直链或支链的亚烷基基团，
[0034]F为氮键合的5元至10元氮杂环，除了氮原子和碳原子之外，其可具有1、2或3个选自氧、氮和硫的其他杂原子作为环成员，其中氮环成员可具有基团R2，并且其中1个或2个碳环成员可以羰基的形式存在，
[0035]R1为氢、C
1-C
4-烷基或苄基，且
[0036]R2为氢、C
1-C
4-烷基或苄基。
[0037]根据本专利技术的另一优选实施方案，至少一种共聚物包含至少一种选自以下的基团：羧基酯、羧基、膦酰基、亚磺基、磺基、磺酰胺基、磺氧基、磺基烷氧基、亚磺基烷氧基和膦
酰氧基。
[0038]根据本专利技术的另一优选实施方案，至少一种共聚物为缩聚产物，其包含：
[0039](II)具有芳族或杂芳族体系和聚醚基团的结构单元，和/或
[0040](III)具有芳族或杂芳族体系的磷酸化的结构单元。
[0041]特别优选通过以下通式表示结构单元(II)和(III)
[0042](II)A-U-(C(O))
k-X-(AlkO)
z-W
[0043]其中
[0044]A为相同或不同的，且表示在芳族体系中具有5至10个碳原子的取代或未取代的芳族或杂芳族化合物，其它基团具有结构单元(I)所给出的定义；
[0045](III本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于可流动的耐火材料的组合物，其包含：i)铝酸钙水泥，ii)至少一种填料，iii)至少一种增塑剂，其包含至少一种含主链和聚醚侧链的共聚物，和iv)至少一种包含至少一种酸的缓凝剂。2.根据权利要求1所述的组合物，其中主链由以下结构单元组成：i)至少一种由具有至少16个碳原子的碳链组成的结构单元，或ii)至少一种由(C-C-O)
n
链组成的结构单元，其中n是至少为5的数字，或iii)至少一种包含芳族或杂芳族体系的结构单元。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其中至少一种共聚物的聚醚侧链为结构单元(I)的聚醚侧链*-U-(C(O))
k-X-(AlkO)
z-W
ꢀꢀꢀ
(I)其中*表示与聚合物的键合位点，U为化学键或具有1至8个碳原子的且未被取代的或被至少一个选自以下的基团取代的亚烷基基团：羧基酯、羧基、膦酰基、亚磺基、磺基、磺酰胺基、磺氧基、磺基烷氧基、亚磺基烷氧基和膦酰氧基，X表示氧、硫或基团NR1，k为0或1，z为整数，其平均值基于聚合物计为3至300，Alk为C
2-C
4-亚烷基，其中Alk在基团(AIk-O)
z
中可相同或不同，W表示氢、C
1-C
6-烷基或芳基或表示基团Y-F，其中Y为具有2至8个碳原子且可带有苯基环的直链或支链的亚烷基基团，F为氮键合的5元至10元氮杂环，除了氮原子和碳原子之外，其可具有1、2或3个选自氧、氮和硫的其他杂原子作为环成员，其中氮环成员可具有基团R2，并且其中1个或2个碳环成员可以羰基的形式存在，R1为氢、C
1-C
4-烷基或苄基，且R2为氢、C
1-C
4-烷基或苄基。4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中至少一种共聚物包含至少一种选自以下的基团：羧基酯、羧基、膦酰基、亚磺基、磺基、磺酰胺基、磺氧基、磺基烷氧基、亚磺基烷氧基和膦酰氧基。5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物，其中至少一种共聚物为缩聚产物，其包含：(II)具有芳族或杂芳族体系和聚醚基团的结构单元，和/或(III)具有芳族或杂芳族体系的磷酸化的结构单元。6.根据权利要求5所述的组合物，其中通过以下通式来表示结构单元(II)和(III)(II)
A-U-(C(O))
k-X-(AlkO)
z-W其中A为相同或不同的，且表示在芳族体系中具有5至10个碳原子的取代或未取代的芳族或杂芳族化合物，其它基团具有结构单元(I)所给出的定义；(III)其中D为相同或不同的，且表示在芳族体系中具有5至10个碳原子的取代或未取代的芳族或杂芳族化合物，其中E为相同或不同的且表示N、NH或O，其中如果E＝N，则m＝2，并且如果E＝NH或O，则m＝1，其中R3和R4各自独立地为相同或不同的，且表示支链或非支链的C
1-至C
10-烷基、C
5-至C
...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：