快速固化的矿物粘合剂混合物制造技术

本发明专利技术涉及快速固化的矿物粘合剂混合物，该混合物包含：基于锆(IV)的促进剂；水泥，其包含一种或更多种选自化合物3CaO*Al

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】快速固化的矿物粘合剂混合物
本专利技术涉及快速固化的矿物粘合剂混合物及其用途。在一级建筑材料和二级建筑材料中使用的粘合剂主要是波特兰水泥、它们所包含的结晶水的量不同的硫酸钙、石灰、高铝水泥或这些的混合物。波特兰水泥粘合的建筑材料特别适用于暴露于风化的区域，在该区域中存在对高的交替的抗冻性/抗融性以及对高的耐大气影响性的需求，然而主要用于建筑物内部的建筑产品是包含硫酸钙和高铝水泥的建筑产品，因为它们缺乏耐候性。然而，这些种类的产品(其粘合剂来源于高铝水泥、硫酸钙、石灰和/或波特兰水泥的混合物)的显著特点是早期强度特别高的发展，并且在合适的配方中，其显著特点还是高的水结合能力(water-bindingcapacity)，以及因此高的自干燥效果。建筑行业，并且尤其是化学建筑产品行业，使用基于快速固化的矿物粘合剂混合物的快速硬化产品。对于快速固化的矿物粘合剂混合物，采用了多种组合物。在此情况下使用的是至少一种基于高铝水泥的水泥，也被称为具有可变的CaO:Al2O3比率的铝酸钙水泥，和/或硫铝酸钙，任选地在混合物中还具有硫酸钙水合物改性物诸如CaSO4、CaSO4×0.5H2O和/或CaSO4×2H2O，和/或根据EN197-1的另外的水硬性的基于水泥的粘合剂。这些矿物粘合剂混合物还可以包含CaO或Ca(OH)2。这些粘合剂混合物可以有利地用于生产建筑材料混合物，所述建筑材料混合物还包括-如技术人员所知的-常规填料和轻质填料、凝固减缓剂、凝固促进剂、可分散塑料粉末、消泡剂和/或加气剂(airentrainer)、增塑剂、稳定剂、保水剂，以及影响建筑材料混合物的流变性的添加剂，以及任选地如技术人员已知的另外的添加剂。在矿物水硬性粘合剂混合物中可以通过将凝固促进剂和凝固减缓剂以干燥或溶解状态作为单独组分以及作为单独组分的混合物掺合来使用凝固促进剂和/或凝固减缓剂。作为固化和凝固促进剂，使用技术人员熟知的碱金属盐和/或碱土金属盐形式的单独组分或单独组分的混合物。该组还包括有机盐化合物，诸如羧酸盐、羟基羧酸盐、氰酸盐等。特别是对于包含不同CaO:Al2O3比率的铝酸钙的快速硬化粘合剂混合物以及包含硫铝酸钙和/或其混合物的粘合剂混合物，所添加的促进剂添加剂是包含锂盐诸如碳酸锂、氢氧化锂、硫酸锂等的那些添加剂以及它们的混合物，任选地与另外的促进剂或减缓剂一起，以便确保粘合剂混合物的期望的性质，诸如工作时间、硬化持续时间、固化时间、强度发展和由例如矿物水结合导致的快速干燥。由于使用锂盐用于生产用于便携式电子产品和车辆的电池，对于用于非建筑应用的锂盐的需求存在持续增加，这意味着建筑材料生产的价格和可用性变得越来越重要。因此，本专利技术的目的是提供用作促进剂掺合物的现有锂化合物的替代物，以及其用于快速硬化粘合剂混合物的用途。该目的已经通过快速固化的矿物粘合剂混合物来实现，该快速固化的矿物粘合剂混合物包含基于锆(IV)的促进剂；水泥，其包含一种或更多种选自化合物3CaO*Al2O3、12CaO*7Al2O3、CaO*Al2O3、CaO*2Al2O3、CaO*6Al2O3和/或4CaO*3Al2O3*SO3的组分；5wt％至80wt％、优选地15wt％至70wt％、更优选地25wt％至50wt％分数的硫酸盐载体；任选地一种或多于一种碱性组分和任选地一种或更多种添加剂。快速固化的矿物粘合剂组合物优选地使用硝酸锆(Zr(NO3)4)、硫酸锆(IV)(Zr(SO4)2)、磷酸氢锆(IV)(Zr(HPO4)2、硝酸氧锆(ZrO(NO3)2)和/或氧氯化锆(ZrOCl2)，以及其水合物和/或硫酸加合物作为基于锆(IV)的促进剂。出人意料地，以低用量添加基于锆(IV)的促进剂表现出与本领域技术人员已知的量的锂盐的促进效果相当的促进效果。快速固化的矿物粘合剂混合物优选地使用0.001wt％至6wt％、优选地0.1wt％至3wt％、更优选地0.2wt％至1.5wt％、非常优选地0.3wt％至1.0wt％分数的硝酸锆(Zr(NO3)4)，和/或0.001wt％至6wt％、优选地0.1wt％至3wt％、更优选地0.2wt％至1.5wt％、非常优选地0.3wt％至1.0wt％分数的硫酸锆(IV)(Zr(SO4)2)，0.001wt％至6wt％、优选地0.1wt％至3wt％、更优选地0.2wt％至1.5wt％、非常优选地0.3wt％至1.0wt％分数为的硝酸氧锆(ZrO(NO3)2)，和/或0.001wt％至6wt％、优选地0.1wt％至3wt％、更优选地0.2wt％至1.5wt％、非常优选地0.3wt％至1.0wt％分数的氧氯化锆(ZrOCl2)，它们在每种情况下是基于快速固化的矿物粘合剂混合物的重量。基于锆(IV)的促进剂优选地作为固体、作为水基悬浮液、作为溶液和/或以吸收和/或吸附在载体上的形式被掺合到快速固化的矿物粘合剂混合物中。载体优选地选自例如二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)和/或二氧化钛(TiO2)。优选地添加另外的固体或促进剂或减缓剂。如果本专利技术的基于锆(IV)的促进剂在本专利技术的快速固化的矿物粘合剂混合物中作为水溶液或作为分散体被使用，则获得一种特别快速固化的矿物粘合剂混合物。这在石油和天然气领域可能是有利的，例如为了在原位迅速堵塞钻孔，或者在道路建设中，特别是在隧道施工中可能是有利的，其中快速固化的矿物粘合剂混合物被施加或喷涂到隧道壁上。快速固化的矿物粘合剂混合物中的水泥优选地为高铝水泥和/或波特兰水泥。此处技术人员也将理解，波特兰水泥也可以包含硫酸盐载体。快速固化的矿物粘合剂混合物中基于锆(IV)的促进剂与化合物中的化合物CaO的摩尔比(即，基于锆(IV)的促进剂的mmol:化合物中的化合物CaO的mol)优选地为从0.1至300、优选地2至100、更优选地3至150。在快速固化的矿物粘合剂混合物中使用的硫酸盐载体优选地为硫酸钙、硫酸镁、硫酸钠、硫酸钾、硫酸亚铁(ironsulfate)、硫酸锰、硫酸钴、硫酸镍和/或过氧单硫酸钾。特别优选在快速固化的矿物粘合剂混合物中使用硫酸钙和/或硫酸镁作为硫酸盐载体。硫酸钙非常特别优选地被用作硫酸盐载体。此处硫酸盐载体是使SO42-离子在水性介质中可用的任何化合物。例如，硫酸的盐是硫酸盐载体。在快速固化的矿物粘合剂混合物中使用的碱性活化剂优选地包括波特兰水泥、碱金属氧化物、碱土金属氧化物、碱金属氢氧化物和/或碱土金属氢氧化物及其混合物。在快速固化的矿物粘合剂混合物中使用的添加剂包括凝固减缓剂、凝固促进剂、可分散塑料粉末、消泡剂、防水剂、加气剂、增塑剂、稳定剂、保水剂和/或影响建筑材料混合物流变性的添加剂。快速固化的矿物粘合剂混合物优选地包含5wt％至80wt％分数的水泥、0.001wt％至15wt％分数的基于锆(IV)的促进剂、5wt％至80wt％分数的硫酸盐载体、0至10wt％分数的碱性组分和0至15wt％分数的添加剂，其中在每种情况下wt％合计为100wt％，并且在每种情况下wt％是基于快速固化的矿物粘合剂混合物。更优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速固化的矿物粘合剂混合物，包含：/n基于锆(IV)的促进剂；/n水泥，其包含一种或更多种选自化合物3CaO*Al

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190118 EP 19152549.21.一种快速固化的矿物粘合剂混合物，包含：
基于锆(IV)的促进剂；
水泥，其包含一种或更多种选自化合物3CaO*Al2O3、12CaO*7Al2O3、CaO*Al2O3、CaO*2Al2O3、CaO*6Al2O3和/或4CaO*3Al2O3*SO3的组分；
5wt％至80wt％、优选地15wt％至70wt％、更优选地25wt％至50wt％分数的硫酸盐载体；
任选地一种或多于一种碱性组分；和
任选地一种或更多种添加剂，
其中
wt％是基于所述快速固化的矿物粘合剂混合物。


2.根据权利要求1所述的快速固化的矿物粘合剂混合物，其特征在于，硝酸锆(Zr(NO3)4)、硫酸锆(IV)(Zr(SO4)2)、磷酸氢锆(IV)(Zr(HPO4)2、硝酸氧锆(ZrO(NO3)2)和/或氧氯化锆(ZrOCl2)被用作基于锆(IV)的促进剂。


3.根据权利要求2所述的快速固化的矿物粘合剂混合物，其特征在于，使用了
0.001wt％至6wt％、优选地0.1wt％至3wt％、更优选地0.2wt％至1.5wt％、非常优选地0.3wt％至1.0wt％分数的硝酸锆(Zr(NO3)4)，
0.001wt％至6wt％、优选地0.1wt％至3wt％、更优选地0.2wt％至1.5wt％、非常优选地0.3至1.0wt％分数的硫酸锆(IV)(Zr(SO4)2)，
0.001wt％至6wt％、优选地0.1wt％至3wt％、更优选地0.2wt％至1.5wt％、非常优选地0.3wt％至1.0wt％分数的硝酸氧锆(ZrO(NO3)2)，和/或
0.001wt％至6wt％、优选地0.1wt％至3wt％、更优选地0.2wt％至1.5wt％、非常优选地0.3wt％至1.0wt％分数的氧氯化锆(ZrOCl2)，
它们在每种情况下是基于所述快速固化的矿物粘合剂混合物的重量。


4.根据权利要求1至3中的一项或更多项所述的快速固化的矿物粘合剂混合物，其特征在于，所述锆(IV)促进剂作为固体、作为水基悬浮液、作为溶液，和/或以吸附在载体上的形式被掺合至所述快速固化的矿物粘合剂混合物中。


5.根据权利要求1至4中的一项或更多项所述的快速固化的矿物粘合剂混合物，其特征在于，所述水泥是高铝水泥和/或波特兰水泥。


6.根据权利要求1至5中的一项或更多项所述的快速固化的矿物粘合剂混合物，其特征在于，基于锆(IV)的促进剂与化合物中化合物CaO的摩尔比(基于锆(IV)的促进剂的mmol:所述化合物中化合物CaO的mol)为从0.1至300、优选地2至100、更优选地3至50。


7.根据权利要求1至6中的一项或更多项所述的快速固化的矿物粘合剂混合物，其特征在于，硫酸钙、硫酸镁、硫酸钠、硫酸钾、硫酸亚铁、硫酸锰、硫酸钴、硫酸镍和/或过氧单硫酸钾，优选地硫酸钙和/或硫酸镁，被用作硫酸盐载体。


8.根据权利要求1至7中的一项或更多项所述的快速固化的矿物粘合剂混合物，其特征在于，所使用的碱性活化剂包括波特兰水泥、碱金属氧化物、碱土金属氧化物、碱金属氢氧化物和/或碱土金属氢氧化物及其混合物。


9.根据权利要求1至8中的一项或更多项所述的快速固化的矿物粘合剂混合物，其特征在于，所使用的添加剂包括凝固减缓剂、凝固促进剂、可分散塑料粉末、消泡剂、防水剂、加气剂、增塑剂、稳定剂、保水剂和/或影响建筑材料混合物流变性的添加剂。


10.根据权利要求1至9中的一项或更多项所述的快速固化的矿物粘合剂混合物，其特征在于，所述矿物粘合剂混合物包含：
5wt％至80wt％、优选地15wt％至70wt％、更优选25wt％至50wt％分数的水泥；
0.00...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥拉夫·赫特彻，
申请(专利权)人：威纳特德国有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE