用于制造含有聚苯乙烯珠粒的轻质混凝土的外加剂组合物、该组合物的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种用于制造含有聚苯乙烯珠粒的轻质混凝土的外加剂组合物，其包含有机和无机物质的混合物，该混合物由聚氨酯树脂、原硅酸四乙酯、二醇化合物、含有不饱和双键的芳族乙烯基化合物(优选苯乙烯)和无机硅酸盐化合物的反应产物组成并优选包含以下组分：量为15

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造含有聚苯乙烯珠粒的轻质混凝土的外加剂组合物、该组合物的制备方法及其应用
[0001]本专利技术涉及用于制造具有改进的混凝土技术性能的含有聚苯乙烯珠粒的轻质混凝土的外加剂组合物，此外还涉及制造该组合物的方法和该外加剂组合物的用途。
[0002]众所周知，基于建筑领域，最重要的混凝土类型之一为含有一定量聚苯乙烯(EPS)珠粒的轻质混凝土，其具有隔热和承重性能，由外加剂制成。各种轻质混凝土被越来越多地用于地板和板材的制造中，以及作为空间填充材料。然而，在许多情况下，砌体构件和结构构件已由这种类型的混凝土制成。
[0003]聚苯乙烯轻质混凝土是含有聚苯乙烯珠粒、水、沙子和水泥及轻质骨料的混凝土类型。这种混凝土类型最简单的代表是无细料混凝土。无细料混凝土主要用作隔热体系和用作附加的建筑技术。这些体系的主要特征在于体密度低(200
‑
400kg/m3)且抗弯和抗压强度相对低，但它们的隔热能力优异。
[0004]体密度为400
‑
1000kg/m3的轻质混凝土最常用的形式是加气轻质混凝土(加气混凝土)。这种类型的混凝土主要用作砌体构件和填实材料，在其制造过程中将气体或泡沫形成材料混合到混凝土中，从而形成多孔结构。
[0005]砌体和结构构件由具有高堆积密度和抗压强度的轻质混凝土制成，其特征在于高的水泥含量和体密度，但它们也用于层状产品的制造中；该技术的本质在于，轻质混凝土被嵌入在中央钢结构周围，中央钢结构充当内核——通过边缘弯曲或冷塑法制造。
[0006]骨料聚苯乙烯轻质混凝土由于其在实践中的有利性能而具有广泛的应用，这就是为什么近几十年来已经开发了许多关于其制造的方法的原因。骨料聚苯乙烯轻质混凝土可根据其组成和制造技术分为三大类型。
[0007]在第一种情况下，经由物理方法，聚苯乙烯珠粒的表面以适合于此的化合物包覆，从而使得珠粒能够通过其表面上的化合物与水硬性粘结剂的颗粒之间的化学相互作用粘附于水泥石构架。这些混凝土通常具有低的聚苯乙烯含量(5
‑
30%)和中等的外加剂含量，抗压强度约为5
‑
20MPa。
[0008]第二种类型包括其中聚苯乙烯珠粒的表面用合适的一种或多种聚合物化合物处理的体系，所述聚合物化合物与在水泥颗粒的水化(凝胶形成)过程中形成的材料、单个骨料和混合水发生反应，导致形成复合结构。这些类型的混凝土特征在于聚合物化合物含量高(3
‑
20%)且外加剂含量高(30
‑
60%)，并且它们产生具有高抗压强度(10
‑
40MPa)的产品。
[0009]第三类包括将聚苯乙烯珠粒用聚合物的表面处理与所讨论的聚合物使用适当的化合物形成交联结构的能力相结合的方法。在这种情况下，可以省略各种已知的外加剂，但甚至可从体系(合成树脂
‑
聚苯乙烯体系：聚合物混凝土)中省略水硬性粘结剂。它们的特征在于中等的抗压强度和极高的耐磨性。
[0010]上述解决方案在专利文献中、例如由以下引用的参考文献进行了说明。
[0011]公开的专利号US4137198A的说明书描述了一种制造建筑材料(气溶胶和气凝胶)的方法，所述建筑材料可使用有机聚合物和无机试剂获得，其中水硬性粘结剂(水泥、石膏)的颗粒已被分散而无需添加沙子。在制造过程中，将空气吹入合成树脂
‑
聚合物
‑
共聚物(聚
氨酯；聚乙烯基化合物)的水性乳液中(发泡)，然后以特定比率混合无机试剂。如此获得的聚合物产品的水泥含量在0
‑
25%之间变化并且它们的平均抗压强度在2.75至13.82MPa之间。
[0012]公开的国际专利号WO2009/152617的说明书描述了一种使用聚乙酸乙烯酯和聚乙烯醇包覆EPS珠粒的表面的方法以及用这些材料制造的混凝土使用水硬性粘结剂、水、沙子、超塑化外加剂和聚丙烯纤维加固物的制造方法。以这种方式制造的混凝土的平均聚苯乙烯珠粒含量在20
‑
40%之间。该说明书没有提供混凝土技术特性来明确定义产品的性质。
[0013]公开的专利号US4612748A的说明书描述了一种制造具有给定布局的钢筋笼的整体砌块的方法，该整体砌块可从由水硬性粘结剂、水、沙子、聚酯合成树脂和催化剂制成的混凝土制造。
[0014]专利号US9051447B1的说明书旨在针对通过使用不同单体(丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯)和具有官能团的大豆及其他植物油的组合制造的聚合物混凝土及其用途。它们的特征在于不存在I类水硬性粘结剂，但这样的混凝土的骨料含量高。这里使用的聚合物的平均组成为：大约60 w/w%的多官能丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯植物油、不超过10 w/w%的多官能丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯单体、和大约40 w/w%的多官能丙烯酸酯/甲基丙烯酸酯低聚物。主要使用磨碎的白云石和沙子作为骨料。这些混凝土的平均组成可如下给出：8.7
‑
9.6 w/w%的聚合物；0.1
‑
0.4 w/w%的引发剂；0.03
‑
0.2 w/w%的促进剂；89.2
‑
91.2 w/w%的骨料(骨料的平均组成：43.3
‑
86.2 w/w%的白云石；43.3 w/w%的沙子和3.2
‑
3.9 w/w%的粉煤灰)。
[0015]公开的专利号US20030090016A1描述了通过植物油基多元醇和异氰酸酯的反应形成的聚氨酯用于制造具有高外加剂含量的混凝土的用途。该方法基于使植物多元醇与化学计量量的异氰酸酯反应并将如此获得的聚氨酯化合物与量为10
‑
200体积百分数的填充剂(二氧化硅、氧化铝、滑石、粉煤灰、石灰石粉、碎矿物等)混合。根据该专利的研究结果，多元醇的羟基数与所形成产品的技术特性直接相关，并且使用的聚合物基体的量根据技术特性方面的平台值而异。在加入给定量的聚合物后，技术特性沿不利的方向变化。
[0016]公开的专利号US4689358A的说明书提出了一种在不使用I类水硬性粘结剂的情况下制造具有高环氧合成树脂含量(21
‑
23体积百分数)的聚合物混凝土的方法，该混凝土的主要特性在于高的抗冻性和防水性。这里描述的产品的平均组成如下：受控粒度(50
‑
100μm)的铝硅酸盐(30
‑
36体积百分数)、经表面处理的珍珠岩粘土矿物(28
‑
32体积%)、氧化铝三水合物(14
‑
15体积百分数)和环氧合成树脂(21
‑
23体积百分数)。
[0017]公开的专利号US4371639A的说明书提出了一种使用聚酯型合成树脂聚合物(14
‑
17 w/w%)和粉煤灰及各种类型的沙子通过自由基聚合技术制造聚合物混凝土的方法。以这种方式产生的混凝土的主要特性在于高的抗压强度和抗弯强度(40
‑
60MPa和18...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造含有聚苯乙烯珠粒的轻质混凝土的外加剂组合物，其特征在于，它是有机和无机材料的混合物，所述混合物由聚氨酯合成树脂、原硅酸四乙酯、某种二醇化合物、具有不饱和双键的芳族乙烯基化合物优选苯乙烯、和无机硅酸盐的反应产物组成，并优选包含以下组分：量为15
‑
10 w/w%的二醇共聚物型化合物，45
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50 w/w%的二醇聚合物
‑
二氧化硅型化合物，13
‑
22 w/w%的聚氨酯基合成树脂，2
‑
3 w/w%的聚苯乙烯，和量为25
‑
15 w/w%的泡沫玻璃珠粒，以及a) 对于制造液体产品，基于上述组合物的总重量计，15
‑
20 w/w%的有机溶剂，和10
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5 w/w%的水；或b) 对于制造固体组合物，基于上述组合物的总重量计，量为10
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5 w/w%的聚乙酸乙烯酯或聚乙烯醇，2
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5 w/w%的氢氧化铝，和8
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10 w/w%的煅烧石灰石粉。2.根据权利要求1所述的用于制造含有聚苯乙烯珠粒的轻质混凝土的外加剂组合物，其特征在于，所述二醇化合物为烷基二醇。3.根据权利要求1或2中任一项所述的用于制造含有聚苯乙烯珠粒的轻质混凝土的外加剂组合物，其特征在于，所述含有不饱和双键的芳族乙烯基化合物为苯乙烯。4.用于制备根据权利要求1所述的外加剂组合物的方法，其特征在于，将有机聚苯乙烯溶液或聚苯乙烯/聚合物混合物分散在作为分散介质的合成树脂或合成树脂混合物中，在此过程中，i) 将原硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：创新混凝土实验室有限责任公司，
类型：发明
国别省市：