CN103354806A - 用于水泥组合物的粘结强度增强剂 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于水泥粘结砂浆的粘结结合强度增强剂。该增粘剂增加砂浆与通常外墙外保温系统(“EIFS”)中所使用类型的相对疏水性塑料材料，例如挤塑聚苯乙烯板和发泡聚苯乙烯板，之间的结合强度。还公开了用作增粘剂的非结块自由流动固体二烷基磺基琥珀酸酯组合物的制备方法。增粘剂可大规模地应用于矿物砂浆干混料或者其他固体构造材料。本发明可以用于增加(a)石膏基灰泥或粉饰灰泥与混凝土或砖块之间、(b)砖粘结剂与混凝土之间、和(c)聚苯乙烯板上的矿物砂浆等之间的粘结结合强度。

Description

用于水泥组合物的粘结强度增强剂
发明背景
技术领域
本发明涉及用于增加水泥组合物(例如砌筑水泥和砂浆)的固化粘结强度、硬度和可加工性的材料组合物和方法。
背景技术
砌筑水泥和砂浆是尤其以用于粘结砖块、石块、以及外墙外保温系统(下文中称为“EIFS”)的各种成分为目的而制造的水硬性组合物。通常在使用前将这种水泥与细集料和水混合。理想的是湿砂浆具有高度的可塑性以便用手操作、以及在水泥硬化前相对较长的工作时间。
砌筑水泥和砂浆是通过将波特兰水泥和石膏与大约20至65%的第三种材料(例如石灰石、白垩、滑石、火山灰、粘土、石膏、或者这些的组合)研磨而制成。波特兰水泥是一类含有煅烧的钙、铝、铁和硅的氧化物并且能够在水中固化的水泥。这种砌筑水泥被研磨成比大多数用于结构混凝土的波特兰水泥更高的细度。砌筑水泥的更细研磨可改进成品砂浆制品的可塑性。
“外墙外保温系统”或者“EIFS”表示一些独特的专用系统中的任一种，各系统可由与特定EIFS制造商相关的特定成分所组成。一种称为“阻挡层EIFS”的基本类型的EIFS包含布置成三层的板绝缘层、增强粘结层、和外涂层。一种较不常用类型的EIFS，称为“排水EIFS”可以另外含有塑料边缘修剪(trim)、耐水阻挡层、和排水腔。该板通常是发泡聚苯乙烯或者挤塑聚苯乙烯。EIFS构造中的一个持续存在的问题是在砌筑砂浆与聚苯乙烯之间形成持久且经济的粘结结合。
这三层阻挡EIFS层的最内层通常是以聚苯乙烯板(boardstock)形式商业销售泡沫塑料绝缘层。聚苯乙烯板的内表面与基底粘结剂(可以是砌筑砂浆)直接接触并且接收机械紧固件(例如钉子或塞子)。
通常用小泥铲将中间粘结填充剂层(可以是砌筑砂浆)涂覆于聚苯乙烯板绝缘层的外表面。粘结填充剂层基本上包围并填充埋在粘结填充剂层中的钢筋网。该钢筋网通常是由玻璃纤维制成，并且具有大约4四分之一平方英寸的开口。很明显，制备粘结填充剂，将粘结填充剂层涂覆于聚苯乙烯板的外表面，并将钢筋网埋在粘结填充剂层中通常被认为对于熟练技工是费力且耗时的。
三层的最外层被称作表面涂层。该表面涂层通常是带颜色且织构化漆状材料(可以是砌筑砂浆)，它是用小泥铲或者不经常地利用喷涂来涂覆。大范围的颜色和纹理可用于表面涂层。可用的纹理包括：光滑表面、粗糙的泥灰状纹理、埋入的石屑、花岗石状混合物、和砖块状处理。
授予Abelleira的美国专利第6,172,147号描述了一种含有多级聚合物的砌筑砂浆外加剂，该聚合物包含离子型可溶聚合物级(stage)、和引气剂。美国专利6172147列出了许多示例性的适于在砌筑砂浆外加剂中使用的引气剂(在美国专利6172147专利中被统称为“AEA”)。其中，在美国专利6172147的第4栏第3-5行中所列出的是阴离子型AEA(例如磺基琥珀酸酯)。相反，本发明的喷雾干燥的磺基琥珀酸二烷基酯盐组合物当与矿物砂浆和水混合时起除气剂的作用(如下面的实施例8中所述)。
授予Naji的美国专利第7,204,065号描述了用于将水泥配制物涂覆于基板(例如聚苯乙烯)上的方法，所述基板位于附接到基板的约束钢筋网上方。在某些方面，例如美国专利7,204,065的权利要求25中所要求的方面，据报道该配制物含有引气剂(在美国专利7,204,065中统称为“AEA”)。其中，美国专利7204065的第6栏第56-59行中所列出是阴离子型AEA，例如磺基琥珀酸酯盐。相反，本发明的喷雾干燥的磺基琥珀酸二烷基酯盐组合物当与矿物砂浆和水混合时起除气剂的作用(如下面实施例8中所述)。
授予Vitalis的加拿大专利491099描述了表面活性二烷基磺基琥珀酸酯组合物，该组合物是利用喷雾干燥法使用苯甲酸钠作为硬化剂于华氏600-700度下以干燥的非结块水溶性粉形式而制备。然而，加拿大专利491099的组合物并非十全十美并且仍然可加以改进，因为它们含有苯甲酸钠。加拿大专利491099的组合物的一个缺陷是苯甲酸钠在湿润环境中吸收水，如果环境湿度超过50%则可以预计发生结块和团聚。加拿大专利491099组合物的另一个缺陷是在干燥环境中苯甲酸钠与皮肤和眼睛刺激有关。
存在对于在湿润大气条件下可自由流动并且可快速溶解于水的改进的固体表面活性剂的需求。优选地，该新的固体表面活性剂将增强砌筑砂浆与平滑的疏水性表面(例如EIFS中所使用的)之间的粘结结合。理想地，该新的固体表面活性剂将增加硬度并且减少砌筑水泥和砂浆对水的吸收。
发明内容
现已发现可以将某些外加剂(本文中称为增粘剂)应用于水泥基砂浆，以改进砂浆与相对疏水性的塑料材料(例如聚苯乙烯)之间的粘结结合强度。这些增粘剂外加剂可以广义地被分类为表面活性剂，并且包括二烷基磺基琥珀酸酯及它们的盐。本发明的增粘剂是自由流动的固体组合物。下面描述了该自由流动固体增粘剂的制备方法和使用。
在一个方面，本发明是关于一种包含表面活性剂和载体颗粒的自由流动的固体表面活性剂组合物。所述表面活性剂可以是一种或多种烷基磺基琥珀酸酯、一种或多种烷基磺基琥珀酸酯的盐、或者它们的混合物。这些载体颗粒由吸收剂(碳酸钙、硅酸钙、二氧化硅、高岭土、或者它们的混合物)构成。载体颗粒具有大约0.1至大约1000微米的平均粒径、以及运载重量优选地为载体颗粒重量大约0.2至大约5倍的表面活性剂的能力。
在另一方面，本发明是关于一种自由流动的固体表面活性剂组合物，该组合物包含大约30至大约75重量%的表面活性剂(由烷基磺基琥珀酸酯、二烷基磺基琥珀酸酯的盐、或者它们的混合物所组成)。该组合物还包含大约10至大约75重量%的载体颗粒，该载体颗粒是由选自碳酸钙、硅酸钙、二氧化硅、高岭土、或者这些的混合物的吸收材料所构成。载体颗粒具有大约1至大约160微米的平均粒径、以及吸收重量为载体颗粒重量大约0.2至大约4倍的表面活性剂的能力。另外，该组合物含有大约1至大约10重量%的防结块剂。
在又一方面，本发明是关于一种干混砂浆组合物，该组合物包含干混水硬性砂浆或水泥、如上所述的固体表面活性剂组合物、和防结块组合物。
本发明还关于一种用于制造自由流动固体表面活性剂组合物的方法。该方法包括将选自烷基磺基琥珀酸酯、烷基磺基琥珀酸酯的盐、及其混合物的表面活性剂导入吸收区。也将载体颗粒导入吸收区。这些载体颗粒是由选自碳酸钙、硅酸钙、二氧化硅、高岭土及其混合物的吸收材料所构成；具有大约0.1至大约1000微米的平均粒径；并且具有运载重量为载体颗粒重量大约0.2至大约5倍的表面活性剂的能力。在通过载体颗粒有效吸收表面活性剂的条件下将表面活性剂和载体颗粒维持在吸收区，而制造固体表面活性剂颗粒。任选地，将防结块剂与固体表面活性剂颗粒混合，而制造自由流动的固体表面活性剂组合物。
在又一方面，本发明是关于一种用于制造自由流动固体表面活性剂组合物的方法，该方法通过以下方式进行：在载体颗粒和任选地防结块剂的存在下，对包含选自二烷基磺基琥珀酸酯及其盐的表面活性剂的液体溶液进行喷雾干燥，而制造自由流动的固体表面活性剂组合物。可将消泡剂、非离子表面活性剂或者两者与该液体溶液掺混。
本发明还关于一种用于在砂浆组合物与由聚合物塑料材料所构成的制品之间形成粘结结合的方法。该方法包括：提供包含如上所述固体表面活性剂组合物的砂浆组合物，以及在有效地使砂浆组合物固化的条件下建立并维持水泥组合物与由聚合物塑料材料构成的制品之间的物理接触。
本发明提供用于水硬性材料的粘结强度增强剂。例如，本发明可用于提高(a)石膏基灰泥或粉饰灰泥与混凝土或砖块之间、（b)砖粘结剂与混凝土之间、和(c)聚苯乙烯板上的矿物砂浆之间的粘结结合的强度。
具体实施方式
在一个优选实施方式中，本发明是关于一种自由流动的固体表面活性剂组合物，该组合物可用作水泥砂浆的增粘剂，并且包含表面活性剂和载体颗粒。因为建筑行业具有良好的设备来处理以粉末形态送到施工现场的预拌砂浆和水泥，所以此增粘剂的自由流动特性是非常合适的。
表面活性剂包括一种或多种烷基磺基琥珀酸酯、以及/或者一种或多种烷基磺基琥珀酸酯的盐。优选地，烷基磺基琥珀酸酯及其盐中的烷基是二烷基，更优选是每个分子中具有总共16至32个烷基碳原子的二烷基。特别优选的是琥珀酸二辛酯、琥珀酸二癸酯、以及它们的钠盐或铵盐。为了本发明的目的，“烷基碳原子”表示位于磺基琥珀酸酯基团的烷基配位体中的碳原子。
基于所述固体表面活性剂组合物的总重量，表面活性剂的量优选为大约30至大约75重量%、更优选为大约35至大约65重量%、最优选为大约45至大约55重量%。
载体颗粒是由碳酸钙、硅酸钙、二氧化硅、高岭土、或者这些的混合物所构成。载体颗粒应具有大约0.1至大约1000微米、优选大约1至大约200微米、最优选大约10至160微米的平均粒径。典型的优选粒径分布是：50%颗粒的粒径小于4微米，95%颗粒的粒径小于26微米，100%颗粒的粒径小于56微米。
粒径小于1微米的载体颗粒不建议用于本发明，因为它们会引起灰化问题并且有时会影响人类健康。另外，这些极小的颗粒易于与其他固体一起从混合物中沉降出来，而不是均匀分布(这在用于砂浆和水泥混合物时是必须的)。理想地，固体表面活性剂组合物是具有与向该组合物中添加的砂浆或水泥相同的粒径分布的颗粒。
基于固体表面活性剂组合物的总重量，载体颗粒的含量优选为大约10至大约75重量%、更优选为大约20至大约60重量%、最优选为大约25至大约55重量%。载体颗粒优选地具有运载重量为载体颗粒重量的大约0.2至大约5倍、更优选大约1至大约4倍、最优选大约1至大约3倍的表面活性剂的能力。
载体颗粒的运载能力是将本发明固体表面活性剂组合物浸泡于水或任何其他溶剂中时调整表面活性剂的溶解速率的关键因素。特别是对于混合砂浆与水泥的一般化学操作员和施工员来说，相对快速的溶解是非常合适的。就表面活性剂从载体颗粒中的溶出而言，表面活性剂倾向于更快地从具有较低运载能力的载体颗粒中溶出。另一方面，其中载体颗粒具有过低运载能力的固体表面活性剂组合物易于结块和团聚，而不是自由流动。
如上所述，载体颗粒优选地具有大约0.1至大约1000微米的平均粒径以及运载重量优选为载体颗粒重量大约0.2至大约5倍的表面活性剂的能力。另外，本发明人发现在此粒径范围内的合适载体碳酸钙颗粒通常具有大约0.1至大约15平方米/克的比表面积。在此粒径范围内的合适二氧化硅颗粒通常具有大约100至大约600平方米/克的比表面积。在硅酸钙的情况下，合适的载体颗粒通常具有大约100至大约300平方米/克的比表面积。在高岭土的情况下，合适的载体颗粒通常具有高达20平方米/克的比表面积。
另外，固体表面活性剂组合物优选地包含防结块剂(anticaking agent)。为了本发明的目的，“防结块剂”表示易于防止某些固体的团聚由此增加固体流动性的材料。并非意图受理论的束缚，一般认为防结块剂是通过吸收过量的水分、或者通过涂覆颗粒而使其斥水而发挥作用。有用防结块剂的例子包括：硅酸钙、二氧化硅、氧化镁、硬脂酸镁或硬脂酸钙、高岭土和膨润土。一些防结块剂可以用于两种或更多种目的，例如吸收液体和促进流动性。疏水性二氧化硅是特别优选的防结块剂。
基于固体表面活性剂组合物的总重量，防结块剂的含量优选为大约1至大约10重量%、更优选为大约4至大约8重量%。
在另一优选方面，本发明是关于干混的水硬性砂浆或水泥组合物。该干混组合物是采用粉末状态或者颗粒形态；并且包含水硬性干混砂浆或水泥、如上所述的固体表面活性剂组合物、如上所述的载体颗粒、如上所述的防结块剂。优选地，基于干混组合物的总重量，该固体表面活性剂组合物包含大约0.1至大约1重量%、优选大约0.2至大约0.8重量%、更优选大约0.3至大约0.7重量%的烷基磺基琥珀酸酯和/或烷基磺基琥珀酸酯的盐。
本发明人发现，与由不包含磺基琥珀酸二辛酯、磺基琥珀酸二癸酯、和这些磺基琥珀酸酯的盐的干混组合物所制成的水硬性砂浆或水泥相比较，本发明干混组合物中存在大约0.1至大约1重量%的磺基琥珀酸二辛酯、磺基琥珀酸二癸酯、和/或这些磺基琥珀酸酯的盐，可显著增加由所述干混组合物所制成的水硬性砂浆或水泥的粘结强度。下面的实施例5、实施例6和实施例7中提供了有关此发现的其他信息。
在又一优选实施方式中，本发明是关于制造自由流动固体表面活性剂组合物的方法。该方法包括：将选自烷基磺基琥珀酸酯、烷基磺基琥珀酸酯的盐、及这些磺基琥珀酸酯和/或盐的混合物的表面活性剂导入吸收区。可采用液体形态、固体形态、或者液体溶液中的溶质形式导入表面活性剂。合适的表面活性剂是上文固体表面活性剂组合物中所描述。
也可将载体颗粒导入吸收区。将由选自碳酸钙、硅酸钙、二氧化硅、高岭土、及其混合物的吸收材料所构成的载体颗粒导入吸收区，该载体颗粒具有大约0.1至大约1000微米的平均粒径，并且具有向所述吸收区运载重量是载体颗粒重量大约0.2至大约5倍的表面活性剂的能力。合适的载体颗粒是上文固体表面活性剂组合物中所描述。
在载体颗粒有效吸收表面活性剂的条件下将表面活性剂和载体颗粒维持在吸收区，而制造自由流动的固体表面活性剂组合物。该有效条件可包括：将表面活性剂与载体颗粒混合、捏合、搅拌或喷雾干燥。优选地，在吸收区维持有效地对表面活性剂与载体颗粒进行喷雾干燥的条件。任选地，将防结块剂(例如疏水性二氧化硅)导入吸收区，在所述吸收区中将该放结块剂与固体表面活性剂颗粒混合以促进流动性。
当在吸收区维持对表面活性剂与载体颗粒进行喷雾干燥为有效的条件时，优选地将表面活性剂作为溶质导入水溶液中。可将消泡剂、非离子表面活性剂、或者两者与液体溶液掺混。优选地，在温度足够低到允许溶液被吸收入载体颗粒且温度足够高到以工业上可行的速率蒸发溶液的条件下，将表面活性剂溶液液滴和载体颗粒的流化床维持在吸收区。导入该溶液时的浓度、导入溶液时的温度、溶液液滴和载体颗粒的相对尺寸和量、以及流化气体的表面流速和进口温度是决定有效条件的因素。用于优化的这些因素和技术对于流化床喷雾干燥领域的技术人员是众所周知的。
当利用真空干燥、旋转蒸发器干燥、或者类似干燥技术在吸收区维持有效浓缩液体表面活性剂的条件时；优选地以磺基琥珀酸酯溶液或磺基琥珀酸酯盐溶液的形式导入表面活性剂。优选地，将该溶液与吸收剂载体颗粒混合、捏合、摇动或搅拌。可将其他成分(例如消泡剂或非离子表面活性剂)直接导入吸收区，或者通过磺基琥珀酸酯盐溶液而导入吸收区。可以在不从颗粒中除去所有溶剂的情况下，制造自由流动的固体表面活性剂颗粒。
在又一优选方面，本发明是关于一种用于在水硬性水泥砂浆组合物与由聚合物塑料材料所构成制品之间形成粘结结合的方法。聚合物塑料材料可由例如发泡聚苯乙烯或挤塑聚苯乙烯构成，并且可并入系统(例如外墙外保温系统)。
在该方法中，提供一种包含如上所述固体表面活性剂组合物的砂浆组合物。在砂浆组合物与由聚合物塑料材料所构成制品之间建立物理接触。将此物理接触维持在对于砂浆组合物固化为有效的条件，由此在砂浆组合物与制品之间形成改进的粘结结合。优选地，对于砂浆组合物的固化为有效的条件包括将温度维持在高于华氏32度达大约1至大约30天的时间。对于砂浆组合物固化为有效的条件，对于水泥和砂浆配方领域的技术人员是熟知的。
下面所给出实施例是为了更好地说明本发明，并非意图以任何方式限制本发明。除非另有说明，本文中所提到的所有的份、百分率或配比均是基于重量。
实施例
制备例1：对含有颗粒的磺基琥珀酸酯盐溶液的喷雾干燥
通过执行以下步骤(下文中称为“步骤1”)来制备本发明的固体配制物。在流化床中对磺基琥珀酸二烷基酯盐溶液与载体颗粒和/或防结块颗粒一起进行喷雾干燥，以制造具有良好抗结块性的自由流动固体配方。为了本发明的目的，此磺基琥珀酸二烷基酯盐被称为“活性成分”。任选地，可将其他成分(例如表面活性剂、喷雾干燥助剂或者消泡剂)添加到流化床的内容物中，以改变该固体配制物的物理和化学性质。利用喷雾干燥领域技术人员所熟知的技术来优化并维持流化床的流速和温度、以及进入流化床的液流的流速和温度。下面的表1中总结了具体步骤1a至1e的被导入流化床喷雾干燥机的磺基琥珀酸酯盐及颗粒，基于利用该步骤所制造固体配制物的质量。
表1：通过对溶液与颗粒进行喷雾干燥而制备强度增强剂
Figure BDA00003318870100081
图例：
*沉淀碳酸钙颗粒，由德国汉堡的欧米亚汉堡公司(Omya Hamburg GmbH)以商品名
Figure BDA00003318870100082
销售
+疏水性的沉淀二氧化硅颗粒，由德国韦塞林的赢创德固赛公司(EvonikDegussa Corporation)以商品名
Figure BDA00003318870100083
销售
上面表1中的数据显示，可以通过在流化床中对二烷基磺基琥珀酸酯盐的水溶液与载体颗粒和/或防结块颗粒一起进行喷雾干燥，而制造发明的自由流动固体配制物。
制备例2：将磺基琥珀酸酯盐溶液与颗粒混合
通过执行以下步骤(下文中称为“步骤2”)来制备本发明的固体配制物。将具有适宜的对油质液体的吸收能力和理想流动特性的颗粒固体导入混合或捏合装置。将含有二烷基磺基琥珀酸酯或者磺基琥珀酸二烷基酯盐的液体溶液添加到颗粒固体中，同时对该装置内的内容物进行混合、捏合或搅拌。使液体溶液吸收到吸收剂颗粒中，而制造具有良好抗结块性的自由流动固体配制物。任选地，将其他成分(例如表面活性剂或消泡剂)添加到该装置的内容物中，以改变该固体配制物的物理或化学性质。下面的表2总结了特定步骤的溶液、吸收剂颗粒、其他成分(如果有的话)、和固体配制物。
表2：通过将溶液与颗粒混合而制备强度增强剂
Figure BDA00003318870100091
图例：
*沉淀硅酸钙颗粒，由比利时奥斯坦德的J.M.胡伯公司(J.M.HuberCorporation)以商品名
Figure BDA00003318870100092
销售
+疏水性沉淀二氧化硅颗粒，由德国韦塞林的赢创德固赛公司(EvonikDegussa Corporation)以商品名
Figure BDA00003318870100102
销售
上面表2中的数据显示，可以通过将液体形态的磺基琥珀酸二烷基酯盐的水溶液与吸收载体颗粒和/或吸收防结块颗粒混合而制造本发明的自由流动固体配制物。
制备例3：将干燥的磺基琥珀酸二烷基酯盐与颗粒掺混
通过执行以下步骤(下文中称为“步骤3”)来制备本发明的固体配制物。使磺基琥珀酸二烷基酯盐溶液干燥，而制造蜡状固体，必要时将其粉碎，再与具有理想流动性质的颗粒混合，而制造具有良好防结块性的自由流动固体配制物。任选地，将其他成分(例如表面活性剂或消泡剂)添加到混合机的内容物中，以改变该固体配制物的物理或化学性质。下面的表3中总结了干燥的磺基琥珀酸二烷基酯盐、颗粒、其他成分(如果有的话)、以及由特定步骤所制造的固体配制物。
表3：通过将干燥的盐与颗粒掺混而制备强度增强剂
Figure BDA00003318870100101
Figure BDA00003318870100111
图例：
～水合硅酸铝颗粒，由美国乔治亚州梅肯市的佳敏有限公司（KaMin LLC）以商品名KaMinTM90销售
*沉淀碳酸钙颗粒，由德国汉堡的欧米亚汉堡公司（Omya Hamburg GmbH）以商品名销售
+疏水性的沉淀或气相二氧化硅颗粒，由德国韦塞林的赢创德固赛公司(Evonik Degussa Corporation)以商品名
Figure BDA00003318870100113
和
Figure BDA00003318870100114
销售
上面的表3中的数据显示，可以通过将处于固体形态的干燥磺基琥珀酸二烷基酯盐溶液与载体颗粒和/或防结块颗粒掺混而制造本发明的自由流动的固体配制物。
性能实施例4：喷雾干燥的粘结结合强度增强剂的测试
通过执行以下性能测试步骤(下文中称为“测试步骤”)来确定粘结结合强度增强剂对水泥组合物与由发泡聚苯乙烯或挤塑聚苯乙烯所构成板之间粘结结合的作用。在所述步骤中，将固体强度增强剂与干燥的水泥组合物预混合大约1分钟。在任一情况下，水泥组合物选自矿物粘结剂和钢筋砂浆，例如由堡密特公司（Baumit）销售的“BAUMIT粘结填充剂（BAUMIT Adhesivefiller）(“Klebespachtel”)TM”和“BAUMIT全方位粘结填充剂（BAUMITAdhesivefiller Allround）(“Klebespachtel Allround”)TM”。以4:1的比率将矿物砂浆添加到水中并混合1分钟。在各测试中，使用活性成分浓度为0.3至0.6质量%的的二烷基磺基琥珀酸酯盐。
将2至3mm厚的湿砂浆层均匀地涂覆于发泡聚苯乙烯或挤塑聚苯乙烯板上(例如由BASF公司以商品名“Styrodur3035CS.”销售的挤塑XPS聚苯乙烯板)。在7、14或28天的时间内，对湿砂浆测试样品行进干燥。在干燥期结束时，根据测试方案DIN EN ISO4624:2003测量砂浆与发泡聚苯乙烯板之间结合的粘结强度。在该测试方案中使用拉脱粘结测试仪。对于使用感兴趣的强度增强剂的情况一般进行6至10次测试，对于无任何强度增强剂的情况则进行相同次数的测试，以便比较。将使用强度增强剂情况的各测试结果的平均值除以不使用强度增强剂的测试结果的平均值，减去1，再将差值乘以倍数100，而计算出粘结增强值(以增强百分率为单位)。
应用该测试步骤测定各种喷雾干燥磺基琥珀酸二烷基酯盐的粘结增强值，将该值示于下面的表4。
表4：聚苯乙烯板上的矿物砂浆中的喷雾干燥的磺基琥珀酸二烷基酯盐的粘结增强
Figure BDA00003318870100121
Figure BDA00003318870100131
图例：
1将使用含磺基琥珀酸酯砂浆的测试平均值除以不含磺基琥珀酸酯的测试平均值而计算出粘结增强，并且将商值表示为百分率。
2DDSS表示利用上面实施例1中所描述喷雾干燥法所制造的固体形态的磺基琥珀酸二异癸酯铵盐(活性成分含量为38%)。
3DOSS表示利用上面实施例1中所描述喷雾干燥法所制造的固体形态的磺基琥珀酸二异辛酯钠盐(活性成分含量为45%)。
4Baumit表示圣保罗格兰A-9373号的韦特道法和佩格水泥公司（Wietersdorfer&Peggauer Zementwerke GmbH，A-9373Klein，St.Paul）。
5Sto表示施蒂林根恩班斯街1D-79780号的STO公司（STO AG，Ehrenbachstraβe,1D-79780
Figure BDA00003318870100141
）
6DAW表示普济德布吉街29-31,A-4320号的合成化学气体有限公司（Synthesa Chemie Ges.m.b.H，Dirnbergerstraβe29-31,A-4320Perg）
7Greutol表示欧尔非吉灵布街CH-8112号的古托尔公司（Greutol AG，Libernstraβe28，CH-8112Otelfingen）
8Quarzolith表示巴班的密多芬街1,A-8572号的QS有限公司（Quarzolith
Figure BDA00003318870100142
GmbH，Mitterdorferstraβe1,A-8572
Figure BDA00003318870100143
9St.Gobain表示温恩的韦伯麦克斯革莱思加6，A-1230号的圣戈本（Saint Gobain，Weber Maxit，Gleichentheilgasse6，A-1230Wien）
10Brillux表示慕斯特卫斯勒街401,D-48163号布瑞鲁有限集团公司（Brillux GmbH&Co.KG,Weseler Straβe401,D-48163
Figure BDA00003318870100144
11Hasit表示斯沃森非卡尔-克耐街44，D-92521的HT有限公司（Hasit
Figure BDA00003318870100145
GmbH，Karl-Knab-Straβe44，D-92521Schwarzenfeld）
上面表4中的检测表明：利用上述实施例1中的喷雾干燥法所制造的固体形态磺基琥珀酸二异癸酯钠盐(活性成分含量为38%)、以及固体形态的磺基琥珀酸二异辛酯钠盐(活性成分含量为45%)，显著地增加聚苯乙烯板与多种市售矿物砂浆产品之间粘结结合的强度。
性能实施例5：对喷雾干燥的粘结结合强度增强剂的测试
为了确定使用水平对粘结强度的影响，对于在相同聚苯乙烯板上的某个矿物砂浆中各种使用水平的特定喷雾干燥固体表面活性剂组合物，执行上述实施例4中所描述的测试步骤。
在该测试步骤中，将通过对磺基琥珀酸二辛酯盐的水溶液与碳酸钙载体进行喷雾干燥所制造的固体表面活性剂组合物与堡密特公司以商品名“BAUMIT全方位粘结填充剂（BAUMIT Adhesivefiller Allround）TM”销售的干混水硬性水泥矿物砂浆组合物预混合大约1分钟。以4:1的比率将矿物砂浆添加到水中，混合1分钟。在各测试中，使用活性浓度使用水平在0.1至0.8质量%范围内的磺基琥珀酸二辛酯盐。
将2至3mm厚的湿砂浆层均匀地涂覆于由陶氏公司（Dow）以商品名Austrotherm Top P销售的挤塑聚苯乙烯板上。在7天时间内，对该湿砂浆测试样品进行干燥。在干燥期结束时，根据测试方案DIN EN ISO4624:2003，使用拉脱粘结测试仪测量砂浆与挤塑聚苯乙烯板之间的结合的粘结强度。通过将使用强度增强剂的各测试结果的平均值除以不使用强度增强剂的测试结果的平均值，减去1，再将差值乘以倍数100，而计算出粘结增强值(以增加百分率为单位)。
应用该测试步骤，确定在相同聚苯乙烯板上的某种矿物砂浆中各种使用水平的特定喷雾干燥的磺基琥珀酸二辛酯盐的粘结增强值，将这些值示于下面的表5中。
表5：在聚苯乙烯板上的矿物砂浆中各种使用水平的喷雾干燥磺基琥珀酸二辛酯盐的粘结增强
Figure BDA00003318870100151
Figure BDA00003318870100161
图例：
1通过将使用含磺基琥珀酸酯的砂浆的测试平均值除以不使用磺基琥珀酸酯的测试平均值而计算出粘结增强，商值表示为百分率。
2DOSS表示利用上面实施例1中描述的喷雾干燥法所制造固体形态的磺基琥珀酸二异辛酯钠盐(活性成分含量为45%)。
3Baumit表示圣保罗格兰A-9373号的韦特道法和佩格水泥公司（Wietersdorfer&Peggauer Zementwerke GmbH，A-9373Klein,St.Paul）
上述表5中的检测表明：在强度增强剂使用水平为0.22至1.78质量%范围内添加固体形态的磺基琥珀酸二辛酯盐，显著增加聚苯乙烯板与市售干混矿物砂浆产品之间粘结结合的强度。基于此数据，可看出在活性成分使用水平为大约0.1至大约1质量%的范围内粘结强度明显增加。
性能实施例6：混合的结合强度增强剂的性能测试
利用上述实施例2中所描述方法所制造的自由流动的固体粘结结合强度增加组合物，执行上面实施例4中所描述的测试步骤，以确定这些组合物对水泥组合物与由挤塑聚苯乙烯所构成板之间的粘结结合的作用。在磺基琥珀酸二烷基酯盐的两种不同使用水平下实施测试步骤，测量粘结增强值，将这些值示于下面的表6中。
表6：聚苯乙烯板上的矿物砂浆中混合的磺基琥珀酸二烷基酯盐的粘结增强
Figure BDA00003318870100171
图例：
1通过将使用含磺基琥珀酸酯的砂浆的测试平均值除以不使用磺基琥珀酸酯的测试平均值而计算粘结增强，商数表示成百分率。
2DDSS表示通过以实施例2中所述方式将磺基琥珀酸酯盐溶液与吸收剂颗粒混合所制造的固体形态的磺基琥珀酸二异癸酯铵盐(活性成分含量为25或30%)。
3DOSS表示通过以实施例2中所述方式将磺基琥珀酸酯盐溶液与吸收剂颗粒混合所制造的固体形态的磺基琥珀酸二异辛酯钠盐(活性成分含量为40%)。
4Baumit表示圣保罗格兰A-9373号的韦特道法和佩格水泥公司（Wietersdorfer&Peggauer Zementwerke GmbH,A-9373Klein，St.Paul）
+疏水性沉淀二氧化硅颗粒，由德国韦塞林的赢创德固赛公司（EvonikDegussa Corporation）以商品名销售
*沉淀硅酸钙颗粒，由比利时奥斯坦德的J.M.胡伯公司(J.M.HuberCorporation)以商品名
Figure BDA00003318870100183
销售
表6中所给出的结果证明，利用实施例2中描述的混合法所制造的干燥自由流动固体组合物显著地增加聚苯乙烯板与市售矿物砂浆产品之间粘结结合的强度。
性能实施例7：对与颗粒掺混的干燥磺基琥珀酸酯盐的测试
按照制备例3中描述的步骤3将各种干燥磺基琥珀酸二烷基酯盐与固体载体材料加以混合。依照实施例6中描述的测试步骤，确定具有固体载体材料的干燥磺基琥珀酸二烷基酯盐的粘结增强值。在各测试中，使用活性浓度为0.5质量%的干燥磺基琥珀酸二烷基酯盐。下面的表7中给出了所获得的粘结增强值。
表7：聚苯乙烯板上矿物砂浆中含有颗粒的干燥的磺基琥珀酸二烷基酯盐的粘结增强
Figure BDA00003318870100191
图例：
1通过将使用含磺基琥珀酸酯砂浆的测试平均值除以不使用磺基琥珀酸酯的测试平均值而计算粘结增强，将商值表示为百分率。
2DDSS表示通过以实施例3中描述的方法将干燥磺基琥珀酸二异癸酯铵盐与颗粒掺混所制造的固体形态二异癸基琥珀酸酯磺酸铵。
3DOSS表示通过以实施例3中所描述方法将干燥磺基琥珀酸二异辛酯钠盐与混合颗粒掺混所制造的固体形态的磺基琥珀酸二异辛酯钠盐。
4Baumit表示圣保罗格兰A-9373号的韦特道法和佩格水泥公司（Wietersdorfer&Peggauer Zementwerke GmbH，A-9373Klein，St.Paul）
*沉淀碳酸钙颗粒，由德国汉堡的欧米亚汉堡公司(Omya Hamburg GmbH)以商品名
Figure BDA00003318870100202
销售
**水合硅酸铝颗粒，由美国乔治亚州梅肯市的佳敏有限公司（KaMin LLC）以商品名KaMinTM销售
***疏水性的气相二氧化硅颗粒，由德国韦塞林的赢创德固赛公司（EvonikDegussa Corporation）以商品名销售
基于表7中所给出结果可以合理地得出结论：利用实施例3中描述的干混法所制造的干燥自由流动固体组合物的存在，能显著地增加聚苯乙烯板与市售矿物砂浆产品之间粘结结合的强度。
性能实施例8：喷雾干燥的磺基琥珀酸二辛酯盐的脱气效果
依照制备例1中所描述的步骤1A，制备含有45%磺基琥珀酸二异辛酯盐的固体表面活性剂组合物。在各种展示测试中，以已知浓度将固体表面活性剂组合物与矿物砂浆和水(4:1的比率)混合1分钟，测量该混合物的体积。下面的表8中示出了这些体积。
表8：矿物砂浆体积
Figure BDA00003318870100201
Figure BDA00003318870100211
图标：
1DOSS表示利用上面实施例1中描述的喷雾干燥法所制造的固体形态的磺基琥珀酸二异辛酯钠盐(活性成分含量为45%)。
2Baumit表示圣保罗格兰A-9373号的韦特道法和佩格水泥公司（Wietersdorfer&Peggauer Zementwerke GmbH，A-9373Klein,St.Paul）
上面的表8中给出的结果表明，本发明的固体表面活性剂组合物当与市售矿物砂浆和水混合时起除气剂的作用。实际上，磺基琥珀酸二异辛酯在混合物中的浓度与除气效果成正比。
以上实施例意图是更好地说明本发明，而不是以任何方式限制本发明。本发明仅由所附权利要求所限定。

Claims (22)

1.一种自由流动的固体表面活性剂组合物，包含：
(a)表面活性剂，所述表面活性剂选自磺基琥珀酸烷基酯、磺基琥珀酸烷基酯的盐，及其混合物；以及
(b)载体颗粒，所述载体颗粒由选自碳酸钙、硅酸钙、二氧化硅、高岭土、及其混合物的吸收材料所构成；其中载体颗粒具有大约0.1至大约1000微米的平均粒径、以及运载重量是载体颗粒重量大约0.2至大约5倍的表面活性剂的能力。
2.如权利要求1所述的表面活性剂组合物，其特征在于，所述表面活性剂选自每分子各具有总共大约16至大约32个烷基碳原子的磺基琥珀酸烷基酯；每分子各具有总共大约16至大约32个烷基碳原子的磺基琥珀酸烷基酯的盐；及其混合物。
3.如权利要求1所述的表面活性剂组合物，其特征在于，所述表面活性剂选自磺基琥珀酸二烷基酯、磺基琥珀酸二烷基酯的盐、及其混合物。
4.如权利要求3所述的表面活性剂组合物，其特征在于，所述表面活性剂选自磺基琥珀酸二辛酯、磺基琥珀酸二辛酯钠盐、磺基琥珀酸二辛酯铵盐、磺基琥珀酸二癸酯、磺基琥珀酸二癸酯钠盐、磺基琥珀酸二癸酯铵盐、及其混合物。
5.如权利要求1所述的表面活性剂组合物，所述表面活性剂组合物不包含苯甲酸钠。
6.如权利要求1所述的表面活性剂组合物，其特征在于，所述载体颗粒具有大约1至大约200微米的平均粒径以及运载重量是载体颗粒重量大约0.5至大约4倍的表面活性剂的能力。
7.如权利要求1所述的表面活性剂组合物，其特征在于，所述载体颗粒由碳酸钙组成，并且具有大约0.1至大约15平方米/克的比表面积。
8.如权利要求1所述的表面活性剂组合物，其特征在于，基于所述表面活性剂组合物的总重量，
(a)所述表面活性剂的含量为大约30至大约75重量%，并且选自磺基琥珀酸二烷基酯、磺基琥珀酸二烷基酯的盐、及其混合物；
(b)所述载体颗粒的含量为大约10至大约75重量%，所述载体颗粒具有大约10至大约160微米的平均粒径以及吸收重量是载体颗粒重量大约0.2至大约4倍的表面活性剂的能力；以及
(c)所述表面活性剂组合物包含防结块剂，并且所述防结块剂的含量为大约1至大约10重量%。
9.如权利要求8所述的组合物，其特征在于，所述防结块剂由疏水性二氧化硅构成。
10.一种干混砂浆组合物，所述干混砂浆组合物包含如权利要求6所述的表面活性剂组合物和干混砂浆。
11.如权利要求10所述的干混组合物，其特征在于，所述表面活性剂选自每个分子中各具有总共大约16至大约32个烷基碳原子的磺基琥珀酸二烷基酯；每个分子中各具有总共大约16至大约32个烷基碳原子的磺基琥珀酸二烷基酯的盐；及其混合物。
12.如权利要求11所述的组合物，其特征在于，基于所述干混组合物的总重量，所述表面活性剂的含量为大约0.1至大约1重量%。
13.一种用于制造如权利要求1所述的表面活性剂组合物的方法，该方法包括：
将选自磺基琥珀酸烷基酯、磺基琥珀酸烷基酯的盐、及其混合物的表面活性剂导入吸收区；
将由吸收材料构成的载体颗粒导入所述吸收区，所述吸收材料选自碳酸钙、硅酸钙、二氧化硅、高岭土、及其混合物构成；其中所述载体颗粒具有大约0.1至大约1000微米的平均粒径以及运载重量是所述载体颗粒重量大约0.2至大约5倍的表面活性剂的能力；以及
在所述载体颗粒有效吸收表面活性剂的条件下，将所述表面活性剂和所述载体颗粒维持在吸收区，以制造如权利要求1所述的表面活性剂组合物。
14.如权利要求13所述的方法，所述方法包括将防结块剂导入所述吸收区。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述有效条件包括对所述表面活性剂和所述载体颗粒进行混合、捏合、搅拌或喷雾干燥。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述有效条件包括对所述表面活性剂和所述载体颗粒进行喷雾干燥。
17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述防结块剂是疏水性二氧化硅。
18.如权利要求15所述的方法，所述方法包括通过真空干燥或者旋转蒸发器干燥浓缩所述液体。
19.如权利要求15所述的方法，所述方法包括将消泡剂与所述固体表面活性剂组合物和/或所述载体颗粒掺混。
20.如权利要求15所述的方法，所述方法包括将非离子表面活性剂与所述表面活性剂组合物和/或所述吸收剂颗粒掺混。
21.如权利要求1所述的表面活性剂组合物的应用，用于在砂浆与由聚合物塑料材料所构成的制品之间形成改进的粘结结合。
22.如权利要求21所述的应用，其特征在于，所述制品由发泡聚苯乙烯或挤塑聚苯乙烯构成。
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