CN103502176A - 二烷醇胺作为用于固体研磨的添加剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及氨基醇A和/或氨基醇A的盐在研磨至少一种固体过程中作为添加剂的用途，其中所述的氨基醇A具有根据式I的结构：且其中a）R1和R2各自独立地分别是具有2-4个碳原子的烷醇基，和b）R3是具有1-8个碳原子的烃基，且c）R3不同于R1和/或R2。

Description

二烷醇胺作为用于固体研磨的添加剂
技术领域
本发明涉及氨基醇A和/或氨基醇A的盐在研磨至少一种固体过程中作为添加剂的用途，所述的固体特别是无机和/或矿物固体。此外，本发明涉及一种组合物、一种经固化的成型体和一种用于制备粘结剂组合物的方法。
背景技术
在制备矿物粘结剂（特别水泥）时，一个关键的步骤和显著的成本因素是将粗粒状的矿物组分研磨成细粉末。因此，在水泥制备（例如熟料）时并且根据待制备的水泥类型，任选地也要将添加剂例如冶炼砂或石灰石研磨成细粉。在此，原则上水泥和添加剂可以一起或分开研磨。
在此，矿物粘结剂的细度是一个重要的质量特征。例如具有精细研磨的矿物粘结剂的经固化的砂浆混合物或混凝土混合物通常具有比基于经较粗研磨的矿物粘结剂的相应混合物更高的抗压强度。
为了易于在研磨机中粉碎矿物粘结剂以及防止所得到的粉状颗粒附聚，可以使用所谓的研磨助剂。其起到大幅降低研磨时间和研磨所需能量的作用。自60年代以来已证实，有机液体适合作为研磨助剂，特别是二醇和氨基醇，以及它们的混合物。它们以基于研磨料计最多约0.1%的量与研磨料一起加入到水泥磨机中。由此，在相同的水泥细度或同样的水泥布莱恩值下，研磨生产效率可以提高20－30%，在某些设备中甚至提高最多50%。
同样已知的是使用所谓的水泥改良剂。这些是特别在固化时提高砂浆混合物或混凝土混合物的抗压强度的物质。由此，用较少精细研磨的矿物粘结剂可以达到与用更精细研磨的粘结剂一样的抗压强度。相应地还可以通过使用水泥改良剂提高研磨生产效率。
在此方面，US5,084,103（David F.Myers,W.R.Grace&Co.）描述了例如基于更高的三烷醇胺如三异丙醇胺、N,N-双(2-羟基乙基)-N-2-羟基丙基)胺和三(2-羟丁基)胺的研磨助剂和水泥改良剂。
虽然已知的研磨助剂和水泥改良剂是相当有效的，但是仍然需要新的和改进的添加剂用于研磨固体，特别是在制备矿物粘结剂过程中。
发明描述
因此本发明的目的在于提供一种用于研磨固体的经改善的添加剂，所述固体特别是无机和/或矿物固体、尤其是水泥的粘结剂。所述的添加剂应当特别可以用作研磨助剂，以在固体（特别是矿物粘结剂）研磨工序中提高研磨效率。优选添加剂还应当改善固体的材料性能，特别是作为水泥改良剂起作用。
令人惊讶地发现，根据本发明的目的可以根据权利要求1，通过使用式I的氨基醇A
Figure BDA0000400133780000021
和/或氨基醇A的盐作为研磨固体（特别是无机和/或矿物固体）时、特别是在制备水泥粘结剂时的添加剂来解决，其中，
a）R1和R2各自独立地分别是具有2-4个碳原子的烷醇基，和
b）R3是具有1-8个碳原子的有机基团，以及
c）R3不同于R1和/或R2。
如在研磨实验时已经令人惊讶地显示的，与已知的添加剂相比，使用根据本发明的氨基醇A或其盐在研磨固体时可以在相同的研磨持续时间下达到更高的研磨效率。这特别适合于矿物粘结剂、尤其是水泥粘结剂的情况。在相同的加料剂量和相同的研磨持续时间下，在研磨固体（特别是矿物材料）过程中使用氨基醇A和/或其盐，从而能够获得具有明显比表面积更大或布莱恩值更大的显著更细的粉末。此外，还可以显著减少筛余物，这又有利于研磨效率。
此外已经发现，使用根据本发明的氨基醇A和/或其盐可以改善固体的性能。同时，在此高份额的物质能基本无损伤地经受研磨工序，且即使在研磨过程后仍可以改善经研磨固体的性能。由于氨基醇A和/或其盐在研磨工序期间与固体混合并研磨，因此获得特别均匀的分布。这是在后续添加氨基醇A和/或其盐的情况下不能以同样程度实现的。例如，根据本发明的氨基醇A和/或其盐可以作为水泥改良剂在研磨水泥粘结剂过程中使用。具有经如此处理的水泥粘结剂的砂浆混合物和混凝土混合物的抗压强度相对于在没有氨基醇A和/或其盐情况下研磨的水泥粘结剂可以显著提高。
通常氨基醇A和/或其盐可以作为诸如研磨助剂和/或水泥改良剂的添加剂，用于研磨各种矿物粘结剂的过程中。这可以特别是水泥粘结剂，例如用于预拌混凝土、现浇混凝土、预制混凝土和喷射混凝土的各种类型的水泥（CEM I、CEM II、CEM III、CEM IV、CEMV，所谓的“绿色水泥”和“贝利特水泥”），以及砂浆应用如修补砂浆、勾缝剂（Grouts）、喷射砂浆等等。矿物粘结剂的可加工性几乎或完全不会由于添加根据本发明的氨基醇A和/或其盐而受到负面影响。
此外，根据本发明的氨基醇A和/或其盐也可以与多种其他通用的添加剂和在研磨固体时使用的工艺化学品兼容。所述的氨基醇A和/或其盐因此在研磨固体时可以灵活使用。
本发明的其他方面是其他独立权利要求的主题。特别优选的本发明的实施方案是从属权利要求的主题。
发明的实施方式
本发明的第一方面涉及氨基醇A在研磨至少一种固体（特别是无机和/或矿物固体）过程中作为添加剂的用途，其中氨基醇A具有式I的结构：
Figure BDA0000400133780000041
并且其中，
a）R1和R2各自独立地分别是具有2-4个碳原子的烷醇基，和
b）R3是具有1-8个碳原子的有机基团，及
c）R3不同于R1和/或R2。
术语“研磨”或“研磨工艺”特别指的是其中将固体或不同固体的混合物的平均颗粒尺寸减小的方法。这例如在研磨机中在研磨熟料时进行，任选地与惰性和/或活性的添加剂，例如与石膏、硬石膏、α-半水合物、β-半水化合物、潜在水硬性粘结剂、凝硬性（puzzolanischen）粘结剂和/或惰性填料一起研磨。通常，所述固体或不同固体的混合物，特别是矿物粘结剂，在研磨时被研磨至布莱恩值为至少500cm2/g、特别是至少1000cm2/g、优选至少2000cm2/g、还更优选至少2500cm2/g。固体的研磨工艺或研磨特别在低于300℃、优选低于150℃、更优选低于110℃的温度下进行。特别优选的温度介于30–110℃、特别是80–105℃之间。
在上下文中，“固体”特别是无机和/或矿物的固体。“固体”特别是建筑用的无机材料，例如作为水泥混合物、砂浆混合物和/或混凝土混合物的组分的。优选所述的固体是矿物粘结剂和/或用于矿物粘结剂的添加剂。所述的固体原则上可以以粗大形状例如作为（未经研磨的）熟料形式，和/或已经部分研磨的形式存在。
在此，术语“矿物粘结剂”被特别理解为在水的存在下通过水合反应而反应形成固体的水合物或水合物相的粘结剂。矿物粘结剂可以例如为水硬性粘结剂（例如水泥或水硬性石灰）、潜在水硬性粘结剂（例如炉渣或冶炼砂）、凝硬性（puzzolanisches）粘结剂（例如飞灰、凝灰岩或水稻壳灰）和/或非水硬性粘结剂（石膏或生石灰）。也可以是不同粘结剂的混合物。
用于矿物粘结剂的“添加剂”例如是惰性矿物材料如石灰石、石英和/或颜料。
“水泥粘结剂”在本文中特别被理解为水泥熟料份额为至少5重量%、特别是至少20重量%、优选至少35重量%、尤其是至少65重量%的粘结剂或粘结剂组合物。
术语“具有1-8个碳原子的有机基团”特别指的是具有1-8个碳原子的直链或支化的烃基基团，其可以任选地具有一个或多个杂原子和/或任选地具有一个或多个C-C多重键和/或任选地具有环脂族和/或芳族部分。作为杂原子可以存在特别是N、O、P、S和/或Si。
在此，“烷醇基团”在有2-4个碳原子的饱和烷基基团上具有一个或多个羟基基团。烷醇基团有利地具有恰好一个羟基基团。此处，所述的烷基基团原则上可以是直链或支化的。羟基基团原则上可以作为伯和/或仲的OH-基团存在。烷醇基团特别通过碳原子键合在氨基醇A的氮原子上。
根据本发明的一个有利的实施方案，在研磨矿物材料时使用氨基醇A和/或其盐作为研磨助剂以改善研磨效率，特别是在研磨矿物粘结剂时。已证实特别合适的是，在研磨水泥粘结剂或水泥熟料时氨基醇A和/或其盐作为研磨助剂。
在另一个有利的实施方案中，使用氨基醇A和/或其盐作为用于改善固体的材料性能、特别是在研磨水泥粘结剂或水泥熟料时用于改善水泥性能的助剂。氨基醇A和/或其盐特别适合作为水泥改良剂用于提高水泥的强度等级或用于提高砂浆混合物和/或混凝土混合物的抗压强度和/或抗弯强度。由此，例如可以制备这样的水泥，其与更精细研磨的水泥相比在1－28天后（特别是2、7和28天后），在砂浆混合物和/或混凝土混合物中在抗弯强度可比的情况下得到更高的抗压强度。就此而言这是有利的，因为水泥熟料可以在根据本发明使用氨基醇A和/或其盐的情况下被更粗糙地研磨，但仍然达到跟更精细研磨的水泥一样的强度等级。在研磨时，可以相应地降低能量和时间需求或提高研磨生产效率。
同样，可以使用氨基醇A和/或其盐用以改善矿物粘结剂和/或砂浆混合物和/或混凝土混合物的早期抗压强度。
同样，也可以同时使用氨基醇A和/或其盐作为研磨助剂和作为用于改善固体的材料性能的助剂。这特别是与水泥粘结剂一起。
正如已表明的，使用氨基醇A和/或其盐是特别有利的，如果固体包括或者由水硬性粘结剂，优选水泥和/或水泥熟料构成的话。作为水泥特别优选的是具有≥35重量%的水泥熟料份额的水泥。尤其是类型CEM I，CEM II和/或CEM IIIA（根据标准EN197-1）的水泥。水硬性粘结剂占整个固体的份额有利地为至少5重量%、特别是至少20重量%、优选至少35重量%、尤其是至少65重量%。根据另一个有利的实施方案，固体有≥95重量％由水硬性粘结剂、特别是水泥熟料构成。
但是例如其中固体包含其他粘结剂或由其构成的这些应用也是可能的。这特别是潜在水硬性粘结剂和/或凝硬性粘结剂。适合的潜在水硬性和/或凝硬性粘结剂例如是炉渣和/或飞灰。在一个有利的实施方案中，所述固体包含5–95重量%、特别是5–65重量%、特别优选15–35重量%的潜在水硬性和/或凝硬性粘结剂。固体中≥95重量％的潜在水硬性和/或凝硬性粘结剂也是可能的。
同样，氨基醇A和/或其盐也可以用于研磨惰性固体，例如矿物材料，特别是石灰石粉、石英粉和/或颜料中。
特别有利的还有使用氨基醇A和/或其盐与包括由水硬性粘结剂（特别是水泥熟料）和潜在水硬性的和/或凝硬性粘结剂（优选矿渣和/或飞灰）的混合物的固体。在此，潜在水硬性和/或凝硬性的粘结剂的份额特别为5－95重量％、特别优选5－65重量％、特别优选15－35重量％，而存在至少35重量％、特别至少65重量％的水硬性粘结剂。此外，在混合物中可以额外存在惰性材料，例如石灰石。这些混合物可以在研磨后例如作为粘结剂组分用在砂浆混合物和混凝土混合物中。
特别的，将氨基醇A和/或其盐在固体的研磨工艺之前和/或期间加入到固体中。在一个优选的实施方案中，在研磨工艺之前进行添加。氨基醇A和/或氨基醇A的盐可以例如作为纯物质，特别是具有≥95重量%的纯度的纯物质使用。
有利的是，所述的氨基醇A和/或氨基醇A的盐以液体形式使用，特别作为溶液或分散液。优选的是具有5-99重量％、优选20-70重量％、特别是30-50重量％份额的氨基醇A和/或其盐的水溶液和/或分散液。由此实现与研磨物料的最佳混合。
但是原则上，所述的氨基醇A和/或氨基醇A的盐还可以以固体形式使用，例如作为粉末和/或施加在固体的载体材料上。
根据一个有利的变型，使用氨基醇A的C1至C3-羧酸盐，其中特别是氨基醇A的乙酸盐。有利的还有氨基醇A的甲酸盐。由此可以特别减少气味的排放，而对添加剂作为研磨助剂或用于改善材料性能的助剂的效果没有值得注意的不利影响。此处，氨基醇A的盐还可以以与纯的或中性的氨基醇A组合使用。
同样适合的是例如氨基醇A的硝酸盐和/或硫酸盐。
在另一个有利的实施方案中，氨基醇A以其本身使用。在这种情况下，氨基醇A不是盐。这特别易于氨基醇A的处理。
正如已经表明的，氨基醇A的分子量Mw有利地在110-500g/mol、特别是110-300g/mol、优选120-300g/mol、更优选130-200g/mol的范围内。此处，氨基醇A的相对于每个醇基的分子量（Mw/OH数）有利地在55-250g/mol、特别是60-150g/mol、优选65-100g/mol的范围内。具有这类分子量的氨基醇显示出最佳效果。在此，分子量涉及的是氨基醇A本身。氨基醇A的盐中可能的抗衡离子的分子量相应地不计算在内。
特别优选氨基醇A是β-氨基醇。因此这特别意味着，氨基醇A中的氨基相对于羟基位于β-位或键接在β-碳原子上。在多个醇基的情况下，这特别适用于所有的这些官能团。相应的，醇基团的羟基和胺基的氮原子特别键接在两个不同的且直接相邻的碳原子上。
有利的是，R1和/或R2具有至少一个仲醇基。特别是R1和/或R2分别有恰好一个醇基，其也是仲醇基。此处，R1和R2有利地是相同的。这类烷醇基团在根据本发明的优势方面已证实是特别有利的。
但是原则上，R1和/或R2还可以例如具有伯或叔醇基，其中相对于每个R1和/或R2基团还可以存在一个以上的醇基。
优选R1和/或R2是具有3个碳原子的烷醇基，特别是异丙醇基。如已经表明的，特别有利的是R1和R2均为异丙醇基。异丙醇基还可以称为2-丙醇基。由此特别强烈地显现出根据本发明的优点。
但是原则上，R1和/或R2也可能是n-丙醇基或1-丙醇基。在此也可以设计氨基醇A或其盐，其中例如R1是n-丙醇基和R2是异丙醇基。
特别的，R3不是氨醇基。根据另一个有利的实施方案，R3是仅由C和H原子构成的烃基。这种情况下，R3是不含杂原子的烃基。
R3有利地是烷基、环烷基、烷芳基或芳基。
特别优选R3是烷基，特别是饱和的烷基。特别优选R3是具有1–6个碳原子、特别是具有1–4个碳原子的烷基。
根据一个有利的实施方案，氨基醇A是N-烷基二异丙醇胺。特别有利的是具有有着1-6个、特别是1-4个碳原子的烷基的N-烷基二异丙醇胺。
氨基醇A特别是N-甲基二异丙醇胺、N-乙基二异丙醇胺、N-丙基二异丙醇胺或N-丁基二异丙醇胺。在此，最优选的是N-甲基二异丙醇胺。
氨基醇A和/或其盐有利地以基于固体重量计0.001-1重量％、优选0.02-0.5重量％的量使用。在作为研磨助剂使用时，0.005-0.4重量%、特别是0.02-0.3重量%的份额已证实是特别适合的。在作为用于改善固体的材料性能、特别是用于在研磨水泥粘结剂时改善水泥性能的助剂使用时，0.01-1重量%、特别是0.02-0.5重量%的份额已证实是有利的。
正如已表明的，在这类份额时研磨效率可以得到显著改善或经研磨的固体的材料性能可以显著增高。但是原则上其他份额也是可能的。
根据另一个有利的实施方案，氨基醇A以与至少另一种添加剂组合的形式使用。
此处，原则上可以使用多种专业人士已知的物质，其特别作为研磨助剂和/或用于改善固体（特别是矿物材料）的性能的助剂起作用。所述其他的添加剂特别有利地包括一种或多种下列代表：
a)一种或多种其他的氨基醇和/或其盐，其尤其与氨基醇A和/或其盐不同，
b)一种或多种二醇和/或二醇衍生物，
c)一种或多种聚羧酸盐和/或聚羧酸盐醚（Polycarboxylatether）。
在此，例如在WO2005/123621A1中描述的聚合物适合作为聚羧酸盐醚，这些聚合物同样起到研磨助剂的作用。
其他氨基醇有利地特别是三烷醇胺和/或二烷醇胺。优选的是三异丙醇胺、三乙醇胺和/或二乙醇胺。
作为其他的氨基醇同样有利的是二异丙醇胺（DiPA）和/或N-甲基二乙醇胺（MDEA）。正如已显示的，根据本发明的氨基醇A与其它添加剂的这些代表通常是非常相容的。因此可以实现例如对于特殊应用的灵活适应性和/或在制备添加剂时的成本最优化。
有利的是例如由N-甲基二异丙醇胺和二异丙醇胺构成的组合，特别以MDiPA：DiPA=2:1-1:5、优选1:1-1:3的重量比例。
同样有利的是由N-甲基二异丙醇胺和N-甲基二乙醇胺构成的组合，特别是以MDiPA:MDEA=2:1-1:3、优选2:1-1:1的重量比例。
作为二醇有利的是，例如二乙二醇（DEG）和/或二丙二醇（DPG）。
有利的是，例如由N-甲基二异丙醇胺和二乙二醇构成的组合，特别是以MDiPA:DEG=2:1-1:5、优选1:1–1:3的重量比例。
由N-甲基二异丙醇胺和二丙二醇构成的组合也是适合的，特别以MDiPA:DPG=2:1–1:5、优选1:1-1:3的重量比例。这些组合具有作为研磨助剂的有利的性能，并可以非常经济地制备和使用。
同样有利的是，氨基醇A和/或其盐与至少一种添加剂例如混凝土添加剂和/或砂浆添加剂组合使用。所述的至少一种添加剂特别包括消泡剂、颜料、防腐剂、流动化剂（Fliessmittel）、延迟剂、气孔形成剂、减缩剂和/或腐蚀抑制剂或它们的混合物。
至少一种添加剂有利地包含流动化剂。流动化剂尤其包含聚羧酸盐，特别是聚羧酸盐醚。流动化剂特别为包含具有结合至其上的聚醚侧链的聚羧酸盐骨架的梳形聚合物。在此所述侧链特别通过酯基、醚基和/或酰胺基结合至聚羧酸盐骨架。
相应的聚羧酸盐醚和制备方法例如公开于EP1138697B1第7页第20行至第8页第50行及其实施例，或EP1061089B1第4页第54行至第5页第38行及其实施例。在其一个变体中，如在EP1348729A1第3页至第5页及其实施例中所述的，梳形聚合物可以以固态聚集体的状态制备。所述专利文献的公开内容特别通过引用的方式并入本文。
这种梳形聚合物也由Sika Schweiz AG以商品名系列
Figure BDA0000400133780000101
商业销售。
如果存在，则流动化剂有利地具有以特别是矿物粘结剂的固体计0.01–6重量%、特别是0.1–4重量%、更优选0.5–3重量%的份额。由于与流动化剂的组合，可以改进粘结剂组合物的可加工性同时实现更高的抗压强度。
本发明的其他方面涉及包含固体、特别是矿物和/或无机的固体、优选矿物粘结剂，和如前所述的式I的氨基醇A和/或氨基醇A的盐的组合物。包含矿物粘结剂或粘结剂组合物的组合物，可以例如以干燥的形式或作为与拌和水拌和的液体或硬化的粘结剂组合物的形式存在。此处，氨基醇A特别以前述的量存在。
此外有利的是，存在如前述的添加剂。所述的添加剂特别包括流动化剂，优选聚羧酸盐醚。如果存在，则流动化剂有利地具有基于矿物粘结剂计0.01-6重量％、特别是0.1-4重量％、更优选0.5-3重量％的份额。
在另一个优选的实施方案中，所述的组合物还包含固体集料，特别是砾、砂和/或石料颗粒（
Figure BDA0000400133780000111
）。相应的组合物可以例如作为砂浆混合物或混凝土混合物来使用。
所述的组合物特别还包含水，其中水与矿物粘结剂的重量比例优选为0.25-0.8、特别是0.3-0.6、优选0.35–0.5。这种粘结剂组合物可以作为砂浆混合物或混凝土混合物而直接加工。
本发明的另一方面涉及在加入水之后通过固化如上所述的粘结剂组合物而可获得的成型体。这样制备的成型体可以具有几乎任何形状并且例如为建筑（例如楼房、砖砌结构或桥）的构件。
另外，本发明涉及用于制备包含固体（特别是矿物和/或无机的固体）的组合物的方法。其中，将如前述的式I的氨基醇A和/或氨基醇A的盐与固体（特别是矿物粘结剂、优选水泥粘结剂）混合和研磨。此处，所述的固体可以如前述存在或特别包含上述的水硬性、潜在水硬性和/或凝硬性的粘结剂。同样，固体可以具有惰性添加剂。此外，前述的其他添加剂和/或添加料可以以相应的量加入。
由以下的实施例专业人士能够获取其他有利的本发明的实施方案。
实施例
1.所使用的添加剂
在实施例中使用以下添加剂A1-A3（表1）：
表1
Figure BDA0000400133780000112
Figure BDA0000400133780000121
Figure BDA0000400133780000131
所有表1中所列的物质A1-A26可以纯净状态（纯度>97%）由不同的厂商获得。所述的添加剂A27-A31由乙胺、正丙胺、异丙胺、正丁胺或正辛胺出发通过用环氧丙烷的丙氧基化以已知的方法制备。
此处，1:1混合物每种情况下由混合相同重量份额的指定物质构成。相应的，其他混合物每种情况下由所提及的、以指定的重量比例存在的物质构成。
2.研磨实验
为了测定不同添加剂A1-A7作为研磨助剂的效果，在研磨试验M1-M7中分别将300g水泥熟料（Vigier）在相同条件下与表2中所给出的添加剂在实验室球磨机上研磨。实验M0是不含添加剂的参照样本。添加剂A1-A7的加料剂量一致为0.02重量%（无H2O的纯氨基醇的量，基于水泥熟料计）。研磨持续时间在所有研磨实验中保持不变。研磨料的温度在94.9-99.8℃的范围内。
在进行了研磨工序后，测量布莱恩颗粒细度以及根据EN196-6标准（2010年5月）用32μm的筛测量超过32μm（以基于所有颗粒计的重量%表示）的颗粒筛余物。结果还通过激光粒度测量仪来验证。
表2给出所进行的研磨实验和相应结果的概览。
表2
特别由表2可见，在使用添加剂A1（MDiPA，实验M1）时可达到最高纯度以及最少筛余物。虽然所述的添加剂A2-A4相对于无添加剂的参照实验（M0）带来改善，但明显比添加剂A1结果更差。添加剂A5-A7（实验M5-M7）（其是由MDiPA和添加剂A2-A4之一构成的全部混合物），比单独的添加剂A2-A4能提供更好的结果。
表2a、2b、2c和2d显示了用添加剂A1和A8-A26进行的其他研磨实验（MR1，M8-M27）的结果的概况。所述的研磨实验M8-M27如在研磨实验M1-M7中所述的那样进行，但是其中研磨持续时间更长。这导致更细的经研磨的水泥。添加剂A8-A26的加料剂量始终为0.02重量%（无H2O的纯活性物质的总量，基于水泥熟料计）。MR1是不添加添加剂的空白实验。
表2a
实验 MR1 M8 M9 M10 M11 M12
添加剂 - A1 A8 A9 A10 A11
细度[cm2/g] 2853 3776 3575 3667 3594 3361
筛余物>32μm[重量%] 26.0 17.2 19.2 17.8 17.9 21.2
表2b
实验 M13 M14 M15 M16 M17 M18
添加剂 A12 A13 A14 A15 A16 A17
细度[cm2/g] 3650 3668 3686 3704 3758 3740
筛余物>32μm[重量%] 17.5 18.3 18.1 17.8 17.4 17.3
表2c
实验 M19 M20 M21 M22 M23 M24
添加剂 A18 A19 A20 A21 A22 A23
细度[cm2/g] 3686 3622 3489 3556 3176 3301
筛余物>32μm[重量%] 17.4 18.1 18.9 18.4 22.3 21.7
表2d
实验 M25 M26 M27
添加剂 A24 A25 A26
细度[cm2/g] 3322 3537 3603
筛余物>32μm[重量%] 20.2 18.0 18.3
由表2a-2d得出，根据本发明的氨基醇（例如MDiPA）可以很好地和其他研磨助剂或物质组合。同样，添加AcOH用以减少气味（添加剂A18和A20）对于研磨效率也没有带来显著损失。因此例如可以制备研磨助剂的制剂，其在功能和经济方面适应不同的情况。
表2e显示使用添加剂A1和A27-A31进行的研磨实验（MR2，M28-M33）的其他结果概况。所述的研磨实验M28-M33也如在研磨实验M1-M7中描述的进行，但是其中研磨持续时间更长且添加剂的加料剂量增加至0.1重量%（无H2O的纯氨基醇的量，基于水泥熟料计）。这导致更细的经研磨的水泥。MR2是没有添加添加剂的空白实验。
表2e
实验 MR2 M28 M29 M30 M31 M32 M33
添加剂 - A1 A27 A28 A29 A30 A31
细度[cm2/g] 2845 4254 4243 4200 4202 4190 4182
筛余物>32μm[重量%] 25.9 14.2 14.3 14.2 14.6 14.7 14.6
因此，添加剂A1和A27-A31全部是有效的研磨助剂，其显著提高研磨效率。在此可以看出，添加剂的效果随着增长的烷基链长而呈现下降的趋势。
3.砂浆实验
同样还研究了添加剂A1作为水泥改良剂的效果。为此，由相同水泥熟料（Vigier）制备每种情况下具有不同细度的3种水泥混合物Z0-Z2。Z0是参照样品，其在没有添加添加剂的情况下研磨。在水泥混合物Z1和Z2中，添加剂A1每种情况下在研磨工艺之前以表2中所给的加料剂量（无H2O的纯氨基醇的量，基于水泥熟料计）加入水泥熟料中，并与其一起研磨。随后将水泥混合物Z0-Z2作为粘结剂用于砂浆混合物MM1-MM3中。
为了拌和砂浆混合物MM1-MM3，将砂、石灰石填料和分别的组合物Z0-Z2之一在Hobart混合器中干燥混合1分钟。在30秒内加入拌和水并继续混合2.5分钟，其中拌和水中分散了流动化剂（SikaViscocrete1.0重量%，基于粘结剂计）。整个湿混合时间均为3分钟。水/水泥比（w/z-值）为0.4。
所述的砂浆混合物MM1-MM3的抗压强度和抗弯强度在拌和砂浆混合物后1、2、7和28天测定。抗压强度（以N/mm2计）的测定在棱柱体试样（40x40x160mm）上依据EN12390-1至12390-4标准进行。抗弯强度用相应的棱柱体作为样品根据EN12390-5标准（中心1点负荷作用点）测定。
所述的砂浆混合物在与水拌和后（w/z=0.4）具有表3中所描述的干燥组成和性能。
表3
Figure BDA0000400133780000161
由表3可见，在砂浆实验MM2和MM3中加入添加剂A1与参照样品相比，尽管更少精细研磨的水泥但早在2天后便已经导致更高的抗压强度和可媲美的抗弯强度。因此，添加剂A1起到水泥改良剂的作用，其使得在较低的研磨度下显著提高水泥的抗压强度成为可能。
在另一组实验中，在研磨实验中由相同的水泥熟料（Vigier）分别与添加剂A1,A27–A31之一以及不含添加剂（作为参照）地制备具有恒定布莱恩细度约4200cm2/g的多种水泥混合物Z10-Z16（参见表4）。此处，在研磨过程中所述的加料剂量恒定为0.1重量%（没有H2O的纯氨基醇的量，基于水泥熟料计）。所述的恒定细度在这些实验中通过适合地选择研磨持续时间来控制。
随后用如此制备的水泥混合物Z10-Z16制备砂浆混合物MM10-M16。此处，所述的制备以如之前对于砂浆混合物MM1-MM3（表3）所描述的相同方式进行。然后，同样如前所描述，砂浆混合物的早期抗压强度在1天后测定。表4显示的是相应结果的概况。此处，“Δ”行给出相对于参照砂浆混合物MM10（基于水泥混合物Z10）的早期抗压强度的百分比变化值。
表4
Figure BDA0000400133780000172
特别由表4可见，所述的添加剂A1、A27、A28和A30得到早期抗压强度的显著增高且同时也是有效的研磨助剂（参见表2e）。这特别适用于基于添加剂A1（MDiPA）和A27（EDIPA）的物料。由于所使用的水泥混合物的恒定细度，可以排除其对抗压强度的影响。
但是前述的实施方案仅作为说明性实施例，其在本发明范围内可以进行任意修改。

Claims (18)

1.氨基醇A和/或氨基醇A的盐在研磨至少一种固体、特别是无机和/或矿物的固体过程中作为添加剂的用途，其中所述的氨基醇A具有根据式I的结构：
Figure FDA0000400133770000011
且其中
a）R1和R2各自独立地分别是具有2-4个碳原子的烷醇基，和
b）R3是具有1-8个碳原子的有机基团，及
c）R3不同于R1和/或R2。
2.根据权利要求1的用途，其特征在于，在研磨固体过程中、特别是在研磨矿物粘结剂过程中使用所述的氨基醇A和/或其盐作为研磨助剂以改善研磨效率。
3.根据前述权利要求之一的用途，其特征在于，使用所述的氨基醇A和/或其盐作为助剂以改善固体的材料性能，特别是用以在研磨水泥粘结剂过程中改善水泥性能。
4.根据前述权利要求之一的用途，其特征在于，将所述的氨基醇A和/或其盐作为水泥改良剂用于提高水泥的强度等级。
5.根据前述权利要求之一的用途，其特征在于，将所述的氨基醇A和/或其盐用于提高砂浆混合物和/或混凝土混合物的抗压强度和/或抗弯强度。
6.根据前述权利要求之一的用途，其特征在于，将所述的氨基醇A和/或其盐用于改善矿物粘结剂和/或砂浆混合物和/或混凝土混合物的早期抗压强度。
7.根据前述权利要求之一的用途，其特征在于，将所述氨基醇A在固体研磨工艺之前和/或期间添加至固体。
8.根据前述权利要求之一的用途，其特征在于，使用所述氨基醇A的C1-C3羧酸盐，其中特别是氨基醇A的乙酸盐。
9.根据前述权利要求之一的用途，其特征在于，R1和/或R2是异丙醇基团。
10.根据前述权利要求之一的用途，其特征在于，R3是烷基，特别是具有1-6个碳原子、优选具有1-4个碳原子的烷基。
11.根据前述权利要求之一的用途，其特征在于，所述氨基醇A是具有1-6个、特别是1-4个碳原子的烷基的N-烷基二异丙醇胺。
12.根据前述权利要求之一的用途，其特征在于，所述的氨基醇A是N-甲基二异丙醇胺。
13.根据前述权利要求之一的用途，其特征在于，所述的氨基醇A以基于矿物材料的重量计0.001-1重量%、特别是0.02-0.5重量%的量使用。
14.根据前述权利要求之一的用途，其特征在于，所述的固体包含至少5重量%、优选至少25重量%、特别是≥95重量%的水硬性粘结剂，优选水泥和/或水泥熟料。
15.根据前述权利要求之一的用途，其特征在于，所述的固体包含5-95重量%、特别是5-65重量%的潜在水硬性粘结剂和/或凝硬性粘结剂，特别是炉渣和/或飞灰。
16.组合物，其包含固体、特别是矿物粘结剂，以及氨基醇A和/或氨基醇A的盐，其中所述氨基醇A具有根据式I的结构：
Figure FDA0000400133770000021
且其中
a）R1和R2各自独立地分别是具有2-4个碳原子的烷醇基，
b）R3是具有1-8个碳原子的有机基团，及
c）R3不同于R1和/或R2。
17.成型体，通过固化根据权利要求16的组合物而获得。
18.用于制备根据权利要求16的组合物的方法，所述组合物特别是矿物粘结剂，其中将如权利要求1-12之一中所述的根据式I定义的氨基醇A和/或氨基醇A的盐在研磨工艺之前和/或期间与固体、特别是矿物粘结剂、优选水泥粘结剂混合并研磨。
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