CN104837788A - 液压凝固混合物的添加剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包含由多糖衍生的水溶性保水剂的不含液压粘合剂的组合物，其用于制备干燥砂浆配制物，尤其基于水泥的瓷砖粘着剂(CBTA)、粘着剂、基于ETICS的涂层或粘着性配制物和/或薄浆。本发明进一步涉及一种干燥砂浆配制物，其包含所述不含液压粘合剂的组合物。此外，本发明涉及此类不含液压粘合剂的组合物的用途，其用于提高干燥砂浆配制物在固化后的粘着、挠曲和/或抗压强度。

Description

液压凝固混合物的添加剂
技术领域
本发明涉及具有改良的机械特性的液压凝固混合物。具体来说，本发明涉及一种组合物，其在并入液压凝固混合物内时使粘着、挠曲和/或抗压强度提高。还提供一种制备此类组合物的方法、包含液压粘合剂和此类组合物的干燥砂浆配制物、包含此类干燥砂浆配制物和水的液压凝固混合物以及使含常规液压粘合剂的干燥砂浆配制物改性的方法。此外，还提供此类组合物的用途，其用于提高包含液压粘合剂的干燥砂浆配制物在固化后的粘着、挠曲和/或抗压强度。
背景技术
液压凝固混合物广泛用于建筑工业中。举例来说，其可以用作粘着组合物，尤其瓷砖粘着组合物，其在完成凝固过程后将两个表面强有力地固持在一起。此类液压凝固混合物的其它应用包括混凝土(包含水泥、砂和石头的混合物，其在与水组合后固化并硬化)、用于外部绝缘饰面系统(EIFS)和/或外部热绝缘复合系统(ETICS)的胶结性粘着剂或加强涂层、薄浆和自动流平垫层(SLU)。
液压凝固混合物一般在使用时通过组合液压砂浆(即以砂浆的总干燥重量计，通常包含不少于5重量％液压粘合剂的干燥混合物)与足以使得能够将所得水泥组合物在其干燥后凝固并硬化前涂覆到表面的量的水来制备。
常规液压组合物通常包含液压粘合剂(例如水泥)与一或多种添加剂(如砂、石灰、分散剂、增稠剂和塑化剂)的组合，所述添加剂向改性液压组合物提供改良的物理特征。具体来说，细聚集材料(如硅砂)的使用是众所周知的。此外，可以使用保水剂来向液压组合物和/或所得硬化产物的物理特征赋予有益影响，所述特征高度依赖于初始水化过程与随后的在组合物干燥后凝固并硬化时的水移除。举例来说，并入保水添加剂可以使晾置时间、凝固速率和干燥时间提高。
WO-A-2011087262揭示一种用于撇渣涂层砂浆的添加剂组合物，其中所述组合物包含纤维素醚和选自磺酸盐、硫酸盐、酯和氨基酸的离子型表面活性剂。
美国专利第7,985,293号揭示一种液压组合物，其涂层具有改良的泥刀可加工性。液压组合物包含至少一种发泡阴离子型表面活性剂、至少一种非发泡非离子型表面活性剂以及水溶性纤维素醚。
KR-A-2010068808揭示一种水泥添加剂，其在包括在水泥组合物中时提供改良的可加工性和作用时间并且减少风化。水泥添加剂包含纤维素醚、表面活性剂以及迟延剂。表面活性剂包含阴离子型(如磺酸盐、硫酸盐、酯、氨基酸和皂类)与非离子型(如乙氧基化化合物、烷醇酰胺、聚羟基化合物的酯、胺氧化物和环氧乙烷-环氧丙烷嵌段聚合物)的混合物。
常规液压凝固组合物(如上述组合物)可以通过并入迟延剂获得长晾置时间。然而，使用此类迟延剂也造成液压凝固动力学的显著延迟。此类对凝固的影响由于建造过程的延迟而带来经济缺点。此外，与此类常规组合物有关的其它缺点包括液压凝固组合物凝固后的低粘着强度。因此，仍需要提高液压凝固组合物的粘着强度。
已出乎意料地发现特定类型的表面活性剂在少量添加到标准干燥砂浆配制物中时使得干燥砂浆配制物固化后的粘合、挠曲和/或抗压强度提高。此外，已展示所述少量的此表面活性剂可以经由与常规由多糖衍生的水溶性保水剂组合而有效并入常规干燥砂浆配制物中，随后将所得混合物与标准干燥砂浆配制物组合。
发明内容
本发明的各个方面如所附权利要求书中阐述。
根据第一方面，本发明提供一种适用作液压凝固混合物中的改性添加剂的不含液压粘合剂的组合物，所述组合物包含：一或多种由多糖衍生的水溶性保水剂；以及一或多种根据式I的表面活性剂
MSO3-R1-(-COOR2)n  (式I)
其中M表示氢、金属或铵阳离子；R1表示直链或分支链、饱和或不饱和C1-10亚烷基部分，其任选地经一或多个羟基、卤素、硝基和/或氰基取代；各R2独立地表示直链或分支链、饱和或不饱和C1-22烷基或氢、金属或铵阳离子；并且n表示1至10的整数；其中所述保水剂与所述表面活性剂的重量比为1∶1至199∶1。
2.根据本发明的第一方面所述的组合物，其中所述保水剂选自水溶性纤维素醚、淀粉醚、瓜尔醚、细菌荚膜多糖、三仙胶、聚葡萄糖、威兰胶(welan gum)、结冷胶、迪特胶(diutan gum)和普鲁兰胶(pullulan gum)以及其混合物。
3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述保水剂为水溶性纤维素醚。
4.根据以上第一方面或前述权利要求中任一项的组合物，其进一步包含一或多种选自以下物质的稳定剂：石灰、引气剂、聚结剂、超塑化剂、流变调节剂以及其混合物。
5.根据以上第一方面或前述权利要求中任一项所述的组合物，其中所述表面活性剂为磺基丁二酸二辛酯盐、磺基丁二酸二己酯盐或其组合。
根据第二方面，本发明提供一种制备本发明的第一方面的组合物的方法，所述方法包含：a)提供包含一或多种由多糖衍生的水溶性保水剂的液体或固体组合物；b)提供包含一或多种根据式I的表面活性剂的液体组合物
MSO3-R1-(-COOR2)n  (式I)
其中M表示氢、金属或铵阳离子；R1表示直链或分支链、饱和或不饱和C1-10亚烷基部分，其任选地经一或多个羟基、卤素、硝基和/或氰基取代；各R2独立地表示直链或分支链、饱和或不饱和C1-22烷基或氢、金属或铵阳离子；并且n表示1至10的整数；c)通过将一定量的步骤a)的组合物与一定量的步骤b)的组合物组合制备保水剂-表面活性剂混合物以使得所述保水剂与所述表面活性剂的重量比为1∶1至199∶1；以及d)使所述保水剂-表面活性剂混合物干燥。
根据第三方面，本发明提供一种改性干燥砂浆配制物，其可以与水组合形成液压凝固混合物，其中所述改性干燥砂浆包含：a)包含液压粘合剂的标准干燥砂浆配制物；以及b)以改性干燥砂浆配制物的总干燥重量计，0.1至2.5％根据本发明的第一方面的不含液压粘合剂的组合物，其中以改性干燥砂浆配制物的总干燥重量计，所述改性干燥砂浆配制物包含不超过1％根据如上文所定义的式(I)的表面活性剂。
8.根据本发明的第三方面所述的配制物，其为薄浆、基于水泥的瓷砖粘着剂(CBTA)或用于外部绝缘饰面系统(EIFS)和/或外部热绝缘复合系统(ETICS)的胶结性粘着剂或涂层配制物。
9.根据本发明的以上第三方面或权利要求8中任一项所述的配制物，其进一步包含一或多种可再分散聚合物粉末。
10.一种液压凝固混合物，其包含根据以上本发明的第三方面或权利要求8和9中任一项所述的干燥砂浆配制物和水。
根据第四方面，本发明提供一种液压凝固混合物，其包含本发明的第三方面的干燥砂浆配制物和水。
根据第五方面，本发明提供一种使干燥砂浆配制物改性的方法，所述方法包含：a)提供包含液压粘合剂的标准干燥砂浆配制物；b)提供根据本发明的第一方面的组合物；以及c)组合步骤b)的组合物与步骤a)的配制物，提供改性干燥砂浆，以改性干燥砂浆配制物的总重量计，其包含0.1至2.5％根据本发明的第一方面的组合物，其限制条件为以改性干燥砂浆配制物的总干燥重量计，所得改性干燥砂浆配制物包含不超过1％如上文所定义的根据式1的表面活性剂。
根据第六方面，本发明提供本发明的第一方面的组合物的用途，其用作含液压粘合剂的干燥砂浆配制物或包含此类干燥砂浆配制物的液压凝固混合物的改性剂组合物。
根据第七方面，本发明提供本发明的第一方面的组合物的用途，其用于提高包含液压粘合剂的干燥砂浆配制物在固化后的粘着、挠曲和/或抗压强度。
12.根据以上本发明的第一方面或权利要求2至5中任一项所述的组合物的用途，其用作含液压粘合剂的干燥砂浆配制物或包含此类干燥砂浆配制物的液压凝固混合物的改性添加剂。
13.根据以上本发明的第一方面或权利要求2至5中任一项的组合物的用途，其用于提高包含液压粘合剂的干燥砂浆配制物在固化后的粘着、挠曲和/或抗压强度。
根据本发明制备的液压凝固混合物展示在干燥砂浆配制物固化后粘着、挠曲和/或抗压强度提高。
具体实施方式
在整个说明书中，除非另外规定，否则对“百分比”或“重量百分比”的任何提及根据组合物、配制物或混合物的干燥重量表示。
“EN”表示欧洲标准并且作为测试方法编号的前缀来表示测试方法。测试方法为到本申请案优先权日为止的最新测试方法。
如本文所使用，术语“液压凝固混合物”意指用于建造领域中的组合物，其包含液压粘合剂、填充剂、保水剂以及任选地含聚合物添加剂，如聚合物分散液和/或可再分散聚合物粉末。
如本文所使用，术语“水溶性”指在20℃下可溶于水中的任何化合物。
如本文所使用，术语“液压粘合剂”指通常为细粉状材料的无机组合物，其在添加适量水后形成能够在空气中以及在水下硬化水化物的粘合糊状物或浆液并将颗粒粘合在一起。
本发明的不含液压粘合剂的组合物包含一或多种根据式I的表面活性剂
MSO3-R1-(-COOR2)n  式(I)
其中M表示氢、金属或铵阳离子，优选金属阳离子，更优选钠；R1表示直链或分支链、饱和或不饱和C1-10、优选C2-4亚烷基部分，其任选地经一或多个羟基、卤素、硝基和/或氰基取代；各R2独立地表示直链或分支链、饱和或不饱和C1-22、优选C2-8烷基或氢、金属或铵阳离子；并且n表示1至10的整数、优选1至5的整数。
更优选地，在式I中，n表示2，并且，再更优选地，表面活性剂为根据式(II)或式(III)的化合物
再更优选地，表面活性剂选自磺基丁二酸二辛酯盐、磺基丁二酸二己酯盐以及其组合。再更优选地，表面活性剂为磺基丁二酸二辛酯盐，最优选磺基丁二酸二辛酯钠，即1，4-双(2-乙基己氧基)-1，4-二氧代丁烷-2-磺酸钠。
本发明的不含液压粘合剂的组合物还包含一或多种由多糖衍生的水溶性保水剂。保水剂优选选自水溶性纤维素醚、淀粉醚、细菌荚膜多糖(其包括三仙胶、聚葡萄糖、威兰胶、结冷胶、迪特胶和普鲁兰多糖)、其它天然存在的多糖(如海藻酸盐和角叉菜胶)以及其混合物。保水剂更优选为水溶性纤维素醚。
适用于本发明的纤维素醚优选选自由以下物质组成的群组：羟基烷基纤维素(例如羟基乙基纤维素(HEC)、羟基丙基纤维素(HPC)和羟基丙基羟基乙基纤维素(HPHEC))、羧基-烷基纤维素(例如羧基甲基纤维素(CMC))、羧基烷基羟基烷基纤维素(例如羧基甲基羟基乙基纤维素(CMHEC)和羧基甲基-羟基丙基纤维素(CMHPC))、磺基烷基纤维素(例如磺基乙基纤维素(SEC)和磺基丙基纤维素(SPC))、羧基烷基磺基烷基纤维素(例如羧基甲基磺基乙基纤维素(CMSEC)和羧基甲基磺基丙基纤维素(CMSPC))、羟基烷基磺基烷基纤维素(例如羟基乙基磺基乙基纤维素(HESEC)、羟基丙基磺基乙基纤维素(HPSEC)和羟基乙基羟基丙基磺基乙基纤维素(HEHPSEC))、烷基羟基烷基磺基烷基纤维素(例如甲基羟基乙基磺基乙基纤维素(MHESEC)、甲基羟基丙基磺基乙基纤维素(MHPSEC)和甲基羟基乙基羟基丙基磺基乙基纤维素(MHEHPSEC))、烷基纤维素(例如甲基纤维素(MC)和乙基纤维素(EC))、二元或三元烷基羟基烷基纤维素(例如羟基乙基甲基纤维素(HEMC)、乙基羟基乙基纤维素(EHEC)、羟基丙基甲基纤维素(HPMC)、乙基羟基丙基纤维素(EHPC)、乙基甲基羟基乙基纤维素(EMHEC)和乙基甲基羟基丙基纤维素(EMHPC))、烯基纤维素以及离子和非离子型烯基纤维素混合醚(例如烯丙基纤维素、烯丙基甲基纤维素、烯丙基乙基纤维素和羧基-甲基烯丙基纤维素))、二烷基氨基烷基纤维素(例如N，N-二甲基氨基乙基纤维素和N，N-二乙基氨基乙基纤维素)、二烷基氨基烷基羟基烷基纤维素(例如N，N-二甲基氨基乙基羟基乙基纤维素和N，N-二甲基氨基乙基羟基丙基纤维素)、芳基-、芳基烷基-和芳基羟基烷基纤维素(例如苯甲基纤维素，甲基苯甲基纤维素和苯甲基羟基乙基纤维素)以及其盐(例如羧基甲基纤维素醚钠)以及上述纤维素醚与经疏水性改性的缩水甘油醚的反应产物，其具有含有C3至C15碳原子的烷基残基或含有C7至C15碳原子的芳基烷基残基。纤维素醚更优选为二元或三元烷基羟基烷基纤维素。再更优选地，纤维素醚选自羟基乙基甲基纤维素(HEMC)和羟基丙基甲基纤维素(HPMC)。
在本发明的不含液压粘合剂的组合物中，所述保水剂与所述表面活性剂的重量比为1∶1至199∶1。在此范围内，所述保水剂相对于所述表面活性剂的最大量优选为497∶3，更优选993∶7，再更优选124∶1，并且最优选991∶9。同时，所述保水剂相对于所述表面活性剂的最小量优选为3∶2，更优选7∶3，再更优选4∶1，并且最优选9∶1。
不含液压粘合剂的组合物可以进一步包含其它组分。举例来说，对于液压混合物应具有良好可加工性的应用(例如瓷砖粘合剂)，不含液压粘合剂的组合物优选包括一或多种选自以下物质的稳定剂：石灰、引气剂(其存在在液压混合物中产生充气空隙)、聚结剂、超塑化剂、流变调节剂以及其混合物。在尤其优选实施例中，稳定剂为引气剂。优选地，引气剂为烷基聚葡萄糖苷(APG)、脂肪醇硫酸酯、脂肪醇醚硫酸酯、烷基聚二醇醚、脂肪醇乙氧基化物或其组合。更优选地，稳定剂为脂肪醇醚硫酸酯，如十二烷基硫酸钠(可以LoxanolTM K 12P以具有99％活性内含物的粉末形式购自德国巴斯夫公司(BASF，Germany))。在不含液压粘合剂的组合物包括此类稳定剂的实施例中，所述保水剂与所述稳定剂的重量比优选为19∶1至999∶1，优选9∶1至499∶1。
根据第二方面，不含液压粘合剂的组合物通过如下方法制备，其中将包含所述保水剂的液体或固体组合物与包含一或多种根据式1的表面活性剂的液体组合物组合，得到保水剂-表面活性剂混合物，其中所述保水剂与所述表面活性剂的重量比为1∶1至199∶1。优选地，所述保水剂相对于所述表面活性剂的最大量为497∶3，更优选993∶7，再更优选124∶1，并且最优选991∶9。同时，所述保水剂相对于所述表面活性剂的最小量优选为3∶2，更优选7∶3，再更优选4∶1，并且最优选9∶1。
优选地，不含液压粘合剂的组合物通过如下方法制备，其包含：
(1)在热水中洗涤固体保水剂，随后过滤，形成湿滤饼；
(2)在湿滤饼上喷洒包含根据式I的表面活性剂的水溶液，同时例如在捏合机中均匀混合所述滤饼，形成颗粒；以及
(3)干燥并研磨以上步骤(2)中所获得的颗粒，形成粉末。
根据第三方面，本发明提供一种改性干燥砂浆配制物，其可以与水组合形成液压凝固混合物，其中液压砂浆包含有包含一或多种液压粘合剂的标准干燥砂浆配制物和以改性干燥砂浆配制物的总干燥重量计0.1至2.5％本发明的第一方面的不含液压粘合剂的组合物。优选地，第一方面的组合物以至少0.2％并且更优选以至少0.3％的量存在。同时，改性干燥砂浆优选包含不超过1.0％并且更优选不超过0.8％第一方面的组合物。
尽管任何常规液压粘合剂可以用于此类干燥砂浆，但液压粘合剂优选为水泥。更优选地，液压粘合剂为波特兰水泥(Portland cement)，尤其CEM I、II、III、IV和V型，和/或高铝水泥(铝酸盐水泥)以及其组合。砂浆优选包含不少于10重量％、更优选不少于20重量％并且甚至更优选不少于30重量％的量的液压粘合剂。同时，砂浆优选包含不超过60重量％、更优选不超过50重量％并且甚至更优选不超过40重量％液压粘合剂。
改性干燥砂浆配制物包含以配制物的总干燥重量计不超过1％、优选不超过0.9％、甚至更优选不超过0.8％根据式I的表面活性剂，因为可以相信，在高于此含量的浓度下，所观察到的粘着、挠曲和/或抗压强度改良降低或甚至丧失。此外，添加高于此含量的量的此类表面活性剂可能对干燥砂浆配制物在与水组合后的凝固动力学具有显著不利影响，其程度使得最终组合物将不会凝固到满意的标准或不能在可接受的时间标度内凝固。实际上，为了降低和/或去除对液压组合物的凝固动力学的任何潜在不利影响，干燥砂浆配制物优选包含一定量的不含液压粘合剂的组合物以使得干燥砂浆配制物包含以配制物的总干燥重量计不超过0.5％、更优选不超过0.1％根据式I的表面活性剂。同时，干燥砂浆配制物优选包含以配制物的总干燥重量计至少0.0001％、更优选至少0.001％根据式I的表面活性剂。
尽管使用量视预定用途而变化，但干燥砂浆配制物优选包含一定量的不含液压粘合剂的组合物以足以使得以干燥砂浆的总重量计配制物含有0.1至1.2重量％、更优选0.2至1.0重量％由多糖衍生的水溶性保水剂。并入此类保水剂在所属领域中是常规的并且已知其向液压组合物的物理特征赋予有益影响。举例来说，通过并入此类保水性添加剂，所属领域的技术人员可以对如所得液压组合物的晾置时间、凝固速率和干燥时间的特性进行改性。通过在干燥砂浆配制物内并入所述量的不含液压粘合剂的组合物，可以降低或去除对其它常规保水性添加剂的需要。
干燥砂浆优选进一步包含一或多种填充剂。在所述实施例中，填充剂优选为粒度不超过1.0mm的聚集材料。聚集材料优选选自硅砂、白云石、石灰石、珍珠岩、膨胀聚苯乙烯、空心玻璃球、橡胶粹屑、飞灰以及其组合。聚集材料更优选为硅砂。在液压砂浆中包括一或多种填充剂的实施例中，砂浆优选包含至少1重量％、更优选至少20重量％并且再更优选至少40重量％此类材料。同时，砂浆优选包含不超过85重量％、更优选不超过70重量％并且最优选不超过65重量％此类材料。
液压砂浆优选进一步包含一或多种可再分散聚合物粉末(RDP)粘合剂。多种RDP在所属领域中为众所周知的，其可以通过在各种添加剂(如保护性胶体和抗结块剂)存在下喷雾干燥乳液聚合物制备且可购自商业来源，并且认为其全部均适用于本发明。此类RDP优选为一或多种选自由以下单体组成的群组的单体的均聚物、共聚物或三元共聚物：苯乙烯、丁二烯、乙酸乙烯酯、叔碳酸酯、丙酸酯、月桂酸酯、乙烯基氯、偏二氯乙烯、乙烯和丙烯酸酯，例如乙烯/乙酸乙烯酯共聚物(乙烯酯-乙烯共聚物)、乙酸乙烯酯/叔碳酸乙烯酯共聚物和苯乙烯/丙烯酸共聚物。更优选地，RDP为基于乙酸乙烯酯-乙烯的共聚物，如DLP 2000(可购自德国陶氏沃尔夫纤维素事业部(Dow WolffCellulosics，Germany))。在与水混合时，RDP可以再分散形成乳胶，当通过蒸发和水化液压粘合剂移除水时其又在液压凝固混合物内形成连续膜。
此类RDP粘合剂的使用并非必选的，而是任选的。EN12004和EN12002提供关于含有聚合物粘合剂的液压凝固粘着剂的性能标准。当此类聚合物粘合剂存在时，以液压砂浆的总干燥重量计，液压砂浆优选包含至少0.3重量％、优选至少0.5重量％并且更优选至少1.5重量％聚合物粘合剂。同时，砂浆优选包含不超过50重量％、更优选不超过10重量％并且甚至更优选不超过5重量％聚合物粘合剂。
液压砂浆任选地含有其它添加剂，其选自有机或无机增稠剂和/或第二保水剂、防沉剂、引气剂/聚结剂、湿润剂、消泡剂、超塑化剂、分散剂、钙络合剂、迟延剂、促进剂、防水剂、生物聚合物以及纤维，其全部是所属领域中众所周知的并且可购自商业来源。当包括在液压砂浆中时，以液压砂浆的总干燥重量计，此类添加剂优选以0.001至5重量％的量存在。
根据第四方面，本发明提供一种液压凝固混合物，其包含根据本发明的第三方面的液压砂浆和水。液压凝固混合物可以根据常规方法(如EN1346和EN1348的方法)制备。优选地，在添加任何液体成分(如水)和需要时液体粘合剂(如聚合物分散液)前，将干燥成分(如液压砂浆)与本发明的第一方面的组合物均匀混合。
聚合物分散液为包含精细分散在溶剂(如水)中的聚合物粒子的两相系统。聚合物分散液通常包含聚合物粒子作为聚合物粘合剂(如乙烯基聚合物或聚丙烯酸酯共聚物)和含有疏水性和亲水性部分的表面活性剂。精细分散的聚合物粒子聚结并且在水蒸发后形成聚合物膜。
根据第五方面，提供一种使干燥砂浆配制物改性的方法。此方法包含：提供包含液压粘合剂的标准干燥砂浆配制物；提供根据本发明的第一方面的组合物；以及组合本发明的第一方面的组合物与标准干燥砂浆配制物，得到以改性液压砂浆配制物的总干燥重量计包含0.1至2.5％本发明的第一方面的组合物的改性干燥砂浆配制物，其限制条件为以改性干燥砂浆配制物的总干燥重量计，所得改性干燥砂浆配制物包含不超过1％上述根据式1的表面活性剂。干燥砂浆配制物优选包含至少0.2％、更优选至少0.3％第一方面的组合物。同时，改性干燥砂浆优选包含不超过1.0％且更优选不超过0.8％本发明的第一方面的组合物。此外，本发明的第一方面的组合物优选应与标准干燥砂浆配制物组合，所述标准干燥砂浆配制物包含一定量的液压粘合剂以使得改性干燥砂浆配制物包含以配制物的总干燥重量计不超过0.9％、甚至更优选不超过0.8％根据式I的表面活性剂。此外，为了降低和/或去除对液压组合物的凝固动力学的任何潜在不利影响，干燥砂浆配制物优选包含一定量的不含液压粘合剂的组合物以使得干燥砂浆配制物包含以配制物的总干燥重量计不超过0.5％、更优选不超过0.1％根据式I的表面活性剂。同时，干燥砂浆配制物优选包含以配制物的总干燥重量计至少0.0001％、更优选至少0.001％根据式I的表面活性剂。
分别根据第六和第七方面，第一方面的组合物用作i)含液压粘合剂的干燥砂浆配制物或包含此类干燥砂浆配制物的液压凝固混合物的改性组合物；以及ii)用于提高包含液压粘合剂的干燥砂浆配制物在固化后的粘着、挠曲和/或抗压强度。在这些方面中的每一者中，本发明的第一方面的组合物应与标准干燥砂浆配制物组合，所述标准干燥砂浆配制物包含一定量的液压粘合剂以使得改性干燥砂浆配制物包含以配制物的总干燥重量计不超过1％、优选不超过0.9％、甚至更优选不超过0.8％根据式I的表面活性剂。为了降低和/或去除对液压组合物的凝固动力学的任何潜在不利影响，干燥砂浆配制物优选包含一定量的不含液压粘合剂的组合物以使得干燥砂浆配制物包含以配制物的总干燥重量计不超过0.5％、更优选不超过0.1％并且再更优选不超过0.05％根据式I的表面活性剂。同时，干燥砂浆配制物优选包含以配制物的总干燥重量计至少0.00001％、更优选至少0.0001％并且再更优选至少0.001％根据式I的表面活性剂。
可以相信本发明的第一方面的不含液压粘合剂的组合物可以有利地并入任何包含液压粘合剂的干燥砂浆配制物中。然而，根据本发明的第一优选方面，干燥砂浆配制物为薄浆配制物。在同样优选的第二方面中，干燥砂浆配制物为基于水泥的瓷砖粘着剂配制物。在同样优选的第三方面中，干燥砂浆配制物为用于外部绝缘饰面系统(EIFS)和/或外部热绝缘复合系统(ETICS)的胶结性粘着剂或涂层配制物。
现将仅以例证的方式进一步描述本发明的一些实施例。除非另外规定，否则所有比率、份数和百分比都表示以干燥重量计，并且除非另外规定，否则所有组分都具有良好商业品质。
实例
根据本发明的胶结性干燥混合配制物的性能通过比较在存在和不存在各种表面活性剂化合物下基于水泥的瓷砖粘着剂(CBTA)、瓷砖薄浆和基于ETICS的涂层粘着剂/加强涂层配制物来研究。此外，保水剂作为可将少量表面活性剂化合物并入干燥混合配制物中的媒剂的适用性通过在用和不用此类表面活性剂替代保水剂(即水溶性纤维素醚)的一部分的情况下监测干燥混合配制物的性能来检测。
水泥组合物制备
在整个实例中，所要量的各水泥组合物通过组合测量量的均匀干燥砂浆与测量量的水并通过手动混合来制备。在每种情况下，水-固体因数如下计算：
评估凝固时间
使用自动透度计(Dettki AVM-14-PNS，其由戴特凯梅斯自动化公司(DettkiMessautomatisierung)，埃普芬多尔夫(Epfendorf)78736/德国)测定各种水泥组合物的总凝固时间。在各测试开始时，通过将所要量的水倾倒到混合容器中，随后逐渐添加400g均匀干燥砂浆并通过手动搅拌1分钟来制备水泥组合物。完成混合过程后，随后将水泥组合物转移到内径为93mm并且高度为38mm的聚苯乙烯杯中，小心以免在组合物内引入空气，接着将经填充的杯子置于振动台上以压缩混合物。对混合物进行15个循环的压缩力后，随后通过以拉锯运动使用刮刀刮掉任何过量水泥组合物在水泥组合物中制备平滑水平表面。随后将包含5mm深水泥组合物层的边缘涂覆到平滑表面的外圆周以提供液体紧密密封，并且将液体石蜡层置于平滑水泥组合物表面上以抑制表层形成并防止在分析期间水泥组合物粘住测试针。随后将样品置于透度计中以进行自动分析，其中凝固时间从起始混合的理论起点计算。在测试程序期间，针穿透限制在深度36mm的时间记录为凝固“起始”时间，其中针穿透限制在2mm深度的时间记录为凝固“结束”时间。通过从记录的结束值简单减去记录的起始值来计算凝固持续时间。
实例1：纤维素醚组合物
制备包含常规纤维素醚(即WalocelTM MTW 8000PF 10(德国陶氏沃尔夫纤维素事业部(Dow Wolff Cellulosics，Germany)))和表1中所鉴别的添加剂的纤维素醚组合物，其中纤维素醚与添加剂(活性组分)的重量比为99∶1。实例1.1至1.15各通过如下制备，其中在水中洗涤纤维素醚，随后过滤形成湿滤饼，向其中喷洒包含所要添加剂的水溶液，同时在捏合机中对滤饼进行均匀混合，形成颗粒。随后干燥颗粒并以常规方式研磨，形成各纤维素醚组合物。
表1
实例 纤维素醚(wt.％) 添加剂(wt.％)
1.1 华洛塞(99wt.％) 磺基丁二酸1(1wt.％)
1.2 华洛塞(99wt.％) 磺基丁二酸二辛酯钠2(1wt.％)
1.3 华洛塞(99wt.％) 磺基丁二酸二己酯钠3(1wt.％)
1.4 华洛塞(99wt.％) 磺基丁二酸二辛酯4(1wt.％)
1.5 华洛塞(99wt.％) 磺基丁二酸单酯5(1wt.％)
1.6 华洛塞(99wt.％) 磺基丁二酸二异丁酯钠6(1wt.％)
1.7 华洛塞(99wt.％) 磺基丁二酸单酯7(1wt.％)
1.8 华洛塞(99wt.％) 多库酯钠8(1wt.％)
1.9 华洛塞(99wt.％) 磺基丁二酸二戊酯钠9(1wt.％)
1.10 华洛塞(99wt.％) 2-乙基-1-己醇10(1wt.％)
1.11 华洛塞(99wt.％) 磺基丁二酸二辛酯11(1wt.％)
1.12 华洛塞(99wt.％) 磺基丁二酸二辛酯12(1wt.％)
1.13 华洛塞(99wt.％) 磺基丁二酸二辛酯14(1wt.％)
1.14 华洛塞(99wt.％) 磺基丁二酸二辛酯钠/苯甲酸钠15(1wt.％)
1.15 华洛塞(99wt.％) 磺基丁二酸二环己酯钠16(1wt.％)
1来自德国西格玛阿尔德里奇公司(Sigma Aldrich，Germany)的70wt.％水溶液；2由德国英楚得公司(Intatrade，Germany)供应的100％蜡状固体；3来自德国西格玛阿尔德里奇公司(Sigma Aldrich，Germany)的约80wt.％水溶液；4可以AerosolTM OT-85AE购自美国氰特工业(Cytec Industries USA)的液体组合物；5可以AerosolTM EF-810购自美国氰特工业(Cytec Industries USA)的液体组合物；6可以AerosolTM IB-45购自美国氰特工业(Cytec Industries USA)的液体组合物；7可以AerosolTMEF-800购自美国氰特工业(Cytec Industries USA)的液体组合物；8以AerosolTM OT-100由美国氰特工业(CytecIndustries USA)供应的蜡状磺基丁二酸二辛酯钠；9可以AerosolTM AY购自美国氰特工业(Cytec Industries USA)的蜡状组合物；10来自德国西格玛阿尔德里奇公司(SigmaAldrich，Germany)的＞99％水溶液；11可以SerwetTM170购自美国海名斯特殊化学品公司(ElementisSpecialities，USA)的约65wt.％水性分散液；12可以SerwetTM175购自美国海名斯特殊化学品公司(Elementis Specialities，USA)的水性分散液；13可以LankropolTM 4500购自美国阿克苏诺贝尔公司(Akzo Nobel，USA)的含有10％EtOH的水溶液；14可以粉末形式以阿隆索OTB-B购自美国氰特工业(Cytec Industries USA)的磺基丁二酸二辛酯钠与苯甲酸钠的掺合物；15可以阿隆索A-196-97购自美国氰特工业(Cytec Industries USA)的液体组合物
实例2：基于水泥的瓷砖粘着剂(CBTA)
通过比较包含实例1的纤维素醚组合物的各种配制物来研究根据本发明的CBTA组合物的性能。在各测试中，制备CBTA配制物，其包含：35.0wt.％普通波特兰水泥CEMI 52.5R(德国米勒克公司(Milke，Germany))；31.05wt.％石英砂F32(德国弗雷兴昆兹沃克公司(Quarzwerke Frechen，Germany))；31.05wt.％石英砂F36(德国弗雷兴昆兹沃克公司(Quarzwerke Frechen，Germany))、2.5wt.％乙酸乙烯酯-乙烯聚合物RDP(即DLP2000TM(陶氏化学品公司(Dow Chemical Company)))；以及0.4wt.％根据实例1的纤维素醚组合物。
如下表2和2A中所示，记录包含实例1.1至1.15的纤维素醚组合物中的每一者的CBTA组合物的水-固体因数凝固时间、拉伸粘着强度(根据EN 1348测量)、凝固时间和晾置时间(根据EN 1346测量)。
表2
表2A
结果明显表明通过提供包含由多糖衍生的水溶性保水剂、尤其水溶性纤维素醚和本发明的表面活性剂的组合物，在将此类组合物组合到CBTA配制物中后观察到粘着强度改良。
实例2瓷砖薄浆
为了展示并入如上文所定义的根据式I的表面活性剂后观察到的益处不限于CBTA配制物，分析包含一系列表面活性剂化合物的各种瓷砖薄浆配制物的性能。对于各测试，制备瓷砖薄浆，其包含：30.0wt.％普通波特兰水泥CEM I 42.5R(德国霍尔希姆公司(Holcim，Germany))；2.0wt.％高铝水泥(SecarTM51，可购自法国凯诺斯公司(Kerneos，France))；15.0wt.％硅砂FH31(德国弗雷兴昆兹沃克公司(Quarzwerke Frechen，Germany))；2wt.％RDP(DLP2000)；10.0wt.％碳酸钙(Jura WhiteTMCC902，德国欧米亚公司(Omya，Germany))；0.3wt.％超塑化剂(MelmentTMF10，可购自德国巴斯夫公司(BASF，Germany))；0.1wt.％羟基乙基甲基纤维素醚(即WalocelTM MTW 2000，可购自陶氏沃尔夫纤维素事业部(Dow Wolff Cellulosics))；以及0.05至0.8wt.％下表5中鉴别的表面活性剂；其中配制物的其余部分包含F34硅砂(德国弗雷兴昆兹沃克公司(Quarzwerke Frechen.Germany))。
表3
实例 表面活性剂
2.1 0.2wt.％油酸钠1
2.2 0.05wt.％磺基丁二酸二辛酯钠2
2.3 0.1wt.％磺基丁二酸二辛酯钠2
2.4 0.2wt.％磺基丁二酸二辛酯钠2
2.5 0.4wt.％磺基丁二酸二辛酯钠2
2.6 0.8wt.％磺基丁二酸二辛酯钠2
2.7 0.2wt.％磺基丁二酸二异丁酯钠3
2.8 0.2wt.％磺基丁二酸单酯4
2.9 0.2wt.％磺基丁二酸二辛酯钠/苯甲酸钠5
2.10 0.2wt.％磺基丁二酸二环己酯钠6
2.11 0.2wt.％丁二酸二钠盐7
1由德国西格玛-阿尔德里奇公司(Sigma-Aldrich，Germany)供应的97％粉末；2由德国英楚得公司(Intatrade，Germany)供应的100％蜡状固体；3可以气溶胶(Aerosol)-45购自美国氰特工业(Cytec Industries USA)的液体组合物；4可以气溶胶EF-810购自美国氰特工业(Cytec Industries USA)的液体组合物；5可以粉末形式以喷雾剂OTB-B购自美国氰特工业(Cytec Industries USA)的磺基丁二酸二辛酯钠与苯甲酸钠的掺合物；6可以气溶胶A-196-97购自美国氰特工业(Cytec Industries USA)的液体组合物；7由德国西格玛-阿尔德里奇公司(Sigma-Aldrich，Germany)供应的＞99％粉末
如下表4中所示，记录实例5.1至5.11的瓷砖薄浆配制物的水-固体因数挠曲强度和抗压强度(各根据EN 12808-3测量)以及凝固时间(根据CE 94.1测量)。此外，肉眼检测配制物的可加工性并且指定1(极佳)至5(极差)的可加工性等级。
表4
这些结果表明包含如上文所定义的根据式I的表面活性剂、尤其以砂浆组合物的干燥重量计以不超过1wt.％的量存在时的磺基丁二酸二辛酯钠(DOSS)的砂浆配制物提供机械强度(例如挠曲、抗压和/或粘着强度)的惊人提高。此外，尽管添加此类表面活性剂可能降低砂浆组合物的凝固动力学，但通过限制表面活性剂浓度不超过1wt.％，可以获得可接受的凝固时间。

Claims (13)

1.一种不含液压粘合剂的组合物，其适用作液压凝固混合物中的改性添加剂，所述组合物包含
a.一或多种由多糖衍生的水溶性保水剂；以及
b.一或多种根据式I的表面活性剂
MSO3-R1-(-COOR2)n   (式I)
其中M表示氢、金属或铵阳离子；R1表示直链或分支链、饱和或不饱和C1-10亚烷基部分，其任选地经一或多个羟基、卤素、硝基和/或氰基取代；各R2独立地表示直链或分支链、饱和或不饱和C1-22烷基或氢、金属或铵阳离子；并且n表示1至10的整数；
其中所述保水剂与所述表面活性剂的重量比为1∶1至199∶1。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述保水剂选自水溶性纤维素醚、淀粉醚、瓜尔醚、细菌荚膜多糖(三仙胶、聚葡萄糖、威兰胶、结冷胶、迪特胶、普鲁兰多糖)以及其混合物。
3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述保水剂为水溶性纤维素醚。
4.根据权利要求1所述的组合物，其进一步包含一或多种选自以下物质的稳定剂：石灰、引气剂、聚结剂、超塑化剂、流变调节剂以及其混合物。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述表面活性剂为磺基丁二酸二辛酯盐、磺基丁二酸二己酯盐或其组合。
6.一种用于制备适用作液压凝固混合物中的改性添加剂的不含液压粘合剂的组合物的方法，所述方法包含：
a.提供包含一或多种由多糖衍生的水溶性保水剂的液体或固体组合物；
b.提供包含一或多种根据式1的表面活性剂的液体组合物
MSO3-R1-(-COOR2)n   (式I)
其中M表示氢、金属或铵阳离子；R1表示直链或分支链、饱和或不饱和C1-10亚烷基部分，其任选地经一或多个羟基、卤素、硝基和/或氰基取代；各R2独立地表示直链或分支链、饱和或不饱和C1-22烷基或氢、金属或铵阳离子；并且n表示1至10的整数；
c.通过将一定量的步骤a)的所述组合物与一定量的步骤b)的所述组合物组合制备保水剂-表面活性剂混合物以使得所述保水剂与所述表面活性剂的重量比为1∶1至199∶1；以及
d.使所述保水剂-表面活性剂混合物干燥。
7.一种改性干燥砂浆配制物，其可以与水组合形成液压凝固混合物，其中所述改性干燥砂浆包含：
a.包含液压粘合剂的标准干燥砂浆配制物；以及
b.以所述改性液压砂浆配制物的总干燥重量计，0.1至2.5％根据权利要求1所述的组合物，
其中以所述改性干燥砂浆配制物的总干燥重量计，所述改性干燥砂浆配制物包含不超过1％根据式1的表面活性剂
MSO3-R1-(-COOR2)n   (式I)
其中M表示氢、金属或铵阳离子；R1表示直链或分支链、饱和或不饱和C1-10亚烷基部分，其任选地经一或多个羟基、卤素、硝基和/或氰基取代；各R2独立地表示直链或分支链、饱和或不饱和C1-22烷基或氢、金属或铵阳离子；并且n表示1至10的整数。
8.根据权利要求7所述的配制物，其为薄浆、基于水泥的瓷砖粘着剂(CBTA)或用于外部绝缘饰面系统(EIFS)和/或外部热绝缘复合系统(ETICS)的胶结性粘着剂或涂层配制物。
9.根据权利要求7所述的配制物，其进一步包含一或多种可再分散聚合物粉末。
10.一种液压凝固混合物，其包含根据权利要求7所述的干燥砂浆配制物和水。
11.一种使干燥砂浆配制物改性的方法，所述方法包含：
a.提供液压粘合剂的标准干燥砂浆配制物；
b.提供根据权利要求1所述的组合物；以及
c.组合步骤b)的所述组合物与步骤a)的所述配制物，得到以所述改性液压砂浆配制物的总干燥重量计，包含0.1至2.5％根据权利要求1所述的组合物的改性干燥配制物，
其限制条件为以所述改性干燥砂浆配制物的总干燥重量计，所述所得改性干燥砂浆配制物包含不超过1％根据式1的表面活性剂
MSO3-R1-(-COOR2)n   (式I)
其中M表示氢、金属或铵阳离子；R1表示直链或分支链、饱和或不饱和C1-10亚烷基部分，其任选地经一或多个羟基、卤素、硝基和/或氰基取代；各R2独立地表示直链或分支链、饱和或不饱和C1-22烷基或氢、金属或铵阳离子；并且n表示1至10的整数。
12.一种根据权利要求1所述的组合物的用途，其用作含液压粘合剂的干燥砂浆配制物或包含此类干燥砂浆配制物的液压凝固混合物的改性添加剂。
13.一种根据权利要求1所述的组合物的用途，其用于提高包含液压粘合剂的干燥砂浆配制物在固化后的粘合、挠曲和/或抗压强度。
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