CN110662724A - 单组分环氧树脂水泥砂浆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包含水泥、填料、聚合物和具有环氧基团的化合物以及胺的组合物，其中该组合物含有超过10wt％的水泥和在室温下作为储存稳定的自由流动的粉末和/或颗粒存在。当与水混合时，该组合物使得聚合物改质的砂浆可以具有良好的可加工性、优异的粘附性、强度、水不可渗透性、耐化学性和快速可涂性。

Description

单组分环氧树脂水泥砂浆

技术领域

本发明涉及含有水泥的单组分聚合物改性的组合物，这种组合物的制备和其作为砂浆、找平层(Estrich)、涂层或腐蚀防护的用途。

现有技术

聚合物改性的砂浆在建筑领域是众所周知的。

DE 10 2010 039 315描述了含有成膜基础聚合物、添加剂和保护胶体的水中可再分散的聚合物粉末，用于改善水泥或水泥基干燥砂浆的储存稳定性。

使用环氧树脂改性的砂浆或混凝土同样是已知的。这些通常是三组分产物，其包含含有在水中乳化的环氧树脂的液体组分，含有用于环氧树脂的水可稀释的固化剂的其它液体组分和含有水泥和掺加料的固体组分。三种组分储存在分开的容器中，并且仅在加工时才相互混合，于是水泥和环氧树脂的固化反应同时进行。这种用环氧树脂改性的组合物能实现很好地粘附在潮湿的基底上，良好的保水能力和高度的不透水性。

US 2016/152522描述了一种多组分组合物，其包含含有环氧树脂的粘结剂组分、含有胺固化剂的固化剂组分和含有水硬性粘结剂的固体组分。

然而，这样的体系是三组分的这一事实伴随着缺点。三组分的处理对于工人而言非常复杂，并且容易出错，并且在建筑工地上会导致大量浪费，因为液体组分存储在耐水且坚固的容器中，例如塑料瓶或罐。

已经尝试降低环氧树脂改性的砂浆中组分的数目。

EP 0 409 787描述了一种含有水泥的干燥混合物，其含有环氧树脂和固化剂，其中环氧树脂和固化剂各自以分开地涂覆到小载体材料上的形式存在。然而所描述的混合物不具有令人满意的储存稳定性，特别是在较高温度下。

EP 0786439描述了一种聚合物改性的即用型混合物，其中将两种混合组分混合：一种含有环氧树脂、水泥和潜在水硬性粘结剂，而另一种含有胺固化剂。含有两种混合组分的即用型混合物的储存稳定性差，并且在与水混合后显示出不希望的缓慢的强度发展。

EP0580588描述了一种含有水泥、集料、反应性树脂和固化剂的干燥水泥砂浆。固化剂以与有机酸或其功能衍生物的反应产物的形式加入到砂浆中。

DE3308622公开了一种制备反应性树脂-固化剂组合物的方法，其中将树脂和固化剂分别喷雾，并在小滴的表面上沉积粉尘状的材料。在DE 3308622中描述的另一种方法中，树脂和固化剂以液态混合物的形式反应，并在固化结束之前加入有机酸，以封闭固化剂的剩余游离反应性基团。WO 2010/086217描述了一种聚合物粉末组合物，其含有环氧树脂。优选的用途是在不含水泥或低水泥体系中，其是昂贵的并且远远不能满足对环氧树脂改性的水泥砂浆的要求。

EP 2 537 897公开了在水泥基混合物中使用由环氧树脂、乙烯基酯聚合物和表面活性剂构成的聚合物粉末而不使用用于环氧树脂的固化剂。

EP 2 537 896描述了一种水中可再分散的聚合物粉末，其含有热可固化的环氧树脂、胶体稳定剂和界面交联剂。

不含胺固化剂的环氧树脂体系需要升高温度才能固化环氧树脂，而升高温度只能在建筑工地上非常困难地实现，或者它们仅非常缓慢和/或不足地固化，由此环氧树脂改性的水泥砂浆的高要求同样不能满足。

出于这种原因，持续需要具有良好储存稳定性和简化的处理的高质量的环氧化树脂改性的砂浆。

发明概述

因此，本发明的目的是提供存储稳定的含有具有环氧基团的化合物的单组分砂浆组合物，其在与水混合之后具有良好的加工性能和最终性能。

该目的令人惊讶地通过权利要求1中描述的组合物实现。

所述组合物是单组分的，即当合适储存时是存储稳定的并且随后仅必须与水混合，这相比于根据现有技术的三组分环氧树脂改性的砂浆是特别有利的。物流、存储和运输的成本更低，处理更简单、更快并且更不易出错，并且在建筑工地上产生更少的废料。在单组分组合物的情况下，尤其是当仅使用一部分预先计量的包装材料时，排除对组分的不正确计量加料。

尽管环氧基团和胺固化剂一起存在于一个组分中，该组合物令人惊讶地是非常稳定的。聚合物P的存在令人惊讶地增加了组合物的储存稳定性。根据本发明的组合物使得特别好的粘合性能和强度、高的不透水性，特别快速的可涂覆性和良好的耐化学性成为可能。

本发明的其它方面是其它独立权利要求的主题。本发明特别优选的实施方案是从属权利要求的主题。

本发明的实施方式

本发明提供了一种组合物，其包含

-至少一种水泥，

-至少一种无机填料，

-至少一种含有至少一种聚合物P的粉末，

-至少一种含有环氧基团的化合物，

-其中所述至少一种含有环氧基团的化合物与聚合物P相同或不同，和

-至少一种具有至少三个对环氧基团具有反应性的胺氢的胺，

所述组合物含有超过10wt％的水泥和在室温下作为存储稳定的自由流动的粉末和/或颗粒存在。

当组合物在适当的容器中存放至少一个月，优选至少三至六个月或更长时间后，在按规定使用时仍可不受限制地使用时，则称为“存储稳定的”。

在本文中，“室温”是21℃的温度。

在本文中，“可再分散的聚合物粉末”是一种含有聚合物并且在引入水中后会形成稳定的分散体的粉末。术语“可再分散的聚合物粉末”不仅包括聚合物本身，还包括其与保护性胶体、乳化剂和载体材料的混合物。

作为水泥，可以使用任何可用的水泥类型或两种或更多种类型的水泥的混合物，例如根据DIN EN 197-1分类的水泥：波特兰水泥(CEM I)、波特兰复合水泥(CEM II)、高炉矿渣水泥(CEM III)、火山灰水泥(CEM IV)和复合水泥(CEM V)。当然，根据替代标准例如ASTM标准或印度标准生产的水泥同样是适合的。

特别优选根据欧洲标准EN 197-1的水泥，硫铝酸钙水泥，铝酸钙水泥或其混合物，任选地与硫酸钙混合。

最优选的是根据EN 197-1的波特兰水泥或包含波特兰水泥的水泥。波特兰水泥特别容易获得，并使得具有良好性能的砂浆成为可能。

还尤其合适的是水泥、铝酸钙水泥和硫酸钙的混合物或水泥和硫铝酸钙水泥的混合物。此类粘结剂混合物使得凝固时间短和早期强度高成为可能。

所述组合物优选不含潜在水硬性粘结剂，因为与水的反应以及因此这些粘结剂的强度发展仅非常缓慢地进行。

组合物中水泥的比例大于10wt％，优选大于15wt％，特别优选大于18wt％，基于100wt％的干燥组合物计。所述组合物特别优选含有11-45wt％，更优选15-40wt％，最优选18-40wt％的水泥。

这种量的水泥使得固化的组合物具有特别高的强度成为可能。

除水泥外，组合物还含有至少一种无机填料。填料是化学惰性、固态、颗粒状的材料并且以各种形状、尺寸和不同的材料提供。它们可以从细沙粒到大块粗石不等。特别合适的填料是沙子、砾石、碎石、煅烧的卵石或轻质填料，特别是粘土、浮石、珍珠岩或蛭石。其他合适的填料是氧化铝、碳酸钙、纤维或无定形二氧化硅(气相二氧化硅)。

填料优选含有砂，特别是石英砂。这使得组合物的加工性能特别好，并且固化后的表面平整美观。

填料的粒径优选小于5mm。

特别地，填料具有0.1μm至3.5mm范围的粒径，其中砂子特别是石英砂是特别优选的。所述粒径可以通过筛分分析测定。优选的粒径取决于用途。

无机填料在组合物中的比例优选为40wt％或更多，更优选40-85wt％，基于100wt％的干燥组合物计。

所述组合物额外地含有至少一种包含至少一种聚合物P的粉末。聚合物P在室温下通常为固体。

含有聚合物P的粉末优选为水中可分散的聚合物粉末。这种粉末优选通过干燥，特别是通过喷雾干燥含有至少一种聚合物P的水性分散体而获得。

聚合物P优选为通过在水中的自由基聚合制备的有机聚合物。聚合通常在乳化剂和/或水溶性保护胶体，特别是聚乙烯醇的存在下作为分散聚合进行。

如果在保护性胶体和/或乳化剂的存在下进行用于制备聚合物P的自由基聚合，则聚合物分散体和由此通过干燥获得的粉末同样含有这些保护性交替和/或乳化剂。

在此，保护性胶体和/或乳化剂可以改善粉末的再分散性能。

聚合物P优选含有苯乙烯、乙烯、丁二烯、丙烯酸酯、氯乙烯、偏二氯乙烯或乙酸乙烯酯作为单体结构单元。特别适合的是聚合物P，其包括包含单体结构单元苯乙烯和丙烯酸酯，特别是苯乙烯和丙烯酸丁酯的共聚物。

优选聚合物P的最低成膜温度(MFT)为25℃或更低，更优选低于19℃。此类聚合物当它们以分散体形式存在时，在MFT或MFT以下通过凝结而形成薄膜。当分散体变干时，特别会发生这种成膜现象。低MFT是有利的，特别是在温度相对较低的情况下。

所述组合物优选含有0.5-20，更优选2.5-18，甚至更优选3.2-15wt％的聚合物P，基于100wt％的干燥组合物计。

在一个优选的实施方案中，在喷雾干燥之前、期间或之后，将惰性无机载体材料和/或保护性胶体加入到含有聚合物P的分散体中。以此方式可以改善粉末的流动性和/或粉末的再分散性。

在本发明中，“无机载体材料”是细的无机粉末。其可以与更软的或液体的成分混合以获得自由流动的粉末。

所述无机载体材料优选是细的粉末，其比表面积为0.1至500m²/g和/或具有在10nm至10μm的范围内的粒径。无机载体材料优选是惰性的，即它不与添加的材料反应。这样的粉末优选是碳酸钙或镁、白云石、石英粉、无定形二氧化硅、浮石、二氧化钛、硅酸铝、滑石、云母、硅藻土、石膏、氧化铝、高岭土、偏高岭土、菱镁矿、页岩粉、石粉或其混合物。特别优选的是碳酸钙、白云石、无定形二氧化硅、粘土或其混合物。

优选的保护胶体特别是部分水解或完全水解的聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯醇缩醛、水溶形式的多糖例如羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素，诸如酪蛋白或酪蛋白酸盐的蛋白质、大豆蛋白质或明胶。特别优选，水解度为80-95摩尔％的部分水解的聚乙烯醇。

在一个优选的实施方案中，含有环氧基团的化合物与聚合物P相同并且为具有共价连接的环氧基团的共聚物。

这种聚合物可以通过至少一种带有环氧基团的单体的自由基聚合来制备。这种单体优选选自缩水甘油基丙烯酸酯、缩水甘油基甲基丙烯酸酯、烯丙基缩水甘油基醚和其混合物。

除带有环氧基团的单体以外，所述聚合物优选含有其他单体，特别是选自苯乙烯、乙烯、丁二烯、丙烯酸酯、氯乙烯、偏二氯乙烯、乙酸乙烯酯及其混合物。

含有共价连接的环氧基团的聚合物尤其优选能够通过苯乙烯、丙烯酸烷基酯，特别是丙烯酸丁酯和缩水甘油基甲基丙烯酸酯的自由基共聚合来制备。

具有共价连接的环氧基团的聚合物P优选通过在水中的自由基分散聚合制备，任选地在乳化剂和/或水溶性保护胶体的存在下。优选喷雾干燥以此方式获得的聚合物分散体以获得包含聚合物P的粉末。惰性无机载体材料和/或保护性胶体可以任选地在喷雾干燥之前、期间或之后添加。

具有共价连接环氧基团的聚合物P优选每g聚合物P具有0.5-3.0，更优选0.8-2.5，特别优选1.0-2.0mmol的环氧基团的环氧值。

具有共价连接的环氧基团的聚合物P优选作为水中可再分散的粉末存在并且具有≤25℃，更优选≤19℃的最小成膜温度(MFT)。

这种具有成膜性能和共价连接的环氧基团的聚合物可以通过常规的胺类固化剂令人惊奇地良好固化，并且可以改善砂浆的耐久性，特别是强度和耐化学性以及不透水性

在另一优选的实施方案中，含有环氧基团的化合物与聚合物P不相同并且为环氧树脂。

只要能够在水中乳化或分散并且可以在环境温度下，特别是在5至35℃的温度下与常规胺固化剂反应，则任何环氧树脂都适用。

环氧树脂优选为液态环氧树脂。

优选的是具有≤25℃玻璃化转变温度的环氧树脂。

特别优选的是基于双酚A-二缩水甘油基醚或双酚F-二缩水甘油基醚或双酚-A/F-二缩水甘油基醚的环氧树脂。

所述环氧树脂可以额外地含有至少一种反应性稀释剂，特别是单羟基苯酚或多羟基苯酚或脂肪族或环脂族醇的缩水甘油基醚。

所述环氧树脂可以额外地含有乳化剂，特别是非离子乳化剂。这改善了组合物加工时的可乳化性。

该组合物优选含有0.1-7，更优选0.5-5，特别优选0.7-2.5wt％的环氧树脂，基于100wt％的干燥的组合物计。

已经令人惊讶地发现，通过将环氧树脂与聚合物P组合将环氧树脂以抗迁移和存储稳定的方式引入到组合物中。

所述环氧树脂优选存在于与聚合物P紧密的混合物中。该混合物优选额外地含有无机载体材料和/或水溶性保护性胶体。

当聚合物P与环氧树脂混合存在时，聚合物P优选不含有任何共价连接的环氧基团。优选该聚合物P作为粉末存在并且在水中是可再分散的并且具有≤25℃或以下，更优选≤19℃的最小成膜温度(MFT)。

在与水接触时，这些混合物可以容易地分散。在此，所述聚合物P令人惊讶地导致组合物特别良好的储存稳定性并且使得特别良好的粘合性能和强度，特别快的可涂覆性，高不透水性和特别高的耐化学性成为可能。

环氧树脂与聚合物P的重量比优选为1:1至1:10，特别优选1:3至1:8。

环氧树脂和聚合物P的混合物优选具有0.5-3.0、更优选0.8-2.5、特别优选0.8-1.5mmol环氧基团每g聚合物P的环氧值。

这种混合物特别是一种可再分散的粉末并且优选在组合物中以0.6-20、更优选4-16wt％的量存在，基于100wt％的干燥组合物计。

可以通过在合适的混合器中将包含聚合物P的粉末与环氧树脂，任选地与载体材料和/或保护性胶体一起混合来制备环氧树脂和聚合物P的紧密混合物。

优选通过将含有聚合物P的水性分散体与环氧树脂混合并且随后喷雾干燥获得环氧树脂和聚合物P的紧密混合物。这种混合物是特别存储稳定的。

惰性无机载体材料和/或保护性胶体可以任选地在喷雾干燥之前、期间或之后混合。基于100重量份的环氧树脂和聚合物P的无水混合物计，无机载体材料优选以至多50重量份，更优选至多30重量份，甚至更优选至多20重量份的量存在。

以这种量，无机载体材料导致了组合物尤其良好的储存稳定性。

有利地制备含有环氧树脂和包含聚合物P的粉末的预混物，之后将其添加到组合物中。该预混物优选不含可以作为固化剂与环氧树脂反应的化合物。

以这种方式制备的混合物可以特别容易地分散在水中并且在组合物中特别存储稳定而不会结块。

在将组合物与水反应之后，具有至少三个对环氧基团有反应性的胺氢的胺充当组合物中含环氧基团的化合物的固化剂。

术语胺氢是指直接连接到胺氮原子上并且可以与环氧基团反应的氢原子。所述的至少三个活性胺氢优选以游离胺的形式存在，特别是它们不以有机或无机酸的盐的形式存在。

一旦含水泥的组合物与水混合后，胺的盐会释放出酸。这可能导致不希望的副作用，例如差的可加工性或固化延迟。

具有至少三个对环氧基团有反应性的胺氢的胺优选为水可稀释的胺或水可稀释的胺混合物的成分。

合适的水可稀释的胺混合物特别包含(i)二胺或多胺，(ii)聚亚烷基胺和(iii)胺与环氧化物的胺官能化的加合物的混合物。

术语“水可稀释的”是指当其与水混合时液体形成均匀的混合物而无相分离。

所述组合物优选含有水可稀释的胺混合物，其包含至少一种具有至少三个胺氢的胺-环氧化物加合物。

所述组合物优选含有0.05-6wt％，更优选0.3-4wt％，最优选0.5-3.5wt％的胺，基于100wt％的干燥组合物计。

一种特别优选的水可稀释的胺混合物含有

-至少一种式(I)的胺-环氧化物加合物，

-至少一种式(II)的胺-环氧化物加合物，

-至少一种式(III)的胺-环氧化物加合物和

-至少一种具有两个伯氨基并且不含其它氨基和醚基的胺，

其中

a为0-10的整数，b为1-10的整数，n为5-50的整数和(a+b)的总和为1-10的整数，

p为0或1和q为0、1、2或3，

E为去除了两个环氧基团之后的二环氧化物的基团，

R¹为具有15-150g/mol分子量的单价有机基团，特别是戊-3-烯-2-酮-4-基或己-4-烯-2-酮-5-基或苄基，

R²为具有100-280g/mol分子量的单价有机基团，特别是辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、C₁₂至C₁₈-烷基或C₁₂至C₁₈-烷基氨基丙基，

和

A为具有28-500g/mol分子量的二价有机基团，特别是具有180-500g/mol分子量的聚氧亚丙基基团。

这种水可稀释的胺混合物在与水混合之后尤其适合于固化包含水泥、无机填料、含至少一种聚合物P的粉末和至少一种含有环氧基团的化合物的组合物。

通过喷雾或混入可以直接将胺或胺混合物引入到组合物中。

在一个优选的实施方案中，将胺施加到无机载体材料上。该载体材料优选为如上所述的细无机粉末，特别是硅酸盐、二氧化硅或其混合物。

胺或胺混合物可以以任何方式施加到载体材料上，特别是通过喷雾或混合。

可以使胺或胺混合物特别是在水或溶剂的浓溶液中与载体材料接触，随后可以完全或部分干燥该混合物。

在施加到载体材料上之后，该胺或胺混合物特别作为粉末存在，并且因此特别适合于混入组合物中。

胺和载体材料的混合物优选与液体或粘稠的疏水性聚合物接触。也可以将胺与疏水性聚合物的混合物施加到载体材料上。该聚合物优选是低分子量的。优选的聚合物是聚丁二烯的均聚物或共聚物或苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。最优选的是丁二烯的液体均聚物或共聚物。

用于环氧化合物的胺固化剂在组合物中保持出乎意料的稳定，并且在将其施加于惰性载体材料并经疏水性聚合物处理后，仅具有极少的胺气味。

在一个优选的实施方案中，将胺与载体材料和任选的疏水聚合物预混，然后再添加到组合物中。

这种预混物优选是存储稳定的粉末。基于100重量％的预混物计，该粉末优选包含20至80重量％，更优选30至40重量％的无机载体材料。尤其优选的预混物，其包含20至80、优选30至40重量％的胺，0至50、优选30至40重量％的疏水聚合物，特别是液体聚丁二烯，和20至80、优选30-40重量％的载体材料，特别是无定形二氧化硅，基于100wt％的预混物计。这种预混物优选具有100至500mg KOH/g的胺值。

在组合物中环氧基团与反应性胺氢的比例优选在1.5:1至1:1.5的范围。这样的比例使得可以借助胺固化剂使环氧树脂良好地固化。

所述组合物可以含有其他添加剂。特别地，可以添加减少收缩的试剂。特别适合减少收缩的试剂是硫铝酸钙和/或新戊二醇。其他任选的成分是塑化剂、增稠剂、触变剂、乳化剂、消泡剂、气孔形成剂、纤维、铬酸盐还原剂、染料、颜料、保水剂、疏水剂、调节剂、促进剂和/或缓凝剂。除了这些添加剂，砂浆和混凝土技术中已知的所有其他添加剂都是可能的添加剂。

在一个优选的实施方案中，该组合物含有

11-45wt％的水泥，

40-85wt％的无机填料，

0.5-20wt％的包含至少一种聚合物P的粉末，

0.1-7wt％的环氧树脂,

0.05-6wt％的胺和

0-10wt％的其它添加剂，

基于100wt％的干燥组合物。

在一个特别优选的实施方案中，该组合物含有

18-40wt％的水泥，

40-85wt％的无机填料，

2.5-18wt％的包含至少一种聚合物P的粉末，

0.8-5wt％的环氧树脂,

0.5-3.5wt％的胺和

1-10wt％的添加剂，其选自塑化剂、减缩剂、铬酸盐还原剂、颜料、消泡剂、促进剂、增稠剂、保护性胶体和乳化剂，基于100wt％的干燥组合物计。

在另一个优选的实施方案中，该组合物含有

11-45wt％的水泥，

40-85wt％的无机填料，

0.5-20wt％的包含至少一种聚合物P的粉末，其中所述聚合物P含有共价连接的环氧基团，

0.05-6wt％的胺，和

0-10wt％的添加剂，

基于100wt％的干燥组合物计。

任选存在并且已经与胺和/或包含聚合物P的粉末一起引入到组合物中的无机载体材料被算作无机填料。

所述组合物在室温下是储存稳定的自由流动的粉末和/或颗粒。

所述组合物优选通过将各个组分在干燥混合器中混合而制备。

优选制备单独的粉末状预混物。

特别优选将含有含环氧基团的化合物的第一预混物和含有胺的第二预混物分开制备。这些预混物优选与组合物的其它成分彼此分开混合。

优选的预混物含有包含具有共价连接的环氧基团的聚合物P的粉末和任选地载体材料和/或保护性胶体。

进一步优选的预混物含有包含聚合物P的粉末、环氧树脂和任选地无机载体材料和/或保护性胶体。

这种预混物特别优选通过将包含具有共价连接的环氧基团的聚合物P的水性分散体喷雾干燥或通过将包含聚合物P和环氧树脂的水性分散体喷雾干燥来提供。

含有胺的预混物优选额外地包含其上已经施加了胺的无机载体材料和任选地如上所述的疏水聚合物。

优选的一种制备所述组合物的方法，其包含以下步骤：

a)通过将包含以下的水性分散体喷雾干燥以提供预混物

-至少一种聚合物P和

-至少一种含有环氧基团的化合物，

-其中至少一种含有环氧基团的化合物与聚合物P相同或不同，

b)通过将具有至少三个对环氧基团有反应性的胺氢的胺，任选以水可稀释的胺混合物的形式施加到粉末状的无机载体材料上以提供含胺的粉末，

c)将含有环氧基团的粉末和含胺粉末与组合物的其它成分混合。

另外，所述含胺的粉末可以与疏水聚合物混合。

在此优选首先将无机填料、水泥和任选存在的其它添加剂混合，随后彼此分开地以任意顺序混入来自步骤a)的含有环氧基团的预混物和来自步骤b)的含有胺的粉末。

包含聚合物P和环氧树脂的水性分散体优选通过将含有聚合物P的水性分散体与至少一种环氧树脂混合而获得。

令人惊讶的是，这样的组合物具有良好的储存稳定性。这意味着即使长时间保存之后该粉末在组合物中的性质也不变。优选，在21℃下储存一个月、优选3个月、甚至更优选6个月或更久之后的组合物，在用水拌和后，具有与制备后新鲜的组合物相当的加工性能和最终性能。最优选的是组合物在35℃下储存1个月后，优选3个月后满足该要求。

用于储存组合物的优选的容器为袋，特别是内置有塑料薄膜的纸袋，其中必须在存放时保护包装在纸或纸板中的组合物免于液态水，特别地要防雨。

为了加工，将根据本发明的组合物与水混合。优选水的量对应于W/Z(水与水泥的重量比)为0.30至0.50，优选为0.35至0.45。

本发明进一步提供了包含所述组合物和水的聚合物改质的砂浆。

与水混合后，组合物的成分固化形成固体。在组合物的固化中，水泥与水在复杂的反应中反应形成水泥水合物，具有环氧基团的化合物与胺反应形成至少部分交联的聚合物，并且聚合物P的颗粒形成至少部分连贯的聚合物膜。

水泥、环氧化合物、胺和聚合物的组合使得到的聚合物改质的砂浆具有良好的最终性能，特别是如高强度、高不透水性、高耐化学性、良好的粘附性和快速的可涂布性。

令人惊讶地，本发明的组合物在与水拌和并固化之后具有与根据现有技术的三组分对比组合物类似的良好的加工性能和最终性能。

所述聚合物改质的砂浆优选用作石工砂浆、抹灰砂浆、修复砂浆、修补砂浆、抹平填料、找平层、涂层、防腐涂层或用于后续地面覆层的自流平地面流平料。

通过将组合物与水混合而制成的砂浆易于加工，并且当施加于例如混凝土的基底时，具有良好的抗压强度和粘合性能。在21℃和65％相对空气湿度下固化24小时后，抗压强度有利地大于10MPa。这允许例如通过踩踏而使涂层负荷却又不会损坏涂层。

在21℃和65％相对空气湿度下存储7天后，根据EN 1542测量的粘附强度有利地大于2MPa，优选大于2.5MPa。

在与水混合并施加到例如混凝土的基底上之后，该组合物快速地，优选地在最多24小时、更优选21小时，获得小于4重量％的水的表面水分含量。从而可以显著减少直到施加覆盖层(例如用基于环氧树脂或聚氨酯的涂层密封)之前的等待时间。这种密封层或涂层很好地粘附在所施加的砂浆上。

因此，优选的是这样的聚合物改质的砂浆：当其以1.5至3mm的层厚施加到干燥的混凝土上并且随后通过尖刺辊对其进行脱气，然后在21℃和65％相对空气湿度下储存时，使用Tramex CME4混凝土水分测量仪在最多24小时、优选在最多21小时之后作为6次测量的平均值，具有小于4wt％的水的表面水分含量。

这种表面特别适合于进一步用基于环氧树脂或聚氨酯的涂料来涂覆。优选的聚合物改质的砂浆，其在如上描述地被施加到干燥的混凝土上并且在21℃和65％相对空气湿度下固化24小时之后，用基于环氧树脂或聚氨酯的涂料涂覆，并且在21℃和65％相对湿度下存放14天后其粘附强度大于1.5MPa，优选大于2MPa。

组合物在与水混合后可以用于使用如上所述的根据本发明的单组分组合物的涂覆、翻新或保护构件的方法中，其中该方法包含以下方法步骤：

a)将所述组合物与水混合，

b)通过以下加工所得到的混合物

b1)在一个或多个构件的表面上施加混合物进行涂覆，

b2)将混合物引入构件的空腔或不平整处以填充或平滑化，

b3)将所述混合物作为腐蚀防护施加至构件的钢筋上，

c)任选地将施加上或引入的混合物平滑化和/或脱气，和

d)固化混合物。

混合物的加工和固化特别地可以在5-35℃的温度下进行。

用于涂覆的构件可以是由任何材料制成的基材，特别是建筑中常用的材料，例如混凝土、石材、砖石、抹灰、玻璃或金属。

该构件优选是地面，例如由混凝土、砂浆、找平层或石头制成的地面，其中由根据本发明的组合物构成的涂层形成地面覆层。特别优选的，这是一种自流平地面覆层。地面上可以配有底漆。此外，可以将覆盖层作为密封施加到所施加的固化的混合物上。

为了将混合物引入要填充的构件的空腔或不平整处，可以常规方式使用本发明的单组分组合物，例如作为砂浆或修补砂浆。

作为腐蚀防护，本发明的单组分组合物可以以常规方式施加，例如通过刷涂或喷涂到加强筋上。

本发明进一步涉及含有以下成分的水可稀释的胺混合物作为包含水泥、无机填料和含有至少一种聚合物P的粉末和至少一种含有环氧基团的化合物的粉状或颗粒状组合物的成分的用途：

-至少一种式(I)的胺-环氧化物加合物，

-至少一种式(II)的胺-环氧化物加合物，

-至少一种式(III)的胺-环氧化物加合物和

-至少一种具有两个伯氨基并且不含其它氨基和醚基的胺，

其中

a为0-10的整数，b为1-10的整数，n为5-50的整数和(a+b)的总和为1-10的整数，

p为0或1和q为0、1、2或3，

E为去除了两个环氧基团之后的二环氧化物的基团，

R¹为具有15-150g/mol分子量的单价有机基团，特别是戊-3-烯-2-酮-4-基或己-4-烯-2-酮-5-基或苄基，

R²为具有100-280g/mol分子量的单价有机基团，特别是辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、C₁₂至C₁₈-烷基或C₁₂至C₁₈-烷基氨基丙基，和

A为具有28-500g/mol分子量的二价有机基团，特别是具有180-500g/mol分子量的聚氧亚丙基基团。

这种组合物在与水混合后固化，如上所述那样。

实施例

以下记述旨在进一步阐明所描述的本发明的实施例。不言而喻地，本发明不限于所描述的这些实施例。

1.测试方法的描述

测试砂浆的粘附强度在将测试砂浆施加在由混凝土制成的喷砂花园板上和将其固化后根据EN 1542测定。

在测试砂浆上基于环氧树脂或聚氨酯的涂层的粘附强度根据EN 1542测定。

通过TRAMEX CME4混凝土水分测量仪(Tramex Ltd.(de),德国)测定施加在由混凝土制备的喷砂花园板上的1.5至3mm厚涂层的表面水分含量。在此，水分含量通过电子阻抗测量来测定。以规则的间隔在施加的涂层上的六个不同点处进行测量。六次测量的平均值确定为水分含量。以这种方式测定了从施加涂层到达到小于4wt％的水分含量的时间。

2.所使用的材料

以具有0.86mmol/g的环氧值的自由流动粉末的形式提供由14wt％的双酚-F-二缩水甘油基醚、71wt％的基于苯乙烯-丙烯酸酯共聚物的可再分散的粉末和15wt％的由碳酸钙和硅酸盐组成的载体材料组成的预混物A1。

以具有220mg KOH胺值的自由流动粉末的形式提供由胺、聚丁二烯和约34wt％的气相二氧化硅组成的预聚物B1。

提供预混物C1，其由62.5wt％的粒径为0.1-2.2mm的石英砂，34wt％的波特兰水泥CEM I 52.5，2.0wt％的碳酸钙和1.5wt％的由塑化剂、消泡剂、减缩剂和铬酸盐还原剂组成的混合物组成。

作为参考，使用

-81

一种基于水泥的环氧树脂改质的三组分流动覆层，其由水性的含环氧树脂的粘结剂组分、水性含胺的固化剂组分和粉末混合物组成。

3.根据本发明的组合物和对比混合物的制备

组合物Z1

将40g预混物A1和10g预混物B1依次充分混合到1kg预混物C1中。

组合物Z2

将80g预混物A1和20g预混物B1依次充分混合到1kg预混物C1中。

组合物Z3

将160g预混物A1和40g预混物B1依次充分混合到1kg预混物C1中。

对比混合物V1

将36.5g的双酚-A/F-二缩水甘油基醚、烷基缩水甘油基醚和分散剂构成的已经加热到40℃的混合物喷射并良好混合到1kg的预混物C1中，得到自由流动的粉末。

4.储存稳定性

组合物Z2和对比混合物V1的样品分别在密闭的塑料桶中于21℃和65％相对湿度下以及35℃和65％相对湿度下保存一个月。

储存一个月后，在Hobart混合器中将5kg的组合物Z2与800g的水混合3分钟。

两种砂浆，一种由在21℃下储存的组合物Z2制成，另一种由在35℃下储存的组合物Z2制成，可以很容易地进行处理而不会出现问题。

储存后同样对对比混合物V1进行测试。为此目的，在Hobart混合器中在每种情况下将5kg的对比混合物V1与735g的水性含胺固化剂组分-81

和112.5g水混合3分钟。

由对比混合物V1得到的砂浆(其已经在21℃下储存了一个月)，可以毫无问题地进行处理。

在35℃下储存了一个月的由比较混合物V1得到的砂浆由于其粘性和粘稠性而不能再正确加工。

5.组合物的用途和砂浆的制备

在每种情况下，将5000g的根据本发明的组合物Z1、Z2和Z3或者预混物C1与800g的水在Hobart混合器中混合三分钟。

将-81

用作参考混合物1。将含有环氧树脂的粘结剂组分和含有胺的固化剂组分彼此在Hobart混合器的混合容器中混合。伴随搅拌随后加入粉状的组分并且将混合物再混合3分钟直至形成均匀的混合物。

用层厚度为1.5至3mm的砂浆涂覆由混凝土制成的喷砂花园板，并用尖刺辊对新鲜涂层除气。将涂覆的花园板储存在21℃和65％相对空气湿度下。从施加涂层后10小时开始，每小时测量一次表面水分含量。在2天和28天后确定涂层的粘附强度。

在表1中报道了新鲜砂浆和涂层的性能

表1

n.g.:未测量

6.密封层在砂浆涂层上的粘附

用层厚度为1.5至3mm的新鲜砂浆涂覆由混凝土制成的干燥的喷砂花园板，用尖刺辊对新鲜涂层除气，并且将涂覆的花园板储存在21℃和65％相对空气湿度下24小时。随后施加

160 EP(环氧树脂涂层，来自Sika)或

359 PU(聚氨酯涂层，来自Sika)作为涂层。在21℃和65％相对空气湿度下储存14天后，测定施加的涂层在砂浆基底上的粘附性。结果在表2和表3中报道。

表2:在14天后

160 EP的粘附强度。

	参考实施例2	参考实施例3	实施例3	实施例4
					砂浆基础	3-组分体系	预混物C1	组合物Z2	组合物Z3
粘附强度[MPa]	3.6	无粘附	2.2	3.1

表3:在14天后

359 PU的粘附强度

	参考实施例4	参考实施例5	实施例5	实施例6
					砂浆基础	3-组分体系	预混物C1	组合物Z2	组合物Z3
粘附强度[MPa]	3.1	无粘附	2.8	3.0

Claims (15)

1.一种组合物，包含

-至少一种水泥，

-至少一种无机填料，

-至少一种包含至少一种聚合物P的粉末，

-至少一种含有环氧基团的化合物，

-其中至少一种含有环氧基团的化合物与聚合物P相同或不同，和

-至少一种具有至少三个对环氧基团有反应性的胺氢的胺，

其特征在于该组合物含有超过10wt％的水泥和在室温下作为储存稳定的自由流动的粉末和/或颗粒存在。

2.如权利要求1所述的组合物，其特征在于聚合物P包含含有单体结构单元苯乙烯和丙烯酸酯的共聚物，特别是苯乙烯和丙烯酸丁酯。

3.如前述权利要求任一项的组合物，其特征在于其含有0.5-20，优选2.5-18，更优选3.2-15wt％的聚合物P。

4.如权利要求1-3任一项的组合物，其特征在于含有环氧基团的化合物与聚合物P相同并且为具有共价结合环氧基团的共聚物。

5.如权利要求1-3任一项的组合物，其特征在于含有环氧基团的化合物与聚合物P不同并且为环氧树脂。

6.如权利要求5所述的组合物，其特征在于该环氧树脂以与聚合物P的紧密混合物形式存在。

7.如在前述权利要求任一项所述的组合物，其特征在于具有至少三个对环氧基团有反应性的胺氢的胺为水可稀释的胺或水可稀释的胺混合物的成分。

8.如权利要求7所述的组合物，其特征在于其含有水可稀释的胺混合物，所述胺混合物包含至少一种具有至少三个胺氢的胺-环氧化物加合物。

9.如在前述权利要求任一项所述的组合物，其特征在于所述胺以施加于无机载体材料上的形式存在。

10.如权利要求1、2和4-9中所述的组合物，其特征在于所述组合物含有

11-45wt％的水泥，

40-85wt％的无机填料，

0.5-20wt％的包含聚合物P的粉末，

0.1-7wt％的环氧树脂，

0.05-6wt％的胺，和

0-10wt％的其它添加剂。

11.制备如在前述权利要求中任一项所述的组合物的方法，包含以下步骤：

a)通过喷雾干燥包含以下成分的水性分散体来提供预混物：

-至少一种聚合物P和

-至少一种含有环氧基团的化合物，

-其中至少一种含有环氧基团的化合物与聚合物P相同或不同，

b)通过将至少一种具有至少三个对环氧基团有反应性的胺氢的胺，任选以水可稀释的胺混合物的形式施加到粉末状的无机载体材料上来提供含胺的粉末，

c)将含有环氧基团的粉末和含胺粉末与组合物的其它成分混合。

12.包含如权利要求1-10的任一项所述的组合物和水的聚合物改质的砂浆。

13.如权利要求12中所述的聚合物改质的砂浆作为石工砂浆、抹灰砂浆、修复砂浆、修补砂浆、抹平填料、找平层、涂层、防腐涂料或用于随后地面覆盖的自流平地面流平料的用途。

14.如权利要求12所述的聚合物改质的砂浆，其特征在于当以1.5到3mm的层厚度施加到干燥的混凝土上并且然后用钉辊进行脱气，并且随后在21℃和65％相对空气湿度下存储时，其具有少于4wt％水的表面水分含量，该含量采用Tramex CME4混凝土水分测量仪在最多24小时、最好在最多21小时之后作为6次测量的平均值测得。

15.含有以下成分的水可稀释的胺混合物作为包含水泥、无机填料和含有至少一种聚合物P的粉末和至少一种含有环氧基团的的化合物的粉末状或颗粒状组合物的成分的用途：

-至少一种式(I)的胺-环氧化物加合物，

-至少一种式(II)的胺-环氧化物加合物，

-至少一种式(III)的胺-环氧化物加合物和

-至少一种具有两个伯氨基并且不含其它氨基和醚基的胺，

其中

a为0-10的整数，b为1-10的整数，n为5-50的整数和(a+b)的总和为1-10的整数，

p为0或1和q为0、1、2或3，

E为去除了两个环氧基团之后的二环氧化物的基团，

R¹为具有15-150g/mol分子量的单价有机基团，特别是戊-3-烯-2-酮-4-基或己-4-烯-2-酮-5-基或苄基，

R²为具有100-280g/mol分子量的单价有机基团，特别是辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、C₁₂至C₁₈-烷基或C₁₂至C₁₈-烷基氨基丙基，和

A为具有28-500g/mol分子量的二价有机基团，特别是具有180-500g/mol分子量的聚氧亚丙基基团。