PL249104B1 - Kompozycja środka pianotwórczego i jej zastosowanie - Google Patents

Kompozycja środka pianotwórczego i jej zastosowanie

Info

Publication number
PL249104B1
PL249104B1 PL444779A PL44477923A PL249104B1 PL 249104 B1 PL249104 B1 PL 249104B1 PL 444779 A PL444779 A PL 444779A PL 44477923 A PL44477923 A PL 44477923A PL 249104 B1 PL249104 B1 PL 249104B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
composition
weight
sodium
composition according
foam
Prior art date
Application number
PL444779A
Other languages
English (en)
Other versions
PL444779A1 (pl
Inventor
Rafał Brandys
Alina Jakób
Original Assignee
Pcc Exol Spolka Akcyjna
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pcc Exol Spolka Akcyjna filed Critical Pcc Exol Spolka Akcyjna
Priority to PL444779A priority Critical patent/PL249104B1/pl
Priority to EP24171904.6A priority patent/EP4474367A1/en
Publication of PL444779A1 publication Critical patent/PL444779A1/pl
Publication of PL249104B1 publication Critical patent/PL249104B1/pl

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/16—Sulfur-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/12—Nitrogen containing compounds organic derivatives of hydrazine
    • C04B24/123—Amino-carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/10—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by using foaming agents or by using mechanical means, e.g. adding preformed foam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
    • C09K23/02—Alkyl sulfonates or sulfuric acid ester salts derived from monohydric alcohols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K23/00—Use of substances as emulsifying, wetting, dispersing, or foam-producing agents
    • C09K23/28—Aminocarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00612—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as one or more layers of a layered structure
    • C04B2111/0062—Gypsum-paper board like materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

Wynalazek dotyczy kompozycji środka pianotwórczego zawierającej wodę i anionowe środki powierzchniowo czynne oraz zastosowanie tej kompozycji jako środka napowietrzającego w procesie otrzymywania wytworów na bazie gipsu, zwłaszcza płyt gipsowo-kartonowych. Kompozycja według wynalazku zawiera co najmniej dwa różne alkilosiarczany określone ogólnym wzorem ROSO3M, gdzie R oznacza liniowy i/lub rozgałęziony łańcuch alkilowy o średniej liczbie atomów węgla wynoszącej od 8,0 do 8,8, M oznacza kation umożliwiający utworzenie soli środka powierzchniowo czynnego, przy czym kation ten jest jednowartościowym lub dwuwartościowym kationem metalu, przy czym wspomniane co najmniej dwa alkilosiarczany różnią się między sobą liczbą atomów węgla w łańcuchu alkilowym, a ponadto kompozycja zawiera aminokwasowy środek powierzchniowo czynny.

Description

Opis wynalazku
Dziedzina wynalazku
Wynalazek dotyczy kompozycji środka pianotwórczego zawierającej wodę i anionowe środki powierzchniowo czynne oraz zastosowanie tej kompozycji jako środka napowietrzającego w procesie otrzymywania wytworów na bazie gipsu, zwłaszcza płyt gipsowo-kartonowych. Ze względu na właściwości silnej koalescencji piany kompozycja według wynalazku jest szczególnie użyteczna do napowietrzania wytworów na bazie gipsu, takich, jak płyty gipsowo-kartonowe wytwarzane w technologii piany niestabilnej.
Stan techniki
Płyta gipsowo-kartonowa (g-k) to materiał konstrukcyjny który składa się z rdzenia gipsowego oraz otuliny kartonowej (papierowej). Proces produkcyjny płyt wymaga zastosowania dodatków chemicznych ułatwiających obróbkę oraz modyfikujących właściwości gipsu, tj. środków pianotwórczych, plastyfikatorów czy opóźniaczy wiązania. Niezwykle duże znaczenie w procesie mają środki pianotwórcze. Są to głównie mieszaniny środków powierzchniowo czynnych, których zadaniem jest redukcja masy płyty przez ograniczenie dozowania gipsu. Dzieje się to dzięki wprowadzeniu piany, która po związaniu gipsu pozostawia puste, małe pory. Stanowi to ogromną zaletę zarówno dla producenta - tańszy proces produkcyjny, oraz dla finalnego odbiorcy - mniejsze obciążenia konstrukcji budynków. Przez dziesięciolecia środki pianotwórcze bazowały jedynie na klasycznych mydłach żywicznych, a z czasem zostały wyparte na rzecz alkilosiarczanów (AS) oraz alkiloeterosiarczanów (AES), co znacznie poprawiło efektywność procesu.
Na dzień dzisiejszy na rynku europejskim rozróżnia się trzy grupy środków pianotwórczych:
- produkty w technologii piany stabilnej - tworzące małe pory, równomiernie rozmieszczone w rdzeniu płyty gipsowo-kartonowej; produkty te są wciąż najczęściej wykorzystywanymi środkami do przemysłowego napowietrzania płyt gipsowo-kartonowych;
- produkty w technologii piany półstabilnej - tworzące w rdzeniu płyty pory o średniej wielkości lub o mocno zróżnicowanych wymiarach;
- produkty w technologii piany niestabilnej - tworzące w rdzeniu płyty gipsowo-kartonowej duże pory, które znacząco redukują masę płyty; produkty te stanowią nowoczesne podejście do napowietrzania płyt gipsowo-kartonowych; ta technologia związana jest z omawianym zgłoszeniem.
W stanie techniki ujawniono również kompozycje środków pianotwórczych.
W patencie PL207153B1 ujawniono kompozycję gipsową, która poza gipsem i wodą zawiera kompozycję środka powierzchniowo czynnego zawierającą alkilosiarczany. Średnia liczba atomów węgla w kompozycji alkilosiarczanowej wynosi od 10 do 11. Opisana w tym patencie kompozycja środka powierzchniowo czynnego jest stosowana w technologii piany stabilnej i dedykowana jest do napowietrzania płyt g-k, które mają posiadać standardową drobną strukturę gipsową rdzenia.
Patent PL205528B1 dotyczy sposobu wytwarzania płyt gipsowych z użyciem środka powierzchniowo czynnego zawierającego co najmniej jeden alkilosiarczan, gdzie średnia liczba atomów węgla atomów wynosi od 9 do 10. Choć, w przeciwieństwie do rozwiązania z patentu PL207153B1, sposób wytwarzania płyt gipsowych według patentu PL205528B1 wykazuje pewne cechy technologii piany niestabilnej, to jednak wciąż wytworzona struktura piany wykazuje cechy piany stabilnej, co prowadzi do względnie drobnych porów w rdzeniu gipsowym.
W patencie EP2225326B1 ujawniono zawiesinę gipsową zawierającą pianę utworzoną z mieszaniny anionowych alkilosiarczanowych środków powierzchniowo czynnych z wbudowanym tlenkiem etylenu, a także sposób wytwarzania płyt gipsowo-kartonowych z wykorzystaniem tej zawiesiny.
W świetle powyższych informacji wyraźnie widać, że w stanie techniki istniała potrzeba opracowania receptury środka pianotwórczego zapewniającego optymalne właściwości płyt gipsowo-kartonowych przy niewielkim dozowaniu, tzn. duże pory w rdzeniu gipsowym pozwalające na znaczą redukcję masy płyty kartonowo-gipsowej. Pożądane jest, aby kompozycja środka pianotwórczego pozwalała na otrzymanie płyt gipsowo-kartonowych cechujących się wielkokomórkową strukturą porowatą i wysoką efektywnością, tj. wysoką wydajnością w tworzeniu piany.
Płyta na zastrzeganej recepturze powinna charakteryzować się unikalną, wielkokomórkową strukturą porowatą, a ze względu na dodatek aminokwasowy wysoką efektywnością.
Nieoczekiwanie okazało się, że wszystkie te potrzeby są spełniane przez kompozycję według przedmiotowego wynalazku.
Omówienie istoty wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest kompozycja środka pianotwórczego zawierająca wodę i anionowe środki powierzchniowo czynne, charakteryzująca się tym, że zawiera co najmniej dwa różne alkilosiarczany określone ogólnym wzorem (1):
ROSO3M (1) gdzie:
R oznacza liniowy i/lub rozgałęziony łańcuch alkilowy o średniej liczbie atomów węgla wynoszącej od 8,0 do 8,8,
M oznacza kation umożliwiający utworzenie soli środka powierzchniowo czynnego, przy czym kation ten jest jednowartościowym lub dwuwartościowym kationem metalu, przy czym wspomniane co najmniej dwa alkilosiarczany różnią się między sobą liczbą atomów węgla w łańcuchu alkilowym, a ponadto kompozycja zawiera N-lauroilosarkozynian metalu alkalicznego, korzystnie sodu jako aminokwasowy środek powierzchniowo czynny w ilości 0,01 do 1,0% wagowych kompozycji.
Korzystnie średnia liczba atomów węgla w łańcuchu alkilowym R we wzorze (1) wynosi od 8,5- 8,8.
Korzystnie M we wzorze (1) oznacza kation metalu wybranego spośród Na, K, Li.
Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera oktylosiarczan sodu i decylosiarczan sodu, a szczególnie korzystnie od 1 do 25% wagowych oktylosiarczanu sodu oraz od 1 do 20% wagowych decylosiarczanu sodu.
Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera oktylosiarczan sodu w zakresie od 62% do 75% wagowych w przeliczeniu na masę wszystkich środków powierzchniowo czynnych zawartych w kompozycji.
Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera decylosiarczan sodu w zakresie od 25% do 38% wagowych w przeliczeniu na masę wszystkich środków powierzchniowo czynnych zawartych w kompozycji.
Przedmiotem wynalazku jest również zastosowanie kompozycji według wynalazku określonej powyżej jako środka napowietrzającego w procesie otrzymywania wytworów na bazie gipsu, zwłaszcza płyt gipsowo-kartonowych. Korzystnie kompozycję według wynalazku stosuje się w postaci wodnego roztworu o stężeniu od 0,1% do 10% wagowych.
Zalety wynalazku
Kompozycja według wynalazku stanowi mieszaninę specjalistycznych środków pianotwórczych dedykowanych do napowietrzania płyt kartonowo-gipsowych w technologii piany niestabilnej. Mieszanina tych anionowych środków powierzchniowo czynnych umożliwia wytworzenie w rdzeniu płyty gipsowo-kartonowej porów o unikatowej wielkokomórkowej strukturze, co pozwala na znaczne obniżenie masy płyty.
Dzięki wysokiej zawartości alkilosiarczanu o mniejszej liczbie atomów węgla w łańcuchu alkilowym, korzystnie oktylosiarczanu, średnica wprowadzanych pęcherzyków powietrza jest znacznie większa niż w przypadku standardowych środków napowietrzających stosowanych w technologii piany stabilnej. Struktura piany wytworzona z wykorzystaniem kompozycji według wynalazku jest silnie niestabilna, a koalescencja pęcherzyków jest znacznie przyspieszona.
Odpowiednio dobrana zawartość alkilosiarczanu o większej liczbie atomów węgla w łańcuchu alkilowym, korzystnie decylosiarczanu, w składzie kompozycji według wynalazku sprawia, że piana nie zanika zbyt szybko oraz znacząco poprawia całkowitą wydajność środka pianotwórczego. Dodatek aminokwasowego środka powierzchniowo czynnego wykazuje oddziaływanie synergiczne z alkilosiarczanem o większej liczbie atomów węgla w łańcuchu alkilowym, korzystnie decylosiarczanem, minimalizując zanik piany i podnosząc wydajność jej tworzenia. Zwiększona efektywność tworzenia piany umożliwia ograniczenie ilości dozowanego środka pianotwórczego oraz gipsu, co generuje duże oszczędności materiału podczas produkcji płyty.
W wyniku zastosowania omawianej receptury uzyskuje się płyty g-k wysokiej klasy o niskiej masie.
Szczegółowy opis wynalazku
W niniejszym opisie określenie „duże pory” oznacza pory o wielkości powyżej 0,8 mm2, a określenie „małe pory” oznacza pory o wielkości poniżej 0,5 mm2, przy czym wielkość porów podana w mm2 oznacza średnią pola powierzchni pęcherzyków powietrza (ang. Mean Bubble Area, MBA) formujących pory.
Jak już wskazano powyżej przedmiotowy wynalazek dotyczy specjalistycznej kompozycji środka pianotwórczego o zdolności wytwarzania dużych porów, dedykowanej do napowietrzania płyt gipsowokartonowych w celu redukcji ich masy. Zalety receptury - opierają się na kluczowym stosunku soli dwóch różnych alkilosiarczanów (korzystnie oktylosiarczanu do decylosiarczanu), wyrażonym przez średnią liczbę atomów węgla w łańcuchu alkilowym R we wzorze (1) wynoszącą od 8,0 do 8,8 (korzystnie od 8,5 do 8,8) oraz zastosowaniu aminokwasowego środka powierzchniowo czynnego (korzystnie soli N-lauroilosarkozyny). Struktura rdzenia gipsowego płyty g-k wytworzonej z wykorzystaniem kompozycji według wynalazku posiada unikatowo duże pory. Ponadto, dozowanie kompozycji według wynalazku w procesie wytwarzania płyty g-k jest znacznie ułatwione dzięki dużej stabilności i efektywności pianotwórczej.
Korzystnie kompozycja według wynalazku zawiera dwa anionowe środki powierzchniowo czynne z alkilosiarczanów sodowych:
A) od 1% do 25% wagowych oktylosiarczanu sodu,
B) od 1% do 20% wagowych decylosiarczanu sodu.
Poza tymi dwoma środkami kompozycja według wynalazku korzystnie zawiera aminokwasowy anionowy środek powierzchniowo czynny w ilości od 0,01% do 1,0% wagowego, a w szczególności N- laurylosarkozynian sodu (sól sodową N-dodekanoilo-N-metyloglicyny, nr CAS: 137-16-6). Dodatek aminokwasowego środka powierzchniowo czynnego do kompozycji według wynalazku zwiększa stabilność i efektywność uzyskiwanej piany, co w rezultacie przekłada się na możliwość zmniejszonego dozowania kompozycji w procesie wytwarzania płyt g-k, a to oznacza większe oszczędności.
Uzyskana kompozycja ma lepkość zmierzoną w temperaturze 20°C w zakresie od około 10 do około 400 mPa-s, korzystnie w zakresie od około 30 do około 300 mPa-s oraz średnią powierzchnię pęcherzyków (MBA) po czasie 500 sekund od momentu spienienia w zakresie od około 300 000 do około 950 000 μm2 (0,30 mm2 - 0,95 mm2), korzystnie od około 320 000 do około 900 000 μm2 (0,32 mm2 - 0,90 mm2).
Wynalazek dotyczy również zastosowania kompozycji według wynalazku jako środka napowietrzającego w procesie otrzymywania wytworów na bazie gipsu, zwłaszcza płyt gipsowo-kartonowych. Korzystnie kompozycję według wynalazku stosuje się w postaci wodnego roztworu o stężeniu od 0,1% do 10% wagowych.
Kompozycję według wynalazku otrzymuje się w wyniku wprowadzenia jej składników, tj. wody i środków powierzchniowo czynnych, do naczynia o odpowiednio dobranej objętości, a następnie ich mieszanie aż do uzyskania jednorodnej kompozycji. Takie mieszanie może być przeprowadzone przykładowo za pomocą mieszadła mechanicznego, takiego jak mieszadło mechaniczne z końcówką kotwicową. Korzystnie temperatura mieszania odpowiada temperaturze pokojowej (około 25°C). Temperatura maksymalna przy wytwarzaniu kompozycji nie może przekraczać około 50°C.
Przykłady
Przykład 1
Kompozycję wytworzono w następujący sposób:
a) Do zlewki o objętości 2 L wprowadzono anionowy środek powierzchniowo czynny o wzorze sumarycznym C8H1?OSO3Na (oktylosiarczan sodu) w ilości 15% wagowych w stosunku do całkowitej masy kompozycji.
b) Wprowadzono drugi anionowy środek powierzchniowo czynny o wzorze sumarycznym C10H21OSC3Na (decylosiarczan sodu) w ilości 20% wagowych w stosunku do całkowitej masy kompozycji.
c) Pozostałą część kompozycji (65% wagowych) stanowiła woda demineralizowana.
d) Składniki mieszano przez około 30 minut z prędkością 20 obr./min. Za pomocą mieszadła mechanicznego z końcówką kotwicową.
Powyższe etapy prowadzono w temperaturze pokojowej (25°C).
Wyniki: Badania piany przeprowadzone zostały za pomocą analizatora pian DFA100 Kruss. Sprawdzono wysokość piany, jej stabilność oraz wielkość pęcherzyków w pianie. Powyższa kompozycja wykazała zdolność pianotwórczą (parametr używany zamiennie z wysokością piany) na poziomie 180 ml (powinna wynosić zawsze powyżej 160 ml) oraz stabilność (wartość połowicznego zaniku, ang. Half-life foam) na poziomie 170 sekund (parametr pomocniczy informujący o niestabilności). Wielkość pęcherzyków powietrza w pianie wynosiła około 0,3 mm2 czyli mieści się w zakresie dolnego wymaganego przedziału wielkości (0,30 mm2 - 0,95 mm2).
Przykład 2
Kompozycję według wynalazku wytworzono w następujący sposób:
a) Do zlewki o objętości 2 L wprowadzono anionowy środek powierzchniowo czynny - oktylosiarczanu sodu w ilości 22% wagowych w stosunku do całkowitej masy kompozycji.
b) Wprowadzono drugi anionowy środek powierzchniowo czynny - decylosiarczan sodu w ilości 13% wagowych w stosunku do całkowitej masy kompozycji.
c) Pozostałą część kompozycji (65% wagowych) stanowiła woda demineralizowana.
d) Składniki mieszano przez około 30 minut z prędkością 20 obr./min. Za pomocą mieszadła mechanicznego z końcówką kotwicową.
Powyższe etapy prowadzono w temperaturze pokojowej (25°C).
Wyniki: Badania piany przeprowadzone zostały za pomocą analizatora pian DFA100 Kruss. Sprawdzono wysokość piany, jej stabilność oraz wielkość pęcherzyków w pianie. Powyższa kompozycja wykazała zdolność pianotwórczą na poziomie 175 ml oraz stabilność (ang. Half-life foam) na poziomie 150 sekund. Wielkość pęcherzyków powietrza w pianie wynosiła około 0,7 mm2, co oznacza, że finalne pory w gipsie mogą posiadać odpowiednią wielkość.
Przykład 3
Kompozycję wytworzono w następujący sposób:
a) Do zlewki o objętości 2 L wprowadzono anionowy środek powierzchniowo czynny - oktylosiarczan sodu w ilości 10% wagowych w stosunku do całkowitej masy kompozycji.
b) Wprowadzono drugi anionowy środek powierzchniowo czynny - decylosiarczan sodu w ilości 25% wagowych w stosunku do całkowitej masy kompozycji.
c) Pozostałą część kompozycji (65% wagowych) stanowiła woda demineralizowana.
d) Składniki mieszano przez około 30 minut z prędkością 20 obr./min. Za pomocą mieszadła mechanicznego z końcówką kotwicową.
Powyższe etapy prowadzono w temperaturze pokojowej (25°C).
Wyniki: Badania piany przeprowadzone zostały za pomocą analizatora pian DFA100 Kruss. Sprawdzono wysokość piany, jej stabilność oraz wielkość pęcherzyków w pianie. Powyższa kompozycja wykazała zdolność pianotwórczą na poziomie 190 ml oraz stabilność (ang. Half-life foam) na poziomie 200 sekund. Wielkość pęcherzyków powietrza w pianie wynosiła około 0,2 mm2, czyli poniżej wymaganej wielkości.
Przykład 4
Kompozycję wytworzono w następujący sposób:
a) Do zlewki o objętości 2 L wprowadzono anionowy środek powierzchniowo czynny - oktylosiarczan sodu w ilości 25% wagowych w stosunku do całkowitej masy kompozycji.
b) Wprowadzono drugi anionowy środek powierzchniowo czynny decylosiarczan sodu w ilości 10% wagowych w stosunku do całkowitej masy kompozycji.
c) Pozostałą część kompozycji (65% wagowych) stanowiła woda demineralizowana.
d) Składniki mieszano przez około 30 minut z prędkością 20 obr./min. za pomocą mieszadła mechanicznego z końcówką kotwicową.
Powyższe etapy prowadzono w temperaturze pokojowej (25°C).
Wyniki: Badania piany przeprowadzone zostały za pomocą analizatora pian DFA100 Kruss. Sprawdzono wysokość piany, jej stabilność oraz wielkość pęcherzyków w pianie. Powyższa kompozycja wykazała zdolność pianotwórczą na poziomie 150 ml oraz stabilność (ang. Half-life foam) na poziomie 130 sekund. Wielkość pęcherzyków powietrza w pianie wynosiła około 0,8 mm2. Wielkość pęcherzyków powietrza jest na odpowiednim poziomie (tj. z zakresu 0,30 mm2 - 0,95 mm2), jednak wysokość piany jest znacznie niższa od poprzednich kompozycji w przykładach.
Omówienie wyników uzyskanych dla przykładów 1-4:
Przedstawione powyżej wyniki badań wskazują, że odpowiedni stosunek oktylosiarczanu sodu do decylosiarczanu sodu jest niezwykle ważny. Im większy udział składnika z grupą alkilową liczącą 8 atomów węgla (tu: oktylosiarczan sodu), tym większa wielkość pęcherzyków powietrza, a to wprost wskazuje na szybszą koalescencję pęcherzyków. Z kolei zwiększenie w kompozycji udziału składnika z grupą alkilową liczącą 10 atomów węgla (tu: decylosiarczan sodu) powoduje zmniejszenie wielkości pęcherzyków powietrza, a to oznacza większą stabilność piany i efektywność środka pianotwórczego.
Oba składniki są ze sobą w pełni kompatybilne, rozpuszczają się bardzo dobrze w kompozycji oraz wykazują nieoczekiwane działanie synergiczne. Oktylosiarczan jest środkiem niskopiennym, ale przyspieszającym koalescencję. Natomiast decylosiarczan opóźnia koalescencję, ale umożliwia wytworzenie stabilnej i wysokiej piany. Z tego powodu dokładnie dobrany stosunek obu składników jest kluczowy. Nadmiar (tj. większy udział) oktylosiarczanu sodu wobec decylosiarczanu sodu w recepturze kompozycji według wynalazku pozwala uzyskać nieoczekiwanie dobre wyniki.
Przykład 5
Kompozycję według wynalazku wytworzono w sposób analogiczny, jak w przykładzie 2, ale recepturę uzupełniono o aminokwasowy środek powierzchniowo czynny, zmniejszając odpowiednio udział drugiego anionowego środka powierzchniowo czynnego:
a) Do zlewki o objętości 2 L wprowadzono anionowy środek powierzchniowo czynny - oktylosiarczan sodu w ilości 22% wagowych w stosunku do całkowitej masy kompozycji.
b) Wprowadzono drugi anionowy środek powierzchniowo czynny - decylosiarczan sodu w ilości 12,9% wagowych w stosunku do całkowitej masy kompozycji.
c) Wprowadzono aminokwasowy środek powierzchniowo czynny - N-laurylosarkozynian sodu (sól sodowa N-dodekanoilo-N-metyloglicyny, nr CAS: 137-16-6) w ilości 0,1% wagowych w stosunku do całkowitej masy kompozycji.
d) Pozostałą część kompozycji (65% wagowych) stanowiła woda demineralizowana.
e) Składniki mieszano przez około 30 minut z prędkością 20 obr./min. za pomocą mieszadła mechanicznego z końcówką kotwicową.
Powyższe etapy prowadzono w temperaturze pokojowej (25°C).
Wyniki: Badania piany przeprowadzone zostały za pomocą analizatora pian DFA100 Kruss. Sprawdzono wysokość piany, jej stabilność oraz wielkość pęcherzyków w pianie. Powyższa kompozycja wykazała zdolność pianotwórczą na poziomie 180 ml oraz stabilność (ang. Half-life foam) na poziomie 160 sekund. Wielkość pęcherzyków powietrza w pianie wynosiła około 0,8 mm2, co oznacza, że finalne pory w gipsie mogą posiadać odpowiednią wielkość.
Przykład 6
Kompozycję według wynalazku wytworzono w sposób analogiczny, jak w przykładzie 4, ale recepturę uzupełniono o aminokwasowy środek powierzchniowo czynny, zmniejszając odpowiednio udział drugiego anionowego środka powierzchniowo czynnego:
a) Do zlewki o objętości 2 L wprowadzono anionowy środek powierzchniowo czynny - oktylosiarczan sodu w ilości 25% wagowych w stosunku do całkowitej masy kompozycji.
b) Wprowadzono drugi anionowy środek powierzchniowo czynny decylosiarczan sodu w ilości 9.8% wagowych w stosunku do całkowitej masy kompozycji.
c) Wprowadzono aminokwasowy środek powierzchniowo czynny - N-laurylosarkozynian sodu w ilości 0,2% wagowych w stosunku do całkowitej masy kompozycji.
d) Pozostałą część kompozycji (65% wagowych) stanowiła woda demineralizowana.
e) Składniki mieszano przez około 30 minut z prędkością 20 obr./min. za pomocą mieszadła mechanicznego z końcówką kotwicową.
Powyższe etapy prowadzono w temperaturze pokojowej (25°C).
Wyniki: Badania piany przeprowadzone zostały za pomocą analizatora pian DFA100 Kruss. Sprawdzono wysokość piany, jej stabilność oraz wielkość pęcherzyków w pianie. Powyższa kompozycja wykazała zdolność pianotwórczą na poziomie 170 ml oraz stabilność (ang. Half-life foam) na poziomie 150 sekund. Wielkość pęcherzyków powietrza w pianie wynosiła około 0,9 mm2. Wielkość pęcherzyków powietrza mieści się w odpowiednim zakresie (podanym w przykładzie 1 powyżej).
Omówienie wyników uzyskanych dla przykładów 5-6:
Przedstawione powyżej wyniki badań kompozycji według wynalazku z dodatkiem N-laurylosarkozynianu sodu wskazują, że ten dodatkowy składnik znacząco, pozytywnie wpłynął na parametry piany. Dodatek aminokwasowego środka powierzchniowo czynnego w obu przypadkach nieoczekiwanie zwiększył stabilność i efektywność piany, przy jednoczesnym uniknięciu zmniejszania wielkości pęcherzyków powietrza. Aminokwasowy środek powierzchniowo czynny może z powodzeniem może być stosowany jako innowacyjne uzupełnienie podstawowej receptury kompozycji według wynalazku.

Claims (10)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Kompozycja środka pianotwórczego zawierająca wodę i anionowe środki powierzchniowo czynne, znamienna tym, że zawiera co najmniej dwa różne alkilosiarczany określone ogólnym wzorem (1):
    ROSO3M (1) gdzie:
    R oznacza liniowy i/lub rozgałęziony łańcuch alkilowy o średniej liczbie atomów węgla wynoszącej od 8,0 do 8,8,
    M oznacza kation umożliwiający utworzenie soli środka powierzchniowo czynnego, przy czym kation ten jest jednowartościowym kationem metalu, przy czym wspomniane co najmniej dwa alkilosiarczany różnią się między sobą liczbą atomów węgla w łańcuchu alkilowym, a ponadto kompozycja zawiera N-lauroilosarkozynian metalu alkalicznego, korzystnie sodu, jako aminokwasowy środek powierzchniowo czynny w ilości od 0,01 do 1,0% wagowych kompozycji.
  2. 2. Kompozycja według zastrzeżenia 1, znamienna tym, że zawiera N-lauroilosarkozynian sodu w zakresie od 0,05 do 0,7% wagowych kompozycji.
  3. 3. Kompozycja według jednego z zastrzeżeń 1-2, znamienna tym, że średnia liczba atomów węgla w łańcuchu alkilowym R we wzorze (1) wynosi od 8,5-8,8.
  4. 4. Kompozycja według jednego z zastrzeżeń 1-3, znamienna tym, że M we wzorze (1) oznacza kation metalu wybranego spośród Na, K, Li.
  5. 5. Kompozycja według jednego z zastrzeżeń 1-4, znamienna tym, że zawiera oktylosiarczan sodu i decylosiarczan sodu.
  6. 6. Kompozycja według zastrzeżenia 5, znamienna tym, że zawiera od 1 do 25% wagowych oktylosiarczanu sodu oraz od 1 do 20% wagowych decylosiarczanu sodu.
  7. 7. Kompozycja według zastrzeżenia 5 albo 6, znamienna tym, że zawiera oktylosiarczan sodu w zakresie od 62% do 75% wagowych w przeliczeniu na masę wszystkich środków powierzchniowo czynnych zawartych w kompozycji.
  8. 8. Kompozycja według jednego z zastrzeżeń 5-7, znamienna tym, że zawiera decylosiarczan sodu w zakresie od 25% do 38% wagowych w przeliczeniu na masę wszystkich środków powierzchniowo czynnych zawartych w kompozycji.
  9. 9. Zastosowanie kompozycji określonej w jednym z zastrzeżeń 1-8 jako środka napowietrzającego w procesie otrzymywania wytworów na bazie gipsu, zwłaszcza płyt gipsowo-kartonowych.
  10. 10. Zastosowanie według zastrzeżenia 9, znamienne tym, że kompozycję stosuje się w postaci wodnego roztworu o stężeniu od 0,1% do 10% wagowych.
PL444779A 2023-05-08 2023-05-08 Kompozycja środka pianotwórczego i jej zastosowanie PL249104B1 (pl)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL444779A PL249104B1 (pl) 2023-05-08 2023-05-08 Kompozycja środka pianotwórczego i jej zastosowanie
EP24171904.6A EP4474367A1 (en) 2023-05-08 2024-04-23 Foaming agent composition and use thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL444779A PL249104B1 (pl) 2023-05-08 2023-05-08 Kompozycja środka pianotwórczego i jej zastosowanie

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL444779A1 PL444779A1 (pl) 2024-11-12
PL249104B1 true PL249104B1 (pl) 2026-03-02

Family

ID=91067162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL444779A PL249104B1 (pl) 2023-05-08 2023-05-08 Kompozycja środka pianotwórczego i jej zastosowanie

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4474367A1 (pl)
PL (1) PL249104B1 (pl)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61286255A (ja) * 1985-06-10 1986-12-16 ミサワホ−ム株式会社 軽量気泡コンクリ−トの製造法
PL207153B1 (pl) * 2000-09-22 2010-11-30 Lafarge Platres Kompozycja gipsowa, sposób jej wytwarzania oraz zastosowanie kompozycji gipsowej
CN107879660A (zh) * 2017-10-13 2018-04-06 广东盛瑞科技股份有限公司 一种基于阴离子表面活性剂的合成发泡剂

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2821838B1 (fr) 2001-03-06 2003-06-06 Lafarge Platres Procede d'allegement de plaques de platre
AU2003273011B2 (en) * 2002-10-29 2007-07-19 Yoshino Gypsum Co., Ltd. Method for producing light gypsum board
US9650305B2 (en) 2007-12-28 2017-05-16 United States Gypsum Company Hard water foaming agents and methods for gypsum board production
ES2560474T3 (es) * 2013-04-10 2016-02-19 Menno Chemie-Vertrieb Gmbh Agente de limpieza y de cuidado para animales útiles
WO2018187560A1 (en) * 2017-04-06 2018-10-11 Stepan Company Alkyl sulfate / alkyl ether sulfate gypsum foamer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61286255A (ja) * 1985-06-10 1986-12-16 ミサワホ−ム株式会社 軽量気泡コンクリ−トの製造法
PL207153B1 (pl) * 2000-09-22 2010-11-30 Lafarge Platres Kompozycja gipsowa, sposób jej wytwarzania oraz zastosowanie kompozycji gipsowej
CN107879660A (zh) * 2017-10-13 2018-04-06 广东盛瑞科技股份有限公司 一种基于阴离子表面活性剂的合成发泡剂

Also Published As

Publication number Publication date
EP4474367A1 (en) 2024-12-11
PL444779A1 (pl) 2024-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4618370A (en) Foam generating compositions
US4676835A (en) Foam generating compositions
US4678515A (en) Foam generating compositions
US5240639A (en) Foaming agent
RU2010123712A (ru) Пенообразующие средства для жесткой воды и способы изготовления гипсовых плит
BR0315220B1 (pt) Emulsão útil em propiciar resistência à água a um produto de gesso e método para fabricação da mesma
CN102060468B (zh) 一种灌浆外加剂
CN105307999A (zh) 用于石膏墙板制造的表面活性剂组合物
US5466393A (en) Foaming agent
US20160031761A1 (en) Surfactant Composition for Use in Gypsum Wallboard Manufacture
JP3719706B2 (ja) 石膏スラリー用分散剤
PL249104B1 (pl) Kompozycja środka pianotwórczego i jej zastosowanie
JP2801258B2 (ja) 発泡剤
US2172076A (en) Production of porous building materials
EP0256573B1 (en) Hydraulic cement mix and process for its production
US6039800A (en) Production of foamed compositions containing gypsum
EP4177299A1 (en) Foaming agent composition, manufacturing method of such composition and use of the compositon
PT94525A (pt) Processo para introduzir ar em misturas a base de cimentos hidraulicos
JP2003313060A (ja) 水硬性組成物用起泡剤
CN116589220A (zh) 一种新型水泥泡沫剂
RU2016884C1 (ru) Способ изготовления пенобетона
SU1303595A1 (ru) Композици дл поризации дисперсной смеси
US1720032A (en) Cellular plaster
JP7848055B2 (ja) 石膏ボード製造用起泡剤
RU2531018C1 (ru) Пенообразователь для производства пенобетона (варианты)