含石膏组合物和其用途的制作方法

专利名称：含石膏组合物和其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及含有特定油脂性化学添加剂的石膏基组合物和这种组合物用于生产石膏构件和特定的建筑灰泥，石膏灰泥和灰浆化合物的用途。
长期以来，无水石膏和半水石膏因其能用水固化而作为有用的原料，这种原料具有许多有利的特性，例如收缩小，具有耐火性和固化时具有中性pH值。现在大量的石膏是由废气脱硫而生产，在使用时受到环境的限制。
但是，凝固的石膏灰浆，刮浆和涂层的一个缺点是这种体系的耐水性较低。外部使用石膏例如作为灰浆使用时仍然存在未解决的问题。
已知通过加入多达2％(重量)的特定聚硅氧烷可以使石膏具有疏水性。但是在其制造时，就此而言，其不足是加入聚硅氧烷将严重危害环境，因为聚硅氧烷不能生物降解并且对生态平衡不利。另外，这种改性石膏还不能达到在外部使用的质量。
德国专利DE-OS3238390公开了一种予制的灰浆，这种灰浆含有石膏或水泥作为胶凝剂，另外还含有予制灰浆的0.5-1％(体积)的由60-88％C10-20链烷烃混合物和/或甘油酯，高级脂肪酸或脂肪和12-40％的表面活性剂的混合物作为乳化剂。所述混合物具有疏水性，致使灰浆具有较好的热绝缘性和抗冻性。
JP-A-82/61648公开了石膏分散剂，它们含有(烷基)萘磺酸和甲醛的缩合物，二氧化硅粉末和任选地一种选自矿物油，合成润滑油和天然油的油。石膏完全地分散在水中，直到与水发生反应而凝固。从石膏和水的混合物即石膏悬浮液中分离出的水在凝固过程中减少，从而获得高质量的固化石膏。
JP-A-73/73427公开了含有纤维素醚的耐火性和防水性石膏灰浆墙，它们是在高级脂肪酸金属盐的存在下，将煅烧石膏的悬浮液与含水纤维素树脂，石棉或玻璃纤维在模具中进行反应并加热以排出其中的水而制备的。
JP-A-79/10974公开了具有改进防水性的建筑用板，它们是通过向水硬性材料例如水泥或煅烧石膏中加入一种高级脂肪酸或它们的盐而制备的。
比利时专利申请873812公开了一种固化的石膏混凝土，它是通过充分混合石膏和水而获得的，其中的部分石膏由基本上难溶的脂肪酸的金属盐代替。硬脂酸，油酸，棕榈酸或类似的酸的钙，铝，钡，铅，镁，锌，铜或镍盐可用作疏水剂。
JP-A-82/3751公开了防水，凝固的石膏模制品，它们是通过使疏水剂与氧化钙半水合物进行反应，加入水，模制并在含二氧化碳的气氛下加热而获得的。这种疏水剂是以高级脂肪酸例如硬脂酸，棕榈酸，油酸，椰子油脂肪酸等和它们的碱金属/碱土金属盐形式，其用量为0.5-12％(重量)。
JP-A-83/41750公开了一种用于平面构件的材料，它们是通过使水硬性材料例如水泥，一种由水泥、粒化渣和石膏等的混合物、含无机纤维的材料例如石棉，玻璃纤维等，增粘材料例如甲基纤维素，聚乙二醇等，和高级脂肪酸的金属盐例如硬脂酸钠，硬脂酸钾，油酸钠，油酸钾等进行反应而获得的。
JP-A-83/36955公开了一种灰浆组合物，其中使用质量很均匀的粒化高炉矿渣作为骨料。所述混合物含有10份重量的硫酸钙一水合物和50-200份重量的粒化高炉矿渣作为骨料，0.03-3份重量磷酸盐，0.03-3份重量蛋白质基阻滞剂和必要时另外加入脂肪酸盐。
JP-A-82/175764公开了一种无机材料的防水建筑构件，这种构件例如是通过将脂肪酸的铝盐水溶液加入到含有水硬性无机材料例如水泥或石膏，纤维材料和骨料的悬浮液中，将混合物加入到模具中并使其凝固，然后通过热处理进行干燥直到内部温度为80℃以上。加入脂肪酸的铝盐是为了防止过热，也为了防止断裂和层的剥落。
由EP-A-321816可知HLB值为4.5-11的乙氧基化的C12-22脂肪醇可作为表面活性剂组分而加入到石膏基组合物中，该组合物中可以任选地加入羟基烷基化的甲基纤维素。由此制备的组合物可以用作为灰浆和填料等。添加乙氧基化脂肪醇的目的是为了防止在所述组合物与水混合时形成结块。
在“Con Chem Journal”第2卷(1994)，第23页中公开了一种含有至少10个碳原子的脂肪醇基的石膏添加剂。
JP-A-90/296780公开了一种使用C10-16脂肪酸烷基酯的磺酸盐作为发泡剂而使石膏悬浮液发泡而制成的低密度石膏产品。
EP-A-54175公开了一种基于水泥，石膏，和/或氢氧化钙，普通填料和辅剂的灰浆混合物，其中向无水灰浆混合物中加入0.05-0.5％水溶性非离子纤维素醚和0.01-0.05％脂肪醇和/或脂肪酸或其酰胺的环氧乙烷加成物。这些灰浆混合物用于生产加气的灰浆，石膏和含氢氧化钙的胶粘灰浆中，例如用于铺瓦和镶嵌结构，和用于以灰浆胶凝剂为基的加气的普通硅酸盐水泥。
DE2908271公开了其后使用水基蜡，石蜡和树脂分散剂涂层石膏胶凝材料板。
本发明的任务是提供一种石膏基组合物，使用特定的油脂性化学添加剂或各种添加剂的混合物以改进石膏特性。特性改进特别是包括疏水性，凝固时间的控制，流变性，保水能力和弹性化。
所述的任务通过权利要求1的特征予以解决。
因此，本发明涉及石膏基组合物，其特征在于，按干混合物总量计，含有0.1-30％(重量)的至少一种油脂性化学的添加剂，添加剂选自以下化合物--至少一种分子量为143-20000并含有至少一个羧基和至少8个碳原子的脂肪化合物，和/或它们的盐；--至少一种分子量为130-20000的并含有至少一个羟基和至少有8个碳原子的脂肪化合物；--至少一种分子量为158-20000的并含有至少一个酯基的脂肪化合物，其酸组分和/或醇组分至少含有8个碳原子；--至少一种，分子量为144-20000的并含有至少一个醚基的脂肪化合物，其中两个醚基中的至少一个基团含有至少8个碳原子；--至少一种分子量为129-20000并含有至少一个氨基或至少一个季铵盐的脂肪化合物，其中排列在氮原子周围的三个或四个基中的至少一个基团至少8个碳原子；--至少一种分子量为157-20000并含有至少一个酰胺基团的脂肪化合物，其中酰胺的酸部分有至少8个碳原子；--至少一种分子量为128-20000并含有至少一个环氧化物基团和至少8个碳原子的脂肪化合物；
--至少一种分子量为210-20000并含有至少一个酐基团和至少有8个碳原子的脂肪化合物；--至少一种分子量为193-20000并含有至少8个碳原子的有机磷脂肪化合物；--至少一种分子量为174-20000并含有至少8个碳原子的有机硼脂肪化合物；--至少一种分子量为164-20000并含有至少8个碳原子的有机硫脂肪化合物；--至少一种分子量为213-20000并含有至少一个尿烷基团和至少8个碳原子的脂肪化合物，和/或--至少一种分子量为130-20000并含有至少一个酮基团和至少有8个碳原子的脂肪化合物；--其条件是不单独使用高级脂肪酸或其盐作为至少一种含有至少一个羧基的脂肪化合物，另一条件是，不单独使用脂肪醇或乙氧基化脂肪醇作为至少一种含有至少一个羟基的脂肪化合物，还有一个条件是不单独使用天然脂肪或油作为至少一种含有至少一个酯基的脂肪化合物；--另一个条件是不单独使用C10-16脂肪酸烷基酯的磺酸酯作为有机硫化合物和--其条件是不单独使用脂肪酸酰胺的环氧乙烷加成物作为至少一种含有至少一个酰胺基团的脂肪化合物。
本发明石膏基组合物的主要组分是无水石膏或半水石膏，包括所有基于天然石膏，合成石膏或废气脱硫产生的石膏的化学改性的石膏(α-和β-半水石膏，无水I，II，III石膏)。原则上，这些基于CaSO4的水硬性凝固的各种石膏可以以单一形式存在，也可以以混合物形式存在。
所用的天然石膏通常是在旋转窑内或大型沸腾炉内获得的β型石膏。相应的多相石膏是通过篦子炉方法获得的，同时还通过高压釜获得α型石膏。
在使用合成石膏形式的石膏时，β型石膏通过Knauf旋转窑，通过Knauf大型沸腾炉和通过大型沸腾炉获得而无需进行重结晶。相应的多相石膏是作为合成石膏通过Knauf骨料煅烧法获得的，同时还通过Giulini高压釜获得α型石膏。
但是，今天大量的石膏是通过废气的脱硫例如通过Bischoff法，SaarbergHolter法和小批量研究法产生的。例如在1990年大约生产了2百万吨废石膏。由VGDP石膏(WGDP＝废气脱硫厂)产生的α-半水石膏在这方面具有重大意义。
在石膏基组合物中，作为主要产品的上述来源的石膏的用量按干混合物的无机胶凝剂组分计为50-99.9％(重量)，优选70-98％(重量)。
本发明的脂肪化合物是由天然油，尤其是植物油和动物油获得的脂肪酸、脂肪醇以及它们的衍生物或副产物。
事实上，它们是以各种脂肪酸甘油酯的天然混合物的形式存在，例如以棕榈油，棕榈仁油，棕榈硬脂精，橄榄油，菜籽油，芫荽油，葵花油，棉籽油，花生油，亚麻籽油，猪油，鱼油，鱼鲸骨脂(fish train oil)或猪肥肉脂。
根据它们的饱和脂肪酸的高天然含量，特别优选的是椰子油，棕榈仁油或牛油。
除了这些脂肪混合物外，也可使用相应的单个物质。
具有8-26个碳原子，优选12-22个碳原子的饱和脂肪酸的实例是己酸，辛酸，癸酸，月桂酸，肉豆蔻酸，棕榈酸，硬脂酸，花生酸，山萮酸，蜡酸，十五烷酸，十七烷酸，十三烷酸和二十四烷酸。具有8-26个碳原子，优选12-22个碳原子的不饱和脂肪酸的实例是肉豆蔻脑酸，棕榈油酸，油酸，反油酸，岩芹酸，芥酸，亚油酸，亚麻酸，花生四烯酸，肉豆蔻酸，鱼酸，二十二碳六烯酸，二十碳五烯酸和顺式9-二十碳烯酸。
具有8-26个碳原子，优选12-22个碳原子的饱和脂肪醇是通过还原(氢化)脂肪酸甲酯工业合成的，其实例是己醇，辛醇，壬醇，癸醇，月桂醇，肉豆蔻醇，鲸蜡醇，十八烷醇，9-二十碳烯醇和山萮醇。
按照本发明使用由上述结构单元衍生的并在石膏中起相应的所要求作用的官能化的脂肪化合物。优选使用按GPC测定的分子量为大于129到20000的衍生物或分子量大于1000的低聚脂肪化合物和分子量大于2000的聚合脂肪化合物。
由于这些物质通常是一种复杂的混合物，因此本发明脂肪化合物由于其本身具有的重要官能团而具有如下特征。
在一个优选的实施方案中，油脂性化学添加剂是至少一种含有羧基的脂肪化合物，而羧基选自所有格尔伯特醇的氧化产物。格尔伯特醇例如是通过在碱存在下本身缩合脂肪醇而获得的(Soap.Cosm.Chem.Spec.53(1987))。实例包括2-己基癸酸，2-辛基十二烷酸，2-癸基十四烷酸，2-十二烷基十六烷酸，2-十四烷基十八烷酸，2-十六烷基二十烷酸等。可以任选使用工业格尔伯特醇的混合物。
不饱和脂肪酸与亲二烯体的另外加成产物是例如丙烯酸，马来酸，富马酸，乙炔二羧酸，苯乙烯，环戊二烯和α-链烯的加成物。
其它可以列举的是通过游离基聚合或热处理而获得的聚合脂肪酸。所述脂肪酸也可通过聚合脂肪酸酯，接着水解酯基团而获得。实例包括二聚和三聚脂肪酸和作为二聚副产物产生的支链脂肪酸例如异硬脂酸和异棕榈酸。
其它合适的脂肪酸是通过水解吹制的和氧化的甘油三酯而获得的脂肪酸。实例包括通过吹制鱼油和吹制菜籽油而获得。
最后，所述定义也包括作为热解蓖麻油酸甲酯的副产物的十六碳烯酸。
在第一个优选的实施方案中，所使用的脂肪化合物尤其是那些除了含有至少一个羧基以外还含有至少一个羟基的化合物。这类的实例包括蓖麻油酸。12-羟基硬脂酸和在合成尼龙-11中作为中间产物的11-羟基十一烷酸，环氧化的脂肪酸酯与水的反应产物例如9，10-二羟基硬脂酸或9，10，12，13-四羟基硬脂酸。
另外，除了第一类脂肪化合物外，优选使用除了至少一个羧基外还含有至少一个羟基的油脂性化学添加剂。这类油脂性化学添加剂的实例是多元羧酸或其酐和含有多个羟基的脂肪化合物形成的偏酯。这类产物的实例包括柠檬酸和C8-26脂肪醇或蓖麻油的偏酯，马来酸和二聚醇的半酯或邻苯二甲酸酐与蓖麻油的半酯。
其它合适的是环氧化C8-100脂肪酸酯与过量多元羧酸的反应产物，例如环氧化豆油与己二酸的反应产物。
最后也可使用含有酯和羟基的脂肪化合物(例如蓖麻油)和α，β-不饱和酸例如丙烯酸，衣康酸，富马酸或马来酸在采用游离基引发剂的情况下的反应产物。
在另一个优选的实施方案中，第一类脂肪化合物由含有至少一个羧基官能团，至少一个羟基官能团和至少一个醚基团的化合物所组成。这类脂肪化合物包括环氧化脂肪酸酯与一元醇或多元醇的反应产物，其中的酯基团随后被水解。其实例是羟甲氧基硬酯酸和羟丁氧基硬酯酸。
在另一个优选的实施方案中，第一类脂肪化合物含有至少一个酯基和至少一个羰基。这类脂肪化合物的实例是不饱和脂肪酸酯和亲二烯体例如丙烯酸，马来酸，富马酸和乙炔二羧酸的加成产物和不饱和C8-26脂肪酸与相应酯的加成产物。
马来酸化脂肪酸酯和一元醇和高级醇形成半酯的反应产物也是适用的。产物具有低聚或聚合特征。
还可使用脂肪酸，多元醇和多元羧酸的羧端基酯，参见由Dr.POldring&G.Hayward编辑的“用于表面涂覆的树脂”(Resins for Surface Coatings)，第III卷，SITA工艺学(伦敦)，1987，第188页。相应的产物也可通过脂肪酸酯和多元醇的酯基转移，接着用多元羧酸酯化而获得。
最后，还可使用含羟基的脂肪化合物和过量多元羧酸的酯。
在第一组脂肪化合物中，另一类物质是那些除了至少一个羧基外还含有至少一个酯基和至少一个醚基的化合物。这类脂肪化合物的实例是环氧化脂肪酸酯与一元醇和多元醇的开环产物，接着与摩尔过量的多元羧酸反应而得的羧端基聚酯。甲醇开环的环氧化菜籽油与邻苯二甲酸酐的反应产物是上述这类脂肪化合物的实例。
属于第一类的另一小类脂肪化合物包括除了至少一个羧基外还含有至少一个酯基和至少一个酐基团的脂肪化合物。脂肪酸酯与部分与水或一元醇或多元醇反应的马来酸酐的加成物属于该第一类脂肪化合物其它小类。可提及的实例是马来酸化豆油与丁醇的部分反应产物。
属于第一类的其它小类脂肪化合物是那些除了至少一个羧基外还含有至少一个酐基的化合物。所述其它小类化合物包括不饱和脂肪酸与马来酸酐的反应产物。反应可以在加热处理或游离化(radikalisch)的条件下进行。该小类的实例包括马来酸化的亚麻酸和马来酸化的油酸。按照本发明，第二类油脂性化学添加剂包括含有至少一个羟基的脂肪化合物。它们是通过饱和脂肪醇和不饱和脂肪醇的格尔伯特反应而获得的。这类格尔伯特醇的实例是2-己基癸醇，2-辛基十二烷醇，2-癸基十四烷醇，2-十二烷基十六烷醇，2-十四烷基十八烷醇，2-十六烷基二十烷醇，选自瓢儿菜醇，山萮醇和油醇的格尔伯特醇。任选地可以使用由工业脂肪醇的格尔伯特反应所产生的混合物。
含有多个羟基的脂肪化合物例如包括蓖麻油醇，12-羟基十八烷醇，具有18-52个碳原子的二聚二醇和三聚三醇(二聚和三聚脂肪酸酯的氢化产物)。
在一个优选的实施方案中，第二类油脂性化学添加剂可以含有至少一个羟基和至少一个酯基。属于第二类的这类油脂性化学添加剂是蓖麻油，部分脱水的蓖麻油，用一元羧酸和多元羧酸部分酰化的蓖麻油，蓖麻油酸和12-羟基硬脂酸(Estolids)的聚酯；环氧化的脂肪化合物与一元羧酸和多元羧酸或一元醇和多元醇的反应产物；脂肪酸酯与多元醇(偏甘油酯)的酯基转移产物；蓖麻油与其它甘油三酯例如菜籽油，葵花油在碱性随机化条件下的酯基转移产物；脂肪醇与羟基羧酸例如酒石酸，柠檬酸，葡萄糖酸反应的酯。这些产物也可以通过类似于脂肪酸，一元醇和多元醇和多元羧酸的醇酸树脂合成，形成羟端基的低聚物而获得。相应的产物还可以通过多元醇的脂肪酸酯的酯基转移，接着用多元羧酸进行酯化而制备。其它代表性实例是脂肪酸与多元醇的偏酯例如甘油一油酸酯，三甲醇丙基二硬脂酸酯，五甘油一月桂酸酯，脱水山梨糖醇一椰酸酯。含有羟基脂肪化合物与多元羧酸的羟端基酯化的产物。
第二类的其它小类包括除了至少一个羟基和至少一个酯基外还含有至少一个胺基或相应的季铵盐的脂肪化合物。这些脂肪化合物的实例是环氧化的脂肪酸酯与单元和多元胺的反应，而酯官能团没有酰胺化的产物。这类反应产物的实例是环氧硬脂酸甲酯和1，6-二氨基己烷的反应产物，用氨，单元和多元胺酰胺化脂肪酸酯，尤其是甘油三酯，而不除去甘油，任选地进行部分酰胺化。
在第二类的另一个优选的小类中，脂肪化合物不仅含有至少一个羟基，但是也含有至少一个酯基和至少一个酰胺基。这种产物是通过用氨，单元和多元胺酰胺化脂肪酸酯，尤其是甘油三酯，而不除去酯(甘油)中的醇组分而获得的。这类产物的一个实例是菜籽油与低于当量的硬酯酰胺的反应产物。
在另一个第二类优选的脂肪化合物优选的小类中，脂肪化合物除了至少一个羟基外还可以含有至少一个酯基和至少一个酐基。这类脂肪化合物的实例是含羟基脂肪酸酯例如蓖麻油与马来酸酐在有游离基引发剂的催化剂例如二叔丁基过氧化物，AIBN，叔丁基氢过氧化物和过氧化二苯甲酰的存在下的反应产物。
在另一个优选的第二类的优选小类中，油脂性化学添加剂除了至少一个羟基外还可以含有至少一个醚基。这类化合物是通过含有多个羟基的脂肪化合物(例如蓖麻油醇，12-羟基十八烷醇，二聚二醇，三聚三醇)的醚化(例如通过采用酸性催化剂脱水)成为低聚的羟端基聚醚而获得的。DE4316245(A1)中描述了这类脂肪化合物的产品。
在另一个第二类优选的脂肪化合物优选的小类中，包括那些除了至少一个羟基外还含有至少一个酰胺基的脂肪化合物。这些脂肪化合物是含有羧基和羟基的脂肪化合物与氨，单元和多元胺的反应产物。实例包括蓖麻油酰胺，12-羟基硬脂酸乙二胺，羟基-甲氧基硬脂酸辛酰胺，二羟基硬脂酸丁酰胺。上述脂肪化合物也是含羧基的脂肪化合物与羟基胺例如椰子脂肪酸单乙醇酰胺和硬脂酸二乙醇酰胺的反应产物。
在本发明第三个优选的实施方案中，脂肪化合物含有至少一个酯基团。这种脂肪化合物尤其是合成脂肪酸酯例如三甲醇丙基三油酸酯，菜籽油脂肪酸甲酯，甘油三辛酸酯和油酸-2-乙基己基酯。上述类型的脂肪化合物还有脂肪酸酯与亲二烯体(dieneophiles)例如丙烯酸，马来酸，富马酸，乙炔基二羧酸酯，苯乙烯，环戊二烯等的反应产物。反应也可通过加热处理，游离基的和光化学处理进行。
包括在本发明第三个优选实施方案内的其它脂肪化合物是吹制的油和脂肪，游离基聚合的脂肪，亚麻子油-聚合油，完全脱水的蓖麻油和由此产生的聚合油的热聚合的菜籽油和用一元羧酸完全乙酰化蓖麻油。
最后，脂肪醇与一元羧酸和多元羧酸反应得到的酯也是适用的。含有羧基的脂肪化合物还可用于用脂肪醇酯化。实例包括油基油酸酯，二硬脂基己二酸酯，油基乙酸酯。
在本发明第三个优选的实施方案中，脂肪化合物除了至少一个酯基团外还含有至少一个环氧基和至少一个醚基团。这类脂肪化合物包括用一元醇或多元醇部分开环的环氧化脂肪酸酯，例如环氧硬脂酸甲酯与低于其当量的辛醇的反应产物。
在第三个优选的实施方案的另一个优选的小类中，脂肪化合物除了至少一个酯基外还含有至少一个胺基。这类脂肪化合物包括含有羟基的叔胺例如三乙醇胺或3-羟基-N-甲基吡咯烷与含羧基的脂肪化合物反应得到的酯。产物可以通过与氯乙酸，甲基卤，硫酸二甲酯等反应而被季铵化，并由此转变成两亲化合物。
优选的第三类脂肪化合物的另一个小类包括除了至少一个酯基外还含有至少一个环氧基团的脂肪化合物。这类脂肪化合物是部分和完全环氧化的脂肪酸酯，这类环氧化脂肪酸酯的实例有环氧硬脂酸甲酯，环氧硬脂酸-2-乙基己基酯。优选的甘油酯是甘油三酯例如豆油环氧化物，亚麻子油环氧化物，菜籽油环氧化物，环氧化的葵花油。
在第三类的另一个小类中，本发明的脂肪化合物除了至少一个酯基外还含有至少一个酐基。这种脂肪化合物是在其醇或酸组分中含有双键的脂肪酸酯与亲二烯体例如马来酸酐的反应产物。
在第四个优选的实施方案中，本发明的脂肪化合物含有至少一个醚基，优选具有8-26个碳原子，更优选12-22个碳原子的烷基醚基。这类醚是按已知的方法获得的，例如通过Williamson′s醚合成法或通过用饱和，不饱和和支链脂肪醇的酸性催化剂脱水而获得的。这类脂肪醚的实例是二辛基醚，二癸基醚，二硬脂醚和二山萮醚。
在第五个优选的实施方案中，油脂性化学添加剂是至少一个含有至少一个氨基团的脂肪化合物。这些胺是通过脂肪酸的酰胺化，脱水并还原而获得的。这类脂肪胺的实例包括硬脂胺和月桂基胺。所述的胺也可以通过与氯乙酸，甲基卤，硫酸二烷基酯等反应而季铵化。实例包括硬脂基三甲基盐氯化铵，月桂基三乙基硫酸铵。
在第五个优选实施方案的一个小类中，包括除了至少一个胺基外还含有至少一个酰胺基的脂肪化合物。这类脂肪化合物的实例是环氧化的脂肪酸酯与单元和多元胺的反应产物，其中，酯官能团同时被酰胺化，实例包括环氧硬脂酸甲酯与硬脂基胺的反应产物。
在本发明第六个优选的实施方案中，本发明的脂肪化合物含有至少一个酰胺基团。这类脂肪化合物是含有羧基的脂肪化合物与氨，单元和多元胺的反应产物。实例包括硬脂酸酰胺，油酸酰胺，硬脂酸乙二胺。
在第七个优选的实施方案中，本发明的脂肪化合物含有至少一个环氧化物基团。这类脂肪化合物例如是含有至少一个双键的C8-26烷基化合物的环氧化产物，例如1-环氧十八烷。
在第八个优选的实施方案中，油脂性化学添加剂是含有至少一个酐基团的脂肪化合物。这类脂肪化合物是按已知方法通过采用乙酰酐脱水含有一个或多个酸基团的脂肪化合物而获得的。这类脂肪化合物的实例是二硬脂酐，二油酐，二聚脂肪酐。
在第九个优选的实施方案中，本发明的油脂性化学添加剂是含有至少一个有机磷的脂肪化合物。这类脂肪化合物的实例尤其是磷酸和亚磷酸与含有羟基的脂肪化合物的酯。磷酸和亚磷酸与含有胺基的脂肪化合物的酰胺。
在第十个优选的实施方案中，油脂性化学添加剂是含有有机硼的脂肪化合物。这类脂肪化合物的实例是硼酸与含有羟基的脂肪化合物的酯。有机硼脂肪化合物例如可以通过与硼酸和硼酸钠反应而获得。
在第十一个优选的实施方案中，油脂性化学添加剂是含有至少一个有机硫的脂肪化合物。这类脂肪化合物的实例是硫酸(硫酸盐)和亚硫酸(亚硫酸盐)与含有羟基的脂肪化合物的酯。其它实例是具有活性基团(双键，α-亚甲基基团)的脂肪化合物与氯磺酸，三氧化硫或发烟硫酸形成磺内酯和磺酸的反应产物。不饱和脂肪酸酯与元素硫和二氯化硫的反应产物。实例包括硫酸化菜籽油，脂肪酸酯的磺酸盐，脂肪醇的硫酸酯，亚麻子油和硫的反应产物(吹制油膏和白油膏)，硫酸化的蓖麻油(土尔其红油)。
在第十二个优选的实施方案中，油脂性化学添加剂是含有至少一个尿烷基团的脂肪化合物。这类脂肪化合物是通过使含有羟基的脂肪化合物与单元和多元的异氰酸酯任选地在一般催化剂的存在下反应，形成单体的，低聚的和聚合的产物而获得的。实例是蓖麻油与二异氰酸二苯甲酯的反应产物，1-辛醇和异氰酸甲酯的反应产物。
在第十三个优选的实施方案中，油脂性化学添加剂是含有至少一个酮基基团的脂肪化合物。这类脂肪化合物是通过环氧化的脂肪酸酯与路易斯酸或锂盐进行重排而获得的或它们的衍生物。实例是酮基硬脂酸甲酯和9-酮基硬脂酸。相应的酯还可以通过异构化蓖麻油衍生物而获得。
也可以用制备有机化学的有关方法由脂肪酸制备的脂肪酮；实例是在高于300℃的温度下，热解脂肪酸镁盐释放出CO2和水(德国公开DE2553900)。实例是二硬脂酮(硬脂酮)和二山萮酮(山萮酮)。
在本发明中所述的一元羧酸的实例是如下的化合物甲酸，乙酸，丙酸，丁酸，戊酸，己酸，庚酸，辛酸，壬酸，癸酸，十一烷酸，月桂酸，十三烷酸，肉豆蔻酸，十五烷酸，棕榈酸，十七烷酸，硬脂酸，十九烷酸，花生酸，山萮酸，二十四烷酸，蜡酸和蜂化酸，苯甲酸，取代的苯甲酸衍生物，4-羟基苯甲酸，二氯丙酸，2-羟基丙酸，3-羟基丙酸，羟基乙酸，水杨酸，氯戊酸，4-羟基丁酸，扁桃酸，苯乙酸，棓酰，肉桂酸，由松树脂和妥尔树脂的树脂酸例如枞酸。
在本发明中所述的多元羧酸的实例是如下的化合物草酸，丙二酸，琥珀酸，庚二酸，马来酸，富马酸，戊二酸，己二酸，辛二酸，癸二酸，1，11-十一烷二酸，1，12-十二烷二酸，苯二甲酸，异苯二甲酸，对苯二甲酸，四氯邻苯二甲酸，六氢邻苯二甲酸，四氢邻苯二甲酸，二聚脂肪酸，三聚脂肪酸，丙醇二酸，苹果酸，乙炔二羧酸，酒石酸，柠檬酸。
在本发明中，一元醇的实例是如下的化合物甲醇，乙醇，丙醇，丁醇，戊醇，2-乙基己醇，2-辛醇，一苯基乙二醇，枞醇，聚乙二醇一烷基醚，环己醇。
在本发明中所述的多元醇的实例是如下化合物1，2-乙二醇，1，2-丙二醇，1，3-丙二醇，1，4-丁二醇，2，3-丁二醇，1，5-戊二醇，1，6-己二醇，1，8-辛二醇，二乙二醇，新戊乙二醇，1，4-双-羟基甲基环己烷，2-甲基-1，3-丙二醇，1，2，6-己三醇，甘油，二甘油，聚甘油，三甲醇丙烷，三甲醇乙烷，季戊四醇，山梨糖醇，甲酸醇(formit)甲基苷，二聚二醇，三聚三醇，葡萄糖，烷基聚葡糖苷，二糖化物和多糖化物。上述所有的醇可以以EO或PO加成物的形式使用。还包括聚乙二醇，聚丙二醇和聚丁二醇，环己基二醇，EO/PO嵌段共聚物(Pluronic和Pluriol型)。
在本发明中，单元胺的实例是如下的化合物甲基胺，二甲基胺，乙基胺，丁基胺，硬脂基胺，油基胺，氨基苯或取代的衍生物，氨基环己烷和吡咯烷。
在本发明中，多元胺的实例是如下的化合物乙二胺，四亚甲基二胺，五亚甲基二胺，六亚甲基二胺，二亚乙基三胺，三亚乙基四胺，1，2-二氨基环己烷，1，4-二氨基环己烷，1，3-二氨基-2，2-二甲基丙烷，2，5-二氨基-2，5-二甲基己烷，1，10-二氨基癸烷，1，4-二氨基丁烷，12-二氨基十二烷，二聚脂肪酸的二胺，1，8-二氨基辛烷，1，8-二氨基-对-甲烷，1，5-二氨基戊烷，1，3-二氨基-2-丙醇，1，3-二氨基金刚烷，苯二胺，二氨基苯。
本发明中的羟基胺的实例是如下的化合物一乙醇胺，二乙醇胺，1，6-己醇胺，2-氨基环己醇，4-氨基环己醇，羟基甲基吡咯烷。
本发明中的单元异氰酸酯的实例是如下的化合物异氰酸苯基酯，异氰酸烷基酯，异氰酰乙酸乙酯，异氰酸甲苯酯和通过多官能尤其是二官能的异氰酸酯和单元醇或胺的反应而获得的含有异氰酸酯的化合物。
本发明中的多官能异氰酸酯的实例是如下的平均含有2-4个NCO基团的化合物。合适的异氰酸酯的实例是1，5-亚萘基二异氰酸酯，4，4-二苯基甲基二异氰酸酯(MDI)，氢化的MDI(H12MDI)，二甲苯基二异氰酸酯(XDI)，四甲基二甲苯基二异氰酸酯(TMXDI)，4，4′-二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯，二烷基二苯基甲烷二异氰酸酯和四烷基二苯基甲烷二异氰酸酯，4，4′-二苄基二异氰酸酯，1，3-亚苯基二异氰酸酯，1，4-亚苯基二异氰酸酯，甲苯基二异氰酸酯的异聚物(TDI)，任选地其混合物，1-甲基-2，4-二异氰酰环己烷，1，6′-二异氰酰-2，2，4-三甲基己烷，1，6-二异氰酰-2，4，4-三甲基己烷，1′-异氰酰甲基-3′-异氰酰-1，5，5′-三甲基环己烷(IPDI)，氯化的和溴化的二异氰酸酯，含磷的二异氰酸酯，4，4′-二异氰酰苯基全氟乙烷，四甲氧基丁基-1，4-二异氰酸酯，丁基-1，4-二异氰酸酯，己基-1，6-二异氰酸酯(HDI)，二环己基甲基二异氰酸酯，环己基-1，4-二异氰酸酯，亚乙基二异氰酸酯，苯二甲酸-双-异氰酰乙基乙酯，含有反应性卤原子的聚异氰酸酯，例如1-氯甲基苯基-2，4-二异氰酸酯，1-溴甲基苯基-2，6-二异氰酸酯，3，3-双-氯-4，4′-二苯基二异氰酸酯。含硫的聚异氰酸酯例如是通过使2摩尔的六亚甲基二异氰酸酯与1摩尔的硫二甘醇或二羟基二己基硫化物反应而获得的。其它重要的二异氰酸酯是三甲基六亚甲基二异氰酸酯，1，4-二异氰酰丁烷，1，12-二异氰酰十二烷和二聚脂肪酸二异氰酸酯。能够形成自交联的聚氨酯的部分隐蔽的聚异氰酸酯也是令人感兴趣的，例如二聚亚甲苯基二异氰酸酯，或部分或完全地例如与酚，叔丁醇，邻苯二甲酰亚胺，己内酰胺反应的聚异氰酸酯。
很显然，不仅可以使用属于各类的油脂性化学添加剂的混合物，而且还可以使用属于个别类的任何化合物的混合物。
上述油脂性化学添加剂可以按任何方式与石膏，任选地与其它组分以各种方式混合使用。首先，所谓的单组分变体，包括含有石膏，油脂性化学添加剂和其它辅剂和添加剂的石膏基组合物。因此，用户仅需要向其中加入水因而这种变体是特别优选。可以将油脂性组分单独与石膏粉末物理性混合使用，也可以与其它辅剂和添加剂混合使用。但是，也可将这些组分掺入到石膏中或被石膏吸附或在高于室温(＞25℃)的温度下进行涂覆。
或者，也可以在加水前，加水后或加水的同时将两组分变体与油脂性化学组分和其它辅剂和添加剂在将石膏与水混合的场所就地混合。
在本发明优选的第三个实施方案中，将有羧基的脂肪化合物的盐，例如相应的脂肪酸与胺例如一乙醇胺的盐，在室温下加入并在生产石膏灰泥板时在水解析下反应生成相应的胺。
最后，本发明还涉及使用上述的油脂性化学添加剂于浸渍或涂覆预制的石膏构件或石膏灰泥板。为此目的，可以直接施加油脂性化学添加剂或者甚至以在溶剂中溶液的形式或在水中以分散液或悬浮液的形式施加。可用任何常用的方式施加，例如浸涂，喷涂，滚涂，刷涂等。
本发明也涉及一种含有下列的油脂性化学添加剂用以处理石膏构件和石膏灰泥材料--至少一种分子量为143-20000的并含有至少一个羧基和至少有8个碳原子的脂肪化合物，和/或它们的盐；--至少一种分子量为130-20000的并含有至少一个羟基和至少有8个碳原子的脂肪化合物；--至少一种分子量为158-20000的并含有至少一个酯基的脂肪化合物，其酸组分和/或醇组分含有至少8个碳原子；--至少一种，分子量为144-20000的并含有至少一个醚基的脂肪化合物，其中两个醚基中的至少一个基团含有至少8个碳原子；--至少一种分子量为129-20000并含有至少一个氨基或至少一个季铵盐的脂肪化合物，其中，排列在氮原子周围的三个或四个基中的至少一个基团至少8个碳原子；--至少一种，分子量为157-20000并含有至少一个酰胺基团的脂肪化合物，其中酰胺的酸部分含有至少8个碳原子；--至少一种分子量为128-20000并含有至少一个环氧化物基团和至少有8个碳原子的脂肪化合物；--至少一种分子量为210-20000并含有至少一个酐基团和至少有8个碳原子的脂肪化合物；--至少一种分子量为193-20000并含有至少有8个碳原子的有机磷脂肪化合物；
--至少一种分子量为174-20000并含有至少有8个碳原子的有机硼脂肪化合物；--至少一种分子量为164-20000并含有至少有8个碳原子的有机硫脂肪化合物；--至少一种分子量为213-20000并含有至少一个尿烷基团和至少有8个碳原子的脂肪化合物，和/或--至少一种分子量为130-20000并含有至少一个酮基团和至少有8个碳原子的脂肪化合物；--其条件是不单独使用具有至少10个碳原子的脂肪化合物作为至少一种含有至少一个羟基的脂肪化合物。
已经如上所述，含有羧基的油脂性化学添加剂，是属于第一类的添加剂，可以直接使用也可以以它们的盐的形式使用。羧基的抗衡离子可以选自无机离子，例如一价或多价的金属离子，或氨和选自相应的有机碱例如链烷醇胺，胺类等。
盐的制备方法与金属皂的制备方法相同，是在适度到强碱性条件下由酸和金属或胺化合物制备的。在许多情况下，也可用等摩尔量的氧化物或氢氧化物来制备盐。盐的制备还可以在制备石膏/水混合物时就地进行。另外，也可以使盐进行转变，即将钠的皂类或盐转变成钙盐或其它盐。形成盐的工艺方法描述于乌尔曼的工业化学大百科全书(Ullmann，Encyclopedia of TechnicalChemistry)，第16卷A，第361页，题为“金属皂类”(Metallic Soaps)的概要文章中。
在含有具有至少一个胺基的脂肪化合物的油脂性化学添加剂的情况下，相应的盐的制备可以通过烷基化或用酸进行质子化而进行。在除了至少一个胺基外还含有至少一个羧基的油脂性化学添加剂时，甚至可以形成内盐。由于硫酸钙半水合物和硫酸钙二水合物在水中具有一定的溶解性，所以有游离的钙离子存在，随后也能与羧基形成盐。
另外，石膏还可以含有其它金属离子，例如钠，镁，钾，锶，锂，铷，铁(II)，钡，钼(II)，锌，铝和锰(II)，这些离子在石膏混合期间或者甚至在石膏固化后也能与羧基官能化的脂肪化合物形成盐，参见“时代化学”(“Chemiein unserer Zeit”)中的文章，第19卷(1985)，第137-143页。通过加入能形成盐的物质例如含羧基的脂肪化合物和碱(例如Ca(OH)2，胺)在搅拌石膏期间同时或在一段时间以后形成盐。在含胺脂肪化合物的情况下，可以加入相应的酸。
按照本发明，含石膏组合物的其它组分是例如通用的填料，辅剂和添加剂根据使用要求改变这些组分。这些外加组分尤其是矿物填料和/或无机填料例如粘土，砂子，石子，水泥，矿渣，玻璃，硅胶，硫酸盐(例如硫酸钙二水合物)，氧化物(例如氧化镁，氧化钙)，玻璃和矿物纤维，合成纤维，空心微珠，轻质有机填料(例如聚苯乙烯泡沫体)，来自循环厂的颗粒(精制)，纸粉，木片和锯屑，纤维素纤维等。其它合适的添加剂是防腐剂，防锈剂和染料。
在涂料，清漆和印刷墨中通常使用的干燥剂可以作为本发明石膏基组合物的其它组分加入。根据55901(1988年3月)，干燥剂应理解为有机酸的金属盐，它们在有机溶剂和粘合剂中是可溶的并加入到氧化的干燥产品中以促进干燥过程。从化学的角度来说，干燥剂属于金属皂类，并且可作为所谓的催干剂而以固体和溶解的形式存在。但是，它们也可以以水性乳化的形式与乳化剂结合使用。酸性组分的实例是脂族羧酸，如辛酸，或脂肪酸、萘酸或甚至是树脂酸。相应的钴盐，锰盐或铅盐，但是优选钴盐和锰盐可用作主要的干燥剂，它直接用于促进脂肪化合物的氧化过程。而锌，铁，钙，铈，铅和钡盐可以作为辅助干燥剂使用，它们本身不具有任何催化作用，但是可与上述提及的干燥剂协同地结合使用。最后，锆和铝盐可用作同等的干燥剂。市售的干燥剂的实例是产品Additol VXM 6206和4940，Solingen，Cobalt 10，亚麻子油清漆，Nuodex Cerium 6和Zinc 8，Alusec 591和Nourydrier 973。但是，按照本发明，在使用含有至少一个羧基的脂肪化合物时，则无需使用上述提及的盐。此外，可使用上述金属的无机盐例如氢氧化物，以便就地形成干燥剂。干燥剂的用量按油脂性化学添加剂计通常为0.01-1％(重量)。
本发明石膏基组合物的其它组分是减少需水量的具有凝固作用的物质，这类物质通常被称为增塑剂。其实例是磺酸烷基芳基酯，木素磺酸盐或密胺树脂。例如在“水泥，石灰，石膏”，第21卷，第415-419页(1968)中有有关增塑剂的综述。增塑剂的用量按本发明组合物的总量计通常为0-10％。
通过添加具有絮凝作用的物质例如在GB-A-1049184中公开的聚环氧乙烷还可以增大需水量。这些辅剂的加入量按干混合物计为0-10％(重量)。
通过添加增稠的化学物质例如纤维素和淀粉醚可以稳定水/石膏混合物，以防止沉积或分离。这些增稠剂几乎对需水量不起任何作用。加入到本发明干混合物中的增稠剂的量按干混合物计为0-5％(重量)。在搅拌期间，还可以向石膏中加入聚合物分散液，这主要是为了提高弹性和粘合力。
另外，本发明的组合物可以含有起促进剂作用的辅剂。促进剂尤其可以选自各种无机酸和它们的盐，更优选地选自硫酸和硫酸盐。在这方面，硫酸钙二水合物占有特殊的位置，它们呈细分散形式时具有强的促进作用，因而在原料石膏的煅烧过程中被完全除去。这种物质的促进作用通常基于煅烧石膏的溶解度和溶解速率的增加和成核速率的提高。
本发明石膏基组合物的其它辅剂是已知的阻滞剂，它们是减慢固化和硬化过程。它们尤其包括所有机酸和其盐，在高分子量天然物质例如蛋白质的水解中作为降解产物形成的有机胶体，还包括磷酸盐和硼酸盐。糊精和木槿根也是适用的。阻滞机理是可变的。因为高分子胶体的核毒性而延长了诱导期。其它的阻滞剂减慢了半水合物的溶解速率和二水晶体的生长速度。无水石膏II的阻滞作用通常没有特别的实际意义，因为它们已变成二水合物的速度已经很慢并且总是不得不对它们进行加速。这种组分在本发明石膏组合物中所占的百分含量按干混合物计为0-5％(重量)。
正如专业人员所已知的，水的用量取决于所用石膏原料的类型，以达到具有均匀稠度的自由流动混合物时所需的用量，旋转窑-β石膏的需水量比锅炒石膏(kochergips)的大，而锅炒石膏的需水量又比多相石膏的大，多相石膏的需水量则比高压釜石膏的大。另外，水的用量还对形成石膏产品的单位重量和强度有明显影响。无需进行任何具体的措施，用极少量水加工α石膏得到的石膏产品的单位重量大，强度高，从而避免了建筑工业中所不希望的脆性。为达到自由流动的稠度，β石膏和多相石膏的需水量要比α石膏的大。因此，在整个建筑工业中使用时，所制得的石膏产品在单位重量较低时具有中等强度和较高的弹性。为了生产轻质或多孔石膏产品，例如可以加入过氧化氢(产生氧气)或稀酸和碳酸盐(产生CO2)。
本发明还涉及上述类型的石膏基组合物，它们除了石膏和油脂性化学添加剂外，按各种情况下的总混合物计还含有0-80％的填料，0-2％的湿润剂，0-5％的增塑剂，0-5％的促进剂，0-5％的阻滞剂。
本发明的另一个目的是用本发明的石膏基组合物制备石膏产品。
一方面，上述的石膏产品是所谓的广泛应用于建筑工业的预制石膏构件，包括石膏灰泥板，石膏墙板和石膏天花板。有关的综述参见乌尔曼的工业化学大百科全书，第12卷，第307页(1976)。本发明的石膏基组合物也可以以灰浆组合物和石膏灰泥的形式使用，尤其是在进一步加工成可机用的石膏灰泥和已混合的石膏灰泥。最后，本发明的石膏基组合物还可以用于铺地砂浆，采矿的支撑段组件，基于α石膏，在制瓦领域，金属铸造和牙科实验中，被用作为硬模材料。有关的综述参见乌尔曼的工业化学大百科全书，第12卷，第308页，(1976)。
通过下面的实施例详细描述本发明。
作为石膏基组合物的组分，对下列油脂性化学添加剂的凝固时间和吸水性进行研究。
在下面描述的制备实施例中，用PL凝胶予制柱(30×8.7mm)，2×PL凝胶柱100A(300×7.8mm)和2×PL凝胶柱50A(300×7.8mm)进行凝胶渗透色谱实验(GPC)。在40℃下，用四氢呋喃作为流动溶剂，流动速度为1ml/分。以折射率为基础进行检测，用聚乙二醇进行校正。在下面的实施例的中，无论什么情况下都给出了重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)。
在添加剂后面的括号里表示添加剂所属的优选类别。
1聚合的菜籽油脂肪[1类添加剂]2摩尔比为1∶2的豆油与马来酐的反应产物[3类添加剂]3环氧化的豆油(Edenol D81，Henkel KGaA产品)[3类添加剂]4摩尔比为1∶2.5的豆油与马来酐的反应产物[3类添加剂]5摩尔比为1∶2的蓖麻油与马来酐的反应产物[1类添加剂]6摩尔比为1∶2的蓖麻油与邻苯二甲酸酐的反应产物[1类添加剂]7二聚脂肪酸的镁盐[1类添加剂]8蓖麻油与丙烯酸的反应产物[1类添加剂]9蓖麻油与富马酸的反应产物[1类添加剂]10蓖麻油与五氧化二磷的反应产物[9类添加剂]11摩尔比为1∶1的环氧化豆油用甲醇的开环产物与马来酐的反应产物[1类添加剂]12摩尔比为1∶1的环氧化豆油用甲醇的开环产物与邻苯二甲酸酐的反应产物[1类添加剂]
13环氧化豆油与4-羟基苯甲酸和含有7％C10，48％C12，19％C16，7％C18，其它10％的蒸馏的脂肪酸，Henkel KGaA的产品(EdenorK8-18)的反应产物[1类添加剂]14摩尔比为1∶2的环氧硬脂酸甲酯与乙二醇反应产物的游离酸[[1类添加剂]15环氧化硬脂酸甲酯与环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物，BASFAG(20％EO，MW＝2500g/mol)(Pluronic PE 6200)的反应产物的游离酸[1类添加剂]16蓖麻油与柠檬酸的反应产物[1类添加剂]17摩尔比为2∶1的环氧硬脂酸甲酯与乙二醇反应产物的游离酸[1类添加剂]18 Empol 1022，一种基于工业油酸和亚油酸的皂化值为193的Henkel KGaA的产品的二聚脂肪酸[1类添加剂]制备添加剂1在2升配有回流冷凝器，滴液漏斗和水分离器的四颈烧瓶中，将872克新鲜蓖麻油(皂化值为193)加热到160℃。然后在该温度下，在3小时内加入146.2克二叔丁基过氧化物，并通过水分离器除去产生的叔丁醇。同时，反应混合物变得越来越稠，最终不再能搅拌。冷却后，得到碘值为57的黄色凝胶样的物质，产率为843克。根据GPC，Mw值为5300，Mn值为2542。
在2升三颈烧瓶中，用77克50％NaOH，300毫升水和600毫升乙醇回流加热206克聚合菜籽油10小时。在旋转式蒸发器上将褐色的透明反应混合物浓缩至干。使得到的固体溶于1升水中并用10％盐酸调节到pH为1。用800毫升四氢呋喃萃取水相。然后用水洗涤有机相直到呈中性，并在Na2SO4上干燥。将得到的150克聚合菜籽油脂肪酸(I)的溶液浓缩，得到褐色粘稠的液体，酸值为202，碘值为94。根据GPC，Mw值为904，Mn值为698。制备添加剂5氮气氛下，将1860克(2摩尔)蓖麻油和392克(4摩尔)马来酐在120℃加热。冷却后，得到2200克产物，一种黄色低粘度的液体，其酸值为102，碘值为69，皂化值为344。粘度8600mPas(Hppler，20℃)。制备添加剂6氮气氛下，将1860克(2摩尔)蓖麻油和592克(4摩尔)马来酐在120℃加热。冷却后，得到2400克产物，一种黄褐色高粘度的液体，其酸值为93，碘值为64，羟基值为32和皂化值为318。粘度35400mPas(Hppler，20℃)。制备添加剂7通过使100克二聚脂肪酸18Empol 1022，一种基于工业油酸和亚油酸的Henkel KGaA的产品(皂化值为193)与10克氢氧化镁反应而得到添加剂7。制备添加剂8在2升配有回流冷凝器和滴液漏斗的三颈烧瓶中，在氮气下将640克蓖麻油(皂化值为177，0.7摩尔)加热到150℃。然后在该温度下，在4小时内缓慢滴加52.5克二叔丁基过氧化物和310克蓖麻油的混合物。在温度降低到100℃后，真空蒸馏掉叔丁醇和未反应的丙烯酸。在用过滤助剂TonsilOptimum FF处理并过滤后，得到900克产物，一种透明红黄色液体，其酸值为31，碘值为78和羟基值为159。制备添加剂9类似于制备添加剂8，使用1200克蓖麻油(1.26摩尔)，90克富马酸(0.8摩尔)和2.6克二叔丁基过氧化物制得1200产物，一种黄色稍混浊的粘稠液体，其酸值为55，碘值为72，皂化值为229和羟基值为146。制备添加剂10通过使475克蓖麻油和70克五氧化二磷反应而制备添加剂10。表征该产物的酸值为161，羟基值为66。制备添加剂11类似于添加剂10，用762克(2.5摩尔)甲醇(OH值为184)开环的环氧化豆油产物和98克(2.5摩尔)马来酸酐制备添加剂11。得到850克产物，一种深褐色高粘度的液体，其酸值为81，皂化值为325。制备添加剂12类似于添加剂11，用671克(2.2摩尔)甲醇(OH值为184)开环的环氧化豆油产物和358克(2.4摩尔)邻苯二甲酸酐制备添加剂12。得到1050克产物，一种深褐色固体，酸值为58，皂化值为369。制备添加剂13将155克(1.1摩尔)4-羟基苯甲酸和228克含有7％C10，48％C12，19％C14，9％C16，7％C18，其它10％的蒸馏脂肪酸，一种市售的HenkelKGaA产品(Edenor K8/18)的混合物在氮气氛下加热到160℃，然后在3小时内加入662克(2.8摩尔)环氧化豆油(Edenor D 81)。冷却后，得到1030克反应产物，一种猪油状物质，酸值为40，皂化值为211，羟基值为140.1。制备添加剂14将53千克(156摩尔)环氧硬脂酸甲酯(Edenor MeTiO5Epoxid，4.71％环氧化物)，19.3千克(312摩尔)乙二醇和17.2克浓硫酸在100℃，氮气氛下加热约1小时。然后在该温度下用10克30％甲醇钠溶液中和反应混合物，通过将温度升高到200℃，而在真空(2乇)中部分蒸馏。冷却到室温后，加入13.5千克50％NaOH(169摩尔)在20千克水中的溶液，接着在80-100℃下搅拌1小时。在加入250毫升13％次氯酸钠溶液后，在70℃下，用23.6千克35％硫酸中和反应混合物。除去水相，用水反复洗涤残留物并真空干燥。得到46千克产物，一种浅褐色粘稠液体，其酸值为157，碘值为10，皂化值为162和羟基值为253。制备添加剂15类似于添加剂14的制备方法，用398克(1.2摩尔)环氧硬脂酸甲酯(EdenorMeTiO5Epoxid，4.71％环氧化物)和1025克(0.4摩尔)1，2-乙二醇制备添加剂15。得到约1200克产物，一种深黄色，固体/液体物质，其酸值为53，皂化值为58和羟基值为52。制备添加剂16在180℃氮气氛下，在水分离器中将1032克(1摩尔)蓖麻油和187克(1摩尔)无水柠檬酸加热约2小时。冷却后，得到1135克产物，一种黄色粘稠液体，其酸值为70，碘值为73，皂化值为292和羟基值为134。制备添加剂17类似于添加剂14的制备方法，用60千克(177摩尔)环氧硬脂酸甲酯(Edenor MeTiO5Epoxid，4.71％环氧化物)和5.5千克(88.5摩尔)1，2-乙二醇制备添加剂17。得到约60千克产物，一种黄色粘稠液体，其酸值为177，皂化值为180和羟基值为140。
按如下方法测定凝固速率和吸水性将油脂性化学添加剂加入到70毫升水中。然后在剧烈搅拌下加入140克石膏(CaSO4·H2O)(Alfor，Brgardts-Sachsenstein；密度为2.63，表观密度为900克/升)。当混合物均匀时，将测试件浇铸在直径为85毫米的铝盘中，测定测试件的凝固速度。在贮存48小时后，向测试件的凹坑上倒入10毫升水，测定吸水性并测定完全渗透所需的时间(分钟)。所示的添加剂的百分率是基于总的水/石膏混合物(210克)的百分率。在该实验中，应注意到在渗透时间为几小时时(如添加剂1中可能的情况)，大量的水被蒸发掉。
下表中列出了实验结果。所有的油脂性化学添加剂作为凝固阻滞剂，在某些情况下作为疏水剂使用。添加剂 浓度 凝固时间 吸水性时间％(重量) (分钟)(分钟)0 14 2.081 0.25 26 2.631 0.5 24 2.931 0.75 28 3.051 1 29 3.421 2.5 30 13.851 5 35 496.001 1035 86.002 0.1 21 3.152 0.25 25 3.152 0.5 27 3.302 0.75 32 4.202 1.32 27 5.452 4.76 45 18.452 9.1 ＞30026.153 4.76 38 5.304 4.76 ＞2405 5.00 9606 5.00 22 1.987 5.00 24 15.338 5.00 65 1.739 5 70 1.8010 5 106 1.9711 5 96012 5 20 1.9013 5 26 5.0314 5 96015 5 96016 5 133 2.5017 5 36 9.0018 5 25 14.00
权利要求
1.一种石膏基组合物，其特征在于，按干混合物总量计含有0.1-30％(重量)至少一种选自下列化合物的油脂性化学添加剂--至少一种分子量为143-20000的并含有至少一个羧基和至少有8个碳原子的脂肪化合物，和/或它们的盐；--至少一种分子量为130-20000的并含有至少一个羟基和至少有8个碳原子的脂肪化合物；--至少一种分子量为158-20000的并含有至少一个酯基的脂肪化合物，其酸组分和/或醇组分含有至少8个碳原子；--至少一种分子量为144-20000的并含有至少一个醚基的脂肪化合物，其两个醚基中的至少一个基团含有至少8个碳原子；--至少一种分子量为129-20000并含有至少一个氨基或至少一个季铵盐的脂肪化合物，其中，排列在氮原子周围的三个或四个其中的至少一个基团含有至少8个碳原子；--至少一种分子量为157-20000并含有至少一个酰胺基团的脂肪化合物，其中酰胺的酸部分含有至少8个碳原子；--至少一种分子量为128-20000并含有至少一个环氧化物基团和至少有8个碳原子的脂肪化合物；--至少一种分子量为210-20000并含有至少一个酐基团和至少有8个碳原子的脂肪化合物；--至少一种分子量为193-20000并含有至少有8个碳原子的有机磷脂肪化合物；--至少一种分子量为174-20000并含有至少有8个碳原子的有机硼脂肪化合物；--至少一种分子量为164-20000并含有至少有8个碳原子的有机硫脂肪化合物；--至少一种分子量为213-20000并含有至少一个尿烷基团和至少有8个碳原子的脂肪化合物；和/或--至少一种分子量为130-20000并含有至少一个酮基团和至少有8个碳原子的脂肪化合物；--其条件是不单独使用高级脂肪酸或其盐作为至少一种含有至少一个羧基的脂肪化合物，另一条件是，不单独使用脂肪醇或乙氧基化脂肪醇作为至少一种含有至少一个羟基的脂肪化合物，又一条件是不单独使用天然脂肪或油作为至少一种含有至少一个酯基的脂肪化合物；--其条件是不单独使用C10-16脂肪酸烷基酯的磺酸酯作为有机硫脂肪化合物和--其条件是不单独使用脂肪酸酰胺的环氧乙烷加成物作为一种至少含有至少一个酰胺基团的脂肪化合物。
2.根据权利要求1的组合物，其特征在于，按干混合物总量计含有0.5-15％重量，优选1-10％重量的至少一种油脂性化学添加剂。
3.根据权利要求1或2的组合物，其特征在于，含有至少一个羧基的脂肪化合物，还含有至少一个羟基和任选地一个酯基或醚基。
4.根据权利要求1或2的组合物，其特征在于，含有至少一个羧基的脂肪化合物，还含有至少一个酯基和任选地至少一个醚基或至少一个酐基团。
5.根据权利要求1或2的组合物，其特征在于，含有至少一个羧基的脂肪化合物，还含有一个酐基团。
6.根据权利要求1或2的组合物，其特征在于，含有至少一个羟基的脂肪化合物，还含有至少一个酯基并任选地至少一个选自至少一个胺基，至少一个酰胺基和至少一个酐基团的其它基团。
7.根据权利要求1或2的组合物，其特征在于，含有至少一个羟基的脂肪化合物，还含有至少一个选自至少一个醚基和至少一个酰胺基的其它基团。
8.根据权利要求1或2的组合物，其特征在于，含有至少一个酯基的脂肪化合物，还含有至少一个选自至少一个酰胺基，至少一个环氧化物基团或至少一个酐基团的其它基团。
9.根据权利要求1或2的组合物，其特征在于，含有至少一个酯基的脂肪化合物，还含有至少一个环氧化物基团和至少一个醚基。
10.根据权利要求1或2的组合物，其特征在于，含有至少一个氨基或至少一个季铵化合物的脂肪化合物，还含有至少一个酰胺基。
11.根据权利要求1或2的组合物，其特征在于，有机磷脂肪化合物含有磷酸或亚磷酸的酯。
12.根据权利要求1或2的组合物，其特征在于，有机硼脂肪化合物含有硼酸脂肪酯。
13.根据权利要求1或2的组合物，其特征在于，有机硫脂肪化合物含有硫酸或亚硫酸的酯或含有活化基团的脂肪化合物与氯磺酸，三氧化硫或发烟硫酸的反应产物。
14.根据权利要求1或2的组合物，其特征在于，含有至少一个尿烷基团的脂肪化合物，还含有含羟基的脂肪化合物与单官能和/或多官能异氰酸酯的反应产物。
15.根据上述权利要求的组合物，其特征在于，按脂肪化合物计含有0.01-1％重量的干燥剂。
16.根据上述权利要求的组合物，其特征在于，含石膏的组合物含有一种以天然石膏，合成石膏或废气脱硫产生的石膏为基础的石膏。
17.根据权利要求16的组合物，其特征在于，石膏的用量按混合物总量计为20-99.9％(重量)。
18.根据上述权利要求的组合物，其特征在于，按混合物总量计还含有0-80％重量的填料，0-2％重量增湿剂，0-5％重量增塑剂，0-5％重量促进剂，0-5％重量阻滞剂。
19.权利要求1-18中石膏基组合物的用途，它用于制备石膏产品。
20.根据权利要求19的用途，其特征在于，石膏产品是石膏构件，例如灰泥板，墙板和天花板。
21.根据权利要求19的用途，其特征在于石膏产品是石膏灰泥，例如机器用的石膏灰泥或已混合的石膏灰泥。
22.根据权利要求19的用途，其特征在于石膏产品是石膏刮浆。
23.权利要求1-17的石膏基组合物的用途，用于制备灰浆混合物。
24.权利要求1-18的石膏基组合物的用途，用于制备石膏基装配用胶粘剂。
25.权利要求1-17的石膏基组合物的用途，用于制备模型用组合物。
26.油脂性化学添加剂的用途，用于处理石膏构件和石膏灰泥，所述添加剂包括--至少一种分子量为143-20000并含有至少一个羧基和至少有8个碳原子的脂肪化合物，和/或它们的盐；--至少一种分子量为130-20000并含有至少一个羟基和至少有8个碳原子的脂肪化合物；--至少一种分子量为158-20000的并含有至少一个酯基的脂肪化合物，其酸组分和/或醇组分含有至少8个碳原子；--至少一种分子量为144-20000的并含有至少一个醚基的脂肪化合物，其两个醚基中的至少一个基团含有至少8个碳原子；--至少一种分子量为129-20000并含有至少一个氨基或至少一个季铵盐的脂肪化合物，其中，排列在氮原子周围的三个或四个基中的至少一个基团含有至少有8个碳原子；--至少一种分子量为157-20000并含有至少一个酰胺基团的脂肪化合物，其中酰胺的酸部分含有至少8个碳原子；--至少一种分子量为128-20000并含有至少一个环氧化物基团和至少有8个碳原子的脂肪化合物；--至少一种分子量为210-20000并含有至少一个酐基团和至少有8个碳原子的脂肪化合物；--至少一种分子量为193-20000并含有至少有8个碳原子的有机磷脂肪化合物；--至少一种分子量为174-20000并含有至少有8个碳原子的有机硼脂肪化合物；--至少一种物分子量为164-20000并含有至少有8个碳原子的有机硫脂肪化合物；--至少一种分子量为213-20000并含有至少一个尿烷基团和至少有8个碳原子的脂肪化合物和/或--至少一种分子量为130-20000并含有至少一个酮基团和至少有8个碳原子的脂肪化合物；--其条件为不单独使用具有10个碳原子的脂肪化合物作为至少一种含有至少一个羧基的脂肪化合物。
全文摘要
本发明涉及一种石膏基组合物,其特征在于,按干混合物总量计它含有0.1—30%的特定油脂性化学添加剂以及该组合物在制备石膏产品,石膏胶凝材料,石膏刮浆,灰浆混合物,装配用胶粘剂和模型用构件中的用途。
文档编号C04B28/00GK1192725SQ96196130
公开日1998年9月9日 申请日期1996年8月14日 优先权日1995年8月23日
发明者蒂尔温·莱普休斯, 约翰·克莱因, 沃尔夫冈·克劳克 申请人:汉克尔股份两合公司