具有延长的可操作时间的水硬性组合物的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请根据35U. S. C. 119(e)要求于2013年3月15日提交的美国临时专利申请 序号61/787, 219的权益，在此将其内容整体援引加入。
技术领域
[0003] 本发明公开及请求保护的发明概念总体涉及一种具有延长的可操作时间（open time)的水硬性组合物。更具体而言，该组合物包含至少一种水泥缓凝剂和至少一种促凝 剂。本发明公开及请求保护的发明概念还涉及一种包含水硬性组合物的干砂浆组合物，其 具有延长的可操作时间，而不劣化其它水泥瓦的粘结性能，例如可加工性、凝固时间、强度 发展和抗下垂性。
【背景技术】
[0004] 由于其具有美观外表、便于安装、卫生性质、便于清洁、维护及管理建筑物等特点， 瓷砖已长时间作为饰面材料用于建造建筑物
[0005] 传统的水泥质瓷砖粘结剂（CTA)曾经是水泥和砂的简单干混合物。将该干混合物 与水混合形成湿砂浆。这些传统的砂浆本身具有低流动性或低抹平能力。因此，这些砂浆 的施工是高劳动强度的。
[0006] 此外，水蒸发到空气中，尤其是水被其上施加有CTA的多孔基底吸收，导致湿砂浆 中的水随时间减少。因此，没有足够的水存留在砂浆中，导致非常短的可操作时间、修正时 间，并甚至产生与基底的粘结问题。此外，缺乏用于水泥适当水合的足够的水，导致CTA强 度发展不充分及不完全。
[0007] 如今，通常，在砂浆中加入纤维素醚以降低由于蒸发和基底吸收导致的水损失。纤 维素醚提供了保水性，由此强烈降低了水损失，但并不完全防止水损失。但是提供了稳定的 可加工性、可接受的修正时间和可操作时间，尤其是合适的强度发展。
[0008] 砂浆的可操作时间是指，在该时间段内仍可以将瓷砖放置于所施加的砂浆中，且 保证用粘结剂对瓷砖的足够润湿。可操作时间的结束表示为在瓷砖背部上CTA没有具有的 润湿。由于干燥，以及其它有关水泥凝固的化学和物理反应及其它所用的添加剂例如纤维 素醚和可再分散高分子粉末的作用，可操作时间是有限的。
[0009] 已广泛采用了一种通过向水泥砂浆中加入有机和/或无机水泥水合缓凝剂来延 长可操作时间的方法。通过缓凝剂的加入，减慢或延迟了水合反应。由此，改变了砂浆的凝 固和硬化，延长了可操作时间。
[0010] ASTM C266-65中定义了凝固时间。基本上，凝固时间是砂浆凝固或硬化为给定厚 度所消耗的时间。对于使用水泥基水硬性组合物例如砂浆或混凝土的建筑，从保证可加工 性、缩短建造时间并简化养护设备的角度考虑，期望控制凝固时间。基于对于促凝作用的需 求特别增长，以缩短建造时间，因此研发了具有高促凝作用的促凝剂。
[0011] 水泥水合反应的延迟及由此凝固时间的延迟总体上伴随着强度发展降低。总体而 言，水泥水合越慢，即凝固时间越长，水损失的风险越高，由因此强度发展不足的风险越高。
[0012] 如果水泥质瓷砖粘结剂通过加入水泥缓凝剂而具有了长的可操作时间，则获得了 长的可操作时间。然而，凝固时间不期望地延长了。因此，需要一种具有长可操作时间及相 当的凝固时间的水泥瓷砖粘结剂。
[0013] 令人惊奇的是，已经发现，如果加入促凝剂以补偿水泥凝固延缓，则不会削弱通过 使用水泥缓凝剂带来的在可操作时间上的正面收效。甚至已经发现，缓凝剂-促凝剂组合 可以产生协同效应，意味着该组合甚至可以具有与单独使用缓凝剂相比更长的可操作时 间。
【具体实施方式】
[0014] 在通过示例性的附图、实验、结果和实验步骤来详细解释本发明概念的至少一个 实施方案之前，应理解本发明概念不受限于下述说明所阐述的或附图、实验和/或结果所 给出的在具体构造及组分安排上的应用。本发明概念适用于其它实施方案，或可以用不同 的方式进行运用或实施。因此，这里所用语言旨在给出最广的可能范围和含义；且实施方案 意在是示例性的，而非详尽的。而且，应理解的是此处所用的用语和术语目的在于说明而不 应被视作限制性的。
[0015] 除非此处额外说明，否则所公开和要求保护的发明概念所用的科学和技术术语将 具有本领域普通技术人员通常理解的含义。此外，除非有文字要求，否则单数名词应包括复 数，且复数名词应包括单数。相关所用的术语及这里所述的化学技术通常都是本领域所熟 知并通常使用的。反应和纯化技术根据生产商的说明或本领域通常所使用的或如这里所述 的方式实施。与这里所述的分析化学、合成有机化学、及药物和生化相关所用的术语及实验 步骤和技术是那些为本领域所熟知并通常使用的。使用标准技术用于化学合成、化学分析、 药物制备、配制、传递及病人处理。
[0016] 在此说明书中提到的所有的专利、发表的专利申请和非专利刊物都表示了与所公 开和要求发明概念相关领域的那些技术人员的技术水平。在本申请的任何部分所参考的所 有专利、公开的专利申请和非专利刊物都在此明确地将其全部内容援引加入，就如同将每 个专利具体和单独地援引加入一样。
[0017] 这里所公开和要求保护的所有组合物和/或方法可根据本公开制备和执行，不需 过度实验。虽然以优选实施方案的方式对本发明组合物和方法进行了说明，对本领域技术 人员显见的是在不偏离本发明概念、思想和范围的情况下，可以改变组合物和/或方法，以 及在这里所述的方法步骤中或在步骤序列中进行改变。对于本领域那些技术人员显而易见 的所有这些变更和改动，如所附权利要求所定义的，都被认定属于本发明概念的思想、范围 和概念范围内。
[0018] 本公开所用的以下术语，除非另有说明，都应被理解为具有如下含义：
[0019] 在权利要求和/或说明书中与术语"包含"一起使用的词语"一"可以指"一个"， 也指"一个或多个"、"至少一个"和"一个或多于一个"。除非明确指出仅指其它选择或选 择之间相互排斥，否则权利要求中术语"或"的使用意味着"和/或"，不过本公开支持只是 指其它选择及"和/或"的定义。在这个整篇申请中，术语"约"被用来表明数值包括仪器、 用来测定该值所用方法、和/或研究目标之间所存在的差异等固有误差。术语"至少一个" 应被理解为包括一个及多于一个的数量，包括但不限于2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、100 等。该术语"至少一个"可延伸至100或1000或更多，取决于该术语与谁连用；此外，数量 100/1000不应被理解为具有限制性，更高的数值也可能产生满意的结果。此外，术语"X、Y 和Z中的至少一个"的使用应理解为只包括X、只包括Y和只包括Z，以及X、Y和Z的任意 组合。
[0020] 在此说明书和权利要求中所用的单词"包括"、"具有"、"包含"或"含有"都具有包 容性或开放式的，且不排除额外的、没有提及的元素或方法步骤。
[0021] 这里所用的术语"或其组合"指在此术语前所列的物件的所有排列和组合。例如， "A、B、C或其组合"意在包括至少下述一个：A、B、C、AB、AC、BC或ABC，而且在特定情况下当 顺序重要时，还有BA、CA、CB、CBA、BCA、ACB、BAC或CAB。继续这个实例，明确包括的是重复 含有一个或多个物件或术语的组合如BB、AAA、MB、BBC、AAABCCCC、CBBAAA、CABABB等。本领 域技术人员应理解在任何组合中对于物件或术语的数量通常是没有限制的，除非在文中明 显不对。
[0022] 本文公开了一种具有延长的可操作时间的水硬性组合物。该水硬性组合物可以用 于制造水泥砂浆例如水泥质瓷砖粘结剂。具体而言，该组合物包含至少一种水泥缓凝剂和 至少一种促凝剂。
[0023] 在本发明公开及请求保护的发明概念的水硬性组合物中，所述促凝剂是能促进水 泥水合的材料，其通常分作无机化合物和有机化合物。合适的无机化合物可以包括，但不限 于：氯化物，例如氯化钙、氯化钠和氯化钾；亚硝酸盐，例如亚硝酸钠和亚硝酸钙；硝酸盐， 例如硝酸钠和硝酸1? ;硫酸盐，例如硫酸妈、硫酸钠和明巩；硫氰酸盐，例如硫氰酸钠和硫 氰酸钙；氢氧化物，例如氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙；碳酸盐，例如碳酸钙、碳酸钠和碳 酸锂；以及氧化