用于矿物粘结剂的促进剂的制作方法_2

文档序号:9493067阅读:来源:国知局
水硬性 组合物得到特别有利的抗压强度和加工特性。同时,得到特别好的促进剂稳定性。
[0033] 优选地,所述硅溶胶SL是Si02份额在3至30重量%、特别是4至20重量%、特 别优选是10至18重量%的范围内的水溶液或悬浮液。
[0034] 优选地,步骤(i)中所述钙化合物CV与所述硅溶胶SL的反应在溶剂存在下进行。 合适的溶剂是例如水、醇和/或多元醇,特别是乙二醇、丙三醇、乙醇或异丙醇。其中,最优 选的溶剂是水。
[0035] 特别地,在所述步骤(i)中的反应之前,所述钙化合物CV以含有钙化合物CV的溶 液的形式,特别是含有钙化合物CV的水溶液的形式存在。其中,所述含有钙化合物CV的溶 液含有钙化合物CV、溶剂和任选地其他物质。特别地,使用水作为溶剂。有利地,在钙溶液 中钙化合物CV的浓度范围是5至80重量%、特别是30至70重量%、更优选是40至60重 量%。
[0036] 特别地,所述钙化合物CV或所述钙溶液的pH值范围是2至10,优选是3至9,特 别优选是4至8,特别是5至7。特别地,所述钙化合物CV或钙溶液的pH值< 7。
[0037] 因此特别地,步骤(i)中所述钙化合物CV与所述硅溶胶SL的反应在有水存在的 情况下进行,特别是在水溶液中进行。特别地,所述步骤(i)中的反应包括所述钙化合物CV 与所述硅溶胶SL之间的沉淀反应。特别地,所述钙化合物CV与所述硅溶胶SL反应生成硅 酸钙水合物悬浮液。
[0038] 优选地,在所述步骤(i)的反应期间,基于所有反应混合物的重量计,溶剂,特别 是水的份额在25至95重量%、特别是30至60重量%、特别是35至50重量%的范围内。
[0039] 此外有利地,所述钙化合物CV与所述硅溶胶SL以水溶液或悬浮液形式彼此分别 地使用。
[0040] 优选地,所述步骤(i)中的反应在液相反应器中进行,所述反应器选自苏尔寿混 合反应器、具有外部再循环的反应器、级联反应器、环管反应器、搅拌反应器和有转子-定 子-混合器的反应器。特别地,优选的液相反应器是搅拌反应器、静态混合器和有转子-定 子-混合器的反应器。
[0041] 特别地,所述钙化合物CV与硅化合物SV的反应或方法的步骤(i)在2至12、特别 是2至8、优选是2. 5至7、特别是3至6. 5、特别优选是3至4的pH值范围内进行。
[0042] 特别优选地,所述钙化合物CV与硅化合物SV的反应或方法的步骤(i)在酸性条 件下进行。有利地,pH值< 7,特别是< 6,优选是< 5或< 4。
[0043] 如果需要,在所述钙化合物CV与硅化合物SV的反应或步骤(i)之前和/或之中, pH值可以通过加入酸和/或碱调节到希望的值,特别是之前提到的值。
[0044] 在一个有利的实施方案中,在步骤(i)之前和/或之中,pH值通过加入酸调节。特 别地,所述酸是有机酸,优选是羧酸,特别是(^至C4的羧酸,优选是醋酸和/或甲酸。特别 优选是甲酸。
[0045] 优选地,所述钙化合物CV与硅化合物SV的反应或方法的步骤(i)在没有水硬性 粘结剂和/或没有水泥粘结剂和/或没有水泥的情况下进行。特别地,这意味着在反应过程 中此种物质的份额< 10重量%,优选< 5重量%,特别< 1重量%,特别优选< 0. 5重量% 或<O.i重量%。特别地,在反应期间完全没有此类物质。
[0046] 特别地,在使用所制备的凝固和固化促进剂时才进行与此类物质的可能的混合, 特别地所述混合在时间上延迟和/或与凝固和固化促进剂的制备在空间上分开。
[0047] 此外,在步骤(i)中的反应期间可加入选自铝盐、氢氧化铝、氧化铝、镁盐、氢氧化 镁和氧化镁的化合物,特别是选自它们的硝酸盐、亚硝酸盐和/或磺酸盐。
[0048] 此外有利地,所述方法还包括加入至少一种其它固化促进性物质的步骤(ii)。其 中优选地,所述至少一种其它固化促进性物质包括一种或多种氨基醇、一种或多种α-羟 基羧酸、一种或多种碱金属和/或碱土金属硫氰酸盐、一种或多种碱金属和/或碱土金属卤 化物、丙三醇和/或丙三醇衍生物。
[0049] 有利地,所述至少一种其它固化促进性物质包括氨基醇,特别是Ν-甲基二乙醇胺 和/或含硫化合物,特别是一种或多种碱金属和/或碱土金属硫氰酸盐,优选是NaSCN。
[0050] 特别地,基于所述凝固和固化促进剂的总重量计,所有其它固化促进性物质的总 含量是1至20重量%,优选是3至18重量%。
[0051] 特别地,使用氨基醇作为至少一种固化促进性物质,其基于所述凝固和固化促进 剂的总重量计的份额是1至10重量%,优选是2至8重量%,特别优选是4至8重量%。 特别地,所述氨基醇选自二乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-甲基二异丙醇胺、Ν,Ν,Ν',Ν' -四 (羟丙基)乙二胺、三(羟甲基)氨基甲烷。特别优选的是二乙醇胺和/或Ν-甲基二乙醇 胺。非常特别优选的是Ν-甲基二乙醇胺。优选是Ν-甲基二乙醇胺。令人惊奇地发现,氨基 醇可以有利地影响8小时后的抗压强度和同时改善所述凝固和固化促进剂的储存稳定性。
[0052] 使用含硫化合物,特别是碱金属和/或碱土金属硫氰酸盐是同样有利的,所述硫 氰酸盐基于凝固和固化促进剂的总重量计的份额是1至20重量%,优选是5至15重量%, 特别优选是8至12重量%。特别优选的是碱金属硫氰酸盐,特别是硫氰酸钠或者NaSCN。
[0053] 此外可以有利地,所述方法还具有加入增稠剂的步骤(iii),特别地所述增稠剂选 自纤维素醚、多糖、淀粉衍生物、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、乳胶、瓜尔核粉(Guarkernmehl)、藻 酸盐和聚丙烯酰胺。特别地,所述增稠剂是聚丙烯酸酯。
[0054] 此外有利地可以加入分散剂,所述分散剂选自聚羧酸酯、三聚氰胺-甲醛缩合物、 萘-甲醛缩合物、木质素磺酸盐和聚氧化烯。优选地,分散剂:硅溶胶SL的混合比例(重 量%计)是〇. 01至30,优选是1至10,特别优选是1. 5至5. 0。
[0055] 但是,也可能有利的是不加入前述的分散剂。
[0056] 通常,步骤(i)在温度-10至90°C和/或压力0· 8至20bar下进行。在某些情况 下,步骤(i)合乎目的地在如氮气氛的惰性气体气氛中进行,以减低不期望的与反应性的 空气成分的副反应。
[0057] 如果所述方法还有粉碎来自步骤(i)的反应产物的步骤(iv),那么其对由促进 剂得到的早期强度是特别有利的。特别地,所述步骤(iv)是通过搅拌磨、辊磨、胶体磨、转 子-定子混合器和/或均化器的粉碎,优选是通过转子-定子混合器和/或均化器的粉碎。
[0058] 优选地,所述步骤(iv)导致反应产物的平均颗粒尺寸是1000至10nm,优选是100 至10nm。这特别对由促进剂得到的早期强度是有利的。
[0059] 本发明的另一个内容涉及通过上述方法之一制备的凝固和固化促进剂。优选地, 所述凝固和固化促进剂以例如粉末的固体形式存在,或者以液体形式存在。特别地,所述促 进剂作为胶体、悬浮液或水溶液存在。
[0060] 特别优选地,所述促进剂作为悬浮液存在。优选地,所述悬浮液的固含量是5至70 重量%,特别是20至65重量%,特别是40至60重量%。
[0061] 有利地,所述凝固和固化促进剂制备完成后的pH值< 7,特别是< 6,优选是< 5 或 < 4. 5。
[0062] 特别地,所述pH值在2至12,特别是2至8,优选是2. 5至
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