使用保水剂的砖瓦水泥灰浆的制作方法

专利名称：使用保水剂的砖瓦水泥灰浆的制作方法
技术领域：
本发明涉及使用于用来将瓷砖安装到墙和地面上的干砖瓦水泥灰浆组合物的混合料。本发明还涉及使用了由原棉绒制得的改进的保水剂的干砖瓦水泥灰浆。
背景技术：
传统的瓷砖水泥通常是水泥和沙子的简单干混物。该干混物与水混合形成灰浆。这些传统的灰浆，自身具有差的流动性或者抹平性。从而，由于水从灰浆中的快速蒸发或除去导致了水泥较差的或差的可使用性和短的开放和校正时间以及不充分的水合作用，这些灰浆的施用是强劳动的，尤其是在夏季月份在热的气候条件下。
硬化的传统灰浆的物理特性受到其水合过程的强烈影响，因此，在硬化操作中其受到了从中除去水的速率的影响。在硬化反应的开始，任何通过增加除去水的速率或者通过减小灰浆中水的浓度来影响这些参数的影响，都能够引起该灰浆的物理性能的下降。大多数瓷砖在它们没有上釉的表面是非常多孔的并且能够从灰浆除去大量的水，这导致了刚刚在上面所提及的难题。同样，这些砖瓦所应用到的大多数基底，例如灰质砂岩、灰渣砖、木材或砖石也是多孔的并且导致了相同的问题。
为了克服或者缩小上面所提及的水损失问题，现有技术公开了使用纤维素醚作为保水剂来减轻该问题。该现有技术的一个实例是US4,501,617，其公开了使用羟丙基羟乙基纤维素(HPHEC)作为保水助剂来提高灰浆的抹平性或流动性。纤维素醚在干灰浆应用中的使用还公开在DE 3909070、DE3913518、CA2456793、和EP 773198中。
德国公开4,034,709 A1公开了使用原棉绒来制备纤维素醚作为水泥基水硬性灰浆或混凝土组合物的添加剂。
纤维素醚(CE)代表重要的一类商业上重要的水溶性聚合物。这些CE能够增加水介质的粘度。CE的增粘能力主要是由其分子量、连接到其上的化学取代基、和聚合物链的构象特征控制的。CE被使用于很多领域，例如，建筑、油漆、食物、个人护理品、药物、粘结剂、洗涤剂/清洁产品、油田、造纸工业、制陶业、聚合工艺、皮革工业、和纺织品中。单独或结合使用的甲基纤维素(MC)、甲基羟乙基纤维素(MHEC)、乙基羟乙基纤维素(EHEC)、甲基羟丙基纤维素(MHPC)、羟乙基纤维素(HEC)、疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)被广泛地使用于建筑工业的干灰浆配制品中。干灰浆配制品意味作为无机粘结剂单独使用或者与骨料(例如，硅土和/或碳酸盐沙子/粉末)结合使用的石膏、水泥和/或石灰与添加剂的掺合物。
为了它们的最终用途应用，这些干灰浆与水混合并且作为湿材料应用。为了预定的应用，需要在溶解于水时给出高粘度的水溶性聚合物。通过使用MC、MHEC、MHPC、EHEC、HEC、和HMHEC或者它们的结合，获得了希望的灰浆性能例如高保水性(和由此得到的规定的含水量控制)。另外，能够观察到所得到材料的改进的可使用性和令人满意的粘附性。由于CE溶液浓度的增加导致了改进的保水能力和粘附性，为了更加有效地操作并且更加有效地降低成本，提供高溶液粘度的高分子量CE是合乎需要的。为了得到高溶液粘度，必须仔细地选择起始的纤维素醚。目前，通过使用提纯的棉绒或者非常高粘度的木浆，通过烷基羟烷基纤维素能够达到的2重量％水溶液的最高粘度是约70,000-80,000mPas(通过使用布鲁克菲尔德RVT粘度计在20℃和20rpm下使用7号桨测量的)。
在砖瓦水泥灰浆工业中，仍然存在对于能够以经济合算的方式使用来提高砖瓦水泥灰浆的应用和表现性能的保水剂的需要。为了帮助达到该结果，优选提供2％水溶液布鲁克菲尔德粘度优选大于约80,000mPas并且依然能够经济合算地用作增稠剂和/或保水剂的保水剂。

发明内容
本发明涉及使用于干灰浆砖瓦水泥组合物中的混合料，其是由20-99.9重量％量的由原棉绒制备的烷基羟烷基纤维素和羟烷基纤维素和它们的混合物的纤维素醚，和0.1-80重量％量的至少一种选自于有机或无机增稠剂、抗下垂剂、加气剂、润湿剂、消泡剂、超塑化剂、分散剂、钙配位剂、缓凝剂、促进剂、拒水剂、可再分散粉末、生物聚合物和纤维中的添加剂构成的；该混合料，当用于干砖瓦水泥配制品中并且与足量的水混合的时候，该砖瓦水泥配制品生产出能够施用到基底上的灰浆，其中与当使用传统类似的纤维素醚相比时，该混合料在灰浆中的量被显著地降低，而湿灰浆的校正时间、施用性、和抗下垂性是可比的或者得到了提高。
本发明还涉及由水硬水泥、细骨料材料、和由至少一种由原棉绒制得的纤维素醚组成的保水剂构成的干砖瓦水泥灰浆组合物；该干砖瓦水泥灰浆组合物，当与足量的水混合的时候，生产出可以以薄层应用来将砖瓦固定到基底上的灰浆，其中与当使用传统类似的纤维素醚相比时，保水剂在该灰浆中的量被显著地降低，而该灰浆的校正时间、施用性、和抗下垂性是可比的或者得到了提高。
具体实施例方式
已经令人惊讶地发现由原棉绒(RCL)制得的一些纤维素醚，特别是烷基羟烷基纤维素和羟烷基纤维素，相对于由提纯的棉绒或高粘度纸浆制得的常规的市售的纤维素醚，具有异常高的溶液粘度。将这些纤维素醚使用于砖瓦水泥灰浆中具有几个迄今为止使用常规的纤维素醚不可能达到的优点(即，较低的使用成本和较好的应用性能)以及改进的性能。
根据本发明，烷基羟烷基纤维素和羟烷基纤维素的纤维素醚是由切割的或者未经切割的原棉绒制得的。烷基羟烷基纤维素的烷基具有1-24个碳原子并且羟烷基具有2-4个碳原子。另外，羟烷基纤维素的羟烷基具有2-4个碳原子。这些纤维素醚对砖瓦水泥灰浆提供了意想不到的和令人惊讶的好处。由于RCL-基CE特别高的粘度，能够在砖瓦水泥中观察到非常有效的应用性能。相对于目前使用的高粘度市售CE，即使以较低的使用量使用RCL基CE，关于水分保持和相应的校正时间，也能够达到相似的或者提高的应用性能。
还已经证实，由RCL制备的烷基羟烷基纤维素和羟烷基纤维素，例如甲基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、羟乙基纤维素和疏水改性的羟乙基纤维素给了灰浆重要的实体和改进的抗下垂性。由于使用这些RCL基CE制备的灰浆具有改进的保水能力，因此即使以降低的CE使用量，它们也提供了较长的校正时间。此外，这些RCL基CE在灰浆中显示了积极影响凹口铲的施用性的润滑效果。这些RCL基CE在灰浆中的使用降低了表面张力并且增加了所需要的补给水的量。因而，容易使干灰浆砖瓦水泥产品与水混合。
根据本发明，该混合料具有20-99.9重量％，优选70-99.0重量％的纤维素醚量。
本发明的RCL基、非离子CE特别包括(作为第一CE)由原棉绒(RCL)制备的烷基羟烷基纤维素和羟烷基纤维素。它们的衍生物的实例包括甲基羟甲基纤维素(MHEC)、甲基羟丙基纤维素(MHPC)、甲基乙基羟乙基纤维素(MEHEC)、乙基羟乙基纤维素(EHEC)、疏水改性的乙基羟乙基纤维素(HMEHEC)、羟乙基纤维素(HEC)、疏水改性的羟乙基纤维素(HMEHEC)和它们的混合物。疏水性取代基可以具有1-25个碳原子。根据它们的化学成分，每葡糖酐单元，它们可以具有0.5-2.5的甲基或乙基取代度(DS)、约0.01-6的羟烷基摩尔取代度(HA-MS)、约0.01-0.5的疏水性取代基的摩尔取代度(HS-MS)。更具体地，本发明涉及这些水溶性的、非离子CE作为干灰浆砖瓦水泥应用中的有效的增稠剂和/或保水剂的用途。
在实施本发明的过程中，可以将由提纯的棉绒和木浆制得的常规CE(第二CE)与RCL基CE结合使用。由提纯的纤维素制备各种CE在本领域中是已知的。这些第二CE可以与第一RCL-CE结合使用来实施本发明。在本申请中，这些第二CE将被称为常规CE，这是因为它们中的大多数都是市售的产品或者在市场和/或文献中是已知的。
第二CE的实例是甲基纤维素(MC)、甲基羟乙基纤维素(MHEC)、甲基羟丙基纤维素(MHPC)、羟乙基纤维素(HEC)、乙基羟乙基纤维素(EHEC)、疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)、疏水改性的乙基羟乙基纤维素(HMEHEC)、甲基乙基羟乙基纤维素(MEHEC)、磺乙基甲基羟乙基纤维素(SEMHEC)、磺乙基甲基羟丙基纤维素(SEMHPC)、和磺乙基羟乙基纤维素(SEHEC)。
根据本发明，一个优选的技术方案使用由RCL制得的水性布鲁克菲尔德溶液粘度大于80,000mPas、优选大于90,000mPas的MHEC和MHPC，其中该粘度是在20℃，20rpm下，以2重量％的浓度使用7号桨在布鲁克菲尔德RTV粘度计上测量的。
根据本发明，该混合料具有含量在0.1-80重量％、优选0.5-30重量％之间的至少一种添加剂。所使用的添加剂包括有机或无机增稠剂和/或第二保水剂、抗下垂剂、加气剂、润湿剂、消泡剂、超塑化剂、分散剂、钙配位剂、缓凝剂、促进剂、拒水剂、可再分散粉末、生物聚合物、和纤维。有机增稠剂的一个实例是多糖。添加剂的其它实例是钙螯合剂、果酸、和表面活性剂。
上述添加剂的更具体的实例是丙烯酰胺的均聚物或共聚物。这些聚合物的实例是丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物、丙烯酰胺-丙烯酸共聚物、丙烯酰胺-丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸钠共聚物、丙烯酰胺-丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸共聚物、丙烯酰胺-二烯丙基二甲基氯化铵共聚物、丙烯酰胺-(丙烯酰氨基)丙基三甲基氯化铵共聚物、丙烯酰胺-(丙烯酰基)乙基三甲基氯化铵共聚物、和它们的混合物。
多糖添加剂的实例是淀粉醚、淀粉、瓜尔胶/瓜尔胶衍生物、右旋糖苷、壳多糖、脱乙酰壳多糖、木聚糖、黄原胶、文莱胶、洁冷胶、甘露聚糖、半乳聚糖、葡聚糖、阿拉伯糖基木聚糖、藻酸盐、和纤维素纤维。
添加剂的其它具体实例是明胶、聚乙二醇、酪蛋白、木质素磺酸盐、萘磺酸盐、磺化三聚氰胺-甲醛缩合物、磺化萘-甲醛缩合物、聚丙烯酸酯、聚羧酸酯醚、聚苯乙烯磺酸盐、磷酸盐、膦酸盐、具有1-4个碳原子的有机酸的钙盐、链烷酸盐、硫酸铝、金属铝、斑脱土、蒙脱土、海泡石、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇、以及基于醋酸乙烯酯、马来酸酯、乙烯、苯乙烯、丁二烯、柯赫酸乙烯酯(vinylversatate)、和丙烯酸类单体的均聚物、共聚物、或三元共聚物。
本发明的混合料可以通过本领域已知的的很多种技术制备。实例包括干混、将溶液或熔融物喷雾到干材料上、共挤出或者共研磨。
根据本发明，当该混合料以干砖瓦水泥配制品使用并且与足够量的水混合来生产砖瓦水泥灰浆的时侯，该混合物的量，以及由此所导致的纤维素醚的量被显著地降低。混合物或纤维素醚的降低量至少是5％，优选10％。即使在CE中存在这样的降低，与使用常规的类似纤维素醚时相比，该湿灰浆的校正时间、施用性、和抗下垂性是可比的或者是被提高的。
本发明的混合料可以直接或间接地销售给能够将这样的混合物直接使用到它们的生产设备中的砖瓦水泥生产商。该混合料还可以被常规地掺合来达到不同生产商的优选的要求。
本发明的干砖瓦水泥组合物具有的CE的量为约0.1-2.0重量％。至少一种添加剂的量为约0.001-15重量％。这些重量百分数是基于该干砖瓦水泥组合物中的所有成分的总干重量。
根据本发明，该干砖瓦水泥灰浆组合物具有以20-90重量％的量，优选以50-70重量％的量存在的细骨料材料。细骨料材料的的实例是石英砂、白云石、石灰石、轻质骨料(例如、珍珠岩、发泡聚苯乙烯、中空玻璃球)、橡胶碎屑(从汽车轮胎回收的)和飞灰。″细″意味着该骨料材料具有至多1.0mm、优选0.5mm的粒径。
根据本发明，水硬水泥成分是以10-80重量％的量、优选20-50重量％的量存在的。水硬水泥的实例是波特兰水泥、波特兰-矿渣水泥、波特兰-硅灰水泥、波特兰-火山灰水泥、波特兰-烧页岩水泥、波特兰-石灰石水泥、波特兰-复合水泥、高炉渣水泥、火山灰水泥、复合水泥和铝酸钙水泥。
本发明的干砖瓦水泥灰浆组合物还可以在其内结合熟石灰、石膏、火山灰、高炉渣、和水硬石灰中的至少一种矿物粘结剂。该至少一种矿物粘结剂可以以0.1-30重量％的量存在。
根据本发明，优选的技术方案是包含MHEC或MHPC和由丙烯酰胺的均聚物或共聚物、淀粉醚、或者它们的的混合物中的添加剂的混合物以及相应地干砖瓦水泥组合物。在该技术方案中，MHEC和MHPC各自具有大于80,000mPas、优选大于90,000mPas的布鲁克菲尔德水溶液粘度，其中该粘度是使用7号桨，在2重量％、20℃、20rpm下在布鲁克菲尔德RVT粘度计上测量的。
根据本发明的优选的技术方案，纤维素醚是根据2004年4月13日提交的美国专利申请序列号10/822,926制备的，在此将该专利申请并入作为参考。本发明的起始物料是未经提纯的堆密度为至少8克/100ml的原棉绒纤维块。在该块中至少50重量％的纤维具有通过了US筛网大小No.10(2mm孔)的平均长度。该未经提纯的原棉绒块是通过获得根据AOCS(American Oil Chemists’Society)OfficialMethod Bb 3-47测量含有至少60％纤维素的由一切割、第二切割、第三切割和/或未分级的未经提纯的、天然的、原棉绒或它们的混合物组成的松散块，并且将该松散块粉碎成其中至少50重量％该纤维通过了US标准筛网大小No.10的长度来制备的。该纤维素醚的衍生物是使用上述的粉碎的原棉绒纤维块作为起始材料制备的。首先用碱在淤浆或者高固体工艺中以高于9重量％的纤维素浓度处理被切割的原棉绒块来形成有活性的纤维素淤浆。然后，使活化的纤维素淤浆在足够高的温度下与醚化剂或者醚化剂的混合物反应足够长的时间来形成该纤维素醚衍生物，然后对其进行回收。为了制备本发明的各种CE，在本领域中对上述工艺的改进是公知的。
本发明的CE还可以由未经切割的原棉绒制备，该原棉绒是从生产商那里以第一、第二、第三切割、和/或未分级的RCL大捆获得的。
包括由机械清洗原棉绒所形成的基本不含非纤维素杂质如田间废弃物、碎片、种子外壳等的原棉绒也可以被用来制备本发明的纤维素醚。包括那些涉及敲打、过筛、和空气分离技术的原棉绒机械清洗技术对于本领域的技术人员来说是公知的。结合使用机械敲打技术和空气分离技术，利用纤维与碎片之间的密度差异将纤维从碎片中分离出来。经过机械清洗的原棉绒和“未经改变过的”原棉绒的混合物也可以用来制备本发明的纤维素醚。
当与用常规的纤维素醚作为保水剂所制备的灰浆相比时，本发明的灰浆在校正时间、施用性、和抗下垂性的性能上得到了改善。这些是在该领域中用来表征砖瓦水泥灰浆的性能而被广泛应用的重要参数。
“校正时间”被定义为砖瓦在墙上的位置可以发生改变而该砖瓦没有从灰浆上松掉的时间。
“施用性”被定义为将该砖瓦水泥施用到基底，例如，底面或者墙表面上的容易度。施用性是通过工匠主观上评价的，并且其描述了将灰浆喷洒到基底上的容易度。
“抗下垂性”是垂直施用砖瓦水泥来将砖瓦固定到合适位置的能力，其中砖瓦被镶嵌到灰浆床中以至于该砖瓦不滑动下来。
典型的干砖瓦水泥灰浆可以包含下面成分中的一些或者全部表A砖瓦水泥的典型的现有技术成分

进一步通过下面的实施例对本发明进行了描述。除非另有标注，份数和百分数是按重量计算的。
实施例1实施例1和2显示了本发明的聚合物相对于类似的市售聚合物的一些化学和物理性能。
取代度的确定在150℃下，用氢碘酸对纤维素醚进行改进的Zeisel醚裂解。用气相色谱定量地确定所形成的挥发性反应产物。
粘度的确定水性纤维素醚溶液的粘度是对浓度为1重量％和2重量％的溶液确定的。当确定了纤维素醚溶液的粘度时，以干基计算使用相应的甲基羟烷基纤维素，即，通过较高量的重量补偿了湿气百分率。目前可以得到的市售的基于提纯的棉绒或高粘度木浆的甲基羟烷基纤维素具有最大约70,000-80,000mPas(使用布鲁克菲尔德RVT粘度计在20℃和20rpm下，使用7号桨测定的)的2重量％水溶液粘度。
为了确定该粘度，使用了布鲁克菲尔德RVT旋转粘度计。对2重量％水溶液的所有测量都是在20℃和20rpm下，使用7号桨测定的。
氯化钠的含量氯化钠的含量是通过莫尔方法确定的。在分析天平上称量0.5g该产品并且将其溶解于150ml蒸馏水中。然后在搅拌30分钟后加入1ml 15％HNO3。此后，使用市售的仪器，用标准硝酸银(AgNO3)溶液滴定该溶液。
湿度的确定试样的湿气含量是使用市售的的湿度天平在105℃下确定的。湿气含量是重量损失和起始重量的商，并且是以百分数表示的。
表面张力的确定该水性纤维素溶液的表面张力是在20℃下并且以0.1重量％的浓度使用Kruss Didgital-Tensiometer K10测量的。为了确定表面张力，使用了所谓的″威廉米悬片法(Wilhelmy Plate Method)″，其中将薄片降低到液体的表面并且测量指向该片上的向下的力。
表1分析数据

*在20℃的0.1重量％水溶液表1显示了衍生自RCL的甲基羟乙基纤维素和甲基羟丙基纤维素的分析数据。这些结果清楚地表明这些产品比目前市售的高粘度类型具有显著较高的粘度。在2重量％浓度，发现粘度为约100,000mPas。由于它们特别高的值，对1重量％水溶液粘度的测量更加可靠并且更加容易。在该浓度时，市售的甲基羟乙基纤维素和甲基羟丙基纤维素表现出在7300-约9000mPas范围内的粘度(参见表1)。对于基于原棉绒的产品的测定值显著高于市售材料。此外，表1中所示的数据清楚表明基于原棉绒的纤维素醚具有比对照试样更低的表面张力。
实施例2取代度的确定在150℃下，用氢碘酸对纤维素醚进行改进的Zeisel醚裂解。用气相色谱定量地确定所形成的挥发性反应产物。
粘度的确定水性纤维素醚溶液的粘度是对浓度为1重量％的溶液确定的。当确定了纤维素醚溶液的粘度时，相应的甲基羟烷基纤维素是以干基计算使用的，即，通过较高量的重量补偿了湿气百分率。
为了确定该粘度，使用了布鲁克菲尔德LVF旋转粘度计。所有的测量都是在25℃和30rpm下，使用4号桨测定的。
羟乙基纤维素是由提纯的以及原棉绒在Hercules’试验装置反应器中制备的。如在表2中所示的那样，两个试样具有大约相同的羟乙氧基含量。但是所形成的基于RCL的HEC的粘度高出约23％。
表2HEC试样的分析数据

实施例3所有的测试都是在由30.00重量％波特兰水泥(CEMI 42，5R)、69.70重量％石英砂(直径为0.1-0.3mm)、和0.30重量％纤维素醚构成的砖瓦水泥中进行的。
为了质量评估，进行了各种测试方法。调整需水量来达到可比较的(550,000±50,000mPas)Helipath粘度。
灰浆粘度的确定灰浆粘度的确定是通过旋转粘度计和桨体系(Hel ipath装置)进行的。
开放时间和校正时间的确定为了开放时间的确定，用有凹口的涂板器(6×6mm)将灰浆涂覆在纤维水泥板上。每五分钟，通过2kg重量的负载30秒将5×5cm土陶和石陶砖嵌入。当少于50％的砖瓦的背面被灰浆覆盖的时侯，结束开放时间。第一次提到的值表示在土陶砖瓦的情况下的开放时间，第二次提及的值代表石陶器的情况下的开放时间。
灰浆保持密封水特定时间段的能力被表示为校正时间或者也被称为适应性。将灰浆涂覆在灰质砂岩砖上并且用手将几块砖瓦嵌入。每几分钟，通过用很小的力在两个方向上使该砖瓦转动轻微的角来检验适应性。随着水的损失，灰浆层的粘度增加直到旋转砖瓦导致失去粘合力。
抗下垂性将瓷砖施用到垂直基底上需要砖瓦水泥一定的经久耐用性能。用6×6mm泥铲将该灰浆涂覆在水平放置的聚氯乙烯(PVC)板上并且通过施加2kg重量的负载30秒将10×10cm(重量200g)的石陶瓷砖嵌入。将该板垂直放置并且在10分钟后测定下垂性。
硬化性能根据DIN EN 196-3程序使用Vicat针装置研究砖瓦水泥的硬化性能。将新制备的灰浆填入环中并且只要塑性允许就将针顺着向下移动并且穿透该灰浆。在灰浆的硬化和/或凝固的过程中，穿透变少。根据特定的穿透毫米数，以小时和分钟定义测试的起始和结束。
在上述砖瓦水泥组合物中测定了由RCL制得的甲基羟乙基纤维素(MHEC)和甲基羟丙基纤维素(MHPC)，并且将它们的性能与作为对照试样的市售的、高粘度MHEC和MHPC(来自Hercules)的性能进行了比较。结果显示于表3中。
表3砖瓦水泥应用中不同纤维素醚的测试(23℃/50％相对空气湿度)

*EW＝土陶瓷砖；SW＝石陶瓷砖**水因子用所使用的干灰浆的量除所使用的水的量，例如，在100g干灰浆上的20g水，导致0.2的水因子将所形成的砖瓦水泥的粘度调整到550,000(±50,000)mPas。为了获得目标粘度，RCL-CE基砖瓦水泥的需水量高于常规的市售甲基羟烷基纤维素的需水量。即使以降低的使用量(0.27重量％而不是0.30重量％)，水因子仍然较高，即RCL-基试样具有较强的增稠效果。
在降低的剂量的时侯，与对照的MHEC相比，RCL-MHEC基砖瓦水泥在“典型的”和降低的加入量都显示了改进的开放时间。该效果可能是由该试样较高的含水率形成的。然而，所形成的灰浆的抗下垂性得到了轻微地改善。
当以相同的加入量对RCL-MHPC与市售MHPC 65000的性能进行比较的时候，观察到了RCL-MHPC比市售MHPC 65000在开放时间和校正时间方面具有明显的优势。RCL-MHPC的抗下垂性被轻微降低，这有可能是由其显著较高的需水量所导致的。
通常，使用相同的CE加入量，水因子的增加导致了纤维素醚浓度的稀释，因此导致了较短的校正时间。虽然与含有MHEC 75000的灰浆相比，相同加入量的RCL-MHPC基砖瓦水泥的需水量较高，但是校正时间依然是可比的。
虽然相对于MHPC 65000，RCL-MHPC是以10％降低剂量加入的，但是对于所形成的砖瓦水泥观察到了类似的校正时间。
考虑到测试条件(23℃和50％的相对空气湿度)和砖瓦水泥基混合物的成分以及试验误差(±1-2分钟)，所有确定的校正时间都是优良的。该积极的结果是由于被研究试样非常高的粘度所形成的。
所有涉及由RCL制备的试样的测试都给了该灰浆显著改进的基质。令人惊讶地，这些产品显示了积极影响了用有凹口的铲施用的润滑效果。由于RCL-CE试样降低了补给水的表面张力(参见实施例1)，RCL-CE试样的加入导致最终的建筑材料更容易混合的性能。
这些结果表明以10％降低的加入量加入RCL-MHEC或RCL-MHPC，它们表现出与以“典型的”剂量测试的对照的MHEC或MHPC试样可比的或者更好的性能。
实施例4所有的测试都是在由30.00重量％波特兰水泥(CEMI 42，5R)、69.70重量％石英砂(直径为0.1-0.3mm)、和0.30重量％纤维素醚构成的砖瓦水泥中进行的。调整试样的需水量来达到可比较的(550,000±50,000mPas)粘度。
灰浆粘度、开放时间和校正时间的确定灰浆粘度、开放时间和校正时间是如实施例3中描述的那样确定的。
在另外一系列测试中，将由RCL制得的甲基羟乙基纤维素(MHEC)和甲基羟丙基纤维素(MHPC)与聚丙烯酰胺和/或羟丙基淀粉(一种淀粉醚，缩写为STE)掺合。
所使用的聚丙烯酰胺(PAA)具有8-15百万g/mol的分子量，825±50g/dm3的密度；和15-50重量％的阴离子电荷。
羟丙基淀粉(STE)具有10-35重量％的羟丙氧基含量、350-550g/dm的堆密度、最大为8重量％填塞的湿气含量、在0.4mm的筛上最大值为20重量％残留物的粒径(Alpine气筛)、和1500-3000mPas的溶液粘度(以10重量％、布鲁克菲尔德RVT、20rpm、20℃)。
分别对照作为对照试样的按照要求混合的改性的高粘度MHEC和MHPCT，测试上述砖瓦水泥组合物中的这些添加剂(PAA和STE)。结果显示于表4中。
表4改性的MHECs和MHPCs在砖瓦水泥应用中的研究(23℃/50％相对空气湿度)

*EW＝土陶瓷砖；SW＝石陶瓷砖为了达到550,000(±50,000)mPas的目标粘度，改性的RCL-CE基砖瓦水泥的需水量高于市售的改性甲基羟烷基纤维素基砖瓦水泥(对照物)的需水量。即使在降低的使用量(0.27wt％而不是0.30重量％)时，该RCL-CE的水因子依然较高，即，该RCL-基试样具有较强的增稠效果。
在降低的剂量，改性的RCL-CE基砖瓦水泥显示出与“典型的”和降低添加量的相应的对照试样至少可比的开放时间。
虽然两种RCL-CE的添加量低了10％，所形成的灰浆的校正时间依然可以与以“典型的”剂量使用的含有相应的对照试样的砖瓦水泥的校正时间相比较。
如上所述，改性RCL-CE的加入给了灰浆显著改进的基质或增稠功效。然而，这些产品显示了积极改进了使用有凹口的泥铲的应用的润滑效果。由于RCL-CE降低了补给水的表面张力(参见实施例1)，改性RCL-CE的加入导致了最终建筑材料更加容易混合的性能。
这些结果表明在10％的降低加入量时，改性的RCL-MHEC或MHPC表现出与相应的以“典型的”剂量测试的对照试样可以相比的或者更好的性能。
实施例5所有的测试都是在由30.00重量％波特兰水泥(.CEMI 42，5R)、69.75重量％石英砂(直径为0.1-0.3mm)、和0.25重量％纤维素醚构成的砖瓦水泥中进行的。
调整需水量来达到可比较的(550,000±50,000mPas)粘度。
灰浆粘度、开放时间和校正时间的确定灰浆粘度、开放时间和校正时间是如实施例3中描述的那样确定的。
在这系列测试中，关于在砖瓦水泥中的应用性能，对由RCL制得的HEC和作为对照的由提纯的棉绒制备的HEC进行比较。结果显示于表5中。
表5HEC在砖瓦水泥应用中的研究(23℃/50％相对空气湿度)

*EW＝土陶瓷砖；SW＝石陶瓷砖在所有测试中，使用了0.19的水因子。在相同的加入量时，含有RCL-HEC的砖瓦水泥显示了较长的校正时间，然而所有其它被研究的性能与对照试样都是可比的。当RCL-HEC的剂量降低10％的时候，与对照试样相比，观察到了几乎相同的应用性能。
虽然本发明是参照优选的技术方案描述的，但是应该理解，不偏离所要求的发明的精神和范围，可以对它的形式和细节进行改变和修改。这样的改变和修改被认为在所附的权利要求书的权限和范围内。
权利要求
1.一种使用于干砖瓦水泥组合物中的混合料，其包括a)20-99.9重量％量的选自以下组中的纤维素醚由原棉绒制得的烷基羟烷基纤维素、羟烷基纤维素和它们的混合物，和b)0.1-80重量％量的选自以下组中的至少一种添加剂有机或无机增稠剂、抗下垂剂、加气剂、润湿剂、消泡剂、超塑化剂、分散剂、钙配位剂、缓凝剂、促进剂、拒水剂、可再分散粉末、生物聚合物和纤维，其中，当所述混合料用于干砖瓦水泥配制品中并且与足量的水混合的时候，该砖瓦水泥配制品生产出能够施用到基底上的灰泥灰浆，其中与使用传统的类似纤维素醚时相比，该混合料在灰浆中的量被显著降低，而湿灰浆的校正时间、施用性和抗下垂性是可比的或者得到了提高。
2.根据权利要求1所述的混合料，其中所述烷基羟烷基纤维素的烷基具有1-24个碳原子，并且所述羟烷基具有2-4个碳原子。
3.根据权利要求1所述的混合料，其中所述纤维素醚选自以下组中甲基羟乙基纤维素(MHEC)、甲基羟丙基纤维素(MHPC)、羟乙基纤维素(HEC)、乙基羟乙基纤维素(EHEC)、甲基乙基羟乙基纤维素(MEHEC)、疏水改性的乙基羟乙基纤维素(HMEHEC)、疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)和它们的混合物。
4.根据权利要求1所述的混合料，其中所述混合料还包括一种或多种选自以下组中的常规纤维素醚甲基纤维素(MC)、甲基羟乙基纤维素(MHEC)、甲基羟丙基纤维素(MHPC)、羟乙基纤维素(HEC)、乙基羟乙基纤维素(EHEC)、疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)、疏水改性的乙基羟乙基纤维素(HMEHEC)、甲基乙基羟乙基纤维素(MEHEC)、磺乙基甲基羟乙基纤维素(SEMHEC)、磺乙基甲基羟丙基纤维素(SEMHPC)和磺乙基羟乙基纤维素(SEHEC)。
5.根据权利要求1所述的混合料，其中所述纤维素醚的量为70-99重量％。
6.根据权利要求1所述的混合料，其中所述添加剂的量为0.5-30重量％。
7.根据权利要求1所述的混合料，其中所述至少一种添加剂是选自多糖的有机增稠剂。
8.根据权利要求7所述的混合料，其中所述多糖选自以下组中淀粉醚、淀粉、瓜尔胶、瓜尔胶衍生物、右旋糖苷、壳多糖、脱乙酰壳多糖、木聚糖、黄原胶、文莱胶、洁冷胶、甘露聚糖、半乳聚糖、葡聚糖、阿拉伯糖基木聚糖、藻酸盐和纤维素纤维。
9.根据权利要求1所述的混合料，其中所述至少一种添加剂选自以下组中丙烯酰胺的均聚物或共聚物、明胶、聚乙二醇、酪蛋白、木质素磺酸盐、萘磺酸盐、磺化三聚氰胺-甲醛缩合物、磺化萘-甲醛缩合物、聚丙烯酸酯、聚羧酸酯醚、聚苯乙烯磺酸盐、磷酸盐、膦酸盐、具有1-4个碳原子的有机酸的钙盐、链烷酸盐、硫酸铝、金属铝、斑脱土、蒙脱土、海泡石、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇、以及基于醋酸乙烯酯、马来酸酯、乙烯、苯乙烯、丁二烯、柯赫酸乙烯酯和丙烯酸类单体的均聚物、共聚物或三元共聚物。
10.根据权利要求1所述的混合料，其中所述至少一种添加剂选自钙螯合剂、果酸和表面活性剂。
11.根据权利要求1所述的混合料，其中所述灰浆中使用的混合料的显著降低量为降低至少5％。
12.根据权利要求1所述的混合料，其中所述灰浆中使用的混合料的显著降低量为降低至少10％。
13.根据权利要求3所述的混合料，其中所述混合料是MHEC和选自丙烯酰胺均聚物或共聚物、淀粉醚以及它们的混合物的添加剂。
14.根据权利要求13所述的混合料，其中所述丙烯酰胺的共聚物选自以下组中丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物、丙烯酰胺-丙烯酸共聚物、丙烯酰胺-丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸钠共聚物、丙烯酰胺-丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸共聚物、丙烯酰胺-二烯丙基二甲基氯化铵共聚物、丙烯酰胺-(丙烯酰氨基)丙基三甲基氯化铵共聚物、丙烯酰胺-(丙烯酰基)乙基三甲基氯化铵共聚物、和它们的混合物。
15.根据权利要求13所述的混合料，其中所述淀粉醚选自以下组中烷基具有1-4个碳原子的羟烷基淀粉、羧甲基化的淀粉醚和它们的混合物。
16.根据权利要求3所述的混合料，其中所述混合料是MHPC和选自丙烯酰胺均聚物或共聚物、淀粉醚、以及它们的混合物的添加剂。
17.根据权利要求16所述的混合料，其中所述丙烯酰胺的共聚物选自以下组中丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物、丙烯酰胺-丙烯酸共聚物、丙烯酰胺-丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸钠共聚物、丙烯酰胺-丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸共聚物、丙烯酰胺-二烯丙基二甲基氯化铵共聚物、丙烯酰胺-(丙烯酰氨基)丙基三甲基氯化铵共聚物、丙烯酰胺-(丙烯酰基)乙基三甲基氯化铵共聚物和它们的混合物。
18.根据权利要求16所述的混合料，其中所述淀粉醚选自以下组中烷基具有1-4个碳原子的羟烷基淀粉、羧甲基化的淀粉醚和它们的混合物。
19.一种干砖瓦水泥灰浆组合物，其包括水硬水泥、细骨料材料、和由原棉绒制得的至少一种纤维素醚构成的保水剂，其中所述干砖瓦水泥灰浆组合物，当与足量的水混合的时候，生产出能够以薄层施用来将砖瓦固定到基底上的灰浆，其中与使用传统的类似纤维素醚时相比，所述灰浆中的保水剂的量被显著地降低，而该灰浆的校正时间、施用性、和抗下垂性是可比的或者得到了提高。
20.根据权利要求19所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述纤维素醚选自以下组中由原棉绒制备的烷基羟烷基纤维素和羟烷基纤维素以及它们的混合物。
21.根据权利要求20所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述烷基羟烷基纤维素的烷基具有1-24个碳原子，并且所述羟烷基具有2-4个碳原子。
22.根据权利要求19所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述至少一种纤维素醚选自以下组中甲基羟乙基纤维素(MHEC)、甲基羟丙基纤维素(MHPC)、羟乙基纤维素(HEC)、甲基乙基羟乙基纤维素(MEHEC)、乙基羟乙基纤维素(EHEC)、疏水改性的乙基羟乙基纤维素(HMEHEC)、疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)和它们的混合物。
23.根据权利要求22所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述纤维素醚，如果可施用的话，其每葡糖酐单元具有0.5-2.5的甲基或乙基取代度、0.01-6的羟乙基或羟丙基摩尔取代度(MS)和0.01-0.5的疏水取代基摩尔取代度(MS)。
24.根据权利要求19所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述砖瓦水泥灰浆组合物还包括一种或多种选自以下组中的常规纤维素醚甲基纤维素(MC)、甲基羟乙基纤维素(MHEC)、甲基羟丙基纤维素(MHPC)、羟乙基纤维素(HEC)、甲基乙基羟乙基纤维素(MEHEC)、乙基羟乙基纤维素(EHEC)、疏水改性的乙基羟乙基纤维素(HMEHEC)、疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)、磺乙基甲基羟乙基纤维素(SEMHEC)、磺乙基甲基羟丙基纤维素(SEMHPC)、磺乙基羟乙基纤维素(SEHEC)和它们的混合物。
25.根据权利要求19所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述纤维素醚的量为0.01-2.0重量％。
26.根据权利要求19所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其与一种或多种选自以下组中的添加剂结合有机或无机增稠剂、抗下垂剂、加气剂、润湿剂、消泡剂、超塑化剂、分散剂、钙配位剂、缓凝剂、促进剂、拒水剂、可再分散粉末、生物聚合物和纤维。
27.根据权利要求19所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述一种或多种添加剂以下组中聚丙烯酰胺、淀粉醚、淀粉、瓜尔胶/瓜尔胶衍生物、右旋糖苷、壳多糖、脱乙酰壳多糖、木聚糖、黄原胶、文莱胶、洁冷胶、甘露聚糖、半乳聚糖、葡聚糖、明胶、藻酸盐、阿拉伯糖基木聚糖、聚乙二醇、酪蛋白、木质素磺酸盐、萘磺酸盐、磺化三聚氰胺-甲醛缩合物、磺化萘-甲醛缩合物、聚丙烯酸酯、聚羧酸酯醚、聚苯乙烯磺酸盐、磷酸盐、膦酸盐、具有1-4个碳原子的有机酸的钙盐、链烷酸盐、硫酸铝、金属铝、斑脱土、蒙脱土、海泡石、纤维素纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇、以及基于醋酸乙烯酯、马来酸酯、乙烯、苯乙烯、丁二烯、柯赫酸乙烯酯和丙烯酸类单体的均聚物、共聚物或三元共聚物。
28.根据权利要求19所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述至少一种添加剂选自以下组中钙螯合剂、果酸和表面活性剂。
29.根据权利要求19所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述添加剂的量是0.001-15重量％。
30.根据权利要求19所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述细骨料材料选自以下组中石英砂、白云石、石灰石、轻质骨料、橡胶碎屑和飞灰。
31.根据权利要求30所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述轻质骨料选自以下组中珍珠岩、发泡聚苯乙烯和中空玻璃球。
32.根据权利要求19所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述细骨料材料是以20-90重量％的量存在的。
33.根据权利要求19所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述细骨料材料是以50-70重量％的量存在的。
34.根据权利要求19所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述水硬水泥选自以下组中波特兰水泥、波特兰-矿渣水泥、波特兰-硅灰水泥、波特兰-火山灰水泥、波特兰-烧页岩水泥、波特兰-石灰石水泥、波特兰-复合水泥、高炉水泥、火山灰水泥、复合水泥和铝酸钙水泥。
35.根据权利要求19所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述水硬水泥是以10-80重量％的量存在的。
36.根据权利要求19所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述水硬水泥是以20-50重量％的量存在的。
37.根据权利要求19所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其与选自以下组中的至少一种矿物粘结剂结合熟石灰、石膏、火山灰、高炉渣和水硬石灰。
38.根据权利要求37所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述至少一种矿物粘结剂是以0.1-30重量％的量存在的。
39.根据权利要求22所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述MHEC和MHPC具有大于80,000mPas的布鲁克菲尔德水溶液粘度，该粘度是使用7号桨在2重量％、20℃和20rpm下于布鲁克菲尔德RVT粘度计上测量的。
40.根据权利要求22所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述MHEC和MHPC具有大于90,000mPas的布鲁克菲尔德水溶液粘度，该粘度是使用7号桨在2重量％、20℃和20rpm下于布鲁克菲尔德RVT粘度计上测量的。
41.根据权利要求19所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述灰浆中使用的纤维素醚的显著降低量为降低至少5％。
42.根据权利要求19所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述灰浆中使用的纤维素醚的显著降低量为降低至少10％。
43.根据权利要求22所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述干砖瓦水泥灰浆组合物是选自MHEC和MHPC的纤维素醚和选自丙烯酰胺均聚物或共聚物、淀粉醚以及它们的混合物的添加剂。
44.根据权利要求43所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述丙烯酰胺的共聚物选自以下组中丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物、丙烯酰胺-丙烯酸共聚物、丙烯酰胺-丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸钠共聚物、丙烯酰胺-丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸共聚物、丙烯酰胺-二烯丙基二甲基氯化铵共聚物、丙烯酰胺-(丙烯酰氨基)丙基三甲基氯化铵共聚物、丙烯酰胺-(丙烯酰基)乙基三甲基氯化铵共聚物、和它们的混合物。
45.根据权利要求43所述的干砖瓦水泥灰浆组合物，其中所述淀粉醚选自以下组中烷基具有1-4个碳原子的羟烷基淀粉、羧甲基化的淀粉醚和它们的混合物。
全文摘要
将由原棉绒制得的纤维素醚和至少一种添加剂的混合料使用于干砖瓦水泥组合物中，其中该纤维素醚在砖瓦水泥组合物中的量被显著地降低。当该砖瓦水泥组合物与水混合并且施加到基底上的时候，与使用常规的类似纤维素醚相比，该湿灰浆的校正时间、施用性、和抗下垂性是可比的或者得到了提高。
文档编号C04B28/02GK1946652SQ200580013356
公开日2007年4月11日 申请日期2005年4月21日 优先权日2004年4月27日
发明者沃尔夫冈·哈根, 维尔弗里德·霍恩, 迪特尔·施维策尔 申请人:赫尔克里士公司