提高外部保温装饰体系(eifs)砂浆的高温性能的纤维素醚混合物的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种包括纤维素醚混合物的砂浆，其展示出提高的罐藏期、保水能力和开放时间，以及高的拉伸强度值。这些砂浆可用于制造外部保温装饰体系(EIFS)，特别是在高温环境中。纤维素醚混合物包括羟乙基纤维素醚和甲基羟乙基纤维素醚。砂浆中还可以加入水溶性阴离子型聚丙烯酰胺和羟丙基淀粉。
【专利说明】提高外部保温装饰体系(EIFS)砂浆的高温性能的纤维素醚混合物
[0001]相关申请
[0002]本申请涉及并要求享受于2011年6月9日提交的美国临时专利申请号61 /520，383的权利，其公开的内容通过援引加入到本申请之中。
【技术领域】
[0003]本发明涉及一种用于提高砂浆，特别是用在高温环境中的砂浆的罐藏期、保水能力和开放时间的纤维素醚化合物，同时提供在用于制造外部保温装饰体系(EIFS)时的高拉伸强度值。
【背景技术】
[0004]硬灰泥粉饰层自古以来一直使用，而合成的粉饰灰泥和外部保温装饰体系(EIFS)在许多国家的建筑物上已经使用超过50年了。这也被称为是外部保温复合体系。EIFS的诸优点之一是较之于传统的粉饰灰泥提供提高的保温性能。考虑到能源价格上涨，EIFS日益引人注意。其降低了加热和空调的成本，有助于减少二氧化碳排放。约50%的用于建筑取暖的能量通过墙壁损失了，而保温可减少80%的损失。
[0005]典型的EIFS包括许多组分，例如砂浆、保温板和钢筋网。最常用的保温板是基于聚苯乙烯。其他材料，例如玻璃或矿物纤维，是偶尔使用的。粘合性砂浆被用于将保温板粘在建筑物上。随后在平板上加入镶嵌钢筋网的底层砂浆以保护体系免受机械损伤和风化作用。“表面涂层”是喷到、用泥铲涂抹到或辊压到底层上。表面涂层一般为建筑物提供颜色和纹理。
`[0006]在世界的许多地区以及在一年的多数时间内，情况是EIFS经常在高温环境中应用在热基底上。用于EIFS的底层中的砂浆的应用是受到挑战的，尤其是在夏季的炎热天气下，因为砂浆中水分的快速蒸发或去除导致砂浆较差的可加工性，以及水化不充分。硬化的传统砂浆的物理性质受水化过程，以及固化操作期间失水速度的强烈影响。
[0007]可加工性、罐藏期、开放时间以及抗磨损性和抗裂性是这些情况下受到影响的关键参数。虽然基于甲基羟丙基纤维素(MHPC)和甲基羟乙基纤维素(MHEC)的产品是现有技术，但是包含MHPC或MHEC的砂浆的高温性能是不足的。即使在较高的用量下包含MHPC或MHEC的EIFS砂浆的可加工性、抗裂性、罐藏期和开放时间仍然是不可接受的。
[0008]对于在高温条件下具有必需的罐藏期和开放时间的EIFS砂浆，存在需求，以使EIFS砂浆可用在EIFS的形成中，同时在混合过程中保持足够的水分以及形成具有必要的功能性和美学性的精装EIFS。
【发明内容】
[0009]本发明涉及一种在高温条件下具有提高的罐藏期和开放时间的EIFS砂浆。本发明的EIFS砂浆包含水泥、填料/骨料、以及甲基羟乙基纤维素和羟乙基纤维素的混合物。EIFS砂浆还包含充足的水以向砂浆提供适度的稠度。在EIFS砂浆中，甲基羟乙基纤维素和羟乙基纤维素的混合物的含量，基于EIFS砂浆的重量以干基计，为约0.1Owt% -lwt%，并且混合物中甲基羟乙基纤维素对羟乙基纤维素的比率按重量计为约10: 90-约90: 10。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]根据附图可以理解本发明的其它实施方案。
[0011]图1是各种EIFS砂浆组合物在70°C下保水能力的图表。
[0012]图2是各种EIFS砂浆组合物在40°C下达到SOOPas的粘度的罐藏期的图表，罐藏期以min表示。
[0013]图3是本发明的包含EIFS砂浆组合物的EIFS的剖视图。
【具体实施方式】
[0014]本发明涉及一种在高温气候条件下用于EIFS中的纤维素醚产品。本发明的纤维素醚产品提高了在高温下的各项重要的应用过程相关参数，如保水性、罐藏期和开放时间。
[0015]图3是对一般EIFS的图解，其中以剖视法表现各层。EIFS包括可由例如木材、混凝土或石材组成的基底I。邻接层2是使用粘结砂浆固定在基底上的保温层或保温板。邻接层3是可嵌入在EIFS砂浆中的钢筋网，即砂浆加固层。最后，表面涂层5在EIFS的外表面/可见面上。
[0016]保温板可以是聚氨酯、发泡聚苯乙烯、挤出聚苯乙烯、挤出聚乙烯；聚异氰尿酸酯或矿棉，例如玻璃、绒线或岩矿棉。
[0017]EIFS砂浆包括各种`组分，包括水泥、填料/骨料、流变调节剂和足以向EIFS砂浆提供适度的稠度的水，所述流变调节剂包括甲基羟乙基纤维素和羟乙基纤维素的混合物。所述流变调节剂的量，基于EIFS砂浆的重量以干基计，可以为约0.1wt%-1wt%，。术语“水泥”的含义包括但不限于:水硬水泥例如波特兰水泥、复合水泥及其混合物，或者高铝水泥等，及其混合物，所述复合水泥是包含波特兰水泥和其它组分如粉煤灰、高炉矿渣、石灰石、火山灰、硅灰等的混合水泥。
[0018]任何在建筑业中常用的填料/骨料在本发明中都是可有效使用的。适当的填料/骨料的例子如硅砂、碳酸钙、白云石，以及轻骨料如珍珠岩、聚苯乙烯珠粒、中空/多孔玻璃或陶瓷球、软木、橡胶等，及其混合物。砂浆中填料/骨料的比例，基于全部干料，优选为50wt% -约 85wt%,更优选为 60wt% -约 80wt%,最优选为 65wt% -约 75wt%。
[0019]本发明的EIFS砂浆中使用的流变调节剂是甲基羟乙基纤维素(MHEC)和羟乙基纤维素(HEC)的混合物。存在于EIFS砂浆中的流变调节剂中MHEC和HEC的混合物中，MHEC对HEC的比率可以为约10: 90-约90: 10，优选为约30: 70-约70: 30，或者约50: 50。
[0020]EIFS砂浆的保水性主要受纤维素醚的影响。典型的纤维素醚如甲基羟乙基纤维素(MHEC)或MHEC在高达40°C的温度下表现良好，但是在更高的温度下，仅依赖这些典型的纤维素醚提供的EIFS砂浆的保水能力严重下降。
[0021]从应用实验可以看出，MHPC和MHEC的保水能力在中等温度(10-40°C )下是良好和可接受的。但是在高温(>40°C )下，仅依赖这些典型的纤维素醚提供的EIFS砂浆的保水能力严重下降。在EIFS砂浆中观察到的裂纹形成和粉化就是保水能力不足的后果。[0022]已知HEC的保水能力在高温下是很稳定的。然而，HEC显示出缺乏浆体稳定性，这导致较差的可加工性和表面外观。纤维素醚的混合物，即HEC和MHEC的混合物，展示出显著的EIFS性能，为EIFS在常温和高温下提供优秀的保水能力以及良好的浆体稳定性。
[0023]本发明的EIFS砂浆也展示出延长的罐藏期。砂浆的罐藏期是保证砂浆长期具有适当的可加工性的重要属性。仅依赖MHPC或MHEC的EIFS砂浆在罐藏期方面不能满足用户的要求，尤其是在高温下。MHEC和HEC的混合物显著提高了 EIFS砂浆的罐藏期。将混合物与其它改性剂联合使用可以更进一步地优化EIFS砂浆的罐藏期。
[0024]EIFS砂浆的开放时间是另一个所期望的砂浆属性，其保证应用的砂浆的长期可加工性和平滑时间。纤维素醚对于EIFS砂浆高温下的开放时间的效果是相当有限的。因此对包括纤维素醚混合物的EIFS砂浆进行额外改性。在改性的纤维素醚/改性混合物中,在EIFS砂浆中加入有效量的其它试剂混合物，一般是小于约25重量％的流变调节剂。所述其它试剂可包括非离子和/或阴离子型聚丙烯酰胺粉末与羟丙基淀粉醚的混合物，其可加入到EIFS砂浆中以进一步提高其罐藏期和/或开放时间的性能。与不包括所述其它试剂的混合物相比，这些混合物延长在高温下EIFS砂浆的开放时间约50% -100%。其它试剂是粉末状，因此可以干的方式加入至干砂浆中。
[0025]此外，这些特制(改性的)纤维素醚/改性混合物提高了标准条件下的干强度值。
[0026]在本发明的所示实施例中，份数和百分比按重量计，除非另外指明。
[0027]实施例
[0028]全部实施例中都是在外部保温装饰体系(EIFS)砂浆中进行的，所述砂浆是
24.0wt %的波特兰水泥CEM 152.5N、20.0wt %的0.5_lmm的细硅砂、53.0wt %的硅砂、
3.0wt%可再分散粉末、0.2wt%的硬脂酸锌作为疏水剂、0.15wt%的纤维素醚的砂浆。
[0029]纤维素醚如表1所限定。
[0030]表1:在实施例中使用的MHEC和MHPC样品的分析数据
[0031]
【权利要求】
1.一种用于高温应用的、具有提高的罐藏期和保水能力的EIFS砂浆，所述EIFS砂浆包括:水泥、填料/骨料、甲基羟乙基纤维素与羟乙基纤维素的混合物、足以向砂浆提供合适稠度的水，其中基于所述EIFS砂浆的重量以干基计，所述甲基羟乙基纤维素与羟乙基纤维素的混合物的量为约0.lwt% -约lwt%，以及该混合物中甲基羟乙基纤维素对羟乙基纤维素的比率按重量计为约10: 90-约90: 10。
2.如权利要求1所述的EIFS砂浆，其中所述甲基羟乙基纤维素与羟乙基纤维素的混合物还包括阴离子型聚丙烯酰胺和羟丙基淀粉。
3.如权利要求1所述的EIFS砂浆，其中所述水泥是水硬水泥。
4.如权利要求1所述的EIFS砂浆，其中所述水泥是复合水泥，并且还包括粉煤灰、高炉矿渣、碳酸钙、火山灰及其混合物中的至少一种。
5.如权利要求1所述的EIFS砂浆，其中所述水泥是高铝水泥。
6.如权利要求1所述的EIFS砂浆，其中所述填料/骨料选自硅砂、碳酸钙、白云石及其混合物。
7.如权利要求1所述的EIFS砂浆，其中所述填料/骨料包括选自珍珠岩、聚苯乙烯珠粒、中空/多孔玻璃或陶瓷球、软木、橡胶及其混合物的轻骨料。
8.如权利要求1所述的EIFS砂浆，其中所述混合物中甲基羟乙基纤维素对羟乙基纤维素的比率按重量计为约30: 70-约70: 30。
9.如权利要求1所述的EIFS砂浆，其中所述混合物中甲基羟乙基纤维素对羟乙基纤维素的比率按重量计为约50: 50。
10.具有用外部保温装饰体系装饰的表面的建筑物，所述体系包括用权利要求1所述的砂浆覆盖的保温板。`
11.具有用外部保温装修体系装饰的表面的建筑物，所述体系包括用权利要求2所述的砂浆覆盖的保温板。
12.如权利要求10所述的建筑物，其中所述保温板选自发泡聚苯乙烯、挤出聚苯乙烯、挤出聚乙烯、聚氨酯、聚异氰尿酸酯和矿棉。
13.如权利要求11所述的建筑物系统，其中所述保温板选自发泡聚苯乙烯、挤出聚苯乙烯、挤出聚乙烯、聚氨酸酯、聚异氰尿酸酯和矿棉。
【文档编号】C04B28/02GK103827054SQ201280028359
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年6月7日 优先权日:2011年6月9日
【发明者】W·A·赫恩, B·伦纳特, M·文德利希, M·迪特尔, 杨腾霄 申请人:赫尔克里士公司