至少一种超吸收性聚合物（sap）在基于无机粘合剂和旨在制备用于建筑工业的可硬化湿 ...的制作方法
【专利摘要】本发明涉及包含无机粘合剂(a)和至少一种超吸收性聚合物(SAP)(b)的混合物的用途，以便通过降低用于建筑工业的硬化产品的导热率λ(W.m-1.K-1)来改进它的隔热特性，所述硬化产品由含有这种混合物的干组合物或湿制剂获得。所述干组合物、通过混合这种干组合物和水获得的湿制剂、制备这种干组合物和相应的湿制剂的方法、由所述湿制剂获得的硬化建筑产品和由这些产品产生的结构，是本发明的其他主题。
【专利说明】至少一种超吸收性聚合物（SAP)在基于无机粘合剂和旨在 制备用于建筑工业的可硬化湿制剂的干组合物中的用途
【技术领域】
[0001] 本发明的【技术领域】是旨在制备用于建筑工业的湿制剂的粉末组合物，所述湿制剂 例如用于建筑的抹灰（render)、灰楽、混凝土或粘合剂。
[0002] 这些湿制剂可以如下获得：
[0003] -通过直接现场混合所述粉末组合物（例如用于建筑的抹灰、灰浆、混凝土或粘合 剂），
[0004] -通过在工业现场混合所述粉末组合物以产生预制部件例如板、混凝土块体或蒙 瑙米（monomur)块体。
[0005] 更确切地，本发明涉及超吸收性聚合物（SAP)在基于无机粘合剂的干组合物中 的用途，这些组合物在以例如大于50 %的高混合比与水混合后，能够产生可以产生轻质硬 化制品的湿制剂，所述轻质硬化制品例如外部或内部覆盖物或抹灰（例如外部隔热系统 (ETI) /装饰/保护/防水）、粘合剂、固体物体等。 技术背景
[0006] 在本【技术领域】中，对将空气引入湿的或硬化的抹灰、灰浆和混凝土的"泡沫"系统 存在持续的需求，以便使得它们更轻和赋予它们有益的性能，特别是在隔音和/或隔热和 耐热或耐火方面。这些低密度的湿的抹灰、灰浆或混凝土泡沫必须还具有良好的可加工性 或可操作性。这些抹灰、灰浆或混凝土泡沫的隔音和/或隔热的性能将特别适用于地板覆 盖物或表面重修、用来保护立面的外部抹灰、和防火灰浆，等等。
[0007] 已知一定数量的抹灰、灰浆或混凝土组合物的掺和合，其功能是原位产生气体并 由此在混合后形成泡沫和在硬化后产生孔隙度。对于铝粉末以及过氧化氢尤其如此，所述 铝粉末能够在水或碱性介质中产生氢，所述过氧化氢当与催化剂如银或高锰酸钾接触时快 速释放氧气。其他在水泥质介质中原位产生气体，如氧、氮、氢、二氧化碳、一氧化碳、氨和甲 烧的惨合物的种类在Construction Research&Technology公司的US7288147B中描述。
[0008] 因此YTONG?型轻质块体和由ΧΕΓΧΑ?.公司销售的轻质墙通过高压灭菌 之前已通过引入产生氢的铝粉末而变得更轻的硅酸钙块体获得。这些预制元件具有隔热性 能和机械强度，允许它们用作结构元件（对于Thermopierre块体，其λ值接近〇. 12W/m. K 和机械强度约为3-5MPa)或用作提供额外隔热的非负载型覆层元件（对于Multipor?.覆 层，其λ值接近〇.〇48W/m.K和机械强度为0. 5MPa)。获得这些元件需要处理铝粉末，其需 要特别警惕其爆炸性。此外，需要昂贵的高压灭菌台来赋予这些元件必要的机械强度。因 此这种技术无法现场使用。此外，对于预制部件的生产，需要可替代的技术以产生具有相同 类型的机械和隔热性能的预制元件，其避免使用铝粉末（排除潜在的爆炸问题）和避免昂 贵的高压灭菌台：能量成本、低生产率和专用性投资。
[0009] 还已知引气掺合物用于抹灰、灰浆和混凝土，其目的在于在与（混合）抹灰、灰浆 或混凝土的干组合物的水掺合期间捕获周围空气。这些引气剂例如表面活性剂、脂肪酸和 脂肪酸的碱金属盐如十二烷硫酸钠。这些已知的引气掺合物能够改进。事实上，所述通过引 气产生泡沫的途径的所有困难在于稳定化在抹灰、灰浆或混凝土的湿基质内捕获的空气。 该稳定化甚至存在更多问题，在于它的获取切不可不利于抹灰、灰浆或混凝土泡沫的湿形 式的标准性能（例如易用性），或不利于这些泡沫的硬化形式的预期性能（特别是机械性 能）。
[0010] 此外，所述泡沫的稳定性也必须存在于制备和应用过程的各个阶段。这必须体现 为在每一阶段都不变的密度，无论是在混合瓮中、通过管道后（喷枪输出密度1. 0. d.)或在 喷涂期间，当以这种方式进行所述应用。相反地，该密度可以在每个阶段之间有所不同。尽 管在工业环境中存在问题，当预期由不合格的操作者在现场直接使用时，产生这些泡沫的 方法的重现性和可靠性造成真正的稳健性问题。在实践中，由于需要高度合格的人工，它们 的现场使用非常有限。
[0011] 为了改进所述生产引气泡沫的途径，FR2955103A提出了一种用来制备用于建筑工 业的抹灰、灰浆或混凝土泡沫的干组合物，其一经硬化就变得多孔，使得它们在糊状形式和 硬化形式二者中都是轻质的、隔热和/或隔音的，并且所述干组合物通过在混合期间引气 而获得。该组合物包括发泡掺合物，包含：
[0012] A.改性淀粉醚，其 fcookfield 粘度为 500-25, OOOmPa. s.;
[0013] B.稳定剂，其包含至少一种直链聚丙烯酰胺；
[0014] C.成膜聚合物。
[0015] FR29 5 5104A涉及一种具有微孔结构的隔热材料，其相对于所述材料的总重包 含：-4至96重量％的水硬粘合剂，所述水硬粘合剂特征在于它在与水接触之前包含至少 一个选自 C3A、CA、C12A7、CnA7CaF 2、C4A3$ (y6e lemite)、C2A(1_X)FX (其中 C - CaO ;A - A1203 ; F - Fe203和x属于[0, 1])的相、C/A摩尔比为0. 3-15的无定形水硬相，并使得这些相的累 积A1203含量为总水硬粘合剂的3-70重量％，-4至96%的至少一种填料；所述材料在20°C 下的导热系数等于或小于〇. 20W/m. °C。这种隔热材料由泡沫获得。
[0016] 根据FR2955103A和FR2955104A的这些水性泡沫可以改进，一方面，由于它们的稳 定性并不绝对可靠，以及另一方面，它们与水泥浆料的掺合是并入操作，其必须小心进行以 便避免使这些泡沫破裂。这种操作很难在现场条件下进行，且需要使用专用机械。
[0017] 同样重要的是，取得在轻质方面的增益并没有不利于从由干水泥组合物产生的抹 灰、灰浆和混凝土的湿制剂中获得的结构所需的其他特性。这涉及所述湿制剂的特性：易用 性、可加工性、"可泵性"、流变学、易于掺合和应用、以及清洁工具，和由所述湿制剂获得的 硬化产品的特性：保护/防水、隔热和隔音、硬度、抗裂性、挠曲强度、抗压强度、和耐久性。
[0018] 专利申请US2003/144386描述了水硬凝固的建筑材料的混合物，其包含小于2重 量％的能够形成水凝胶的聚合物的尺寸大于200 μ m的颗粒。特别地，US2003/144386公开 了根据标准EN 196(1.350g的标准化砂- 450g水泥- 225g水用于混合）制备的标准灰浆， 其中并入了 〇. 5重量％的来自BASF⑧的超吸收性聚合物（SAP) Hysorb? C3746-1和c Hysorb? 3746-5,其具有小于2重量％的尺寸大于200 μ m的颗粒，以及来自BASF?的 比较SAP Hysorb? C 7015,其具有基本上大于2重量％的尺寸大于200 μ m的颗粒。与比 较 SAP Hysorb C 7015 相比，所述 SAP Hysorb C3746-1 和 C Hysorb 3746-5 可以提高获自 这些灰浆的硬化成品的抗压强度和挠曲强度。
[0019] 专利申请US2010/190888描述了水硬凝固的建筑材料的干混合物，优选根据标准 EN12004的砖粘合剂，其特征在于它包含：
[0020] a) 10至95重量％的含水泥的水硬粘合剂，
[0021] b) 5至75重量％的无机填料和/或有机填料，
[0022] c)0. 5至10重量％的可分散的聚合物粉末，
[0023] d)0. 1至1. 5重量％的保水剂，其是基于多糖结构且优选是水溶性的，和优选选自 纤维素醚、淀粉醚和合成或天然的微生物多糖，
[0024] e)0. 3至4. 0重量％的促凝剂，其优选是水溶性的，选自甲酸钙、氯化钙、硝酸钙和
[0025] fa)或fb)0. 02至2.0重量％的粉状阴离子或阳离子型的丙烯酸共聚物，其优 选能够通过水或盐溶液溶胀，和特别优选不溶于水，和可以有利地由不饱和烯键式乙 烯基化合物（ethylene vinyl compound)的自由基聚合制备；fa)或fb)具有根据标准 420EDANA. 2-02确定的粒径分布，使得大于98重量％通过具有200 μ m目径的筛。公开的组 合物为：
[0026]
【权利要求】
1. 包含无机粘合剂（a)和至少一种超吸收性聚合物（SAP) (b)的混合物的用途，其用于 通过降低用于建筑工业的硬化产品的导热率λ (W.m'IT1)来改进它的热特性，所述硬化产 品由含有所述混合物的干组合物或水硬凝固湿制剂获得。
2. 根据权利要求1所述的用途，其特征在于所述硬化产品的导热率λ (W.m'IT1)小于 1. 0,优选小于或等于0. 95和优选小于或等于0. 90。
3. 根据权利要求1或2所述的用途，其特征在于所述硬化产品的导热率λ (W.m'IT1) 有较大的降低，与不含SAP (b)的硬化产品相比，降低大于或等于10 %，优选15 %和更优选 20%。
4. 根据前述至少一项权利要求所述的用途，其特征在于所述组合物的水硬粘合剂（a) 选自： (i) 不包含任何铝离子源的无机粘合剂，优选选自卜特兰水泥和/或矿渣水泥、地质聚 合物水泥、天然火山灰、飞灰、高硫酸盐水泥、硫酸钙（石膏、半水化物和/或无水石膏）、石 灰（生石灰、熟石灰和/或水硬石灰）、和/或硅酸钾、硅酸钠、和/或硅酸锂； (ii) 包含一种或多种铝离子源的无机粘合剂； ?优选选自铝酸钙水泥（CAC)和/或硫铝酸钙（CSA)水泥和/或具有高含量的富氧化 铝水泥质相的粘合剂； ?和甚至更优选选自水硬粘合剂，其包含： ?至少一个选自 C3A、CA、C12A7、CnA7CaF 2、C4A3$ (y6e lemite)、C2A(h)Fx (其中 C - CaO ; A - A1203 ;F - Fe203 和 x 属于[0, 1])的相； ?无定形水硬相，C/A摩尔比为0. 3-15， ?这些水硬粘合剂使得这些相的累积A1203含量优选为： 〇总水硬粘合剂的3-70重量％ ; 〇优选7-50重量％ ; 〇和更优选20-30重量％。
5. 根据前述至少一项权利要求所述的用途，其特征在于所述组合物中的[SAP]浓度以 干重％并且以优选的递增顺序定义如下： 0· 1 彡[SAP]彡 20 ; 0· 2 彡[SAP]彡 15 ; 0· 3 彡[SAP]彡 10 ; 0· 4 彡[SAP]彡 7 ; 0· 5 彡[SAP]彡 6。
6. 根据前述至少一项权利要求所述的用途，其特征在于所述SAP (b)选自含有下述成 分的组或甚至更好地选自由下述成分组成的组： -交联的聚丙烯酸钠； -丙烯酰胺与丙烯酸钠的交联共聚物； -丙烯酸钠或丙烯酰胺与包含至少一个磺酸型和/或膦酸型基团的化合物的交联共聚 物； -水解的淀粉与丙烯腈的交联共聚物； -马来酸酐与乙烯的交联共聚物； -交联的羧甲基纤维素； -交联的聚氧乙烯； -和/或磷酸接枝的基于聚乙烯醇的聚合物； -及其混合物。
7. 根据前述至少一项权利要求所述的用途，其特征在于所述组合物除了所述组分 (a)-(b)之外还包含至少一种下述组分： (c) 缓凝剂； (d) 促凝剂； (e) 保水剂； (f) 填料； (g) 轻质填料； (h) 防水剂； ⑴着色剂； (j) 纤维； (k) 抗发泡剂； (l) 可分散的粉末树脂； (m) 流变剂； (η)引气或发泡剂； (〇)气体发生剂； (Ρ)阻燃剂。
8. 根据前述至少一项权利要求所述的用途，其中所述组合物具有下述特征的至少一 个： ?所述缓凝剂（c)优选选自含有下述成分的组或甚至更好地选自由下述成分组成的 组：钙螯合剂、羧酸及其盐、多糖及其衍生物、膦酸盐、木素磺化盐、磷酸盐、硼酸盐、和铅、 锌、铜、砷和锑的盐，和更特别地选自酒石酸及其盐，优选其钠或钾的盐；柠檬酸及其盐，优 选其钠盐（柠檬酸三钠）；葡萄糖酸钠；膦酸钠；硫酸盐及其钠或钾盐，以及它们的混合物； ?所述促凝剂（d)选自含有下述的成分组或甚至更好地选自由下述成分组成的组：以 下成分的碱金属和碱土金属盐：氢氧化物、齒化物、硝酸盐、亚硝酸盐、碳酸盐、硫氰酸盐、硫 酸盐、硫代硫酸盐、高氯酸盐、二氧化硅、铝、和/或选自羧酸和氢羧酸及其盐、烷醇胺、不溶 性硅酸盐化合物如气相二氧化硅、飞灰、或天然火山灰、铝离子源、季铵硅酸盐、细粒的无机 化合物如硅胶或细粒的碳酸钙和/或碳酸镁及其混合物；所述促凝剂优选选自含有下述成 分的组或甚至更好地选自由下述成分组成的组：氯化物和它们的钠盐或钙盐；碳酸盐和它 们的钠盐或锂盐；硫酸盐和它们的钠盐或钾盐；氢氧化钙和甲酸钙及其混合物； ?所述保水剂（e)选自含有下述成分的组或甚至更好地选自由下述组成：多糖和优选 纤维素或淀粉醚及其混合物，和优选选自甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、 甲基羟乙基纤维素及其混合物，或选自改性或非改性的瓜尔胶醚，及其混合物或这些不同 家族的混合物； ?所述填料（f)选自含有下述成分的组或甚至更好地选自由下述成分组成的组：填料 和/或砂，优选选自硅质、钙质、硅钙质、镁砂及其混合物；硅质、钙质、硅钙质、镁填料及其 混合物；和/或选自金属氧化物、氧化铝，和/或选自玻璃珠和天然的和合成的无机硅酸盐， 优选选自粘土、云母、偏高岭土、气相二氧化硅及其混合物； ?所述轻质填料（g)选自含有下述成分的组或甚至更好地选自由下述成分组成的组： 膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、二氧化硅气凝胶、膨胀聚苯乙烯、空心微珠（硅铝酸盐）、氧化铝 空心球、膨胀粘土、浮石、玻璃空心球或膨胀玻璃颗粒、硅酸盐泡沫晶粒、流纹岩，及其混合 物； ?所述防水剂（h)选自含有下述成分的组或甚至更好地选自由下述成分组成的组：氟 化、硅烷化、硅酸盐、硅氧烷化剂；脂肪酸金属盐及其混合物，优选选自油酸和/或硬脂酸的 钠、钾和/或镁盐及其混合物； ?所述着色剂（i)选自含有下述成分的组或甚至更好地选自由下述成分组成的组：有 机和/或无机颜料，和更特别地选自铁、钛、铬、锡、镍、钴、锌、锑的氧化物，和/或选自多硫 化的硅铝酸钠；碳；钴、锰、锌的硫化物，和/或选自高透明度、高红外反射的颜料及其混合 物； ?所述纤维（j)选自含有下述成分的组或甚至更好地选自由下述成分组成的组：无机、 动物、植物和合成纤维，更特别地选自含有下述成分的组或甚至更好地选自由下述成分组 成的组：聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、纤维素、聚丙烯、聚乙烯醇、玻璃、金属、亚麻、聚碳 酸酯、剑麻、黄麻、大麻纤维和这些纤维的混合物； ?所述抗发泡剂（k)选自含有下述成分的组或甚至更好地选自由下述成分组成的组： 聚醚多元醇、碳酸氢盐化分子、硅化分子、疏水酯、非离子型表面活性剂、聚环氧乙烷及其混 合物； ?所述可分散的粉末树脂（1)选自含有下述成分的组或甚至更好地选自由下述成分组 成的组：丙烯酸均聚或共聚树脂家族、乙酸乙烯酯-乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯酸共聚物、乙 酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯与马来酸二烷基酯的三元共聚物，乙酸乙烯酯和叔碳酸乙烯酯的 共聚物、苯乙烯和丁二烯的共聚物及其混合物； ?所述流变剂（m)选自含有下述成分的组或甚至更好地选自由下述成分组成的组：增 稠剂、增塑剂（无机和/或有机）及其混合物，和更优选地选自含有下述成分的亚组或甚至 更好地选自由下述成分组成的亚组：多糖及其衍生物、聚乙烯醇、无机增稠剂、线性聚丙烯 酰胺、聚萘磺酸盐、多三聚氰胺磺酸盐、聚羧酸盐及其混合物； ?所述引气剂（η)选自含有下述成分的组或甚至更好地选自由下述成分组成的组：离 子型或非离子型表面活性剂，优选选自烷基磺酸钠，和更特别地C14和C16 α -烯烃磺酸钠 及其混合物； ?所述原位产生气体的试剂（〇)选自掺合物，当与本发明的组合物接触时，所述掺合物 产生氧、氢、氮、一氧化碳或二氧化碳、氨、甲烷。它们可以选自US7, 288, 147中描述的掺合 物，和更特别地选自下列家族：偶氮二甲酰胺、碳酸氢钠、有机或无机过氧化物、甲苯磺酰基 酰肼、苯磺酰基酰肼、甲苯磺酰基丙酮腙、甲苯磺酰基氨基脲、苯基四唑、硼氢化钠、二亚硝 基五亚甲基四胺； ?所述阻燃剂（Ρ)选自含有下述成分的组或甚至更好地选自由下述成分组成的组：具 有化学和/或物理作用的阻燃剂、卤化阻燃剂、磷化阻燃剂、氮化阻燃剂、膨胀体系、无机阻 燃剂、金属氢氧化物、锌化合物、硼酸盐、氧化锑、基于硅酸铝基粘土的纳米复合材料及其混 合物，优选选自含有下述成分的亚组或甚至更好地选自由下述成分组成的亚组：四氯双酚 A(TBBPA)、氯化石蜡、有机磷酸盐、红磷、膦酸盐、次膦酸盐、三聚氰胺、其盐及其同系物、氢 氧化铝或氢氧化镁、羟基锡酸锌、硼酸锌及其混合物。
9. 根据前述至少一项权利要求所述的用途，其特征在于所述湿制剂具有大于或等于下 述以重量％并且以优选的递增顺序的混合比：20 ;25 ;30 ;40 ;45 ;50。
10. 根据权利要求1至9至少一项所述的用途中定义的用于建筑工业的湿制剂，其特征 在于它包含根据权利要求1至9至少一项所述的用途中定义的组合物和液体，优选水，优选 以大于或等于下述以重量％并且以优选的递增顺序的混合比：20 ;25 ;30 ;40 ;45 ;50 ;60 ; 70 ;80 ;90 ;100。
11. 制备根据权利要求10所述的湿制剂的方法，其特征在于它基本上由以下步骤组 成：将液体，优选水，与根据权利要求1至9的至少一项所述的用途中定义的组合物的全部 或部分组分掺合，然后将剩余的组分逐渐并入所述混合物中，如果这没有预先完成的话。
12. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于所述液体是根据权利要求1至9的至少 一项所述的用途中定义的组合物的全部或部分组分的分散体和/或溶液。
13. 硬化建筑产品，其由根据权利要求1至9的至少一项所述的用途中定义的组合物获 得，或由权利要求12的用途中定义的湿制剂获得。
【文档编号】C04B28/02GK104159865SQ201280071157
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2012年3月9日 优先权日:2012年3月9日
【发明者】V·当坦, P·贡卡洛, S·佩索兹 申请人:帕雷克斯集团有限公司