專利名稱：用于水硬性粘合劑的硬化固化促進(jìn)劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如權(quán)利要求1前序部分所述的用于水硬性粘合劑的硬化固化促進(jìn)劑。本發(fā)明還涉及如方法獨(dú)立權(quán)利要求前序部分所述的用于水硬性粘合劑的硬化固化促進(jìn)劑的制備方法。
背景技術(shù)：
人們已經(jīng)知道很多物質(zhì)可以加速混凝土的硬化和固化。常用的物質(zhì)為強(qiáng)堿性物質(zhì)，如堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿金屬硅酸鹽、堿金屬鋁酸鹽和堿土金屬氯化物等。然而，所述強(qiáng)堿性物質(zhì)會(huì)對(duì)加工器產(chǎn)生不利影響，如產(chǎn)生燒蝕作用，并且這些強(qiáng)堿性物質(zhì)還會(huì)降低混凝土的最終強(qiáng)度和耐用性。
歐洲專利第EP 0076927 B1號(hào)公開(kāi)了據(jù)說(shuō)可以克服上述缺陷的用于水硬性粘合劑的不含堿的硬化促進(jìn)劑。為了加速水硬性粘合劑如水泥、石灰、水硬石灰、熟石膏、灰泥以及用它們制得的混凝土的硬化和固化，可將上述含有氫氧化鋁的無(wú)堿硬化固化促進(jìn)劑以基于所述粘合劑重量的0.5-10重量％的量加入到含有上述粘合劑的混合物中。
加速硬化和固化使得上述灰泥和混凝土特別適合用作噴霧灰泥(sparymortar)和噴霧混凝土。
歐洲專利第EP 0946451 B1號(hào)公開(kāi)了溶解形式的用于水硬性粘合劑的硬化固化促進(jìn)劑，所述溶解形式的硬化固化促進(jìn)劑在噴霧混凝土?xí)r更易于混入到混凝土中。該硬化固化促進(jìn)劑含有氫氧化鋁、鋁鹽、有機(jī)羧酸和其它物質(zhì)。然而，上述硬化固化促進(jìn)劑具有溶液穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是獲得具有高度加速作用和長(zhǎng)壽命的用于本發(fā)明開(kāi)頭部分所述種類的水硬性粘合劑的硬化固化促進(jìn)劑。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)權(quán)利要求1所述的特征可實(shí)現(xiàn)上述目的。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于可通過(guò)利用本發(fā)明的促進(jìn)劑的方式獲得高穩(wěn)定性，也即促進(jìn)劑溶液的穩(wěn)定性，并獲得對(duì)水硬性粘合劑硬化和固化的高度加速作用等。
由于其加速的硬化和固化行為，添加有本發(fā)明促進(jìn)劑的水硬性粘合劑可以通過(guò)噴霧方便地進(jìn)行處理。
從屬權(quán)利要求中公開(kāi)了本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明，用于水硬性粘合劑的硬化固化促進(jìn)劑含有在水溶液中的Al2(SO4)3硫酸鋁、Al(OH)3氫氧化鋁和無(wú)機(jī)酸。
根據(jù)本發(fā)明，所述硬化固化促進(jìn)劑優(yōu)選基本由水溶液中的下述物質(zhì)組成(重量％)-10-50％的Al2(SO4)3硫酸鋁，-5-30％的Al(OH)3氫氧化鋁，-0.5-10％的無(wú)機(jī)酸，-0-10％的烷基醇胺，-0-5.0％的流化劑，-0-20％的穩(wěn)定劑。
至于無(wú)機(jī)酸，優(yōu)選使用磷酸或硼酸，但也可能使用具有類似作用的其它無(wú)機(jī)酸，如硝酸和硫酸等。
優(yōu)選使用的烷基醇胺是二乙醇胺。
優(yōu)選使用聚羧酸酯(polycarboxylate)，特別是Sika ViscoCrete，具體地是Sika ViscoCrete20HE作為流化劑。
優(yōu)選使用硅溶膠作為穩(wěn)定劑。
特別優(yōu)選的硬化固化促進(jìn)劑基本由下述物質(zhì)組成(重量％)-30-50％的Al2(SO4)3硫酸鋁，優(yōu)選為40-45％，和/或-5-20％的Al(OH)3氫氧化鋁，優(yōu)選為10-17％，和/或-0.5-8％的無(wú)機(jī)酸和/或-0-5％的烷基醇胺和/或-0.1-3.0％的流化劑，優(yōu)選為0.1-1.0％，和/或-0-10％的穩(wěn)定劑。
還優(yōu)選加入0.5-10％的無(wú)機(jī)酸組份，如H3PO4磷酸和/或H3BO3硼酸，特別優(yōu)選的范圍是1-5％的H3PO4磷酸和/或0.5-3.0％的H3BO3硼酸。
在上述范圍內(nèi)制備了多個(gè)本發(fā)明所述促進(jìn)劑樣品。在下述實(shí)施例中給出了上述樣品的組份。
實(shí)施例1將7.60千克Al(OH)3氫氧化鋁加入到溫度為70-80℃、由22.5千克含結(jié)晶水的硫酸鋁Al2(SO4)3·14H2O與17.06千克水形成的溶液中，之后將1.14千克磷酸溶液(75％)、2千克硅溶膠(固含量為10％)和1.7千克緩蝕劑，即90％二乙醇胺溶液，加入到所得溶液中，并攪拌半小時(shí)。
所得混合物的穩(wěn)定性不少于70天。
實(shí)施例2將7.60千克Al(OH)3氫氧化鋁加入到溫度為70-80℃、由22.5千克含結(jié)晶水的硫酸鋁Al2(SO4)3·14H2O與14.86千克水形成的溶液中，之后將2.84千克的磷酸溶液(75％)、0.5千克聚羧酸酯，如高效流化劑Sika ViscoCrete20HE和1.7千克緩蝕劑，即90％二乙醇胺溶液，加入到所得溶液中，并攪拌半小時(shí)。
所得混合物的穩(wěn)定性不少于70天。
實(shí)施例3將8.00千克Al(OH)3氫氧化鋁加入到溫度為70-80℃、由22.5千克含結(jié)晶水的硫酸鋁Al2(SO4)3·14H2O與16.56千克水形成的溶液中，之后將1.14千克的磷酸溶液(75％)、0.1千克硼酸和1.7千克緩蝕劑，即90％二乙醇胺溶液，加入到所得溶液中，并攪拌半小時(shí)。
所得混合物的穩(wěn)定性不少于70天。
實(shí)施例4將8.10千克Al(OH)3氫氧化鋁加入到溫度為70-80℃、由20.60千克含結(jié)晶水的硫酸鋁Al2(SO4)3·14H2O與21.00千克水形成的溶液中，之后將0.3千克硼酸加入到所得溶液中，并攪拌半小時(shí)。
所得混合物的穩(wěn)定性不少于70天。
實(shí)施例5將8.00千克Al(OH)3氫氧化鋁加入到溫度為70-80℃、由21.00千克含結(jié)晶水的硫酸鋁Al2(SO4)3·14H2O與20.00千克水形成的溶液中，之后將1.00千克硼酸和0.50千克聚羧酸酯，如高效流化劑Sika ViscoCrete20HE，加入到所得溶液中，并攪拌半小時(shí)。
所得混合物的穩(wěn)定性不少于70天。
可將0.1-10重量％的本發(fā)明所述促進(jìn)劑加入到水硬性粘合劑中。
為了測(cè)定本發(fā)明實(shí)施例1-5中的促進(jìn)劑的效力，將6重量％的上述實(shí)施例的促進(jìn)劑各自混入到卜特蘭水泥中，并測(cè)定它們的針入度(penetrometer)值。下表中示出了針入度值和達(dá)到200克、600克和2200克強(qiáng)度時(shí)各自所需的時(shí)間。針入度值是利用直徑為3毫米的針和來(lái)自RMU的測(cè)試儀器進(jìn)行測(cè)定的。
將沒(méi)有加入促進(jìn)劑的卜特蘭水泥樣品作為對(duì)比樣，測(cè)定不加促進(jìn)劑且無(wú)相應(yīng)替代物時(shí)以及用相應(yīng)量的水替代促進(jìn)劑時(shí)相同樣品組合物的針入度值。

按實(shí)施例1-5中所述方法制得的促進(jìn)劑溶液因而顯示出了令人滿意的加速作用數(shù)值，并在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定。
本發(fā)明的促進(jìn)劑還可用于除混凝土外的水硬性粘合劑，如混合性混凝土、石灰、水硬石灰、熟石膏、灰泥以及用它們制得的混凝土。
當(dāng)然，本發(fā)明并不僅限于上面提供和描述的實(shí)施例。以水溶液形式存在的促進(jìn)劑也可以以干燥后的形式使用，例如用公知的噴霧干燥法干燥。以這種方式獲得的干燥粉末易溶于水，使用前先將其溶于水中，然后按液體促進(jìn)劑的使用方式使用。按實(shí)施例1-5中所述方法制得的樣品也可在從室溫(RT)到90℃的溫度范圍內(nèi)制得，但優(yōu)選在50-80℃的范圍內(nèi)制備。
權(quán)利要求
1.一種用于水硬性粘合劑的硬化固化促進(jìn)劑，該硬化固化促進(jìn)劑含有在水溶液中的Al2(SO4)3硫酸鋁、Al(OH)3氫氧化鋁和無(wú)機(jī)酸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬化固化促進(jìn)劑，其特征在于，硫酸鋁的比例為10-50重量％和/或氫氧化鋁的比例為5-30重量％和/或無(wú)機(jī)酸的比例為0.5-10重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硬化固化促進(jìn)劑，其特征在于，硫酸鋁的比例為30-50重量％和/或氫氧化鋁的比例為5-20重量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的硬化固化促進(jìn)劑，其特征在于，硫酸鋁的比例為40-45重量％和/或氫氧化鋁的比例為10-17重量％和/或無(wú)機(jī)酸的比例為0.5-8重量％。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的硬化固化促進(jìn)劑，其特征在于，所述無(wú)機(jī)酸含有1-5重量％的H3PO4磷酸和/或0.5-3.0重量％的H2BO3硼酸。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的硬化固化促進(jìn)劑，其特征在于，所述硬化固化促進(jìn)劑含有0-10重量％的烷基醇胺和/或0-5.0重量％的流化劑和/或0-20重量％的穩(wěn)定劑。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的硬化固化促進(jìn)劑，其特征在于，所述硬化固化促進(jìn)劑含有0-5重量％的烷基醇胺和/或0-10重量％的穩(wěn)定劑和/或0-3.0重量％的流化劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的硬化固化促進(jìn)劑，其特征在于，所述烷基醇胺為二乙醇胺。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的硬化固化促進(jìn)劑，其特征在于，所述穩(wěn)定劑為硅溶膠。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的硬化固化促進(jìn)劑，其特征在于，所述流化劑為聚羧酸酯。
11.一種硬化固化促進(jìn)劑的制備方法，其特征在于，將根據(jù)權(quán)利要求1-10中任意一項(xiàng)所述的以水溶液形式存在的硬化固化促進(jìn)劑干燥，特別是通過(guò)噴霧干燥法干燥。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的硬化固化促進(jìn)劑的制備方法，其特征在于，將所得干燥的混合物在加入到水硬性粘合劑中之前先溶于水中。
13.一種權(quán)利要求1-10中任意一項(xiàng)所述的硬化固化促進(jìn)劑的制備方法，其特征在于，在水溶液的制備和往水溶液產(chǎn)品中添加組份的過(guò)程中，將所述溶液加熱至室溫-90℃的范圍內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的硬化固化促進(jìn)劑的制備方法，其特征在于，將所述溶液加熱至50-80℃。
15.一種加速水硬性粘合劑和灰泥或用它們制得的混凝土的固化的方法，其特征在于，將根據(jù)權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)所述的硬化固化促進(jìn)劑以0.1-10重量％的量加入到含有水硬性粘合劑的混合物中，其中所述重量百分比是基于水硬性粘合劑的重量。
16.權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)所述的硬化固化促進(jìn)劑在噴霧混凝土或噴霧灰泥中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于水硬性粘合劑的硬化固化促進(jìn)劑，該硬化固化促進(jìn)劑含有在水溶液中的Al
文檔編號(hào)C04B40/00GK1714057SQ200380103585
公開(kāi)日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2003年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月19日
發(fā)明者M·佐默, U·梅德, F·沃姆巴赫爾, B·林德拉爾 申請(qǐng)人:Sika技術(shù)股份公司