專利名稱：無塵的粉狀建筑材料組合物的制作方法
無塵的粉狀建筑材料組合物本發(fā)明涉及一種粉狀建筑材料組合物，其含有一種2-乙基己酸和沸點至少為 160°C的醇的酯、制備所述產(chǎn)物的方法和其用途。特別是干燥的粉狀建筑材料組合物，例如基于水泥、火山灰或石灰的水硬性組合物，以及基于石膏和熟石灰的非水硬性組合物(例如瓦片粘合劑、新凝砂漿、刮涂填料、密封漿料、灰漿、砂漿等等)，特別是在運輸和混合的過程中，具有形成大量粉塵的傾向。因此， 技術人員曾做過多種嘗試，期望避免或完全抑制這些產(chǎn)品的粉塵形成。因此，例如，曾經(jīng)嘗試通過調(diào)整粉狀產(chǎn)品的磨制程度和粒度組成來降低水硬性組合物中的粉塵形成，然而粗糙粉末的可加工性明顯變差。另一個已知的方法是聚集細小顆粒，例如使用水、水溶液或分散液。例如，從US 4，780’ 143已知，熔渣可以先與水性泡沫混合再磨細制成水泥，以抑制粉塵的形成。也曾嘗試在水泥中加入聚合物分散體來生產(chǎn)噴射混凝土組合物以抑制粉塵形成。然而，這種聚集的方法缺點在于，所制得的低塵水硬性組合物隨后不再進行粉碎。較粗糙的聚集體不能用于細粉狀的刮涂填料中，因為這些聚集體會在平滑的表面上明顯地露出來。抑塵劑的使用也是已知的，其被加入到水泥的補充水中，以抑制噴射混凝土或噴射砂漿應用中的起塵。為此目的，特別地使用聚乙二醇或環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷嵌段共聚物作為抑塵劑或添加劑來減少粉塵形成。然而，這些添加劑通常對加工性能具有不利影響，因為它們特別地導致建筑化學產(chǎn)品凝結延遲，或使其具有明顯的吸濕性能?；蛘撸绻褂靡环N也包括環(huán)氧乙烷/環(huán)氧丙烷嵌段共聚物的疏水添加劑，也會遇到潤濕上的困難，特別是在粉狀建筑化學產(chǎn)品的情況下。WO 2006/084588 Al中公開了脂肪烴和烴混合物作為添加劑用于抑制干燥的、特別是粉狀建筑化學產(chǎn)品例如瓦片粘合劑、新凝砂漿、刮涂填料、密封漿料等的起塵的用途。 特別地，描述了在標準條件下為液態(tài)的烴，特別提到了脂族烴，特別是直鏈的或支鏈的、飽和或不飽和形式的脂族烴，沸點從100到400°C。實用新型DE 20 2006 016 797 Ul涉及一種低塵干砂漿，其含有至少一種抑塵組分，含量為0.01到10重量％，基于干燥混合物的總量計。這種抑塵組分選自一元醇，例如 3-甲氧基丁醇、苯甲醇、1，2_丙二醇、己醇、二丙酮醇、乙基二甘醇、異丙醇、2-乙基己醇和/ 或烷基二醇，例如2-甲基戊_2，4-二醇、新戊二醇和正丁-2，5-二醇。根據(jù)該公開文獻，乙二醇、聚乙二醇、脂肪醇和聚苯基醇也是適合的。也可以提及脂族醚、纖維素醚、烷氧基化物和甲基/乙基脂肪酸醚。現(xiàn)有技術中已知的方法，特別是從經(jīng)濟觀點來看，仍不能令人滿意地解決粉狀建筑材料組合物的起塵這一基本問題。并且，建筑材料混合物中的揮發(fā)性有機化合物(VOC)的逸散，對于環(huán)境保護而言是一個很大的問題。VOC逸散根據(jù)定義是由在大氣壓力下沸點低于250°C的揮發(fā)性有機化合物導致的(2004年4月21日頒布的Directive 2004/42/EC，關于限制揮發(fā)性有機化合物的逸散)。為此，歐洲VOC Directive設定了揮發(fā)性有機化合物的最高限額。因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種粉狀建筑材料組合物，其形成粉塵的傾向被大幅減弱。為此目的使用的添加劑應該易于使用，并同時具有較高效力。并且，這些添加劑在使用中不應具有結塊的趨勢，并且不應對所需的產(chǎn)品性能特征有不利影響，特別是抗刮擦性、抗壓性和粘合拉拔強度。本發(fā)明的另一個目的是提供這樣的添加劑，其在建筑材料組合物的貯藏和使用過程中放出的揮發(fā)性有機化合物(VOC)量非常少。該目的通過提供一種如下的粉狀建筑材料組合物而得以實現(xiàn)，所述粉狀建筑材料組合物包含至少一種下列的酯A)2-乙基己酸；和B) —種沸點為至少160°C，優(yōu)選至少 180°C，特別是優(yōu)選至少200°C的醇。除了該目的的各個方面能夠完全實現(xiàn)外，還出人意料地發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明使用的酯與現(xiàn)有技術相比可以在長時間內(nèi)保持高效力，并導致非常少量或沒有VOC逸散。優(yōu)選地，所述醇為一、二、三或四官能的醇。在另一個實施方案中，所述醇為二、三或四官能的醇，其中醇的至少兩個OH-官能團與2-乙基己酸成酯。在本發(fā)明范圍內(nèi)，特別適用的酯如下其醇含有直鏈和/或支鏈和/或環(huán)狀、飽和和/或不飽和烷基。優(yōu)選的是，直鏈和/或支鏈的飽和烷基，其中特別優(yōu)選支鏈烷基。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案中，所述醇為新戊二醇、2-甲基-2-(羥甲基)_1， 3-丙二醇、季戊四醇、2-乙基己醇或鯨蠟醇(Cetearylalkohol)。根據(jù)本發(fā)明，在新戊二醇與2-乙基己酸的酯中，可以是單酯或二酯，或這些化合物的混合物。優(yōu)選的是，新戊二醇的二酯。在2-甲基-2-(羥甲基)-1，3_丙二醇的情況下，可以是與2-乙基己酸的單酯、二酯或三酯，或這些化合物的混合物。優(yōu)選的是，2-甲基-2-(羥甲基)-1，3_丙二醇的三酯。在季戊四醇與2-乙基己酸的酯類中，可以是單酯、 二酯、三酯或四酯，或這些化合物的混合物。在一個優(yōu)選實施方案中，為季戊四醇的四酯。另外，本發(fā)明的醇類的具體實例還有1-庚醇、1-辛醇、壬-1-醇、癸-1-醇、十一烷-1-醇、十二烷-1-醇、十三烷-1-醇、十四烷-1-醇、十五烷-1-醇、十六烷-1-醇、十七烷-1-醇、十八烷-1-醇、十九烷-1-醇、二十烷-1-醇、二十二烷-1-醇、環(huán)己醇、環(huán)己基甲醇、2-環(huán)己基乙醇、3-環(huán)己基-1-丙醇、異庚醇、異辛醇、異壬醇、異癸醇、異十一烷醇、異十二烷醇、異十三烷醇、異十四烷醇、異十五烷醇、異十六烷醇、異十七烷醇、異十八烷醇、異十九烷醇、異二十烷醇、異二十二烷醇、2-乙基-1-己醇、三甲基-1-己醇、6-甲基-2-庚醇、2-丙基-1-戊醇、甲基環(huán)己醇、1-甲基環(huán)己醇、2-甲基環(huán)己醇、3-甲基環(huán)己醇、4-甲基環(huán)己醇、丙-1，2-二醇、丙-1，3-二醇、2-甲基-丙-1，3-二醇、丁-1，2-二醇、丁-1，3-二醇、1，4-丁二醇、2，3-丁二醇、1，5-戊二醇、1，2-戊二醇、1，6-己二醇、1，8-辛二醇、1，9-壬二醇、1，10-癸二醇、1，2，3_丙三醇、新戊二醇、三羥甲基乙烷、三羥甲基丙烷、三羥甲基己烷、季戊四醇、2-甲基-2-丙基-1，3-丙二醇、2，2- 二甲基-1，3-丙二醇、1，4-環(huán)己二醇、 1，4-環(huán)己烷二甲醇、1，1-環(huán)己烷二甲醇、2-乙基己烷-2，3- 二醇、2-甲基戊烷-2，4- 二醇、 2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、1，3-環(huán)己烷二甲醇、2，6-二甲基-4-庚醇和2，5-二甲基-2， 5-己二醇。制備新戊二醇的酯的方法記載于WO 02068522的第6-11頁，所述制備方法以引用的方式納入本專利申請。該制備方法也可以類似地用于其他酯的制備。已發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明使用液體形式的酯特別有利。這種方案的好處在于，液體使用形式可以更容易地用在待避免形成粉塵的粉狀建筑材料組合物中，并且與固體形式相比， 其施用總體上更均勻。并且，根據(jù)本發(fā)明使用的液態(tài)酯所需的用量更小。當然，與固體形式相比，液體添加劑的粘著力和初始粘著力更好。根據(jù)本發(fā)明使用的酯具有的運動粘度在 20°C優(yōu)選為 0. 1 到 150mm2/s，特別是 2 到 50mm2/s。為本發(fā)明目的，含有根據(jù)本發(fā)明使用的至少一種酯的粉狀建筑材料組合物應該優(yōu)選以干燥形式存在，這意味著這種組合物的水含量(由Karl-Fischer方法測定)低于5重量％，優(yōu)選低于1重量％，特別優(yōu)選低于0. 1重量％。各粉狀建筑材料組合物的平均粒度優(yōu)選為從0. 01到5mm。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當粉狀建筑材料組合物的粒度級(用激光散射測定)為至少2重量68 μ m，至少10重量％ (200μπι時是特別有益的。特別是在非常細小的粉狀建筑材料組合物的情況下，根據(jù)本發(fā)明使用的酯的粉塵消除能力特別顯著。大體而言，任何粉狀建筑材料組合物的粉塵形成都可以借助根據(jù)本發(fā)明使用的酯而顯著地減少。作為代表性的建筑材料組合物，應特別提及基于水泥的水硬性組合物和基于石膏的非水硬性組合物，其已知為工業(yè)干砂漿，其中精細磨碎的礦物材料吸收空氣中的水或地下水而凝固形成巖石狀的塊，并在凝固后起作用。這種工業(yè)干砂漿通常以細粉形式購得，然后在建筑場所的最終混合過程中與補充水混合在一起。在運輸容器之間轉移材料或倒空運輸容器的過程中，會出現(xiàn)不利的嚴重的粉塵形成，這可通過使用本發(fā)明提供的酯類而顯著地減少或完全防止。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當工業(yè)干砂漿為瓦片粘合劑、新凝砂漿、刮涂填料、密封漿、修補砂漿 (repair mortar)、流平砂漿、增強粘合劑、用于復合絕熱體系的粘合劑、礦物石膏或抹灰、 細粒刮涂填料或找平體系時，使用本發(fā)明特別有益。同樣適用作本發(fā)明添加劑的是粉狀聚合物，特別是可再分散的聚合物粉末或瓦片粘合劑，其為粉狀建筑材料組合物或以其粉狀成分形式存在。上述的可再分散的聚合物粉末優(yōu)選由至少一種選自以下的化合物制成乙酸乙烯酯、苯乙烯、丁二烯、乙烯、叔碳酸的乙烯酯、尿素-甲醛縮合產(chǎn)物和三聚氰胺-甲醛縮合產(chǎn)物。為了能夠確實地達到消除粉塵或?qū)⒎蹓m減少到所需有利程度的目的，建議將根據(jù)本發(fā)明使用的酯以0. 01到4重量％，優(yōu)選0. 3到3重量％，特別優(yōu)選0. 5到2. 0重量％的量添加到優(yōu)選為干燥的、粉狀建筑材料組合物中。當然，根據(jù)本發(fā)明向其中添加所述添加劑的有待降低其粉塵形成的各粉狀建筑材料組合物，除了含有前述的細小顆粒外，也可以含有至少一種選自下列的物質(zhì)粘合劑、填料、增稠劑、持水劑、分散劑、流變改進劑、防沫劑、緩凝劑、促凝劑、添加劑、顏料、有機或無機纖維。在一個優(yōu)選的實施方案中，粉狀建筑材料組合物含有10到75重量％的填料，例如硅砂、重質(zhì)碳酸鈣、重晶石、輕量填料和/或石粉(ground slate) ；1到5重量％的分散粉末；0. 1到5重量％的持水劑，例如纖維素醚和/或SISA (對鹽不敏感的超吸收劑)；0. 1到 3重量％的增稠劑，例如淀粉醚和/或聚丙烯酰胺；0. 1到3重量％的水泥促凝劑，例如甲酸鈣；還有0. 1到3重量％的水泥緩凝劑，例如檸檬酸鹽。總體而言，推薦使有待根據(jù)本發(fā)明減少其起塵趨勢的粉狀建筑材料組合物含有一部分粘合劑，其用量為5到80重量％，優(yōu)選10到70重量％，特別優(yōu)選15到50重量％。根據(jù)本發(fā)明使用的酯通常為氧化穩(wěn)定的，并且不會與特別是空氣中的氧發(fā)生任何化學反應，因此其對于粉狀建筑材料組合物的粉塵消除作用即使在長時間貯藏后也可以至少基本上保持不變。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地作為抑塵添加劑在建筑材料組合物中使用的酯在107°C的溫度下經(jīng)過M小時的汽化損失小于5重量％，優(yōu)選小于2重量％，特別優(yōu)選小于1重量％。 這樣，首先可以確保根據(jù)本發(fā)明進行處理的粉狀建筑材料組合物可以實現(xiàn)長時間的粉塵抑制，其次，可以確保根據(jù)本發(fā)明進行處理的產(chǎn)品至少基本上是無味或者味道很小，因為沒有釋放出可感知量的酯。本發(fā)明的建筑材料混合物通常在使用前或使用中與水混合，主要形成堿性混合物。已知羧酸酯在這種堿性混合物中至少部分地水解。由于酯的水解產(chǎn)物分子量低得多， 本應會出現(xiàn)嚴重的VOC逸散。然而，出人意料地發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明使用的酯即使加水之后也只在建筑材料中產(chǎn)生非常輕微的VOC逸散，或沒有VOC逸散。這是意料之外的，因為水解產(chǎn)物具有較低的沸點。2-乙基己酸作為本發(fā)明的羧酸沸點為227°C，而本發(fā)明的醇沸點至少為 160 0C ο本發(fā)明的另一個方面是至少一種根據(jù)本發(fā)明的酯用作粉狀建筑材料組合物的添加劑以抑制起塵的用途。本發(fā)明也包括生產(chǎn)特別是干燥的、粉狀建筑材料組合物的方法，所制得的建筑材料組合物具有降低的粉塵形成及起塵特性。本發(fā)明的方法特征在于，將粉狀建筑材料組合物與至少一種根據(jù)本發(fā)明作為抑塵劑的酯相接觸，特別地可以通過噴灑的方法。這里使用的酯具有上文所述的特性。最后，本發(fā)明還特別地包括具有降低的起塵及粉塵形成特性，并且可以用上述方法生產(chǎn)(即通過接觸，特別是一邊攪拌一邊噴灑)的干燥的、粉狀建筑材料組合物。這些產(chǎn)物可以有利地用作基于水泥和/或石灰和/或石膏的組合物，或用作粘合劑，例如干砂漿， 特別是用作瓦片粘合劑、新凝砂漿、刮涂填料、密封漿料、修補砂漿、流平砂漿、增強粘合劑、 用于復合絕熱體系的粘合劑、礦物石膏和抹灰、細粒刮涂填料和找平體系。通常而言，已經(jīng)多次提到的處理或接觸是將選定的除塵或抑塵添加劑噴灑或霧化于粉狀建筑材料組合物上而實現(xiàn)的。用這種方法，可以簡單地確保均勻施用，并具有良好的粘著力和初始粘著力。當然，粉狀建筑材料組合物與各添加劑的接觸也可以用本領域技術人員所熟悉的任何方法來實現(xiàn)?？赡苁褂玫姆椒?，特別是，與液體添加劑一起混合或攪拌，但是噴灑施用顯然是優(yōu)選的，因為這是最簡單和經(jīng)濟上最有吸引力的施用方法。當然也可以用其他合適的添加劑來協(xié)助用于本發(fā)明用途的酯類的抑塵和除塵作用。即使所述酯在大多數(shù)用途中足以減少或完全防止粉狀建筑材料組合物的起塵，在一些特定的情況下使用其他的也具有抑制起塵特性的添加劑來協(xié)助這些添加劑的有益效果也是有用的。整體而言，所述酯構成了有用的添加劑，使用這種添加劑可以用簡單經(jīng)濟的方法均勻且穩(wěn)定地抑制粉狀建筑材料組合物的起塵，使得特別是從職業(yè)衛(wèi)生的觀點來看，特別是在運輸和處理操作中具有明顯的重大進步。并且，所需的建筑材料組合物的性能特征，特別是抗刮擦性、抗壓性和粘合拉拔強度，與現(xiàn)有技術相比并不會被本發(fā)明的添加劑不利地影響。以下實施例說明了本發(fā)明的益處。實施例干砂漿混合物混合物1波特蘭水泥CEM I85.0重量％輕量填料(Poraver 極細,購自 Dennert Poraver 15. O 重量 ％GmbH)瓦片粘合劑1
波特蘭水泥CEMI 桂砂 0.1-0.5 mm 粉碎的熔渣砂(slag sand ) 重質(zhì)碳酸鶴< 0.1 mm 纖維素醚分散粉末
(Elotex AP 200,購自 Elotex AG) 固化促凝劑 (曱酸鈣)瓦片粘合劑2
波特蘭水泥CEMI 輕量填料< 0.1 mm 重質(zhì)碳酸銅< 0.1 mm 纖維素醚絲粉末
(Elotex AP 200，購自 Elotex AG) 固化促凝劑 (曱酸鈣)測試方法^ffiST DIN 55999-2"Bestimmung einer MaBzahl fur die Staubentwicklung von Pigmenten und Fullstoffen-Teil 2 :Fallmethode，，的方法進行測量。使用購自LORENZ MESSGERATEBAU GmbH & Co. KG 的“粉塵測量儀 SP3，，進
行測量。樣本的制造將各干砂漿混合物放置于混合容器中。將本發(fā)明的抑塵添加劑通過壓力噴霧器 (“園藝噴霧器”)以所示的與干砂漿混合物的比例邊混合邊施用于砂漿，并與砂漿混合。結果實驗采用2重量％ (基于干砂漿)瓦片粘合劑2 (帶有輕質(zhì)填料)進行。在粉塵數(shù)之后括號內(nèi)的數(shù)字是儲存天數(shù)。粉塵數(shù)
37.0重量％ 47.5重量％ 14.3重量％ 3.3重量％ 0.9重量％ 1.5重量％
0.5重量％
65.0重量％ 15.0重量％ 15.6重量％ 0.9重量％ 3.0重量％
0.5重量％
對比(無除塵劑)對照實驗
Nycobase 8210 (=新戊二醇-鯨蠟稀酸(cetearylsaeure )酯) Nycobase 8216 (=雙丙甘醇-鯨蠟烯酸(cetearylsaeure )酯) Nycobase 8103 (=三羥曱基丙烷-鯨培烯酸(cetearylsaeure )酯) Waglinol 3212 (=月桂酸甲酯) Waglinol 6012 (=月桂酸異丙酯)本發(fā)明
天)

Waglinol 250 ( = 2-乙基己酸-鯨蠟醇酯)
2-乙基己酸-乙基己酯 Nycobase 出自 Deutsche Nyco GmbH Waglinol 出自 Industrial Quimica Lasem S. Α. m實驗采用不同濃度的除塵劑進行。
160(7 天)
50 (14 天) 60 ( 7 天) 50 ( 14 天) 40 ( 7 天) 40 ( 7 天)
5(168 8 (56 天)
權利要求
1.粉狀建筑材料組合物，含有至少一種下列的酯A)2-乙基己酸，和B)一種沸點為至少160°C的醇。
2.如權利要求1所述的建筑材料組合物，其特征在于，所述醇為一、二、三或四官能的
3.如權利要求1所述的建筑材料組合物，其特征在于，所述醇為二、三或四官能的醇， 其中醇的至少兩個OH-官能團與2-乙基己酸成酯。
4.如權利要求1-3之一所述的建筑材料組合物，其特征在于，所述醇含有直鏈和/或支鏈和/或環(huán)狀、飽和和/或不飽和烷基。
5.如權利要求1-4之一所述的建筑材料組合物，其特征在于，所述醇是新戊二醇、2-甲基-2-(羥甲基)-1，3-丙二醇、季戊四醇、2-乙基己醇或鯨蠟醇。
6.如權利要求1-5之一所述的建筑材料組合物，其特征在于，所述酯為至少一種新戊二醇的二酯。
7.如權利要求1-6之一所述的建筑材料組合物，其特征在于，含有一種粉末狀聚合物和特別是可再分散的聚合物粉末。
8.如權利要求7所述的建筑材料組合物，其特征在于，所述可再分散的聚合物粉末優(yōu)選由至少一種選自以下的化合物制成乙酸乙烯酯、苯乙烯、丁二烯、乙烯、叔碳酸、乙烯酯、 尿素-甲醛縮合產(chǎn)物和三聚氰胺-甲醛縮合產(chǎn)物。
9.如權利要求1-8之一所述的建筑材料組合物，其特征在于，含有0.01到4重量％的權利要求1-6之一的酯。
10.如權利要求1-9之一所述的建筑材料組合物，其特征在于，還含有至少一種選自下列的物質(zhì)粘合劑、填料、增稠劑、持水劑、分散劑、流變改進劑、防沫劑、緩凝劑、促凝劑、添加劑、顏料、有機或無機纖維。
11.如權利要求1-10之一所述的建筑材料組合物，其特征在于，含有5到80重量％的一部分水硬性粘合劑。
12.如權利要求1-11之一所述的建筑材料組合物，其特征在于，含有至少下列之一10 到75重量％的填料、1到5重量％的分散粉末、0. 1到5重量％的持水劑、0. 1到3重量％的增稠劑、0. 1到3重量％的水泥促凝劑和0. 1到3重量％的水泥緩凝劑。
13.權利要求1-6之一的至少一種酯在粉狀建筑材料組合物中用作添加劑以減少粉塵的用途。
14.制造粉狀建筑材料組合物的方法，其特征在于，將粉狀建筑材料組合物與作為抑塵添加劑的至少一種如權利要求1-6之一所述的酯相接觸，特別是通過邊攪拌邊噴灑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種粉狀建筑材料組合物，優(yōu)選為一種工業(yè)干砂漿，特別是瓦片粘合劑、新凝砂漿、刮涂填料、密封漿料、修補砂漿、流平砂漿、增強粘合劑、用于復合絕熱體系的粘合劑、灰漿、砂漿、細粒刮涂組合物和找平體系，其含有A)2-乙基己酸與B)沸點為至少160℃的醇的酯。本發(fā)明還涉及生產(chǎn)所述產(chǎn)品的方法，以及本發(fā)明的酯用于粉狀建筑材料組合物以抑制起塵的用途。
文檔編號C04B40/06GK102428053SQ201080019846
公開日2012年4月25日 申請日期2010年4月13日 優(yōu)先權日2009年4月14日
發(fā)明者K-D·和澤, S·瓦赫, S·齊恩, W·塞德爾, W·斯托爾 申請人:建筑研究和技術有限公司