雙組分水泥組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及具有兩種液體組分的水泥配制劑。這緩解了采用粉末化水泥組分時(shí)粉塵產(chǎn)生導(dǎo)致的問題。此外，該水泥可用傳統(tǒng)的液體加工和混合設(shè)備形成。該水泥粘結(jié)劑配制劑包含塑化劑。因?yàn)樗芑瘎┦欠菗]發(fā)性的，所以其保持為配制劑和在施加且干燥該配制劑后獲得的最終產(chǎn)品二者的整體一部分。
【專利說明】雙組分水泥組合物 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及傾向于減少其使用者暴露于水硬性粘結(jié)劑顆粒的水泥組合物。更特別 的，本發(fā)明涉及雙組分水泥組合物，其中含有水硬性粘結(jié)劑的組分處于液態(tài)。

【背景技術(shù)】
[0002] 工作在粉塵環(huán)境中的所有人都暴露于不同類型的健康危險(xiǎn)中，如煙、氣和粉塵：這 些是在職業(yè)病發(fā)展中已知的風(fēng)險(xiǎn)因素。
[0003] 水泥粉塵暴露通常發(fā)生在水泥生產(chǎn)和建筑工業(yè)中，即在生產(chǎn)工廠和建筑工地。工 人與水泥粉塵的任何常規(guī)接觸可導(dǎo)致皮膚和眼部刺激、哮喘和甚至過敏反應(yīng)；吸入的水泥 粉塵可導(dǎo)致肺部功能損害、慢性梗阻性肺部疾病、限制性肺部疾病、塵肺病和肺癌、胃癌和 結(jié)腸癌；且也已證實(shí)水泥粉塵可進(jìn)入體循環(huán)且由此影響身體的器官和組織，如心臟、肝臟、 脾臟、骨、肌肉和頭發(fā)，最終影響它們的微觀結(jié)構(gòu)和生理性能。
[0004] Peters 等，''Personal Exposure to Inhalable Cement Dust among Construction Workers，'，Journal of Physics:Conference Series 151 (2009)012054 記 錄了根據(jù)工人們?cè)谒嗌a(chǎn)或使用中的角色而暴露于可吸入粉塵的不同濃度。工廠工人通 常是最大暴露的，而涉及水泥安裝、凹槽銑削和拆毀的人也的確會(huì)暴露于不可忽略的水平。 在安裝階段，水泥、沙子和不同添加劑的粉末化共混物與水現(xiàn)場(chǎng)混合，這會(huì)不幸地導(dǎo)致細(xì)小 的粉塵滲入環(huán)境空氣中。
[0005] 本領(lǐng)域已經(jīng)意識(shí)到在安裝階段的這一成問題的效果。例如，Ceresit Microgranulat Flex Plus (可購自Cimsec)是粉末化的、粘合瓷磚的產(chǎn)品，其中較細(xì)小的、 形成粉塵的水泥顆粒會(huì)結(jié)合以形成較大的團(tuán)簇或微粒。相似地，EP 0587383 (Halliburton Co.)描述了干燥的附聚的水泥材料，其中水泥的各個(gè)顆粒通過水溶性的粘結(jié)劑材料，通常 是聚乙烯醇而結(jié)合在一起：該固體水泥材料與水混合以形成水泥漿液，水溶解粘結(jié)劑以釋 放水泥顆粒，然后其水化。
[0006] EP 0432920 A2(Rohm&Haas)描述了用于覆蓋波特蘭水泥混凝土的雙組分（2K)涂 料組合物，該組合物為雙組分組合物，其包含：（1)可以被分開包裝和儲(chǔ)存的干燥的第一組 分且其包含：a)至少一種水硬性水泥如I型或III型波特蘭水泥，和b)至少一種環(huán)氧樹 脂；和2)濕潤的第二組分，包含：a)至少一種合成的成膜、堿穩(wěn)定的合成聚合物膠乳，該膠 乳聚合物包括脲基官能團(tuán)，和b)至少一種胺官能的環(huán)氧固化劑，該固化劑可分散或溶解于 水中。該包含環(huán)氧樹脂的干燥組分可與包括胺官能的環(huán)氧固化劑的"濕潤"的組分現(xiàn)場(chǎng)地 且以預(yù)先確定的比例混合。環(huán)氧樹脂可結(jié)合水硬性粘結(jié)劑的形成粉塵的細(xì)小的顆粒，但該 引用文獻(xiàn)的作者表示環(huán)氧樹脂與這些細(xì)小顆粒的接觸應(yīng)盡可能地最小化，以避免形成粘結(jié) 劑的過大尺寸的結(jié)塊。
[0007] 發(fā)明概述
[0008] 本發(fā)明涉及作為組件（kit-of-parts)提供的粘合和/或密封配制劑，其包含：
[0009] a)儲(chǔ)存穩(wěn)定的、液體組合物的水硬性粘結(jié)劑模塊，所述組合物包括石膏、波特蘭水 泥、鋁酸鹽水泥或其混合物；和無水液體，其在1個(gè)大氣壓下具有大于175°c的沸點(diǎn)且其對(duì) 所述水硬性粘結(jié)劑是惰性的，其中所述無水液體是塑化劑，其保持為粘合和/或密封配制 劑和在施用且干燥該配制劑后獲得的最終產(chǎn)品二者的整體一部分，和 [0010] b)水性液體模塊。
[0011] 所述模塊通常在使用和施用配制劑之前混合，通常在建筑現(xiàn)場(chǎng)。該模塊體系也稱 為雙組分體系。
[0012] 所述組件包含上述儲(chǔ)存穩(wěn)定的第一液體組合物的第一組分和，水性液體的第二組 分。優(yōu)選地，所述第二組分包含水和分散于其中的聚合物。
[0013] 本發(fā)明進(jìn)一步涉及所述配制劑作為粘合劑的用途，例如作為夾心板的粘合劑或作 為流平化合物、填縫劑或灌漿料。
[0014] 本發(fā)明還涉及適合作為組件的儲(chǔ)存穩(wěn)定的模塊a)的組合物。這是液體組合物，包 含水硬性粘結(jié)劑，其包括石膏、波特蘭水泥、鋁酸鹽水泥或其混合物；和無水液體，其在1個(gè) 大氣壓下具有大于175°c的沸點(diǎn)且其對(duì)所述水硬性粘結(jié)劑是惰性的，其中該液體組合物具 有小于水硬性粘結(jié)劑的重量的l〇wt%的水含量。
[0015] 水泥配制劑作為雙液體組分來提供緩解了采用粉末化水泥組分的情況下由于粉 塵生成所導(dǎo)致的問題。進(jìn)一步地，該水泥可用傳統(tǒng)的液體加工和混合設(shè)備形成。
[0016] 所述無水液體優(yōu)選在1個(gè)大氣壓下具有大于200°C的沸點(diǎn)、優(yōu)選大于225°C。優(yōu)選 地，所述無水液體是塑化劑，優(yōu)選自聚亞烷基二醇和其他的聚醚、磺化或磷酸化的有機(jī)化合 物、有機(jī)酸的烷基或芳基酯、天然或合成來源的油、多種乙烯基聚合物和聚酯或硅酮，和它 們的混合物。該無水液體可進(jìn)一步包含反應(yīng)性聚合物。
[0017] 因?yàn)樗芑瘎┦欠菗]發(fā)性的，其保持為配制劑和在施用和干燥該配制劑之后獲得的 最終產(chǎn)品二者的整體一部分。
[0018] 定義
[0019] 本文中術(shù)語"水硬性粘結(jié)劑"理解為表示粉狀材料，其與水混合形成糊，所述的糊 通過一系列水合反應(yīng)和過程凝固和硬化且在硬化后即使在水下也保持其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
[0020] 本文所用術(shù)語"石膏"意圖包括如本領(lǐng)域中通常理解的石膏。這會(huì)包括硫酸鈣 (CaSO 4)和它的不同形式，如無水硫酸鈣、半水合硫酸鈣和二水合硫酸鈣，以及煅燒石膏 (calcined gypsum)、壓力鍛燒石膏（pressure calcined gypsum)和熟石膏（plaster of Paris)〇
[0021] 作為原材料（隨后包括入本發(fā)明液體第一組分中），石膏應(yīng)具有最小90%的純度 和優(yōu)選細(xì)磨至使得基于石膏顆粒的總重量計(jì)至少90wt%且優(yōu)選至少99wt%的石膏顆粒會(huì) 通過No. 100美國標(biāo)準(zhǔn)篩（150微米）的顆粒尺寸。這種石膏灰泥（plaster)可通過多個(gè)途徑 商購獲得。例如，優(yōu)選的α_半水合硫酸1丐是購自Allied Custom Gypsum Plasterworks, L. L. C 的 DynaPlast? Base Alpha。
[0022] 本文所用的術(shù)語"鋁酸鹽水泥"意圖包括那些本領(lǐng)域通常理解的含有鋁酸單鈣 (CaO. XAl2O3)作為主要水泥基成分的水泥基材料。這會(huì)包括高鋁水泥（HAC)、鋁酸鈣水泥和 許多其他可商購獲得的錯(cuò)土水泥（alumina cements)。本領(lǐng)域中通常理解高錯(cuò)水泥含有大 于15%的鋁酸單鈣。
[0023] 高鋁水泥的空氣透過比表面積（布萊因值）應(yīng)為從2000、更常見從3000至 9000cm2/g。該原材料的細(xì)度促進(jìn)了它在第一組分的無水、惰性液體中的潤濕和/或分散。
[0024] 本文所用術(shù)語"波特蘭水泥"意圖包括那些本領(lǐng)域通常理解為"波特蘭水泥"的水 泥，例如在英國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)（BSI)EN-197和美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)C-150和歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN-197中描述 的那些。雖然其他形式的波特蘭水泥也適合，但后一標(biāo)準(zhǔn)的CEM I型和CEM II型組合物優(yōu) 選在本發(fā)明中使用。波特蘭水泥主要由硅酸三鈣和硅酸二鈣組成。
[0025] 波特蘭水泥（隨后包括入本發(fā)明液體第一組分中）應(yīng)具有從3000至9000cm2/g的 布萊因值，優(yōu)選4000至6000cm 2/g。
[0026] 單體是低分子量的基本上單分散的化合物，通常小于1000道爾頓，其是能夠被聚 合的。
[0027] 本文所用包括括號(hào)中的"甲基"的術(shù)語，如"（甲基）丙烯酸酯"，意指丙烯酸酯或 甲基丙烯酸酯，或二者混合物。相似地，術(shù)語"（甲基）丙烯酰胺"指丙烯酰胺或甲基丙烯酰 胺，或二者混合物，如本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)輕易理解的那樣。
[0028] 涂料或涂料材料的固含量的測(cè)量是根據(jù)EPA Test Method 24 (40CFR 60, Appendix A)進(jìn)行的。
[0029] 聚合物顆粒的水性分散體意圖包括膠乳聚合物和水分散性聚合物的含義。
[0030] "膠乳"聚合物意味著在水和一種或多種第二分散或乳化劑（例如表面活性劑、堿 溶性聚合物或其混合物）存在下（其存在是形成分散體或乳液所必需的），形成的聚合物顆 粒的分散體或乳液。該第二分散或乳化劑在聚合物形成后通常與聚合物分離。在一些實(shí)施 方式中，反應(yīng)性分散或乳化劑在聚合物顆粒形成時(shí)可成為聚合物顆粒的一部分。
[0031] "水分散性"的聚合物意味著能夠自身與水結(jié)合的聚合物，不需要使用第二分散或 乳化劑，以獲得具有在常規(guī)儲(chǔ)存溫度下至少一個(gè)月保存穩(wěn)定性的聚合物顆粒的水性分散體 或乳液。
[0032] 術(shù)語"儲(chǔ)存穩(wěn)定"在應(yīng)用于含有水硬性粘結(jié)劑的配制劑的組分時(shí)，意指在一段時(shí)期 儲(chǔ)存后（通常長達(dá)一年或更長），當(dāng)與水混合時(shí)，其中的水硬性粘結(jié)劑對(duì)于水保持反應(yīng)性。
[0033] 發(fā)明詳述
[0034] 第一組分
[0035] 所述配制劑的第一組分是穩(wěn)定的液體或糊狀的組分，其通過混合水硬性粘結(jié)劑與 無水液體（優(yōu)選液體塑化劑）形成。在其最寬泛的定義中，塑化劑是當(dāng)被加至另一材料時(shí) 產(chǎn)生更容易加工或具有更大功用的混合物的材料。在精煉定義中，本文所用塑化劑表示在 標(biāo)準(zhǔn)室溫和壓力（25°C，Iatm.)下通常為非揮發(fā)性的有機(jī)液體且其不具有特定的化學(xué)反應(yīng) 性。這樣，該液體對(duì)水硬性粘結(jié)劑而言是惰性的且僅僅作為粘結(jié)劑可懸浮或可分散其中的 介質(zhì)。
[0036] 用于根據(jù)本發(fā)明的第一組分中的合適的液體塑化劑可選自很寬的一組化合物，因 為任意不含水的、具有低揮發(fā)度的有機(jī)液體都會(huì)有效。合適類別的化合物包括聚亞烷基二 醇和其他聚醚、磺化或磷酸化的有機(jī)化合物、有機(jī)酸的烷基或芳基酯、天然或合成來源的 油、多種乙烯基聚合物，和聚酯或硅酮。
[0037] 合適的聚亞烷基二醇包括聚乙二醇、與聚丙二醇或其他使其為液體的共塑化劑的 共混物、聚丙二醇和其他一般的液體聚醚，例如氧化乙烯、氧化丙烯和/或氧化丁烯的共聚 物。合適的磺化或磷酸化的有機(jī)化合物包括苯酚和甲酚的烷基磺酸酯（例如作為Mesamoll 可購得的）和芳香族磺酰胺。合適的有機(jī)酸的烷基或芳基酯包括二醇的苯甲酸酯和它們的 低聚物（例如作為Bensoflex可獲得的）、1，2二羧酸環(huán)己烷的酯（氫化的鄰苯二甲酸酯， Hexamoll DINCH),、鄰苯二甲酸酯、對(duì)苯二甲酸酯、偏苯三酸酯、己二酸酯、癸二酸酯、酒石 酸酯、檸檬酸酯和蔗糖酯。合適的天然或合成來源的油包括植物油和其衍生物包括脂肪酸 酯和環(huán)氧化植物油、衍生自木材和諸如液體松香酯的其他森林產(chǎn)品的有機(jī)液體、和如礦物 油或石蠟液體的烴類流體。合適的乙烯基聚合物包括聚異丁烯、液體聚丁二烯和液體聚丙 烯酸酯。液體聚酯和硅酮流體也合適且對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說可獲得。上述塑化劑可組合 使用。
[0038] 優(yōu)選地，可被堿性水硬性粘結(jié)劑降解的材料不應(yīng)選自上述在本發(fā)明中用作塑化劑 的列表。可通過從粘結(jié)劑散發(fā)的氣味探測(cè)任何這樣的降解?；邗サ幕衔锟梢资軌A性環(huán) 境影響。
[0039] 在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，優(yōu)選使用聚醚、乙烯基聚合物、硅酮和油作為塑化劑， 因?yàn)檫@改善了配制劑的長期穩(wěn)定性。
[0040] 在另一實(shí)施方式中，優(yōu)選使用親水性化合物，如聚亞烷基二醇，因?yàn)檫@些塑化劑的 使用改善了與第二組分的水相的混合的容易度。
[0041] 選擇的塑化劑也應(yīng)與配制劑第二組分的經(jīng)分散的聚合物相容。塑化劑的極性（可 以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任意方法測(cè)量，例如水/辛醇分配系數(shù)），可用于更好地匹配塑化 劑與經(jīng)分散的聚合物。通過舉例且不意欲限制本發(fā)明，當(dāng)經(jīng)分散的聚合物是苯乙烯-丙烯 酸酯共聚物時(shí)，可使用更大極性的塑化劑如聚丙二醇、脂肪酸甲酯或烷基磺酸酯。相反地， 當(dāng)分散的聚合物是苯乙烯-丁二烯共聚物時(shí)，最好可使用更疏水的塑化劑，如礦物油或石 蠟液體。
[0042] 塑化劑和/或第一組分作為整體必須是基本上不含水的。這意味著塑化劑和/或 第一組分作為整體含有少于組合物重量的l〇wt%、優(yōu)選少于I. 0wt%、0. 5wt%、0. 2wt%或 0· Iwt %和最優(yōu)選Owt %的水。
[0043] 必須采用充分量的塑化劑以作用為水硬性粘結(jié)劑的載體材料且確保第一組分是 液體。所需塑化劑的準(zhǔn)確的量取決于水硬性粘結(jié)劑的類型以及其他可存在于濃縮物中的添 加劑的類型和量。
[0044] 使得到的混合物經(jīng)受足夠高的剪切力以完全分散干燥的組分。可使用寬范圍的混 合機(jī)，它們適合于通常在涂料和粘合劑工業(yè)中使用的液體/粉末共混物。合適的混合機(jī)包 括傳統(tǒng)的共混研磨機(jī)（blending mill)，如球磨機(jī)或類似物，溶解器、行星式混合機(jī)、單混合 機(jī)（monomixer)和擠出混合機(jī)（如Buss共捏合機(jī)和雙螺桿擠出機(jī)）。最終產(chǎn)品可為液體、 粘的或糊狀的，具有最高達(dá)10 7mPa. s的粘度。粘度、時(shí)間、溫度、輸入的總能量或均勻性可 用作結(jié)束研磨過程的標(biāo)準(zhǔn)。在優(yōu)選實(shí)施方式中的混合物的粘度具有在25°C下測(cè)量的約500 至5, 000, OOOmPa. s的值。對(duì)于最高達(dá)IOOOOOmPa. s的粘度，可使用布氏粘度計(jì)，針對(duì)實(shí)際 粘度范圍選擇轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)動(dòng)速度。對(duì)于大于IOOOOOmPa. s的粘度，可使用板/板振蕩流變儀 (plate/plate oscilating rheometer)。所述粘度范圍對(duì)約5s<的剪切速率而言是有效 的。
[0045] 第二組分
[0046] 多種聚合材料可包括于配制劑的水性的第二組分中。寬泛地，聚合物顆粒的分散 體可包括：（甲基）丙烯酸酯樹脂、乙烯基樹脂、油改性的聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、氯 代的聚烯烴和其混合物或共聚物。進(jìn)一步地，所述聚合物應(yīng)通常具有從-40°至70°C的玻 璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg)。在一實(shí)施方式中，使用軟聚合物，如某些基于丙烯酸酯和丁烯的聚合 物。在這樣的情況下，聚合物的Tg優(yōu)選在-35°至15°C之間。在使用較硬的聚合物的情況 中，如基于苯乙烯或甲基丙烯酸酯的聚合物，Tg優(yōu)選范圍為15°至60°C，和最優(yōu)選范圍為 25°C至 50°C。
[0047] 聚合物的Tg最通常運(yùn)用差示掃描量熱法（DSC)測(cè)定。Tg是在該溫度下有著比熱 (Cp) '突然'升高的溫度。這通過DSC曲線的基線的遷移來體現(xiàn)。熱分析國際聯(lián)合會(huì)（The International Confederation of Thermal Analysis)提議了用于測(cè)定 Tg 的評(píng)價(jià)程序。 根據(jù)該程序，將兩條回歸線Rl和R2用于DSC曲線：事件前的回歸線（Rl)和在拐點(diǎn)處的回 歸線（R2)。這兩條線定義了作為Rl和R2之間交叉點(diǎn)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg)。應(yīng)注意，通 過DSC獲得的Tg的值取決于在實(shí)驗(yàn)期間選擇的加熱速率。通常DSC測(cè)量所用的加熱速率 是 5°C /min。
[0048] 作為優(yōu)選的聚合物提及以下物質(zhì)：i)純的丙烯酸酯共聚物，可作為多種丙烯酸單 體（如（甲基）丙烯酸、含有羥基的（甲基）丙烯酸單體、（甲基）丙烯酸酯和（甲基）丙 烯腈）的聚合產(chǎn)品獲得；ii)苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，可作為包含基于總的單體計(jì)高達(dá) IOOwt %、優(yōu)選30至90wt %和最優(yōu)選40至80wt %的量的苯乙烯和/或取代的苯乙烯和一種 或多種丙烯酸單體（例如（甲基）丙烯酸、含有羥基的（甲基）丙烯酸單體、（甲基）丙烯 酸酯和（甲基）丙烯腈）的單體混合物的聚合產(chǎn)物獲得；和iii)乙烯乙酸乙烯酯共聚物， 可作為乙酸乙烯酯，乙烯和任選的其他共聚單體的聚合產(chǎn)物獲得。
[0049] 該聚合物可以以散裝、粉末形式制備和使用：該粉末在形成第二組分期間會(huì)再分 散于水中。Acronal? s 43〇p(basf SE)是合適的商業(yè)上的可再分散苯乙烯-丙烯酸酯 共聚物粉末的例子。
[0050] 然而，優(yōu)選聚合物作為水基介質(zhì)中的分散體直接提供，然后將該分散體與額外的 水和其他添加劑（如要求的）混合以形成第二組分。這樣的分散體可使用已知的以下商品 提供，例如Styropor P555(可得自BASF Aktiengesellschaft的苯乙烯均聚物）；對(duì)于苯 乙烯丁二烯共聚物，Lipaton SB 3040、Lipaton SB 2740 (Polymer Latex GmBH)、Styrolux 684D(BASF Aktiengesellschaft)和Synthomer 20W20(Synthomer Chemie) ;Synthomer VL 10286和Synthomer 9024(苯乙烯/ 丁二烯/丙烯臆三聚物，Synthomer Chemie);對(duì)于苯 乙烯丙烯酸酯共聚物，Alberdingk?H 595、Alberdingk?AS 6〇〇2(二者都來自 Alberdingk Boley)、Rhodopas DS 913 (Rhodia)、Acronal? 290D、Aci*OHal? S 400、 Acronal? DS 5011 (BASF Aktiengesellschaft)、Vinnapas SAF 54(Wacker Polymer Systems)、Mowilith LDM 6159 (Celanese)和 Lipaton AE 4620 (Polymer Latex GmBH); 和B60A(可得自Rohm&Haas的純的丙烯酸酯分散體）。其他示例性的可商購獲得的膠乳聚 合物包括：AIRFLEX? EF811(可得自 Air Products) ;EPS2505(可得自 EPS/CCA);和 NEOCAR? 2300、NEOCAR? 820 和 NEOCAR? 2535(可得自 Dow Chemical Co.)。
[0051] 或者，該水性分散體可通過聚合合適的單體混合物提供，該單體混合物會(huì)在下文 中描述。Ρ·Α· Lovell, ES. El-Aasser (Editors) ,''Emulsion Polymerization and Emulsion Polymers"，John Wiley and Sons, Chichester, UK, 1997 作為參考并入本文。單體混合物 應(yīng)通常包含選自（甲基）丙烯腈、（甲基）丙烯酸烷基酯、（甲基）丙烯酸、乙烯基酯和乙烯 基單體的至少一種不飽和單體。
[0052] 合適的丙烯酸和甲基丙烯酸的烷基酯是衍生自C1至C14醇的那些且因此包括作為 非限制性例子的以下物質(zhì)：（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸異丙 酯、（甲基）丙烯酸丁酯、（甲基）丙烯酸異丁酯、（甲基）丙烯酸正戊酯、（甲基）丙烯酸新 戊酯、（甲基）丙烯酸環(huán)己酯、（甲基）丙烯酸2-己基酯、（甲基）丙烯酸2-乙基己基酯、 (甲基）丙烯酸異冰片酯、（甲基）丙烯酸2-羥基乙基酯、（甲基）丙烯酸3-羥基丙基酯、 (甲基）丙烯酸4-羥基丁基酯和它們的ε -己內(nèi)酯加合物；和烷二醇的二（甲基）丙烯酸 酯（例如1，6-己二醇二丙烯酸酯）。
[0053] 合適的乙烯基酯包括乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、叔羧酸乙烯酯和月桂酸乙烯酯。合 適的乙烯基單體包括：乙烯、丙烯、丁烯、異丁烯、1，3-丁二烯、異戊二烯、苯乙烯、α -甲基 苯乙烯、叔丁基苯乙烯、乙烯基甲苯、二乙烯基苯、雜環(huán)乙烯基化合物和乙烯基鹵化物（例 如氯丁二烯）。優(yōu)選的乙烯基單體包括乙烯、苯乙烯、丁二烯和異戊二烯。
[0054] 在某些實(shí)施方式中，單體混合物可包含羰基單體，其是具有醛基或酮基的單烯屬 不飽和單體。在本發(fā)明羰基單體中的單烯屬不飽和通常由（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙 烯酰胺、苯乙烯基或乙烯基官能團(tuán)提供。優(yōu)選羰基單體選自丙烯醛、甲基丙烯醛、乙烯基甲 基酮、乙烯基乙基酮、乙烯基異丁基酮、乙烯基戊基酮、（甲基）丙烯酸羥烷基酯的乙酰乙酸 酯、二丙酮丙烯酰胺（DAAM)、二丙酮（甲基）丙烯酰胺、甲?；揭蚁⒍谆┍?酸酯、丙酮基丙烯酸酯、丙烯酸2-羥基丙基酯-乙?；宜狨?、1，4-丁二醇丙烯酸酯乙酰乙 酸酯和其混合物。
[0055] 單體混合物的聚合應(yīng)當(dāng)在水基介質(zhì)中在攪拌或混合下進(jìn)行。調(diào)整水基介質(zhì)的體積 使得獲得的聚合物乳液提供所需的物理性能。這些過程應(yīng)得到40-70wt%的固含量的水性 分散體。此外，在所得乳液應(yīng)是適應(yīng)VOC的情況下，存在于水基介質(zhì)中的親水性共溶劑（例 如低級(jí)醇）的量應(yīng)最小化。通常，第二組分中水的量為約30至60wt%。
[0056] 通常聚合會(huì)在20至IKTC的溫度下，在惰性氣氛中或至少不存在氧氣下進(jìn)行。 如果合適，傳統(tǒng)的離子、非離子或兩性乳化劑可加至聚合批料中，所述乳化劑描述在例如 M. Ash&I. Ash, Handbook of Industrial Surfactants,第三版，Synapse Information Resources Inc 中。
[0057] 優(yōu)選地，聚合是自由基乳液聚合，其中自由基通過化學(xué)引發(fā)劑產(chǎn)生，該化學(xué)引發(fā)劑 例如：過氧化物，包括過硫酸鉀和過硫酸銨；過氧化氫；和有機(jī)過氧化物和氫過氧化物，包 括氫過氧化枯烯和叔丁基氫過氧化物。其他合適的引發(fā)劑優(yōu)選接枝-連接的水溶性的氧化 還原體系，其包括例如：過氧化氫和重金屬鹽；過氧化氫和二氧化硫；或過氧化氫和偏亞硫 酸氫鈉。引發(fā)劑例如以基于單體計(jì)的0.05至5wt%的量、優(yōu)選0.1至4wt%的量使用。自 由基前體可加料于水性乳化劑溶液中或者在聚合期間按劑量加入。油溶性的引發(fā)劑例如叔 丁基過氧化氫是優(yōu)選的。
[0058] 在乳液聚合期間，單體可直接計(jì)量進(jìn)入初始取得的混合物中或者它們可以以水性 乳液或微乳液的形式加至聚合批料中。為這個(gè)目的，運(yùn)用上述傳統(tǒng)的乳化劑在水中乳化單 體。
[0059] 如果合適，可使用傳統(tǒng)的降低形成的聚合物分子量的調(diào)節(jié)劑。所述調(diào)節(jié)劑優(yōu)選是 含有束縛態(tài)的硫的有機(jī)化合物，例如硫醇、二或多硫化物，硫代和二硫代羧酸的酯和硫化 物，和烯醇硫化物。鹵素化合物、醛、酮、甲酸、烯醇醚、烯胺、羥基胺、鹵代烴、醇、乙苯和二甲 苯也適合作為調(diào)節(jié)劑。
[0060] 在必需的情況下，分散在配制劑的第二水性組分中的聚合物可通過向其加入堿溶 性聚合物（例如JONCRYL? 675和JONCRYL? 678)、含氮堿（例如銨或胺）和/ 或不含氮堿（例如無機(jī)金屬堿K0H、Ca0H、NaOH和LiOH)而穩(wěn)定化。
[0061] 添加劑
[0062] 可包含于本發(fā)明的雙組分配制劑中的添加劑包括但不限于：凝固改性劑、石膏水 合膨脹控制劑、流動(dòng)增強(qiáng)聚合物、抗起泡劑、消泡劑、流變改性劑、反應(yīng)性聚合物、填充劑和 其混合物，所述填充劑尤其是惰性、無機(jī)填充劑例如碳酸鈣、研磨的白云石和微細(xì)硅砂，其 應(yīng)優(yōu)選具有最高達(dá)且包括300微米、例如0. 05至300微米的顆粒尺寸。這些添加劑可在配 制劑的兩種組分混合在一起后被加至配制劑，而由于配制劑的水硬性增稠這可能不實(shí)用。 因此，優(yōu)選這些添加劑在雙組分混合在一起之前引入到一種或兩種組分中。
[0063] 上述無機(jī)填充劑可在多個(gè)方面改善密封和/或粘合配制劑的性質(zhì)，例如改善的成 本、降低的收縮率或更高的強(qiáng)度。這些填充劑（為任選的組分）可在配制劑中以顯著的量 存在，例如最高達(dá)整個(gè)配制劑的30wt%、或50wt%或甚至75wt%。
[0064] 凝固改性劑可用于延遲或促進(jìn)配制劑中所用的水硬性水泥材料與水混合時(shí)凝固 所需的時(shí)間。
[0065] 至于石膏和水泥，合適的凝固延遲劑的例子包括碳酸氫鈉、基于蛋白質(zhì)的氨基酸 混合物、檸檬酸和檸檬酸的水溶性鹽（尤其是一價(jià)金屬鹽）、硼酸和酒石酸。這些中，檸檬酸 三鈉是優(yōu)選的。該石膏凝固延遲劑優(yōu)選在配制劑中以〇. 05至0. lwt%的量存在，盡管優(yōu)選 的量具體取決于所需的凝固時(shí)間和存在的凝固促進(jìn)劑（如果存在的話）的量。
[0066] 適合于石膏的凝固促進(jìn)劑包括細(xì)磨石膏、硫酸鉀、硫酸鋅和硫酸鋁。這些中，細(xì)磨 石膏是優(yōu)選的。當(dāng)使用的時(shí)候，石膏的凝固促進(jìn)劑優(yōu)選在組合物中以基于配制劑總重量計(jì) 的0. 03wt%至0. 5wt%的量存在，優(yōu)選0. 03wt%至0. 06wt%。尤其使用促進(jìn)劑來改善抗壓 強(qiáng)度和減少分離和表面滲水。
[0067] 石膏水合膨脹控制劑的作用為限制石膏水合時(shí)的膨脹性。本發(fā)明組合物中優(yōu)選的 膨脹控制劑是硫酸鉀。當(dāng)使用的時(shí)候，石膏水合膨脹控制劑優(yōu)選在配制劑中以基于配制劑 重量計(jì)的〇.1界1:(%至0.4￥1: (%的量存在，更優(yōu)選0.1￥1:(%至0.25￥1:(%。
[0068] 第一組分可進(jìn)一步包含可濕固化的反應(yīng)性聚合物。合適的聚合物包括具有可水解 硅烷基團(tuán)（例如甲氧基或乙氧基硅烷）的聚氧化亞烷基。各硅烷優(yōu)選具有兩個(gè)或三個(gè)可水 解基團(tuán)且各聚合物分子優(yōu)選具有大于一個(gè)硅烷基團(tuán)。該聚合物優(yōu)選為在25°C下具有1000 至IOOOOOmPa. s之間的粘度的液體。該反應(yīng)性聚合物可與作為稀釋劑的塑化劑一起輸送。 合適的例子包括 Kaneka MS Polymer、Wacker Geniosil STP-E 或者 Hanse ST polymers。
[0069] 為了有助于這些聚合物的功能，可使用其他添加劑。合適的添加劑包括乙烯基三 甲氧基娃燒，例如為了除水。氨基娃燒例如來自Evonik的Dynasylan AMMO可改善反應(yīng)性 聚合物的反應(yīng)速度以及產(chǎn)物的粘合性。催化劑如二辛基錫雙2, 4-戊二酮或叔胺例如雙氰 胺可提高該聚合物的反應(yīng)速度。它們都可包含于水泥/塑化劑組合物中以增強(qiáng)例如凝固時(shí) 間、粘合性和限制塑化劑遷移的性質(zhì)。
[0070] 反應(yīng)性聚合物，如果存在的話，優(yōu)選相對(duì)于塑化劑以2和50wt%之間的量存在。
[0071] 當(dāng)使用的時(shí)候，抗起泡劑優(yōu)選在配制劑中以基于配制劑總重量計(jì)的0. 05wt % 至 0· 2wt % 的量存在，更優(yōu)選 0· 06wt % 至 0· 09wt %。Foamaster? CN(Geo Specialty Chemicals)可作為合適的可商購獲得的抗起泡劑被提及。
[0072] 流變改性劑可包含于本配制劑中以減少所形成混合物的表面的水和細(xì)小微粒的 滲出，以及提高混合的配制劑的粘度和均勻度。合適的流變改性劑通常屬于具有假塑性行 為的流變改性劑一類，例如具有或不具有連接至吡喃糖環(huán)的羥基的改性基團(tuán)的高分子量長 鏈多糖或雜多糖。例子包括黃原膠、迪特膠（例如來自CP KeIco的KelcoCrete? 200) 和纖維素醚（例如來自Dow Chemical的Methocel?)。作為這些生物聚合物的替代，長 鏈高分子量合成聚合物例如Melvis?和Starvis? (BASF Construction Chemicals)也 可使用。
[0073] 還已發(fā)現(xiàn)來自改性無機(jī)粘土基材料一類的流變改性劑適合于本文使用。在這方面 可特別提及膨潤土型材料，例如Optibent ? (Rockwood Additives)。
[0074] 還有：聚氨酯增稠劑，例如 Bermodol PUR 2130 (AkzoNobel Surface Chemistry) 和Collacral PU 80 (BASF SE)、基于聚醚多元醇的締合增稠劑，例如Rheolate 310 (Elementis Specialties);和丙烯酸系增稠劑例如 Latekoll D (BASF SE)、 Viscoatex?、Thixol?和Rheotech?(Arkema)，也可用作流變改性劑以在施加前、在施加期 間和在施加后優(yōu)化配制劑的行為。
[0075] 當(dāng)使用的時(shí)候，流變改性劑在配制劑中以基于配制劑總重量計(jì)的0. 0005wt%至 5wt%的量存在，優(yōu)選0. 005wt%至I. Owt%。最佳的量取決于在施加粘合劑的溫度范圍內(nèi)， 在混合的組合物中特定的添加劑所賦予的增稠的效率和程度。
[0076] 本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)理解根據(jù)組合物的預(yù)期用途，額外的添加劑可用于本配制劑 中。例子包括：可分散的硅酮和蠟粉末，例如來自Elotex的Seal 80以減少水的滲透；表面 硬化劑例如來自Elotex的HD1501 ;和影響干燥層或膜的顏色的顏料。
[0077] 方法
[0078] 使用良好確立的技術(shù)可混合水性組分與含有水硬性粘結(jié)劑的液體組分。很明 顯，這可用手工或運(yùn)用機(jī)械混合機(jī)進(jìn)行：均勻混合物例如使用在彡600rpm操作下的鉆機(jī) (drilling machine)獲得。機(jī)械混合機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是在施加至基材之前,混合的配制劑可保持 在一致或受控的剪切力下。
[0079] 在一優(yōu)選實(shí)施方式中，水性組分和液體組分分別包裝在各個(gè)料盒內(nèi)或位于粘合劑 或密封劑領(lǐng)域內(nèi)已知的雙室包裝中。將組分?jǐn)D出且在擠出時(shí)混合，優(yōu)選通過使各擠出物通 過靜態(tài)混合機(jī)而擠出和混合。以這種方式混合的優(yōu)點(diǎn)在于其促進(jìn)了組分的精確的體積測(cè) 量。靜態(tài)混合器的使用也緩解了操作者手動(dòng)混合組分的需求。
[0080] 在混合操作中，根據(jù)所需的水泥的量和所期望的最終機(jī)械性能來調(diào)節(jié)水與水硬性 粘結(jié)劑的比值。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過常規(guī)測(cè)試，根據(jù)得到的混合的樣品的抗壓強(qiáng)度的測(cè)量， 可確定作為粘結(jié)劑、雙組分細(xì)粉和超細(xì)粉末的量的函數(shù)的所需的水量。W/B值（其中W表示 混合物中的水量且B表示混合物中水硬性粘結(jié)劑的總量），一般為0. 1至2. 0,通常0. 2至 1.5,和優(yōu)選0.3至1.0。
[0081] 在制備水泥或混凝土的過程的一個(gè)實(shí)施方式中，所用的水的量是新混合的配制劑 的 120 至 4001/m3,或者 200 至 3001/m3。
[0082] 一般所有組分的混合會(huì)導(dǎo)致配制劑的增稠，但是這不是絕對(duì)必須的，因?yàn)榭墒够?合物具有自流平的稠度。因?yàn)榕渲苿┦怯|變的，所以可通過施加剪切控制粘合劑的流變性。 在機(jī)械或人工攪拌下，配制劑可保持在適合于其施用的粘度，一般從20, 000至60, OOOmPa. s且優(yōu)選從40, 000至50, OOOmPa. s，運(yùn)用布氏粘度計(jì)（6號(hào)轉(zhuǎn)子；IOOrpm)在25°C下測(cè)量。
[0083] 在施用步驟之前短時(shí)間原位混合配制劑，通常為1至10分鐘。如本領(lǐng)域已知的，諸 如成形、模塑、傾注、注塑、泵送、擠出或壓延的步驟可在混合和硬化或施用步驟之間發(fā)生。 除此以外，一般來說本發(fā)明的配制劑可以根據(jù)施用的要求以寬范圍的厚度施加。對(duì)于粘合 劑應(yīng)用，配制劑例如可以運(yùn)用適合的工具以0. 1至5kg/m2的消耗量施加，優(yōu)選0. 5至2. Okg/ Hl20
[0084] 在施用且移除在混合中所用的剪切時(shí)，配制劑快速凝固且因此其粘度快速上升。 如本領(lǐng)域已知的，建筑材料例如防水膜，可被嵌入（bedded)或擠壓入新施加的配制劑層： 這確保了配制劑提供膜表面的良好潤濕和可快速形成好的拉伸粘合強(qiáng)度。水從層表面蒸發(fā) 可導(dǎo)致形成結(jié)皮（skin)。為測(cè)試形成的結(jié)皮是否會(huì)阻止粘合，施加者可簡(jiǎn)單將手指按壓在 粘合劑層表面上且評(píng)估其粘性。
[0085] 本發(fā)明的配制劑可用于多種目的。例如，它們可用作：修補(bǔ)現(xiàn)有的混凝土結(jié)構(gòu)中的 裂縫的灌漿料；將集料、面板或類似物粘合至墻面以提供裝飾效果的粘合灌漿料；受到外 部暴露的混凝土結(jié)構(gòu)的保護(hù)性覆蓋；以將新的水泥混凝土粘合至已有的混凝土的粘結(jié)涂層 或粘結(jié)劑；將新的水泥混凝土粘合至鋼筋條或板的粘結(jié)劑；在已有的或新的混凝土、金屬 或木地板上的保護(hù)性地板覆蓋或涂層；受到環(huán)境降解的石制或混凝土建筑物外立面或雕刻 的保護(hù)性涂層；層合材料（例如夾心絕緣元件）的粘結(jié)劑。
[0086] 施加的水泥可在凝固后受到熱處理以改善其機(jī)械性能。后凝固處理，也已知為固 化，通常在20°C至90°C的溫度下進(jìn)行，優(yōu)選60°C至90°C。在環(huán)境壓力下該處理溫度必須低 于水的沸點(diǎn)。因此該后凝固熱處理的溫度一般低于l〇〇°C，但是通過將水泥置于高壓釜（其 中在高壓下進(jìn)行熱處理）中可使用更高的固化溫度。
[0087] 該后凝固熱處理的持續(xù)時(shí)間可為6小時(shí)至4天，例如2天。該熱處理在凝固后開 始，一般凝固后至少一天已經(jīng)開始且優(yōu)選在已經(jīng)在20°C下老化1至7天的水泥上開始。進(jìn) 一步，該熱處理可在干燥或濕潤環(huán)境中或者根據(jù)兩種環(huán)境交替的循環(huán)（例如在濕潤環(huán)境中 處理24小時(shí)，接著在干燥環(huán)境中處理24小時(shí)）進(jìn)行。 實(shí)施例
[0088] 本發(fā)明現(xiàn)在將通過參考下文實(shí)施例進(jìn)行說明，其中：
[0089] 對(duì)于組分A，其包含水硬性粘結(jié)劑
[0090] -Schdnox SEZ 是水硬性粘結(jié)劑，可得自 SchdllOX GmbH。
[0091] 一 RME是油菜籽油甲基酯或"生物柴油"
[0092] 一 Mesamoll? 是具有酌·的燒基橫酸醋，可得自 Lanxess Deutschland GmbH。
[0093] - P2000E 是聚丙二醇（PPG)，可得自 Dow Chemical。
[0094] - HYDR0SEAL?G3H是具有135 °C閃點(diǎn)的汽油型脂肪族烴溶劑，可得自Total Petrochemicals USA, Inc〇
[0095] 使用這些原材料，根據(jù)下文表IA制備配制劑LC 1-7的各個(gè)組分（A部分）。
[0096] 表 IA
[0097]

【權(quán)利要求】
1. 制備粘合和/或密封配制劑的組件，其包含： a) 儲(chǔ)存穩(wěn)定的、液體組合物的水硬性粘結(jié)劑模塊，所述組合物包括石膏、波特蘭水泥、 鋁酸鹽水泥或其混合物；和無水液體，其在1個(gè)大氣壓下具有大于175°C的沸點(diǎn)且其對(duì)所述 水硬性粘結(jié)劑是惰性的，其中所述無水液體是塑化劑，其保持為粘合和/或密封配制劑和 在施用且干燥該配制劑后獲得的最終產(chǎn)品二者的整體一部分，和 b) 水性液體模塊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的組件，其中所述水性液體模塊包含水和分散于其中的聚合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求3的組件，其中所述分散的聚合物選自：（甲基）丙烯酸樹脂、乙烯基 樹脂、油改性的聚合物、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、氯代聚烯烴和其混合物或共聚物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3的組件，其中所述分散的聚合物具有-40至70°C的玻璃化轉(zhuǎn)變 溫度（Tg)，優(yōu)選-35至15°C或者15至60°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)的組件，其中所述分散的聚合物是丙烯酸酯聚合物或 共聚物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)的組件，其中所述無水液體是塑化劑，其在結(jié)合的粘合 和/或密封配制劑中會(huì)降低分散的聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的組件，其進(jìn)一步包含分布于所述模塊的一個(gè)或兩個(gè) 中的，配制劑重量的0. 1至l〇wt%的一種或多種添加劑，該添加劑選自凝固改性劑、石膏水 合膨脹控制劑、流動(dòng)增強(qiáng)聚合物、流變改性劑、抗起泡劑、消泡劑和其混合物。
8. 將根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的組件的模塊結(jié)合所獲得的配制劑的用途，作為粘 合劑，例如夾心板的粘合劑，作為流平化合物，填縫劑或灌漿料。
9. 用于根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的組件的儲(chǔ)存穩(wěn)定的液體水硬性粘結(jié)劑模塊，其包 含： 水硬性粘結(jié)劑，其包括石膏、波特蘭水泥、鋁酸鹽水泥或其混合物；和 無水液體，其在1個(gè)大氣壓下具有大于175°C的沸點(diǎn)且其對(duì)所述水硬性粘結(jié)劑是惰性 的，其中所述無水液體是塑化劑，其選自聚亞烷基二醇和其他的聚醚、磺化或磷酸化的有機(jī) 化合物、有機(jī)酸的烷基或芳基酯、來自天然或合成來源的油、乙烯基聚合物、聚酯、硅酮和其 混合物， 其中該液體組合物具有小于水硬性粘結(jié)劑重量的l〇wt%的水含量。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的儲(chǔ)存穩(wěn)定的液體水硬性粘結(jié)劑模塊，其中所述水硬性粘結(jié)劑包 含鋁酸鹽水泥和/或波特蘭水泥。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10的儲(chǔ)存穩(wěn)定的液體水硬性粘結(jié)劑模塊，其中所述無水液體在 1個(gè)大氣壓下具有大于200°C、優(yōu)選大于225°C的沸點(diǎn)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)的儲(chǔ)存穩(wěn)定的液體水硬性粘結(jié)劑模塊，其在25°C下 具有小于107mPas、優(yōu)選500至5, 000, OOOmPa. s的粘度。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9至12任一項(xiàng)的儲(chǔ)存穩(wěn)定的液體水硬性粘結(jié)劑模塊，其具有小于水 硬性粘結(jié)劑的重量的2wt%、優(yōu)選小于lwt%的水分含量。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9至13任一項(xiàng)的儲(chǔ)存穩(wěn)定的液體水硬性粘結(jié)劑模塊，其中該模塊 進(jìn)一步包含水分可固化的反應(yīng)性聚合物，優(yōu)選具有乙氧基或甲氧基硅烷基團(tuán)的聚氧化亞烷 基。
15.根據(jù)權(quán)利要求9至13任一項(xiàng)的儲(chǔ)存穩(wěn)定的液體水硬性粘結(jié)劑模塊，其中所述無水 液體選自二醇的苯甲酸酯和它們的低聚物、1，2-二羧基環(huán)己烷的酯、鄰苯二甲酸酯、對(duì)苯二 甲酸酯、偏苯三酸酯、己二酸酯、癸二酸酯、酒石酸酯、檸檬酸酯、植物油和它們的衍生物包 括脂肪酸酯和環(huán)氧化植物油、衍生自木材和諸如液體松香酯的其他森林產(chǎn)品的有機(jī)液體、 諸如礦物油或石蠟液體的烴流體，和其混合物。
【文檔編號(hào)】C04B28/04GK104428269SQ201380036375
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月10日
【發(fā)明者】H·米凱爾松 申請(qǐng)人:Sika技術(shù)股份公司