無水泥或減少的水泥量的低塵混合地板組合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及適合用于制備地板（flooring)或涂層或作為灌漿料的多組分組合 物，制造含有所述多組分組合物的地板或涂層的方法W及由此方法可得到的地板或涂層。 陽〇〇引發(fā)明背景
[0003] 水泥是大規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)品，并主要用于制備建筑工業(yè)的混凝±或砂漿。水泥生產(chǎn) 是非常能源密集的并釋放大量的0)2。例如，生產(chǎn)每噸波特蘭水泥期間要釋放出幾乎0. 8噸 的C〇2。因此，從減少全球C〇2排放的角度，具有改進(jìn)的碳足跡的適合作為水泥取代物的材 料引起人們極大的興趣。
[0004] 另一個問題是在水泥的生產(chǎn)和使用過程中會產(chǎn)生粉塵。為了減輕該在生產(chǎn)中造成 時間損失的問題，通常必須在水泥上噴礦物油。此外，加入礦物油降低了產(chǎn)品的可加工性， 并且對產(chǎn)品的表面有負(fù)面影響，因?yàn)榭赡艹霈F(xiàn)氣泡、針孔或凹陷。運(yùn)使得必須另外加入消泡 添加劑。
[0005] 在歐洲，紙漿和造紙工業(yè)每年產(chǎn)生1100萬噸的固體廢料。由脫墨的回收紙制造新 紙的生產(chǎn)過程產(chǎn)生占據(jù)了運(yùn)些廢料產(chǎn)品的70%。將回收紙轉(zhuǎn)變成纖維的水性懸浮液，同時 在不同的清潔工藝中清除不合適的材料。在此初步處理后，所形成的污泥通過泡沫浮選方 法脫墨，其產(chǎn)生稱為脫墨污泥或造紙污泥的廢料。
[0006] 造紙污泥具有約50%的高的水分含量，并且大致包含約25%的來源于紙纖維的 有機(jī)材料和約25%的礦物填充物（如碳酸巧、高嶺±、滑石和二氧化鐵）。此外，各種不同的 造紙方法包括水處理廠產(chǎn)生的具有相似組分的但是更高水分含量的作為廢料的造紙污泥。 造紙污泥是恢復(fù)飽和生物質(zhì)和礦物成分的潛在資源。已經(jīng)研究了用于農(nóng)業(yè)目的、堆肥或陶 瓷和水泥工業(yè)中的可能的應(yīng)用。
[0007] W096/06057描述了將造紙廢料（如造紙污泥）進(jìn)行般燒過程得到具有火山灰特性 的材料的方法。其還描述了生產(chǎn)水泥的方法，其中一部分的傳統(tǒng)水泥起始材料經(jīng)般燒的造 紙廢料代替。
[0008] 對于在水泥產(chǎn)品，例如混凝±或砂漿中使用經(jīng)般燒的造紙廢料已經(jīng)進(jìn)行過一些研 究。但是已發(fā)現(xiàn)，在不明顯影響水泥產(chǎn)品的期望的特性的情況下，只有相對少量的水泥可 W被運(yùn)種熱處理過的造紙廢料所代替。在砂漿產(chǎn)品的情況中，經(jīng)般燒的造紙廢料最多代替 10%的水泥，否則所得到產(chǎn)品的特性，如可加工性或抗壓強(qiáng)度就會過多地降低。
[0009] 特殊類型的水泥產(chǎn)品是所謂的聚合物水泥混凝± (PCC)體系。此種體系是部分水 泥粘結(jié)劑被有機(jī)聚合物代替的混合水泥體系。所述有機(jī)聚合物可WW聚合物膠乳分散體的 形式或W結(jié)合有合適的硬化劑組分的可固化單體或預(yù)聚物的形式加入。
[0010] 基于可固化的起始材料的產(chǎn)品，例如其中有機(jī)粘結(jié)劑基于多元醇和異氯酸醋硬化 劑的聚氨醋水泥混合體系，和其中有機(jī)粘結(jié)劑基于環(huán)氧樹脂和胺硬化劑的環(huán)氧水泥混合體 系是公知的，并且在很多應(yīng)用中使用。所述后一種體系通常被稱為環(huán)氧水泥混凝±巧(：〇 體系。
[0011] 普通的PCC體系也由于水泥生成粉塵。當(dāng)前的避免粉塵的辦法是使用例如礦物 油、石蠟油和有機(jī)油的油，或者當(dāng)將包含水泥的組分加入到包含聚合物膠乳的組分或可固 化的有機(jī)粘結(jié)劑和硬化劑的混合物中時，使用纖維素纖維。
[0012]JPH10-202229A設(shè)及一種成型產(chǎn)品，其中將通過在900至1300°C溫度下般燒干 燥的造紙廢料污泥得到的干燥的污泥粉末與苯酪樹脂乳液、潤滑材料和選自粘±和砂的填 料混合，并將由此得到的混合物在150至250°C溫度下熱處理。
[0013]US2008/006383A1公開了用于生產(chǎn)包含紙漿污泥灰、含水的具有酸基團(tuán)的改性 娃酸鋼和聚合物乳液的建筑材料的紙漿污泥組合物。
[0014]KR1020050008417A設(shè)及用于建筑的含有50至65重量％的紙漿污泥焚燒灰、10 至25重量％的廢石膏、25至45重量％的水和聚合物乳液的組合物。
[0015]KR2009 0115085A描述了含有造紙污泥焚燒灰、石膏、有機(jī)乳液和增強(qiáng)纖維的水 硬性復(fù)合產(chǎn)品。
[0016]GB2480686A設(shè)及含有含硫聚合物水泥和骨料材料的混合物的建筑產(chǎn)品。 陽017]JP2000-302514A設(shè)及含有水泥、含有異氯酸醋基團(tuán)的化合物、含有攜帶活性氨 的基團(tuán)的化合物、水和有機(jī)酸的聚氨醋水泥組合物。在實(shí)施例中，使用藍(lán)麻油分散體。 陽〇1引發(fā)明簡述
[0019] 本發(fā)明的目的是提供適合作為無機(jī)有機(jī)混合粘結(jié)劑組合物或砂漿的，特別是用于 地板應(yīng)用的組合物，W克服W上討論的問題。特別地，所述目的是提供與傳統(tǒng)水泥產(chǎn)品相 比，在至少很大程度上基本保持性質(zhì)的同時具有減少的水泥含量的組合物。所述體系應(yīng)該 具有與傳統(tǒng)水泥產(chǎn)品相比改進(jìn)的碳足跡。此外，粉塵暴露應(yīng)被降到最低，使得不需要例如使 用油或纖維素纖維的避免粉塵形成的措施。
[0020] 令人驚奇地，此目的可W通過在特定的聚合物水泥混合體系中使用經(jīng)般燒的造紙 污泥作為水泥的部分或全部的替代品而達(dá)到。非常令人驚奇地，可W用經(jīng)般燒的造紙污泥 代替大量的甚至是最高100%的水泥和石灰，亦即，所述體系可W是無水泥的或可W具有降 低的水泥含量。
[0021] 因此，本發(fā)明設(shè)及多組分組合物，其包含含有般燒造紙污泥和一種或多種骨料的 固體組分（A)，和含有選自一種或多種多元醇、一種或多種環(huán)氧樹脂和聚合物膠乳分散體的 有機(jī)粘結(jié)劑的粘結(jié)劑組分度)，和如果所述有機(jī)粘結(jié)劑是一種或多種多元醇或一種或多種 環(huán)氧樹脂，則包含含有用于多元醇的異氯酸醋硬化劑或用于環(huán)氧樹脂的胺硬化劑的硬化劑 組分（C)，其中所述多組分組合物還包含水，所述水包含在所述粘結(jié)劑組分度）中和/或如 果存在的話包含在所述硬化劑組分（C)中。
[0022] 令人驚奇地，與相應(yīng)的普通的基于水泥的組合物相比，本發(fā)明的多組分組合物的 特性（例如可加工性、開放時間、固化時間和機(jī)械特性）和由其制備的地板的表面特性是與 其相同的或至少是相似的。由本發(fā)明的多組分組合物得到的地板的表面是令人滿意的，沒 有觀察到針孔、凹陷或氣泡。
[0023] 另一個好處是通過本發(fā)明的多組分組合物粉塵明顯減少。因此，可W避免例如加 入油或纖維素纖維的措施，并且不會產(chǎn)生與加入此種添加劑相關(guān)的問題。
[0024]因?yàn)榘銦脑旒埼勰嗷诜駝t不得不被處理的廢料產(chǎn)品，所W本發(fā)明對于保護(hù)資 源和避免水泥生產(chǎn)中需要的C〇2排放是有巨大貢獻(xiàn)的。在運(yùn)點(diǎn)上，本發(fā)明的多組分組合物 是綠色科技并對可持續(xù)性有顯著的貢獻(xiàn)。
[00巧]本發(fā)明的多組分組合物適合作為整平料（screed)或砂漿，并且特別適合用于制 造地板或涂層。
[0026] 發(fā)明詳述
[0027] 多/聚"開頭的化合物名稱表示形式上每個分子包含兩個或更多個在其名稱 中出現(xiàn)的官能基團(tuán)的物質(zhì)。所述化合物可W是單體的、低聚的或聚合的化合物。例如，多 元醇是有兩個或更多徑基基團(tuán)的化合物，多異氯酸醋是有兩個或更多異氯酸醋基團(tuán)的化合 物，和多胺是有兩個或更多胺基團(tuán)的化合物。
[0028] 環(huán)氧樹脂是有兩個或更多環(huán)氧基團(tuán)的化合物。優(yōu)選地，環(huán)氧樹脂是低聚的或聚合 的化合物。
[0029] 術(shù)語"開放時間"應(yīng)理解為當(dāng)組分相互混合時可加工性的持續(xù)時間。開放時間的 結(jié)束通常伴隨組合物的粘度增加，使得組合物不再可能加工。術(shù)語"可加工性"包括許多相 關(guān)的術(shù)語，例如流動性、稠度、移動性、可累送性、可塑性、可壓實(shí)性、穩(wěn)定性和可精整性。
[0030] 環(huán)氧當(dāng)量重量巧EW)對本領(lǐng)域技術(shù)人員是公知的，并且可W通過ASTMD1652(漠 化氨-醋酸法）測定。
[0031] 平均分子量理解為表示數(shù)均分子量，其使用常規(guī)方法測定，優(yōu)選通過凝膠滲透色 譜（GPC)使用聚苯乙締作為標(biāo)準(zhǔn)物，孔隙率為100埃、1000埃和10000埃的苯乙締-二乙締 基苯凝膠作為柱和四氨巧喃作為溶劑，在35°c下測定。
[0032] 本發(fā)明的組合物是多組分組合物，亦即所述組合物包括兩種或更多種的獨(dú)立組 分。為了避免自發(fā)反應(yīng)，將組分分開儲存。組分可W集合在一個包裝中。使組分互相結(jié)合 W進(jìn)行使用。當(dāng)將組分混合在一起時，水合反應(yīng)和/或固化反應(yīng)開始，使得組合物在組分混 合后的開放時間內(nèi)待被加工。
[0033] 優(yōu)選地，所述多組分組合物由兩種或Ξ種組分組成。任選地，出于特定目的，還可 W包括一種或多種額外的組分。本發(fā)明的多組分組合物包含含有般燒造紙污泥的固體組分 (A)。粘結(jié)劑組分度）可W包含聚合物膠乳分散體作為有機(jī)粘結(jié)劑。在運(yùn)種情況下，只有運(yùn) 兩種組分是必需的。但是優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑組分度）包含一種或多種多元醇或一種或多 種環(huán)氧樹脂作為有機(jī)粘結(jié)劑。在運(yùn)種情況下，第Ξ組分是必需的，也就是包含分別用于多元 醇或環(huán)氧樹脂的硬化劑的硬化組分（C)。
[0034] 包含此種有機(jī)粘結(jié)劑和任選地包含適合用于水泥應(yīng)用的硬化劑的體系是本領(lǐng)域 技術(shù)人員公知的，并且是商業(yè)可得的，例如SikaSchweizAG的產(chǎn)品。商業(yè)可得的包含多元 醇的粘結(jié)劑組分和異氯酸醋硬化劑組分的組合的例子是likafl ΟΟΓ?化rCem。商業(yè)可得 的包含環(huán)氧樹脂的粘結(jié)劑組分和胺硬化劑組分的組合的例子是Sikafloor?化oCem。商 業(yè)可得的丙締酸系聚合物膠乳分散體的例子是Sikan〇or?HyCem。
[0035] 明顯地，在所述組分的混合物中，某一成分的比例取決于此種成分在相應(yīng)的組分 中的含量和組分的混合比例。在下文中，在不同組分中成分的比例設(shè)及根據(jù)操作指令的每 種組分的合適的或正確的比例，亦即設(shè)及用于混合所述組分所使用的混合比例，W及在使 用中設(shè)及制備的組分的混合物。 陽的6] 固體紀(jì)分（A)
[0037]組分（A)是包含般燒的造紙污泥和一種或多種骨料的固體組分。優(yōu)選地，組分（A) 是粉末。
[0038] 固體組分（A)包含般燒