專利名稱：粒狀浮石及用于制備粒狀浮石的方法
粒狀浮石及用于制備粒狀浮石的方法粒狀浮石主要作為用于各種建筑產(chǎn)品和建筑化學(xué)產(chǎn)品的輕集料使用?？商峒笆嗪湍ɑ乙约吧皾{、細(xì)混凝土、外墻覆蓋板和輕質(zhì)板、以及防火板和防噪聲板、絕緣產(chǎn)品等。但是，粒狀浮石還作為用于塑料材料的輕集料使用。粒狀浮石的優(yōu)點(diǎn)在于其非常低的重量、高的壓縮強(qiáng)度以及非常良好的隔熱性。它還完好適于吸音，顯示出高透氣活性，不易燃且不含溶劑，并且氣味中性，而且是100%礦物性并可回收的。但是，作為礦物性的多孔天然產(chǎn)物，浮石顯示出一定的吸水能力。因此，相對(duì)于不具有吸水能力或明顯較低的吸水能力的輕集料，例如同樣常用的硅質(zhì)泡沫體，當(dāng)將浮石用作輕集料時(shí)，無論是否將水用于混合，或多或少地都需加入一些水。這造成含加入浮石的混合組合物的產(chǎn)量或多或少地低于例如包含娃質(zhì)泡沫體作為輕集料的組合物的產(chǎn)量。因此，本發(fā)明致力于解決提供性質(zhì)改善的浮石的問題，所述浮石特別用作輕集料以制備使用液體制成的組合物。
為了解決該問題，本發(fā)明提供了具有疏水性涂層的粒狀浮石的表面。根據(jù)本發(fā)明，作為具有一定的吸水能力的天然材料的本發(fā)明粒狀浮石被疏水性表面涂層涂布，并由此疏水化。如長(zhǎng)期測(cè)試所顯示的，通過對(duì)浮石適當(dāng)處理而施用的該表層使得浮石顆粒完全疏水化，并保持它們的疏水性。該疏水性表面涂層由此向本發(fā)明粒狀浮石提供以前未曾確保的性質(zhì)，并對(duì)于浮石的用途范圍或本發(fā)明浮石所加入的產(chǎn)品的性質(zhì)有決定性影響。首先，本發(fā)明疏水性浮石可用于各種液體體系或含流體體系，例如補(bǔ)充水等或溶劑的體系等?？商峒按纱u粘合劑或板材粘合劑、輕質(zhì)石膏和抹灰、補(bǔ)強(qiáng)性抹刀涂抹的砂漿以及清漆、油漆和糊狀體系。這些體系中的許多并非僅在現(xiàn)場(chǎng)完全混合的，而是在工廠已混合并封裝，由此需確保它們能夠經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間并保留其流體狀或糊狀性質(zhì)不變化。與使用上述的吸水性能力雖然低的硅質(zhì)泡沫體相反，這可通過使用本發(fā)明的粒狀疏水性浮石有利地得到確保。此外，本發(fā)明浮石不再具有任何吸水能力，當(dāng)將該浮石用作砂漿和相似組合物的輕集料時(shí)，可使得水/水泥值的設(shè)置能更精確。此外，相對(duì)于純浮石，本發(fā)明浮石的表觀顆粒密度可顯著降低，從未疏水化浮石的約O. 9kg/dm3降低至本發(fā)明疏水化浮石的約O. 5kg/dm3。這使得產(chǎn)量提高，并使例如與本發(fā)明浮石摻混的砂漿或瓷磚粘合劑的干的堆密度降低。所述浮石的疏水性能還能實(shí)現(xiàn)其在水泥粘結(jié)體系中改善的分布，這產(chǎn)生改善是由于最終產(chǎn)品可以均勻地疏水化。這意味著成品的吸水能力比其它輕集料更低?？傊?，本發(fā)明的粒狀疏水化浮石提供性質(zhì)范圍以及由此而來的用途范圍的必要拓寬。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，可使用疏水性的硅烷和/或硅氧烷層涂覆浮石。各種硅烷或硅氧烷、無論環(huán)狀或直鏈硅烷或硅氧烷都可用作該硅烷或硅氧烷層。特別合適的是實(shí)際上不溶于水的直鏈或支化的硅烷或它們的混合物或硅氧烷。這些例如包括硅酮樹脂或硅酮樹脂溶液、低聚硅氧烷和聚合硅氧烷。也可使用硅酮。通常，可將任何類型的烷基聚硅氧燒和/或燒基燒氧基娃燒以及反應(yīng)性有機(jī)娃氧燒和聚~■甲基娃氧燒的娃氧燒混合物用作用于所述浮石表面的疏水性涂層。其中，優(yōu)選使用反應(yīng)性有機(jī)硅氧烷化合物和聚二甲基硅氧烷的混合物，特別優(yōu)選作為乳液用于形成涂層。
另外或備選地，所述浮石還可使用至少一種有機(jī)脂肪酸或至少一種有機(jī)脂肪酸的鹽的涂層進(jìn)行涂布。該酸和鹽例如包括硬脂酸和硬質(zhì)酸的各種鹽，即硬質(zhì)酸鹽(例如硬脂酸鈉、硬脂酸鉀、硬脂酸鈣、硬脂酸鋁、硬脂酸鋅、硬脂酸鋯或硬脂酸銨或硬脂酸三乙醇銨)、油酸和油酸的各種鹽，即油酸鹽(例如油酸鈉和油酸銨)、以及妥爾油脂肪酸及其鹽和樹脂酸及樹脂酸的鹽。另外或備選地，所述浮石表面的涂層還可由礦物油或礦物油乳液構(gòu)成。礦物油主要由石蠟油、環(huán)烷油和芳族組分以及烯烴的混合物構(gòu)成。另外或備選地，所述浮石表面的涂層還可由至少一種烷烴構(gòu)成。這些還包括蠟和蠟油乳液，其任選基于石蠟基。還可提及PE/HDPE蠟、細(xì)晶蠟、Fischer-TiOpsch蠟、褐煤蠟、酯蠟、酰胺蠟、天然蠟、巴西棕櫚蠟、PTFE蠟、蠟摻混物、聚合物-蠟摻混物或PP蠟。另外或備選地，所述浮石表面還可具有由浙青和浙青乳化液構(gòu)成的涂層。其同樣具有強(qiáng)斥水或疏水的性質(zhì)?！こ吮景l(fā)明浮石本身，本發(fā)明提供用于制備所述類型浮石的方法。本發(fā)明方法的特征在于使用包含至少一種疏水劑的乳液潤(rùn)濕所述粒狀浮石，該疏水劑形成分散于外相中的內(nèi)相，隨后干燥浮石，所述疏水劑在浮石顆粒的表面上形成疏水性涂層。優(yōu)選將所述疏水劑作為乳液使用。盡管可通過浸潰在所述乳液中，即將浮石倒入足夠大量的乳液中，在其中攪拌，并使乳液或疏水劑滲入或變得粘附于浮石，并在足夠的停留時(shí)間之后，取出浮石，使其滴液并干燥來潤(rùn)濕浮石；本發(fā)明的一個(gè)有利的實(shí)施方案提供在浮石上噴涂疏水化乳液或其稀釋液。在混合浮石的同時(shí)進(jìn)行噴涂是有利的。也就是說，將浮石例如在犁頭式混合器中連續(xù)混合，同時(shí)將乳液通過合適的噴涂裝置連續(xù)或間歇地噴涂，使得乳液由于連續(xù)混合而混入，并由此變得細(xì)小且均勻地分散在浮石顆粒的表面上。當(dāng)匹配待處理的浮石量，并包含足量的所添加疏水劑(同樣匹配待處理的浮石量)的乳液已全部噴涂上并混入時(shí)，可繼續(xù)混合以達(dá)到乳液分散的進(jìn)一步勻化。在混合結(jié)束時(shí)，干燥浮石以除去乳液外相，即蒸發(fā)水，使得形成不含水的疏水層。基本混合時(shí)間應(yīng)在I分鐘-25分鐘的范圍，特別是10分鐘-15分鐘，僅在總混合時(shí)間的一部分過程中噴涂乳液。例如，可以在20分鐘的總混合時(shí)間的前5分鐘進(jìn)行噴涂，隨后繼續(xù)混合另外的15分鐘，以使乳液或疏水劑分布均勻。熱處理，即浮石的干燥在0° -200° C，優(yōu)選130° -180° C的溫度下有利地進(jìn)行，使得確保通常用作外相的水被盡可能快地除去。優(yōu)選的干燥溫度為約150° C。對(duì)于疏水劑，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選使用至少一種硅烷和/或至少一種硅氧烷，使用上述的環(huán)狀和直鏈或支化的硅烷及它們的混合物。直鏈的硅烷或硅氧烷特別地顯示出水不溶性。此外，可使用一種或多種上述的基于硅烷和/或硅氧烷的材料。根據(jù)本發(fā)明，可使用通過以下的硅烷、硅氧烷和它們的任何混合物所得到的Al)通式 R3-Si-(OR2)3 的硅烷，其中R2是甲基或乙基，并且R3是具有3-12個(gè)碳原子的烷基、
或是具有1-6個(gè)碳原子的氨烷基、或通式H2N- (CH2) XR4- (CH2) y_ 的基團(tuán)，其中R4 是氧、硫、-NH-或-NH_CH2_CH2_NH_ 基團(tuán)，并且X≥2，并且y≥2，或是通式(R2O)3Si_ (CH2) X_NH_ (CH2) x_ 的基團(tuán)，R2和X如上定義，
權(quán)利要求
1.粒狀浮石，其特征在于其表面被疏水性涂層涂布。
2.權(quán)利要求I的浮石，其特征在于所述涂層由硅烷、硅氧烷或它們的任何混合物構(gòu)成。
3.權(quán)利要求2的浮石，其特征在于使用以下物質(zhì)作為硅烷 Al)通式 R3-Si-(OR2)3 的硅烷 其中 R2是甲基或乙基，并且 R3是具有3-12個(gè)碳原子的烷基、 或具有1-6個(gè)碳原子的氨烷基、或 通式H2N-(CH2)XR4-(CH2)y_的基團(tuán)，其中 R4是氧、硫、_NH~ 或 _NH_CH2_CH2_NH_ 基團(tuán)，并且 X≥2，和 I≥2，或是 通式(R2O)3Si-(CH2)x-NH-(CH2)x-的基團(tuán)， R2和X如上定義，
4.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的浮石，其特征在于所述涂層由至少一種有機(jī)脂肪酸或至少一種有機(jī)脂肪酸的鹽構(gòu)成。
5.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的浮石，其特征在于所述涂層由礦物油或礦物油的乳液構(gòu)成。
6.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的浮石，其特征在于所述涂層由至少一種烷烴構(gòu)成。
7.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的浮石，其特征在于所述涂層由浙青或浙青乳化液構(gòu)成。
8.用于制備前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的浮石的方法，其特征在于使用包含至少一種疏水劑的乳液潤(rùn)濕粒狀浮石，該疏水劑分散于外相中，并形成內(nèi)相，隨后干燥該粒狀浮石，所述疏水劑在浮石顆粒的表面上形成疏水性涂層。
9.權(quán)利要求8的方法，其特征在于將所述乳液噴涂上。
10.權(quán)利要求8或9的方法，其特征在于在加入所述乳液的過程中和之后混合所述浮
11.權(quán)利要求10的方法,其特征在于混合時(shí)間為lmin-25min,特別是10min_15min。
12.權(quán)利要求8-11中任一項(xiàng)的方法，其特征在于在0°-200° C，優(yōu)選130° -180° C，特別在約150° C的溫度下干燥經(jīng)潤(rùn)濕的浮石。
13.權(quán)利要求8-12中任一項(xiàng)的方法,其特征在于將至少一種娃燒、至少一種娃氧燒或它們的任何混合物用作疏水劑。
14.權(quán)利要求13的方法，其特征在于使用以下物質(zhì)作為硅烷 Al)通式 R3-Si-(OR2)3 的硅烷 其中 R2是甲基或乙基，并且 R3是具有3-12個(gè)碳原子的烷基、 或具有1-6個(gè)碳原子的氨烷基、或 通式H2N-(CH2)XR4-(CH2)y_的基團(tuán)，其中 R4是氧、硫、_NH~ 或 _NH_CH2_CH2_NH_ 基團(tuán)，并且 X彡2，和 I彡2，或是 通式(R2O)3Si-(CH2)x-NH-(CH2)x-的基團(tuán)， R2和X如上定義，
15.權(quán)利要求8-14中任一項(xiàng)的方法，其特征在于使用包括至少一種有機(jī)脂肪酸或至少一種有機(jī)脂肪酸的鹽的疏水劑。
16.權(quán)利要求8-15中任一項(xiàng)的方法，其特征在于將礦物油作為疏水劑使用。
17.權(quán)利要求8-16中任一項(xiàng)的方法，其特征在于將烷烴作為疏水劑使用。
18.權(quán)利要求8-17中任一項(xiàng)的方法，其特征在于將浙青作為疏水劑使用。
19.權(quán)利要求8-18中任一項(xiàng)的方法，其特征在于外相是水。
20.權(quán)利要求8-19中任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述乳液中的疏水劑以克計(jì)的含量為以克計(jì)的待潤(rùn)濕的浮石量的O. 1%-2. 5%，特別是O. 3%-1%。
21.權(quán)利要求8-20中任一項(xiàng)的方法，其特征在于以克計(jì)的外相的量，特別是水的量是以克計(jì)的待潤(rùn)濕的浮石量的1/5-1/3，特別是1/4。
全文摘要
本發(fā)明涉及粒狀浮石，其中其表面被疏水性涂層涂覆。
文檔編號(hào)C09D183/04GK102971272SQ201180025953
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者M·羅斯, G·倫克爾 申請(qǐng)人:贏創(chuàng)高施米特有限公司, 羅泰克羅施托夫-技術(shù)兩合公司