用於水硬性粘合劑的硬化固化促進劑及其製備方法
2023-05-03 14:30:31 4
專利名稱：用於水硬性粘合劑的硬化固化促進劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及如權利要求1前序部分所述的用於水硬性粘合劑的硬化固化促進劑。本發明還涉及如方法獨立權利要求前序部分所述的用於水硬性粘合劑的硬化固化促進劑的製備方法。
背景技術：
人們已經知道很多物質可以加速混凝土的硬化和固化。常用的物質為強鹼性物質，如鹼金屬氫氧化物、鹼金屬碳酸鹽、鹼金屬矽酸鹽、鹼金屬鋁酸鹽和鹼土金屬氯化物等。然而，所述強鹼性物質會對加工器產生不利影響，如產生燒蝕作用，並且這些強鹼性物質還會降低混凝土的最終強度和耐用性。
歐洲專利第EP 0076927 B1號公開了據說可以克服上述缺陷的用於水硬性粘合劑的不含鹼的硬化促進劑。為了加速水硬性粘合劑如水泥、石灰、水硬石灰、熟石膏、灰泥以及用它們製得的混凝土的硬化和固化，可將上述含有氫氧化鋁的無鹼硬化固化促進劑以基於所述粘合劑重量的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號公開了溶解形式的用於水硬性粘合劑的硬化固化促進劑，所述溶解形式的硬化固化促進劑在噴霧混凝土時更易於混入到混凝土中。該硬化固化促進劑含有氫氧化鋁、鋁鹽、有機羧酸和其它物質。然而，上述硬化固化促進劑具有溶液穩定性差的缺點。
發明內容
本發明的目的是獲得具有高度加速作用和長壽命的用於本發明開頭部分所述種類的水硬性粘合劑的硬化固化促進劑。
根據本發明，通過權利要求1所述的特徵可實現上述目的。
本發明的優點在於可通過利用本發明的促進劑的方式獲得高穩定性，也即促進劑溶液的穩定性，並獲得對水硬性粘合劑硬化和固化的高度加速作用等。
由於其加速的硬化和固化行為，添加有本發明促進劑的水硬性粘合劑可以通過噴霧方便地進行處理。
從屬權利要求中公開了本發明的進一步的優選實施方式。
具體實施例方式
根據本發明，用於水硬性粘合劑的硬化固化促進劑含有在水溶液中的Al2(SO4)3硫酸鋁、Al(OH)3氫氧化鋁和無機酸。
根據本發明，所述硬化固化促進劑優選基本由水溶液中的下述物質組成(重量％)-10-50％的Al2(SO4)3硫酸鋁，-5-30％的Al(OH)3氫氧化鋁，-0.5-10％的無機酸，-0-10％的烷基醇胺，-0-5.0％的流化劑，-0-20％的穩定劑。
至於無機酸，優選使用磷酸或硼酸，但也可能使用具有類似作用的其它無機酸，如硝酸和硫酸等。
優選使用的烷基醇胺是二乙醇胺。
優選使用聚羧酸酯(polycarboxylate)，特別是Sika ViscoCrete，具體地是Sika ViscoCrete20HE作為流化劑。
優選使用矽溶膠作為穩定劑。
特別優選的硬化固化促進劑基本由下述物質組成(重量％)-30-50％的Al2(SO4)3硫酸鋁，優選為40-45％，和/或-5-20％的Al(OH)3氫氧化鋁，優選為10-17％，和/或-0.5-8％的無機酸和/或-0-5％的烷基醇胺和/或-0.1-3.0％的流化劑，優選為0.1-1.0％，和/或-0-10％的穩定劑。
還優選加入0.5-10％的無機酸組份，如H3PO4磷酸和/或H3BO3硼酸，特別優選的範圍是1-5％的H3PO4磷酸和/或0.5-3.0％的H3BO3硼酸。
在上述範圍內製備了多個本發明所述促進劑樣品。在下述實施例中給出了上述樣品的組份。
實施例1將7.60千克Al(OH)3氫氧化鋁加入到溫度為70-80℃、由22.5千克含結晶水的硫酸鋁Al2(SO4)3·14H2O與17.06千克水形成的溶液中，之後將1.14千克磷酸溶液(75％)、2千克矽溶膠(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，並攪拌半小時。
所得混合物的穩定性不少於70天。
實施例2將7.60千克Al(OH)3氫氧化鋁加入到溫度為70-80℃、由22.5千克含結晶水的硫酸鋁Al2(SO4)3·14H2O與14.86千克水形成的溶液中，之後將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 ViscoCrete20HE和1.7千克緩蝕劑，即90％二乙醇胺溶液，加入到所得溶液中，並攪拌半小時。
所得混合物的穩定性不少於70天。
實施例3將8.00千克Al(OH)3氫氧化鋁加入到溫度為70-80℃、由22.5千克含結晶水的硫酸鋁Al2(SO4)3·14H2O與16.56千克水形成的溶液中，之後將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，並攪拌半小時。
所得混合物的穩定性不少於70天。
實施例4將8.10千克Al(OH)3氫氧化鋁加入到溫度為70-80℃、由20.60千克含結晶水的硫酸鋁Al2(SO4)3·14H2O與21.00千克水形成的溶液中，之後將0.3千克硼酸加入到所得溶液中，並攪拌半小時。
所得混合物的穩定性不少於70天。
實施例5將8.00千克Al(OH)3氫氧化鋁加入到溫度為70-80℃、由21.00千克含結晶水的硫酸鋁Al2(SO4)3·14H2O與20.00千克水形成的溶液中，之後將1.00千克硼酸和0.50千克聚羧酸酯，如高效流化劑Sika ViscoCrete20HE，加入到所得溶液中，並攪拌半小時。
所得混合物的穩定性不少於70天。
可將0.1-10重量％的本發明所述促進劑加入到水硬性粘合劑中。
為了測定本發明實施例1-5中的促進劑的效力，將6重量％的上述實施例的促進劑各自混入到卜特蘭水泥中，並測定它們的針入度(penetrometer)值。下表中示出了針入度值和達到200克、600克和2200克強度時各自所需的時間。針入度值是利用直徑為3毫米的針和來自RMU的測試儀器進行測定的。
將沒有加入促進劑的卜特蘭水泥樣品作為對比樣，測定不加促進劑且無相應替代物時以及用相應量的水替代促進劑時相同樣品組合物的針入度值。
按實施例1-5中所述方法製得的促進劑溶液因而顯示出了令人滿意的加速作用數值，並在相當長的時間內保持穩定。
本發明的促進劑還可用於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、灰泥以及用它們製得的混凝土。
當然，本發明並不僅限於上面提供和描述的實施例。以水溶液形式存在的促進劑也可以以乾燥後的形式使用，例如用公知的噴霧乾燥法乾燥。以這種方式獲得的乾燥粉末易溶於水，使用前先將其溶於水中，然後按液體促進劑的使用方式使用。按實施例1-5中所述方法製得的樣品也可在從室溫(RT)到90℃的溫度範圍內製得，但優選在50-80℃的範圍內製備。
權利要求
1.一種用於水硬性粘合劑的硬化固化促進劑，該硬化固化促進劑含有在水溶液中的Al2(SO4)3硫酸鋁、Al(OH)3氫氧化鋁和無機酸。
2.根據權利要求1所述的硬化固化促進劑，其特徵在於，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/或無機酸的比例為0.5-10重量％。
3.根據權利要求1或2所述的硬化固化促進劑，其特徵在於，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.根據權利要求1、2或3所述的硬化固化促進劑，其特徵在於，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/或無機酸的比例為0.5-8重量％。
5.根據上述權利要求中任意一項所述的硬化固化促進劑，其特徵在於，所述無機酸含有1-5重量％的H3PO4磷酸和/或0.5-3.0重量％的H2BO3硼酸。
6.根據上述權利要求中任意一項所述的硬化固化促進劑，其特徵在於，所述硬化固化促進劑含有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％的穩定劑。
7.根據上述權利要求中任意一項所述的硬化固化促進劑，其特徵在於，所述硬化固化促進劑含有0-5重量％的烷基醇胺和/或0-10重量％的穩定劑和/或0-3.0重量％的流化劑。
8.根據權利要求6或7所述的硬化固化促進劑，其特徵在於，所述烷基醇胺為二乙醇胺。
9.根據權利要求6或7所述的硬化固化促進劑，其特徵在於，所述穩定劑為矽溶膠。
10.根據權利要求6或7所述的硬化固化促進劑，其特徵在於，所述流化劑為聚羧酸酯。
11.一種硬化固化促進劑的製備方法，其特徵在於，將根據權利要求1-10中任意一項所述的以水溶液形式存在的硬化固化促進劑乾燥，特別是通過噴霧乾燥法乾燥。
12.根據權利要求11所述的硬化固化促進劑的製備方法，其特徵在於，將所得乾燥的混合物在加入到水硬性粘合劑中之前先溶於水中。
13.一種權利要求1-10中任意一項所述的硬化固化促進劑的製備方法，其特徵在於，在水溶液的製備和往水溶液產品中添加組份的過程中，將所述溶液加熱至室溫-90℃的範圍內。
14.根據權利要求13所述的硬化固化促進劑的製備方法，其特徵在於，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製得的混凝土的固化的方法，其特徵在於，將根據權利要求1-12中任意一項所述的硬化固化促進劑以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於水硬性粘合劑的重量。
16.權利要求1-12中任意一項所述的硬化固化促進劑在噴霧混凝土或噴霧灰泥中的應用。
全文摘要
本發明涉及用於水硬性粘合劑的硬化固化促進劑，該硬化固化促進劑含有在水溶液中的Al
文檔編號C04B40/00GK1714057SQ200380103585
公開日2005年12月28日 申請日期2003年11月11日 優先權日2002年11月19日
發明者M·佐默, U·梅德, F·沃姆巴赫爾, B·林德拉爾 申請人:Sika技術股份公司