Гипсовая суспензия, содержащая диспергатор

Гипсовая суспензия, содержащая диспергатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Объектом настоящего изобретения является гипс-содержащая водная суспензия, содержащая поликонденсат, основанный на фосфате в качестве единственного агента с диспергирующими свойствами.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Обычные диспергаторы для цементных и гипсовых композиций обычно достигают хорошее уменьшение воды, тем не менее, они ограничены в способности сохранять работоспособность в течении долгого периода времени. Альтернативным способом для продления работоспособности является применение замедлителей. В этом случае, польза сохранения работоспособности часто достигается за счет времени схватывания и ранней прочности. Полезность этих диспергаторов, следовательно, ограничена присущими им ограничениями в молекулярной структуре.

Обычные диспергаторы являются статическими в их химической структуре в течении времени в гидравлических системах. Их действие контролируется молярным соотношением мономеров, которое закреплено в молекуле полимера. Эффект удаления воды или диспергирующий эффект наблюдается на адсорбции диспергатора на гидравлической поверхности частицы. Так как потребляемое количество диспергирующего вещества увеличивается в течение долгого времени из-за трения и образования продукта гидратации, что образует большую площадь поверхности, эти обычно используемые диспергаторы не способны отвечать требованиям, а также теряется их работоспособность.

Обычно, вопрос о расширенной работоспособности решается повторным затворением раствора (добавлением большего количества воды) гидравлических композиций, либо добавлением более высокого ассортимента веществ, удаляющих воду. Добавление воды приводит к снижению силы и, следовательно, создает потребность в смесях, которые "сверх-приспособлены" на пути содержания гидравлического связующего.

Были применены различные типы органических соединений для того, чтобы выгодно изменить некоторые свойства композиций влажных гидравлических связующих веществ. Один из классов компонентов, которые в общем можно назвать "суперпластификаторы", разжижают или пластифицируют композиции влажного связующего для получения более жидкой смеси. Контролируемая текучесть является желательной, так как агрегат, используемый в строительных растворах и бетонах не отделяемый от связующей пасты. Альтернативно, суперпластификаторы могут позволить цементной композиции быть приготовленной с применением меньшего количества воды: соотношение связующего для того, чтобы получить композицию, которая имеет желательную консистенцию, которая часто приводит к затвердевшей композиции, которая имеет повышенную прочность на сжатие, полученную после схватывания.

Хороший суперпластификатор должен не только разжижать композицию влажного гидравлического связующего, к которой он добавлен, но также поддерживать уровень текучести на желательный период времени. Это время должно быть достаточно длинным, чтобы сохранить жидкой влажную композицию, например в бетоновозе, когда он находится на пути к рабочей площадке. Другой важный аспект относится к периоду выгрузки грузовика на рабочей площадке и также к периоду времени, необходимого для цементной композиции для того, чтобы быть сформированной в конечную желаемую форму. С другой стороны, гидравлическая смесь не может оставаться жидкой в течении долгого периода времени, это означает, что затвердевание не должно быть значительно задержано, потому как это приведет к замедлению труда при работе и покажет негативные влияния на характеристики конечных отвержденных продуктов.

Обычными примерами суперпластификаторов являются конденсационные продукты меламин сульфоната/формальдегида, конденсационные продукты нафталин сульфоната/формальдегида и лигносульфонаты, полисахариды, гидроксикарбоновые кислоты и их соли и карбогидраты.

В большинстве случаев, пластифицирующие добавки представляют собой мульти-компонентные продукты сополимеров, основанных на оксиалкиленгликольалкениловых эфирах и ненасыщенных производных дикарбоновой кислоты, как наиболее важных видов. Европейский патент EP 0736553 B1 описывает такие сополимеры, включающие, по меньшей мере, три единицы и особенно одно производное ненасыщенной дикарбоновой кислоты, один оксиалкиленгликольалкениловый эфир и дополнительно одну гидрофобную структурную единицу, такую как эфирные единицы. Третья структурная единица может также быть представлена полипропиленоксид- и полипропиленоксид-полиэтиленоксид- производными, соответственно.

Немецкая опубликованная заявка DE 19543304 A1 описывает добавку к воде, содержащую смеси для сферы строительства, содержащие a) водорастворимую сульфоновую кислоту-, производное целлюлозы, содержащее карбоновую- или сульфатную группу, b) сульфоновую кислоту- и/или карбоновую кислоту, содержащую винил-(со)-полимер и/или конденсационный продукт, основанный на аминопластовых строительных веществах или соединениях, содержащих акрил и формальдегид. Эта добавка должна показывать достаточную способность удерживать воду и иметь изменяющие реологию свойства. Следовательно, эта добавка должна быть подходящей для строительных химических композиций, содержащих цемент, известь, гипс, ангидрит и другие компоненты гидравлического связующего.

Сополимеры, основанные на производных ненасыщенной монокарбоновой или дикарбоновой кислоты, оксиалкиленгликольалкениловых эфирах, виниловом полиалкиленгликоле, полисилоксане или соединениях сложных эфиров, которые применялись в качестве добавок для водных суспензий, основанных на минеральных или битумных связующих веществах, описаны в США 6,777,517 B1. Применение таких добавок приводит к снижению соотношения воды/связующего вещества и приводит к повышенной текучести строительных материалов без разделения отдельных компонентов из смеси строительного материала. Сополимеры в соответствии с этим патентом США являются полезными в качестве добавок для водных суспензий неорганических и органических твердых веществ и в особенности для суспензий, которые являются основанными на минеральных или битумных связующих веществах, таких как цемент, гипс, известь, ангидрит или другие строительные материалы на основе сульфата кальция.

Раскрытыми в предшествующем уровне техники также являются сополимеры этиленненасыщенных эфиров, которые могут быть применены как пластификаторы для смесей, содержащих цемент (EP 0537870 A1). Эти сополимеры содержат эфир сомономера и как дополнительный - сомономер олефиновой ненасыщенной монокарбоновой кислоты или сложный эфир или их соль, или альтернативно олефиновую ненасыщенную серную кислоту. Эти полимеры показывают очень короткую эфирную боковую цепь с от 1 до 50 единиц. Короткая боковая цепь вызывает достаточный пластифицирующий эффект сополимеров в цементе, содержащем массы с уменьшенной потерей подвижности самой строительной химической массы.

US 6,139,623 B1 описывает эмульсионную примесь для применения в гидравлических цементных композициях, сформированную эмульгированием противовспенивателя, поверхностно-активным веществом и сополимером, который имеет углеродсодержащую цепь, к которой присоединены группы, которые функционируют как цементно-закрепляющие функциональные единицы путем образования ионной связи и оксиалкиленовых групп. Эти примеси включают этиленоксид/пропиленоксидного (ЭО/ПО) гребенчатого типа полимер и противовспениватель, который позволяет предсказывать контроль воздуха в гидравлических цементных композициях, таких как бетон. Термин "цементная композиция" относится к пастам, строительным растворам, жидким растворам, таким как жидкие растворы для цементации нефтяных скважин, и бетонным композициям, включающим гидравлическое цементное связующее. Типичными противовспенивателями являются эфир фосфорной кислоты, эфир борной кислоты и полиоксиалкиленовые сополимеры с противовспенивающими свойствами. Поверхностно-активный компонент (ПАВ) как указано, стабилизирует эмульсионную смесь и выбрана из группы, состоящей из эфиров эстерифицированной жирной кислоты карбогидрата, C₂ до C₂₀ спиртов, которые имеют полиоксиалкиленовые группы или их смесь.

US 2006/0281886 описывает со-полимер, включающий два мономерных компонента с компонентом a), который является со-мономером олефиновой ненасыщенной монокарбоновой кислоты или сложным эфиром или их солью или со-мономером олефиновой ненасыщенной сульфоновой кислоты или их солью, и с компонентом b), предпочтительно представленного эфирным соединением. Эти два мономерные со-полимера могут предпочтительно применяться как суперпластификатор в композиции, которая содержит гидравлическое связующее. Там описывается, что со-полимер может быть применен в комбинации с антивспенивающим компонентом, который также является дополнительной структурной единицей со-полимера. Следовательно, антивспенивающий компонент может быть химически прикреплен к со-полимеру, или быть представленным в свободной форме в смеси. Общие аспекты предшествующего уровня техники раскрывают применение диспергирующих агентов (пластификаторов), таких как эфиры поликарбоксилата (РСЕ) как типичной добавки для связующих систем, содержащих сульфат кальция. Это приводит к уменьшению воды, а также к улучшению физических свойств, таких как прочность на сжатие. Дополнительно, работоспособность и предпочтительно реологические свойства поведения строительных химических веществ композиции являются улучшенными. С другой стороны, добавление диспергаторов, основанных на РСЕ приводит к различным вовлечениям воздуха в связующий компонент, который ухудшает физические свойства композиции. Другим негативным аспектом является образование пены во время образования связующей системы. Для преодоления этих недостатков применяют противовспенивающие компоненты, как дополнительную добавку к диспергирующему агенту. Тем не менее, противовспениватели показывают низкую растворимость в водных композициях и приводят к недостаточной стабильности. Кроме того, свойства противовспенивателя композиции уменьшаются с течением времени из-за того, что происходит разделение фаз противовспенивателя и диспергатора.

Основанные на различных характеристиках и наличии суперпластификаторов, упомянутых выше, дополнительно было желательно, чтобы были найдены новые композиции, подходящие в качестве примесей, которые являются улучшенными по сравнению с текущим состоянием уровня техники. Таким образом, объектом настоящего изобретения является обеспечение новых композиций для связующих соединений, содержащих сульфат кальция, которые придают влажной связующей композиции отличной текучести и свойств уменьшения воды. Кроме того, свойства, действие и эффекты, обеспеченные сополимером должны быть произвольными.

При производстве гипсокартонных листов, для того, чтобы уменьшить затраты на сушку необходимо устанавливать как можно более низкие значения вода/гипс. В дополнение, гипсовая смесь должна быть установлена как можно быстрее, так, чтоб необходимое давление резания пластины достигалось на конвейерной ленте после такого короткого времени, насколько это возможно. По этим причинам диспергаторы, основанные в особенности на эфирах поликарбоксилата были разработаны (DE 102006027 035 A1; US 7,070,648 B1).

US 2008/017078 показывает жидкую смесь для связующей системы, основанной на сульфате кальция и способ применения. Описываемая примесь включает водную композицию сополимерного диспергирующего компонента, противовспенивающего компонента, компонента поверхностно-активного вещества и воды. Компоненты могут быть смешаны или физически, или химически присоединенными и приводить к стабильной жидкой системе, которая может быть применена как диспергирующий агент для сульфатно-кальциевого соединения, содержащегося в строительной химической композиции. Композиция примеси описана в этом документе и особенно ее применение в качестве диспергирующего агента представляет собой дальнейшее усовершенствование этого уровня техники, потому что примесь с ее содержанием водной композиции включает индуцирование равномерного пластифицирующего эффекта все время и улучшение физических свойств за счет сокращения и воды и содержания воздуха во влажной строительной химической гипсовой массе. Кроме того, примесь показывает повышенную устойчивость при хранении и гомогенность.

Гипсовые смеси для вспенивания, твердые частички и быстро сохнущие гипсовые продукты и способ изготовления гипсовой суспензии с применением модификаторов и диспергаторов описаны в US 2009/0101045, US 2006/0281837, US 2006/0280899, US 2006/0280898, US 2006/0278135, US 2006/0278134, US 2006/0278130, US 2006/0278127, US 2005/0250888, US 2005/0239924 и US 2006/0280970. Диспергаторы, упомянутые в этих документах представляют собой поликарбоксилатные диспергаторы, диспергаторы, имеющий два повторяющихся звена с олефиновой ненасыщенной монокарбоновой кислотой повторяющегося звена и винильную или аллильную группу, связанную с полиэфиром простой эфирной связью, как второе повторяющееся звено.

Результаты, приведенные в любом из этих документов подтверждают, что такие диспергаторы могут быть применены для достижения полезных физических свойств, известных от суперпластификаторов, таких как поликарбоксилатные эфиры.

Это изобретение также относится к гипсовым изделиям. Более конкретно, оно относится к основанной на гипсе структурной панели, которая требует меньше времени или меньше энергии на сушку по сравнению с обычными изделиями.

Основанные на гипсе панели обычно применяют в строительстве. Строительный картон, сделанный из гипса является огнезащитным и может быть применен при строительстве стен почти любой формы. Он применяется в основном в качестве внутренней или внешней стены или потолочного продукта. Гипс имеет звукопоглощающие свойства. Его относительно легко исправить или поменять, если он становится поврежден. Существуют различные декоративные отделки, которые могут быть применены к строительному картону, включая окрашивание и обои. Даже с учетом всех этих преимуществ, он все еще является недорогим строительным материалом.

Одной из причин низкой стоимости панелей строительного картона является то, что они изготавливаются с помощью процесса, который является быстрым и эффективным. Полугидрат сульфата кальция в присутствии воды образует матрицу из взаимосвязанных кристаллов дигидрата сульфата кальция, вследствие чего она схватывается и становится устойчивой. Суспензию, которая включает полугидрат сульфата кальция и воду приготавливают в смешивающем аппарате. Когда получена однородная смесь, суспензию непрерывно осаждают на движущуюся поверхность, которая необязательно включает облицовочный материал. Второй облицовочный материал необязательно наносится поверх него перед тем, как суспензия разглаживается до постоянной толщины и формируется в непрерывную ленту. Непрерывная лента, сформированная таким образом, затем соответственно передается на ремень до тех пор, пока не установится кальцинированный гипс, и ленту после этого разрезают на панели необходимой длины, при этом панели пропускают через сушильную печь для удаления избытка влаги. Поскольку каждый из этих этапов занимает всего несколько минут, небольшие изменения в любом из этапов процесса могут привести к грубой потере производительности в технологическом процессе.

Количество воды, добавляемой для получения суспензии, превышает количество, которое необходимо для выполнения реакции гидратации. Избыток воды придает суспензии достаточную текучесть для вытекания из смесителя и на облицовочный материал для образования формы соответствующей ширины и толщины. На продукте начинают устанавливаться лужицы воды в промежутках между кристаллами дигидрата. Реакция гидратации продолжает построение кристаллической матрицы вокруг лужи воды, используя некоторые лужи воды для продолжения реакции. Когда реакция гидратации является выполненной, неиспользованная вода, занимающая лужи, выводится из матрицы посредством выпаривания. Когда вся вода выпаривается, в гипсовой матрице остаются образующиеся пустоты. Образующиеся пустоты имеют больший размер и большее количество, где используется большое количество избыточной воды.

Пока продукт влажный, он очень сложен для передвижения и относительно ненадежен. Избыток воды удаляется с панели посредством выпаривания. Если избыток воды выпаривать при комнатной температуре, это заняло бы много места для складывания и хранения строительного картона, пока он будет сохнуть в течение относительно длительного периода времени или применять конвейер достаточно долго, чтобы обеспечить адекватное время высыхания. Пока плита не установится и станет относительно сухой, она является несколько хрупкой, поэтому она должна быть защищена от сдавливания и повреждения.

Для ускорения выпаривания, панель строительного картона, как правило, высушивают посредством выпаривания избытка воды при повышенных температурах, к примеру, в духовке или в печи. Это сравнительно дорогостоящий процесс при эксплуатации печи при повышенной температуре, в особенности возрастает в контексте стоимости ископаемого топлива. Снижение затрат на производство может быть реализовано за счет уменьшения количества избыточной воды, присутствующей в установленных гипсовых панелях, которую позже удаляют посредством выпаривания. Другой причиной уменьшения избытка воды является то, что прочность гипсовых панелей, в некоторых случаях, обратно пропорциональна количеству избыточной воды, используемой в их производстве. Большие количества и размеры образующихся пустот уменьшают плотность и прочность в готовой панели.

Диспергаторы являются известными для применения с гипсом, что помогает разжижать смесь воды и полугидрата сульфата кальция таким образом, что необходимо меньше воды, чтобы сделать суспензию текучей. β-Нафталин сульфонат формальдегид ("BNS") и меламин сульфонат формальдегид ("MFS") конденсатные диспергаторы являются хорошо известными, но имеют ограниченную эффективность. Приготовление и использование BNS хорошо известно в существующем уровне техники и описано в EP 0214412 A1 и DE-PS 2007603, которые включены здесь посредством ссылки. Действие и свойства BNS могут быть изменены путем изменения молярного соотношения между формальдегидным и нафталиновым компонентом, которое, как правило, составляет от примерно 0.7 до примерно 3.5. Соотношение между формальдегидом и сульфонатным нафталиновым компонентом предпочтительно составляет от примерно 0.8 до 3.5 до примерно 1. BNS конденсаты добавляют в гидравлическое связующее вещество, содержащее композицию в количестве от примерно 0.01 до примерно 6.0 мас.%.

Конденсаты меламин-сульфоната-формальдегида широко применимы в качестве агентов, улучшающих текучесть в обработке гидравлического связующего вещества, содержащего композиции, такие как сухие растворные смеси, текучие строительные растворы и другие связываемые цементом строительные материалы и в производстве гипсовых панелей. Меламин используется в связи с этим в качестве представителя s-триазина. Они вызывают сильное разжижающее действие в строительной химической смеси без каких либо нежелательных побочных эффектов, возникающих в процессе обработки или функциональных свойствах затвердевшего строительного материала. Как и для технологии BNS, они также имеются в существующем уровне техники для MFS. MFS диспергаторы раскрыты в DE 19609614 A1, DE 4411797 A1, EP 0059353 A1 и DE 19538821 A1.

DE 19609614 A1 описывает растворимый в воде продукт поликонденсации, основанный на амино-s-триазине и его использование в качестве пластифицирующей добавки в водном связующем веществе, содержащем суспензии, основанные на цементе, извести и гипсе. Эти поликонденсаты способны к двухэтапной конденсации посредством чего в предварительном этапе конденсации амино-s-триазин, формальдегидный компонент и сульфит конденсируются при молярном соотношении от 1-0.5:5.0 до 0.1:1.5. Меламин является предпочтительным представителем амино-s-триазинов. Кроме того, подходящими представителями являются аминоластовые образователи, выбранные из группы мочевины, тиомочевины, дициандиамида или гуанидина и солей гуанидина.

В соответствии с DE 4411797 A1 продукты конденсации, содержащие сульфаниловую кислоту, основанные на амино-s-триазинах, которые показывают по меньшей мере две аминогруппы, являются приготовленными посредством применения формальдегида. Сульфаниловая кислота используется в количестве от 1.0 до 1.6 молей на моль амино-s-триазина и нейтрализуется в водном растворе с гидроксидом щелочного метала или гидроксидом щелочноземельного металла. В дополнительном этапе формальдегид добавляют в количестве от 3.0 до 4.0 молей на моль амино-s-триазина при значении pH между от 5.0 до 7.0 и при температурах между 50 и 90°C. Конечная вязкость раствора составляет между 10 и 60 мм²/с при 80°C.

В соответствии с EP 0059353 A1 высоко концентрированные и с низкой вязкостью водные растворы меламин/альдегидных смол являются подходящими при реагировании меламина и альдегида в щелочной среде на первом этапе с компонентом выбранным из группы, содержащей щелочной сульфат, щелочноземельный сульфат или (земельно) щелочной сульфонат или другие подходящие аминные соединения для предконденсата. Смесь на дополнительном этапе процесса реагирует с другим аминосоединением, таким как аминокислоты или аминокарбоновые кислоты и в завершение смоляной раствор доводят до щелочного значения pH.

DE 19538821 A1 раскрывает конденсат, основанный на амино-s-триазине с, по меньшей мере, двумя аминогруппами и формальдегидом и повышенным содержанием групп сульфоновой кислоты и низким содержанием формиата. Такие продукты могут быть приготовлены в соответствии с этим документом путем реагирования амино-s-триазина, формальдегида и сульфита при молярном отношении 1:3.0:6.0:1.51:2.0 в водном растворе и при температуре между 60 и 90°C и значение pH между 9.0 и 13.0 до тех пор, пока сульфит больше не будет присутствовать. На дополнительном этапе процесс конденсации проводили при значении pH между 3.0 и 6.5 и при температурах между 60 и 80°C до тех пор, пока конденсационный продукт при 80°C демонстрировал вязкость между 5 и 50 мм²/с. В конце концов, конденсационный продукт должен быть доведен до значения pH между 7.5 и 12.0 или обработан термически при pH≥10.0 и температуре между 60 и 100°C.

Поликарбоксилатные диспергаторы, как правило, используются с цементами и, в меньшей степени, с гипсом. Класс соединений, который представлен посредством термина "поликарбоксилатные диспергаторы" велик, и очень трудно предсказать, как отдельные соединения реагируют в различных средах. Использование двухмономерного поликарбоксилатного диспергатора в гипсовых продуктах раскрыто в U.S. Serial №11/152,418, который включен посредством ссылки.

Как было предварительно раскрыто, многие поликарбоксилатные диспергаторы имеют вредные воздействия на продукты на основе гипса. Эти диспергаторы замедляют схватывание обожженного гипса. Степень замедления зависит от точного состава поликарбоксилатного диспергатора. Некоторые поликарбоксилатные диспергаторы также приводят к потере прочности при сжатии за счет стабилизации пены. Это приводит к образованию меньших пустот в пределах приготовленного гипса. Трудно предположить, как значительно поликарбоксилатный диспергатор будет реагировать в гипсе только из химической формулы.

Относительно новый класс диспергаторов стал известен для применения в цементах. Это фосфатированные поликонденсатные диспергаторы. Хотя этот диспергатор является очень эффективным для применения в цементе, он имеет низкую эффективность в гипсовых суспензиях, но он также имеет низкое значение в замедлении схватывания.

WO 2006/042709 описывает поликонденсаты, основанные на ароматическом или гетероароматическом соединении (A), которое имеет от 5 до 10 атомов C или гетероатомов, которые имеют, по меньшей мере, один оксиэтиленовый или оксипропиленовый радикал, и альдегид (C) выбранный из группы, которая состоит из формальдегида, глиоксиловой кислоты и бензальдегида или их смесь, что приводит к улучшенному пластифицирующему эффекту суспензии неорганического связующего по сравнению с обычно используемыми поликонденсатами и поддерживать этот эффект в течение длительного времени ("уменьшение осадки конуса"). В конкретном варианте осуществления, они могут представлять собой также фосфатированные поликонденсаты. Использованные фосфатированные мономеры являются, тем не менее, относительно дорогими, так как они должны быть приготовлены раздельно и очищены.

Кроме того, был разработан экономичный диспергатор, основанный на фосфатированных пол и конденсатах, для гидравлических связующих веществ, при этом диспергатор является в особенности подходящим в качестве пластифицирующей добавки/агента уменьшающего водопотребность для бетона и может быть приготовлен простым способом и с низкими затратами. Это описано в предварительной заявке ЕР 081659155.3, поданной в августе 2008.

Те, кто устанавливает гипсовые панели, утомляются в процессе непрерывного перемещения и подъема панелей. Поэтому выгодно делать панели, которые будут легкими для простоты в обращении. Легкие панели могут быть изготовлены путем добавления пены в гипсовые суспензии. Пенообразующий агент, такой как мыло, может быть добавлен к суспензии так, что пена получается посредством перемешивающего действия. В некоторых случаях, пенообразующий агент используется для предварительного образования пены, которая добавляется в суспензию после ее выхода из смесителя. Пенообразующий агент выбирают так, чтобы обеспечить получение пены, которая активно слипается в то время, когда происходит гидратация. Распределение размеров пузырьков пены следует из "активной" пены. В то время, как продолжается реакция гидратации, гипсовая матрица строится вокруг пузырьков пены, оставляя пенные пустоты в матрице, когда установленные гипсовые формы и пузырьки пены разрушаются.

Может быть, трудно получить распределение пустот пены, которое приводит к приемлемому сокращению прочности панели. Пустоты пены, которые являются очень маленькими и многочисленными имеют очень тонкие стенки гипсовой матрицы между ними. Слабая прочность на сжатие законченной панели может быть в результате. Образование очень больших пустот пены может произвести шероховатость в поверхности панели, делая ее эстетически недопустимой. Было обнаружено, что когда установленный гипс имеет распределение больших и малых пустот пены, панель может иметь и прочность, и эстетически приятную наружность. Это распределение пустот пены может быть достигнуто путем применения комбинации омыляющих веществ, которые образуют стойкую пену и омыляющих веществ, которые образуют нестойкую пену.

Очевидно, что конструкция гипсовой панели включает множество переменных параметров, которые являются взаимосвязанными. Диспергаторы, используемые для уменьшения воды также изменяют время схватывания гипсовой суспензии. Некоторые диспергаторы стабилизируют пузырьки пены, в то время как другие диспергаторы дестабилизируют пену. Установка ускорителей, которые увеличивают скорость гидратации, также уменьшают текучесть суспензии. Вдобавок к изменению распределения размеров пузырьков, омыляющие вещества ограничивают текучесть суспензии. Добавки, используемые для контроля текучести суспензии, скорости гидратации и распределения размеров пузырьков пены, для каждого воздействия выбираются в зависимости от нескольких параметров, что создает трудность найти баланс между всеми этими факторами.

В этой связи есть ссылка на опубликованные патентные заявки WO 2010/04612 и WO 2010/04611, обе из Construction Research & Technology GmbH, ожидающаяся и неопубликованная патентная заявка РСТ/ЕР 2010/062168 BASF Construction Polymers GmbH и ожидающаяся и неопубликованная патентная заявка US Serial №61/239,259 United Gypsum Company. Содержание этих заявок включено путем ссылки на эти заявки.

В связи с этим объектом настоящего изобретения является обеспечить экономную и эффективную новую гипсовую суспензию, основанную на подходящем и хорошо известном диспергирующем компоненте для неорганического связующего вещества, где диспергатор в особенности подходит в качестве пластифицирующей добавки /агента, уменьшающего водопотребность для бетона и других систем, основанных на гидравлических связующих и которые могут быть получены простым способом и с низкими затратами.

Обеспеченным посредством этого изобретения таким образом является одна композиция диспергатора для расширения применимости в неорганических связующих и предпочтительно смесях содержащих сульфат кальция и воде, включающая введение в гипсовую суспензию одного определенного диспергирующего компонента. Рассматриваемый диспергатор достигает лучшей применимости и плавкости органических усажденных композиций и устанавливают низкое значение вода/гидравлическое связующее.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ

Настоящее изобретение относится к гипсовой суспензии, содержащей соединение с диспергирующими свойствами, отличающееся тем, что суспензия содержит как диспергатор продукт поликонденсации, содержащий

(I) по меньшей мере, одну структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей и полиэфирной боковой цепью и

(II) по меньшей мере, одну фосфатированную структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей,

и предпочтительно дополнительно

(III) по меньшей мере одну структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей,

структурная единица (II) и структурная единица (III) различаются исключительно в том, что ОР(OH)₂ группа структурной единицы (II) заменяется на H в структурной единицы (III), и структурная единица (III) является не такой самой, как структурная единица (I).

Главный аспект, в связи с новизной и изобретательским уровнем этого изобретения, следует рассматривать в том, что гипсовая суспензия содержит продукт поликонденсации в качестве единственного соединения с диспергирующими свойствами. Это означает, что продукт поликонденсации содержит

(I) по меньшей мере одну структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей и полиэфирную боковую цепь и

(II) по меньшей мере, одну фосфатированную структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей,

и предпочтительно дополнительно

(III) по меньшей мере, одну структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей,

структурная единица (II) и структурная единица (III) отличаются только в том, что OP(OH)₂ группа структурной единицы (II) замещается на Н в структурной единице (III), и структурная единица (III) не является такой же, как структурная единица (I), показывает превосходные эффекты в и на гипсовой суспензии не будучи объединенными другими диспергаторами такими как, но не ограничиваясь соединениями по меньшей мере содержащими разветвленный гребенчатый полимер, имеющий полиэфирные боковые цепи, конденсат нафталин сульфоната-формальдегида ("BNS") и конденсат меламин сульфоната-формальдегида ("MSF"),

Термин "гидравлическое связующее" в соответствии с этим изобретением означает цемент и предпочтительно Портландцемент представленный СЕМ I, СЕМ II, СЕМ III, СЕМ IV и СЕМ V, белым цементом, негашеной известью и глиноземный цемент.

Термин "латентное гидравлическое связующее" в соответствии с этим изобретением означает, по меньшей мере, один представитель, выбранный из группы, которая включает зольную пыль, доменный шлак, метакаолин, микрокременезем, трасс соединения, алюмосиликаты, вулканический туфф, фомулит, диатомовую землю и горючий сланец.

Термин "соединение сульфат кальция " в соответствии с этим изобретением означает сульфат кальция в его ангидридной или гидратной формах, таких как гипс, ангидрит, дигидрат сульфата кальция и полугидрат сульфата кальция.

Термин "гипс" в соответствии с этим изобретением является также известным как сульфат кальция, в соответствии с чем сульфат кальция может быть использован в его различных ангидридных и гидратных формах с или без кристаллической воды. Природный гипс представлен дигидратом сульфата кальция и натуральная кристальная безводная форма сульфата кальция представлена термином "ангидрит". Кроме природных форм сульфат кальция является типичным побочным продуктом технологических процессов, характеризующийся термином "синтетический гипс". Один из примеров таких технологических процессов является десульфуризация дымовых газов. Синтетический гипс также может быть побочным продуктом метода производства фосфорной кислоты и фтористого водорода для получения полугидратных форм (CaSO₄ ½ H₂O). Гипс (CaSO₄.2H₂O) может быть прокален посредством отгонки воды гидратации. Продуктами различных методик обжига являются альфа или бэта полугидраты. Полугидрат бэта сульфата кальция получается в результате быстрого нагрева в открытой емкости путем быстрого испарения воды и посредством образования полостей. Альфа полугидрат производится посредством обезвоживания гипс в закрытом автоклаве. Кристаллическая форма в таком случае является плотной и следовательно, это связующее вещество требует меньшего количества воды, чем бета-полугидрат.

С другой стороны, гипсовый полугидрат повторно гидратирует с водой до кристаллов дигидрата. Как правило, для гидратации гипса требуется от нескольких минут до нескольких часов, что четко указывает на сокращения технологического периода, в отличие от цементов, которые гидратируются в период времени, исчисляемые часами или днями. Эти характеристики делают гипс привлекательной альтернативой цементу в качестве гидравлического связующего вещества в различных областях применения, так как закаленные конечные гипсовые продукты демонстрируют характерную твердость и прочность на сжатие.

Полугидрат сульфата кальция может производить по меньшей мере две кристаллические формы, в которых α-кальцинированный гипс как правило обезвоживается (дегидратируется) в закрытых автоклавах. Для различных областей применения, β-кальцинированный гипс может быть выбран благодаря своей доступности по экономическим аспектам. Однако эти преимущества могут иметь обратное действие, потому как β-кальцинированный гипс нуждается в более больших количествах воды для пригодности к работе и для изготовления суспензий заданной текучести. Закаленный или высушенный гипс склонен к определенному ослаблению, которое основано на оставшейся воде в его кристаллической матрице. Поэтому, продукты из него демонстрируют меньшую прочность, чем гипсовые продукты, которые были сделаны с меньшим количеством воды.

Главным образом, пригодность к работе гипса, а также и других гидравлических связующих веществ, может быть улучшена при гидравлическом свойстве посредством добавления диспергаторов. В связи с этим, составы в соответствии с этим изобретением представляют подходящий диспергатор в виду диспергирующих свойств его компонента.

1. Компонент а)

Компонент а) состава в соответствии с изобретением имеет диспергирующие свойства и является выбранным из группы, которая состоит из соединения, по меньшей мере, содержащего разветвленный гребенчатый полимер, который имеет полиэфирные боковые цепи, конденсат нафталин сульфоната-формальдегида ("BNS"), и конденсат меламин сульфоната-формальдегида ("MSF"),

Составы, которые содержат разветвленный гребенчатый полимер, который имеет полиэфирные боковые цепи как компонент а) с диспергирующим действием были обнаружены очень эффективными. Поэтому можно рассматривать как предпочтительный вариант осуществления, что компонент a) представляет собой поликарбоксилатный эфир a₁), поликарбоксилатный сложный эфир a₂), an незаряженный сополимер a₃) или их смесь. В общем, и в дополнение к диспергирующим свойствам компонента a) поликарбоксилатный сложный эфир a₂) являются предпочтительными, которые показывают противовспенивающие и поверхностно-активные действия.

1.1 Сополимер a₁:

Такие полиэфир-содержащие сополимеры, которые в значении настоящего изобретения являются подходящими как