Противопыльный строительный раствор

Противопыльный строительный раствор

Реферат

Настоящее изобретение относится к порошкообразному составу на основе неорганического вяжущего, содержащему противопыльную добавку, к способу его получения и применению такого состава в области строительных материалов, как, например, в качестве строительных растворов-клеев, покрытий для фасадов, внутренних покрытий или полов, покрытий, уплотнений.

Эти составы на основе гидравлического вяжущего содержат различные ингредиенты в форме порошка и обычно хранятся в порошкообразном состоянии в мешках. При применении на строительных площадках эти мешки опустошают и порошок смешивают с водой: говорят об операции затворения раствора. Будучи затворенным, продукт, полученный таким образом, может быть нанесен на выбранную подложку.

Частицы, присутствующие в этих составах, имеют размеры, которые могут изменяться от нескольких микрометров до нескольких сотен микрометров, и некоторые из них способны производить значительные выбросы пыли, особенно нежелательные для пользователя при манипуляции с продуктом, когда он находится в порошкообразном состоянии.

Уменьшение выбросов пыли является, следовательно, главной заботой в этой области. В заявках WO2006/084588 и ЕР 1783105 предложено использовать углеводородные органические соединения, такие как минеральные масла или парафиновые масла, в качестве противопыльной добавки. В заявке WO2012/017169 описано применение жидкой добавки, содержащей углеводородное соединение типа масла, содержащего сложноэфирные группы. Тем не менее, требования изменяются, и некоторые углеводородные масла, применяемые сегодня, представляют значительную опасность при вдыхании.

Следовательно, существует потребность в разработке новых составов на основе гидравлического вяжущего, содержащих другие типы противопыльных добавок, не представляющих опасности с точки зрения окружающей среды, гигиены и безопасности ОСГБ (EHS) (Environement, Hygiene & Securite), в частности, обладающих очень низким выбросом летучих органических соединений (ЛОС) (OOV) и сохраняющих желаемые эксплуатационные качества, как, например, механические свойства, в частности адгезионные свойства. Это то, что входит в объем патентной охраны настоящего изобретения.

Авторы изобретения неожиданно обнаружили, что добавление добавки на основе органического карбоната, содержащего по меньшей мере 5 атомов углерода, в порошкообразные составы позволяет выгодно уменьшить выбросы пыли при их применении.

Настоящее изобретение направлено на порошкообразный состав на основе вяжущего, содержащий по меньшей мере:

- неорганическое вяжущее,

- добавку на основе органического карбоната формулы R₁-O-(CO)-O-R₂, содержащего по меньшей мере 5 атомов углерода, в которой группы R₁ и R₂, одинаковые или разные, представляют собой углеводородные радикалы, алкильные или алкиленовые, линейные или циклические, возможно разветвленные, насыщенные или ненасыщенные, циклоалкильные или ароматические, и

- грануляты, агрегаты и/или песок или другие инертные наполнители.

Добавление этой противопыльной добавки не изменяет механические или физико-химические свойства, в частности адгезионные свойства продуктов, полученных на основе этого состава.

Органический карбонат, с точки зрения настоящего изобретения, представляет собой органическое химическое соединение, содержащее углеродную цепочку, линейное или циклическое, разветвленное или неразветвленное, ароматическое или нет, содержащее полярную карбонатную группу, образованную из атома углерода и трех атомов кислорода, -О-(СО)-О-. Карбонаты обладают тем преимуществом, что являются соединениями, которые не классифицируются как токсичные вещества.

Обычно карбонаты синтезируют, исходя из кислородсодержащих соединений, таких как оксиды или спирты и диоксид углерода.

Под углеводородным радикалом «алкил» подразумевают одновалентный линейный или циклический радикал, возможно замещенный, образующийся в результате отщепления одного атома водорода в молекуле углеводорода.

Под углеводородным радикалом «алкилен» подразумевают двухвалентный радикал, возникающий в результате отщепления двух атомов водорода от двух разных атомов углерода насыщенного углеводорода.

Содержание добавки в составе согласно настоящему изобретению составляет от 0,1 до 2% масс. по отношению к общей массе состава, предпочтительно от 0,4 до 1,5% масс.

Добавка содержит по меньшей мере один органический карбонат, содержащий по меньшей мере 5 атомов углерода. В самом деле, констатируют, что с этим типом соединений противопыльное действие наблюдалось в широком диапазоне порошкообразных составов. Хорошо известный пропиленкарбонат формулы С₄Н₆О₃ не позволяет получить желаемое воздействие в нормальных условиях хранения порошкообразных материалов. Когда его используют в качестве добавки, противопыльное действие больше не наблюдается через несколько дней хранения.

В качестве примера органических карбонатов, содержащих по меньшей мере 5 атомов углерода, применяемых согласно настоящему изобретению, можно назвать бутиленкарбонат, диэтилкарбонат, дифенилкарбонат, диаллилкарбонат, дипропилкарбонат, дибутилкарбонат, диэтилгексилкарбонат, бутил- и пропилкарбонат, дибензилкарбонат, аллил- и метилкарбонат, аллил- и фенилкарбонат, бензил- и фенилкарбонат, трет-бутилфенилкарбонат, диоктилкарбонат, дибутилоктилкарбонат, дигексилдецилкарбонат, динонилкарбонат.

Предпочтительно, используемый карбонат является жидким при комнатной температуре и выбран среди бутиленкарбоната, диэтилкарбоната, диаллилкарбоната, дипропилкарбоната, дибутилкарбоната, диэтилгексилкарбоната, диоктилкарбоната, бутил- и пропилкарбоната, аллил- и метилкарбоната.

Добавка согласно настоящему изобретению может представлять собой смесь нескольких органических карбонатов, начиная с момента, когда по меньшей мере один из присутствующих карбонатов содержит по меньшей мере 5 атомов углерода. Таким образом, можно, например, использовать один или несколько карбонатов, перечисленных выше, в смеси с одним другим карбонатом, выбранным среди этиленкарбоната, пропиленкарбоната, диметилкарбоната, виниленкарбоната, этил- и метилкарбоната.

Добавка согласно настоящему изобретению может также содержать, помимо одного или нескольких органических карбонатов, соединение, позволяющее уменьшить полярность карбоната или смеси карбонатов. Содержание этого соединения изменяется, предпочтительно, в интервале от 0,1 до 1% масс. по отношению к общей массе состава, предпочтительно, в интервале от 0,1 до 0,35% масс. Предпочтительно, это соединение является смешивающимся с карбонатами. Например, его выбирают среди минеральных масел, парафиновых масел, полиолефинов или их смесей. Добавка, представляющая собой смесь масла и карбонатов согласно настоящему изобретению, выгодно является менее вязкой, чем добавка только на основе масла.

Добавка может находиться в форме эмульсии, если ее компоненты являются несмешивающимися. Предпочтительно, непрерывная фаза, называемая также дисперсионной фазой эмульсии, образована компонентом, который является наименее полярным.

Состав согласно настоящему изобретению содержит неорганическое вяжущее, которое представляет собой по меньшей мере одно соединение, выбранное среди гидравлического вяжущего, источника сульфата кальция или извести. Гидравлическое вяжущее выбирают, предпочтительно, среди портландцементов, глиноземистых цементов, сульфоглиноземистых цементов, белитовых цементов, шлакопортландцементов, смесей пуццолановых цементов, содержащих, возможно, летучие золы, дымы диоксида кремния, известняка, обожженного сланца и/или природных или обожженных пуццоланов. Гидравлическое вяжущее может представлять собой один из цементов, перечисленных выше, или может представлять собой смесь.

Сульфат кальция может представлять собой гипс или полугидрат гипса или ангидрита.

Состав согласно настоящему изобретению содержит также грануляты, агрегаты и/или пески или другие инертные наполнители, которые действуют, в частности, на реологию, густоту, твердость, конечный внешний вид и проницаемость полученного строительного материала. Грануляты, агрегаты и/или пески обычно образованы из силикатных, известняковых и/или кремне-известняковых песков и имеют гранулометрию, изменяющуюся в интервале от 100 мкм до 3 мм. Инертные наполнители могут, например, представлять собой шарики из полистирола или перлита, вермикулита.

Состав согласно настоящему изобретению может, кроме того, содержать порошок диспергируемого в воде полимера и/или латекс.

Порошок диспергируемого в воде полимера представляет собой порошок полимера, который, когда его смешивают в водной среде, разделяется на маленькие частицы, образующие дисперсию, устойчивую в воде. Называют, например, термопластичные полимеры, такие как этиленовые, виниловые, стирольные, акриловые сополимеры или сложные акриловые эфиры, эластомерные полимеры, как сополимеры стирола и бутадиена или нитрилы.

Термин «латекс» обозначает, в частности, латексные полимеры, обычно используемые в строительных материалах. Можно назвать, например, эластомерные латексы, термопластичные латексы и термоотверждаемые латексы. Под латексом подразумевают водную эмульсию или дисперсию одного или нескольких природных или синтетических полимерных веществ.

Предпочтительно, порошок диспергируемого в воде полимера и/или латекс содержит полимер, такой как полиэтилен, полиизопрен, полистирол, поливинилхлорид, полибутадиен или одно из их производных, производное полиакриловой кислоты, поливинилацетат, поливиниллаурат, поливинилверсатат, сополимер винилацетата и этилена, производное сополимера стирола и акриловой кислоты или сополимер стирола и бутадиена.

Обычно состав может содержать от 0 до 20% масс., предпочтительно от 0 до 5% масс. порошка диспергируемого в воде полимера и/или латекса.

Состав согласно настоящему изобретению может содержать, кроме того, добавки, называемые наполнителями, известковые или силикатные, с гранулометрией обычно меньше 150 мкм.

Он может также содержать добавки, улучшающие реологические свойства, добавки, удерживающие воду, воздухововлекающие добавки, загустители, защитные добавки с биоцидными свойствами, диспергаторы, пигменты, ускорители и/или замедлители, а также другие добавки для улучшения схватывания, отверждения, устойчивости продукта после применения, в частности, регулирующие окраску, обрабатываемость, применение или непроницаемость. Содержание добавок и наполнителей изменяется обычно в интервале от 0,1 до 10% масс. по отношению к общей массе состава.

Настоящее изобретение направлено также на способ получения состава, описанного перед этим. Добавку смешивают с другими компонентами указанного состава, например, распылением. Равным образом добавка может быть добавлена к другим компонентам непосредственно в бункере, смесителе или при помощи устройства, снабженного шнеком.

Согласно предпочтительному способу осуществления, когда состав содержит грануляты, агрегаты и/или пески или инертные наполнители, добавку сначала смешивают с этими компонентами. Смесь, полученную после добавления, смешивают затем с другими компонентами, то есть с неорганическим вяжущим и возможно другими присутствующими добавками.

Настоящее изобретение направлено также на строительные материалы на основе неорганического вяжущего, такие как строительные растворы, штукатурные смеси, алебастр, покрытия или уплотнения для укладки плиточного пола, содержащие состав, описанный перед этим, предварительно смешанный с водой.

Пример, приведенный ниже, иллюстрирует изобретение, не ограничивая объем его патентной охраны.

Пример

Состав С1 сухого строительного раствора получали, смешивая следующие компоненты (приведенные процентные содержания соответствуют массовым процентным содержаниям):

47% портландцемента типа CEM1,

50% песка с размером зерен меньше 1 мм.

3% латекса Vinnapas N 5010RE (Wacker).

Исходя из этого стандартного состава С1, готовили составы С2-С6, добавляя различные органические карбонаты, жидкие при комнатной температуре, со степенью чистоты больше 95%, одни или в смеси с минеральным маслом:

- 1% пропиленкарбоната по отношению к общей массе состава С1; получали таким образом состав С2;

- 0,2% минерального масла Svano 1 de Cogelsa по отношению к общей массе состава С1; получали таким образом состав С3;

-1% диэтилгексилкарбоната по отношению к общей массе состава С1; получали таким образом состав С4 согласно настоящему изобретению;

- 0,8 диэтилгексилкарбоната и 0,2% минерального масла Svano 1 de Cogelsa (величина вязкости по ISO VG при 40°С 22 сСт) по отношению к общей массе состава С1; получали таким образом состав С5 согласно настоящему изобретению;

- 1% диоктилкарбоната по отношению к общей массе состава С1; получали таким образом состав С6 согласно настоящему изобретению.

Эффективность органических карбонатов в отношении уменьшения выбросов пыли строительными растворами оценивали, наблюдая количество пыли, выбрасываемой при падении 100 г сухого состава в прозрачную трубку высотой 50 см, расположенную вертикально. Составы строительных растворов оценивали в зависимости от количества пыли, генерируемого при этом падении: оценка «0» соответствовала сильному выбросу пыли, соответствующему стандартному образцу С1 без противопыльной добавки. После падения строительного раствора наблюдали в трубке плотную пыль, поднимающуюся из трубки. Оценка «++» соответствовала слабому выбросу пыли, поднимавшейся меньше, чем на половину высоты трубки. Оценка «+» соответствовала промежуточным случаям: выброс пыли, поднимавшейся выше половины высоты трубки. Результаты, полученные для составов С1-С6, представлены в таблице 1.

Таблица 1
	Уменьшение выбросов пыли через 10 минут	Уменьшение выбросов пыли через 7 дней	Уменьшение выбросов пыли через 28 дней
Состав С1 (стандарт)	0	0	0
Состав С2 (сравнительный)	+	0	0
Состав С3 (сравнительный)	±0	±0	±0
Состав С4	++	++	+
Состав С5	++	++	++
Состав С6	++	++	+

1. Порошкообразный состав строительного раствора на основе вяжущего, отличающийся тем, что он содержит по меньшей мере:

- неорганическое вяжущее,

- добавку на основе органического карбоната формулы R₁-O-(CO)-O-R₂, содержащего по меньшей мере 5 атомов углерода, в которой группы R₁ и R₂, одинаковые или разные, представляют собой углеводородные радикалы, алкильные или алкиленовые, линейные или циклические, возможно разветвленные, насыщенные или ненасыщенные, циклоалкильные или ароматические,

- грануляты, агрегаты и/или песок или другие инертные наполнители.

2. Состав по п. 1, отличающийся тем, что содержание указанной добавки находится в интервале от 0,1 до 2% масс. по отношению к общей массе состава, предпочтительно от 0,4 до 1,5% масс.

3. Состав по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что добавка представляет собой смесь нескольких органических карбонатов, по меньшей мере один из которых содержит по меньшей мере 5 атомов углерода.

4. Состав по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что добавка дополнительно содержит соединение, позволяющее уменьшить полярность органического карбоната или органических карбонатов.

5. Состав по п. 4, отличающийся тем, что содержание соединения, позволяющего уменьшить полярность, находится в интервале от 0,1 до 1% масс. по отношению к общей массе состава, предпочтительно от 0,1 до 0,35% масс.

6. Состав по п. 4, отличающийся тем, что указанное соединение, позволяющее уменьшить полярность, выбрано среди минеральных масел, парафиновых масел, полиолефинов или их смесей.

7. Состав по п. 6, отличающийся тем, что добавка находится в форме эмульсии.

8. Состав по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что минеральное вяжущее представляет собой по меньшей мере одно соединение, выбранное из:

- гидравлического вяжущего, выбранного среди портландцементов, глиноземистых цементов, сульфоглиноземистых цементов, белитовых цементов, шлакопортландцементов, смесей пуццолановых цементов, содержащих, возможно, летучие золы, дымы диоксида кремния, известняка, обожженного сланца и/или природных или обожженных пуццоланов, одних или в смеси,

- источника сульфата кальция,

- извести.

9. Состав по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит порошок диспергируемого в воде полимера и/или латекс.

10. Состав по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит добавки или наполнители, известковые или силикатные.

11. Состав по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит добавки, улучшающие реологические свойства, добавки, удерживающие воду, воздухововлекающие добавки, загустители, защитные добавки с биоцидными свойствами, диспергаторы, пигменты, ускорители и/или замедлители.

12. Способ получения состава по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что добавку смешивают с другими компонентами распылением или непосредственно в бункере, смесителе, или в устройстве, снабженном шнеком.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что указанную добавку сначала добавляют к пескам, гранулятам и/или агрегатам или инертным наполнителям, присутствующим в составе, после чего полученную смесь смешивают с минеральным вяжущим и добавками или присадками, возможно присутствующими.

14. Строительные материалы на основе неорганического вяжущего, такие как строительные растворы, штукатурные смеси, алебастры, покрытия или уплотнения для укладки плиточного пола, содержащие состав по одному из пп. 1-11, предварительно смешанный с водой.