Присадка для гидравлического вяжущего
Изобретение относится к применению сополимеров акриловой кислоты и полиоксиалкилена для получения присадки, приемлемой для использования в качестве разжижающего агента и/или блокирующего агента для гидравлических вяжущих на основе сульфата кальция. Сополимер содержит по меньшей мере один тип повторяющихся звеньев формулы (I):
, где R1, R2, R3 независимо представляют собой атом водорода, линейный или разветвленный алкил C1-C20 или радикал -(CH2)p-COOR или его ионную форму, где р равно 0 или 1, a R означает атом водорода или алкил C1-C6; R4 означает атом водорода, одновалентный, двухвалентный или трехвалентный ион, или группировку четвертичного аммония; причем данный сополимер содержит по меньшей мере один тип повторяющихся звеньев формулы (II):
,
где R5, R6, R7 независимо представляют собой атом водорода, линейный или разветвленный алкил С1-С20 или радикал -(CH2)n-(C=O)m-W-(R8-O)q-R9; R8 означает линейный или разветвленный алкил С2-С20; R9 означает атом водорода или линейный, или разветвленный алкил С1-С20; W означает атом кислорода или азота; n означает целое число в интервале от 0 до 2; m означает целое число, равное 0 или 1; q означает целое число в интервале от 0 до 200; при этом молекулярная масса данного сополимера находится в интервале от 500 до 18000 Да. Изобретение также раскрывает гидравлическое вяжущее на основе сульфата кальция, содержащее указанный сополимер, а также применение указанного гидравлического вяжущего для изготовления элементов строительных конструкций, и элементы строительных конструкций. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл., 4 пр.
Целью настоящего изобретения является применение присадки в гидравлических вяжущих, в частности в покрытиях на основе гипса или на основе безводного сульфата кальция.
Современные покрытия на основе гипса содержат в общем случае различные добавки или присадки, которые позволяют регулировать реологические свойства покрытия и/или схватывание покрытия. В частности, для производителей представляет интерес предложение готовых для применения покрытий в виде жидкой или полужидкой пасты, в которой гидратация сульфата кальция заблокирована блокирующими агентами. Преимущество данного рода покрытия, готового для применения, состоит в том, что пользователю не нужно осуществлять процедуру смешивания гипса с водой (затворение). Такое блокирование позволяет покрытию оставаться в виде жидкой или полужидкой пасты и не затвердевать в упаковке. При этом пользователю необходимо деблокировать гипс для обеспечения возобновления гидратации посредством прибавления деблокирующего агента. Однако для того, чтобы пользователь мог осуществлять работу в хороших условиях, необходимо, чтобы покрытие после деблокирования оставалось достаточно жидким для обеспечения легкого манипулирования в течение всего времени осуществления строительных работ.
Однако в случае использования блокирующего агента, такого, как полимеры акриловой кислоты, после того, как покрытие деблокировано посредством деблокирующего агента, реологические свойства покрытия трудно регулировать. На практике покрытие постепенно утрачивает текучесть.
Для удовлетворения требований пользователей необходимо найти другое средство для регулирования текучести после деблокирования покрытий на основе блокированного гипса.
Таким образом, задача, которую предлагается решить настоящим изобретением, состоит в разработке новой присадки, приемлемой для разжижения и/или блокирования композиций гидравлических вяжущих.
Неожиданным образом авторами настоящего изобретения было найдено, что для получения присадки, приемлемой для использования в качестве разжижающего агента и/или блокирующего агента для гидравлических вяжущих, можно применять сополимеры акриловой кислоты и полиоксиалкилена.
С данной целью в настоящем изобретении предлагается использовать по меньшей мере один сополимер или одну из его солей в качестве разжижающего агента и/или блокирующего агента для гидравлических вяжущих на основе сульфата кальция, причем данный сополимер содержит по меньшей мере один тип повторяющихся звеньев формулы (I):
(I),
где:
R1, R2, R3 независимо представляют собой атом водорода, линейный или разветвленный алкил C1-C20 или радикал -(CH2)p-COOR или его ионную форму, где p равно 0 или 1, а R означает атом водорода или алкил C1-C6;
R4 означает атом водорода, одновалентный, двухвалентный или трехвалентный ион или группировку четвертичного аммония;
причем данный сополимер содержит по меньшей мере один тип повторяющихся звеньев формулы (II):
,
где:
R5, R6, R7 независимо представляют собой атом водорода, линейный или разветвленный алкил C1-C20 или радикал -(CH2)n-(C=O)m-W-(R8-O)q-R9;
R8 означает линейный или разветвленный алкил C2-C20;
R9 означает атом водорода или линейный или разветвленный алкил C1-C20;
W означает атом кислорода или азота;
n означает целое число в интервале от 0 до 2;
m означает целое число, равное 0 или 1;
q означает целое число в интервале от 0 до 200;
при этом молекулярная масса данного сополимера находится в интервале от 500 до 18 000 Да.
В настоящем изобретении предлагается также гидравлическое вяжущее на основе сульфата кальция, содержащее по меньшей мере один такой сополимер или одну из его солей.
В заключение, в настоящем изобретении предлагаются элементы строительных конструкций, изготовляемые, исходя из гидравлического вяжущего на основе сульфата кальция, содержащего по меньшей мере один такой сополимер или одну из его солей.
Настоящее изобретение обладает определенными преимуществами, состоящими, в частности, в том, что присадка по настоящему изобретению позволяет блокировать гидратацию сульфата кальция в течение по меньшей мере 3 месяцев, 12 месяцев, также по меньшей мере в течение 18 месяцев и, возможно, в течение 24 месяцев в зависимости от использованного количества присадки.
Другим преимуществом настоящего изобретения является то, что присадка по настоящему изобретению вследствие ее разжижающего свойства позволяет получать покрытия с использованием количества воды, уменьшенного по сравнению с традиционно используемым количеством.
Другое преимущество настоящего изобретения состоит в том, что присадка по настоящему изобретению может быть использована в качестве и разжижающего, и блокирующего агента, что позволяет избегать использования 2 различных добавок для получения такого же результата. Присадка по настоящему изобретению может быть квалифицирована как продукт "2 в 1".
К тому же преимуществом присадки по настоящему изобретению является возможность использования ее только в качестве разжижающего агента.
Другое преимущество настоящего изобретения состоит в том, что в период после деблокирования покрытие показывает меньшее изменение реологических свойств. Как правило, при использовании традиционных деблокирующих агентов пользователь для поддержания покрытия в жидком состоянии пытается прибавлять воду к композиции, что уменьшает механическую прочность конечного продукта. На практике присутствие воды ухудшает механические свойства затвердевшего материала и в некоторых случаях может провоцировать появление трещин.
Наконец, преимуществом настоящего изобретения является возможность использования во всех отраслях промышленности, в частности, в строительной промышленности, в химической промышленности (производство присадок), в комплексе строительных работ (возведение сооружений, гражданское строительство или заводы сборных строительных элементов), в промышленности по производству гипсовых элементов или в цементной промышленности.
Прочие преимущества и характеристики настоящего изобретения можно выяснить при чтении следующих далее описания и примеров, приведенных только в качестве пояснения и неограничительным образом.
Под термином "присадка" согласно настоящему изобретению понимают любое соединение, которое при введении в композицию позволяет придавать ей особые свойства.
Под термином "вяжущее" согласно настоящему изобретению понимают любое соединение, которое обладает свойством придавать когезию композиции, в которую его вводят, и позволяет придавать композиции определенные механические свойства (например, сопротивление сжатию или растяжению, адгезию). Такое вяжущее предназначено для связывания инертных элементов, таких, как зернистые материалы.
Под термином "гидравлическое вяжущее" согласно настоящему изобретению понимают любое соединение, которое обладает свойством гидратироваться в присутствии воды и гидратация которого позволяет получать твердое вещество с определенными механическими свойствами. Термин "гидравлическое вяжущее" означает также водное вяжущее.
Под термином "схватывание" согласно настоящему изобретению понимают переход в твердое состояние вследствие химической реакции.
Под термином "покрытие" согласно настоящему изобретению понимают полужидкую композицию, которая после приготовления приобретает определенные механические свойства. В качестве примера покрытия можно упомянуть покрытия для заделки, заливки, расшивки швов, затирки или отделки.
Под термином "блокирующий агент" согласно настоящему изобретению понимают любую присадку, позволяющую препятствовать схватыванию любых гидравлических вяжущих.
Под термином "деблокирующий агент" согласно настоящему изобретению понимают любую присадку, позволяющую подавлять блокирующее действие блокирующего агента. В качестве деблокирующих агентов, приемлемых по настоящему изобретению, можно упомянуть сульфат алюминия, серную кислоту, соляную кислоту, гидросульфат натрия, гидросульфат калия, двойной сульфат алюминия и калия, дигидрат сульфата кальция и их смеси.
Под термином "разжижающий агент" согласно настоящему изобретению понимают любую присадку, обеспечивающую разжижение.
Под термином "элемент строительной конструкции" согласно настоящему изобретению понимают любой структурный элемент строительной конструкции, такой, как, например, пол, стена, перегородка, потолок, балка, рабочая поверхность, карниз.
Настоящее изобретение относится к использованию по меньшей мере одного сополимера или одной из его солей в качестве разжижающего агента и/или блокирующего агента для гидравлических вяжущих на основе сульфата кальция, причем данный сополимер содержит по меньшей мере один тип повторяющихся звеньев формулы (I):
,
где:
R1, R2, R3 независимо представляют собой атом водорода, линейный или разветвленный алкил C1-C20 или радикал -(CH2)p-COOR или его ионную форму, где p равно 0 или 1, а R означает атом водорода или алкил C1-C6;
R4 означает атом водорода, одновалентный, двухвалентный или трехвалентный ион, или группировку четвертичного аммония;
причем данный сополимер содержит по меньшей мере один тип повторяющихся звеньев формулы (II):
,
где:
R5, R6, R7 независимо представляют собой атом водорода, линейный или разветвленный алкил C1-C20 или радикал -(CH2)n-(C=O)m-W-(R8-O)q-R9;
R8 означает линейный или разветвленный алкил C2-C20;
R9 означает атом водорода или линейный или разветвленный алкил C1-C20;
W означает атом кислорода или азота;
n означает целое число в интервале от 0 до 2;
m означает целое число, равное 0 или 1;
q означает целое число в интервале от 0 до 200;
при этом молекулярная масса данного сополимера находится в интервале от 500 до 18 000 Да.
В сополимере по настоящему изобретению или в одной из его солей радикал R1 предпочтительно представляет собой атом водорода.
В сополимере по настоящему изобретению или в одной из его солей радикал R2 предпочтительно представляет собой атом водорода.
В сополимере по настоящему изобретению или в одной из его солей радикал R3 предпочтительно представляет собой атом водорода.
В сополимере по настоящему изобретению или в одной из его солей радикал R4 предпочтительно представляет собой атом водорода.
В сополимере по настоящему изобретению или в одной из его солей радикал R5 предпочтительно представляет собой атом водорода.
В сополимере по настоящему изобретению или в одной из его солей радикал R6 предпочтительно представляет собой атом водорода.
В сополимере по настоящему изобретению или в одной из его солей радикал R7 предпочтительно представляет собой атом водорода.
В сополимере по настоящему изобретению или в одной из его солей атом W предпочтительно представляет собой атом кислорода.
В сополимере по настоящему изобретению или в одной из его солей радикал R8 предпочтительно представляет собой алкил C2.
В сополимере по настоящему изобретению или в одной из его солей радикал R9 предпочтительно представляет собой алкил C1 или атом водорода.
В формуле сополимера по настоящему изобретению или в одной из его солей q означает целое число предпочтительно в интервале от 2 до 30 и более предпочтительно, в интервале от 4 до 25.
Сополимер по настоящему изобретению или одна из его солей могут быть использованы в качестве разжижающего агента и/или блокирующего агента.
Предпочтительно, сополимер по настоящему изобретению или одна из его солей могут быть использованы для блокирования гидравлического вяжущего, в частности, в покрытиях на основе гипса.
Более предпочтительно, сополимер по настоящему изобретению позволяет получать покрытия, содержащие меньшее количество воды, и регулировать текучесть данных покрытий после деблокирования.
Наиболее предпочтительно, сополимер по настоящему изобретению или одна из его солей являются приемлемыми для блокирования и регулирования текучести покрытий на основе предварительно блокированного гипса.
В частности, сополимер по настоящему изобретению или одна из его солей могут быть использованы в качестве присадки для гидравлических вяжущих, выбранных из гипсов, цементов, строительных растворов, бетонов или вяжущих на основе безводного сульфата кальция. Среди гидравлических вяжущих на основе сульфата кальция наиболее предпочтительно приемлемыми по настоящему изобретению являются гипсы на основе гемигидрата сульфата кальция (α или β) или вяжущие на основе безводного сульфата кальция.
Сополимер по настоящему изобретению или его соли могут иметь различную химическую структуру. В частности, распределение звеньев (I) и (II) внутри сополимера может изменяться от одной молекулы к другой. В частности, сополимер по настоящему изобретению может иметь блочную, статистическую, чередующуюся или градиентную структуру.
Под блочной структурой согласно настоящему изобретению понимают структуру, содержащую различные блоки каждого из мономерных звеньев.
Под статистической структурой согласно настоящему изобретению понимают структуру, содержащую мономерные звенья, распределенные в полимерной цепи статистическим образом или же распределенные в случайном порядке.
Под чередующейся структурой согласно настоящему изобретению понимают структуру, в которой мономерные звенья чередуются в полимерной цепи.
Под градиентной структурой согласно настоящему изобретению понимают структуру, в которой концентрация каждого мономерного звена изменяется обратно пропорционально относительно другого звена.
Сополимер по настоящему изобретению предпочтительно имеет статистическую или градиентную структуру.
Относительное содержание каждого из звеньев (I) или (II) в сополимере предпочтительно может изменяться в интервале от 1/99 до 99/1 в пересчете на составляющие повторяющиеся звенья.
Относительное содержание звена (I) по отношению к звену (II) предпочтительно находится в интервале от 70/30 до 99/1.
Более предпочтительно, относительное содержание звена (I) по отношению к звену (II) находится в интервале от 80/20 до 98/2.
Наиболее предпочтительно, относительное содержание звена (I) по отношению к звену (II) находится в интервале от 85/15 до 97/3.
Сополимер по настоящему изобретению или его соли обладают молекулярной массой в интервале от 500 до 18 000 Да, более предпочтительно, в интервале от 1 000 до 16 000 Да, предпочтительно, в интервале от 1 500 до 15 000 Да, более предпочтительно, в интервале от 2 000 до 10 000 и наиболее предпочтительно, в интервале от 2 000 до 6 000 Да.
Сополимер по настоящему изобретению может находиться полностью или частично в виде соли или в виде кислоты. Приемлемые по настоящему изобретению соли или ионы могут быть образованы металлами, представленными в периодической системе элементов, в частности, щелочными или щелочноземельными металлами. Также приемлемыми могут быть другие металлы, например, переходные металлы.
Сополимеры получают предпочтительно радикальной сополимеризацией приемлемых мономеров. Сополимеризация может быть осуществлена традиционным для специалистов в данной области техники способом.
Сополимер по настоящему изобретению предпочтительно получают, исходя из мономера акриловой кислоты.
Сополимер по настоящему изобретению предпочтительно получают, исходя из мономера следующей формулы:
.
Более предпочтительно, сополимер по настоящему изобретению получают, исходя из мономера следующей формулы:
.
Концентрация сополимера по настоящему изобретению в композиции зависит от предполагаемого применения. Сополимер по настоящему изобретению может быть использован в виде жидкого раствора, например, водного раствора, в виде дисперсии или также в виде порошка. Сополимер по настоящему изобретению или одну из его солей используют с концентрацией предпочтительно в интервале от 0,01 до 10%, более предпочтительно, от 0,1 до 5% и наиболее предпочтительно, от 0,2 до 2 мас.% сухого сополимера по отношению к массе сухого гидравлического вяжущего.
При этом полученный сополимер может быть использован индивидуально или в сочетании с одним или несколькими другими присадками, такими, как ускоритель, замедлитель, загуститель, реологическая добавка, или при необходимости с другим диспергатором с целью регулирования реологических свойств и схватывания материала.
Объектом настоящего изобретения является также гидравлическое вяжущее на основе сульфата кальция, содержащее по меньшей мере один сополимер или одну из его солей по настоящему изобретению, причем данный сополимер содержит по меньшей мере один тип повторяющихся звеньев формулы (I):
,
где:
R1, R2, R3 независимо представляют собой атом водорода, линейный или разветвленный алкил C1-C20 или радикал -(CH2)p-COOR или его ионную форму, где p равно 0 или 1, а R означает атом водорода или алкил C1-C6;
R4 означает атом водорода, одновалентный, двухвалентный или трехвалентный ион или группировку четвертичного аммония;
причем данный сополимер содержит по меньшей мере один тип повторяющихся звеньев формулы (II):
,
где:
R5, R6, R7 независимо представляют собой атом водорода, линейный или разветвленный алкил C1-C20 или радикал -(CH2)n-(C=O)m-W-(R8-O)q-R9;
R8 означает линейный или разветвленный алкил C2-C20;
R9 означает атом водорода или линейный, или разветвленный алкил C1-C20;
W означает атом кислорода или азота;
n означает целое число в интервале от 0 до 2;
m означает целое число, равное 0 или 1;
q означает целое число в интервале от 0 до 200;
при этом молекулярная масса данного сополимера находится в интервале от 500 до 18 000 Да.
Сополимер по настоящему изобретению или одна из его солей могут быть введены в гидравлическое вяжущее в виде жидкого раствора, в виде дисперсии или также в виде порошка.
Гидравлическое вяжущее по настоящему изобретению может быть использовано для изготовления элементов строительных конструкций, в частности, любых структурных элементов строительных конструкций, таких, как, например, пол, стена, перегородка, потолок, балка, карниз, рабочая поверхность.
Концентрация сополимера по настоящему изобретению в покрытии зависит от предполагаемого применения. Сополимер по настоящему изобретению или одну из его солей используют с концентрацией предпочтительно в интервале от 0,05 до 5% и более предпочтительно, от 0,05 до 2 мас.% сополимера по отношению к массе покрытия.
Другим объектом настоящего изобретения являются также элементы строительных конструкций, изготовляемые, исходя из гидравлического вяжущего на основе сульфата кальция, содержащего по меньшей мере один сополимер или одну из его солей, причем данный сополимер содержит по меньшей мере один тип повторяющихся звеньев формулы (I):
,
где:
R1, R2, R3 независимо представляют собой атом водорода, линейный или разветвленный алкил C1-C20 или радикал -(CH2)p-COOR, или его ионную форму, где p равно 0 или 1, а R означает атом водорода или алкил C1-C6;
R4 означает атом водорода, одновалентный, двухвалентный или трехвалентный ион или группировку четвертичного аммония;
причем данный сополимер содержит по меньшей мере один тип повторяющихся звеньев формулы (II):
,
где:
R5, R6, R7 независимо представляют собой атом водорода, линейный или разветвленный алкил C1-C20 или радикал -(CH2)n-(C=O)m-W-(R8-O)q-R9;
R8 означает линейный или разветвленный алкил C2-C20;
R9 означает атом водорода или линейный, или разветвленный алкил C1-C20;
W означает атом кислорода или азота;
n означает целое число в интервале от 0 до 2;
m означает целое число, равное 0 или 1;
q означает целое число в интервале от 0 до 200;
при этом молекулярная масса данного сополимера находится в интервале от 500 до 18 000 Да.
На фиг. 1 представлено изменение вязкости 3 покрытий, содержащих или не содержащих сополимер по настоящему изобретению, в зависимости от времени.
На фиг. 2 представлено изменение относительной вязкости 3 покрытий, содержащих или не содержащих сополимер по настоящему изобретению, в зависимости от времени.
Настоящее изобретение поясняется следующими далее примерами без ограничения объема охраны.
ПРИМЕРЫ
Пример 1. Синтез сополимера на основе макромономера акрилового типа - сополимер 1
В реакторе, снабженном рубашкой, вместимостью 1000 мл последовательно взвешивают воду (141,7 г) и тиогликолевую кислоту (3,79 г). Собирают реакционную установку, содержащую механическое перемешивающее устройство, холодильник, устройство подачи азота и датчик температуры. Из реакционной смеси удаляют газы продувкой азотом и нагревают до 85°C посредством рубашки. После достижения заданной температуры и достаточной продувки (приблизительно в течение 15 мин), постепенно прибавляют в течение 1 ч 30 мин 3 раствора, описанные далее:
- 7,14 г vazo68WSP (термоинициатор производства компании Dupont) в 52,22 г 1 M раствора NaOH;
- 9,47 г тиогликолевой кислоты в 14,93 г воды;
- 39,2 г AMPEG450 (производства компании ALDRICH) в 225 г воды и 118,1 г акриловой кислоты.
После введения всех реагентов реакционной смеси дают реагировать еще в течение 30 минут. Полученному таким образом раствору сополимера дают охладиться, а затем нейтрализуют 61,2 г таблетированного NaOH. Получают бесцветный прозрачный водный раствор, значение pH которого равно 6.
Массовая молекулярная масса полученного сополимера равна 3000 Да (Mw). Молекулярную массу определяли стерической эксклюзионной хроматографией (SEC) в водной фазе с использованием эталона pAANa. Сополимер содержит в среднем 95% звеньев акриловой кислоты и 5% звеньев AMPEG450.
Пример 2. Синтез сополимера на основе макромономера аллилового типа - сополимер 2
В четырехгорлой колбе вместимостью 500 мл последовательно взвешивают воду (160 г), аллиловый макромономер метоксиполиэтиленгликоля (33,4 г AM1100 производства компании Clariant), акриловую кислоту (8,3 г) и тиогликолевую кислоту (1,58 г). Собирают реакционную установку, содержащую магнитное перемешивающее устройство, холодильник, устройство подачи азота и датчик температуры. Реакционную смесь нагревают до 85°C и после достаточной продувки среды азотом (приблизительно в течение 15 мин) прибавляют термоинициатор (2,61 г 68WSP Vazo производства компании Dupont). Затем в течение 60 мин постепенно прибавляют раствор 33,3 г акриловой кислоты, 131,5 г воды и 1,83 г тиогликолевой кислоты. После прибавления реагентов реакционной смеси дополнительно дают реагировать еще в течение 1 часа. Получают бесцветный слегка мутный водный раствор, значение pH которого равно 2.
Массовая молекулярная масса полученного сополимера равна 3000 Да (Mw). Молекулярную массу определяли стерической эксклюзионной хроматографией (SEC) в водной фазе с использованием эталона pAANa. Сополимер содержит в среднем 95% звеньев акриловой кислоты и 5% звеньев AllylM1100.
Пример 3. Оценка блокирующего и разжижающего действия сополимеров 1 и 2 в отношении жидкой пасты полугидрата сульфата кальция
Блокирующее и разжижающее действие сополимеров 1 и 2 было оценено в отношении жидкой пасты полугидрата сульфата кальция, затворенного при определенном соотношении "вода/порошок" (E/P = 0,60). Текучесть жидкой пасты оценивали посредством испытания, называемого "кольцо растекания". Цилиндр (называемый также кольцом растекания) строго определенного размера (ширина 30 мм - высота 50 мм) располагают на рабочей поверхности так, что объем, ограничиваемый внутренним цилиндром, и рабочая поверхность образуют полость. Данную полость полностью заполняют испытуемой жидкой пастой. Затем цилиндр осторожно поднимают. При этом испытуемая жидкая паста растекается по рабочей поверхности. Затем определяют площадь растекания испытуемой жидкой пасты. Время блокирования оценивали визуально. Гипс представлял собой гипс β природного происхождения SELECTA. Сополимеры, полученные в примерах 1 и 2, были испытаны по сравнению с гомополимером акриловой кислоты (Fl1000a производства компании SNF Floerger). Массовая молекулярная масса данного гомополимера, равная 3000 Да (Mw), была определена способом SEC в водной фазе с использованием эталона pAANa.
Сополимеры 1 и 2 сравнивали с традиционным блокирующим агентом - гомополимером акриловой кислоты.
Испытания осуществляли при добавлении сухого сополимера или гомополимера в количестве 0,25% по отношению к массе сухого полугидрата сульфата кальция. Результаты представлены в приведенной далее таблице I.
| Таблица I | |
| Добавки | Растекание, мм |
| Сополимер 1 | 125 |
| Сополимер 2 | 120 |
| Fl1000a | 60 |
| Fl1000a + разжижающий агент (Ethacryl M производства компании Lyondell) | 60 |
Результаты свидетельствуют о лучшем растекании испытуемой жидкой пасты в присутствии сополимеров по настоящему изобретению по сравнению с гомополимером акриловой кислоты, содержащим или не содержащим добавку разжижающего агента. Таким образом, жидкая паста лучше разжижается при использовании сополимеров 1 и 2.
Во всех случаях такие пасты полугидрата сульфата кальция не затвердели спустя 3 месяца.
Пример 4. Оценка блокирующего и разжижающего действия сополимера 1 в отношении покрытия на основе полугидрата сульфата кальция
Было оценено блокирующее и разжижающее действие сополимера 1 в отношении покрытия на основе полугидрата сульфата кальция. Были приготовлены различные покрытия исходя из сополимера 1 и гомополимера акриловой кислоты (Fl1000a производства компании SNF Floerger) с добавлением или без добавления разжижающего агента Ethacryl M (производства компании Lyondell).
Полученные различные покрытия (см. таблицу II) не затвердели спустя 3 месяца.
К каждому из покрытий для осуществления деблокирования покрытий прибавляли раствор гексадекагидрата сульфата алюминия (производства компании Sigma) (2,56 г раствора на 100 г блокированной пасты). Вязкость покрытия измеряли посредством вискозиметра Брукфильда, оснащенного шпинделем D, вращавшимся с частотой 2,5 с-1. Измерения осуществляли для блокированной пасты (To), а затем - после деблокирования в течение 2 часов. В таблице III и на фигурах 1 и 2 приведены значения и изменение вязкости, полученные для трех данных покрытий.
| Таблица II | |||||
| Покрытие 1 | Покрытие 2 | Покрытие 3 | |||
| Содержание (по сухому веществу) | мас.% | мас.% | мас.% | ||
| Вода | Водопроводная вода | 100% | 26,20% | 24,03% | 26,19% |
| Противовспенивающее средство | clerol NXZ | 100% | 0,06% | 0,06% | 0,06% |
| Гипс | природный SH Béta | 100% | 25,09% | 25,60% | 25,08% |
| Известковый заполнитель | mikhart 15 | 100% | 39,37% | 40,18% | 39,35% |
| Слюда | MU 247 | 100% | 1,47% | 1,50% | 1,46% |
| Тальк | Тальк luzenac | 100% | 2,74% | 2,79% | 2,73% |
| Полимер | Poval 217S | 100% | 0,34% | 0,35% | 0,34% |
| Загуститель | MHPC 20000P | 100% | 0,42% | 0,43% | 0,42% |
| Биоцид | Acticide MBS | 100% | 0,30% | 0,31% | 0,30% |
| Вяжущее | Airflex EP17 | 50% | 3,54% | 3,61% | 3,54% |
| Блокирующий агент | Fl1000A | 53,10% | 0,47% | 0,47% | |
| Блокирующий агент/ разжижающий агент | Сополимер 1 | 22,28% | 1,15% | ||
| Суперпластификатор | Ethacryl | 0,05% | |||
| 100,00% | 100,00% | 100,00% |
| Таблица III | |||||
| Блокированное покрытие | Деблокированная паста | ||||
| Вязкость (сП), T0 | Вязкость (сП), T=10' |
Вязкость (сП), T=60' |
Вязкость (сП), T=120' |
||
| Время (мин) | 0 | 10 | 60 | 120 | |
| Покрытие 1 | Вязкость (x 1000 сП) | 660000 | 560000 | 640000 | 1000000 |
| Вязкость/ вязкость блокированной пасты (%) | 0% | -15,2% | -3,0% | 51,5% | |
| Покрытие 2 | Вязкость (x 1000 сП) | 510000 | 540000 | 540000 | 620000 |
| Вязкость/ вязкость блокированной пасты (%) | 0% | 5,9% | 5,9% | 21,6% | |
| Покрытие 3 | Вязкость (x 1000 сП) | 610000 | 365000 | 415000 | 420000 |
| Вязкость/ вязкость блокированной пасты (%) | 0% | -40,2% | -32,0% | -31,1% |
Анализ значений вязкости, измеренной для покрытия, полученного с сополимером 1 (покрытие 2), показывает очень слабое изменение по истечении 2 часов (120 мин) после деблокирования раствором сульфата алюминия по сравнению со значениями, измеренными для покрытия только с акриловым гомополимером (покрытие 1) и свидетельствующими об очень сильном изменении по истечении 1 часа, или со значениями, измеренными для покрытия, полученного с акриловым гомополимером в сочетании с разжижающим агентом (покрытие 3), и свидетельствующими о резком уменьшении вязкости непосредственно после деблокирования раствором сульфата алюминия.
1. Применение по меньшей мере одного сополимера или одной из его солей в качестве разжижающего агента и/или блокирующего агента для гидравлических вяжущих на основе сульфата кальция, причем данный сополимер содержит по меньшей мере один тип повторяющихся звеньев формулы (I):
где R1, R2, R3 независимо представляют собой атом водорода, линейный или разветвленный алкил С1-С20 или радикал -(CH2)p-COOR или его ионную форму, где р равно 0 или 1, a R означает атом водорода или алкил С1-С6;
R4 означает атом водорода, одновалентный, двухвалентный или трехвалентный ион или группировку четвертичного аммония;
причем данный сополимер содержит по меньшей мере один тип повторяющихся звеньев формулы (II):
где R5, R6, R7 независимо представляют собой атом водорода, линейный или разветвленный алкил С1-С20 или радикал -(CH2)n-(C=O)m-W-(R8-O)q-R9;
R8 означает линейный или разветвленный алкил С2-С20;
R9 означает атом водорода или линейный или разветвленный алкил C1-C20;
W означает атом кислорода или азота;
n означает целое число в интервале от 0 до 2;
m означает целое число, равное 0 или 1;
q означает целое число в интервале от 0 до 200;
при этом молекулярная масса данного сополимера находится в интервале от 500 до 18000 Да.
2. Применение по п.1, отличающееся тем, что используют сополимер или одну из его солей для гидравлических вяжущих на основе сульфата кальция, выбранных из гипсов на основе гемигидрата сульфата кальция (α или β) или вяжущих на основе безводного сульфата кальция.
3. Применение по п.1, отличающееся тем, что используют сополимер или одну из его солей, структура которых является блочной, статистической, чередующейся или градиентной.
4. Применение по п.1, отличающееся тем, что используют сополимер или одну из его солей, молекулярная масса которых находится в интервале от 1000 до 16000 Да.
5. Применение по п.1, отличающееся тем, что используют сополимер, в котором радикал R1 представляет собой атом водорода.
6. Применение по п.1, отличающееся тем, что используют сополимер, в котором радикал R2 представляет собой атом водорода.
7. Применение по п.1, отличающееся тем, что используют сополимер, в котором радикал R3 представляет собой атом водорода.
8. Применение по п.1, отличающееся тем, что используют сополимер, в котором радикал R4 представляет собой атом водорода.
9. Применение по п.1, отличающееся тем, что используют сополимер, в котором радикал R5 представляет собой атом водорода.
10. Применение по п.1, отличающееся тем, что используют сополимер, в котором радикал R6 представляет собой атом водорода.
11. Применение по п.1, отличающееся тем, что используют сополимер, в котором радикал R7 представляет собой атом водорода.
12. Применение по п.1, отличающееся тем, что используют сополимер, в котором W представляет собой атом кислорода.
13. Применение по п.1, отличающееся тем, что используют сополимер, в котором радикал R8 представляет собой алкил С2.
14. Применение по п.1, отличающееся тем, что используют сополимер, в котором радикал R9 представляет собой алкил С1 или атом водорода.
15. Применение по п.1, отличающееся тем, что используют сополимер, в формуле которого q означает целое число в интервале от 2 и 30 и предпочтительно в интервале от 4 до 25.
16. Гидравлическое вяжущее на основе сульфата кальция, содержащее по меньшей мере один сополимер или одну из его солей по настоящему изобретению, причем данный сополимер содержит по меньшей мере один тип повторяющихся звеньев формулы (I):
где R1, R2, R3 независимо представляют собой атом водорода, линейный или разветвленный алкил С1-С20 или радикал -(CH2)p-COOR или его ионную форму, где р равно 0 или 1, a R означает атом водорода или алкил С1-С6;
R4 означает атом водорода, одновалентный, двухвалентный или трехвалентный ион или группировку четвертичного аммония;
причем данный сополимер содержит по меньшей мере один тип повторяющихся звеньев формулы (II):
где R5, R6, R7 независимо представляют собой атом водорода, линейный или разветвленный алкил С1-С20 или радикал -(CH2)n-(C=O)m-W-(R8-O)q-R9;
R8 означает линейный или разветвленный алкил С2-С20;
R9 означает атом водорода или линейный или разветвленный алкил С1-С20;
W означает атом кислорода или азота;
n означает целое число в интервале от 0 до 2;
m означает целое число, равное 0 или 1;
q означает целое число в интервале от 0 до 200;
при этом молекулярная масса данного сополимера находится в интервале от 500 до 18000 Да.
17. Применение гидравлического вяжущего по п.16 для изготовления элементов строительных конструкций.
18. Элементы строительных конструкций, изготовленные, исходя из гидравлического вяжущего на основе сульфата кальция, содержащего по меньшей мере один сополимер или одну из его солей, причем данный сополимер содержит по меньшей мере один тип повторяющихся звеньев формулы (I):
где R1, R2, R3 независимо представляют собой атом водорода, линейный или разветвленный алкил С1-С20 или радикал -(CH2)p-COOR или его ионную форму, где р равно 0 или 1, a R означает атом водорода или алкил С1-С6;
R4 означает атом водорода, одновалентный, двухвалентный или трехвалентный ион или группировку четвертичного аммония;
причем данный сополимер содержит по меньшей мере один тип повторяющихся звеньев формулы (II):
где R5, R6, R7 независимо представляют собой атом водорода, линейный или разветвленный алкил С1-С20 или радикал -(CH2)n-(C=O)m-W-(R8-O)q-R9;
R8 означает линейный или разветвленный алкил С2-С20;
R9 означает атом водорода или линейный или разветвленный алкил С1-С20;
W означает атом кислорода или азота;
n означает целое число в интервале от 0 до 2;
m означает целое число, равное 0 или 1;
q означает целое число в интервале от 0 до 200;
при этом молекулярная масса данного сополимера находится в интервале от 500 до 18000 Да.
