Диспергирующая добавка для гипса

В настоящем изобретении обеспечивают диспергирующую добавку для гипса, которую используют при производстве гипсовых плит и других форм. Достигаемый результат - улучшение текучести гипсовой суспензии, даже если используемые необработанные гипсовые материалы отличаются друг от друга по качеству и не вызывают задержку затвердевания гипсовой суспензии. Диспергирующую добавку для гипса характеризуют содержанием (А) полимера поликарбоновой кислоты и (Б) полиамид полиамина, который получают по реакции полиалкилен полиамина и двухосновной кислоты в качестве необходимых компонентов и/или алкиленоксидного аддукта полиамид полиамина. Соотношение компонента (А) и компонента (Б) равно (А):(Б) = от 1:1 до 30:1, по массе. Полимер (А) поликарбоновой кислоты включает структурный элемент, полученный из (а) ненасыщенного мономера полиалкиленгликоля, и структурный элемент, полученный из (б) мономера ненасыщенной карбоновой кислоты. Структурный элемент, полученный из (а) ненасыщенного мономера полиалкиленгликоля, представляют общей Формулой (1):

(1)

где каждый из R1, R2, R3 и R4 обозначает независимо друг от друга атом водорода или С1-22 углеводородную группу, X обозначает -СOO-, AO обозначает С2-4 алкиленокси-группу, и n обозначает количество молей добавленных алкиленокси-групп и равно целому числу от 1 до 200. 3 табл., 8 пр.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к диспергирующей добавке для гипса, которую добавляют при производстве разнообразных гипсовых форм, таких как гипсовые плиты, для того, чтобы улучшить текучесть гипсовой суспензии, состоящей из гипса и воды.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Гипсовые плиты широко используют в основном в качестве внутренних материалов в зданиях благодаря отличной огнестойкости, звукоизоляционным и теплоизоляционным свойствам, а также их доступности по низким ценам. Гипсовые плиты обычно производят методом приливания. По этому методу гипсовую суспензию, состоящую из прокаленного гипса, воды, диспергирующей добавки и одной или нескольких других добавок, перемешивают и замешивают с пенопластом в смесительной установке; смесь заливают между листами бумаги-основы для того, чтобы сформировать трехслойную структуру; регулируют толщину и ширину, затем выдерживают, обрезают, высушивают и получают гипсовую плиту. Доступны различные типы гипсовых плит, такие как нормальные плиты, твердые плиты, армированные плиты и декоративные плиты. Хотя тип добавки, степень смешивания, добавление армированных материалов и т.п. можно изменить в зависимости от параметров, требуемых для каждой из плит, плиты можно производить по одинаковому методу.

[0003] Когда получают гипсовую суспензию, диспергирующую добавку используют для того, чтобы увеличить растяжимость гипсовой плиты по бумаге-основе, а также уменьшить удельное количество воды при получении гипсовой суспензии. Это улучшает высушивающую способность гипсовой суспензии и повышает плотность штамповочной плиты так, что получается плита высокой прочности.

Вещества на основе формальдегида, такие как нафталинсульфонат-формальдегидный конденсат, меламинсульфонат-формальдегидный конденсат и формальдегидный конденсат бисфенола с аминобензолсульфокислотой, обычно широко используют в качестве диспергирующих добавок для гипса (см. Патентные Документы 1 и 2).

Патентный Документ 3 описывает самовыравнивающуюся водную гипсовую смесь, имеющую высокую текучесть (сыпучесть) и отличные самовыравниющие свойства, которую изготавливают добавлением диспергирующей добавки на основе поликарбоновой кислоты в водную гипсовую смесь.

[0004] Патентный Документ 4 описывает диспергирующую добавку для гипса, которую характеризуют содержанием водорастворимого амфотерного полимерного вещества в качестве главного компонента. Водорастворимое амфотерное полимерное вещество содержит cтруктурный элемент, в составе которого есть атом азота, выбранный из амидной группы, аминогруппа и иминогруппа; структурный элемент, в составе которого есть карбоксильная группа; и структурный элемент, в составе которого есть полиалкиленгликольная группа, и вещество, полученное полимеризацией. Однако, вследствие примесей, содержащихся в необработанных гипсовых материалах, эффекты диспергирующей добавки могут проявляться непостоянно, поэтому требуется усовершенствование.

Предшествующий уровень техники

Патентные документы

[0005] Патентный документ 1: японский патент No. 3067811 (JP 3067811 B2).

Патентный документ 2: японский патент No. 3733821 (JP 3733821 B2).

Патентный документ 3: опубликованная японская рассмотренная патентная заявка No. S64-1426 (JP S64-1426 B).

Патентный документ 4: опубликованная японская патентная заявка No. 2007-320786 (JP 2007-320786 A).

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Проблема, которая должна быть решена изобретением

[0006] Хотя вышеупомянутые обычные диспергирующие добавки на основе поликарбоновой кислоты обладают отличной дисперсностью гипсовой суспензии при правильно выбранных условиях использования, таких как единица pH, они также вызывают замедленное затвердевание, что приводит к уменьшению эффективности гипсовых плит.

Есть широкий спектр необработанных гипсовых материалов, таких как импортируемый натуральный гипс, десульфурированный гипс, выделяемый при десульфуризации дымовых газов установками десульфуризации, используемыми на электростанциях или металлургических комбинатах; вторичный гипс, такой как фосфорнокислый гипс и фторогипс; и переработанный гипс, отделенный и извлеченный из отработанных гипсовых плит. Смеси изготавливают по первоначальным заводским пропорциям для использования гипса, чтобы уменьшить расходы на транспортировку и т.п. Соответственно, примеси и т.п., содержащиеся в гипсе, на фабриках отличаются друг от друга, следовательно, свойства пластифицирующей добавки для гипса могут быть проверены не полностью.

[0007] Принимая во внимание вышеописанные недостатки, такие как проблема, которая должна быть решена настоящим изобретением, настоящее изобретение обеспечивает диспергирующую добавку к гипсу и гипсовую добавку, которая улучшает текучесть гипсовой суспензии, даже если используемые необработанные гипсовые материалы отличаются друг от друга по качеству, и которая не вызывает замедленного затвердевания гипсовой суспензии.

Средство решения проблемы

[0008] В результате тщательного исследования по решению вышеописанной проблемы изобретатели настоящего изобретения обнаружили настоящее изобретение.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к диспергирующей добавке для гипса, которая отличается содержанием: (А) полимера поликарбоновой кислоты и (Б) полиамид полиамина, полученного реакцией полиалкилен полиамина и двухосновной кислоты в качестве необходимых компонентов и/или алкиленоксидного аддукта полиамид полиамина.

[0009] Настоящее изобретение также относится к гипсовой добавке, содержащей: полиамид полиамин, полученный по реакции полиалкилен полиамина и двухосновной кислоты в качестве необходимых компонентов и/или алкиленоксидного аддукта полиамид полиамина, которую смешивают, чтобы улучшить текучесть гипсовой суспензии.

Эффект изобретения

[0010] (А) полимер поликарбоновой кислоты используют в сочетании с (Б) полиамид полиаминами, полученными конденсацией полиалкилен полиамина и двухосновной кислоты, и/или алкиленоксидного аддукта полиамид полиамина, в диспергирующей добавке для гипса в настоящем изобретении. Благодаря этому, даже если используемые необработанные гипсовые материалы отличаются по качеству, можно обеспечить достаточную текучесть в независимости от типа.

Более того, при добавлении диспергирующей добавки для гипса к гипсовой суспензии гипсовые плиты могут быть произведены без снижения продуктивности.

СПОСОБЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011] Здесь и далее, настоящее изобретение будет объяснено в деталях.

[0012] В качестве (А) предпочтительно используют полимер поликарбоновой кислоты: полимер, содержащий структурный элемент, полученный из (а) ненасыщенного мономера полиалкиленгликоля, и структурный элемент, полученный из (б) мономера ненасыщенной карбоновой кислоты.

[0013] Структурный элемент, полученный из (а) ненасыщенного мономера полиалкиленгликоля, представляют общей Формулой (1):

(1)

где каждый из R1, R2, R3 и R4 обозначает независимо друг от друга атом водорода или С1-22 углеводородную группу, X обозначает -СOO- или -(СH2)aO-, a обозначает целое число от 1 до 20, AO обозначает С2-4 алкиленокси-группу, и n обозначает количество молей добавленных алкиленокси-групп и равно целому числу от 1 до 200.

[0014] В формуле (1), каждый из R1, R2, R3 и R4 обозначает независимо друг от друга атом водорода или С1-22 углеводородную группу, предпочтительно атом водорода или С1-8 алкильную группу, и более предпочтительно атом водорода, метильную группу, этильную группу, пропильную группу или бутильную группу.

AO обозначает С2-4 алкиленокси-группу, и соответствующие конкретные примеры включают в себя этиленоксидную группу, пропиленоксидную группу и бутиленоксидную группу. Когда АО состоит из двух или более типов алкиленоксидных групп, эти алкиленоксидные группы могут быть любыми при добавлении блоками или произвольном добавлении.

n обозначает количество молей добавленных алкиленокси-групп и равно целому числу от 1 до 200, предпочтительно от 5 до 120, более предпочтительно от 10 до 100,. и еще более предпочтительно от 40 до 100.

[0015] Следующие конкретные примеры (а) ненасыщенного мономера полиалкиленгликоля

Алкоксиполиалкиленгликоль моно(мет)акрилаты, такие как метоксиполиэтиленгликоль моно(мет)акрилат, метокси{полиэтиленгликоль(поли) пропиленгликоль} моно(мет)акрилат, этоксиполиэтиленгликоль моно(мет)акрилат, этокси{полиэтиленгликоль(поли) пропиленгликоль} моно(мет)акрилат, пропоксиполиэтиленгликоль моно(мет)акрилат, пропокси{полиэтиленгликоль(поли) пропиленгликоль} моно(мет)акрилат, бутоксиполиэтиленгликоль моно(мет)акрилат, бутокси{полиэтиленгликоль(поли) пропиленгликоль} моно(мет)акрилат; и аддукты ненасыщенного спирта и полиалкиленгликоля, такие как виниловоспиртовой аддукт алкиленоксида, (мет)аллиловый спиртовой аддукт алкиленоксида, 3-бутен-1-оловый аддукт алкиленоксида, изопрен спирт(3-метил-3-бутен-1-оловый) аддукт алкиленоксида, 3-метил-2-бутен-1-оловый аддукт алкиленоксида, 2-метил-3-бутен-2-оловый аддукт алкиленоксида, 2-метил-2-бутен-1-оловый аддукт алкиленоксида и 2-метил-3-бутен-1-оловый аддукт алкиленоксида. Обратите внимание, что в настоящем изобретении (мет)акрилат относится к акрилату и к метакрилату, и (мет)аллиловый спирт относится к аллиловому спирту и к металлиловому спирту.

[0016] Конкретные примеры (б) мономера ненасыщенной карбоновой кислоты включают в себя акриловую кислоту, метакриловую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, итаконовую кислоту и ненасыщенную жирную кислоту, а также следующие ангидриды кислот, такие как малеиновый ангидрид. Среди них особенно предпочитают метакриловую кислоту.

[0017] В (А) полимере поликарбоновой кислоты примеры (в) сополимеризующихся мономеров, отличных от вышеописанных мономеров (а) и (б), включают в себя следующие известные мономеры: (1) (не)водные мономеры: метил (мет)акрилат, этил(мет)акрилат, бутил(мет)акрилат, стирен и т.п.; (2) анионные мономеры: винилсульфонаты, стиренсульфонаты, фосфоэфиры метакриловой кислоты и т.п.; (3) амидные мономеры: акриламид, алкиленоксидный аддукт акриламида и т.п.; (4) полиамид полиаминные мономеры: продукт конденсации полиамид полиамина, который будет описан далее, и (мет)акриловая кислота, которая содержит алкиленоксид, если необходимо.

[0018] Соотношение мономеров (а) к (в) при сополимеризации предпочтительно равно (а):(б):(в) = от 50 до 95:от 5 до 50:от 0 до 40 и более предпочтительно (а):(б):(в) = от 70 до 90:от 10 до 30:от 0 до 20, по массе.

[0019] Метод производства (А) полимера поликарбоновой кислоты не особенно ограничен, и могут быть использованы известные методы полимеризации, такие как полимеризация в растворе или блок-сополимеризация, в которых используют инициаторы полимеризации. Хотя молекулярная масса тоже не особенно ограничена, ее предпочтительно варьируют в диапазоне от 5000 до 100000 в качестве средневзвешенной молекулярной массы (определяют по гельпроникающей хроматографии, относительно полиэтиленгликоля), чтобы достичь хорошей дисперсности.

Предпочтительно (А) полимер поликарбоновой кислоты содержится в диспергирующей добавке для гипса в настоящем изобретении в частично или полностью нейтрализованной форме, которую нейтрализуют нейтрализатором, таким как гидроксид лития, гидроксид калия, гидроксид натрия, аммония, алкиламин или органический амин.

[0020] (Б) полиамид полиамин, полученный по реакции полиалкилен полиамина и двухосновной кислоты в качестве необходимых компонентов и/или алкиленоксидного аддукта полиамид полиамина, будет объяснен.

[0021] Примеры полиалкилен полиамина включают в себя диэтилен триамин, триэтилен тетрамин, тетраэтилен пентамин, пентаэтилен гексамин, дипропилен триамин, трипропилен тетрамин, тетрапропилен пентамин и другие высокомолекулярные полиалкилен полиаминовые смеси.

[0022] Примеры двухосновной кислоты включают в себя двухосновную кислоту, содержащую малоновую кислоту, сукциновую кислоту, фумаровую кислоту, малеиновую кислоту, глутаровую кислоту, адипиновую кислоту, пимелиновую кислоту, фталевую кислоту, азелаиновую кислоту, себациновую кислоту в качестве базовой основы; и алкильные сложные эфиры и галиды двухосновных кислот этих двухосновных кислот.

[0023] Реакционное молярное соотношение полиалкилен полиамина и двухосновной кислоты, которые образовывают полиамид полиамин, предпочтительно варьируют в диапазоне от 2:1 до 21:20. Когда реакцию проводят при молярном соотношении в указанном диапазоне, полиамид полиамин будет иметь молекулярную массу, обеспечивающую подходящую вязкость, таким образом можно получить хорошую дисперсность. Средневзвешенная молекулярная масса полиамид полиамина обычно варьируется от 500 до 100000, предпочтительно от 1000 до 50000, более предпочтительно от 1000 до 30000 и особенно предпочтительно от 1000 до 10000.

[0024] В качестве компонента (Б) можно также использовать полиамид полиамин, к которому добавляют алкиленоксид (алкиленоксидный аддукт). В этом случае тип полиамид полиамина, который можно использовать, совпадает с описанным выше.

[0025] Алкиленоксид, который используют для полиамин полиамида, к которому добавляют алкиленоксид, соответствует С2-4 алкиленоксиду. С2-4 алкиленоксид – это этиленоксид, пропиленоксид или бутиленоксид. Можно использовать один тип указанных алкиленоксидов или можно использовать два или более типов в комбинации. Когда добавляют два или более типа алкиленоксидов, можно добавлять либо блоками, либо произвольно.

Полиамид полиамин, к которому добавляют алкиленоксид, можно получать прямым добавлением алкиленоксида к полиамид полиамину или в водном растворе.

Количество алкиленоксида предпочтительно равно от 0 до 8 молей на 1 эквивалент аминоостатков (аминогруппы, иминогруппы и амидной группы) полиамид полиамина.

[0026] Компонент (Б) также включает в себя смесь полиамид полиамина и полиамид полиамина, к которому добавляют алкиленоксид.

[0027] Хотя соотношение компонента (А) и компонента (Б) не особенно ограничено, оно предпочтительно равно (А):(Б) = от 1:1 до 30:1 и более предпочтительно от 2:1 до 20:1, по массе.

[0028] Хотя механизм, который придает гипсовой суспензии постоянную текучесть при использовании диспергирующей добавки для гипса настоящего изобретения, не известен, предполагается, что компонент (Б) избирательно адсорбирует примеси в необработанных гипсовых материалах, которые замедляют функции диспергирующей добавки. Соответственно, компонент (Б) можно использовать в качестве добавки для гипса вместе с диспергирующими добавками, отличными от компонента (А), такими как сульфонат лигнина, формалин конденсатные соли нафталинсульфоновой кислоты, формалин конденсатные соли меламинсульфоновой кислоты, сульфонат полистирена и водный виниловый сополимер.

[0029] При использовании к необработанным гипсовым материалам может быть добавлено обычно от 0,01% масс. до 5% масс. (отношение твердого материала к диспергирующей добавке) диспергирующей добавки для гипса настоящего изобретения. Хотя используют широкий спектр методов для добавления диспергирующей добавки, обычно диспергирующую добавку добавляют в воде для предварительного разбавления и затем замешивают гипс с водой, чтобы приготовить гипсовую суспензию. Компонент (А) и компонент (Б) можно смешать перед добавлением, или каждый из компонентов можно добавить отдельно друг от друга без смешивания. Когда каждый из компонентов добавляют отдельно друг от друга, можно брать любую последовательность добавления.

Гипс включает в себя безводный гипс, полугидрат гипса и дигидрат гипса. Необработанные гипсовые материалы, натуральный гипс или химический гипс, такой как нейтрализованный гипс и вторичный гипс, можно использовать сами по себе или два или более типа могут быть использованы после смешения. Основные примеры химического гипса включают в себя фосфорнокислый гипс, фторогипс, титановый гипс и десульфурированный гипс. Необработанные гипсовые материалы могут содержать переработанный гипс. Переработанный гипс может быть переработанным гипсом, извлеченным из отработанных гипсовых плит, получаемых на производствах гипсовых плит, или переработанным гипсом, полученным при строительстве и выравнивании. Диспергирующая добавка к гипсу настоящего изобретения может быть надлежащим образом использована для любых таких необработанных гипсовых материалов и показывает отличные эффекты даже для гипса, замешанного при различных соотношениях.

[0030] Примеры добавки, которую используют для гипсовых плит и т.п. в дополнение к диспергирующей добавке для гипса настоящего изобретения, включают в себя универсальную пластифицирующую добавку, пенообразующую добавку, такую как алкилсульфат, алкил(эфир)сульфат и алкилсульфонат, антипенообразующую добавку, стабилизатор пены, добавку, управляющую затвердеванием, добавку для придания водоотталкивающих свойств, адгезив и ингибитор. В дополнение, стекловолокно, углеродное волокно, бумажные отходы, целлюлозу из первичного сырья и т.п. можно добавить в качестве упрочненного волокна, или гипсовые плиты можно приготовить с легким заполнителем, таким как перлит и пеносталь.

Диспергирующую добавку настоящего исследования можно легко применять для гипсового раствора, который используют в верхнем слое краски.

Примеры

[0031] Настоящее изобретение будет объяснено на конкретных примерах; однако настоящее изобретение не ограничивается этими примерами. Если не указано иначе, соотношения при сополимеризации и смешивании основаны на массе.

[0032] (А) Полимер поликарбоновой кислоты

(А) Полимер поликарбоновой кислоты, используемый в этом документе в Примерах, будет объяснен ниже.

<А1> Сополимерный материал из (а1) сложного эфира метакриловой кислоты и монометилового эфира полиэтиленгликоля (46 моль) и (б1) метакриловой кислоты ((а1):(б1)=9:1, средневзвешенная молекулярная масса была 25000).

<А2> Сополимерный материал из (а2) сложного эфира метакриловой кислоты и монометилового эфира полиэтиленгликоля (90 моль), (б1) метакриловой кислоты и (в1) мономера полиамид полиамина ((а2):(б1):(в1)=77:13:10; средневзвешенная молекулярная масса была 44000; описания сополимера в Примере 2 включено в опубликованную японскую патентную заявку No. 2007-320786).

<А3> Сополимерный материал из (а3) 3-метил-3-бутен-1-олового аддукта 50EO2PO и (б2) фумаровой кислоты ((а3):(б2)=8:2, средневзвешенная молекулярная масса была 30000).

[0033] (Б) Производство полиамид полиамина

(Б) полиамид полиамины, использованные в этом документе в Примерах (от Б1 до Б8), были произведены в соответствии с протоколом, описанным ниже.

<Условия проведения измерений молекулярной массы>

Колонка: OHpacSB-806MHQ, OHpacSB-804HQ, OHpacSB-803HQ (произведено фирмой Showa Denko K.K.)

Элюент: 0,5 М уксусная кислота и водный раствор нитрата натрия.

Детектор: дифференциальный рефрактометр.

Стандартная кривая: калибрована по пуллулану.

[0034] Пример синтеза 1

103 г диэтилентриамина поместили в стеклянную колбу, снабженную термометром, трубкой для ввода азота, мешалкой и холодильником c трубкой для измерения воды, и полученную смесь перемешивали в токе азота. При перемешивании добавляли 121 г адипиновой кислоты (молярное соотношение полиалкилен полиамин/двухосновная кислота было 6 моль/5 моль), нагревали до температуры 150°С, и реакцию продолжали в течение пяти часов при той же температуре, в то время как отогнанную воду удаляли. После того, как реакция была завершена, добавляли 138 г ионообменной воды, чтобы получить 345 г 60 масс. % водного раствора полиамид полиамина (Вещество Б1; средневзвешенная молекулярная масса была 1300).

[0035] Пример синтеза 2

Синтез проводили по аналогичному протоколу до завершения реакции амидирования Вещества Б1, после этого добавляли 230 г ионообменной воды и перемешивали 30 минут. Содержимое переносили в устойчивую к давлению стеклянную колбу, снабженную трубкой для ввода азота и трубкой для ввода этиленоксида. После того, как колба была в достаточной степени заполнена азотом, ее нагревали до температуры 60°С. 146 г этиленоксида постепенно продували в колбу, в то время как температуру поддерживали в пределах от 60°С до 70°С, и затем содержимое выдерживали в течение часа при той же температуре, чтобы получить 570 г 60 масс. % водного раствора полиамид полиамина с добавленным полиэтиленоксидом (Вещество Б2; средневзвешенная молекулярная масса была 2000).

[0036] Пример синтеза 3

134 г пентаэтиленгексамина поместили в стеклянную колбу, снабженную термометром, трубкой для ввода азота, мешалкой и холодильником c трубкой для измерения воды, и полученную смесь перемешивали в токе азота. При перемешивании добавляли 50 г адипиновой кислоты (молярное соотношение полиалкилен полиамин/ двухосновная кислота было 5 моль/3 моль), нагревали до температуры 150°С, и реакцию продолжали в течение пяти часов при той же температуре, в то время как отогнанную воду удаляли. После того, как реакция была завершена, добавляли 115 г ионообменной воды, чтобы получить 288 г 60 масс. % водного раствора полиамид полиамина (Вещество Б3; средневзвешенная молекулярная масса была 1500).

[0037] Пример синтеза 4

Синтез проводили по аналогичному протоколу до завершения реакции амидирования Вещества Б3, после этого добавляли 197 г ионообменной воды и перемешивали 30 минут. Содержимое переносили в устойчивую к давлению стеклянную колбу, снабженную трубкой для ввода азота и трубкой для ввода этиленоксида. После того, как колба была в достаточной степени заполнена азотом, ее нагревали до температуры 60°С. 122 г этиленоксида постепенно продували в колбу, в то время как температуру поддерживали в пределах от 60°С до 70°С, и затем содержимое выдерживали в течение часа при той же температуре, чтобы получить 504 г 60 масс. % водного раствора полиамид полиамина с добавленным полиэтиленоксидом (Вещество Б4; средневзвешенная молекулярная масса была 1900).

[0038] Пример синтеза 5

128 г тетраэтиленпентамина поместили в стеклянную колбу, снабженную термометром, трубкой для ввода азота, мешалкой и холодильником c трубкой для измерения воды, и полученную смесь перемешивали в токе азота. При перемешивании добавляли 89 г адипиновой кислоты (молярное соотношение полиалкилен полиамин/двухосновная кислота было 10 моль/9 моль), нагревали до температуры 150°С, и реакцию продолжали в течение пяти часов при той же температуре, в то время как отогнанную воду удаляли. После того, как реакция была завершена, добавляли 131 г ионообменной воды, чтобы получить 328 г 60 масс. % водного раствора полиамид полиамина (Вещество Б5; средневзвешенная молекулярная масса была 2900).

[0039] Пример синтеза 6

Синтез проводили по аналогичному протоколу до завершения реакции амидирования Вещества Б5, после этого добавляли 330 г ионообменной воды и перемешивали 30 минут. Содержимое переносили в устойчивую к давлению стеклянную колбу, снабженную трубкой для ввода азота и трубкой для ввода этиленоксида. После того, как колба была в достаточной степени заполнена азотом, ее нагревали до температуры 60°С. 300 г этиленоксида постепенно продували в колбу, в то время как температуру поддерживали в пределах от 60°С до 70°С, и затем содержимое выдерживали в течение часа при той же температуре, чтобы получить 850 г 60 масс. % водного раствора полиамид полиамина с добавленным полиэтиленоксидом (Вещество Б6; средневзвешенная молекулярная масса была 4800).

[0040] Пример синтеза 7

199 г полиалкилен полиамина (произведено фирмой Tosoh Corporation, название продукта: Poly-8) поместили в стеклянную колбу, снабженную термометром, трубкой для ввода азота, мешалкой и холодильником c трубкой для измерения воды, и полученную смесь перемешивали в токе азота. При перемешивании добавляли 68 г адипиновой кислоты (молярное соотношение полиалкилен полиамин/ двухосновная кислота было 4 моль/3 моль), нагревали до температуры 150°С, и реакцию продолжали в течение пяти часов при той же температуре, в то время как отогнанную воду удаляли. После того, как реакция была завершена, добавляли 125 г ионообменной воды, чтобы получить 412 г 60 масс. % водного раствора полиамид полиамина (Вещество Б7; средневзвешенная молекулярная масса была 2200).

[0041] Пример синтеза 8

Синтез проводили по аналогичному протоколу до завершения реакции амидирования Вещества Б7, после этого добавляли 290 г ионообменной воды и перемешивали 30 минут. Содержимое переносили в устойчивую к давлению стеклянную колбу, снабженную трубкой для ввода азота и трубкой для ввода этиленоксида. После того, как колба была в достаточной степени заполнена азотом, ее нагревали до температуры 60°С. 180 г этиленоксида постепенно продували в колбу, в то время как температуру поддерживали в пределах от 60°С до 70°С, и затем содержимое выдерживали в течение часа при той же температуре, чтобы получить 716 г 60 масс. % водного раствора полиамид полиамина с добавленным полиэтиленоксидом (Вещество Б8; средневзвешенная молекулярная масса была 2500).

[0042] Составы необработанных гипсовых материалов, используемых в эксплуатационном испытании, показаны в Таблице 1.

Диспергирующие добавки для гипса в Примерах от 1 до 51 и Сравнительных Примерах от 1 до 3 были приготовлены при структурных соотношениях, показанных в Таблице 2, и дисперсность гипса и задержка затвердевания гипса были протестированы по методу, описанному ниже.

[0043]

Таблица 1
Соотношения смешивания прокаленного гипса (масс. %)
Природный Десульфурированный Другой вторичный (содержащий переработанный гипс)
1 55 25 20
2 45 30 25
3 35 30 35
4 25 30 45
5 25 40 35

В качестве прокаленного гипса No.6 использовали коммерчески доступный Cherry Mark прокаленный гипс степени А, произведенный фирмой YOSHINO GYPSUM Co., Ltd.

[0044] Эксплуатационное испытание

<Дисперсность гипса>

Компонент (А) и компонент (Б) смешивали при каждом соотношении смешивания (массовые соотношения), как показано в Таблице 2 (Таблицы 2-1 и 2-2), чтобы приготовить диспергирующие добавки для гипса из Примеров от 1 до 51 и Сравнительных Примеров от 1 до 3, как указано далее: 0,18 г каждой диспергирующей добавки взвесили на основании доли твердого вещества (к гипсу, 0,06 масс. %), к ним добавили воду в качестве пластификатора так, что общее количество отрегулировали до 195 г. К этой смеси добавляли 300 г прокаленного гипса с соотношением смешивания, указанным в Таблице 1, или коммерческого прокаленного гипса (No. 6) (соотношение 65% вода/гипс), и полученную смесь перемешивали в маленькой соковыжималке/блендере в течение 10 секунд.

В центре уретановой плиты (35 см × 35 см) заранее приготовили полый цилиндр с верхним внутренним диаметром 75 мм, нижним внутренним диаметром 85 мм и высотой 40 мм, и перемешанную гипсовую суспензию сразу же вылили в контейнер (полый цилиндр) до заполнения контейнера. После этого полый цилиндр поднимали в направлении, перпендикулярном уретановой плите, и измеряли распространение гипсовой суспензии. Измеряли первый диаметр, отображающий максимальное распространение, и второй диаметр, перпендикулярный первому диаметру, и их среднее значение оценивали как критерий дисперсности.

Полученные результаты (средние величины диаметров) показаны в Таблице 2 (Таблицы 2-1 и 2-2).

[0045] <Задержка затвердевания гипса>

По аналогии с испытанием по дисперсности, 0,18 г каждой диспергирующей добавки для гипса в Примерах от 1 до 51 и Сравнительных Примерах от 1 до 3 аккуратно взвесили на основании доли твердого вещества (к гипсу, 0,06 масс. %), к ним добавили воду в качестве пластификатора так, что общее количество отрегулировали до 195 г. К этой смеси добавляли 300 г прокаленного гипса с соотношением смешивания, указанным в Таблице 1, или коммерческого прокаленного гипса (No. 6) (соотношение 65% вода/гипс), и полученную смесь перемешивали в маленькой соковыжималке/блендере в течение 10 секунд.

После перемешивания полученную гипсовую суспензию сразу же перенесли в бумажный стакан и туда поместили цифровой термометр для того, чтобы каждые 10 секунд измерять температуру, соответствующую теплоте экзотермической реакции, происходящей в результате затвердевания гипса. Время, затраченное для достижения максимальной температуры, определяли как время для максимальной температуры и использовали в качестве критерия для оценки задержки затвердевания.

Полученные результаты (время для максимальных температур) показаны в Таблице 2 (Таблицы 2-1 и 2-2).

[0048] Как показано в Таблице 2 (Таблицы 2-1 и 2-2), гипсовая суспензия, к которой добавляли каждую диспергирующую добавку для гипса из Примеров от 1 до 51, показала отличную дисперсность и уменьшенную задержку затвердевания, даже когда используемые необработанные гипсовые материалы отличались друг от друга по качеству. С другой стороны, хотя некоторые из диспергирующих добавок для гипса в Сравнительных Примерах от 1 до 3, не содержащих полиамид полиамина, показали результаты сопоставимые с результатами Примеров, в которых использовали коммерчески доступный прокаленный гипс No. 6, дисперсность и задержка затвердевания были хуже по сравнению с примерами, использующими прокаленный гипс No. 1 и No. 5, которые отображают фактически существующее смешивание гипса, которое выполняют на фабриках по производству гипсовых плит.

Диспергирующая добавка для гипса, отличающаяся тем, что она содержит:

(А) полимер поликарбоновой кислоты; и

(Б) полиамид полиамина, полученный по реакции полиалкилен полиамина и двухосновной кислоты в качестве необходимых компонентов и/или алкиленоксидного аддукта полиамид полиамина,

в которой соотношение компонента (А) и компонента (Б) равно (А):(Б) = от 1:1 до 30:1, по массе,

в которой (А) полимер поликарбоновой кислоты включает структурный элемент, полученный из (а) ненасыщенного мономера полиалкиленгликоля, и структурный элемент, полученный из (б) мономера ненасыщенной карбоновой кислоты,

где структурный элемент, полученный из (а) ненасыщенного мономера полиалкиленгликоля, представляют общей Формулой (1):

(1)

где каждый из R1, R2, R3 и R4 обозначает независимо друг от друга атом водорода или С1-22 углеводородную группу, X обозначает -СOO-, AO обозначает С2-4 алкиленокси-группу, и n обозначает количество молей добавленных алкиленокси-групп и равно целому числу от 1 до 200.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к составу добавки для гидравлически схватывающихся составов, содержащей коллоидно-дисперсный препарат по меньшей мере одной водорастворимой соли многозарядного катиона металла, по меньшей мере одного соединения, способного высвобождать анион, который образует с многозарядным катионом металла труднорастворимую соль, и по меньшей мере одного полимерного диспергатора с анионными и/или анионогенными группами и простыми полиэфирными ответвлениями, к способу получения добавки, к строительной смеси, содержащей указанную добавку, и к применению указанной добавки.

Изобретение относится к составу добавки для гидравлически схватывающихся составов, содержащей коллоидно-дисперсный препарат по меньшей мере одной водорастворимой соли многозарядного катиона металла, по меньшей мере одного соединения, способного высвобождать анион, который образует с многозарядным катионом металла труднорастворимую соль, и по меньшей мере одного полимерного диспергатора с анионными и/или анионогенными группами и простыми полиэфирными ответвлениями, к способу получения добавки, к строительной смеси, содержащей указанную добавку, и к применению указанной добавки.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству мелкозернистых бетонов. Сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона содержит, мас.ч.: портландцемент 24-26, кварцевый песок 74-76, замоченный в воде и выдержанный до набухания полиакрилат натрия, измельченный до образования гелевидной массы, 0,01-0,1, воду 11-15.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из смеси для модифицированного бетона в гражданском, промышленном и транспортном строительстве Технический результат - получение смеси для модифицированного бетона марки по подвижности П2 с минимальным расходом цемента.

Изобретение относится к способу цементирования, включающему подачу цементной композиции с отсроченным схватыванием, содержащей воду, пемзу, гашеную известь и замедлитель схватывания, активацию цементной композиции с отсроченным схватыванием жидкой добавкой для получения активированной цементной композиции, где жидкая добавка содержит одновалентную соль, полифосфат, диспергатор и воду, и где одновалентная соль присутствует в жидкой добавке в количестве от 0,1% до 30% по массе жидкой добавки, причем полифосфат присутствует в жидкой добавке в количестве от 0,1% до 30% по массе жидкой добавки, при этом диспергатор присутствует в жидкой добавке в количестве от 0,1% до 90% по массе жидкой добавки и при этом вода присутствует в жидкой добавке в количестве от 50% до 90% по массе жидкой добавки; и предоставление возможности активированной цементной композиции затвердеть.

Изобретение относится к строительной промышленности, в частности к пластифицирующей добавке для строительных растворов, и может быть использовано в цементных и других гидравлических вяжущих в качестве пластифицирующей добавки полифункционального действия при производстве товарных бетонов, бетона для массивных конструкций, специальных бетонов.

Настоящее изобретение относится к добавке для гидравлически твердеющих композиций, содержащей водный, коллоидно-диспергированный состав по меньшей мере одной соли катиона поливалентного металла и по меньшей мере одного полимерного диспергирующего вещества, которое содержит анионные и/или анионогенные группы и боковые цепи простого полиэфира.

Изобретение относится к диспергатору гипса, который добавляют при изготовлении широкого спектра формованных продуктов из гипса. Технический результат заключается в улучшении текучести гипсовой суспензии даже в случае использования материалов исходного сырья для гипса, варьирующихся по качеству, и которые не задерживают отверждения гипсовой суспензии.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к сырьевой смеси для приготовления высокопрочного мелкозернистого бетона с применением техногенных продуктов, и может быть использовано для изготовления элементов каркаса зданий и сооружений как в гражданском, так и в промышленном строительстве.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к сырьевой смеси для приготовления высокопрочного мелкозернистого бетона на основе композиционного вяжущего с применением техногенного материала, и может быть использовано для изготовления элементов каркаса зданий и сооружений как в гражданском, так и в промышленном строительстве.

Изобретение относится к строительным растворам из реактивных полимерных смол и их использованию для креплений. Предложен строительный раствор из реактивной полимерной смолы, содержащий смоляную смесь с модифицированной эпокси(мет)акрилатной смолой в качестве базовой смолы и неорганические и/или органические заполнители, причем эта модифицированная эпокси(мет)акрилатная смола может получаться в результате взаимодействия органических соединений, содержащих эпоксидные группы, с (мет)акриловой кислотой и последующей частичной этерификации образовавшихся при этом взаимодействии β-гидроксильных групп с помощью ангидрида насыщенной дикарбоновой кислоты. Предложена также двухкомпонентная система указанного строительного раствора, а также его применение для химического крепления. Технический результат – заявленный строительный раствор позволяет получать не подлежащие обязательной маркировке продукты, которые к тому же дают высокую допустимую нагрузку соединения. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 9 табл.

Изобретение относится к строительным растворам из реактивных полимерных смол и их использованию для креплений. Предложен строительный раствор из реактивной полимерной смолы, содержащий смоляную смесь с модифицированной эпокси(мет)акрилатной смолой в качестве базовой смолы и неорганические и/или органические заполнители, причем эта модифицированная эпокси(мет)акрилатная смола может получаться в результате взаимодействия органических соединений, содержащих эпоксидные группы, с (мет)акриловой кислотой и последующей частичной этерификации образовавшихся при этом взаимодействии β-гидроксильных групп с помощью ангидрида насыщенной дикарбоновой кислоты. Предложена также двухкомпонентная система указанного строительного раствора, а также его применение для химического крепления. Технический результат – заявленный строительный раствор позволяет получать не подлежащие обязательной маркировке продукты, которые к тому же дают высокую допустимую нагрузку соединения. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 9 табл.

Изобретение относится к составам мелкозернистых литых и самоуплотняющихся бетонных смесей для получения высокопрочных песчаных бетонов и может быть использовано для изготовления как монолитных, так и сборных изделий и конструкций, используемых в строительстве, где по технологии требуется повышенная текучесть смеси на стадии применения, высокая ранняя и проектная прочность бетона. Технический результат - утилизация многотоннажных отходов; снижение расхода портландцемента и повышение предела прочности при изгибе в раннем (1 суток) и проектном (28 суток) возрасте, при сжатии - в проектном возрасте до уровня высокопрочных песчаных бетонов (класса В60 и выше); повышение подвижности мелкозернистых бетонных смесей до показателей самоуплотняющихся бетонных смесей, не требующих виброуплотнения; расширение номенклатуры мелкозернистых бетонов высокой прочности из самоуплотняющихся смесей с возможностью применения в их составе портландцементов сниженных марок (не выше М400), кварцевых песков с модулем крупности не более 1,6. Мелкозернистая бетонная смесь, включающая цемент, заполнитель, воду и добавку, дополнительно содержит микрокальцит с содержанием карбоната кальция СаСО3 не менее 97%, в качестве цемента содержит портландцемент бездобавочный с активностью 33-41 МПа и с показателем нормальной густоты цементного теста не более 26%, в качестве добавки содержит суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира, а в качестве заполнителя - кварцевый песок с модулем крупности не менее 1,4 при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент бездобавочный с активностью 33-41 МПа и с показателем нормальной густоты цементного теста не более 26% 23,7-31,1, кварцевый песок с модулем крупности не менее 1,4 35,6-45,1, микрокальцит с содержанием карбоната кальция СаСО3 не менее 97% 13,0-27,3, суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира 0,24-0,29, вода – остальное. 7 з.п. ф-лы, 2 табл.

В настоящем изобретении обеспечивают диспергирующую добавку для гипса, которую используют при производстве гипсовых плит и других форм. Достигаемый результат - улучшение текучести гипсовой суспензии, даже если используемые необработанные гипсовые материалы отличаются друг от друга по качеству и не вызывают задержку затвердевания гипсовой суспензии. Диспергирующую добавку для гипса характеризуют содержанием полимера поликарбоновой кислоты и полиамид полиамина, который получают по реакции полиалкилен полиамина и двухосновной кислоты в качестве необходимых компонентов иили алкиленоксидного аддукта полиамид полиамина. Соотношение компонента и компонента равно : от 1:1 до 30:1, по массе. Полимер поликарбоновой кислоты включает структурный элемент, полученный из ненасыщенного мономера полиалкиленгликоля, и структурный элемент, полученный из мономера ненасыщенной карбоновой кислоты. Структурный элемент, полученный из ненасыщенного мономера полиалкиленгликоля, представляют общей Формулой : где каждый из R1, R2, R3 и R4 обозначает независимо друг от друга атом водорода или С1-22 углеводородную группу, X обозначает -СOO-, AO обозначает С2-4 алкиленокси-группу, и n обозначает количество молей добавленных алкиленокси-групп и равно целому числу от 1 до 200. 3 табл., 8 пр.

Наверх