建材組合物的制作方法

專利名稱：建材組合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種由微粒狀材料制備的或其中加有微粒狀材料的建材組合物，所述微粒狀材料選自微粒狀多糖或微粒狀多糖衍生物，特別是微粒狀多糖醚類，優選微粒狀纖維素醚類。該微粒狀材料制備如下在磨機中使氣流與選自多糖或多糖衍生物的已溶脹和/或已溶解的含水進料組合物相接觸，隨后從氣流中把所形成的微粒狀材料分離出，并可以將所分離出的微粒狀材料進行干燥。根據本發明的建材組合物包括例如手工用或機械涂抹的刷墻底料、磚瓦粘合劑、噴漿混凝土組合物、整平板、水泥壓出物、填料組合物及乳膠漆。
多糖或多糖醚類，特別是纖維素醚類，已被用于許多不同體系，在這些體系中它們起不同作用。取決于纖維素醚的性質及其濃度和分子量，該產物在其各種配制物中具有增稠作用并顯示不同的觸變性和/或假塑性，進而控制隨應用領域(例如用于食品、藥物、化妝品及其他)而改變的加工性能。請參見例如《Ullmann′s Encyclopedia ofIndustrial Chemistry》(烏耳曼化工大全)vol.5A,Verlag Chemie,Weinheim/New York,1986。
在水泥及石膏刷墻底料中，纖維素醚類，特別是甲基纖維素混合醚類，控制需水量因而也控制操作時間及效率。水保留性決定了加工特性，如柔韌性、稠度、增塑性、粘附到平滑工具上的傾向和可刷性，以及抗流掛性和抗滑移性，以及淤漿形成性。使用纖維素醚類更能控制與基質的粘附及保證可靠的固化。
在水泥壓出物中，特別重要的是，即使在高壓下該建材組合物或混合物仍能維持尺寸穩定和保持良好模塑性，更重要的是甚至在約40～50℃的相當高溫下仍具有良好的水保留性。很多纖維素醚類特別是甲基纖維素(混合)醚類，被加到建材混合物中以取得這一性能。
用于磚瓦粘合劑的纖維素醚類必須產生合適的增稠作用(稠度)和保水性。它們亦能明顯改善與基質的粘附性和抗流掛性。用纖維素醚類配制的磚瓦粘合劑在磚瓦所面對的不同條件下，甚至在苛刻條件下(如曝露于70℃的高溫，曝露于凍一融循環，曝露于水)，必須不僅顯示足夠高的抗滑移性，而且必須顯示很好的粘結抗張強度。
于填料組合物中使用時，重要性能是在填料組合物的加工過程中的混合和增稠特性。填料組合物的應用性能，如良好加工性能和抗流掛性由所用纖維素醚的性質及相關流變性決定。足夠高的保水性對在加工過程中避免破裂是必要的。
當纖維素醚類用于含水涂料體系，如乳膠漆、聚硅氧烷漆及硅酸鹽漆中時，人們希望，這一應用應賦予漆或干膜良好涂抹性能(例如低濺落傾向、良好的漆膜表面、良好的顏料分散性、高耐洗性及耐擦性等等)。纖維素醚還應明顯改善增稠性能、良好的漆貯存穩定性、加工簡單以及不影響環境等特點。
根據本發明，提供一種建材組合物，它由微粒狀材料制得，或其中加有微粒狀材料，所述微粒狀材料選自微粒狀多糖和微粒狀多糖衍生物，其中所述微粒狀材料由包括下列工序的方法制得(a)配成一種進料組合物，包含選自多糖和多糖衍生物的成份，和以該進料組合物總重量計35％～99％的水，其中所述成份是在進料組合物中已溶脹或已溶解的至少一種；(b)在磨機中使氣流與進料組合物接觸，由此將該進料組合物中水同時轉變為水蒸汽，而該進料組合物中的上述成份便轉變為固態微細顆粒狀材料；(c)從氣流中把該微粒狀材料分離出來；(d)視需要可以將此微粒材料進行干燥。
除了操作實施例，或者另有說明外，在說明書和權利要求書中所采用的所有表示組份及反應條件等量值的數字，應理解為在所有情況下均用術語“約”進行修飾。在這里及在權利要求書中所用的符號“％”指百分比，而術語“wt％”指重量百分比或以重量表示的百分比。
根據本發明所用的多糖或多糖衍生物，優選纖維素醚類，特別優選甲基羥乙基纖維素醚類，當例如用于刷墻底料時，特別在苛刻條件(例如40℃)下，與按常規生產的甲基羥乙基纖維素醚類相比，顯示保水能力改進作用。當本發明產品用于磚瓦粘合劑時，獲得改進的粘合抗張強度和/或更快開始粘合劑的固化。當此建材組合物是由根據本發明的微粒狀多糖或多糖衍生物制得的水泥壓出物時，觀察到明顯良好的增塑性和尺寸穩定性以及降低壓出模塑品的破裂率。一般來說本發明的建材組合物的優點，與使用者的技術和經濟利益相關。
本發明的建材組合物可以采用技術熟練人員公知的方法來制取。例如，組合物各組份，包括微粒狀多糖或微粒狀多糖衍生物，可采用葉輪、有罩葉片、介質磨機和壓出機混合到一起。可以在其制造過程的任一時刻，或在整個過程中，把微粒狀多糖或微粒狀多糖衍生物加到建材組合物中。本發明的范圍還包括在其一開始制備后及時地于某一刻(但在其使用之前)加入微粒狀多糖或微粒狀多糖衍生物的建材組合物。
在制造用于本發明的建材組合物的微粒狀多糖和微粒狀多糖衍生物時，進料組合物可含有水，其量優選為50％重量～80％重量，更優選為65％重量～78％重量，以進料組合物的總重量計。此進料組合物還一般含有多糖或多糖衍生物，其量一般為1％重量～65％重量，優選為20％重量～50％重量，更優選為22％重量～35％重量，以進料組合物的總重量計。
在本發明的一個實施方案中，在高轉速氣流沖擊磨機中制備微粒狀多糖和微粒狀多糖衍生物。可用于制備微粒狀多糖和微粒狀多糖衍生物的高轉速氣流沖擊磨機包括技術熟練人員公知的那些。流過磨機，例如通過該高轉速氣流沖擊磨的氣流，優選是水蒸汽的過熱氣流。此過熱水蒸汽流可包括選自下列的混合物(ⅰ)水蒸汽與惰性氣體，如氮氣；(ⅱ)水蒸汽與空氣。水蒸汽的過熱氣流中水蒸汽含量，以水蒸汽過熱氣流總重計，一般為40％～99％。
與已公開的方法，例如公開在EP-A-0049815,EP-A-0370447,EP-A-0348046,EP-A-0835881,GB-A-2262527中的相比較，制備本發明建材組合物的微粒狀多糖和微粒狀多糖衍生物的方法，顯得更經濟。在制備微粒狀多糖及微粒狀多糖衍生物的過程中，過熱氣流優選是過熱水蒸汽/惰性氣體混合物或過熱水蒸汽/空氣混合物，來自研磨的能量輸入被反過來轉變為熱能，因而它轉變為過熱氣流并被利用。
利用上述方法，可以經濟地生產眾多多糖、多糖衍生物，特別是具有或不具有熱絮凝點的纖維素醚類，并被用于本發明的建材組合物中。
根據本發明，多糖衍生物，特別是纖維素醚類，被用于建材組合物中，例如手工使用和機械使用的抹墻料(以石膏、熟石灰或水泥為基礎)、灰泥、磚瓦粘合劑、噴漿混凝土組合物、地板抹平組合物、水泥和石灰/砂石壓出物、嵌縫填料及填料組合物，以及涂料組合物，如刷墻粉、硅酸鹽漆、礦物漆、乳膠漆和含水或有機基溶解性漆體系。但是，其用途并不限于上面指出的這些。
在上述建材組合物中，纖維素醚類的用量通常為0.001～50％重量，優選為0.001～10％重量(以建材組合物的總干重計)。用于建材組合物中的多糖衍生物，特別是纖維素醚的量，取決于其要使用的具體領域。在石膏基抹墻底料組合物中，所加纖維素醚的量通常為0.05～0.5％重量；在水泥基抹墻底料組合物中，此量為0.02～0.3％重量(以總干重計)。被加至填料組合物、磚瓦粘合物及水泥壓出中的量通常大一些，例如，用在石膏基填料組合物中通常約為0.1～2％重量，而對水泥基填料組合物則為0.1～1％重量(以總干重計)。
根據本發明，離子和非離子多糖或多糖衍生物，特別是具有或不具有熱絮凝點的多糖醚類和多糖酯類，均可用于所述建材組合物中。能用于本發明建材組合物中的特別優選纖維素醚類和纖維素酯類，包括含有至少一個或多個下面指出的取代基的那些(例如所謂二元或三元混合醚類)。這類取代基的例子包括(但不限于)羥乙基、羥丙基、羥丁基、甲基、乙基、丙基、芐基、膦酰甲基、膦酰乙基、二羥丙基、羧甲基、磺甲基、磺乙基、疏水長鏈支化或非支化烷基、疏水長鏈支化或非支化烷芳基或芳烷基，N,N-二乙氨基烷基和陽離子或陽離子化的基團以及乙酸根、丙酸根、丁酸根、乳酸根、硝酸根和硫酸根。
可加至本發明建材組合物中的多糖衍生物，特別是多糖醚類和酯類包括(但不限于)下面描述的那些A)可以使用纖維素衍生物，特別是纖維素醚類，例如羥烷基纖維素類{如羥乙基纖維素(HEC)、羥丙基纖維素(HPC)和羥丙基羥乙基纖維素(HPHEC)}；羧烷基纖維素類{如羧甲基纖維素(CMC)}；羧烷基羥烷基纖維素類{羧甲基羥乙基纖維素(CMHEC)及羧甲基羥丙基纖維素(CMHPC)}；磺烷基纖維素類{如磺乙基纖維素(SEC)及磺丙基纖維素(SPC)}；羧烷基磺烷基纖維素類{如羧甲基磺乙基纖維素(CMSEC)及羧甲基磺丙基纖維素(CMSPC)}；羥烷基磺烷基纖維素類{如羥乙基磺乙基纖維素(HESEC)、羥丙基磺乙基纖維素(HPSEC)及羥乙基羥丙基磺乙基纖維素(HEHPSEC)}；烷基羥烷基磺烷基纖維素類{如甲基羥乙基磺乙基纖維素(MHESEC)、甲基羥丙基磺乙基纖維素(MHPSEC)及甲基羥乙基羥丙基磺乙基纖維素(MHEHPSEC)}；烷基纖維素類{如甲基纖維素(MC)和乙基纖維素(EC)}；烷基羥烷基纖維素類{如甲基羥乙基纖維素(MHEC)、乙基羥乙基纖維素(EHEC)、甲基羥丙基纖維素(MHPC)及乙基羥丙基纖維素(EHPC)}；鏈烯基纖維素類及離子和非離子鏈烯基纖維素混合醚類{如烯丙基纖維素、烯丙基甲基纖維素、烯丙基乙基纖維素及羧甲基烯丙基纖維素}；二烷氨基烷基纖維素類{如N,N-二甲氨基乙基纖維素及N,N-二乙氨基乙基纖維素}；二烷氨基烷基羥烷基纖維素類{如N,N-二甲氨基乙基羥乙基纖維素及N,N-二甲氨基乙基羥丙基纖維素}；芳基-和芳烷基-和芳基羥烷基纖維素類{如芐基纖維素、甲基芐基纖維素及芐基羥乙基纖維素}；以及上述纖維素醚類與疏水改性縮水甘油醚類的反應產物，它們含有帶C3～C15碳原子的烷基或帶C7～C15碳原子的芳烷基。
B)可以使用淀粉及淀粉衍生物類，特別是淀粉醚類，特別優選溶于冷水和熱水中的淀粉醚類，例如氧化的、羥烷基化的、羧烷基化的、烷基化的、氮陽離子化的或陽離子淀粉醚類。
C)可以使用半乳甘露聚糖類，例如角豆樹粉、瓜耳膠及瓜耳膠衍生物，特別是瓜耳膠醚類，如羥乙基瓜耳膠、羥丙基瓜耳膠、甲基瓜耳膠、乙基瓜耳膠、甲基羥乙基瓜耳膠、甲基羥丙基瓜耳膠及羧甲基瓜耳膠。
D)可以使用藻酸鹽及其衍生物。
E)可以使用纖維素醚類的物理摻混物，例如甲基羥乙基纖維素與羧甲基纖維素的摻混物。可以使用淀粉醚類的摻混物，例如羥乙基淀粉與陽離子淀粉和/或羧甲基化淀粉的摻混物。可以使用瓜耳膠醚類的摻混物，例如羥乙基瓜耳膠與甲基瓜耳膠的摻混物。此外，纖維素醚類與淀粉醚類和/或瓜耳膠醚類的摻混物也可使用，例如甲基羥乙基纖維素與羥丙基淀粉和羥丙基瓜耳膠的摻混物。
F)也可使用纖維素和淀粉酯類，例如硝酸纖維素、乙酸纖維素和丁酸纖維素。
特別優選的多糖或多糖衍生物是纖維素衍生物，特別是水溶和/或有機溶解的纖維素醚類，如甲基纖維素醚(MC)、乙基纖維素醚(EC)、羧甲基纖維素醚(CMC){優選其鹽類，如羧甲基纖維素醚鈉}、甲基羥乙基纖維素(MHEC)、甲基羥丙基纖維素(MHPC)、乙基羥乙基纖維素(EHEC)、乙基羥丙基纖維素(EHPC)、甲基羥乙基羥丙基纖維素(MHEHPC)、羥乙基纖維素(HEC)及羥丙基纖維素(HPC)以及上述纖維素醚類與含有長鏈直鏈烷基或支化烷基(含C2～C18碳原子)或者含有芳烷基(含C7～C15碳原子)的試劑反應的產物。
用于本發明建材組合物中的纖維素醚的比例一般取決于具體應用和所要使用的領域。一般來說，本發明的建材組合物含的纖維素醚量，以建材組合物的干燥固體總量計，為0.01％重量～50％重量，優選為0.01％重量～10％重量。
正如技術人員所公知的，在配方中纖維素醚類一般不單獨使用，而是與一系列添加劑和/或改性劑合用，例如使之改進加工過程中的某些效果。因此用于本發明建材組合物(如抹墻底料、磚瓦粘合劑、填料組合物等等)的纖維素醚類，可與例如水膠體、聚合物分散粉末、消泡劑、膨脹劑、填料、光添加劑、聚丙烯酸酯類、聚丙烯酰胺類、疏水劑、空氣夾帶劑、合成增稠劑、分散助劑、防絮凝劑和/或阻滯劑或阻滯劑混合物和/或促進劑和/或穩定劑。典型的填料具體包括石英砂、白云石、石灰石砂、硫酸鈣二水合物或它們的粉末等。
基于石膏、熟石灰和水泥的建材組合物典型地組成如下(其中所有％重量均是以總干重計)99.99-1％重量石膏、熟石灰、水泥或熟石灰/水泥；0.001-5％重量纖維素醚類；0-90％重量 石英砂或石灰石砂；0-10％重量 聚合物分散粉；0-10％重量 澄清添加劑；
0-1％重量 疏水劑；0-0.5％重量淀粉醚；及0-0.1％重量空氣夾帶劑典型作法是把水加至本發明的建材組合物中，直到達到所需的稠度為止。建材組合物的性質、組成和加工對熟練技術人員來說一般是知道的。例如參見Wolff Walsrode AG的產品小冊子“WalocelM-Methylcellulosen für Putz-und Mauermrtel”(WalocelM-灰泥-及墻灰漿用的甲基纖維素)，02/1996。
特殊輔助物或摻和劑的性質和比例對熟練技術人員來說通常是知道的。但是對上述添加操作并無限制。取決于應用上的要求，所述抹墻底料體系還可含有別的添加劑。在這一點上可參見I.Schrage的論文，發表在Ullmanns Enzyklopdie der technischen Chemie(烏耳曼化工大全)vol.9,Verlag Chemie,Weinheim,New York,1974,pp.312,以及本文所引用的文獻和DE-A-19541945；DE-A-19543933；EP-A-0458328；和US5,047,086等。
本發明更詳細地描述在下列實施例中，這些實施例僅用作說明，因而對本領域熟練技術人員來說各種更改和變動是顯而易見的。除非另外指出，所有份數及百分數均指重量。
實施例下列實施例代表本發明的非限制性實施方案。由按照本發明制備的微粒狀纖維素醚類所制得的建材組合物，每例均與含通常市售甲基羥乙基纖維素的建材組合物進行比較。
符號“DS”(平均取代度)和“MS”(摩爾取代度)的意義，對與本發明所用纖維素醚類相關技術領域的熟練技術人員來說是公知的，并在下面用實施例方式述及。術語“DS”指纖維素中每個葡萄糖殘基中取代羥基的平均數，術語“MS”表示與纖維素每個葡萄糖殘基結合的反應劑平均摩爾數。
下列實施例中，蒸餾水中的2％重量水溶液的粘度，用Haake的RV100型旋轉粘度計，M500系統，MV測量裝置，按照DIN53019，在D=2.5秒-1剪切速度及20℃的溫度下進行測定。
下列實施例所述建材組合物中，甲基羥乙基纖維素醚類(MHEC)總是作為纖維素醚使用。本發明所用的甲基羥乙基纖維素醚類，就生產類型(堿化、醚化、提純)和取代度(DS-甲基和MS-羥乙基)而言精確地與具體參考樣品匹配。與參考樣品相反，用于本發明的甲基羥乙基纖維素醚類被溶脹和/或以本文前述方式用65-78％重量(以總重計)的水進行溶解。然后將已溶脹和/或已溶解纖維素醚的水轉化為蒸汽相，而已溶解和/或已溶脹纖維素醚在高轉速氣流沖擊磨機中，被過熱水蒸汽/惰性氣體混合物或水蒸汽/空氣混合物(其水蒸汽含量以水蒸汽/惰性氣體混合物或水蒸汽/空氣混合物的總重計)轉化為微細固體顆粒狀的固態。將所得的固態顆粒從氣流中分離出并干燥之。
正如實施例中所采用的，百分數為重量百分數，術語“min”和“s”分別指分鐘和秒；術語“rpm”指“每分鐘的轉數”。術語“DS-Me”和“MS-HE”指被甲基和羥乙基取代的程度。縮寫“PP”和“PF”指所用產品的研磨細度，更具體指超細粉末(“PP”)和細粉末(“PF”)。以實施例的方式每種情況下均述及分級曲線。
所謂“WRV”和“WRV變化”分別表示當溫度由20℃升至40℃時保水容量水平及保水容量降低的百分數。
水/固因子(W/S)定義如下W/S=水流速/(濕灰泥流速-水流速)。參見例如Wolff Walsrode AG的產品小冊子“WalocelM-Methylcellulosen für Putz-und Mauermrtel”(WalocelM-灰泥-及墻灰漿用的甲基纖維素)，02/1996。
通過用帶有相當于DIN4188篩的篩分機將微粒狀纖維素醚類進行篩分而測定分級曲線。使用的篩孔為0.25mm、0.20mm、0.16mm、0.125mm、0.100mm及0.063mm的篩子。
各實施例中建材組合物的組成列于表1。其中所引用的數字是重量份。
表1用數字表示本文實施例中的建材組成
(a)根據本發明制備的微粒狀纖維素醚，或比較例用的微粒狀纖維素醚。石灰水泥抹墻底料類建材組合物用牌號為CEM I32.5R的卜特蘭水泥(產自Hver works,Alsen-Breitenburg)進行石灰水泥抹墻底料試驗。所用的砂是產自QuarzwerkeFrechen的細度為F34的石英砂，產自Dyckerhoff的熟石灰。所用空氣夾帶劑是產品LP-W-1,Wolff Walsrode AG，產自GrevenFettchemie的硬脂酸鋅是疏水劑。用表1提到的及下面描述的纖維素醚類與這些產品摻混。通過測量相應于DIN18555第2部分的坍塌度而測定稠度。用作比較的標準纖維素醚是產品WalocelMKX60000PF01,Wolff Walsrode AG。按照DIN18555測定保水容量。把水/固因子調節到0.21，并按下面所示的試驗法評估該墻底料。磚瓦粘合劑建材組合物用產自Elotex AG的聚合物分散粉末Elotex WS45進行磚瓦粘合劑的試驗。用于試驗磚瓦粘合劑的卜特蘭水泥的牌號為CEM I42.5R(Lgerdorf works制，Alsen-Breitenburg)。用于該組合物的砂是產自Quarzwerke Frechen的細度為F34的石英砂。用作比較標準的纖維素醚是產品WalocelMKX40000PP01(Wolff Walsrode AG產)。將表1中所指的干燥固體在一個塑料袋中稱出，用手反復搖動約5分鐘將它們均勻混合，在此過程中首先把所有水泥塊狀物研碎。采用表1所述含量，通過加入水而使水/固因子達到0.23，并按下述方法評價所得的磚瓦粘合劑。水泥壓出物類建材組合物用牌號為CEM132.5的卜特蘭水泥(產自Hver works制，Alsen-Breitenburg)和產自Quarzwerke Frechen的細度為W12的石英砂進行水泥壓出物試驗。所用的纖維素纖維是購自Rettenmaier & Shne的ArbocelBWW40。用作比較標準的纖維素醚是產品WalocelVP-M-20678(Wolff Walsrode AG產)。用產自Ldige的型號為M20MK Ldige的混合機和產自Hndle的型號為PZ VM8D半工業擠壓機進行壓出試驗。通過往Ldige混合機內加入配方中所示量的干燥固體物而制得壓出物。一旦干燥，混合物已被均勻混合[4分鐘，250rpm]，以4.0巴壓力噴入為獲得水/固因子為0.31所需的溫水(T=35℃)，并把該批料在250rpm下再混合2×2.5分鐘。然后將所得混合物馬上轉移到擠壓機中。所有隨后的試驗擠壓機操作條件設定，均與參考樣品進行的壓出試驗相應(10mm穿孔插入；預壓轉速12rpm；螺桿擠壓轉速15rpm；預熱及加壓頭40℃；預壓用有十字軸的螺桿，超出頂部20mm，或超出底部20mm；尖端螺桿指向位置正常；擠壓頭不降低；真空度0.8巴)。
表2總結了下面各實施例中用作比較樣品的纖維素醚類的產品參數。
表2用于比較目的的纖維素醚類的產品參數
1)市售Wolff Walsrode AG產品石灰水泥抹墻底料的試驗結果對用于本發明組合物中的纖維素醚類在抹墻底料方面的試驗，通過與參考樣品WalocelMKX60000PF01(=Wolff Walsrode AG的商業產品)相比較而進行。用于本發明的甲基羥乙基纖維素醚類的粘度與標準相比均列入表3，處于差不多同樣高水平。
表3所用甲基羥乙基纖維素醚類的產品參數
1)參考樣品(=比較樣品)篩分分析的結果示于表4中。
表4篩分分析比較
1)參考樣品(=比較樣品)2)通過0.25mm、0.20mm、0.16mm、0.125mm、0.100mm、0.063mm的篩孔篩分得到的分級曲線。
試驗的結果匯總于下面。樣品2在粒度方面相應于參考產品，所有其他樣品的超細微粒含量明顯地低。
石灰水泥抹墻底料組合物的應用試驗結果匯總于表5。
表5石灰水泥抹墻底料組合物的應用結果
1)參考樣品(=比較樣品)2)坍塌度被調節到160mm±5mm3)5分鐘后測定；總偏差約±0.1％4)T=20℃和T=40℃下的保水性變化相對于比較實施例，代表本發明建材組合物的2-4號樣品，其保水值明顯較高，特別是在異常不利溫度40℃下時。因為人們通常預期抹墻底料的保水性能受超細微粒含量影響，因此人們以為3-4號樣品應具有明顯差的保水值，特別是在溫度40℃時。磚瓦粘合劑試驗結果用于本發明組合物中的微粒狀纖維素醚類在磚瓦粘合劑方面的試驗，通過與參考樣品WalocelMKX40000PP01(=WolffWalsrode AG的商業產品)相比較而進行。這些結果在下面進行討論。表6中列出了樣品的粘度。
表6磚瓦粘合劑試驗所用產品的粘度
1)參考樣品(=比較樣品)這些樣品在其生成粘度方面非常相近，未記錄下明顯差別。這些產品的分級曲線也顯示實際上等同的值，如表7中所匯總的那樣。
表7用于磚瓦粘合的建材組合物中纖維素醚類的分級曲線比較
1)參考樣品(=比較樣品)2)通過0.25mm、0.20mm、0.16mm、0.125mm、0.100mm、0.063mm的篩孔篩分而得出的分級曲線。
進一步的試驗集中在下列各點。抗流掛性、抗剪切強度及混合性能為此，把磚瓦粘合劑加到燒杯中，加入適量的水，按下停表后，把內容物用木棒充分攪拌30秒鐘。隨后從混合物中取出的木攪拌器上用肉眼評估磚瓦粘合劑的抗流掛性。磚瓦粘合劑在木攪拌器上不流動時，抗流掛性相當于100％即完全抗流掛；而＜80％意味此粘合劑的稠度太差，不再可能明顯涂到木棒上。混合開始后5分鐘，將樣品再徹底攪拌1分鐘，并第二次評估抗流掛性(=抗剪切強度)。抗剪切強度和混合性能的評估表6中配制用的纖維素醚類的混合性能評估結果，在每種情況下均是等同的(=97.5％抗流掛性)。樣品按常規混合，并顯示恒定增大的增稠作用。在每種情況下，30秒后的抗流掛性或抗剪切強度，以及對其5分鐘和6分鐘后的混合性能的評估結果均是相等的。在每種情況下6分鐘后的抗剪切強度均在同一水平上，未記錄下差異。
被檢驗的其他參數包括塌陷性此試驗評估作為混合所用水量函數的粘合脊的壓縮性，方法是把10×10cm玻璃片放到用刷子涂上的磚瓦粘合劑上。當放上一個砝碼后，以玻璃片的潤濕度測定磚瓦粘合脊的壓縮性。為此，如上所述將磚瓦粘合劑混合，并測定30秒后的抗流掛性和5分鐘后的抗剪切強度。7分鐘后，把該磚瓦粘合劑放到10×10cm丙烯酸樹脂片上，并用分散刷(6×6mm；成60°角)把所有多余粘合劑除去。把停表定于零，在刷子涂過10分鐘后，把玻璃片放到粘合劑上，使得兩個外緣停留在脊的中部。馬上把一個2.21kg的砝碼放在片子的中部30秒鐘。用尺子或有柵格的膜進行測量，所放玻璃片的潤濕性以百分數表示。抗滑動性為測量磚瓦粘合劑的抗滑動性，用刷子(分散刷4×4mm)將其涂到滑動板(高220mm；200×250mm；材料為PVC)上。然后，用已稱重的磚及附加砝碼(50g砝碼)，測定正好仍被粘合劑粘住時，該磚(10×10cm石材片；200g)的最大重量。所記載的值是以mm表示的30秒后無附加砝碼情況下磚滑動性，或以每cm2的充數(g/cm2)表示的最大磚重。露天粘固時間露天粘固時間是測量可以把磚瓦砌到用刷涂上的磚瓦粘合劑層上所需經歷的時間。在一定時間(5/10/15/20/25/30分)之后，分別將磚放到用刷涂好的磚瓦粘合劑上，隨后把磚移去。把100g磚瓦粘合劑放到200ml燒杯中而進行試驗。加入限定量的水。開始用停表計時，然后把燒杯內容物攪拌1分鐘，放置3分鐘，再攪拌1分鐘。隨后把磚瓦粘合劑涂到Eternit石棉水泥片[40×20cm]上，并用分散刷[4×4mm]刷勻。把停表調零。再經5分鐘后，砌上第一塊磚，在其上放3kg砝碼30秒。在5分鐘的間隔內，再砌上其它的磚并同樣放上3kg砝碼。40分鐘后，把所有的磚取出并翻轉。用柵格膜測定磚的反面被磚瓦粘合劑沾上的程度，并以百分數表示(約為5％)。所述露天粘固時間是以分鐘表示的時間，經此段時間在磚的反面觀察到有≥50％粘合劑粘固上。粘結抗張強度按EN1348，在曝露于標準熱和濕度條件下及曝露于凍/融循環下測定粘結抗張強度。固化時間檢測從混合磚瓦粘合劑到固化開始再到固化結束這一固化過程。檢測原理是以鋼針(自動Vicat針入計)在磚瓦粘合劑中的針入度測定固化時間。為進行檢測，首先測定或確立水/固因子。把至少400g被檢磚瓦粘合劑與所要測定的水量，用手混合1分鐘并馬上放置，吹入盡可能少的空氣泡，而同時將其填入已涂油的硬橡膠錐體(高40mm)輕輕搗實。然后以鋸式操作用一個寬刮刀不施壓力把表面修平。在樣品表面用石蠟油(型號P420)覆蓋之前，將約0.5cm厚的磚瓦粘合劑層涂到外周以防止油跑掉。以油防止出現表皮層和防止磚瓦粘合劑粘到試驗鋼針上。把錐體放到先前已涂油的玻璃片(直徑120mm)上，大的敞口一面向下。把已放入錐體的玻璃片放到Vicat容器的立柱基上。進行測量，直到磚瓦粘合劑完全固化和錐體的針入至多不過1～2mm為止。測定的時間間隔以5、10和15分鐘連續選擇，這取決于固化時間能持續多久。鋼針針入深度為時間的函數，當鋼針不能穿過磚瓦粘合劑淤漿40mm深時，表示固化開始了。當鋼針針入磚瓦粘合劑淤漿中至多不過1～2mm深度時，表示固化已完全。所述結果是以小時和分鐘表示的固化開始和固化結束時間。
表8匯集了磚瓦粘合劑試驗結果。
表8磚瓦粘合劑試驗結果
當水/固因子相同和露天粘固時間相似時，在磚瓦粘合劑中，本發明建材組合物中用的微粒狀纖維素醚類，在磚瓦滑動性方面和粘結抗張強度改善方面顯示其優越性，其中當曝露于特別苛刻熱環境(磚瓦曝露于70℃的溫度)下時記錄到較高的強度。
本發明組合物中用的纖維素醚類也提前了磚瓦粘合劑固化的開始時間。與參考樣品相比，用它們配制的磚瓦粘合劑固化要快約1～2小時，其結果是磚瓦更快砌好或更快可以踩過。從固化開始到固化結束這一固化過程的持續過程在所有情況下均差不多，約為3小時。水泥壓出物試驗結果水泥壓出物試驗以本發明組合物中用的微粒狀纖維素醚類來進行。所用參考樣品是WalocelVP-M-20678(=Wolff Walsrode AG的商業產品)。
本發明組合物用的甲基羥乙基纖維素醚類的粘度與標準的比較，匯總在表9之中，它們均處于相近水平。
表9所用甲基羥乙基纖維素醚的粘度
1)參考樣品(=比較樣品)篩分分析的結果示于表10中。
表10篩分分析的比較
1)參考樣品(=比較樣品)2)通過0.25mm、0.20mm、0.16mm、0.125mm、0.100mm、0.063mm篩孔篩分所得的分級曲線。
本發明建材組合物用的纖維素醚類，即表10中編號為2-4的樣品所用纖維素醚類與所用參考樣品相比，僅在粒度上稍有差別，因而與標準物比較非常接近。
上面描述了用于制備混合物及壓出物的方法。每種情況下在2-13分鐘的試驗期內，在計算機控制下，擠壓機的各機器參數(施壓壓力、壓出物的卸下速度、預壓及螺桿擠壓的電力消耗、加壓頭及料筒的溫度、真空度)被記錄下來。與參考樣品相比，未觀察到任何一類有變化。
對壓出物的評估，集中在模壓物的可視外觀上，并測出壓出物的濕堆積密度。這一評估結果匯總于表11中。
表11壓出試驗的應用結果
1)參考樣品(=比較樣品)總的來說，根據本發明用纖維素醚類生產的壓出模制物，與比較樣品相比，獲得了明顯好的評估結果。利用根據本發明的組合物中的纖維素醚類，可獲得更好的增塑性和較少的壓出物裂紋。這表明，對用戶來說加工可靠性得到改善，當使用本發明的建材組合物時，出現第一個裂紋的時間明顯延長。
雖然前面以舉例方式對本發明作了詳細說明，但是應明確，這只不過只為說明而已，而本領域熟練技術人員在不偏離本發明權利要求限定的精神實質和范圍的情況下，可以作出種種改變。
權利要求
1．一種建材組合物，由選自微粒狀多糖和微粒狀多糖衍生物的微粒狀材料制備，其中所述微粒狀材料由包括下列工序的方法制得(a)制成一種進料組合物，包含選自多糖和多糖衍生物的成份，和以進料組合物總重量計35％～99％的水，其中所述成份是在進料組合物中已溶脹或已溶解的至少一種；(b)在磨機中以氣流與進料組合物接觸，由此將該進料組合物的水同時轉變為水蒸汽，而該進料組合物中的所述成份便轉變為固態微細顆粒狀材料；(c)從氣流中把微粒狀材料分離出來；(d)視需要可以將此微粒材料進行干燥。
2．根據權利要求1的建材組合物，其中該進料組合物含有的水以進料組合物總重量計為50％～80％；所述磨機是高轉速氣流沖擊磨；而所述氣流是過熱水蒸汽流，含有選自水蒸汽與惰性氣體、和水蒸汽與空氣的混合物，該過熱水蒸汽流的水蒸汽含量，以過熱水蒸汽流總重計占40％～99％。
3．權利要求1的建材組合物，其中該多糖衍生物選自多糖酯、多糖醚以及它們的混合物。
4．權利要求3的建材組合物，其中多糖醚選自纖維素醚、淀粉醚、瓜耳膠醚以及它們的混合物。
5．權利要求3的建材組合物，其中多糖酯選自纖維素酯、淀粉酯以及它們的混合物。
6．權利要求1的建材組合物，其中該建材組合物選自手工用或機械用的抹墻底料、磚瓦粘合劑、地板抹平組合物、嵌縫填料、灰泥、噴漿混凝土組合物、整平板、水泥或石灰/砂石壓出物、填料組合物或刷墻粉、硅酸鹽漆、礦物漆及乳膠漆。
7．權利要求1的建材組合物，其中所述微粒材料中，各自以微粒總重量計，粒度小于15μm的微粒占少于5％、粒度小于10μm的微粒占少于2％、粒度小于5μm的微粒占少于1％。
8．權利要求1的建材組合物，其中所述成份在該進料組合物中的總含量，以進料組合物總重量計為1％～65％。
9．權利要求2的建材組合物，其中所述成份在該進料組合物中的總含量，以進料組合物的總重量計占20％～50％。
全文摘要
描述一種建材組合物,由微粒狀材料制得,所述微粒狀材料選自微粒狀多糖和微粒狀多糖衍生物。此建材組合物的微粒狀材料由包括下列工序的方法制得:(a)制成一種進料組合物,包含選自多糖或多糖衍生物的成份和水;(b)在磨機中以氣流與進料組合物接觸,使所述成份轉變為固態微細顆粒狀材料;(c)從氣流中把微粒狀材料分離出來;(d)還可以將此微粒材料進行干燥。
文檔編號C09J103/02GK1314429SQ01111299
公開日2001年9月26日 申請日期2001年3月19日 優先權日2000年3月18日
發明者R·基塞韋特, H·施萊斯格, M·莫爾寧, G·韋貝爾, W·蘭格 申請人:沃爾夫瓦爾斯羅德有限公司