使用由原棉绒制得的保水剂的石膏基灰浆 |
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申请号 | CN200580013352.X | 申请日 | 2005-04-25 | 公开(公告)号 | CN1946649A | 公开(公告)日 | 2007-04-11 |
申请人 | 赫尔克里士公司; | 发明人 | 维尔弗里德·霍恩; 克里斯蒂安·莫根罗特; 迪特尔·施维策尔; | ||||
摘要 | 将由原 棉 绒制得的 纤维 素醚和至少一种添加剂的混合料使用于 石膏 基干灰浆组合物中,其中所述 纤维素 醚在石膏基干灰浆组合物中的量被显著地降低。当该石膏基干灰浆组合物与 水 混合并且施用到基底上的时候,与使用常规的类似纤维素醚时相比,该湿灰泥灰浆的保水率、抗下垂性、和施工性能是可比的或者得到了提高。 | ||||||
权利要求 | 1、一种使用于石膏基干灰浆组合物中的混合料,其包括: |
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说明书全文 | 技术领域本发明涉及一种混合料,使用于石膏基干灰浆组合物中,用来给 墙壁抹灰、填充缝或者孔洞并且将石膏板固定到墙上的。更具体地, 本发明涉及使用了由原棉绒制得的改进的纤维素醚保水剂的干石膏 基灰浆。 背景技术传统的石膏基灰浆通常是石膏(无水硫酸钙或半水合硫酸钙)和 骨料如石灰石的简单混合物。该干混合物与水混合形成灰泥。这些传 统的灰泥,自身具有差的施工性能、施用性或抹平性。从而,这些灰 泥的施用是强劳动的,尤其是在夏季月份在热的气候条件下,由于水 从灰浆中的快速蒸发或除去,导致了石膏低级的或差的施工性能以及 不充分的水合作用。 石膏基体系包括几个将灰泥施用到基底的应用。石膏手工灰泥 (GHP)是含有石膏作为矿物粘结剂并且主要用于内部使用的灰泥; 该灰泥是通过手施用到基底例如墙和天花板上的。石膏基机械灰泥 (GMP)是半水合或无水石膏的多相混合物作为矿物粘结剂的灰泥。 该灰泥主要使用于墙壁和天花板上并且是通过抹灰机施用的。石膏板 粘合剂是用来将石膏板固定到墙上的石膏基灰浆。 硬化的传统灰泥的物理特性受到其水合过程的强烈影响,并且因 此,受到了在硬化操作中从中除去水的速率的影响。在硬化反应的开 始,任何通过增加除水速率或者通过减小灰泥中水的浓度来影响这些 参数的影响,都能够引起该灰泥的物理性能的下降。石膏基灰浆所涂 覆的很多基底,例如灰质砂岩、灰渣砖、木材或圬工基底,都是多孔 的并且能够从灰泥中除去大量的水,导致了刚刚在上面所提及的难 题。 为了克服、或者缩小上面所提及的水损失问题,现有技术公开了 使用纤维素醚作为保水剂来减轻该问题。美国专利申请公开 2004/0258901 A1公开了使用优选分子量为12,000-30,000的纤维 素醚粘结剂。美国专利申请公开2003/0005861 A1公开了将用水可 再分散的聚合物粉末改性的干石膏基灰浆配制品使用于建筑工业中。 在该配制品中所使用的增稠剂是多糖例如纤维素醚。欧洲专利 0774445 B1公开了含有使用非离子纤维素醚和羧甲基纤维素的混合 物作为保水剂和增稠剂的石膏基灰泥组合物的石灰。 德国公开4,034,709 A1公开了使用原棉绒来制备纤维素醚作为 水泥基水硬性灰浆或混凝土组合物的添加剂。 纤维素醚(CE)代表重要的一类商业上重要的水溶性聚合物。这些 CE能够增加水介质的粘度。CE的增粘能力主要是由其分子量、连接 到其上的化学取代基、和聚合物链的构象特征控制的。CE被使用于 很多应用,例如,建筑、油漆、食物、个人护理品、药物、粘结剂、 洗涤剂/清洁产品、油田、造纸工业、制陶业、聚合工艺、皮革工业、 和纺织品中。 单独或结合使用的甲基纤维素(MC)、甲基羟乙基纤维素(MHEC)、 乙基羟乙基纤维素(EHEC)、甲基羟丙基纤维素(MHPC)、羟乙基纤维素 (HEC)、疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)被广泛地使用于建筑工业的 干灰浆配制品中。通过干灰浆配制品意味单独或者与骨料(例如,硅 土和/或碳酸盐沙子/粉末)和添加剂结合使用的作为无机粘结剂的 石膏、水泥、和/或石灰的混合物。 为了应用,这些干灰浆与水混合并且被作为湿材料应用。为了预 定的应用,需要在溶解于水时给出高粘度的水溶性聚合物。通过使用 MC、MHEC、MHPC、EHEC、HEC、和HMHEC或者它们的结合,获得了希 望的灰泥性能例如高保水率(并且由此得到了规定的含水量控制)。 另外,能够观察到所形成的材料改进的可使用性和令人满意的粘附 性。由于CE溶液浓度的增加导致了改进的保水能力和粘附性,为了 更加有效地操作并且更加有效地降低成本,提供高溶液粘度的高分子 量CE是合乎需要的。为了得到高溶液粘度,必须仔细地选择起始的 纤维素醚。目前,通过使用提纯的棉绒或者非常高粘度的木浆,对于 烷基羟烷基纤维素能够达到的最高2重量%含水溶液的粘度是约 70,000-80,000mPas(通过使用布鲁克菲尔德RVT粘度计在20℃和 20rpm下,使用7号桨测量的)。 在石膏基干灰浆工业中,仍然存在对于能够以经济合算的方式使 用来提高石膏基干灰浆的应用和表现性能的保水剂的需要。为了帮助 达到该结果,优选提供水性布鲁克菲尔德溶液粘度优选大于约80,000 mPas并且依然能够经济合算地用作增稠剂和/或保水剂的保水剂。 发明内容本发明涉及使用于石膏基干灰浆组合物中的混合料,其是由20- 99.9重量%量的由原棉绒制备的烷基羟烷基纤维素、羟烷基纤维素、 以及它们的混合物的纤维素醚,和0.1-80重量%量的至少一种选自 于由有机或无机增稠剂、抗下垂剂、加气剂、润湿剂、消泡剂、超塑 化剂、分散剂、钙配位剂、缓凝剂、促进剂、拒水剂、可再分散粉末、 生物聚合物、和纤维组成的组中的添加剂构成;该混合料,当以石膏 基干灰浆配制品使用并且与足量的水混合的时候,该配制品生产出能 够施用到基底上的灰泥灰浆,其中与当使用传统类似的纤维素醚相比 时,该混合料在灰泥灰浆中的量被显著地降低,而灰泥灰浆的保水率、 抗下垂性、和施工性能是可比的或者得到了提高。 本发明还涉及由石膏、细骨料材料、和至少一种由原棉绒制得的 纤维素醚的保水剂构成的干石膏基灰浆组合物。该干石膏基灰浆组合 物,当与足量的水混合的时候,生产出能够施用到基底上的灰泥灰浆, 其中与当使用传统的类似纤维素醚相比时,保水率、抗下垂性、和施 工性能得到了保持或者得到了提高。 具体实施方式已经令人惊讶地发现由原棉绒(RCL)制得的某些纤维素醚,特别 是烷基羟烷基纤维素和羟烷基纤维素,相对于由提纯的棉绒或高粘度 纸浆制得的常规的,市售的纤维素醚,具有异常高的溶液粘度。将这 些纤维素醚使用于石膏基灰浆组合物中具有几个迄今为止使用常规 的纤维素醚不可能达到的优点(即,较低的使用成本和较好的应用性 能)以及改进的性能。 根据本发明,烷基羟烷基纤维素和羟烷基纤维素的纤维素醚是由 切割的或者未经切割的原棉绒制得的。烷基羟烷基纤维素的烷基具有 1-24个碳原子并且羟烷基具有2-4个碳原子。另外,羟烷基纤维素 的羟烷基具有2-4个碳原子。这些纤维素醚对石膏基灰泥提供了意想 不到的和令人惊讶的好处。由于RCL-基CE特别高的粘度,能够在不 同的石膏基应用中观察到非常有效的应用性能。与目前使用的高粘度 市售CE相比,RCL基CE即使以较低的使用量使用,关于保水率和其 它湿灰泥性能也能够达到相似的或者提高的应用性能。 还能够证实,由RCL制备的烷基羟烷基纤维素和羟烷基纤维素如 甲基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、和疏水改性 的羟乙基纤维素给了灰泥重要的实体和改进的抗下垂性。 根据本发明,该混合料具有20-99.9重量%、优选70-99.0重 量%的纤维素醚量。 本发明的RCL基、水溶性、非离子CE特别包括(作为第一CE), 由原棉绒(RCL)制备的烷基羟烷基纤维素和羟烷基纤维素。它们的衍 生物的实例包括甲基羟甲基纤维素(MHEC)、甲基羟丙基纤维素 (MHPC)、乙基羟乙基纤维素(EHEC)、甲基乙基羟乙基纤维素(MEHEC)、 疏水改性的乙基羟乙基纤维素(HMEHEC)、羟乙基纤维素(HEC)、疏水 改性的羟乙基纤维素(HMHEC)和它们的混合物。该疏水性取代基可以 具有1-25个碳原子。根据它们的化学成分,如果可以应用,它们可 以具有每葡糖酐单元0.5-2.5的甲基或乙基取代度(DS)、约0.01-6 的羟烷基摩尔取代度(HA-MS)、约0.01-0.5的疏水性取代基的摩尔取 代度(HS-MS)。更具体地,本发明涉及这些水溶性的、非离子CE在干 灰浆石膏基应用如石膏手工灰泥、石膏基机械灰泥、接缝填料和石膏 板粘合剂中作为有效的增稠剂和/或保水剂的用途。术语“石膏基体 系”和“石膏基干灰浆粘合剂”在该申请中将可以互换地使用来包括 上面所提及的所有应用。 在实施本发明的过程中,可以将由提纯的棉绒和木浆制得的常规 CE(第二CE)与RCL基CE结合使用。由提纯的纤维素制备各种CE 在本领域中是已知的。这些第二CE可以与第一RCL-CE结合使用来实 施本发明。在该申请中,这些第二CE将被称为常规CE,这是因为它 们中的大多数都是市售的产品或者在市场和/或文献中是已知的。 第二CE的实例是甲基纤维素(MC)、甲基羟乙基纤维素(MHEC)、 甲基羟丙基纤维素(MHPC)、羟乙基纤维素(HEC)、乙基羟乙基纤维素 (EHEC)、甲基乙基羟乙基纤维素(MEHEC)、疏水改性的乙基羟乙基纤 维素(HMEHEC)、疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)、磺乙基甲基羟乙 基纤维素(SEMHEC)、磺乙基甲基羟丙基纤维素(SEMHPC)、和磺乙基羟 乙基纤维素(SEHEC)。 根据本发明,一个优选的实施方案使用水性布鲁克菲尔德溶液粘 度大于80,000mPas、优选大于90,000mPas的MHEC和MHPC,其中 该粘度是在20℃、20rpm和2重量%浓度下使用7号桨测量的。 根据本发明,该混合料具有的至少一种的添加剂的含量在0.1- 80重量%、优选0.5-30重量%之间。该至少一种添加剂的实例是 有机或无机增稠剂和/或第二保水剂、抗下垂剂、加气剂、润湿剂、 消泡剂、超塑化剂、分散剂、钙配位剂、缓凝剂、促进剂、拒水剂、 可再分散粉末、生物聚合物、和纤维。有机增稠剂的一个实例是多糖。 添加剂的其它实例是钙螯合剂、果酸、和表面活性剂。 添加剂的更具体的实例是丙烯酰胺的均聚物或共聚物。这些聚合 物的实例是丙烯酰胺-丙烯酸钠共聚物、丙烯酰胺-丙烯酸共聚物、丙 烯酰胺-丙烯酰胺基甲基丙烷磺酸钠共聚物、丙烯酰胺-丙烯酰胺基甲 基丙烷磺酸共聚物、丙烯酰胺-二烯丙基二甲基氯化铵共聚物、丙烯 酰胺-(丙烯酰氨基)丙基三甲基氯化铵共聚物、丙烯酰胺-(丙烯酰基) 乙基三甲基氯化铵共聚物、和它们的混合物。 多糖添加剂的实例是淀粉醚、淀粉、瓜尔胶、瓜尔胶衍生物、右 旋糖苷、壳多糖、脱乙酰壳多糖、木聚糖、黄原胶、文莱胶、洁冷胶、 甘露聚糖、半乳聚糖、葡聚糖、阿拉伯糖基木聚糖、藻酸盐和纤维素 纤维。 添加剂的其它具体实施例是明胶、聚乙二醇、酪蛋白、木质素磺 酸盐、萘磺酸盐、磺化三聚氰胺-甲醛缩合物、磺化萘-甲醛缩合物、 聚丙烯酸酯、聚羧酸酯醚、聚苯乙烯磺酸盐、果酸、磷酸盐、膦酸盐、 具有1-4个碳原子的有机酸的钙盐、链烷酸盐、硫酸铝、金属铝、斑 脱土、蒙脱土、海泡石、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇、以及 基于醋酸乙烯酯、马来酸酯、乙烯、苯乙烯、丁二烯、柯赫酸乙烯酯 (vinyl versatate)和丙烯酸类单体的均聚物、共聚物或三元共聚 物。 本发明的混合料可以通过本领域已知的很多种技术制备。实例包 括简单的干混、将溶液或熔融物喷雾到干材料上、共挤出、或者共磨。 根据本发明,当该混合料以干石膏基灰泥配制品使用并且与足够 量的水混合来生产灰泥灰浆的时侯,该混合料的量,以及由此所导致 的纤维素醚的量被显著地降低。混合物或纤维素醚的降低至少是5%, 优选至少10%。即使在CE中存在这样的降低,与使用常规的类似纤 维素醚时相比,该湿灰泥灰浆的保水率、抗下垂性、和施工性能也是 被提高的或者是可比的。 本发明的混合料可以直接或间接地销售给能够将这样的混合物 直接使用到它们的生产设备中的水泥基灰泥生产商。该混合料还可以 被修整来满足不同消费者的不同要求。 本发明的石膏基灰泥组合物具有含量为约0.01-1.0重量%的 CE。至少一种添加剂的量为约0.0001-10重量%。这些重量百分数是 基于该干石膏基灰泥组合物中的所有成分的总干重量。 根据本发明,该石膏基干灰浆组合物具有细骨料材料,当其存在 的时侯,其是以0.001-80重量%的量、优选10-50重量%的量存在的。 细骨料材料的实例是石英砂、白云石、石灰石、轻质骨料(例如、珍 珠岩、发泡聚苯乙烯、中空玻璃球、膨胀蛭石)。″细″意味着该骨料 材料具有至多3.0mm、优选2.0mm的粒径。 根据本发明,石膏,即,无水硫酸钙和/或半水合硫酸钙是以 20-99.95重量%的量、优选30-80重量%的量存在于石膏基干灰浆组 合物中的。 根据本发明,熟石灰,即,氢氧化钙是以0-20重量%的量、优 选0.5-5重量%的量存在于石膏基干灰浆组合物中的。 根据本发明的优选的技术方案,纤维素醚是根据2004年4月13 日提交的美国专利申请序列号No.10/822,926制备的,在此将该专利 申请并入作为参考。本发明的该技术方案的起始物料是未经提纯的堆 密度为至少8克/100ml的原棉绒纤维块。在该块中至少50重量% 的纤维具有通过了US筛网大小No.10(2mm孔)的平均长度。该未经 提纯的原棉绒块是通过获得根据AOCS(American Oil Chemists’ Society)Official Method Bb 3-47测量含有至少60%纤维素的由 第一切割、第二切割、第三切割和/或未分级的未经提纯的、天然的、 原棉绒或它们的混合物组成的松散块,并且将该松散块粉碎成其中至 少50重量%该纤维通过了US标准筛网大小No.10的长度来制备的。 该纤维素醚的衍生物是使用上述的粉碎的原棉绒纤维块作为起始材 料制备的。被切割的原棉绒块首先用碱在淤浆或者高固体工艺中以高 于9重量%的纤维素浓度处理,来形成有活性的纤维素淤浆。然后, 使活化的纤维素淤浆在足够高的温度下与醚化剂或者醚化剂的混合 物反应足够长的时间来形成该纤维素醚衍生物,然后对其进行回收。 在本领域中,为了制备本发明的各种CE,对上述工艺的改进是公知 的。 本发明的CE还可以由未经切割的原棉绒制备,该原棉绒是从生 产商那里以第一、第二、第三切割、和/或未分级的RCL大捆获得的。 包括由机械清洗原棉绒所形成的基本不含非纤维素杂质,例如田 间废弃物、碎片、种子外壳等的原棉绒也可以被用来制备本发明的纤 维素醚。包括那些涉及敲打、过筛、和空气分离技术的原棉绒机械清 洗技术对于本领域的技术人员来说是公知的。结合使用机械敲打技术 和空气分离技术,采用纤维与碎片之间的密度差异将纤维从碎片中分 离出来。经过机械清洗的原棉绒和“未经改变过的”原棉绒的混合物 也可以用来制备本发明的纤维素醚。 当与用常规的纤维素醚作为保水剂所制备的灰泥相比时,本发明 的灰泥提供了改进的保水率、抗下垂性、和施工性能,这些是在该领 域中用来表征石膏灰泥的性能而被广泛应用的重要参数。 根据欧洲标准EN1015-8,保水率和/或水分保持是“新水硬性 灰浆在暴露于基底吸收时保持其混合水的能力”。其可以根据欧洲标 准EN 459-2测定。 “抗下垂性”是垂直施用新灰浆来保持其在墙上的位置的能力, 即,好的抗下垂性防止了新灰浆滑落下来。对于石膏基灰泥,其通常 是由负责的工匠主观定级的。 根据欧洲标准EN1015-9,施工性能是“灰浆表现出它的适用性 的应用性能的总和”。其包括参数如被研究灰泥的粘着性和光亮度, 这通常是由工匠主观定级的(参见实施例)。 典型的石膏基干灰浆可以包含下面成分中的一些或者全部: 表A:砖瓦水泥的典型的现有技术成分 成分 典型用量 实例 石膏 20-99.95% 无水硫酸钙(CaSO4);半水合硫酸钙 (CaSO4·0.5H2O) 熟石灰 0-10% 骨料 0-70% 石英砂、白云石、石灰石、轻质骨料(例如、 珍珠岩、发泡聚苯乙烯、中空玻璃球、膨胀蛭 石)、橡胶碎屑、飞灰 喷洒的干的树脂 0-20% 基于醋酸乙烯酯、马来酸酯、乙烯、苯乙烯、 丁二烯、柯赫酸酯、和/或丙烯酸类单体的均 聚物、共聚物、或三元共聚物 缓凝剂 0-2% 果酸、硫酸盐、膦酸盐、N-聚氧亚甲基氨基酸 的Ca盐 纤维 0-2% 纤维素纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维 纤维素醚 0.05-2% 甲基纤维素(MC)、甲基羟乙基纤维素(MHEC)、 甲基羟丙基纤维素(MHPC)、乙基羟乙基纤维素 (EHEC)、羟乙基纤维素(HEC)、疏水改性的羟 乙基纤维素(HMHEC) 其它添加剂 0-2% 聚丙烯酰胺、淀粉醚、淀粉、加气剂 通过下面的实施例对本发明进行了进一步描述。除非另有标注, 份数和百分数是按重量计算的。 实施例1 实施例1和3显示了相对于类似的市售聚合物,本发明的聚合物 的一些化学和物理性能。 取代的确定 在150℃下,用氢碘酸对纤维素醚进行改进的Zeisel醚裂解。 用气相色谱定量地确定所形成的挥发性反应产物。 粘度的确定 水性纤维素醚溶液的粘度是对浓度为1重量%和2重量%的溶液确 定的。当确定了纤维素醚溶液的粘度时,以干基计算使用相应的甲基 羟烷基纤维素,即,通过较高量的重量补偿了湿气百分率。目前可以 得到的市售的基于提纯的棉绒或高粘度木浆的甲基羟烷基纤维素具 有最值大约为70,000-80,000mPas(使用布鲁克菲尔德RVT粘度 计在20℃和20rpm下,使用7号桨测定的)的2重量%水溶液粘度。 为了确定该粘度,使用了布鲁克菲尔德RVT旋转粘度计。对2重 量%水溶液的所有测量都是在20℃和20rpm下,使用7号桨测定的。 湿度的确定 试样的湿气含量是使用市售的湿度天平在105℃下确定的。湿气 含量是重量损失和起始重量的商,并且是以百分数表示的。 表面张力的确定 该水性纤维素溶液的表面张力是在20℃下并且以0.1重量%的浓 度使用Krüss数字张力计K10测量的。为了确定表面张力,使用了 所谓的″威廉米悬片法(Wilhelmy Plate Method)″,其中将薄片降低 到液体的表面并且测量集中到该片上的向下的力。 表1:分析数据 试样 甲氧基/ 羟乙氧基 或者羟丙 氧基 干基粘度 湿度 表面张力 [%] 2重量% [mPas] 1重量% [mPas] [%] [mN/m] RCL-MHPC 26.6/2.9 95400 17450 2.33 35 MHPC 65000 (对照) 27.1/3.9 59800 7300 4.68 48 RCL-MHEC 23.3/8.4 97000 21300 2.01 43 MHEC 75000 (对照) 22.6/8.2 67600 9050 2.49 53 *在20℃的0.1wt-%水溶液 表1显示了衍生自RCL的甲基羟乙基纤维素和甲基羟丙基纤维素 的分析数据。这些结果清楚地表明这些产品比目前市售的高粘度类型 具有显著较高的粘度。在2重量%浓度,发现粘度为约100,000mPas。 由于它们特别高的值,对1重量%水溶液粘度的测量更加可靠并且更 加容易。在该浓度时,市售的甲基羟乙基纤维素和甲基羟丙基纤维素 表现出在7300-约9000mPas范围内的粘度(参见表1)。基于原棉 绒的产品的测定值显著高于市售材料。此外,表1中所示的数据清楚 表明基于原棉绒的纤维素醚具有比对照试样低的表面张力。 实施例2 取代的确定 在150℃下,用氢碘酸对纤维素醚进行改进的Zeisel醚裂解。 用气相色谱定量地确定所形成的挥发性反应产物。 粘度的确定 水性纤维素醚溶液的粘度是对浓度为1重量%的溶液确定的。当 确定了纤维素醚溶液的粘度时,相应的羟乙基纤维素是以干基计算使 用的,即,通过较高量的重量补偿了湿气百分率。 为了确定该粘度,使用了布鲁克菲尔德LVF旋转粘度计。所有 的测量都是在25℃和30rpm下,使用4号桨测定的。 由提纯的以及原棉绒制得的羟乙基纤维素是在Hercules’试验装 置反应器中制备的。如在表2中所示的那样,RCL基HEC和由提纯的 棉绒制得的HEC试样具有大约相同的羟乙氧基含量。但是基于RCL的 HEC的溶液粘度比提纯的棉绒基HEC的溶液粘度高出约23%。 表2:HEC试样的分析数据 羟乙氧基 (%) 1重量% [mPas] 提纯的棉绒HEC 58.7 3670 RCL-HEC 57.1 4530 实施例3 取代的确定 在150℃下,用氢碘酸对纤维素醚进行改进的Zeisel醚裂解。 用气相色谱定量地确定所形成的挥发性反应产物。 粘度的确定 水性纤维素醚溶液的粘度是对浓度为1或2重量%的溶液确定的。 当确定了纤维素醚溶液的粘度时,相应的疏水改性的羟乙基纤维素是 以干基计算使用的,即,通过较高量的重量补偿了湿气百分率。 为了确定该粘度,使用了布鲁克菲尔德LVF旋转粘度计。所有 的测量都是在25℃和30rpm下,分别使用3号和4号桨测定的。 疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)是通过将正丁基缩水甘油醚 (n-BGE)接枝到HEC上制备的。如在表3中所示的那样,两个试样 具有大约相同的取代参数。但是RCL基HMHEC的粘度显著高于经提纯 的棉绒基HMHEC的粘度。 表3:HMHEC试样的分析数据 粘度 [mPas] HE-MS n-BGE(正丁基 缩水甘油醚) MS 湿度 [%] 1% 2% RCL-HMHEC 1560 15800 2.74 0.06 2.8 提纯的棉绒HMHEC 700 9400 2.82 0.09 1.3 实施例4 所有的测试都是在包括57.4重量%β-半水合硫酸钙、30.0重量 %高度煅烧的石膏(无水石膏)、10.0重量%碳酸钙(粒径0.1-1.0 mm)、0.5重量%熟石灰、0.1重量%酒石酸和2.0重量%珍珠岩(粒 径大小为:直径0.001-1.0mm)的石膏机械灰泥基础混合物中进行 的。 对于质量评估,进行了各种测试方法。为了对不同的试样具有更 好的对比,所有实验的水分比是相同的。 展开值的确定 展开值是根据欧洲标准EN 13279-2条款4.3.3.(震动平台方法) 确定的。将60mm高并且最大直径为100mm的锥形物放在震动平台上 并且将其用湿灰浆填满。在替换了锥形物之后,震动该材料。展开值 是在15次震动之后石膏材料的直径。 保水率的确定 根据欧洲标准EN 13279-2混合该湿灰浆。将水因子固定在经验 确立的并且适合于灰泥的典型展开值的范围内。该保水率是根据欧洲 标准EN 459-2测定的。 与作为对照试样的市售高粘度MHEC和MHPC(来自Hercules)相 比,在石膏机械灰泥基础混合物中测试由RCL制得的甲基羟乙基纤维 素(MHEC)和甲基羟丙基纤维素(MHPC)。结果显示于表4和5中。 表4:不同MHEC在石膏机械灰泥(GMP)应用中的测试 (23℃/50%相对空气湿度) MHEC 75000 MHEC 75000 RCL-MHEC GMP基础混合物 基于基础混合物 的剂量[%] 0.23 0.20 0.20 水因子* 0.62 0.62 0.62 保水率[%] 96.6 96.2 98.3 展开值[mm] 166 168 163 抗下垂性 (主观定级) *** **+ *** 粘着性 (主观定级) **+ *** **+ 光亮度 (主观定级) **+ *** *** *相应于1*;+相应于1/2*;*越多则相应的性能越好 **水因子:所使用的水的量除以所使用的干灰浆的量,100g干灰浆上62g水 导致0.62的水因子 n.d.=没有被确定的 表5:不同MHPC在石膏机械灰泥(GMP)应用中的测试 (23℃/50%相对空气湿度) MHPC 65000 MHPC 65000 RCL-MHPC GMP基础混合物 基于基础混合物 的CE剂量[%] 0.23 0.20 0.20 水因子 0.62 0.62 0.62 保水率[%] 98.5 98.1 98.4 展开值[mm] 154 170 154 抗下垂性(主观定级) *** * *** 粘着性(主观定级) *** *** *** 光亮度(主观定级) * ** * *相应于1*;+相应于1/2*;*越多则相应的性能越好 n.d.=没有被确定的 表5和6清楚地表明RCL基产品比目前使用的高粘度MHEC或MHPC 更加有效。当与相应的对照试样相比,以13%降低的加入量使用 RCL-MHEC或RCL-MHPC的时侯,所形成的石膏灰泥在RCL-MHPC的情 况下具有相似的保水率,在RCL-MHEC的情况下具有更好的保水率。 其它湿灰浆性能是可比的。当对照样和RCL-产品都是以降低的加入 量测试的时候,所形成的含有RCL-CE的灰泥表现出改进的保水率以 及较低的展开值。其它性能是相似的。 实施例5 使用了与在实施例4中相同的石膏机械灰泥(GMP)基础混合物 以及展开值和保水率的测定方法。 使由RCL制得的甲基羟乙基纤维素(MHEC)和甲基羟丙基纤维素 (MHPC)与聚丙烯酰胺(PAA;分子量:8-15百万g/mol;密度:700± 50g/dm3;阴离子电荷:0-20重量%)混合并且在石膏机械灰泥基础混 合物中测试,以相应地改性了的高粘度市售MHPC作为对照试样进行 试验。结果显示于表6和7中。 表6:不同的改性MHEC在石膏机械灰泥(GMP)应用中的测试 (23℃/50%相对空气湿度) MHEC 75000+3%PAA MHEC 75000+3%PAA RCL-MHEC+3%PAA GMP基础混合物 基于基础混合物 的剂量[%] 0.23 0.20 0.20 水因子 0.70 0.70 0.70 保水率[%] 95.0 93.6 96.0 展开值[mm] 165 164 160 抗下垂性 (主观定级) ***+ ***+ **** 粘着性 (主观定级) *** *** *** 光亮度 (主观定级) *** ***+ *** *相应于1*;+相应于1/2*;;*越多则相应的性能越好 n.d.=没有被确定的 表7:不同的改性MHPC在石膏机械灰泥(GMP)应用中的测试 (23℃/50%相对空气湿度) MHPC65000+3%PAA MHPC 65000+3%PAA RCL-MHPC+3%PAA GMP基础混合物 基于基础混合物 的剂量[%] 0.23 0.20 0.20 水因子 0.70 0.70 0.70 保水率[%] 92.9 91.9 96.4 展开值[mm] 160 161 163 抗下垂性 (主观定级) **** *** *** 粘着性 (主观定级) ***+ ***+ *** 光亮度 (主观定级) *+ *+ *+ *相应于1*;+相应于1/2*;;*越多则相应的性能越好 n.d.=没有被确定的 表6和7中的结果表明PAA改性的RCL-MHEC或RCL-MHPC比用 PAA改性的目前使用的高粘度MHEC或MHPC(对照试样)更加有效。 尽管它们的剂量较低,PAA改性的RCL-CE在所形成的GMP中导致了 比使用对照物所形成的值更高的保水率值。此外,改性的RCL-MHEC 显示了比其对照物(MHEC75000)略微强的增稠效果,这反应在较低 的展开值上。对于其它湿灰浆性能,注意到对照物和相应的RCL-CE 之间没有显著的差异。 实施例6 使用了与在实施例4中相同的石膏机械灰泥(GMP)基础混合物 以及展开值和保水率的测定方法。 使由RCL制得的甲基羟乙基纤维素(MHEC)和甲基羟丙基纤维素 (MHPC)与羟丙基淀粉(HPS;羟丙基含量:10-35重量%;堆密度: 350-5509/dm3;填塞的湿气含量:最大8%;粒径(Alpine气筛):在 0.4mm的筛子上最大20%的残留量;溶液粘度(在10重量%, Brookfield RVT,20rpm,20℃)1500-3000mPas)混合并且在石膏 机械灰泥基础混合物中测试,以相应地改性了的高粘度市售MHEC 和MHPC(来自Hercules)作为对照试样进行试验。结果显示于表8 和9中。 表8:不同的改性MHEC在石膏机械灰泥(GMP)应用中的测试 (23℃/50%相对空气湿度) MHEC 75000+15% HPS(羟丙基淀粉) MHEC75000+ 15%HPS RCL-MHEC+15% HPS GMP基础混合物 基于基础混合物 的剂量[%] 0.265 0.23 0.23 水因子 0.65 0.65 0.65 保水率[%] 97.5 96.3 98.5 展开值[mm] 160 162 160 抗下垂性(主观定级) **** *** *** 粘着性(主观定级) *** *** *** 光亮度(主观定级) *** **** **** *相应于1*;+相应于1/2*;*越多则相应的性能越好 表9:不同的改性MHPC在石膏机械灰泥(GMP)应用中的测试 (23℃/50%相对空气湿度) MHPC 65000+15% HPS MHPC 65000+15% HPS RCL-MHPC+15% HPS GMP基础混合物 基于基础混合物的剂量[%] 0.265 0.23 0.23 水因子 0.65 0.65 0.65 保水率[%] 97.2 96.1 97.4 展开值[mm] 162 164 164 抗下垂性(主观定级) ***+ *** *** 粘着性(主观定级) ** *** ** 光亮度(主观定级) ** **+ ** *相应于1*;+相应于1/2*;*越多则相应的性能越好 n.d.=没有被确定的 表6和7中的结果表明HPS改性的RCL-MHEC或RCL-MHPC比目前 使用的高粘度HPS改性的对照试样更加有效。尽管它们的剂量较低, HPS改性的RCL-CE的加入,导致了所形成的GMP与使用对照试样所 形成的GPM至少相同的保水值。对于其它湿灰浆性能,注意到对照试 样和相应的RCL-CE之间没有显著的差异。 实施例7 使用了与在实施例4中相同的石膏机械灰泥(GMP)基础混合物 以及展开值和保水率的测定方法。 在石膏机械灰泥基础混合物中对由RCL制得的羟乙基纤维素 (HEC)和疏水改性的羟乙基纤维素(HMHEC)进行测试,与分别由提纯的 棉绒制备的高粘度HEC和HMHEC相对照。结果显示于表10和11 中。 表10:不同的HEC在石膏机械灰泥(GMP)应用中的测试 (23℃/50%相对空气湿度) HEC HEC RCL-HEC GMP基础混合物 基于基础混合物的剂量[%] 0.23 0.20 0.20 水因子 0.60 0.60 0.60 保水率[%] 97.7 97.4 98.1 展开值[mm] 152 158 152 抗下垂性(主观定级) ** ** ** 粘着性(主观定级) **** **** **** 光亮度(主观定级) ** *** ** *相应于1*;+相应于1/2*;;*越多则相应的性能越好 n.d.=没有被确定的 表11:不同的HMHEC在石膏机械灰泥(GMP)应用中的测试 (23℃/50%相对空气湿度) HMHEC HMHEC RCL-HMHEC GMP基础混合物 基于基础混合物的剂量[%] 0.23 0.20 0.20 水因子 0.62 0.62 0.62 熟化时间)1 96.5 90.7 97.5 展开值[mm] 152 170 152 抗下垂性(主观定级) ** * ** 粘着性(主观定级) *** *** *** 光亮度(主观定级) ** ** ** *相应于1*;+相应于1/2*;*越多则相应的性能越好 n.d.=没有被确定的 1由于所有被测试HMHEC较低的溶解性能,使使灰浆试样混合,熟化5分钟,并 且在确定保水率之前再次混合15秒 结果显示,与它们的对照样相比,RCL-HEC和RCL-HMHEC都可以 以13%的降低剂量使用,同时所形成的灰泥显示了轻微改进的保水 率和类似的其它湿灰泥性能。当将对照样的加入量也降低13%的时 侯,与含RCL-CE的灰泥相比,观察到了在保水率和增稠性(较高的 展开值)上具有较差的应用性能。 实施例8 使用了与在实施例4中相同的石膏机械灰泥(GMP)基础混合物 以及展开值和保水率的测定方法。 使由RCL制得的羟乙基纤维素(HEC)和疏水改性的羟乙基纤维素 (HMHEC)与聚丙烯酰胺(PAA;分子量:8-15百万g/mol;密度:700± 50g/dm;阴离子电荷:0-20重量%)掺合并且与分别由提纯的棉绒制 得的改性HEC和HMHEC对照试样相比,在石膏机械灰泥基础混合物中 进行测试。结果显示于表12和13中。 表12:不同的改性HEC在石膏机械灰泥(GMP)应用中的测试 (23℃/50%相对空气湿度) HEC+3%PAA HEC+3%PAA RCL-HEC+3% PAA GMP基础混合物 基于基础混合物的剂量[%] 0.23 0.20 0.20 水因子 0.70 0.70 0.70 保水率[%] 93.9 91.1 93.6 展开值[mm] 162 164 168 抗下垂性(主观定级) *** **+ ** 粘着性(主观定级) *** **+ *** 光亮度(主观定级) ** ** *** *相应于1*;+相应于1/2*;;*越多则相应的性能越好 n.d.=没有被确定的 表13:不同的改性HMHEC在石膏机械灰泥(GMP)应用中的测试 (23℃/50%相对空气湿度) HMHEC+3%PAA HMHEC+3%PAA RCL-HMHEC+3% PAA GMP基础混合物 基于基础混合物 的剂量[%] 0.23 0.20 0.20 水因子 0.70 0.70 0.70 保水率[%] (5分钟熟化 时间之后) 89.3 87.2 89.1 展开值[mm] 161 161 163 抗下垂性 (主观定级) **** **** ***+ 粘着性 (主观定级) **** ***+ **** 光亮度 (主观定级) ** ** ** *相应于1*;+相应于1/2*;*越多则相应的性能越好 n.d.=没有被确定的 结果显示,与它们的对照样相比,RCL-HEC和RCL-HMHEC都可以 以13%的降低剂量使用,同时依然显示了大约相同的湿灰浆性能。 与作为对照样的改性的“正常”HEC相比,唯一显著的差异是改性的 RCL-HEC表现出较高的展开值。当将对照样的加入量也降低13%的时 侯,与含RCL-CE的灰泥相比,观察到了在保水率上具有较差的应用 性能。 实施例9 所有的测试都是在由80重量%β-半水合硫酸钙和20.0重量% 碳酸钙(粒径<0.2mm)的接缝填料基础混合物中进行的。 为了进行质量评价,进行了各种测试方法。为了使不同的试样具 有更好的对比,所有实验的水分比都是相同的。 展开值和保水率 对于展开值和保水率的确定,使用了与实施例4中相同的程序。 在接缝填料应用中测试了不同种类的基于RCL或高粘度纤维素型 的纤维素醚。由于已经在实施例4-8中所证实的效果,以降低的剂量 水平(0.51重量%)测量了所有的RCL基CE的应用性能,并且使它 们与以“正常的”(0.60重量%)加入量加入的相应的对照试样进行 比较。 表14:不同的CE在接缝填料(JF)应用中的测试 (23℃/50%相对空气湿度) JF-基础混合物+0.1% 柠檬酸+0.03%PAA* +一种以下的CE 水因子 CE-剂量 [%] 保水率 [%] 展开值 [mm] MHEC 75000 0.7 0.60 99.5 152 RCL-MHEC 0.7 0.51 99.3 154 MHPC 65000 0.7 0.60 99.7 165 RCL-MHPC 0.7 0.51 99.7 160 由提纯的棉绒制得的HEC 0.7 0.60 99.3 170 RCL-HEC 0.7 0.51 99.2 165 由提纯的棉绒制得的HEC 0.7 0.60 99.5* 170 RCL-HMHEC 0.7 0.51 99.5* 165 n.d.=没有被确定的 *在另外的5分钟熟化时间之后测量的保水率 **参见实施例5 虽然所有的RCL-CE都是在降低了15%的剂量水平下测试的,然 而,它们显示了相似的保水值,但是比相应的对照试样更强的增稠效 果(较低的展开值)。 实施例10 所有的测试都是在由80重量%β-半水合硫酸钙和15.0重量% 粒径至多为0.1mm的β-碳酸钙、以及5.0重量%粒径为0.1-0.5mm 的石灰石构成的石膏板粘结剂(GBA)中进行的。 为了进行质量评价,进行了各种测试方法。为了使不同的试样具 有更好的对比,所有实验的水分比都是相同的。 展开值和保水率 对于展开值和保水率的确定,使用了与实施例4中相同的程序。 在石膏板应用中测试了不同种类的基于RCL或高粘度纤维素型纤 维素醚。由于已经在实施例4-8中所证实的效果,以降低的剂量水平 (0.51%)测量了所有的RCL基CE的应用性能,并且使它们与以“正 常的”(0.60重量%)加入量加入的相应的对照试样进行比较。 表15:不同的CE在石膏板粘结剂(GBA)应用中的测试 (23℃/50%相对空气湿度) GBA-基础混合物+0.1% 柠檬酸+0.03%PAA* +一种以下的CE 水因子 CE-剂量 [%] 保水率 [%] 展开值 [mm] MHEC 75000 0.7 0.60 99.5 153 RCL-MHEC 0.7 0.51 99.4 148 MHPC 65000 0.7 0.60 99.6 145 RCL-MHPC 0.7 0.51 99.6 145 由提纯的棉绒制得的HEC 0.7 0.60 99.5 155 RCL-HEC 0.7 0.51 99.6 153 由提纯的棉绒制得的HEC 0.7 0.60 99.4* 150 RCL-hmHEC 0.7 0.51 99.3* 150 n.d.=没有被确定的 *在另外的5分钟熟化时间之后测量的保水率 **参见实施例5 尽管所有的RCL-MHPC、RCL-HEC和RCL-HMHEC都是在降低了15 %的剂量水平下测试的,它们显示了与相应的对照纤维素醚试样相似 的应用性能。当与对照物MHEC 75000相比较的时候,RCL-MHEC的加 入导致了所形成的GBA较强的增稠性,而保水率、密度和空气含量是 相同的。 虽然本发明是参照优选的技术方案描述的,但是应该理解,不偏 离所要求的发明的精神和范围,可以对它的形式和细节进行改变和修 改。这样的改变和修改被认为在所附的权利要求书的权限和范围内。 本申请要求2004年4月27日提交的美国临时申请第60/565,643 号的权益。 |