杂化泡沫
阅读：776发布：2020-05-08
专利汇可以提供杂化泡沫专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及杂化 泡沫 ，一种制备杂化泡沫的方法和通过该方法可获得的杂化泡沫，以及该杂化泡沫用于粘合、填充和/或保温的用途。，下面是杂化泡沫专利的具体信息内容。
1.杂化泡沫，包含：
·至少一种无机粘合剂；
·至少一种包含单体单元的聚合物，所述单体单元衍生自至少一种烯键式不饱和单体或衍生自多异氰酸酯与多元醇和/或多胺的结合物；
·至少一种表面活性物质；
·至少一种增稠剂；
·任选地至少一种其他添加剂；和
·水。
2.根据权利要求1所述的杂化泡沫，其中所述无机粘合剂为水泥、熟石灰、石膏或其混合物。
3.根据权利要求1或2所述的杂化泡沫，其中所述至少一种聚合物选自(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丙烯酸2-乙基己酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸正丁酯共聚物、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，且优选为苯乙烯-丙烯酸酯共聚物。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的杂化泡沫，其中所述至少一种表面活性物质选自C8-C18-烷基硫酸盐、C8-C18-烷基醚硫酸盐、C8-C18-烷基磺酸盐、C8-C18-烷基苯磺酸盐、C8-C18-α-烯烃磺酸盐、C8-C18-磺基琥珀酸酯、α-磺基-C8-C18-脂肪酸二盐、C8-C18-脂肪酸盐、C8-C18-脂肪醇乙氧基化物、环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物、C8-C18-烷基聚葡糖苷、蛋白质及其混合物。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的杂化泡沫，其中所述至少一种增稠剂选自纤维素醚、淀粉醚和聚丙烯酰胺，且优选为纤维素醚。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的杂化泡沫，其中所述任选的至少一种添加剂选自pH调节剂、填料、促进剂、缓凝剂、流变改性剂、高效减水剂、表面活性剂、疏水剂及其混合物。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的杂化泡沫，其中所述无机粘合剂的量为10重量％至98重量％，优选为25重量％至75重量％，基于杂化泡沫的总重量计，且所述至少一种聚合物的量为1重量％至25重量％，优选1重量％至15重量％，基于杂化泡沫的总重量计。
8.一种制备杂化泡沫的方法，包含：
(1)制备混合物，所述混合物包含：
·至少一种无机粘合剂；
·至少一种包含单体单元的聚合物，所述单体单元衍生自至少一种烯键式不饱和单体或衍生自二异氰酸酯与二元醇和/或二胺的结合物；
·任选地至少一种添加剂；和
·水。
(2)将步骤(1)中获得的混合物与包含水和至少一种表面活性物质的含水泡沫进行混合；和
(3)任选地使步骤(2)中获得的杂化泡沫固化。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述无机粘合剂为水泥、熟石灰、石膏或其混合物。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中所述至少一种聚合物选自(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丙烯酸2-乙基己酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸正丁酯共聚物、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，且优选为苯乙烯-丙烯酸酯共聚物。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中所述至少一种表面活性物质选自C8-C18-烷基硫酸盐、C8-C18-烷基醚硫酸盐、C8-C18-烷基磺酸盐、C8-C18-烷基苯磺酸盐、C8-C18-α-烯烃磺酸盐、C8-C18-磺基琥珀酸盐、α-磺基-C8-C18-脂肪酸二盐、C8-C18-脂肪酸盐、C8-C18-脂肪醇乙氧基化物、环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物、C8-C18-烷基聚葡糖苷、蛋白质及其混合物。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中所述含水泡沫还包含增稠剂。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述至少一种增稠剂选自纤维素醚、淀粉醚和聚丙烯酰胺，且优选为纤维素醚。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的方法，其中所述任选的至少一种添加剂选自pH调节剂、填料、促进剂、缓凝剂、流变改性剂、高效减水剂、表面活性剂、疏水剂及其混合物。
15.根据权利要求8至14中任一项所述的方法之一可获得的杂化泡沫。
16.根据权利要求1至7或15中任一项所述的杂化泡沫用于粘合、填充和/或保温的用途。
杂化泡沫
[0001] 本发明涉及杂化泡沫、一种制备杂化泡沫的方法和通过该方法可获得的杂化泡沫，以及本发明的杂化泡沫用于粘合、填充和/或保温的用途。
[0002] 水泥泡沫(cementitious foam)在建筑工业中具有许多应用，例如作为保温材料。
[0004] WO 01/70647记载了一种制备水硬性粘合剂泡沫的方法。一种含水泡沫由水和泡沫前体制备，其中该泡沫前体包含可溶于水、可与水混溶或可分散于水中的亲水性聚合物，优选聚乙烯醇。将该含水泡沫与呈细分散的干燥颗粒形式的水硬性粘合剂混合以制备水硬性粘合剂泡沫。然后可以将水硬性粘合剂泡沫模制成所需的形状，并将水硬性粘合剂固化而得到成品。
[0005] US 4,137,198记载了可用作建筑材料的聚合物-无机杂化泡沫，其包含连续的塑性相或非膨胀聚合物的基底结构，例如聚乙酸乙烯酯、乙烯基-丙烯酸共聚物或沥青(asphalt)或油砂沥青(bitumen pitch)，其中无机相的颗粒如波兰特(Portland)水泥颗粒分布于其中，其中该无机相基本上不含沙子、石头或骨料。
[0006] US 6,586,483涉及包含表面改性的纳米颗粒的发泡组合物。
[0008] Guochen Sang等人记载了用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物改性的水泥泡沫。
[0009] 然而，现有技术记载的泡沫粘合剂不能提供如何在改善强度和粘合性能的同时降低水泥泡沫的脆性的解决方案。
[0010] 因此，本发明的目的是制备具有低脆性和改善的强度和粘合性能的杂化泡沫。
[0011] 该目的通过本发明的杂化泡沫实现，该杂化泡沫包含：
[0012] ·至少一种无机粘合剂；
[0014] ·至少一种表面活性物质；
[0015] ·至少一种增稠剂；
[0016] ·任选地至少一种其他添加剂；和
[0017] ·水。
[0018] 现已出人意料地发现，除至少一种无机粘合剂外还包含至少一种下述聚合物以及至少一种表面活性物质的杂化泡沫表现出降低的脆性和改善的强度和粘合性能，所述聚合物包含衍生自至少一种烯键式不饱和单体的单体单元或衍生自多异氰酸酯与多元醇和/或多胺的结合物的单体单元。现认为，杂化泡沫中的聚合物部分是脆性降低的原因。进一步认为，杂化泡沫中的至少一种聚合物可以吸收能量并因此获得更高的强度，例如更高的冲击强度。杂化泡沫中存在的至少一种增稠剂(例如纤维素醚)使得水的粘度增加，并因此使得砂浆混合物的粘度增加。另外，增稠剂可减缓泡沫砂浆的排水，并改善系统中的保水性。增稠剂的添加原则上使得稳定性增加。
[0019] 本发明还涉及一种制备杂化泡沫的方法。该方法包含首先制备混合物，该混合物包含至少一种无机粘合剂、至少一种包含衍生自至少一种烯键式不饱和单体的单体单元或衍生自多异氰酸酯与多元醇和/或多胺的结合物的单体单元的聚合物，以及水。随后将该混合物与包含水和表面活性物质的含水泡沫混合而获得本发明的杂化泡沫。然后任选地使所获得的杂化泡沫固化。现认为，首先将包含粘合剂、聚合物和水的混合物装料并随后与含水泡沫混合(拌入)，可得到特别均匀的杂化泡沫。这确保了在整个杂化泡沫中均匀地产生改善的性能，即降低的脆性和改善的强度和粘合性能。此外，泡沫的拌入确保了在适当调配的剪切速率下，所述泡沫可以非破坏性地和均匀地引入到包含粘合剂、聚合物和水的初始装料混合物中。
[0020] 本发明还涉及通过本发明的方法可获得的杂化泡沫。由于该方法获得的结构特性以及由于其成分，该杂化泡沫的特征为低的脆性和改善的强度和粘合性能。通过本发明的方法获得的杂化泡沫还优选与增稠剂混合以进一步改善杂化泡沫的强度性能。
[0021] 本发明还涉及本发明的杂化泡沫用于粘合、填充和/或保温的用途。
[0022] 下文更具体地描述本发明。在此定义以下术语。
[0023] 除非另有说明，术语“重量％”(也称为质量分数)表示基于所有组分的测得重量总和计各组分的百分比。除非另有说明，术语“体积％”表示基于所有组分的测得体积总和计各组分的百分比。另外，组合物中所有指定和未指定组分的百分比的总和始终为100％。
[0024] 术语“包含”应理解为意指不仅可以存在具体提及的特征，而且还可以存在没有具体提及的特征。术语“由......组成”应理解为意指仅存在具体提及的特征。
[0025] 下文阐明了本发明的优选实施方案。优选的实施方案既为单独优选的，又为彼此结合优选的。
[0026] 如上所述，本发明涉及杂化泡沫，其包含：
[0027] ·至少一种无机粘合剂；
[0028] ·至少一种包含单体单元的聚合物，所述单体单元衍生自至少一种烯键式不饱和单体或衍生自多异氰酸酯与多元醇和/或多胺的结合物；
[0029] ·至少一种表面活性物质；
[0030] ·至少一种增稠剂；
[0031] ·任选地至少一种其他添加剂；和
[0032] ·水。
[0033] 在另一个实施方案中，杂化泡沫包含：
[0034] ·至少一种无机粘合剂；
[0035] ·至少一种苯乙烯-丙烯酸酯共聚物；
[0036] ·至少一种表面活性物质；
[0037] ·至少一种增稠剂；
[0038] ·任选地至少一种其他添加剂；和
[0039] ·水。
[0040] 已出乎意料地发现，通过使用苯乙烯-丙烯酸酯共聚物可以实现特别好的拉伸粘结强度值。
[0041] 在另一个实施方案中，杂化泡沫包含：
[0042] ·至少一种无机粘合剂；
[0043] ·至少一种包含单体单元的聚合物，所述单体单元衍生自至少一种烯键式不饱和单体或衍生自多异氰酸酯与多元醇和/或多胺的结合物；
[0044] ·至少一种表面活性物质；
[0045] ·至少一种纤维素醚；
[0046] ·任选地至少一种其他添加剂；和
[0047] ·水。
[0048] 就抗压强度而言，使用纤维素醚是有利的。
[0049] 在另一个实施方案中，杂化泡沫包含：
[0050] ·至少一种无机粘合剂；
[0051] ·至少一种苯乙烯-丙烯酸酯共聚物；
[0052] ·至少一种表面活性物质；
[0053] ·至少一种纤维素醚；
[0054] ·任选地至少一种其他添加剂；和
[0055] ·水。
[0056] 根据本发明，杂化泡沫应理解为意指不仅包含至少一种无机粘合剂，还包含至少一种聚合物的泡沫。
[0057] 本发明的杂化泡沫为两相或三相体系，其中一相为气态，一相为固体和任选地一相为液体。气相为细小气泡的形式，这些细小气泡被由液相和固相获得的孔壁分隔。孔壁在边缘相遇，边缘又在节点相遇，因此形成支架。杂化泡沫中气相的含量可为20体积％至99体积％或20体积％至98体积％，优选为50体积％至98体积％。液相优选为水相，因此杂化泡沫通常还包含水。然而，固化后水呈水合物的形式，即已被无机粘合剂结合。在干燥步骤之后优选不再存在残余的水，使得固化的杂化泡沫优选仅保留气相和固相，然后其中该固相形成上述孔壁。本发明的杂化泡沫的固相包含至少一种无机粘合剂和至少一种聚合物，该聚合物包含衍生自至少一种烯键式不饱和单体的单体单元或衍生自多异氰酸酯与多元醇和/或多胺的结合物的单体单元。通常在干燥步骤之后获得的固体/固化的杂化泡沫可以是开孔泡沫或闭孔泡沫。在闭孔泡沫的情况中，气体被孔壁完全包围。对于相同的密度而言，闭孔泡沫通常比开孔泡沫更坚固。因此闭孔泡沫由于其改善的机械稳定性而成为优选的。
[0060] 气相也可以通过物理或化学发泡引入泡沫中，其中物理或化学发泡方法适于释放气体。优选使用与水和/或酸反应释放气体或分解释放气体的发泡剂。发泡剂的非限制性实例为过氧化物，如过氧化氢，过氧化二苯甲酰、过氧苯甲酸、过氧乙酸、碱金属过氧化物、高氯酸、过氧单磺酸、过氧化二异丙苯或过氧化羟基异丙苯；异氰酸酯；优选与酸如无机酸结合使用的碳酸盐和碳酸氢盐，如CaCO3、Na2CO3和NaHCO3；金属粉末如铝粉；叠氮化物如甲基叠氮化物；酰肼如对甲苯磺酰肼；或肼。
[0061] 发泡剂发泡可以通过使用催化剂来促进。合适的催化剂优选包含Mn2+-、Mn4+-、Mn7+-或Fe3+阳离子。或者，也可以使用过氧化氢酶作为催化剂。合适催化剂的非限制性实例为MnO2和KMnO4。这种催化剂优选与过氧化物发泡剂结合使用。
[0062] 如本文所用，术语“水”可涉及纯水、去离子水或包含至多0.1重量％的杂质和/或盐的水，如普通的自来水。
[0063] 无机粘合剂是在含水环境下固化(水硬性)或在空气存在下固化(非水硬性)的无机化合物。水硬性粘合剂尤其包括水泥、水硬性石灰、粗面凝灰岩和火山灰(pozzolan)。非水硬性粘合剂尤其包括石膏、常温固化石灰、镁粘合剂和烂泥砂(loam)。无机粘合剂还包括潜在水硬性粘合剂，如微硅粉、偏高岭土、硅铝酸盐、飞灰、活性粘土、火山灰及其混合物。潜在水硬性粘合剂仅在碱性活化剂存在下才变成水硬性的。用于活化粘合剂的碱性介质通常包含碱金属碳酸盐、碱金属氟化物、碱金属氢氧化物、碱金属铝酸盐和/或碱金属硅酸盐(例如可溶性水玻璃)的水溶液。
[0064] 水泥是一种细粉状的无机水硬性粘合剂。根据DIN EN 197-1(11/2011)，不同类型的水泥被分为类别CEM I-V。术语“水泥”还包括铝酸钙水泥、硫铝酸钙水泥(CSA水泥)及其混合物。
[0065] CEM I水泥(也称为波兰特水泥)包含约70重量％的CaO和MgO、约20重量％的SiO2、约10重量％的Al2O3和Fe2O3。该水泥通过碾磨和煅烧石灰石、白垩和粘土获得。CEM II水泥(也称为波兰特复合水泥)为具有少量(约6重量％至约20重量％)或中等(约20重量％至约35重量％)的其他组分的波兰特水泥。这种水泥还可以包含高炉矿渣、热解硅石(不超过10重量％)、天然火山灰、天然煅烧火山灰、飞灰、烧页岩或其混合物。CEM III水泥(也称为高炉水泥)由包含36重量％至85重量％的炉渣的波兰特水泥组成。CEM IV水泥(也称为火山灰水泥)不仅包含波兰特水泥，还包含11重量％至65重量％的火山灰、硅土和飞灰的混合物。
CEM V水泥(也称为复合水泥)不仅包含波兰特水泥，还包含18重量％至50重量％的炉渣或天然火山灰、煅烧火山灰和飞灰的混合物。另外，各种水泥类型可包含5重量％的其他无机细粉状的矿物复合物。
CEM V水泥(也称为复合水泥)不仅包含波兰特水泥，还包含18重量％至50重量％的炉渣或天然火山灰、煅烧火山灰和飞灰的混合物。另外，各种水泥类型可包含5重量％的其他无机细粉状的矿物复合物。
[0066] 铝酸钙水泥包括式CaO x Al2O3的矿物。它们可以例如通过将氧化钙(CaO)或石灰石(CaCO3)与矾土或铝酸盐熔融而获得。铝酸钙水泥包含如20重量％至40重量％的CaO、至多5重量％的SiO2、约40重量％至80重量％的Al2O3和最高达约20重量％的Fe2O3。铝酸钙水泥在标准DIN EN 14647(01/2006)中进行了定义。
[0067] 硫铝酸钙水泥可以由铝酸三钙(3CaO x Al2O3)、硬石膏(CaSO4)、半水合硫酸钙(CaSO4 x 0.5H2O)和/或石膏(CaSO4 x 2H2O)制备。优选的成分基本上为3CaO x Al2O3 x 3CaSO4。
[0068] 术语石膏包含二水合硫酸钙(CaSO4 x 2H2O)、半水合硫酸钙(CaSO4x1/2H2O)和无水硫酸钙(CaSO4)。天然石膏是CaSO4 x 2H2O。然而，煅烧石膏可根据通式CaSO4·x nH2O(其中0≤n<2)以多种水合状态存在。
[0069] 根据本发明，“熟石灰”应理解为意指氢氧化钙。
[0070] 在一个优选的实施方案中，无机粘合剂为水泥、熟石灰、石膏或其混合物。
[0071] 无机杂化泡沫中存在的聚合物可根据需要以分散体或固体形式使用，例如以粉末形式，其中在粉末的情况中，聚合物为颗粒形式，即聚合物颗粒。
[0072] 术语“颗粒”或“聚合物颗粒”是指基于粒径分布具有特定粒径Dx的聚合物颗粒，其中x％的颗粒的直径小于Dx值。D50粒径为粒径分布的中值。粒径分布可以例如通过动态光散射ISO 22412:2008来测量。粒径分布可以体积分布、表面分布或数值分布的形式记录。根据本发明，Dx值是指数值分布，其中总数的x％的颗粒具有较小直径。合适的聚合物颗粒在分散状态下的D50值优选为50至1000nm。由于干燥期间颗粒的可逆团聚，所以粉末形式的颗粒的D50更大，并且优选D50为10至300μm。聚合物粉末的粒径测量基于光学动态数字图像处理。分散的颗粒流通过两个LED频闪观测器光源，并由两个数码相机检测颗粒投射的阴影。使用来自Retsch GmbH的Camsizer XT仪在50kPa的分散压下进行干法测量。
[0073] 聚合物颗粒可通过本体聚合、溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合或沉淀聚合获得。可以使用合适的自由基引发剂、阴离子引发剂和/或阳离子引发剂。合适的引发剂是本领域技术人员已知的。
[0074] 聚合物颗粒通常通过乳液聚合获得。这是一种使疏水性单体在水相中自由基聚合的方法。优选添加乳化剂以溶解疏水性单体。合适的乳化剂尤其包括具有聚氧亚烷基的那些乳化剂。在乳液聚合过程中添加的乳化剂通常保持粘附在形成的聚合物颗粒的表面上，因此通过乳液聚合将乳化剂施加到颗粒的表面上。也添加水溶性引发剂以引发聚合。典型的引发剂包含热分解自由基前体(例如过氧化物或偶氮化合物)、光化学分解自由基前体(例如偶氮二(异丁腈)(AIBN))，或通过氧化还原反应形成的自由基前体(例如过二硫酸铵和抗坏血酸的结合物)。
[0075] 如果通过乳液聚合获得聚合物，则可以将水相中的最终聚合物直接用作聚合物分散体。当例如无机粘合剂、聚合物颗粒和水是混合的时，也可以除去水并可以重新分散聚合物颗粒。通过干燥将水从聚合物分散体中除去。干燥可以通过以下方式进行：滚筒干燥、喷雾干燥、流化床法干燥、在高温下的散料干燥(bulk drying)或其他常规干燥方法。干燥温度的优选范围为50℃至250℃。或者也可以进行冷冻干燥。特别优选喷雾干燥。优选干燥空气的进口温度为100℃至250℃，优选为130℃至220℃，并且出口温度为30℃至120℃，优选为50℃至100℃。尤其优选入口温度为130℃至150℃且出口温度为60℃至85℃。
[0076] 术语“包含衍生自至少一种烯键式不饱和单体的单体单元的聚合物”是指源自至少一种烯键式不饱和单体的聚合物。在聚合反应中，烯键式不饱和双键转变为聚合物链，例如此时自由基会破坏C＝C双键(链引发)，且所得的具有C-C单键的自由基会攻击C＝C双键上最接近的烯键式不饱和单体的单体，以此类推，而形成聚合物链(链增长反应)，直到两个自由基发生碰撞而致使链终止。因此聚合物中存在的单体单元对应于基础的烯键式不饱和单体，除了以下事实之外：由于聚合反应，C＝C双键仅以C-C单键的形式存在并且单体单元在聚合物链中。
[0077] 本发明的至少一种烯键式不饱和单体优选为具有以下结构式的化合物：
[0078]
[0079] 其中R1、R2、R3和R4独立地选自-H、-(C1-C6)烷基、-O(C1-C6)烷基、-COOR5、-(C1-C6)烷5
基COOR、-OC(O)(C1-C6)烷基、-(C2-C6)烯基和-(C6-C10)芳基；并且
基COOR、-OC(O)(C1-C6)烷基、-(C2-C6)烯基和-(C6-C10)芳基；并且
[0080] 其中R5为-(C1-C9)烷基。
[0081] 前缀“Cx-Cy”表示具体基团中可能的碳原子数。单独或作为另一基团的一部分的术语“(C1-C9)烷基”表示包含1至9个碳原子的直链脂族碳链或包含4至9个碳原子的支链脂族碳链。单独或作为另一基团的一部分的术语“(C1-C6)烷基”表示包含1至6个碳原子的直链脂族碳链或包含4至6个碳原子的支链脂族碳链。非限制性的示例性(C1-C9)烷基或(C1-C6)烷基包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、2-丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、正己基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、2-乙基己基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基、
1-乙基-2-甲基丙基、正辛基、异癸基、2-丙基庚基、环己基、异壬基、异十三烷基、异戊基、3,
5,5-三甲基-1-己基和2-异丙基-5-甲基己基。(C1-C6)烷基可任选地被一个或多个独立地选自-F、-Cl、-OH和-CF3的取代基取代。
1-乙基-2-甲基丙基、正辛基、异癸基、2-丙基庚基、环己基、异壬基、异十三烷基、异戊基、3,
5,5-三甲基-1-己基和2-异丙基-5-甲基己基。(C1-C6)烷基可任选地被一个或多个独立地选自-F、-Cl、-OH和-CF3的取代基取代。
[0082] 术语“(C2-C6)烯基”表示具有2、3、4、5或6个碳原子并具有一、二或三个碳碳双键的直链或支链烷基。在一个实施方案中，(C2-C6)烯基具有一个碳碳双键。非限制性的示例性(C2-C6)烯基包括乙烯基、1-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、1-戊烯基和1-己烯基。(C2-C6)烯基可任选地被一个或多个独立地选自-F、-Cl、-OH和-CF3的取代基取代。
[0083] 术语“(C6-C10)芳基”表示具有6或10个碳原子的单环或双环芳族化合物。非限制性的示例性(C6-C10)芳基包括苯基和萘基。(C6-C10)芳基可以任选地被一个或多个独立地选自-F、-Cl、-OH和-CF3、-(C1-C6)烷基或-O(C1-C6)烷基的取代基取代。
[0084] 也可任选地以较低的量使用辅助单体，例如小于10重量％，优选小于8重量％，特别优选小于6重量％。
[0085] 这些其他单体的实例为烯键式不饱和一元和二元羧酸，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、富马酸和马来酸、乌头酸、中康酸、巴豆酸、柠康酸、丙烯酰氧基丙酸、甲基丙烯酰氧基丙酸、乙烯基乙酸、衣康酸单甲酯、富马酸单甲酯、富马酸单丁酯、丙烯酸酐、甲基丙烯酸酐、马来酸酐或衣康酸酐、丙烯酰胺基乙醇酸和甲基丙烯酰胺基乙醇酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和异丙基丙烯酰胺、取代的(甲基)丙烯酰胺，例如N,N-二甲基氨基(甲基)丙烯酸酯；(甲基)丙烯酸3-二甲基氨基-2,2-二甲基丙-1-基酯、N,N-二甲基氨基甲基(甲基)丙烯酰胺、N-(4-吗啉代甲基)(甲基)丙烯酰胺、双丙酮丙烯酰胺；甲基丙烯酸乙酰乙氧基乙酯；N-羟甲基(甲基)丙烯酰胺、聚环氧乙烷(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚环氧乙烷(甲基)丙烯酸酯、丙烯醛、甲基丙烯醛；N-(2-甲基丙烯酰氧基乙基)亚乙基脲、1-(2-(3-烯丙基氧基-2-羟丙基氨基)乙基)咪唑啉-2-酮、(甲基)丙烯酸脲基酯、甲基丙烯酸2-亚乙基脲基乙酯。
[0086] 以下辅助单体也是合适的：烯键式不饱和的羟烷基官能的共聚单体，如甲基丙烯酸羟(C1-C5)烷基酯和丙烯酸羟(C1-C5)烷基酯，如丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和丙烯酸4-羟丁酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯和(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟丁酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯，以及N-乙烯基吡咯烷酮和乙烯基咪唑。
[0087] 特别优选丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸羟乙酯和(甲基)丙烯酸羟丙酯。
[0088] 辅助单体的其他实例为含磷单体，例如乙烯基膦酸和烯丙基膦酸。还合适的为膦酸和磷酸与(甲基)丙烯酸羟烷基酯的单酯和二酯，特别是单酯。还合适的为用(甲基)丙烯酸羟烷基酯酯化一次以及另外用不同的醇(例如链烷醇)酯化一次的膦酸和磷酸的二酯。适用于这些酯的(甲基)丙烯酸羟烷基酯是下文作为单独的单体提及的那些，特别是(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸3-羟丙酯和(甲基)丙烯酸4-羟丁酯。相应的磷酸二氢酯单体包括(甲基)丙烯酸磷酸烷基酯，如(甲基)丙烯酸2-磷酸乙酯、(甲基)丙烯酸2-磷酸丙酯、(甲基)丙烯酸3-磷酸丙酯、(甲基)丙烯酸磷酸丁酯和(甲基)丙烯酸3-磷酸-2-羟丙酯。还合适的为膦酸和磷酸与烷氧基化的(甲基)丙烯酸羟烷基酯的酯，例如(甲基)丙烯酸酯的环氧乙烷缩合物，如
[0089] H2C＝C(CH3)COO(CH2CH2O)nP(OH)2和
[0090] H2C＝C(CH3)COO(CH2CH2O)nP(＝O)(OH)2，其中n为1至50。还合适的为巴豆酸磷酸烷基酯、马来酸磷酸烷基酯、富马酸磷酸烷基酯、(甲基)丙烯酸磷酸二烷基酯、巴豆酸磷酸二烷基酯和磷酸烯丙酯。包含磷基的其他合适的单体记载于WO 99/25780和US 4,733,005，其通过引证的方式纳入本说明书。
[0091] 还合适的为乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、丙烯酸磺乙酯、(甲基)丙烯酸磺乙酯、丙烯酸磺丙酯、(甲基)丙烯酸磺丙酯、2-羟基-3-丙烯酰氧基丙基磺酸、2-羟基-3-甲基丙烯酰氧基丙基磺酸、苯乙烯磺酸和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸。合适的苯乙烯磺酸及其衍生物为苯乙烯-4-磺酸和苯乙烯-3-磺酸及其碱土金属或碱金属盐，例如苯乙烯-3-磺酸钠和苯乙烯-4-磺酸钠，聚(烯丙基缩水甘油醚)及其混合物，其形式为来自Laporte Performance Chemicals,UK的以 命名的各种产品。它们为例如MPEG 350 MA，这是一种甲氧基聚乙二醇单甲基丙烯酸酯。
[0092] 在一个优选的实施方案中，聚合物包含由至少一种烯键式不饱和单体形成的单体单元，所述烯键式不饱和单体选自乙烯、丙烯、丁二烯、苯乙烯、乙酸乙烯酯、氯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和上述单体的混合物。如果聚合物由至少一种烯键式不饱和单体构建，则特别优选的聚合物为选自以下的共聚物：苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、(甲基)丙烯酸酯共聚物和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。如果聚合物由至少一种烯键式不饱和单体构建，则其非常特别优选为苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物或(甲基)丙烯酸酯共聚物，其中“(甲基)丙烯酸酯”表示(甲基)丙烯酸酯和/或丙烯酸酯。如果聚合物由至少一种烯键式不饱和单体构建，则其最优选为苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物，特别是苯乙烯-丙烯酸酯共聚物。
[0093] 术语“包含衍生自多异氰酸酯与多元醇和/或多胺的结合物的单体单元的聚合物”是指源自至少一种多异氰酸酯单体和至少一种多元醇和/或多胺单体的聚合物。在加成聚合反应中，多异氰酸酯与多元醇和/或多胺交联。连接通过一个分子的异氰酸酯基团(–N＝C＝O)与另一分子的羟基(–OH)或胺基(-NH2)反应、形成氨基甲酸酯基团(–NH–CO–O–)或脲基团(–NH–CO–NH–)而进行。
[0094] 合适的多异氰酸酯单体为具有两个以上羟基反应性和/或胺反应性异氰酸酯基的化合物。它们不仅包含芳族异氰酸酯而且还包含脂族异氰酸酯。合适的多异氰酸酯包括2,4-二异氰酸根合甲苯、2,6-二异氰酸根合甲苯、亚甲基二(苯基异氰酸酯)、聚合的亚甲基二(苯基异氰酸酯)、双(4-异氰酸根合环己基)甲烷、1,3-双(1-异氰酸根合-1-甲基乙基)苯(m-TMXDI)、1-异氰酸根合-5-异氰酸根合甲基-3,3,5-三甲基环己烷、亚萘基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、1,6-二异氰酸根合己烷、异佛尔酮二异氰酸酯、二异氰酸根合二环己基甲烷和缩二脲三异氰酸酯。同样可以使用各芳族多异氰酸酯的工业异构体混合物。原则上还合适的为基于双(4-异氰酸根合环己基)甲烷、1,6-二异氰酸根合己烷、1-异氰酸根合-
5-异氰酸根合甲基-3,3,5-三甲基环己烷的所谓的“涂料多异氰酸酯”。术语“涂料多异氰酸酯”表示这些二异氰酸酯的含有脲基甲酸酯、缩二脲、碳二亚胺、异氰脲酸酯、脲二酮、氨基甲酸酯的衍生物，其中通过现有技术方法将单体二异氰酸酯的残留含量降低到最小。另外还可以使用的是改性的多异氰酸酯，其可以例如通过对基于1,6-二异氰酸根合己烷的“涂料多异氰酸酯”进行亲水改性而获得。
5-异氰酸根合甲基-3,3,5-三甲基环己烷的所谓的“涂料多异氰酸酯”。术语“涂料多异氰酸酯”表示这些二异氰酸酯的含有脲基甲酸酯、缩二脲、碳二亚胺、异氰脲酸酯、脲二酮、氨基甲酸酯的衍生物，其中通过现有技术方法将单体二异氰酸酯的残留含量降低到最小。另外还可以使用的是改性的多异氰酸酯，其可以例如通过对基于1,6-二异氰酸根合己烷的“涂料多异氰酸酯”进行亲水改性而获得。
[0095] 合适的多元醇单体为具有两个以上异氰酸酯反应性羟基的化合物。本发明的多元醇单体还包含聚醚多元醇和聚酯多元醇。多元醇单体的实例为1,2-乙二醇/乙二醇、1,2-丙二醇/1,2-亚丙基二醇、1,3-丙二醇/1,3-亚丙基二醇、1,4-丁二醇/1,4-亚丁基二醇、1,6-己二醇/1,6-亚己基二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇/新戊二醇、1,4-双(羟甲基)环己烷/环己烷二甲醇、1,2,3-丙三醇/甘油、2-羟甲基-2-甲基-1,3-丙醇/三羟甲基乙烷、2-乙基-2-羟甲基-1,3-丙二醇/三羟甲基丙烷、2,2-双(羟甲基)-1,3-丙二醇和季戊四醇。
[0096] 合适的多胺单体为具有两个以上异氰酸酯反应性胺基的化合物。可使用的多胺单体的实例为二乙基甲苯二胺、甲基双(甲硫基)苯二胺、己二酸二酰肼、乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、五亚乙基六胺、二亚丙基三胺、六亚甲基二胺、肼、异佛尔酮二胺、N-(2-氨基乙基)-2-氨基乙醇、聚氧亚烷基胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷-1-磺酸盐(AMPS)与乙二胺的加合物、(甲基)丙烯酸盐与乙二胺的加合物、1,3-丙砜和乙二胺的加合物或这些多胺的任意所需的结合物。
[0098] 在一个特别优选的实施方案中，本发明的聚合物选自(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丙烯酸2-乙基己酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸正丁酯共聚物、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
[0099] 在另一个特别优选的实施方案中，聚合物为苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚体、苯乙烯-丁二烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或聚氨酯。该聚合物非常特别优选为苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物，特别是苯乙烯-丙烯酸酯共聚物。
[0100] 该聚合物可以是单聚物(均聚物)或共聚物的形式。共聚物包括无规共聚物、梯度共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物和接枝共聚物。共聚物优选为线性无规共聚物或线性嵌段共聚物的形式。
[0101] 聚合物的平均(重均)分子量优选小于2500000g/mol或小于1500000g/mol，更优选为50000至1500000g/mol。平均分子量可通过凝胶渗透色谱法例如在THF中以重均的形式测定。为此，将液体聚合物分散体溶于大量过量的四氢呋喃(THF)中(例如，聚合物浓度为每毫升THF 2毫克聚合物)，并用筛孔尺寸为200nm的膜滤器除去不溶组分。
[0102] 表面活性物质可以是非离子、阴离子、阳离子、两性离子和两亲性的化合物，也可以是蛋白质或其混合物。优选阴离子表面活性物质。
[0103] 合适的阴离子表面活性物质为二苯并呋喃磺酸盐、链烷磺酸盐和烷基苯磺酸盐、烷基萘磺酸盐、烯烃磺酸盐、烷基醚磺酸盐、烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、α-磺基脂肪酸酯、酰基氨基链烷磺酸盐、酰基羟乙基磺酸盐、烷基醚羧酸盐、N-酰基肌氨酸盐、烷基和烷基醚磷酸酯。合适的阴离子表面活性物质的实例为C8-C18-烷基硫酸盐、C8-C18-烷基醚硫酸盐、C8-C18-烷基磺酸盐、C8-C18-烷基苯磺酸盐、C8-C18-α-烯烃磺酸盐、C8-C18-磺基琥珀酸盐、α-磺基-C8-C18-脂肪酸二盐和C8-C18-脂肪酸盐。阴离子表面活性物质通常为碱金属盐的形式，特别是钠盐的形式。阴离子表面活性物质的钠盐的实例为月桂基硫酸钠、肉豆蔻基硫酸钠、鲸蜡基硫酸钠、乙氧基化水平为2至10的乙氧基化的月桂基或肉豆蔻醇的硫酸钠、月桂基磺酸钠或鲸蜡基磺酸钠、十六烷基苯磺酸钠、C14/C16-α-烯烃磺酸钠、月桂基磺基琥珀酸钠或鲸蜡基磺基琥珀酸钠、2-磺基月桂酸二钠或硬脂酸钠或其混合物。
[0104] 可使用的非离子表面活性物质包括烷基酚聚乙二醇醚、脂肪醇聚乙二醇醚、脂肪酸聚乙二醇醚、脂肪酸链烷醇酰胺、嵌段共聚物、氧化胺、甘油脂肪酸酯、山梨糖醇酯或烷基聚葡糖苷。合适的非离子表面活性物质的实例为C8-C18-脂肪醇乙氧基化物、环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物或C8-C18-烷基聚葡糖苷或其混合物。嵌段共聚物的实例为泊洛沙姆(poloxamer)。泊洛沙姆是环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物，其中优选的泊洛沙姆包含2至130个环氧乙烷单元和10至70个环氧丙烷单元。
[0105] 阳离子表面活性物质的实例为烷基三铵盐、烷基苄基二甲基铵盐或烷基吡啶鎓盐。
[0107] 在一个实施方案中，表面活性物质选自C8-C18-烷基硫酸盐、C8-C18-烷基醚硫酸盐、C8-C18-烷基磺酸盐、C8-C18-烷基苯磺酸盐、C8-C18-α-烯烃磺酸盐、C8-C18-磺基琥珀酸酯、α-磺基-C8-C18-脂肪酸二盐、C8-C18-脂肪酸盐、C8-C18-脂肪醇乙氧基化物、环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物、C8-C18-烷基聚葡糖苷、蛋白质及其混合物。
[0108] 可用于本发明的杂化泡沫的增稠剂包括有机和无机增稠剂。
[0109] 合适的有机增稠剂选自纤维素醚、淀粉醚和聚丙烯酰胺。在另一个实施方案中，增稠剂选自重均分子量Mw大于500 000g/Mol，特别是大于1 000 000g/Mol的多糖衍生物和(共)聚合物。
[0110] 在另一个实施方案中，增稠剂选自纤维素醚、淀粉醚和包含以下结构单元的(共)聚合物：非离子(甲基)丙烯酰胺单体的结构单元和/或磺酸单体的结构单元以及任选其他单体的结构单元。优选纤维素醚和淀粉醚。特别优选纤维素醚。
[0111] 合适的纤维素醚为烷基纤维素，如甲基纤维素、乙基纤维素、丙基纤维素和甲基乙基纤维素；羟烷基纤维素，如羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)和羟乙基羟丙基纤维素；烷基羟烷基纤维素，如甲基羟乙基纤维素(MHEC)、甲基羟丙基纤维素(MHPC)和丙基羟丙基纤维素；以及羧化纤维素醚，如羧甲基纤维素(CMC)。非离子纤维素醚衍生物，特别是优选甲基纤维素(MC)、羟丙基纤维素(HPC)、羟乙基纤维素(HEC)和乙基羟乙基纤维素(EHEC)，并且特别优选甲基羟乙基纤维素(MHEC)和甲基羟丙基纤维素(MHPC)。纤维素醚衍生物在每种情况下可以通过使纤维素适当地烷基化和烷氧基化获得，也可以通过市售获得。
[0112] 合适的淀粉醚为非离子淀粉醚，如羟丙基淀粉、羟乙基淀粉和甲基羟丙基淀粉。优选羟丙基淀粉。合适的增稠剂还为微生物产生的多糖(如威兰胶和/或黄原胶)，以及天然存在的多糖(如藻酸盐、角叉菜胶和半乳甘露聚糖)。这些多糖可以通过提取方法由相应的天然产物获得，例如由藻类获得的藻酸盐和角叉菜胶，以及由角豆仁(carob kernel)获得的半乳甘露聚糖。
[0113] 重均分子量Mw大于500 000g/mol，特别优选大于1 000 000g/mol的(共)聚合物可由非离子(甲基)丙烯酰胺单体和/或磺酸单体制备(优选通过自由基聚合)。在一个实施方案中，单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N-乙基丙烯酰胺、N,N-二乙基丙烯酰胺、N-环己基丙烯酰胺、N-苄基丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基丙基丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基乙基丙烯酰胺和/或N-叔丁基丙烯酰胺和/或苯乙烯磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-甲基丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基丁磺酸和/或2-丙烯酰胺基-2,4,4-三甲基戊磺酸或所述酸的盐。(共)聚合物优选包含大于50mol％，特别优选大于70mol％的衍生自非离子(甲基)丙烯酰胺单体和/或磺酸单体的结构单元。可以存在于共聚物中的其他结构单元例如衍生自单体(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸与支链或直链C1-至C10-醇的酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和/或苯乙烯。
[0114] 在另一个实施方案中，增稠剂选自甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、乙基羟乙基纤维素、羟丙基淀粉、羟乙基淀粉、甲基羟丙基淀粉，以及包含衍生自以下的结构单元的(共)聚合物：丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸和任选地(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸与支链或直链C1-至C10-醇的酯、乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯和/或苯乙烯。
[0115] 合适的无机增稠剂例如为页硅酸盐。
[0116] 根据本发明，也可以使用各种添加剂。在一个优选的实施方案中，至少一种添加剂选自pH调节剂、填料、促进剂、缓凝剂、流变改性剂、高效减水剂、表面活性剂、疏水剂及其混合物。在一个特别优选的实施方案中，至少一种添加剂为疏水剂。
[0117] 流变改性剂可调节粘度，从而调节流动特性，并确保稠度、耐久性和性能之间的良好平衡。这些改性剂可以基于合成的聚合物(例如丙烯酸聚合物)、纤维素、二氧化硅、淀粉或粘土。
[0118] 高效减水剂是充当分散剂以避免颗粒离析或改善流变性并因此改善悬浮液的可加工性的聚合物。高效减水剂通常可归属于以下类别之一：木质素磺酸盐、三聚氰胺磺酸盐、萘磺酸盐、梳形聚合物(例如聚羧酸酯醚、聚芳族醚、阳离子共聚物及其混合物)和磺化酮甲醛缩合物。优选的高效减水剂为萘磺酸盐或聚羧酸酯醚。
[0119] 通过添加某些被称为缓凝剂/促进剂的化合物可以延长/减少水泥杂化泡沫的凝固时间。缓凝剂可分为木质素磺酸盐、纤维素衍生物、羟基羧酸、有机磷酸盐、合成的缓凝剂和无机化合物类型。缓凝剂的非限制性实例为羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素、柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸、葡庚糖酸盐、马来酸酐、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)共聚物、硼砂、硼酸和ZnO。促进剂的非限制性实例为CaCl2、KCl、Na2SiO3、NaOH、Ca(OH)2和CaO x Al2O3、硅酸锂、硅酸钾和铝盐如硫酸铝。
[0120] 术语“填料”主要涉及可以在不损害水泥杂化泡沫的性能的同时增加体积而添加的材料。所述填料可以选自石英砂或石英粉、碳酸钙、石粉、低密度填料(例如蛭石、珍珠岩、硅藻土、云母、滑石粉、氧化镁、泡沫玻璃(glass foam)、空心珠、泡沫砂(sand foam)、粘土、聚合物颗粒)、颜料(例如二氧化钛)、高密度填料(例如硫酸钡)、金属盐(例如锌盐、钙盐等)及其混合物。合适的粒径尤其为最高达500μm。泡沫玻璃的平均粒径优选尤其为最高达300μm。
[0121] 除上文所述的表面活性物质外，还可使用的表面活性剂包含非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性离子表面活性剂和蛋白质或合成的聚合物。
[0123] 疏水剂可以防止水(例如以水蒸气的形式)吸收到杂化泡沫中。这可以防止或至少减少由于水渗透到杂化泡沫中所引起的损坏。合适的疏水剂包含硅酮、脂肪酸和蜡。
[0124] 本发明的杂化泡沫优选还包含石灰石粉，该石灰石粉改善了可加工性并增加了密度/强度。石灰石粉尤其包括方解石和文石。同样也可以存在粘土矿物、白云石、石英和石膏。石灰石粉的量优选为0.1重量％至90重量％，更优选为10重量％至80重量％，且最优选为20重量％至75重量％，基于杂化泡沫的总重量计。
[0125] 无机粘合剂的量优选为10重量％至98重量％，优选为25重量％至75重量％，基于杂化泡沫的总重量计。
[0126] 至少一种聚合物的量优选为1重量％至25重量％，优选为2重量％至15重量％，且最优选为3重量％至8重量％，基于杂化泡沫的总重量计。该聚合物可以粉末形式或以聚合物分散体的形式使用。上述含量是指聚合物的固体含量。如果将聚合物以聚合物分散体的形式引入杂化泡沫中，则聚合物分散体中的聚合物固体含量为1重量％至50重量％，优选为10重量％至40重量％，基于聚合物分散体的总重量计。
[0127] 基于无机粘合剂的固体含量计，至少一种聚合物的量优选为1重量％至50重量％，特别优选为4重量％至30重量％。因此，无机粘合剂和至少一种聚合物优选以99:1至50:50的比例，特别优选以96:4至70:30的比例存在于本发明的杂化泡沫中。
[0128] 至少一种表面活性物质的量优选为0.01重量％至2重量％，更优选为0.03重量％至0.3重量％，且最优选为0.05重量％至0.1重量％，基于杂化泡沫的总重量计。
[0129] 增稠剂的量优选为0.01重量％至1重量％，基于杂化泡沫的总重量计。
[0130] 任选至少一种添加剂的量优选为0.01重量％至3重量％，更优选为0.05重量％至1重量％，且最优选为0.1重量％至0.5重量％，基于杂化泡沫的总重量计。
[0131] 在一个实施方案中，杂化泡沫还可以包含至少一种类型的骨料，其最大粒径D90为2mm。如上文所述，粒径可以例如通过动态光散射ISO 22412:2008来测量。
[0132] 如上文所述，本发明还涉及一种制备杂化泡沫的方法，该方法包含：
[0133] (1)制备混合物，该混合物包含：
[0134] ·至少一种无机粘合剂；
[0135] ·至少一种包含单体单元的聚合物，所述单体单元衍生自至少一种烯键式不饱和单体或衍生自多异氰酸酯与多元醇和/或多胺的结合物；
[0136] ·任选地至少一种添加剂；和
[0137] ·水。
[0138] (2)将步骤(1)中获得的混合物与包含水和至少一种表面活性物质的含水泡沫进行混合；和
[0139] (3)任选地使步骤(2)中获得的杂化泡沫固化。
[0140] 对于用于制备杂化泡沫的方法的起始原料而言，上述术语定义和实例以及具体优选的物质和量也优选的。
[0141] 在一个优选的实施方案中，无机粘合剂为水泥、熟石灰、石膏或其混合物。
[0142] 在一个优选的实施方案中，至少一种聚合物选自(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丙烯酸2-乙基己酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸正丁酯共聚物、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。该聚合物特别地优选为苯乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物，特别是苯乙烯-丙烯酸酯共聚物。
[0143] 在一个优选的实施方案中，至少一种表面活性物质选自C8-C18-烷基硫酸盐、C8-C18-烷基醚硫酸盐、C8-C18-烷基磺酸盐、C8-C18-烷基苯磺酸盐、C8-C18-α-烯烃磺酸盐、C8-C18-磺基琥珀酸盐、α-磺基-C8-C18-脂肪酸二盐、C8-C18-脂肪酸盐、C8-C18-脂肪醇乙氧基化物、环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段共聚物、C8-C18-烷基聚葡糖苷、蛋白质及其混合物。
[0144] 在一个优选的实施方案中，含水泡沫还包含增稠剂。
[0145] 在一个优选的实施方案中，至少一种增稠剂选自纤维素醚、淀粉醚和聚丙烯酰胺。该至少一种增稠剂特别优选选自纤维素醚。
[0146] 在一个优选的实施方案中，任选的至少一种添加剂选自pH调节剂、填料、促进剂、缓凝剂、流变改性剂、高效减水剂、表面活性剂、疏水剂及其混合物。
[0147] 方法步骤(1)包含制备混合物，该混合物包含：
[0148] ·至少一种无机粘合剂；
[0149] ·至少一种包含单体单元的聚合物，所述单体单元衍生自至少一种烯键式不饱和单体或衍生自多异氰酸酯与多元醇和/或多胺的结合物；
[0150] ·任选地至少一种其他添加剂；和
[0151] ·水。
[0152] 基于无机粘合剂的固体含量计，至少一种聚合物的量优选为1重量％至50重量％，特别优选为4重量％至30重量％。因此，无机粘合剂和至少一种聚合物优选以99:1至50:50的比例，特别优选以96:4至70:30的比例存在于本发明的杂化泡沫中。
[0153] 水含量以水与无机粘合剂固体含量的比例来记录，下文也称为水/粘合剂值(w/b值)。w/b值优选为0.3-1.0，且特别优选为0.4-0.7。
[0154] 任选使用的至少一种添加剂的量优选为0.01重量％至3重量％，更优选为0.05重量％至1重量％，且最优选为0.1重量％至0.5重量％，基于无机粘合剂的固体含量计。
[0155] 方法步骤(2)包括将步骤(1)中所获得的混合物与包含水和至少一种表面活性物质的含水泡沫混合。
[0156] 优选将该泡沫拌入步骤(1)中获得的混合物。
[0157] 至少一种表面活性物质的量优选为0.01重量％至2重量％，更优选为0.03重量％至0.3重量％，且最优选为0.05重量％至0.1重量％，基于含水泡沫的总重量计。
[0158] 优选含水泡沫还包含增稠剂。在一个优选的实施方案中，增稠剂的量为0.01重量％至1重量％，基于含水泡沫的总重量计。
[0159] 任选的方法步骤(3)包括使在步骤(2)中获得的杂化泡沫固化。
[0160] 杂化泡沫的任选固化优选在0℃至100℃下进行至少12小时。
[0161] 如上所述，本发明还涉及通过本发明的方法可获得的杂化泡沫。
[0162] 本发明还涉及本发明的杂化泡沫用于粘合、填充和/或保温的用途。
[0163] 特别优选将本发明的杂化泡沫用于以下应用的用途；
[0164] -粘结砂浆，例如EIFS粘结砂浆(EIFS＝外墙保温和饰面系统)、外墙粘结砂浆(薄层砂浆)，
[0165] -保温砂浆(例如保温抹灰)，
[0166] -灰泥、整平抹灰(smoothing render)和腻子抹灰(skim render),
[0167] -找平底层和外层(leveling underlayers and outerlayers)，例如在砂浆层中，[0168] -隔声泡沫(空气声隔声)。
[0169] 通过以下实施例更具体地描述本发明。实施例
[0170] 下文的实施例描述了本发明杂化泡沫的制备。
[0171] 首先将水泥、石灰石粉和纤维素醚装料。然后将聚羧酸酯醚、聚合物分散体和水加入到先前装料的干燥混合物中，并用厨房混合器混合110秒。随后通过泡沫发生器向混合物中加入包含表面活性物质的含水泡沫，其中将泡沫拌入混合物。然后将混合物再次用厨房混合器再混合130秒而获得本发明的杂化泡沫。
[0172] 为了进行随后的研究，以上述方式制备所有实施例(对比实施例1除外)。与上述方式不同，对比实施例1在没有添加泡沫的情况下制备，并且代表了在实践中使用的典型EIFS粘结砂浆。实施例的组成记录于下表中。除非另有说明，否则所记录的重量％值涉及的是杂化泡沫的总重量。
[0173] 所制备的实施例的组成
[0174]
[0175]
[0176] 聚乙酸乙烯酯分散体包含聚乙酸乙烯酯-共聚-乙烯。该分散体的固体含量为100重量％，即呈分散体粉末的形式。该聚合物的玻璃化转变温度为0℃。
[0177] 苯乙烯-丙烯酸酯共聚物分散体I包含玻璃化转变温度为19℃的苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物。作为稳定助剂单体，丙烯酸和丙烯酰胺的用量均小于2重量％，基于以固体计算的总聚合物量计。该分散体的固含量为50重量％。该聚合物的粒径为120nm。
[0178] 苯乙烯-丙烯酸酯共聚物分散体II包含苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物。该分散体的固含量为51重量％。作为稳定助剂单体，丙烯酸和丙烯酰胺的用量均小于2重量％，基于以固体计算的总聚合物量计。该分散体还包含含量为3重量％的C12/14-脂肪醇乙氧基化物-30-EO-硫酸盐和含量为3重量％的C16/18-羰基合成醇-18EO。该聚合物的玻璃化转变温度为19℃，且粒径为121nm。
[0179] 苯乙烯-丁二烯共聚物分散体包含苯乙烯-丁二烯共聚物。该分散体的固含量为50重量％。作为稳定助剂单体，甲基丙烯酸和丙烯酰胺的用量均小于2重量％，基于以固体计算的总聚合物量计。该聚合物的玻璃化转变温度为-11℃，且粒径为175nm。
[0180] 聚氨酯分散体包含聚氨酯。该分散体的固含量为39.8重量％。该聚合物的玻璃化转变温度为-35℃，且粒径为100nm。
[0181] 除非另有说明，否则在所有实施例中还加入了以下成分：
[0182] ·含量为0.05重量％的脂肪烷基醚硫酸盐，Na盐(C12/14+2EO-硫酸盐，Na盐)(表面活性物质)，基于杂化泡沫的总重量计；
[0183] ·含量为0.14重量％的聚羧酸醚，基于杂化泡沫的总重量计；
[0184] ·含量为0.02重量％的纤维素醚，基于杂化泡沫的总重量计。
[0185] 根据DIN_EN_1015-11在固化的棱柱体上测定弯曲抗拉强度和抗压强度，并使用根据DIN_EN_1015-18表1的固化时间。
[0187] 根据ETAG 004 6.1.4.1在混凝土板上的拉伸粘结强度值
[0188] a)条件：在标准条件下(23℃/50％相对湿度)28天(表中的“28天”)
[0189] 根据标准的阈值:>＝0.25N/mm2
[0190] 条件：在标准条件下(23℃/50％相对湿度)28天+浸入水中48小时+在23℃/50％相对湿度下2小时(表中“28天+2天湿”)根据标准的阈值:>＝0.08N/mm2
[0191] b)条件：在标准条件下(23℃/50％相对湿度)28天+浸入水中48小时+在23℃/50％相对湿度下7天(表中“28天+2天湿+7天”)根据标准的阈值:>＝0.25N/mm2
[0192] 根据DIN_EN_1015-16测定新鲜的堆积密度(也为湿密度)。29分钟后，将混合物再搅拌15秒，再经过45秒后，于30分钟测定新鲜的堆积密度。根据EN1015-10“固体砂浆的干堆积密度的测量”测定干密度，不同之处在于未根据1015-2表2设置流量值。
[0193] 根据ETAG 004 6.1.4.1在混凝土板上的拉伸粘结强度值
[0194]
[0195] 水泥/石灰石粉的变化-根据ETAG 004 6.1.4.1在混凝土板上的拉伸粘结强度值[0196]
[0197]
[0198] 拉伸粘结强度测量中的破坏类型
[0199]
[0200]
[0201] 根据DIN EN998-1的砂浆棱柱体的弯曲抗拉强度和抗压强度(7天)
[0202]
[0203] 根据DIN EN998-1的砂浆棱柱体的弯曲抗拉强度和抗压强度(28天)
[0204]
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