專(zhuān)利名稱(chēng):可噴灰泥的制作方法
本發(fā)明涉及含有至少一種羥丙基羥乙基纖維素的、用于可噴墻用灰泥的新型組合物。
自然的石膏(化學(xué)分子式為CaSO4·2H2O)在許多地方都在被開(kāi)采。用已知的方法將此自然產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成硫酸鈣半水合物，這一般叫做建筑石膏。商業(yè)上可利用的建筑石膏，在質(zhì)量上，純度上和性能上依產(chǎn)地和用以加工制造的方法的不同變化很大。
建筑石膏廣泛地用作在制造石膏化合物中的原料之一，此石膏化合物或用刀或類(lèi)似工具或用噴涂方法應(yīng)用于建筑物或其它結(jié)構(gòu)如墻和頂棚的適當(dāng)部位上。
常規(guī)的可噴灰泥或有時(shí)稱(chēng)為噴射灰泥是建筑石膏和較少份額的控制流變和保留水份的增稠劑的混合物。建筑石膏可有選擇地含有氫氧化鈣。它有時(shí)也含有少量的變性淀粉，聚丙烯酰胺或一種丙烯酰胺的共聚物，以進(jìn)一步改善保水性和噴射特性。此外還有少量加氣添加物，例如也可摻入十二烷基硫酸鈉。
干的灰泥混合物簡(jiǎn)單地在特定的混合裝置中，同水混合，并用壓力噴涂到內(nèi)墻表面上。當(dāng)經(jīng)過(guò)把已噴涂的灰泥料用刀涂抹并細(xì)抹成光滑表面幾道工序后，此表面可涂漆或用墻紙裝飾。
一種常規(guī)的固化了的灰泥的物理特性可用固化的速度來(lái)確定，也即通過(guò)在固化過(guò)程中水從灰泥去除的速度來(lái)確定。通過(guò)增加除水速度或降低固化反應(yīng)開(kāi)始的水濃度的對(duì)這些參數(shù)的任何影響都能使灰泥的物理性能惡化。假如灰泥干得太快，則用刀涂抹和潤(rùn)飾的灰泥的各層也受到有害的影響。這些灰泥所涂的大多數(shù)層次，例如在墻板、爐渣砌塊、或磚石建筑上是多孔的，就能導(dǎo)致剛剛所提到的這些難點(diǎn)。
為了克服或至少使上述失水的問(wèn)題減至最小，在灰泥組合物中加入少量水溶性的聚合物，象羥乙基纖維素、甲基羥乙基纖維素和甲基羥丙基纖維素，作為保水助劑。這些聚合物可望在開(kāi)始時(shí)使灰泥吸收高的水份，然后又防止水從灰泥逸向襯底，此聚合物被用到灰泥中是為了增加灰泥混合物水相的粘度的。因此，所期望的是在灰泥中的水濃度在固化過(guò)程中得以保持住。此外，加入這些聚合物原為了穩(wěn)定在灰泥中的高空氣含量，從而可以得到光滑的潤(rùn)飾。然而，上述水溶性聚合物往往提供不了或保持不住所望的灰泥中的水濃度和空氣含量，以致灰泥具有較劣的噴涂特性和施工性能。結(jié)果，含有上述增稠劑的灰泥涂到墻面上時(shí)往往不平坦;干得太快和最后的潤(rùn)飾不良。
還有另外一個(gè)方法就是，例如甲基羥丙基羥乙基纖維素和羥丙基羥乙基纖維素這樣的不純的水溶性纖維素醚，它是這樣獲得的用金屬氫氧化物堿化處理過(guò)的纖維素與適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)劑進(jìn)行反應(yīng)，然后用酸對(duì)所得的纖維素醚的反應(yīng)混合物中和(該酸的堿金屬鹽對(duì)于硫酸鈣灰泥有緩凝作用)，因此就地形成金屬鹽，其纖維素醚對(duì)堿金屬鹽的重量比從約20∶1到約1∶1的范圍之內(nèi)(見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利3，936，313)這個(gè)硫酸鈣灰泥附加組合物加入到硫酸鈣灰泥之中時(shí)似乎未能得出所期望的結(jié)果。
本發(fā)明提供了可噴涂的灰泥，其組成是從約99.95%到約99%的建筑石膏，從約0.05%到約1%的保水性增稠劑，當(dāng)此保水性增稠劑混以為其本身重量的約25%到約60%水時(shí)，形成可噴到襯底上成薄層的灰泥，其特征是保水增稠劑至少是一種羥丙基羥乙基纖維素，它具有羥乙基取代約為0.3到約0.4M·S·和羥丙基取代大于0.35M·S，并且具有等于或小于5%的灰分。羥丙基取代較好的是至少為0.6M·S·，最好，羥乙基的M·S約從0.7到1.8，而羥丙基的M·S，從約0.6到約1.2。這兩個(gè)取代基團(tuán)的總共M·S，應(yīng)該能夠給出具有高的布魯克斐爾德粘度。(Brookfield viscosity)的羥丙基羥乙基纖維素，也就是該粘度在23℃的1%水溶液中至少為100厘泊(CPS)，最好在1%水溶液中為2000到約4000厘泊。一般這兩種取代基團(tuán)的總M·S·從約1.0到約5.0。
“M·S·”這個(gè)名稱(chēng)是指同每纖維素葡糖酐單元化合的羥乙基或羥丙基取代基團(tuán)的平均摩爾數(shù)。
羥丙基羥乙基纖維素的顆粒大小也是重要的，因?yàn)槿绻褂镁哂屑?xì)顆粒度分布的羥丙基羥乙基纖維素，則可獲最好的結(jié)果。較好的顆粒度分布是從約85%到約95%的顆粒通過(guò)140目的篩子。這樣一種細(xì)顆粒的羥丙基羥乙基纖維素使得聚合物迅速溶解于水，從而保證攝水量高，粘度迅速發(fā)展，和在濕灰泥中保水性良好。這一點(diǎn)是符合要求的，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)應(yīng)用可噴灰泥裝置中僅允許短的混合時(shí)間。
當(dāng)同以歷來(lái)已知的纖維素衍生物作為保水劑配制的可噴的灰泥相比時(shí)，本發(fā)明可噴灰泥在紋理、光滑度、易潤(rùn)飾性、空氣的夾帶、敞露時(shí)間，攝水和刀的涂抹性都得到改善，這些都是在技術(shù)上廣泛地用來(lái)表征可噴灰泥的重要參考。它們也顯示出改進(jìn)的可噴性和具有低的水損失。
在本發(fā)明灰泥中能用來(lái)做增稠劑的羥丙基羥乙基纖維素是在一種強(qiáng)堿介質(zhì)中由氧化乙烯和氧化丙烯同纖維素作用制得的。對(duì)于實(shí)施醚化的特定工藝是個(gè)公知技術(shù)，可以使用任何已知方法。
在選擇辦法中，羥乙基纖維素可在一個(gè)強(qiáng)堿性介質(zhì)中用氧化丙烯醚化。在這一情況下，羥乙基纖維素實(shí)質(zhì)上可以是具有M·S·從0.3到約4.0的任何等級(jí)。較好的材料是在1%水溶液在23℃時(shí)，具有布魯克斐爾德粘度(Brookfield Viscosity)從100到約5000厘泊的材料。較高或較低粘度的材料也可被有利地使用。
不管制備本發(fā)明羥丙基羥乙基纖維素的方法如何，該產(chǎn)物用酸中和，最好是硝酸或例如硝酸和醋酸的混合酸，然后用含約90%丙酮的丙酮水溶液洗滌，以除去反應(yīng)副產(chǎn)物，例如堿金屬鹽，乙二醇和丙二醇，這樣一來(lái)，最后純化產(chǎn)物的灰分含量為5%或更小些。最好，產(chǎn)物的灰分為2.9到4.9%。如果灰分超過(guò)5%，則羥丙基羥乙基纖維素在可噴灰泥中不起增稠劑或保水助劑的作用。
任何纖維素配料都可用來(lái)制備羥乙基纖維素，例如各種粘度的木漿、棉絨類(lèi)以及類(lèi)似物。
可以制得僅含灰泥和本發(fā)明的保水助劑的，以建筑石膏為基的可噴灰泥。在這種情況下，增稠劑在灰泥中的比例，典型的應(yīng)為干組分重量的0.05%到約1%，最好是0.1到0.2%。
此外，建筑石膏可含氫氧化鈣達(dá)5%。
干灰泥組合物也可含羥丙基瓜耳膠(Hydroxy propyl guar)其量為干組合物重量的0.01%到1.0%。羥丙基瓜耳膠的M·S·最好為約0.2到約0.6。
少量的變性淀粉，聚丙烯酰胺或丙烯酰胺的共聚物，即增稠劑重量的約1%到約30%，可用來(lái)改善抗流掛性，有助于吸收較高水份和提供濕灰泥對(duì)襯底的較好粘合力。
也可加入加氣劑，例如十二烷基硫酸鈉和硬脂酸鈉，其加入是為干組合物重量的0.001%到約1.0%。
因此，本發(fā)明干灰泥混合物包含約99.95%到約99%建筑石膏和約0.05%到約1%的至少一種羥丙基羥乙基纖維素，最好是含有約99.9%到約99.8%的建筑石膏和約0.1%到約0.2%至少一種羥丙基羥乙基纖維素。
此干灰泥混合物，當(dāng)加入水時(shí)形成一種灰泥，它可以每層1/4吋到2吋噴到襯底上，典型的是每層 1/2 吋到1吋。所用的水量是使混好的灰泥混合物可噴，而且在噴時(shí)不能稀到從墻表面滑下來(lái)?？傊尤胨菫楦苫旌衔镏亓康募s25%到約60%可得到的效果。
下面的例子中闡明本發(fā)明可噴灰泥組合物的各種實(shí)施例。實(shí)施例1到4，除了使用具有示于所討論的特殊例子的表2中的羥乙基M·S·和羥丙基M·S·的羥丙基羥乙基纖維素作為增稠劑外，使用3示于表1的組成。
本發(fā)明可噴灰泥組合物的調(diào)制是把表1前二個(gè)組分滾轉(zhuǎn)混合到基本上均勻的程度。把干混合物加入在特別的混合裝置中的水里，例如一個(gè)在工地的灰泥混合機(jī)(Putzmeistermixing Machine)，而濕的混合物立即泵送出來(lái)，并通過(guò)一個(gè)噴嘴噴到墻表面上。然后，經(jīng)過(guò)以后1到2小時(shí)連續(xù)用泥刀涂抹此灰泥和潤(rùn)濕操作，從而得到一個(gè)光滑的終飾表面。
有時(shí)建筑工業(yè)所用的灰泥如此地新鮮，以致當(dāng)它尚未完全冷卻下來(lái)，就和增稠劑進(jìn)行干式混合。這在夏天確實(shí)是這樣，因?yàn)橄奶炖鋮s得慢。在這種情況下，現(xiàn)有技術(shù)的增稠劑，例如甲基羥丙基纖維素，由于熱灰泥的殘余熱量而顯示出低劣的水溶性。羥丙基羥乙基纖維素比現(xiàn)有技術(shù)的增稠劑優(yōu)越的是當(dāng)同熱灰泥混合時(shí)羥丙基羥乙基纖維素在水中的溶解度不減小。在高溫下，現(xiàn)有技術(shù)的增稠劑，如甲基羥丙基纖維素的溶解度降低，結(jié)果導(dǎo)致保水性降低，這使得灰泥混合物難于使用，特別是在終飾時(shí)。
用下列試驗(yàn)方法評(píng)價(jià)可噴灰泥中的羥丙基羥乙基纖維素的性能。
失水是估量當(dāng)組合物同一個(gè)吸附表面接觸時(shí)它所經(jīng)受的泌漿量或失水量的一個(gè)度量。一個(gè)低的失水值是合乎需要的，因失水過(guò)度可使強(qiáng)度降低和使干了的灰泥開(kāi)裂。失水量是把10張9.0厘米沃特曼(Whatman)40＃園形濾紙釘在一起，并將其標(biāo)重。然后，將此濾紙疊放在平面上，蓋上一層11.0厘米的沃特曼(Whatman)40＃濾紙。把一個(gè)直徑為2吋，長(zhǎng)3吋的圓筒放在濾紙層的上面。用濕灰泥混合物將此圓筒完全充滿。整整一分鐘以后除去該圓筒和一張4＃濾紙將此濾紙層稱(chēng)重以檢定增重，以克數(shù)表之，這就表示從灰泥組合物中的失水量。
用重量法測(cè)定在組合物中夾帶的空氣量。把濕的可噴灰泥混合物放入一個(gè)已知體積的圓筒中，并輕敲一百下以除去任何大的空氣泡。把在圓筒上部的混合物鋸下一個(gè)已知體積的混合物。測(cè)量此混合物的重量。記下濕混合物的比重和在混合物中固體的已知比重，濕混合物中的空氣體積就被計(jì)算出來(lái)。在灰泥中有高含量的空氣是滿足要求的，因?yàn)檫@可導(dǎo)致一個(gè)較調(diào)勻的和如油狀的稠度。
測(cè)定了抗流掛性和噴涂特性。
以羥丙基羥乙基纖維素配制的可噴灰泥的性能見(jiàn)下列表2。
讀過(guò)上述的公開(kāi)后，本發(fā)明的特色，優(yōu)點(diǎn)和其他特定的實(shí)施例內(nèi)容對(duì)于那些一般現(xiàn)有技術(shù)會(huì)變得非常明顯，在這方面，雖然本發(fā)明特定實(shí)施例已描述得相當(dāng)詳細(xì)，而在不脫離本發(fā)明公開(kāi)的和要求保護(hù)的精神實(shí)質(zhì)和范圍下，這些實(shí)施例內(nèi)容可有改變和修改。
權(quán)利要求
1.具有約99.95(重量)%的建筑石膏和從約0.05(重量)%到約1.0(重量)%的保水增稠劑的干灰泥組合物，所說(shuō)的組合物，當(dāng)被混以為其本身重量的從約25(重量)%到約60(重量)%的水時(shí)，能制備可以薄層噴在襯底上的灰泥，其特征在于，該保水增稠劑至少是一種具有同每纖維素葡糖酐單元化合的羥乙基取代基團(tuán)的摩爾平均數(shù)從約0.3到約4.0，同每纖維素葡糖酐單元化合的羥丙基取代基團(tuán)的摩爾平均數(shù)大于0.35和灰分等于或小于5%的羥丙基羥乙基纖維素。
2.權(quán)力要求1所述的組合物，其中羥丙基羥乙基纖維素具有同每纖維素葡糖酐單元化合的羥丙基取代基團(tuán)的摩爾平均數(shù)至少為0.6。
3.權(quán)力要求1所述的組合物，其中羥丙基羥乙基纖維素具有同每纖維素葡糖酐單元化合的羥乙基取代基團(tuán)的摩爾平均數(shù)從約0.7到約1.8，和具有同每纖維素葡糖酐單元化合的羥丙基取代基團(tuán)的摩爾平均數(shù)從約0.6到約1.2。
4.權(quán)力要求1所述的組合物還包括為其干組合物重量的約0.01%到1.0%的羥丙基瓜耳數(shù)。
5.權(quán)力要求2所述的組合物還含有為其干組合物重量的從約0.01%到1.0%的羥丙基瓜耳膠。
6.權(quán)力要求3所述的組合物還含有為其干組合物重量的從約0.01%到1.0%的羥丙基瓜耳膠。
專(zhuān)利摘要
通過(guò)加入至少一種具有特定取代水平的羥丙基羥乙基纖維素作為一個(gè)保水助劑或增稠劑以實(shí)現(xiàn)可噴內(nèi)墻灰泥的改進(jìn)。
文檔編號(hào)C04B16/00GK85104528SQ85104528
公開(kāi)日1986年12月10日 申請(qǐng)日期1985年6月13日
發(fā)明者哈拉爾德 申請(qǐng)人:赫爾克里斯公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan