具有延長的可操作時間的水硬性組合物的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請根據(jù)35U. S. C. 119(e)要求于2013年3月15日提交的美國臨時專利申請 序號61/787, 219的權益，在此將其內(nèi)容整體援引加入。
技術領域
[0003] 本發(fā)明公開及請求保護的發(fā)明概念總體涉及一種具有延長的可操作時間（open time)的水硬性組合物。更具體而言，該組合物包含至少一種水泥緩凝劑和至少一種促凝 劑。本發(fā)明公開及請求保護的發(fā)明概念還涉及一種包含水硬性組合物的干砂漿組合物，其 具有延長的可操作時間，而不劣化其它水泥瓦的粘結(jié)性能，例如可加工性、凝固時間、強度 發(fā)展和抗下垂性。
【背景技術】
[0004] 由于其具有美觀外表、便于安裝、衛(wèi)生性質(zhì)、便于清潔、維護及管理建筑物等特點， 瓷磚已長時間作為飾面材料用于建造建筑物
[0005] 傳統(tǒng)的水泥質(zhì)瓷磚粘結(jié)劑（CTA)曾經(jīng)是水泥和砂的簡單干混合物。將該干混合物 與水混合形成濕砂漿。這些傳統(tǒng)的砂漿本身具有低流動性或低抹平能力。因此，這些砂漿 的施工是高勞動強度的。
[0006] 此外，水蒸發(fā)到空氣中，尤其是水被其上施加有CTA的多孔基底吸收，導致濕砂漿 中的水隨時間減少。因此，沒有足夠的水存留在砂漿中，導致非常短的可操作時間、修正時 間，并甚至產(chǎn)生與基底的粘結(jié)問題。此外，缺乏用于水泥適當水合的足夠的水，導致CTA強 度發(fā)展不充分及不完全。
[0007] 如今，通常，在砂漿中加入纖維素醚以降低由于蒸發(fā)和基底吸收導致的水損失。纖 維素醚提供了保水性，由此強烈降低了水損失，但并不完全防止水損失。但是提供了穩(wěn)定的 可加工性、可接受的修正時間和可操作時間，尤其是合適的強度發(fā)展。
[0008] 砂漿的可操作時間是指，在該時間段內(nèi)仍可以將瓷磚放置于所施加的砂漿中，且 保證用粘結(jié)劑對瓷磚的足夠潤濕?？刹僮鲿r間的結(jié)束表示為在瓷磚背部上CTA沒有具有的 潤濕。由于干燥，以及其它有關水泥凝固的化學和物理反應及其它所用的添加劑例如纖維 素醚和可再分散高分子粉末的作用，可操作時間是有限的。
[0009] 已廣泛采用了一種通過向水泥砂漿中加入有機和/或無機水泥水合緩凝劑來延 長可操作時間的方法。通過緩凝劑的加入，減慢或延遲了水合反應。由此，改變了砂漿的凝 固和硬化，延長了可操作時間。
[0010] ASTM C266-65中定義了凝固時間?；旧希虝r間是砂漿凝固或硬化為給定厚 度所消耗的時間。對于使用水泥基水硬性組合物例如砂漿或混凝土的建筑，從保證可加工 性、縮短建造時間并簡化養(yǎng)護設備的角度考慮，期望控制凝固時間。基于對于促凝作用的需 求特別增長，以縮短建造時間，因此研發(fā)了具有高促凝作用的促凝劑。
[0011] 水泥水合反應的延遲及由此凝固時間的延遲總體上伴隨著強度發(fā)展降低?？傮w而 言，水泥水合越慢，即凝固時間越長，水損失的風險越高，由因此強度發(fā)展不足的風險越高。
[0012] 如果水泥質(zhì)瓷磚粘結(jié)劑通過加入水泥緩凝劑而具有了長的可操作時間，則獲得了 長的可操作時間。然而，凝固時間不期望地延長了。因此，需要一種具有長可操作時間及相 當?shù)哪虝r間的水泥瓷磚粘結(jié)劑。
[0013] 令人驚奇的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果加入促凝劑以補償水泥凝固延緩，則不會削弱通過 使用水泥緩凝劑帶來的在可操作時間上的正面收效。甚至已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，緩凝劑-促凝劑組合 可以產(chǎn)生協(xié)同效應，意味著該組合甚至可以具有與單獨使用緩凝劑相比更長的可操作時 間。
【具體實施方式】
[0014] 在通過示例性的附圖、實驗、結(jié)果和實驗步驟來詳細解釋本發(fā)明概念的至少一個 實施方案之前，應理解本發(fā)明概念不受限于下述說明所闡述的或附圖、實驗和/或結(jié)果所 給出的在具體構(gòu)造及組分安排上的應用。本發(fā)明概念適用于其它實施方案，或可以用不同 的方式進行運用或?qū)嵤Ｒ虼?，這里所用語言旨在給出最廣的可能范圍和含義；且實施方案 意在是示例性的，而非詳盡的。而且，應理解的是此處所用的用語和術語目的在于說明而不 應被視作限制性的。
[0015] 除非此處額外說明，否則所公開和要求保護的發(fā)明概念所用的科學和技術術語將 具有本領域普通技術人員通常理解的含義。此外，除非有文字要求，否則單數(shù)名詞應包括復 數(shù)，且復數(shù)名詞應包括單數(shù)。相關所用的術語及這里所述的化學技術通常都是本領域所熟 知并通常使用的。反應和純化技術根據(jù)生產(chǎn)商的說明或本領域通常所使用的或如這里所述 的方式實施。與這里所述的分析化學、合成有機化學、及藥物和生化相關所用的術語及實驗 步驟和技術是那些為本領域所熟知并通常使用的。使用標準技術用于化學合成、化學分析、 藥物制備、配制、傳遞及病人處理。
[0016] 在此說明書中提到的所有的專利、發(fā)表的專利申請和非專利刊物都表示了與所公 開和要求發(fā)明概念相關領域的那些技術人員的技術水平。在本申請的任何部分所參考的所 有專利、公開的專利申請和非專利刊物都在此明確地將其全部內(nèi)容援引加入，就如同將每 個專利具體和單獨地援引加入一樣。
[0017] 這里所公開和要求保護的所有組合物和/或方法可根據(jù)本公開制備和執(zhí)行，不需 過度實驗。雖然以優(yōu)選實施方案的方式對本發(fā)明組合物和方法進行了說明，對本領域技術 人員顯見的是在不偏離本發(fā)明概念、思想和范圍的情況下，可以改變組合物和/或方法，以 及在這里所述的方法步驟中或在步驟序列中進行改變。對于本領域那些技術人員顯而易見 的所有這些變更和改動，如所附權利要求所定義的，都被認定屬于本發(fā)明概念的思想、范圍 和概念范圍內(nèi)。
[0018] 本公開所用的以下術語，除非另有說明，都應被理解為具有如下含義：
[0019] 在權利要求和/或說明書中與術語"包含"一起使用的詞語"一"可以指"一個"， 也指"一個或多個"、"至少一個"和"一個或多于一個"。除非明確指出僅指其它選擇或選 擇之間相互排斥，否則權利要求中術語"或"的使用意味著"和/或"，不過本公開支持只是 指其它選擇及"和/或"的定義。在這個整篇申請中，術語"約"被用來表明數(shù)值包括儀器、 用來測定該值所用方法、和/或研究目標之間所存在的差異等固有誤差。術語"至少一個" 應被理解為包括一個及多于一個的數(shù)量，包括但不限于2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、100 等。該術語"至少一個"可延伸至100或1000或更多，取決于該術語與誰連用；此外，數(shù)量 100/1000不應被理解為具有限制性，更高的數(shù)值也可能產(chǎn)生滿意的結(jié)果。此外，術語"X、Y 和Z中的至少一個"的使用應理解為只包括X、只包括Y和只包括Z，以及X、Y和Z的任意 組合。
[0020] 在此說明書和權利要求中所用的單詞"包括"、"具有"、"包含"或"含有"都具有包 容性或開放式的，且不排除額外的、沒有提及的元素或方法步驟。
[0021] 這里所用的術語"或其組合"指在此術語前所列的物件的所有排列和組合。例如， "A、B、C或其組合"意在包括至少下述一個：A、B、C、AB、AC、BC或ABC，而且在特定情況下當 順序重要時，還有BA、CA、CB、CBA、BCA、ACB、BAC或CAB。繼續(xù)這個實例，明確包括的是重復 含有一個或多個物件或術語的組合如BB、AAA、MB、BBC、AAABCCCC、CBBAAA、CABABB等。本領 域技術人員應理解在任何組合中對于物件或術語的數(shù)量通常是沒有限制的，除非在文中明 顯不對。
[0022] 本文公開了一種具有延長的可操作時間的水硬性組合物。該水硬性組合物可以用 于制造水泥砂漿例如水泥質(zhì)瓷磚粘結(jié)劑。具體而言，該組合物包含至少一種水泥緩凝劑和 至少一種促凝劑。
[0023] 在本發(fā)明公開及請求保護的發(fā)明概念的水硬性組合物中，所述促凝劑是能促進水 泥水合的材料，其通常分作無機化合物和有機化合物。合適的無機化合物可以包括，但不限 于：氯化物，例如氯化鈣、氯化鈉和氯化鉀；亞硝酸鹽，例如亞硝酸鈉和亞硝酸鈣；硝酸鹽， 例如硝酸鈉和硝酸1? ;硫酸鹽，例如硫酸媽、硫酸鈉和明鞏；硫氰酸鹽，例如硫氰酸鈉和硫 氰酸鈣；氫氧化物，例如氫氧化鈉、氫氧化鉀和氫氧化鈣；碳酸鹽，例如碳酸鈣、碳酸鈉和碳 酸鋰；以及氧化