具有受控密度的基于聚氨酯的聚合物混凝土和浇注砂浆的制作方法
未命名
07-15
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1.本发明涉及有目的地影响可固化的粘结剂组合物的密度,所述粘结剂组合物包含:a)至少一种有机粘结剂和b)填料。本发明还涉及可固化的粘结剂组合物以及用于制备这种可固化粘结剂组合物的多组分体系,以及经固化的粘结剂组合物或经固化的多组分体系。
背景技术:
2.聚合物混凝土是一种不透水的材料,通常包含有机粘结剂和填料。与普通混凝土(其中作为粘结剂的水泥在用水固化之后将填料保持在一起),在聚合物混凝土中充当粘结剂的是有机聚合物,化学固化之后所述有机聚合物确保将材料保持在一起。聚合物混凝土通常不含作为粘结剂的水泥。聚合物混凝土中的填料通常由不同粒径的天然石材组成,例如花岗岩、石英、玄武岩、石灰石、膨胀粘土、珍珠岩或其它矿物原料,例如来自金属生产的炉渣或固体建筑回收材料。使用填料以改变材料的机械性能、电性能和/或加工性能,同时明显降低最终产品中通常更昂贵基体的比例。此外,填料颗粒的存在负责明显减少反应性交联聚合物基体固化之后聚合物混凝土的体积收缩并且保证其抗压强度。
3.通常由至少两个反应性组分组成的可固化液体有机粘结剂通常在混合粘结剂组分之后与填料混合,然后通过铸造成型并使其固化。
4.已知的有机粘结剂为例如基于环氧树脂的体系、基于聚氨酯的体系、不饱和聚酯树脂或丙烯酸树脂。
5.在基于环氧树脂的聚合物混凝土中,可固化粘结剂由可固化环氧树脂和环氧树脂的固化剂组成,两者混合之后反应形成经固化的环氧树脂。在基于聚氨酯的聚合物混凝土中,可固化粘结剂由多异氰酸酯和多元醇组成,两者混合之后反应形成化学交联的聚氨酯。
6.基于环氧树脂和聚氨酯的聚合物混凝土的特征在于高强度、抗冻、耐磨、耐材料,以及封闭且防水的表面。然而,基于环氧树脂和聚氨酯的已知聚合物混凝土在腐蚀条件下仅具有有限的稳定性。
7.对建筑材料不断增长的需求以及环保法规导致能够用作填料的天然矿物原材料短缺。石英骨料(例如石英粉、石英砂和石英砾石)的情况特别如此。因此,希望越来越多地用工业废料代替天然原材料。
8.gb 2460707描述了使用回收材料作为聚合物混凝土的骨料。玻璃砂、塑料珠、碎瓷或再生聚合物混凝土被用作天然石材的部分替代品。
9.世界各地大量产生的一种工业废料是炉渣。例如在金属提炼、金属回收或家庭垃圾焚烧或污泥焚烧时产生炉渣。
10.渣砂是炼铁时产生的玻璃状炉渣,由于其细磨形式下的潜在水硬性而用作水泥掺加剂和水泥替代材料。其它炉渣(例如在炼钢或钢回收时产生的钢渣或在炼铜时产生的铜渣)由于其水硬性较差而不太适合作为水泥替代品。与高炉炉渣一样,它们有时用作筑路中的砾石、廉价的回填材料,或者如铜渣那样用作磨料。
11.wo 2010 030048描述了使用“雾化钢渣”作为基于不饱和聚酯树脂的聚合物混凝土的成分。这种“雾化钢渣”通过特殊方法制得,这会造成额外的成本并且使炉渣更贵。雾化钢渣在数量和地点方面的可用性都有限。
12.但是在已知的聚合物混凝土中,诸如石英骨料的常规填料不容易被工业废料替代。根据工业废料的性质,部分或完全替代可能会导致聚合物混凝土的物理和化学性能发生不希望的变化。
13.发泡聚合物混凝土也是已知的。发泡混凝土通常可用于轻质结构或用作隔热材料。
14.us 2017/7174569a1描述了例如一种可发泡聚合物混凝土,其中将水添加到聚氨酯混合物中以引发发泡反应。然而此处的发泡反应只能得到非常有限的控制。
15.因此,聚合物混凝土领域中仍然需要尽可能不具有上述缺点的新的方法和改进的解决方案。
16.发明概述
17.本发明的目的是提供改进的聚合物混凝土和浇注料及其制备方法。特别地,应当制备具有受控的密度和/或泡沫结构的聚合物混凝土,同时具有尽可能有利的性能。还希望能够使用常规填料和工业废料制备聚合物混凝土,所述工业废料尽可能地能在世界各地获得并且不需要复杂加工。
18.出人意料地,通过根据权利要求1所述的用途实现所述目的。
19.令人惊讶地发现,通过加入干燥剂可以直接控制(特别是提高)包含基于聚氨酯的粘结剂和无机填料f的可固化粘结剂组合物的密度。加入的干燥剂越多,固化过程中粘结剂组合物的发泡程度越弱,或者形成的气泡越少,并且材料的密度增加。可以非常精确地控制发泡程度和密度,而不会损害有机粘结剂的固化反应。此外,与不存在干燥剂的情况相比,干燥剂的存在导致获得更细孔且更均匀的结构。
20.不受任何理论约束,通过相应气体与干燥剂相互作用和/或至少部分地被吸收入干燥剂中,干燥剂的加入能允许减少固化时有机粘结剂中固有出现的气泡形成和/或导致更均匀的气泡分布。后者特别是在使用分子筛作为干燥剂的情况下发生。这使得由于经固化粘结剂组合物中形成气泡而造成的孔结构会受到干燥剂的影响,其中特别是孔密度降低、孔形状变得更加均匀并且孔径分布变得更加均匀。
21.正如已经发现的那样,由于根据本发明使用干燥剂,所以可以制备具有特征性孔结构的高耐压泡沫结构,所述泡沫结构具有1.0mm及以下范围内的微细分散的孔。
22.通过针对性地加入干燥剂,可以根据自由可用的水含量使经固化粘结剂组合物的体积改变(特别是减少)至多40体积%。同时,经固化粘结剂组合物的密度可以改变(特别是增加)至多30%。这均是相比于不加入干燥剂制备的相应可固化粘结剂组合物而言的。
23.因此,可以使用干燥剂来影响(特别是增加)可固化粘结剂组合物在经固化状态下的密度。这特别是通过减少可固化粘结剂组合物中的孔含量来实现的。
24.此外,可以使用干燥剂来影响(特别是降低)可固化粘结剂组合物的气泡形成和/或发泡。
25.此外,也可以通过加入干燥剂通过控制发泡来针对性地影响经固化粘结剂组合物的导热性。
26.虽然正如预期,经固化的粘结剂组合物中更剧烈的发泡或孔密度的增加使得机械强度降低,但是降低程度出乎意料的小,使得即使在具有低密度的剧烈发泡的经固化粘结剂组合物的情况下,仍然实现了良好的机械强度。
27.相比于同样用于聚合物混凝土的其它有机粘结剂组合物,特别是相比于不饱和聚酯树脂或丙烯酸树脂,基于多异氰酸酯和多元醇的粘结剂组合物的优点还在于,其即使在低温(例如5℃或10℃)下也可良好加工和反应固化,并且具有良好的浇注性和良好的流平性。此外,相比于通常高粘度的不饱和聚酯树脂,不需要使用具有爆炸危险的引发剂(例如过氧化物)来固化。此外,基于聚氨酯的经固化粘结剂组合物的表面坚固且不粘,这不同于表面通常仅缓慢且不完全固化的不饱和聚酯树脂。
28.相比于具有相同填料重量浓度的基于环氧树脂的组合物,本发明的基于聚氨酯的组合物或由其获得的聚合物混凝土或浇注料由于固化后(室温下7天)聚氨酯基体的给定柔性而通常具有略低/降低的抗压强度和抗弯强度。然而,相比于基于环氧树脂的对比材料,本发明的基于聚氨酯的组合物在水中的溶胀性明显低得多,并且对腐蚀性介质的作用(特别是对稀有机酸如含水乙酸的作用)具有明显更高的化学稳定性和机械稳定性。
29.具体地已经发现,即使与酸性水溶液(ph《7)以及中性水溶液(ph=7)和碱性水溶液(ph》7)持久性接触,基于聚氨酯的聚合物混凝土和浇注料的抗压强度在数周内基本保持稳定,或者甚至出现进一步固化。
30.这与为测试目的制备的基于环氧树脂的组合物形成对比,所述组合物与碱性水溶液接触时虽然同样进一步固化,但与酸性或中性水溶液接触时抗压强度随时间的推移而剧烈下降并且显示出清晰可见的表面侵蚀。
31.因此,基于聚氨酯的组合物具有与腐蚀介质的ph-值无关的高耐腐蚀性。这是一个巨大的优点,因为聚合物混凝土在各种使用条件下通常会与碱性溶液和酸性溶液接触。例如,当基于聚氨酯的浇注料与可浸出碱性物质的胶结材料组合使用时,以及当浇注料不时地与含酸的清洁剂、食品或粪便(特别是尿液)接触时,都是这种情况。
32.基于聚氨酯的组合物的上述优点既可以用常规填料(例如石英骨料)实现,也可以用工业废料(特别是廉价且世界各地均可获得的炉渣)实现。在此炉渣是特别有利的,从而在需要时可以完全省去石英骨料。
33.出人意料的是,可以在基于聚氨酯的聚合物中大量使用炉渣作为填料而无品质损失。
34.炉渣是来自金属提炼、金属回收或垃圾焚烧的废料,在世界范围内大量产生。在本发明的基于聚氨酯的组合物中使用炉渣有助于减少垃圾填埋场并减少对高品质天然石材颗粒的需求,而这种高品质天然石材颗粒的可用性正在逐渐下降。
35.包含炉渣的基于聚氨酯的聚合物混凝土和浇注料表现出良好的性能,例如特别是高强度和良好的加工性,即使当聚合物混凝土和浇注料完全不含常规填料(例如特别是石英骨料)时也是如此。出人意料地,所述材料性能(特别是抗压强度)相对于现有技术有时甚至进一步改善。
36.特别出人意料的情况是,本发明的聚合物混凝土和浇注料(特别是当其包含钢渣或铜渣时)具有改进的导电性。此外,导热性有时会受到影响,特别是降低。
37.本发明的其它方面为其它独立权利要求的主题。本发明的特别优选的实施方案为
从属权利要求的主题。
38.发明详述
39.本发明的主题是干燥剂用于影响(特别是提高)可固化粘结剂组合物的密度的用途,所述粘结剂组合物包含:a)至少一种包含多异氰酸酯和多元醇的有机粘结剂,和b)至少50重量%的无机填料f,特别是石英骨料和/或炉渣形式的无机填料,其中重量比例基于100重量%的粘结剂组合物计。
40.在本文中,“发泡”或“泡沫”被理解为在固化过程中,在可固化粘结剂组合物中通过异氰酸酯固化剂与自由可用的水发生化学反应而形成气泡。这里的气泡的直径通常可以在几微米至几毫米的范围内。在本文中,发泡与至少一个空间方向上的体积膨胀有关。以体积%计的发泡表示不含干燥剂的经发泡粘结剂组合物的体积与相同质量的通过干燥剂减少发泡的粘结剂组合物的体积的商。加入干燥剂的目的特别是控制粘结剂组合物中的水含量,从而可以通过发泡来生产具有限定泡沫结构的以限定方式发泡的粘结剂组合物,例如发泡聚合物混凝土。
41.在本文中,术语“干燥剂”表示以化学和/或物理方式结合水的物质。特别地,干燥剂不包含水泥。干燥剂特别选自分子筛、氧化钙、氯化钙、碳酸钠、碳酸钾、硫酸钙和/或硫酸镁。优选的干燥剂是分子筛和/或氧化钙。非常特别优选的是分子筛。
42.术语“分子筛”在本文中表示天然和/或合成沸石。分子筛优选为具有由alo
4-‑
四面体和sio
4-四面体组成的多孔骨架结构的铝硅酸盐。分子筛中的孔径特别为0.3-1.0nm。
43.干燥剂优选以固体形式使用,特别优选以粉末形式使用。粉末形式的干燥剂(特别是分子筛)优选具有200-1600m2/g,特别是500-1000m2/g的表面积(根据bet法测量)。
44.在本文中,除非另有说明,否则“密度”应理解为固体的表观密度。表观密度由固体重量与其体积(包括包含的孔体积)的商得出。
45.固化后形成聚氨酯的可固化有机粘结剂组合物包含每分子具有多于一个异氰酸酯基团的可反应交联的多异氰酸酯,其与多元醇通过形成共价键而反应形成固体。
46.本发明的可固化粘结剂组合物是可固化的,因为异氰酸酯基团尚未反应或仅部分反应。
[0047]“无机填料”应理解为无机颗粒物质。
[0048]
填料f可以是例如炉渣、石英骨料、砂、砾、碎石、煅烧砾石、粘土矿物、浮石、珍珠岩、石灰石、石灰石粉末、硅灰、白垩、二氧化钛、重晶石和/或氧化铝。无机填料以不同形式和尺寸市售获得。形式可以从细小的砂粒变化到大块的粗糙石头。表述“填料f”中的附注“f”仅用于更好的易读性和可区分性,但没有任何限制作用。
[0049]
本文中的“石英骨料”是指石英的颗粒状骨料。特别地,石英骨料是石英粉、石英砂和/或石英砾石。石英骨料特别优选包括石英粉和/或石英砂。
[0050]
根据一个有利的实施方案,基于100重量%的粘结剂组合物计,干燥剂的使用比例为至多1重量%,特别是0.001-1重量%,优选0.05-0.8重量%。这里100重量%的粘结剂组合物包含待加入的干燥剂。
[0051]
有利地,基于多元醇和干燥剂的总重量计,干燥剂的使用比例为至多15重量%,优选0.001-15重量%,特别是0.01-14重量%,特别优选0.1-13重量%。
[0052]
特别通过针对性地确定可固化粘结剂组合物中干燥剂的含量和水的含量来影响
密度和/或发泡。
[0053]
在本发明的基于聚氨酯的粘结剂组合物中,所述比例能够在宽范围内非常精确地控制密度和发泡,由此保持获得与实际应用相关的水平的机械性能。
[0054]
特别地,减少干燥剂的比例以增加发泡和/或增加孔体积和/或降低经固化粘结剂组合物中的密度。在此,特别随着干燥剂的比例而连续发生发泡的增加和/或密度的降低。例如,如果不加入干燥剂,则可以获得发泡最大化的经固化粘结剂组合物或密度最小化的经固化粘结剂组合物。相反,基于100重量%的粘结剂组合物计,1重量%的干燥剂比例可以使发泡最小化或密度最大化。
[0055]
特别优选以如下方式进行应用:通过以基于100重量%的粘结剂组合物计至多1重量%,特别是0.001-1重量%,特别是0.05-0.8重量%的比例加入干燥剂,使经固化粘结剂组合物的孔体积改变0.001-40体积%,特别是2-35体积%。
[0056]
特别以如下方式加入干燥剂(特别是分子筛),使得通过以基于100重量%的粘结剂组合物计至多1重量%,特别是0.001-1重量%,优选0.05-0.8重量%的比例加入干燥剂,使经固化粘结剂组合物的密度在0.001-30体积%、特别是2-26体积%的范围内变化。
[0057]
根据一个优选的实施方案,使用干燥剂将经固化粘结剂组合物的密度调节在1.7-3.9g/cm3、特别是1.9-2.7g/cm3、尤其是2.0-2.5g/cm3的范围内,其中基于100重量%的粘结剂组合物计,干燥剂优选以至多1重量%、特别是0.001-1重量%、特别优选0.05-0.8重量%的比例加入。
[0058]
还优选使用干燥剂来制备具有泡沫结构的经固化的矿物粘结剂组合物。
[0059]
具有泡沫结构的经固化矿物粘结剂组合物在本文中也称为发泡体。
[0060]
特别在不加入额外液态水的情况下影响密度和/或发泡。其优点在于,有机粘结剂的固化反应不受水的影响或损害。
[0061]
基于粘结剂组合物的总重量计,可固化粘结剂组合物中的水含量特别为至多0.5重量%,例如0.005-0.5重量%,特别是0.01-0.45重量%,尤其是0.05-0.35重量%。这例如包括粘附至可固化粘结剂组合物的成分上的或溶解在粘结剂中的水分。
[0062]
为了调节水含量,可以在使用之前对各个成分进行干燥。然而,也可以在使用之前润湿单个成分和/或与其它成分分开加入液态水。
[0063]
干燥剂的使用优选导致经固化粘结剂组合物中产生孔直径在<4mm、特别是<1mm、尤其是<0.1mm范围内的孔。其例如是孔径为10-500μm,尤其是50-200μm,特别是75-150μm的孔。
[0064]
特别地,所述孔是闭孔。
[0065]
对于孔径特别适用以下条件:至少90%,优选至少95%,尤其是至少100%的所有孔都具有指定范围内的孔径或孔直径。
[0066]
可以例如通过制备经固化粘结剂组合物的切片并通过扫描电子显微镜(特别是在200倍放大率下)对其成像来确定孔的孔径。然后可以从扫描电子显微照片中确定孔径。在孔不是完全圆形的情况下,最长直径被视为孔直径或孔径。
[0067]
在本发明的范围内,无机填料f特别优选以石英骨料、炉渣或炉渣和石英骨料的混合物的形式存在。
[0068]
特别优选地,填料f以炉渣或炉渣和石英骨料的混合物的形式存在。非常特别优选
地,填料f以炉渣的形式存在。
[0069]
填料f,特别是炉渣和/或石英骨料,优选具有0.1μm-32mm、特别是0.05-10mm的粒径或粒度。特别优选,填料f具有至少0.1mm、特别是0.1-3.5mm、非常特别优选大于0.1mm至3.5mm的粒度。粒径或粒度可以通过根据din en 933-1的筛分方法确定。
[0070]
还优选地,填料f中存在具有不同粒度的至少两种,特别是至少三种粒度级分。至少两种或三种不同的粒度级分可以由相同的材料或不同的材料组成。
[0071]
填料f(特别是石英骨料和/或炉渣)特别优选包括至少三种不同的粒度级分。
[0072]
特别地,第一粒度级分具有0.125-0.25mm范围内的粒度,第二粒度级分具有0.5-0.8mm范围内的粒度,第三粒度级分具有2.0-3.15mm范围内的粒度。
[0073]
特别地,基于100重量%的粘结剂组合物计,填料f(特别是石英骨料和/或炉渣)具有至少60重量%、优选至少65重量%的比例。
[0074]
有利地,粘结剂组合物包含50至80重量%、特别是60至75重量%、尤其是65至70重量%的填料f,以100重量%的粘结剂组合物计。
[0075]
填料f特别优选为石英骨料和/或炉渣,尤其是炉渣。
[0076]
但是,特别是为了实现高强度和/或良好导电性,还有利的是,粘结剂组合物包含83重量%至90重量%、优选85重量%至88重量%的填料f,基于100重量%的粘结剂组合物计。填料f在此同样优选为石英骨料和/或炉渣,尤其是炉渣。
[0077]
除了至少50重量%的填料f之外,粘结剂组合物优选还包含至少一种额外的填料材料。
[0078]
额外的填料材料与填料不同,特别是在化学和/或粒度方面。化学方面不同表示填料f具有不同于填料材料的通式。
[0079]
额外的填料材料的比例优选为10重量%至40重量%,特别是15至35重量%,尤其是20至30重量%,其中这些值基于100重量%的粘结剂组合物计。
[0080]
额外的填料材料的粒度取决于各种应用,并且可以最高为32mm或更大。粒度优选为最大16mm,特别优选最大8mm。粒度特别优选低于4mm。粒度有利地在约0.1μm至3.5mm的范围内。
[0081]
特别地,额外的填料材料具有至多0.1mm,优选0.1μm到至多1mm范围内的粒度。
[0082]
混合与期望的粒径分布曲线对应的不同粒度的填料材料是有利的。
[0083]
根据一个有利的实施方案,粘结剂组合物包含粒度大于0.1mm的炉渣和/或石英骨料形式的填料f和粒径粒度至多0.1mm的额外的填料材料且不含其它填料材料。在这种情况下,额外的填料材料优选选自石英骨料、砂、砾、碎石、煅烧砾石、粘土矿物、浮石、珍珠岩、石灰石、石灰石粉末、硅灰、白垩、二氧化钛、重晶石和/或氧化铝。此处也可以存在两种或更多种所述代表的混合物。
[0084]
特别地,额外的填料材料选自砾、砂、碎石、煅烧砾石、粘土矿物、浮石、珍珠岩、石灰石、石灰石粉末、白垩、二氧化钛、重晶石和/或氧化铝。此处也可以存在两种或更多种所述代表的混合物。特别优选的是石灰石和/或重晶石。
[0085]
粘结剂组合物有利地包含50至80重量%、特别是60至75重量%、尤其是65至70重量%的炉渣和/或石英骨料,以及10至40重量%、特别是15至35重量%、尤其是20至30重量%的额外的填料材料,其中这些值基于100重量%的粘结剂组合物。额外的填料材料特别
包括石灰石和/或重晶石。
[0086]
非常特别优选地,粘结剂组合物包含50至80重量%、特别是60至75重量%、尤其是65至70重量%的炉渣,以及10至40重量%、特别是15至35重量%、尤其是20至30重量%的额外的填料材料,特别是石灰石和/或重晶石,其中这些值基于100重量%的粘结剂组合物计。
[0087]
优选地,粘结剂组合物包含粒度大于0.1mm的炉渣和/或石英骨料形式的填料f和粒度至多0.1mm的并非炉渣和/或石英骨料的额外填料材料且不含其它填料材料。这种组合物容易加工并且在固化之后实现良好强度。
[0088]
粘结剂组合物还优选包含粒度大于0.1mm的炉渣和粒度至多0.1mm的非炉渣的额外填料材料且不含其它填料材料。
[0089]
额外的填料材料在粘结剂组合物总重量中的重量比例优选小于填料f的重量比例。
[0090]
优选地,填料f(特别是石英骨料和/或炉渣)与额外的填料材料(特别是粒度至多0.1mm的额外的填料材料)的质量比为100:0至60:40、特别是80:20至70:30。这样的比例实现了矿物填料的良好填充和经固化的粘结剂组合物的良好强度。在这种情况下填料有利地具有大于0.1mm的粒度。
[0091]
然而还可能有利的是,粘结剂组合物不包含额外的填料材料。在这种情况下,炉渣和/或石英骨料优选包含尺寸为约0.1μm至1mm、2mm、4mm、8mm或更大的所有矿物颗粒。
[0092]
特别优选的是,粘结剂组合物仅包含炉渣作为填料f而不包含额外的填料材料。在这种情况下,也不存在石英骨料。在这种情况下,炉渣包括尺寸为约0.1μm至1mm、2mm、4mm、8mm或更大的所有矿物颗粒。这特别有利于最大程度地利用炉渣和经固化粘结剂组合物的良好强度,以及特别是在含铁炉渣的情况下,最大程度地利用改进的导电性。此外,导热性有时也会受到影响。
[0093]
炉渣通常在矿石冶炼的金属提炼、金属回收或废物焚烧时作为副产物产生。其为主要由各种金属的氧化物和硅酸盐组成的物质混合物。炉渣的化学组成通常以氧化物的形式给出,而无论这些元素有效存在于何种化合物中。因此,例如si的含量以sio2形式给出,al含量以al2o3形式给出,fe含量以feo形式给出。因此,例如10g铁(fe)的分析确定量对应于12.9g feo的量。针对炉渣组成给出的成分百分比在此涉及所述成分的氧化物形式的百分比,以组合物中所有成分(其重量同样以其氧化物的形式计算)的总和计。炉渣的主要成分为cao、sio2、al2o3、mgo和feo。各种类型的炉渣中这些物质的含量可能非常不同。炉渣的组成可以根据din en iso 12677通过x射线荧光分析确定。
[0094]
炉渣(特别是来自金属提炼或金属回收的炉渣)通常以液态从金属熔体中分离并且通常在炉渣床中储存以冷却。冷却可以例如通过喷水来促进。冷却过程可能影响炉渣的物理性能,特别是结晶度和粒径。
[0095]
高炉炉渣(hos)是在高炉中生铁提炼过程中产生的炉渣。在高炉中的还原过程中,由铁矿的伴生材料和添加的炉渣形成剂(例如石灰石或白云石)形成炉渣。炉渣与生铁分离,在炉渣床中缓慢冷却(其中形成大量结晶的高炉块渣)或用水和/或空气快速冷却(其中形成玻璃状渣砂(hs))。高炉炉渣通常具有低于3重量%(以炉渣总组成计)的铁含量(以feo的形式计算)和2.1至2.8kg/l的表观密度。
[0096]
钢渣在生铁制钢或钢铁回收中作为副产物产生。制钢要使用许多产生钢渣的方法
和步骤。钢渣的示例为氧气转炉渣(bos)、ld-炉渣或电炉渣(eos),所述氧气转炉渣(bos)在炼钢时通过吹氧法作为副产物产生,所述ld-炉渣通过氧气顶吹转炉炼钢法产生,所述电炉渣(eos,也被称为电弧炉渣eafs)在炼钢或钢回收时通过电弧炉产生。钢渣的其它示例是在进一步钢净化过程中产生的炉渣,例如来自钢包炉的炉渣(钢包渣,英文ladle slag)。钢渣通常具有约5至45重量%(以炉渣总组合物计)的铁含量(以feo的形式计算)和3.0-3.7kg/l的表观密度。
[0097]
产生炉渣的其它方法例如是用于提炼非铁金属的冶金方法。这些炉渣被称为冶金炉渣,并且通常具有高含量的铁。一种这样的冶金炉渣是在炼铜时作为副产物产生的铜渣。铜渣通常具有40重量%以上的铁含量,以feo的形式计算。铜渣中的铁通常大部分以铁硅酸盐的形式存在。铜渣通常具有3.7kg/l范围内的表观密度。
[0098]
废物焚烧厂或污泥焚烧厂产生的炉渣组成差异很大。其通常的特征是很高的铁含量。
[0099]
炉渣优选选自高炉炉渣、特别是高炉块渣和渣砂,钢渣,冶金炉渣、特别是铜渣,和来自废物焚烧的炉渣,其中优选高炉炉渣,钢渣和冶金炉渣。
[0100]
高炉炉渣和钢渣在世界范围内容易获得,并且不同批次之间的化学组成和矿物组成以及物理性能通常仅具有轻微波动。冶金炉渣、特别是铜渣的特征在于高密度和高强度。
[0101]
在本发明的一个优选的实施方案中,炉渣是含铁炉渣并且具有至少8重量%,特别是至少10重量%,优选至少15重量%、20重量%或25重量%的铁,以feo的形式计算。含铁炉渣特别包含10至70重量%的铁,以feo的形式计算。
[0102]
出人意料地发现,具有高铁含量的炉渣在经固化的粘结剂组合物中可以提高导电性,有时还可以降低导热性。因此,它们特别适用于制备具有改进导电性有时还具有降低的导热性的材料。特别地,希望在固化之后具有改进导电性的粘结剂组合物中的炉渣包含10至70重量%,优选15至60重量%的铁,以feo的形式计算。含铁炉渣优选为钢渣,特别是来自电弧炉、铸造钢包、氧气顶吹转炉炼钢法或吹氧法的炉渣,或铜渣。
[0103]
在另一个优选的实施方案中,炉渣具有至少2.9kg/l,优选至少3.1kg/l,特别是至少3.3kg/l,尤其是至少3.5kg/l的表观密度。
[0104]
已经发现,包含具有高表观密度的炉渣的粘结剂组合物固化之后可以在上侧(上表面)具有一层经固化粘结剂,该层中炉渣含量明显低于其余的经固化粘结剂组合物。特别地,该层中粒径大于0.1mm的炉渣含量低于约10重量%,特别是低于5重量%。这导致对上覆材料的特别好的粘附,这例如对于通过下部灌注来锚固机器和涡轮机是特别有利的。
[0105]
炉渣的优选粒径取决于各种应用,并且可高达32mm或更大。炉渣优选具有最大16mm,优选最大8mm,更优选最大4mm,特别是最大3.5mm的粒径。
[0106]
合适尺寸的炉渣颗粒也可以通过破碎和/或研磨较大的炉渣颗粒来获得。
[0107]
炉渣可以例如通过筛分分成粒径级分,然后可以将各个粒径级分以不同的量混合以获得期望的粒径分布(筛分曲线)。所述方法是本领域技术人员已知的。
[0108]
炉渣优选具有0.05至16mm,优选0.06至8mm,更优选0.1至4mm,特别是0.12至3.5mm的粒径。
[0109]
炉渣颗粒优选具有不规则形状和/或粗糙表面并且特别是非球形的。这特别有利于颗粒相互啮合并且与粘结剂良好结合。
[0110]
特别地,炉渣颗粒可以具有任何非球形几何形状,无论是均匀的还是不均匀的。例如,颗粒可以具有锥形、多边形、立方体、五角形、六角形、八角形、棱柱形和/或多面体形状。不均匀颗粒可以例如具有至少部分存在于其中的圆形、卵形、椭圆形、正方形、矩形、三角形或多边形横截面。术语“不均匀”或“不规则”形状的颗粒涉及三维颗粒形状,其中颗粒的至少两个不同的横截面具有不同的形状。具有不规则形状的炉渣颗粒的示例性横截面示意性地显示在图1中。
[0111]
优选的是特别在炉渣床中用水冷却的炉渣,特别是钢渣。同样有利的是以炉渣流的形式通过高压水射流造粒的炉渣,特别是铜渣。
[0112]
炉渣由于迅速冷却而破裂成小块。这是有利的,因为这样可以节省粉碎的能量,并且还因为这样会产生不规则的、通常有棱角的形状。
[0113]
炉渣的水分含量优选低于5重量%,更优选低于3重量%,特别优选低于1重量%,特别是低于0.5重量%。
[0114]
对于某些应用有利的是,炉渣的孔隙率在5体积%的范围内。由此可以减少产物的重量而不会严重损害最终性能。
[0115]
对于某些应用还有利的是,炉渣的孔隙率高于5体积%,由此可以降低产物的重量。对于某些应用,特别是对于高抗压材料,可能有利的是,炉渣的孔隙率低于5体积%、优选低于3体积%。
[0116]
在本发明的一个特别有利的实施方案中,粘结剂组合物优选基本上不含石英骨料,特别是石英砂和石英粉。
[0117]
其特别包含少于10重量%,优选少于5重量%,特别优选少于1重量%的石英骨料。这种组合物保护自然资源并且能够实现良好至极好的加工性能、固化性能和使用性能。
[0118]
可固化粘结剂组合物中的有机粘结剂包含至少一种多异氰酸酯和至少一种多元醇。
[0119]
多异氰酸酯应理解为是指含有两个或更多个异氰酸酯基团的化合物。术语多异氰酸酯在此还包括含有异氰酸酯基团的聚合物。多异氰酸酯通过与空气湿气或与多元醇反应生成聚氨酯。术语“聚氨酯”在此是指通过所谓的二异氰酸酯加聚形成的聚合物。除了氨基甲酸酯基团,这些聚合物还可以具有其它基团,特别是脲基团。
[0120]
优选作为多异氰酸酯的是脂族、脂环族或芳族二异氰酸酯,特别是1,6-六亚甲基二异氰酸酯(hdi),1-异氰酸基-3,3,5-三甲基-5-异氰酸基甲基环己烷(异佛尔酮二异氰酸酯或ipdi),全氢-2,4'-和/或-4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯(h
12
mdi),4,4'-二苯甲烷二异氰酸酯(任选具有一定含量的2,4'-和/或2,2'-二苯甲烷二异氰酸酯(mdi)),2,4-甲苯二异氰酸酯或其与2,6-甲苯二异氰酸酯(tdi)的混合物,mdi和mdi-同系物(聚合mdi或pmdi)的混合物,mdi和mdi-衍生物(特别是mdi-碳化二亚胺)的混合物,或低聚异氰酸酯。
[0121]
合适的含异氰酸酯基团的聚合物特别通过至少一种多元醇与超化学计量的量的至少一种多异氰酸酯、特别是二异氰酸酯(优选mdi、tdi、ipdi或hdi)的反应获得。优选的含异氰酸酯基团的聚合物是所谓的准预聚物,其由至少一种多元醇与强烈超化学计量的至少一种多异氰酸酯(特别是二异氰酸酯或其与其同系物或衍生物的混合物)的反应获得,并且是二异氰酸酯和任选其同系物或衍生物及其与多元醇的加合物的混合物。
[0122]
特别优选作为多异氰酸酯的是芳族多异氰酸酯,特别是4,4'-二苯甲烷二异氰酸
酯(任选具有一定含量的2,4'-和/或2,2'-二苯甲烷二异氰酸酯(mdi)),mdi和mdi-同系物的混合物(聚合mdi或pmdi),mdi和mdi-衍生物(特别是mdi-碳化二亚胺)的混合物,以及mdi和任选mdi-同系物或衍生物的混合物及其与多元醇的加合物。
[0123]
合适的多元醇特别为如下市售多元醇或其混合物:
[0124]-聚醚多元醇,特别是聚氧化亚烷基二元醇和/或聚氧化亚烷基三元醇。优选的聚醚多元醇为聚氧化亚丙基二元醇、聚氧化亚丙基三元醇或环氧乙烷封端的(eo-封端的)聚氧化亚丙基二元醇或三元醇。
[0125]-根据已知方法(特别是羟基羧酸或内酯的缩聚或脂族和/或芳族聚羧酸与二元或多元醇的缩聚)制得的聚酯多元醇(也被称为低聚酯醇)。特别合适的聚酯多元醇为聚酯二元醇。
[0126]-聚碳酸酯多元醇,例如通过例如上述(为了合成聚酯多元醇所使用的)醇与碳酸二烷基酯、碳酸二芳基酯或碳酰氯的反应获得的那些。
[0127]-带有至少两个羟基的嵌段共聚物,所述嵌段共聚物具有至少两个不同的具有上述类型的聚醚、聚酯和/或聚碳酸酯结构的嵌段,特别是聚醚聚酯多元醇。
[0128]-聚丙烯酸酯多元醇和聚甲基丙烯酸酯多元醇,
[0129]-多羟基官能的脂肪和油,也称为脂肪酸多元醇,
[0130]-聚烃多元醇,也称为低聚烃醇,
[0131]-环氧化植物油及其与单官能醇的反应产物,
[0132]-聚丁二烯多元醇,
[0133]-植物油(特别是蓖麻油)与酮树脂的反应产物,
[0134]-基于氢化妥尔油的聚酯多元醇,
[0135]-基于二聚脂肪酸或二聚脂肪醇的聚酯多元醇,
[0136]-烷氧基化多胺。
[0137]
有机粘结剂优选包括至少一种具有不同oh官能度的多元醇的混合物。
[0138]
粘结剂组合物优选包含至少一种芳族多异氰酸酯和至少一种选自如下的多元醇:环氧化植物油及其与单官能醇的反应产物、聚丁二烯多元醇、植物油(特别是蓖麻油)与酮树脂的反应产物、基于氢化妥尔油的聚酯多元醇,和基于二聚脂肪酸或二聚脂肪醇的聚酯多元醇。
[0139]
特别有利的是如ep 3 339 343和ep 3 415 544中所述的多异氰酸酯和多元醇的组合。
[0140]
这种粘结剂组合物是特别疏水性的,固化之后不吸收水分并且是水解稳定的,这是有利的。
[0141]
合适的催化剂是金属有机化合物或胺,特别是仲胺和叔胺。
[0142]
粘结剂组合物中优选存在至少一种润湿剂和/或分散剂,特别是基于聚羧酸酯醚的润湿剂和/或分散剂。这能够实现更好的可加工性,特别是良好的流动性,以及高填料含量,这有利于经固化粘结剂组合物的良好均匀性和强度。
[0143]
在本文中,聚羧酸酯醚被理解为聚合物主链上既连接有阴离子基团又连接有聚亚烷基二醇侧链的梳形聚合物。已知这种聚合物作为矿物粘结剂如水泥和石膏的增塑剂。
[0144]
优选的聚羧酸酯醚包括式i的结构单元和式i i的结构单元,
[0145][0146]
其中
[0147]
r1各自彼此独立地表示-coom、-so
2-om、-o-po(om)2和/或-po(om)2,优选-coom,
[0148]
r2和r5各自彼此独立地表示h、-ch
2-coom或具有1至5个碳原子的烷基,优选h或-ch3,
[0149]
r3和r6各自彼此独立地表示h或具有1至5个碳原子的烷基,优选h,
[0150]
r4和r7各自彼此独立地表示h、-coom或具有1至5个碳原子的烷基,优选h,
[0151]
或r1和r4形成环得到-co-o-co-(酸酐),
[0152]
m各自彼此独立地表示h
+
、碱金属离子、碱土金属离子、二价或三价金属离子、铵基或有机铵,优选h
+
或碱金属离子,
[0153]
p=0、1或2,
[0154]
o=0或1,
[0155]
m=0或1至4的整数,
[0156]
n=2-250,特别是10-200,
[0157]
x各自彼此独立地表示-o-或-nh-,
[0158]
r8各自彼此独立地表示h、c
1-至c
20-烷基、-环己基或-烷芳基,并且
[0159]
a=c
2-至c
4-亚烷基,优选亚乙基。
[0160]
结构单元i与结构单元ii的摩尔比优选为0.7-10:1,更优选1-8:1,特别是1.5-5:1。
[0161]
还可能有利的是,聚羧酸酯醚还具有结构单元iii。结构单元iii优选衍生自选自如下的单体:丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯或羟烷基酯、乙酸乙烯酯、苯乙烯和n-乙烯基吡咯烷酮。
[0162]
聚羧酸酯醚优选含有羧酸基团和/或其盐和聚乙二醇侧链。
[0163]
优选的是由衍生自烯键式不饱和羧酸(特别是不饱和单羧酸)或其盐的结构单元i和衍生自烯键式不饱和聚亚烷基二醇(特别是聚乙二醇)的结构单元ii组成的聚羧酸酯醚。特别地,聚羧酸酯醚除了结构单元i和结构单元ii之外不含其它结构单元。
[0164]
优选用润湿剂和/或分散剂涂覆填料f,特别是石英骨料和/或炉渣,以及任选的另外的填料材料(如果存在的话)。这里,涂布可以通过简单地将液体润湿剂和/或分散剂或将液体或固体润湿剂和/或分散剂在合适溶剂中的溶液喷雾来进行。
[0165]
多异氰酸酯和多元醇优选一起具有至少5重量%、优选至少10重量%、特别是8-22重量%、尤其是10-15重量%的比例,基于100重量%的粘结剂组合物计。
[0166]
如上所述,在一个特定的实施方案中,在制备具有泡沫结构的经固化矿物粘结剂
组合物时使用干燥剂。
[0167]
因此,本发明的主题还有在制备具有泡沫结构的经固化矿物粘结剂组合物中干燥剂用于影响可固化粘结剂组合物的密度和/或发泡的用途。在这种情况下,在本发明的应用之后,可固化粘结剂组合物固化成具有泡沫结构的经固化粘结剂组合物。
[0168]
特别地,本发明还涉及干燥剂用于制备具有泡沫结构的经固化矿物粘结剂组合物的用途,其中所述具有泡沫结构的经固化矿物粘结剂组合物由包含如下的可固化粘结剂组合物制得:a)至少一种包含多异氰酸酯和多元醇的有机粘结剂,和b)至少50重量%的无机填料f,特别是石英骨料和/或炉渣形式的无机填料,其中所述重量比例基于100重量%的粘结剂组合物计,并且其中使用干燥剂来影响可固化粘结剂组合物的密度和/或发泡。
[0169]
特别地,使用干燥剂增加密度和/或减少发泡。
[0170]
为此,干燥剂可以在可固化粘结剂组合物的制备过程中混入,优选比例为至多1重量%、特别是0.001-1重量%、特别优选0.05-0.8重量%,基于100重量%的粘结剂组合物计。
[0171]
可固化粘结剂组合物优选还包含水,特别地比例为至多0.5重量%、例如0.005-0.5重量%、特别是0.01-0.45重量%、尤其是0.05-0.35重量%,基于粘结剂组合物的总重量计。
[0172]
特别地,不仅实现上述干燥剂含量而且实现上述水含量。
[0173]
根据一个优选的实施方案,选择干燥剂含量和/或水含量,从而获得具有泡沫结构的经固化粘结剂组合物。
[0174]
通过水和干燥剂的组合可以获得确定的泡沫结构。同时存在上述量的水和干燥剂使得经固化粘结剂中的泡沫结构具有特别细孔和均匀的结构。如果省略干燥剂而是降低水含量以增加密度,则获得细孔较少且不太均匀的结构。这表明水和干燥剂在结构形成方面具有特殊的功能上的相互作用。
[0175]
根据一个优选的实施方案,选择干燥剂含量和/或水含量从而获得密度在1.7-3.9g/cm3、特别是1.9-2.7g/cm3、尤其是2.0-2.5g/cm3范围内的具有泡沫结构的经固化粘结剂组合物。
[0176]
根据一个优选的实施方案,选择干燥剂含量和/或水含量从而获得具有泡沫结构的经固化粘结剂组合物,所述组合物与基于完全不含水但在其它方面相同的可固化粘结剂组合物制得的经固化粘结剂组合物相比,具有0.1-40体积%、特别是1-40体积%、特别是2-35体积%的更大的体积和/或孔体积。
[0177]
具有泡沫结构的经固化矿物粘结剂组合物特别具有孔直径在<4mm、特别是<1mm、尤其是<0.1mm范围内的孔。
[0178]
其例如是孔径为10-500μm,尤其是50-200μm,特别是75-150μm的孔。
[0179]
用于本发明用途的有利的可固化粘结剂组合物通过上文和下文的实施方案得到。为了制备具有泡沫结构的经固化矿物粘结剂组合物,非常特别优选的是包含如下的可固化矿物粘结剂组合物:
[0180]-3至40重量%的多异氰酸酯,
[0181]-3至40重量%的多元醇,
[0182]-50至93.999重量%的填料f,特别是炉渣和/或石英骨料,其中优选至少20重量%
的填料f为含铁炉渣,
[0183]-0.001-1重量%、特别是0.05-0.8重量%的干燥剂,特别是分子筛和/或氧化钙,
[0184]-任选10至40重量%、特别是15至35重量%、尤其是20至30重量%的额外的填料材料,特别是石灰石和/或重晶石,
[0185]-0至15重量%的其它添加剂,和
[0186]-比例为至多0.5重量%、例如0.005-0.5重量%、特别是0.01-0.45重量%、尤其是0.05-0.35重量%的水,
[0187]
基于100重量%的粘结剂组合物计。
[0188]
此外还发现,包含干燥剂和水的可固化粘结剂组合物具有令人惊讶的低收缩趋势。收缩表示体积随时间减小,通常是由于固化过程中的结构转变而发生的。
[0189]
因此,干燥剂可以与水组合使用,特别是以上述量使用,从而减少具有泡沫结构的粘结剂组合物的收缩。
[0190]
本发明的另一方面涉及包含如下的可固化粘结剂组合物:a)至少一种包含多异氰酸酯和多元醇的有机粘结剂,b)至少50重量%的无机填料f,特别是石英骨料和/或炉渣,和c)干燥剂,其中重量比例基于100重量%的粘结剂组合物计。
[0191]
根据一个有利的实施方案,基于100重量%的粘结剂组合物计,干燥剂的比例为至多1重量%,特别是0.001-1重量%,特别优选0.05-0.8重量%。
[0192]
有利地,基于多元醇和干燥剂的总重量计,干燥剂的比例为至多15重量%,优选0.001-15重量%,特别是0.01-14重量%,特别优选0.1-13重量%。
[0193]
有机粘结剂、多元醇、多异氰酸酯和填料f以及可能存在的其它成分优选如上文针对用途所述内容进行选择。
[0194]
有利的粘结剂组合物包含:
[0195]-3至40重量%的多异氰酸酯,
[0196]-3至40重量%的多元醇,
[0197]-50至93.999重量%的填料f,特别是炉渣和/或石英骨料,其中优选至少20重量%的填料f为含铁炉渣,
[0198]-0.001-1重量%、特别是0.05-0.8重量%的干燥剂,特别是分子筛和/或氧化钙,
[0199]-任选10至40重量%、特别是15至35重量%、尤其是20至30重量%的额外的填料材料,特别是石灰石和/或重晶石,
[0200]-0至15重量%的其它添加剂,和
[0201]-0至0.5重量%的水,
[0202]
基于100重量%的粘结剂组合物计。
[0203]
特别适用于制备具有泡沫结构的矿物粘结剂组合物的是包含如下的可固化矿物粘结剂组合物:
[0204]-3至40重量%的多异氰酸酯,
[0205]-3至40重量%的多元醇,
[0206]-50至93.999重量%的填料f,特别是炉渣和/或石英骨料,其中优选至少20重量%的填料f为含铁炉渣,
[0207]-0.001-1重量%、特别是0.05-0.8重量%的干燥剂,特别是分子筛和/或氧化钙,
[0208]-任选10至40重量%、特别是15至35重量%、尤其是20至30重量%的额外的填料材料,特别是石灰石和/或重晶石,
[0209]-0至15重量%的其它添加剂,和
[0210]-比例为至多0.5重量%、例如0.005-0.5重量%、特别是0.01-0.45重量%、尤其是0.05-0.35重量%的水,
[0211]
基于100重量%的粘结剂组合物计。
[0212]
优选地,粘结剂组合物在使用之前以多组分体系的形式存在,特别是以具有两个或三个组分的体系的形式存在。能够在固化反应中彼此反应的成分优选存在于彼此分开储存的容器中。通过这种形式,粘结剂组合物可以储存数月至一年甚至更长时间,而其性能不会以与其使用相关的程度变化。只有在使用粘结剂组合物时才彼此混合有机粘结剂的反应性组分,于是粘结剂组合物开始固化。
[0213]
本发明的另一个主题是用于制备可固化粘结剂组合物的多组分体系,包含至少一种多异氰酸酯组分和至少一种多元醇组分,所述多异氰酸酯组分包含至少一种多异氰酸酯,所述多元醇组分包含至少一种多元醇,其中填料f、干燥剂和任选的其它成分存在于多异氰酸酯组分、多元醇组分和/或其它组分(固体组分)中。
[0214]
干燥剂特别优选存在于多元醇组分中。特别地,基于多元醇和干燥剂的总重量计,干燥剂在多元醇组分中的比例为0.01-15重量%,特别是0.1-13重量%。
[0215]
多异氰酸酯组分与多元醇组分的重量比优选在2:1至1:3,更优选1:1至1:2的范围内。多异氰酸酯组分加多元醇组分与固体组分的重量比优选为1:3至1:12,特别是1:4至1:10。
[0216]
多组分体系优选包括含填料f的固体组分,特别优选炉渣。固体组分优选包含至少60重量%、优选至少70重量%、尤其是至少80重量%或至少90重量%,有利地甚至100重量%的炉渣和/或石英骨料,特别是炉渣。
[0217]
除了炉渣和/或石英骨料之外,固体组分优选包含任选的另外的填料材料、任选的润湿剂和/或分散剂、和任选的其它添加剂。
[0218]
固体组分的优选组成包括:
[0219]-70至90重量%的炉渣和/或石英骨料,优选炉渣,特别是粒度为0.1-16mm、优选0.11-8mm、特别是0.12-4mm的,
[0220]-10至30重量%的另外的填料材料,所述另外的填料材料特别地具有最大0.1mm、特别是约0.1μm至0.1mm的粒度,
[0221]-0至2重量%、特别是0.01至1.5重量%的包含至少一种润湿剂或分散剂,特别是聚羧酸酯醚的添加剂,和
[0222]-0至5重量%的有机溶剂,特别是所述聚羧酸酯醚在其中可溶的溶剂。
[0223]
固体组分的还优选的组成包括:
[0224]-93至100重量%、优选95至99.97重量%的炉渣和/或石英骨料,优选是炉渣,特别是粒度为约0.1μm至16mm、优选约0.1μm至8mm、特别是约0.1μm至4mm的,
[0225]-0至1.5重量%,优选0.01至1重量%的聚羧酸酯醚,和
[0226]-0至5重量%、优选0.02至4重量%的有机溶剂,所述聚羧酸酯醚在该有机溶剂中是可溶的。
[0227]
本发明的另一个主题是所述粘结剂组合物或所述多组分体系用于粘合、涂布或密封基材,用于填充边缘、孔或接缝,作为锚固树脂或注射树脂,作为底部灌注料或浇注料,作为地板覆面和/或用于制备模制件的用途。
[0228]
本发明还提供了粘结剂组合物或多组分体系用于制备聚合物混凝土和/或浇注料的用途,所述聚合物混凝土和/或浇注料相对于腐蚀性物质(特别是酸性和/或碱性水溶液)具有改进的耐腐蚀性。优选改进了相对于酸性、中性和碱性水溶液的耐腐蚀性。
[0229]
酸性溶液在此被特别理解为ph<7、优选<4的溶液。碱性溶液特别表示ph>7,优选>10的溶液。
[0230]“改善的耐腐蚀性”在此特别理解为,聚合物混凝土或浇注料在20℃下固化7天,接着在10体积%乙酸水溶液、中性水溶液和/或50重量%naoh水溶液中在20℃下储存21天,然后干燥至恒重之后的抗压强度降低小于10%、特别是小于5%、优选小于1%。优选根据astm d695标准测定抗压强度。
[0231]
粘结剂组合物或多组分体系中的填料f在此优选为炉渣,特别是含铁炉渣。
[0232]
在此,基于100重量%的粘结剂组合物计,炉渣的比例特别为至少60重量%、优选至少65重量%。
[0233]
粘结剂组合物甚至还优选包含粒度大于0.1mm的炉渣和不是炉渣且粒度最大0.1mm的另外的填料材料,且没有其他填料材料。
[0234]
因此,粘结剂组合物或多组分体系特别适用于与腐蚀性物质,特别是与酸性和/或碱性水溶液接触的用途。
[0235]
因此,本发明的另一方面涉及粘结剂组合物或多组分体系用于其中粘结剂组合物或多组分体系在固化后与腐蚀性物质,特别是酸性和/或碱性水溶液接触的用途。
[0236]
这优选是其中粘结剂组合物或多组分体系在固化后与酸性和碱性水溶液接触的用途。
[0237]
本发明的另一方面涉及固化的粘结剂组合物或固化的多组分体系用于传导电流,特别是用于导走静电荷和/或用于平衡两个物体之间电势的用途。
[0238]
本发明的另一个主题是根据本发明的粘结剂组合物或根据本发明的多组分体系用于制备在20℃下具有改进导电性的材料的用途,其特征在于,粘结剂组合物中的炉渣为具有至少8重量%铁的含铁炉渣和/或表观密度为至少3.1kg/l的炉渣,所述至少8重量%以feo的形式计算并且以炉渣的总重量计。
[0239]
与包含重量相同且粒径分布曲线相同的石英骨料代替含铁炉渣的经固化粘结剂组合物相比,这种经固化粘结剂组合物出人意料地显示出改进的导电性。
[0240]
与其它方面相同但是包含相同粒径的石英骨料代替含铁炉渣的材料相比,具有改善导电性的材料优选具有以至少2,更优选至少2.5,特别是至少3.0的因子(faktor)降低的比体积电阻。在20℃下在40x 40x 160mm棱柱的两个对立的40x 40mm面之间通过施加100mv的电压和1khz的频率来确定体积电阻,其中在20℃下储存7天之后进行测量。
[0241]
本发明的主题还有本发明的可固化粘结剂组合物用于制备隔热材料的用途。通过使用炉渣代替石英骨料可以降低导热性。
[0242]
对于机器的底部灌注(untergiessen)来说,特别有利的是包含表观密度为至少2.9kg/l,特别是至少3.1kg/l,优选至少3.3kg/l,尤其是至少3.5kg/l的炉渣的可固化粘结
剂组合物。由此可以在经固化粘结剂组合物和底部灌注的上置的机器或涡轮机之间获得特别好的结合,以及底部灌注材料的良好抗压强度。
[0243]
多组分体系通过混合组分进行使用。在此有利地,首先充分混合包含有机粘结剂成分的至少两种组分,然后充分混合包含填料(特别是炉渣)的组分(如果存在这样的分开的组分的话)。在此还可以添加其它组分或掺加剂。所有组分混合之后进行固化。所述加工是本领域技术人员已知的。
[0244]
出人意料地,尽管填料f(特别是炉渣)含量较高,但新混合的可固化粘结剂组合物在环境温度下可以非常容易且均匀地加工。
[0245]
特别是对于根据本发明的粘结剂组合物作为找平砂浆、抹平料(es tr ich)或地板涂料的用途,还可能有利的是,根据本发明的粘结剂组合物以如下步骤混合和施用:
[0246]-使用合适的混合设备混合粘结剂组合物的所有组分,除了粒径大于0.06mm的填料,
[0247]-施加混合物作为找平砂浆、抹平料或地板涂料,和
[0248]-用手或使用合适装置铺洒粒径大于0.06mm的填料,其中至少20重量%的填料为含铁炉渣。
[0249]
本发明的另一个主题是通过固化根据本发明的可固化粘结剂组合物或通过混合根据本发明的多组分体系的组分并使其固化而获得的经固化的粘结剂组合物,特别是具有泡沫结构的经固化的粘结剂组合物。
[0250]
固化优选在环境温度下进行,特别是在5至40℃,优选是7至35℃范围内的温度下进行。
[0251]
当异氰酸酯基团与多元醇的羟基之间不再有任何显著反应时,粘结剂组合物固化。固化的粘结剂组合物具有固体稠度。特别地,其可以呈三维物体或构件的形式,或作为涂层、粘接桥连体、刮抹料、层合物的组成部分、粘结剂、填充物或密封物的形式存在。
[0252]
经固化粘结剂组合物优选具有多孔结构,或者经固化粘结剂组合物以发泡体的形式存在。特别地,孔的最大孔径《4mm,特别是《1mm,尤其是小于0.1mm。其例如是孔径为10-500μm,尤其是50-200μm,特别是75-150μm的孔。其优选为闭孔。
[0253]
经固化粘结剂组合物的密度优选在1.7-3.9g/cm3,特别是1.9-2.7g/cm3,尤其是2.0-2.5g/cm3的范围内。
[0254]
特别地,经固化粘结剂组合物具有0.1-40体积%,特别是1-40体积%,特别是2-35体积%的孔体积。
[0255]
特别地,经固化粘结剂组合物的密度大于不含干燥剂但在其它方面具有相同组成的经固化粘结剂组合物的密度。
[0256]
填料f(特别是石英骨料和/或炉渣)和填料材料(如果存在的话)优选均匀或基本均匀地分散在经固化的粘结剂组合物中。
[0257]
然而特别是对于例如机器和涡轮机的底部灌注还可能有利的是,经固化粘结剂组合物的水平表面的最顶层中填料f(特别是炉渣)的浓度小于剩余的经固化的粘结剂组合物,特别是小于10重量%。这可以改进粘结剂组合物和待底部灌注物体之间的结合。
附图说明
[0258]
图1所示为不规则形状的炉渣颗粒的示例性横截面的示意图;
[0259]
图2所示为本发明的具有聚氨酯基体和不同填料的试样在不同介质(h2o、acoh或naoh)中储存后的抗压强度;
[0260]
图3所示为在不同介质中储存后,具有聚氨酯基体和不同填料的其它的本发明试样的抗压强度;
[0261]
图4所示为在不同介质中储存后具有不同填料的环氧树脂基试样的抗压强度;
[0262]
图5显示了使用不同量的干燥剂以受控方式发泡的基于聚氨酯的浇注砂浆的经固化试样;
[0263]
图6左侧显示了强烈发泡的基于聚氨酯的浇注砂浆样品的横截面,右侧显示了具有气泡的未发泡样品的横截面;
[0264]
图7a-e显示了具有不同孔隙率的聚氨酯基体e的经固化样品的扫描电子显微照片;
[0265]
图8a-e显示了聚氨酯基体e和含有不同比例分子筛的89重量%石英砂的经固化样品的扫描电子显微照片。
实施例
[0266]
下面给出实施例,其目的是进一步阐明所述的发明。本发明当然不限于这些描述的实施例。
[0267]“bsp.”代表“实施例”[0268]“ref.”代表“参考例”[0269]
所用材料
[0270]
1150是基于蓖麻油与酮树脂的反应产物的多元醇(allnex resins germany gmbh,德国)。
[0271]
t4011是基于1,1,1-三羟甲基丙烷的聚醚多元醇(covestro ag,德国)。
[0272]
是一种基于沸石的分子筛粉末,孔直径为表面积为约800m2/g(w.r.grace&co.,美国)
[0273]
vl是基于二苯基甲烷二异氰酸酯的芳族多异氰酸酯(covestro ag,德国)。
[0274]
cd-l是基于4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯的芳族多异氰酸酯(covestro ag,德国)。
[0275]
1119是具有基于脂肪酸总量计91重量%比例的不饱和c
18
脂肪酸的环氧化植物油(菜籽油)与单官能c
1-8
醇的反应产物;oh官能度2.0,平均分子量约390g/mol,oh值为290mg koh/g(altropol kunststoff gmbh,德国)。
[0276]
1582是环氧化的脂肪酸甲酯与甘油的反应产物,其中环氧化的脂肪酸甲酯中作为脂肪酸组分的基础的是菜籽油或向日葵油的脂肪酸混合物,并混合有n,n,
n',n'-四(2-羟丙基)乙二胺的混合物(altropol kunststoff gmbh,德国)。
[0277]
在使用前将石英砂和炉渣干燥,并通过筛分分成颗粒级分。然后混合颗粒级分,使得所用砂的粒度分布对应于预定的粒度分布(筛分曲线)。
[0278]
eos是瑞士stahl gerlafingen ag的电炉炉渣。所用材料的表观密度为约3.3kg/l,以feo计的铁含量为约19重量%。
[0279]
hos是德国h
ü
ttenwerke krupp mannesmann出品的高炉炉渣,购自德国hermann rauen gmbh&co.公司。所用材料的表观密度为2.9kg/l,以feo计的铁含量为约3重量%。
[0280]
是德国dk-recycling und roheisen gmbh的高炉炉渣,可以商品名-mineralbaustoffgemisch购自德国hermann rauen gmbh&co.公司。所用材料的表观密度为约2.9kg/l,以feo计的铁含量为约1重量%。
[0281]
hs是奥地利voestalpine ag的渣砂。所用材料的表观密度为约2.9kg/l,以feo计的铁含量小于1重量%。
[0282]
cs是硅酸铁颗粒,一种玻璃状铜渣,购自sibelco deutschland gmbh,具有约3.7kg/l的表观密度和约51重量%的铁含量,以feo计。
[0283]-42 he是一种购自sika schweiz ag的三组分环氧树脂基浇注砂浆。
[0284]
聚羧酸酯醚是一种具有羧酸基团和聚乙二醇侧链的梳形聚合物,sika430p,得自sika schweiz ag。
[0285]
测量方法
[0286]
根据din en 196-1和en 12190,使用测试机在40
×
40
×
160mm测试样品上测定抗压强度和抗弯强度。
[0287]
为了确定比体积电阻,用导电凝胶涂覆40
×
40
×
160mm测试样品的相对置的40
×
40mm表面,并且将覆盖整个表面的钢电极齐平地放置在两个表面上。通过在1khz和10khz的频率下向两个电极施加100mv ac的电压来测定试样的体积电阻。
[0288]
根据astm d5470-06,使用zfw(热管理中心,德国stuttgart)的zfw tim测试仪,在直径30mm、高2mm的试样上测定热导率。
[0289]
聚氨酯基体
[0290]
对于实施例,将表1和2中所述的多元醇组分(组分a)和多异氰酸酯组分(组分b)用作聚氨酯基体。
[0291]
对于每种组合物,在排除水分的情况下,用真空溶解器将表1和2中所列的成分以所述量(重量份)加入多元醇组分a,得到均匀的糊剂并将其储存。同样储存表1和2中所述的多异氰酸酯组分b的成分。
[0292]
表1:聚氨酯基体的组成(除比例外的所有数字都为重量%)
[0293]
[0294][0295]
1)
消泡剂和催化剂
[0296]
表2:聚氨酯基体的组成(除比例外的所有数字都为重量%)
[0297][0298]
1)
消泡剂和催化剂
[0299]
固体组分
[0300]
为了制备固体组分,干燥混合表3中所列的固体成分,并在混合期间喷雾聚羧酸酯醚溶液。
[0301]
表3:固体组分的组成
[0302]
成分比例[重量%]石灰石粉和重晶石粉的混合物,《0.1mm25.2砂(炉渣砂或石英砂)*,0.12-3.2mm74.3聚羧酸酯醚溶液(20重量%聚羧酸酯醚溶于80重量%苯甲醇)0.5
[0303]
*砂型参见实施例
[0304]
可固化浇注砂浆和试样的制备
[0305]
使用(dac 150 fv,hauschild)将表1和2中的多元醇组分a和多异氰酸酯组分b在30秒内加工成均匀糊剂(混合比参见表1和2)。然后加入表3中的固体组分并充分混合。除非另有说明,固体组分具有89.5重量%恒定比例,而混合的多元醇组分a和多异氰酸酯组分b一起的比例为10.5重量%。
[0306]
为了比较目的,基于环氧树脂基体的可固化组合物和试样(下文称为sd)如下制备:将组分a(包含环氧树脂)-42 he与相关组分b(包含固化剂)以3:1的重量比充分混合,然后加入表3中的自制固体组分并充分混合。除非另有说明,固体组分具有89.5重量%的恒定比例,而混合的环氧树脂和可固化组分一起具有10.5重量%的比例。
[0307]
为了制备试样,将混合的可固化组合物倒入钢模中并在20℃下在模板中储存24小时。然后将试样从模板上取下,并在20℃下进一步储存。在储存7天后,测定比电阻、强度和热导率。
[0308]
浇注砂浆的强度和体积电阻
[0309]
各种浇注砂浆的强度和体积电阻列于下表中。
[0310]“粘结剂基体”行表示所使用的聚氨酯基体或环氧树脂基体(参见表1和2),而“砂”行表示固体组分中所使用的砂或炉渣的类型(参见表3)。
[0311]
表4:当在聚氨酯基体中使用石英砂和vl作为多异氰酸酯组分时的结果
[0312] ref.1b1b2b3b4b5粘结剂基体sdigeca砂石英砂石英砂石英砂石英砂石英砂石英砂抗压强度[mpa]1049971748264抗弯强度[mpa]2626222425241khz下比体积电阻[mω
·
cm]243.021.423.324.024.524.6倍数
1)
1khz 0.090.100.100.100.1010khz下比体积电阻[mω
·
cm]24.92.22.42.52.52.5倍数10khz 0.090.100.100.100.10
[0313]
1)
与参考砂浆ref.1的比体积电阻相比,根据实施例b1-b5的砂浆的比体积电阻降低的倍数(faktor),例如电阻b1/电阻ref.1。
[0314]
表5:当在聚氨酯基体中使用石英和cd-l作为多异氰酸酯组分时的结果
[0315] ref.1b6b7b8b9b10粘结剂基体sdjhfdb砂石英砂石英砂石英砂石英砂石英砂石英砂抗压强度[mpa]10410275758273抗弯强度[mpa]2627232426271khz下比体积电阻[mω
·
cm]243.026.023.324.525.923.6倍数
1)
1khz 0.110.100.100.110.1110khz下比体积电阻[mω
·
cm]24.92.72.42.52.72.4倍数10khz 0.110.100.100.110.10
[0316]
1)
参见上表4
[0317]
表6:当在聚氨酯基体中使用铜渣(cs)和vl作为多异氰酸酯组分时的结果
[0318] ref.2b11b12b13b14b15粘结剂基体sdigeca砂cscscscscscs抗压强度[mpa]1169366658251抗弯强度[mpa]3126202329211khz下比体积电阻[mω
·
cm]24.915.515.316.715.515.8倍数
1)
1khz 0.620.610.670.620.6310khz下比体积电阻[mω
·
cm]3.31.61.61.81.61.7倍数10khz 0.480.480.550.480.52
[0319]
1)
参见上表4
[0320]
表7:当在聚氨酯基体中使用铜渣(cs)和cd-l作为多异氰酸酯组分时的结果
[0321] ref.2b16b17b18b19b20粘结剂基体sdjhfdb砂cscscscscscs抗压强度[mpa]1169568676963抗弯强度[mpa]3127202025251khz下比体积电阻[mω
·
cm]24.915.816.116.315.516.1倍数
1)
1khz 0.630.650.650.620.6510khz下比体积电阻[mω
·
cm]3.31.71.71.71.71.7倍数10khz 0.520.520.520.520.52
[0322]
1)
参见上表4
[0323]
热导率
[0324]
还测量了各种浇注砂浆的热导率。在此,通过倒入相应的模具中来制备直径为
30mm、高度为2mm的试样并使它们在20℃下固化7天。
[0325]
表8:热导率的结果
[0326][0327][0328]
通过使用炉渣代替石英砂,可以降低热导率。
[0329]
耐腐蚀性
[0330]
为了测试粘结剂组合物或由其制备的试样的耐腐蚀性,如上所述制备各种试样并使其在20℃下固化7天。然后根据astm d695测定抗压强度。
[0331]
然后,将每个试样在纯水(h2o)、10体积%乙酸(acoh)或50重量%氢氧化钠溶液(naoh)中储存21天(21d),然后干燥至恒重。然后根据astm d695再次测定抗压强度。
[0332]
图2显示了基于聚氨酯基体e和上述固体组分的试样的抗压强度,其中选择性地以石英砂、hs、cs、raulit、hos和eos用作砂。
[0333]
在此可以看出,无论使用哪种介质(h2o、acoh或naoh),抗压强度不仅没有受到损害,相反还在储存过程中增加。
[0334]
图3显示了基于聚氨酯基体g和如上所述的固体组分的试样的抗压强度,其中选择性地以石英砂、hs、cs、raulit、hos或eos用作砂。
[0335]
在这种情况下,在h2o和naoh中储存后抗压强度也增加,而在acoh中对于某些固体组分可发现有轻微的降低。
[0336]
图4显示了基于环氧树脂基体sd和如上所述的固体组分的试样的结果的比较,其中又选择性地将石英砂、hs、cs、raulit、hos和eos用作砂。
[0337]
从中清楚地看出在h2o和acoh中储存时抗压强度急剧下降。只有在naoh中,储存期间抗压强度才得以保持或略微增加。
[0338]
具有不同量聚氨酯基体的浇注砂浆
[0339]
表9显示了其中改变了粘结剂基体和固体组分的量的其它浇注砂浆的组成和抗压强度。
[0340]
表9:具有不同量的砂和聚氨酯基体的浇注砂浆
[0341][0342]
表9中的结果表明,就抗压强度而言,粘结剂基体的比例在大于6.0重量%的范围内是有利的。在铜渣(cs)和电炉渣(eos)的情况下,使用12.5重量%的粘结剂基体的试验显示了最高的抗压强度。
[0343]
使用分子筛的受控发泡
[0344]
为了分析分子筛比例对发泡的影响,在几个实验中,从粘结剂组合物b3(参见表4;粘结剂基体e和作为砂类型的石英砂)开始降低分子筛比例。表10汇总了结果。
[0345]
在顶空gc样品瓶中称重含有和不含有填料和干燥剂的a组分的样品,并加入规定量的二氯甲烷作为萃取剂。在室温下萃取至少一小时后,通过库仑计karl fischer滴定法确定纯二氯甲烷和a组分在二氯甲烷中的过滤溶液的水含量。
[0346]
表10:聚氨酯基体e中分子筛的比例对浇注砂浆的发泡、密度和强度的影响。
[0347][0348][0349]“4/4”的分子筛比例对应于a组分或聚氨酯基体中10重量%的原始比例(参见表4)。在“3/4”的试验中,该比例降至7.5重量%(通过增加其它成分来补偿),“2/4”降至5重
量%,“1/4”降至2.5重量%。“0”对应于完全不含分子筛的制剂。
[0350]
图5显示了相应的经固化浇注砂浆。从左到右可以清楚地看到体积随着分子筛比例的减小而增加。
[0351]
图6的左侧显示了不使用分子筛制得的反应性发泡样品的横截面(表10中的样品“0”或图5中最左侧的试样)。图6中右侧显示了横贯非反应性发泡样品的横截面,制备该样品的a组分中分子筛的原始量为10重量%(表10中的样品“4/4”或图5中最右侧的试样)。可见的孔是固化过程中溶解在粘结剂中并分散在粘结剂组合物中的空气脱气的结果。
[0352]
没有分子筛的样品具有较少的直径较大的孔,而具有分子筛的样品具有较多直径《1mm的小孔。
[0353]
此外,制备了经固化的浇注砂浆的切片,并通过扫描电子显微镜检查(扫描电子显微镜(rem)和能量分散的x射线分析(edx);rem:zeiss sigma 300vp,电子源:schottky场发射;检测器:ln-lens(inlens)和二次电子检测器(se2)、可变压力(vp)级联电流检测器(c2d)、高分辨率背散射电子检测器(hdbsd)、多模透射rem检测器(stem);能量分散的x射线光谱:ametek edax,检测器:apollo x-sdd,分辨率127.7ev)。
[0354]
图7a-7e显示了通过扫描电子显微镜在200倍放大倍数下获得的含有不同比例分子筛的经固化聚氨酯基体e的图像。不含分子筛的样品(图7a)显示不规则形状的直径为200-400μm的大气孔。具有1/4比例分子筛的样品(图7b)已经显示出比没有分子筛的样品明显更少的气孔,并且气孔都具有更圆的形状。孔的直径在约100-200μm的范围内变化。具有2/4比例(图7c)、3/4比例(图7d)和4/4比例(图7e)的样品非常相似,与分子筛比例为1/4的样品相比孔密度没那么高,并且孔直径大多为100μm左右。
[0355]
图8a-8e显示了通过扫描电子显微镜在200倍放大倍数下获得的含有不同比例分子筛的经固化聚氨酯基体e和作为砂类型的89重量%石英砂的样品的图像。不含分子筛的样品(图8a)显示出高比例的孔。这些孔大多具有不规则形状,通常直径在50-250μm之间。样品中也发现少量直径为300-700μm的孔。许多孔似乎与相邻的孔相连。具有1/4比例分子筛的样品(图8b)同样具有高比例的孔,尽管低于不含分子筛的样品。孔形状不规则,且直径为50-200μm,在极少数情况下高达400μm。在具有2/4比例分子筛的样品中(图8c),孔比例进一步降低。孔的形状此时大多为圆形,尽管仍存在形状不规则的孔。孔的直径在40和150μm之间,尽管在极少数情况下也会发现高达250μm的孔。在具有3/4比例分子筛的样品中(图8d),孔含量再次大幅降低,孔形状大多为圆形。孔径在30-120μm范围内变化,也存在直径高达200μm的孔。相比于比例为3/4的样品,具有4/4比例分子筛的样品(图8e)具有孔略少的趋势。典型的直径也再次略微减小至30-100μm(在极少数情况下高达200μm)。此外孔的形状大部分为圆形。
[0356]
这表明,发泡的浇注砂浆的孔结构、孔密度和密度(即术语“发泡”涵盖的所有参数)都可以通过分子筛针对性地影响。
[0357]
使用氧化钙的受控发泡
[0358]
为了分析氧化钙比例对发泡和密度的影响,提供基于基体e的粘结剂基体e'(参见表1),但是其中分子筛被不同量的粉状氧化钙替代。然后将由此制备的粘结剂基体e'与石英砂一起加工成浇注砂浆(类似于试验b3;表4),对其密度和发泡进行研究。表11汇总了结果。
[0359]
同样确定了混合后样品的水含量。在顶空gc样品瓶中称重含有和不含有填料和干燥剂的a组分的样品,并加入规定量的二氯甲烷作为萃取剂。在室温下萃取至少一小时后,通过库仑计karl fischer滴定法确定纯二氯甲烷和a组分在二氯甲烷中的过滤溶液的水含量。
[0360]
表11:聚氨酯基体e'中氧化钙的比例对浇注砂浆的发泡和密度的影响。
[0361][0362]
结果表明,与使用分子筛相当,通过一定比例的氧化钙可以针对性地调节发泡和密度。
技术特征:
1.干燥剂用于影响可固化粘结剂组合物的密度的用途,所述粘结剂组合物包含:a)至少一种包含多异氰酸酯和多元醇的有机粘结剂,和b)至少50重量%的无机填料f,特别是石英骨料和/或炉渣形式的无机填料f,其中重量比例基于100重量%的粘结剂组合物计。2.根据权利要求1所述的用途,其中所述干燥剂选自分子筛、氧化钙、氯化钙、碳酸钠、碳酸钾、硫酸钙和/或硫酸镁,特别是分子筛和/或氧化钙,特别优选分子筛。3.根据权利要求1-2中至少一项所述的用途,其中基于100重量%的粘结剂组合物计,干燥剂的使用比例为至多1重量%、特别是0.001-1重量%、优选0.05-0.8重量%。4.根据权利要求1-3中至少一项所述的用途,其中基于多元醇和干燥剂共同的总重量计,干燥剂的使用比例为至多15重量%、优选0.001-15重量%、特别是0.01-14重量%、特别优选0.1-13重量%。5.根据权利要求1-4中至少一项所述的用途,其中基于粘结剂组合物的总重量计,可固化粘结剂组合物中的水含量为至多0.5重量%,例如0.005-0.5重量%,特别是0.01-0.45重量%,尤其是0.05-0.35重量%。6.根据权利要求1-5中至少一项所述的用途,其中可固化粘结剂组合物中的水含量为0.01-0.45重量%。7.根据权利要求1-6中至少一项所述的用途,其中填料f具有至少0.1mm,特别是0.1mm至3.5mm的粒度,其中还优选存在至少三种不同的粒度级分,第一粒度级分具有0.125-0.25mm范围内的粒径,第二粒度级分具有0.5-0.8mm范围内的粒径,第三粒度级分具有2.0-3.15mm范围内的粒径。8.根据权利要求1-7中至少一项所述的用途,其中填料f以石英骨料、炉渣或炉渣与石英骨料的混合物的形式存在,并且如果存在的话,炉渣选自高炉炉渣,特别是高炉块渣和渣砂、钢渣、冶金炉渣,特别是铜渣,以及垃圾焚烧产生的炉渣,其中优选高炉炉渣、钢渣和冶金炉渣。9.根据权利要求1-8中至少一项所述的用途,其特征在于,存在不同于填料f的额外的填料材料,所述额外的填料材料优选具有至多0.1mm的粒度。10.根据权利要求1-9中至少一项所述的用途,其中基于100重量%的粘结剂组合物计,多异氰酸酯和多元醇的共同比例为至少5重量%,优选至少10重量%,特别是8-22重量%,尤其是10-15重量%。11.根据权利要求1-10中至少一项所述的用途,其中有机粘结剂包含至少一种具有不同oh-官能度的多元醇的混合物。12.根据权利要求1-11中至少一项所述的用途,其中可固化的粘结剂组合物随后被固化成具有泡沫结构的经固化矿物粘结剂组合物。13.一种特别通过根据权利要求1-12中任一项所述的用途获得的可固化粘结剂组合物,包含:a)至少一种包含多异氰酸酯和多元醇的有机粘结剂,b)至少50重量%的无机填料f,特别是石英骨料和/或炉渣,和c)干燥剂,其中重量比例基于100重量%的粘结剂组合物计。14.根据权利要求13所述的粘结剂组合物,包含:-3至40重量%的多异氰酸酯,-3至40重量%的多元醇,
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50至93.999重量%的填料f,特别是炉渣和/或石英骨料,其中优选至少20重量%的填料f为含铁炉渣,-0.001-1重量%、特别是0.05-0.8重量%的干燥剂,特别是分子筛和/或氧化钙,-任选10至40重量%、特别是15至35重量%、尤其是20至30重量%的额外填料材料,特别是石灰石和/或重晶石,-0至0.5重量%的水,和-0至15重量%的其它添加剂,基于100重量%的粘结剂组合物计。15.根据权利要求13-14中至少一项所述的粘结剂组合物,其中水含量为0.01-0.45重量%。16.根据权利要求13-15中的至少一项所述的粘结剂组合物,其中干燥剂含量和/或水含量选择成使得固化之后得到密度在1.7-3.9g/cm3、特别是1.9-2.7g/cm3、尤其是2.0-2.5g/cm3范围内的具有泡沫结构的经固化的粘结剂组合物。17.一种用于制备前述权利要求中任一项所述的可固化粘结剂组合物的多组分体系,包含至少一种含至少一种多异氰酸酯的多异氰酸酯组分和至少一种含至少一种多元醇的多元醇组分,其中填料f、干燥剂和任选其它成分存在于多异氰酸酯组分中、多元醇组分中和/或任选存在的其它组分中,特别是存在于固体组分中。18.经固化粘结剂组合物,其通过固化根据权利要求13-16中任一项所述的粘结剂组合物或通过混合根据权利要求17所述的多组分体系的组分并使其固化而获得。19.根据权利要求18所述的经固化粘结剂组合物,其以发泡体的形式存在。20.根据权利要求18-19中至少一项所述的粘结剂组合物,其中在经固化的粘结剂组合物中存在孔直径在<4mm、特别是<1mm、尤其是<0.1mm范围内的孔,特别是孔径为10-500μm、特别是50-200μm、尤其是75-150μm的孔。
技术总结
本发明涉及干燥剂用于影响可固化粘结剂组合物的密度的用途,所述粘结剂组合物包含:a)至少一种包含多异氰酸酯和多元醇的有机粘结剂,和b)至少50重量%的无机填料F,特别是石英骨料和/或炉渣形式的无机填料,其中重量比例基于100重量%的粘结剂组合物计。例基于100重量%的粘结剂组合物计。例基于100重量%的粘结剂组合物计。
技术研发人员:S
受保护的技术使用者:SIKA技术股份公司
技术研发日:2021.11.22
技术公布日:2023/7/12
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