Гипсовая суспензия, содержащая диспергатор

Изобретение относится к гипс содержащим водным суспензиям, содержащим поликонденсат, основанный на фосфате в качестве единственного агента с диспергирующими свойствами, а также дополнительно содержит пенообразующий агент. Технический результат заключается в уменьшении замедления схватывания и твердения различных строительных композиций и особенно суспензий, основанных на гипсе по сравнению с другими диспергаторами, независимо от дозы диспергирующего компонента. Гипсовая суспензия содержит как диспергатор продукт поликонденсации, включающий по меньшей мере одну структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей и полиэфирную боковую цепь (I), по меньшей мере одну фосфатированную структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей (II) и предпочтительно дополнительно по меньшей мере одну структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей (III), структурная единица (II) и структурная единица (III) отличаются только в том, что OP(OH)₂ группа структурной единицы (II) замещается на Н в структурной единице (III), и структурная единица (III) не является такой же как структурная единица (I), суспензия дополнительно содержит пенообразующий агент. 3 н. и 61 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Объектом настоящего изобретения является гипс-содержащая водная суспензия, содержащая поликонденсат, основанный на фосфате в качестве единственного агента с диспергирующими свойствами.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Обычные диспергаторы для цементных и гипсовых композиций обычно достигают хорошее уменьшение воды, тем не менее, они ограничены в способности сохранять работоспособность в течении долгого периода времени. Альтернативным способом для продления работоспособности является применение замедлителей. В этом случае, польза сохранения работоспособности часто достигается за счет времени схватывания и ранней прочности. Полезность этих диспергаторов, следовательно, ограничена присущими им ограничениями в молекулярной структуре.

Обычные диспергаторы являются статическими в их химической структуре в течении времени в гидравлических системах. Их действие контролируется молярным соотношением мономеров, которое закреплено в молекуле полимера. Эффект удаления воды или диспергирующий эффект наблюдается на адсорбции диспергатора на гидравлической поверхности частицы. Так как потребляемое количество диспергирующего вещества увеличивается в течение долгого времени из-за трения и образования продукта гидратации, что образует большую площадь поверхности, эти обычно используемые диспергаторы не способны отвечать требованиям, а также теряется их работоспособность.

Обычно, вопрос о расширенной работоспособности решается повторным затворением раствора (добавлением большего количества воды) гидравлических композиций, либо добавлением более высокого ассортимента веществ, удаляющих воду. Добавление воды приводит к снижению силы и, следовательно, создает потребность в смесях, которые "сверх-приспособлены" на пути содержания гидравлического связующего.

Были применены различные типы органических соединений для того, чтобы выгодно изменить некоторые свойства композиций влажных гидравлических связующих веществ. Один из классов компонентов, которые в общем можно назвать "суперпластификаторы", разжижают или пластифицируют композиции влажного связующего для получения более жидкой смеси. Контролируемая текучесть является желательной, так как агрегат, используемый в строительных растворах и бетонах не отделяемый от связующей пасты. Альтернативно, суперпластификаторы могут позволить цементной композиции быть приготовленной с применением меньшего количества воды: соотношение связующего для того, чтобы получить композицию, которая имеет желательную консистенцию, которая часто приводит к затвердевшей композиции, которая имеет повышенную прочность на сжатие, полученную после схватывания.

Хороший суперпластификатор должен не только разжижать композицию влажного гидравлического связующего, к которой он добавлен, но также поддерживать уровень текучести на желательный период времени. Это время должно быть достаточно длинным, чтобы сохранить жидкой влажную композицию, например в бетоновозе, когда он находится на пути к рабочей площадке. Другой важный аспект относится к периоду выгрузки грузовика на рабочей площадке и также к периоду времени, необходимого для цементной композиции для того, чтобы быть сформированной в конечную желаемую форму. С другой стороны, гидравлическая смесь не может оставаться жидкой в течении долгого периода времени, это означает, что затвердевание не должно быть значительно задержано, потому как это приведет к замедлению труда при работе и покажет негативные влияния на характеристики конечных отвержденных продуктов.

Обычными примерами суперпластификаторов являются конденсационные продукты меламин сульфоната/формальдегида, конденсационные продукты нафталин сульфоната/формальдегида и лигносульфонаты, полисахариды, гидроксикарбоновые кислоты и их соли и карбогидраты.

В большинстве случаев, пластифицирующие добавки представляют собой мульти-компонентные продукты сополимеров, основанных на оксиалкиленгликольалкениловых эфирах и ненасыщенных производных дикарбоновой кислоты, как наиболее важных видов. Европейский патент EP 0736553 B1 описывает такие сополимеры, включающие, по меньшей мере, три единицы и особенно одно производное ненасыщенной дикарбоновой кислоты, один оксиалкиленгликольалкениловый эфир и дополнительно одну гидрофобную структурную единицу, такую как эфирные единицы. Третья структурная единица может также быть представлена полипропиленоксид- и полипропиленоксид-полиэтиленоксид- производными, соответственно.

Немецкая опубликованная заявка DE 19543304 A1 описывает добавку к воде, содержащую смеси для сферы строительства, содержащие a) водорастворимую сульфоновую кислоту-, производное целлюлозы, содержащее карбоновую- или сульфатную группу, b) сульфоновую кислоту- и/или карбоновую кислоту, содержащую винил-(со)-полимер и/или конденсационный продукт, основанный на аминопластовых строительных веществах или соединениях, содержащих акрил и формальдегид. Эта добавка должна показывать достаточную способность удерживать воду и иметь изменяющие реологию свойства. Следовательно, эта добавка должна быть подходящей для строительных химических композиций, содержащих цемент, известь, гипс, ангидрит и другие компоненты гидравлического связующего.

Сополимеры, основанные на производных ненасыщенной монокарбоновой или дикарбоновой кислоты, оксиалкиленгликольалкениловых эфирах, виниловом полиалкиленгликоле, полисилоксане или соединениях сложных эфиров, которые применялись в качестве добавок для водных суспензий, основанных на минеральных или битумных связующих веществах, описаны в США 6,777,517 B1. Применение таких добавок приводит к снижению соотношения воды/связующего вещества и приводит к повышенной текучести строительных материалов без разделения отдельных компонентов из смеси строительного материала. Сополимеры в соответствии с этим патентом США являются полезными в качестве добавок для водных суспензий неорганических и органических твердых веществ и в особенности для суспензий, которые являются основанными на минеральных или битумных связующих веществах, таких как цемент, гипс, известь, ангидрит или другие строительные материалы на основе сульфата кальция.

Раскрытыми в предшествующем уровне техники также являются сополимеры этиленненасыщенных эфиров, которые могут быть применены как пластификаторы для смесей, содержащих цемент (EP 0537870 A1). Эти сополимеры содержат эфир сомономера и как дополнительный - сомономер олефиновой ненасыщенной монокарбоновой кислоты или сложный эфир или их соль, или альтернативно олефиновую ненасыщенную серную кислоту. Эти полимеры показывают очень короткую эфирную боковую цепь с от 1 до 50 единиц. Короткая боковая цепь вызывает достаточный пластифицирующий эффект сополимеров в цементе, содержащем массы с уменьшенной потерей подвижности самой строительной химической массы.

US 6,139,623 B1 описывает эмульсионную примесь для применения в гидравлических цементных композициях, сформированную эмульгированием противовспенивателя, поверхностно-активным веществом и сополимером, который имеет углеродсодержащую цепь, к которой присоединены группы, которые функционируют как цементно-закрепляющие функциональные единицы путем образования ионной связи и оксиалкиленовых групп. Эти примеси включают этиленоксид/пропиленоксидного (ЭО/ПО) гребенчатого типа полимер и противовспениватель, который позволяет предсказывать контроль воздуха в гидравлических цементных композициях, таких как бетон. Термин "цементная композиция" относится к пастам, строительным растворам, жидким растворам, таким как жидкие растворы для цементации нефтяных скважин, и бетонным композициям, включающим гидравлическое цементное связующее. Типичными противовспенивателями являются эфир фосфорной кислоты, эфир борной кислоты и полиоксиалкиленовые сополимеры с противовспенивающими свойствами. Поверхностно-активный компонент (ПАВ) как указано, стабилизирует эмульсионную смесь и выбрана из группы, состоящей из эфиров эстерифицированной жирной кислоты карбогидрата, C₂ до C₂₀ спиртов, которые имеют полиоксиалкиленовые группы или их смесь.

US 2006/0281886 описывает со-полимер, включающий два мономерных компонента с компонентом a), который является со-мономером олефиновой ненасыщенной монокарбоновой кислоты или сложным эфиром или их солью или со-мономером олефиновой ненасыщенной сульфоновой кислоты или их солью, и с компонентом b), предпочтительно представленного эфирным соединением. Эти два мономерные со-полимера могут предпочтительно применяться как суперпластификатор в композиции, которая содержит гидравлическое связующее. Там описывается, что со-полимер может быть применен в комбинации с антивспенивающим компонентом, который также является дополнительной структурной единицей со-полимера. Следовательно, антивспенивающий компонент может быть химически прикреплен к со-полимеру, или быть представленным в свободной форме в смеси. Общие аспекты предшествующего уровня техники раскрывают применение диспергирующих агентов (пластификаторов), таких как эфиры поликарбоксилата (РСЕ) как типичной добавки для связующих систем, содержащих сульфат кальция. Это приводит к уменьшению воды, а также к улучшению физических свойств, таких как прочность на сжатие. Дополнительно, работоспособность и предпочтительно реологические свойства поведения строительных химических веществ композиции являются улучшенными. С другой стороны, добавление диспергаторов, основанных на РСЕ приводит к различным вовлечениям воздуха в связующий компонент, который ухудшает физические свойства композиции. Другим негативным аспектом является образование пены во время образования связующей системы. Для преодоления этих недостатков применяют противовспенивающие компоненты, как дополнительную добавку к диспергирующему агенту. Тем не менее, противовспениватели показывают низкую растворимость в водных композициях и приводят к недостаточной стабильности. Кроме того, свойства противовспенивателя композиции уменьшаются с течением времени из-за того, что происходит разделение фаз противовспенивателя и диспергатора.

Основанные на различных характеристиках и наличии суперпластификаторов, упомянутых выше, дополнительно было желательно, чтобы были найдены новые композиции, подходящие в качестве примесей, которые являются улучшенными по сравнению с текущим состоянием уровня техники. Таким образом, объектом настоящего изобретения является обеспечение новых композиций для связующих соединений, содержащих сульфат кальция, которые придают влажной связующей композиции отличной текучести и свойств уменьшения воды. Кроме того, свойства, действие и эффекты, обеспеченные сополимером должны быть произвольными.

При производстве гипсокартонных листов, для того, чтобы уменьшить затраты на сушку необходимо устанавливать как можно более низкие значения вода/гипс. В дополнение, гипсовая смесь должна быть установлена как можно быстрее, так, чтоб необходимое давление резания пластины достигалось на конвейерной ленте после такого короткого времени, насколько это возможно. По этим причинам диспергаторы, основанные в особенности на эфирах поликарбоксилата были разработаны (DE 102006027 035 A1; US 7,070,648 B1).

US 2008/017078 показывает жидкую смесь для связующей системы, основанной на сульфате кальция и способ применения. Описываемая примесь включает водную композицию сополимерного диспергирующего компонента, противовспенивающего компонента, компонента поверхностно-активного вещества и воды. Компоненты могут быть смешаны или физически, или химически присоединенными и приводить к стабильной жидкой системе, которая может быть применена как диспергирующий агент для сульфатно-кальциевого соединения, содержащегося в строительной химической композиции. Композиция примеси описана в этом документе и особенно ее применение в качестве диспергирующего агента представляет собой дальнейшее усовершенствование этого уровня техники, потому что примесь с ее содержанием водной композиции включает индуцирование равномерного пластифицирующего эффекта все время и улучшение физических свойств за счет сокращения и воды и содержания воздуха во влажной строительной химической гипсовой массе. Кроме того, примесь показывает повышенную устойчивость при хранении и гомогенность.

Гипсовые смеси для вспенивания, твердые частички и быстро сохнущие гипсовые продукты и способ изготовления гипсовой суспензии с применением модификаторов и диспергаторов описаны в US 2009/0101045, US 2006/0281837, US 2006/0280899, US 2006/0280898, US 2006/0278135, US 2006/0278134, US 2006/0278130, US 2006/0278127, US 2005/0250888, US 2005/0239924 и US 2006/0280970. Диспергаторы, упомянутые в этих документах представляют собой поликарбоксилатные диспергаторы, диспергаторы, имеющий два повторяющихся звена с олефиновой ненасыщенной монокарбоновой кислотой повторяющегося звена и винильную или аллильную группу, связанную с полиэфиром простой эфирной связью, как второе повторяющееся звено.

Результаты, приведенные в любом из этих документов подтверждают, что такие диспергаторы могут быть применены для достижения полезных физических свойств, известных от суперпластификаторов, таких как поликарбоксилатные эфиры.

Это изобретение также относится к гипсовым изделиям. Более конкретно, оно относится к основанной на гипсе структурной панели, которая требует меньше времени или меньше энергии на сушку по сравнению с обычными изделиями.

Основанные на гипсе панели обычно применяют в строительстве. Строительный картон, сделанный из гипса является огнезащитным и может быть применен при строительстве стен почти любой формы. Он применяется в основном в качестве внутренней или внешней стены или потолочного продукта. Гипс имеет звукопоглощающие свойства. Его относительно легко исправить или поменять, если он становится поврежден. Существуют различные декоративные отделки, которые могут быть применены к строительному картону, включая окрашивание и обои. Даже с учетом всех этих преимуществ, он все еще является недорогим строительным материалом.

Одной из причин низкой стоимости панелей строительного картона является то, что они изготавливаются с помощью процесса, который является быстрым и эффективным. Полугидрат сульфата кальция в присутствии воды образует матрицу из взаимосвязанных кристаллов дигидрата сульфата кальция, вследствие чего она схватывается и становится устойчивой. Суспензию, которая включает полугидрат сульфата кальция и воду приготавливают в смешивающем аппарате. Когда получена однородная смесь, суспензию непрерывно осаждают на движущуюся поверхность, которая необязательно включает облицовочный материал. Второй облицовочный материал необязательно наносится поверх него перед тем, как суспензия разглаживается до постоянной толщины и формируется в непрерывную ленту. Непрерывная лента, сформированная таким образом, затем соответственно передается на ремень до тех пор, пока не установится кальцинированный гипс, и ленту после этого разрезают на панели необходимой длины, при этом панели пропускают через сушильную печь для удаления избытка влаги. Поскольку каждый из этих этапов занимает всего несколько минут, небольшие изменения в любом из этапов процесса могут привести к грубой потере производительности в технологическом процессе.

Количество воды, добавляемой для получения суспензии, превышает количество, которое необходимо для выполнения реакции гидратации. Избыток воды придает суспензии достаточную текучесть для вытекания из смесителя и на облицовочный материал для образования формы соответствующей ширины и толщины. На продукте начинают устанавливаться лужицы воды в промежутках между кристаллами дигидрата. Реакция гидратации продолжает построение кристаллической матрицы вокруг лужи воды, используя некоторые лужи воды для продолжения реакции. Когда реакция гидратации является выполненной, неиспользованная вода, занимающая лужи, выводится из матрицы посредством выпаривания. Когда вся вода выпаривается, в гипсовой матрице остаются образующиеся пустоты. Образующиеся пустоты имеют больший размер и большее количество, где используется большое количество избыточной воды.

Пока продукт влажный, он очень сложен для передвижения и относительно ненадежен. Избыток воды удаляется с панели посредством выпаривания. Если избыток воды выпаривать при комнатной температуре, это заняло бы много места для складывания и хранения строительного картона, пока он будет сохнуть в течение относительно длительного периода времени или применять конвейер достаточно долго, чтобы обеспечить адекватное время высыхания. Пока плита не установится и станет относительно сухой, она является несколько хрупкой, поэтому она должна быть защищена от сдавливания и повреждения.

Для ускорения выпаривания, панель строительного картона, как правило, высушивают посредством выпаривания избытка воды при повышенных температурах, к примеру, в духовке или в печи. Это сравнительно дорогостоящий процесс при эксплуатации печи при повышенной температуре, в особенности возрастает в контексте стоимости ископаемого топлива. Снижение затрат на производство может быть реализовано за счет уменьшения количества избыточной воды, присутствующей в установленных гипсовых панелях, которую позже удаляют посредством выпаривания. Другой причиной уменьшения избытка воды является то, что прочность гипсовых панелей, в некоторых случаях, обратно пропорциональна количеству избыточной воды, используемой в их производстве. Большие количества и размеры образующихся пустот уменьшают плотность и прочность в готовой панели.

Диспергаторы являются известными для применения с гипсом, что помогает разжижать смесь воды и полугидрата сульфата кальция таким образом, что необходимо меньше воды, чтобы сделать суспензию текучей. β-Нафталин сульфонат формальдегид ("BNS") и меламин сульфонат формальдегид ("MFS") конденсатные диспергаторы являются хорошо известными, но имеют ограниченную эффективность. Приготовление и использование BNS хорошо известно в существующем уровне техники и описано в EP 0214412 A1 и DE-PS 2007603, которые включены здесь посредством ссылки. Действие и свойства BNS могут быть изменены путем изменения молярного соотношения между формальдегидным и нафталиновым компонентом, которое, как правило, составляет от примерно 0.7 до примерно 3.5. Соотношение между формальдегидом и сульфонатным нафталиновым компонентом предпочтительно составляет от примерно 0.8 до 3.5 до примерно 1. BNS конденсаты добавляют в гидравлическое связующее вещество, содержащее композицию в количестве от примерно 0.01 до примерно 6.0 мас.%.

Конденсаты меламин-сульфоната-формальдегида широко применимы в качестве агентов, улучшающих текучесть в обработке гидравлического связующего вещества, содержащего композиции, такие как сухие растворные смеси, текучие строительные растворы и другие связываемые цементом строительные материалы и в производстве гипсовых панелей. Меламин используется в связи с этим в качестве представителя s-триазина. Они вызывают сильное разжижающее действие в строительной химической смеси без каких либо нежелательных побочных эффектов, возникающих в процессе обработки или функциональных свойствах затвердевшего строительного материала. Как и для технологии BNS, они также имеются в существующем уровне техники для MFS. MFS диспергаторы раскрыты в DE 19609614 A1, DE 4411797 A1, EP 0059353 A1 и DE 19538821 A1.

DE 19609614 A1 описывает растворимый в воде продукт поликонденсации, основанный на амино-s-триазине и его использование в качестве пластифицирующей добавки в водном связующем веществе, содержащем суспензии, основанные на цементе, извести и гипсе. Эти поликонденсаты способны к двухэтапной конденсации посредством чего в предварительном этапе конденсации амино-s-триазин, формальдегидный компонент и сульфит конденсируются при молярном соотношении от 1-0.5:5.0 до 0.1:1.5. Меламин является предпочтительным представителем амино-s-триазинов. Кроме того, подходящими представителями являются аминоластовые образователи, выбранные из группы мочевины, тиомочевины, дициандиамида или гуанидина и солей гуанидина.

В соответствии с DE 4411797 A1 продукты конденсации, содержащие сульфаниловую кислоту, основанные на амино-s-триазинах, которые показывают по меньшей мере две аминогруппы, являются приготовленными посредством применения формальдегида. Сульфаниловая кислота используется в количестве от 1.0 до 1.6 молей на моль амино-s-триазина и нейтрализуется в водном растворе с гидроксидом щелочного метала или гидроксидом щелочноземельного металла. В дополнительном этапе формальдегид добавляют в количестве от 3.0 до 4.0 молей на моль амино-s-триазина при значении pH между от 5.0 до 7.0 и при температурах между 50 и 90°C. Конечная вязкость раствора составляет между 10 и 60 мм²/с при 80°C.

В соответствии с EP 0059353 A1 высоко концентрированные и с низкой вязкостью водные растворы меламин/альдегидных смол являются подходящими при реагировании меламина и альдегида в щелочной среде на первом этапе с компонентом выбранным из группы, содержащей щелочной сульфат, щелочноземельный сульфат или (земельно) щелочной сульфонат или другие подходящие аминные соединения для предконденсата. Смесь на дополнительном этапе процесса реагирует с другим аминосоединением, таким как аминокислоты или аминокарбоновые кислоты и в завершение смоляной раствор доводят до щелочного значения pH.

DE 19538821 A1 раскрывает конденсат, основанный на амино-s-триазине с, по меньшей мере, двумя аминогруппами и формальдегидом и повышенным содержанием групп сульфоновой кислоты и низким содержанием формиата. Такие продукты могут быть приготовлены в соответствии с этим документом путем реагирования амино-s-триазина, формальдегида и сульфита при молярном отношении 1:3.0:6.0:1.51:2.0 в водном растворе и при температуре между 60 и 90°C и значение pH между 9.0 и 13.0 до тех пор, пока сульфит больше не будет присутствовать. На дополнительном этапе процесс конденсации проводили при значении pH между 3.0 и 6.5 и при температурах между 60 и 80°C до тех пор, пока конденсационный продукт при 80°C демонстрировал вязкость между 5 и 50 мм²/с. В конце концов, конденсационный продукт должен быть доведен до значения pH между 7.5 и 12.0 или обработан термически при pH≥10.0 и температуре между 60 и 100°C.

Поликарбоксилатные диспергаторы, как правило, используются с цементами и, в меньшей степени, с гипсом. Класс соединений, который представлен посредством термина "поликарбоксилатные диспергаторы" велик, и очень трудно предсказать, как отдельные соединения реагируют в различных средах. Использование двухмономерного поликарбоксилатного диспергатора в гипсовых продуктах раскрыто в U.S. Serial №11/152,418, который включен посредством ссылки.

Как было предварительно раскрыто, многие поликарбоксилатные диспергаторы имеют вредные воздействия на продукты на основе гипса. Эти диспергаторы замедляют схватывание обожженного гипса. Степень замедления зависит от точного состава поликарбоксилатного диспергатора. Некоторые поликарбоксилатные диспергаторы также приводят к потере прочности при сжатии за счет стабилизации пены. Это приводит к образованию меньших пустот в пределах приготовленного гипса. Трудно предположить, как значительно поликарбоксилатный диспергатор будет реагировать в гипсе только из химической формулы.

Относительно новый класс диспергаторов стал известен для применения в цементах. Это фосфатированные поликонденсатные диспергаторы. Хотя этот диспергатор является очень эффективным для применения в цементе, он имеет низкую эффективность в гипсовых суспензиях, но он также имеет низкое значение в замедлении схватывания.

WO 2006/042709 описывает поликонденсаты, основанные на ароматическом или гетероароматическом соединении (A), которое имеет от 5 до 10 атомов C или гетероатомов, которые имеют, по меньшей мере, один оксиэтиленовый или оксипропиленовый радикал, и альдегид (C) выбранный из группы, которая состоит из формальдегида, глиоксиловой кислоты и бензальдегида или их смесь, что приводит к улучшенному пластифицирующему эффекту суспензии неорганического связующего по сравнению с обычно используемыми поликонденсатами и поддерживать этот эффект в течение длительного времени ("уменьшение осадки конуса"). В конкретном варианте осуществления, они могут представлять собой также фосфатированные поликонденсаты. Использованные фосфатированные мономеры являются, тем не менее, относительно дорогими, так как они должны быть приготовлены раздельно и очищены.

Кроме того, был разработан экономичный диспергатор, основанный на фосфатированных пол и конденсатах, для гидравлических связующих веществ, при этом диспергатор является в особенности подходящим в качестве пластифицирующей добавки/агента уменьшающего водопотребность для бетона и может быть приготовлен простым способом и с низкими затратами. Это описано в предварительной заявке ЕР 081659155.3, поданной в августе 2008.

Те, кто устанавливает гипсовые панели, утомляются в процессе непрерывного перемещения и подъема панелей. Поэтому выгодно делать панели, которые будут легкими для простоты в обращении. Легкие панели могут быть изготовлены путем добавления пены в гипсовые суспензии. Пенообразующий агент, такой как мыло, может быть добавлен к суспензии так, что пена получается посредством перемешивающего действия. В некоторых случаях, пенообразующий агент используется для предварительного образования пены, которая добавляется в суспензию после ее выхода из смесителя. Пенообразующий агент выбирают так, чтобы обеспечить получение пены, которая активно слипается в то время, когда происходит гидратация. Распределение размеров пузырьков пены следует из "активной" пены. В то время, как продолжается реакция гидратации, гипсовая матрица строится вокруг пузырьков пены, оставляя пенные пустоты в матрице, когда установленные гипсовые формы и пузырьки пены разрушаются.

Может быть, трудно получить распределение пустот пены, которое приводит к приемлемому сокращению прочности панели. Пустоты пены, которые являются очень маленькими и многочисленными имеют очень тонкие стенки гипсовой матрицы между ними. Слабая прочность на сжатие законченной панели может быть в результате. Образование очень больших пустот пены может произвести шероховатость в поверхности панели, делая ее эстетически недопустимой. Было обнаружено, что когда установленный гипс имеет распределение больших и малых пустот пены, панель может иметь и прочность, и эстетически приятную наружность. Это распределение пустот пены может быть достигнуто путем применения комбинации омыляющих веществ, которые образуют стойкую пену и омыляющих веществ, которые образуют нестойкую пену.

Очевидно, что конструкция гипсовой панели включает множество переменных параметров, которые являются взаимосвязанными. Диспергаторы, используемые для уменьшения воды также изменяют время схватывания гипсовой суспензии. Некоторые диспергаторы стабилизируют пузырьки пены, в то время как другие диспергаторы дестабилизируют пену. Установка ускорителей, которые увеличивают скорость гидратации, также уменьшают текучесть суспензии. Вдобавок к изменению распределения размеров пузырьков, омыляющие вещества ограничивают текучесть суспензии. Добавки, используемые для контроля текучести суспензии, скорости гидратации и распределения размеров пузырьков пены, для каждого воздействия выбираются в зависимости от нескольких параметров, что создает трудность найти баланс между всеми этими факторами.

В этой связи есть ссылка на опубликованные патентные заявки WO 2010/04612 и WO 2010/04611, обе из Construction Research & Technology GmbH, ожидающаяся и неопубликованная патентная заявка РСТ/ЕР 2010/062168 BASF Construction Polymers GmbH и ожидающаяся и неопубликованная патентная заявка US Serial №61/239,259 United Gypsum Company. Содержание этих заявок включено путем ссылки на эти заявки.

В связи с этим объектом настоящего изобретения является обеспечить экономную и эффективную новую гипсовую суспензию, основанную на подходящем и хорошо известном диспергирующем компоненте для неорганического связующего вещества, где диспергатор в особенности подходит в качестве пластифицирующей добавки /агента, уменьшающего водопотребность для бетона и других систем, основанных на гидравлических связующих и которые могут быть получены простым способом и с низкими затратами.

Обеспеченным посредством этого изобретения таким образом является одна композиция диспергатора для расширения применимости в неорганических связующих и предпочтительно смесях содержащих сульфат кальция и воде, включающая введение в гипсовую суспензию одного определенного диспергирующего компонента. Рассматриваемый диспергатор достигает лучшей применимости и плавкости органических усажденных композиций и устанавливают низкое значение вода/гидравлическое связующее.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ

Настоящее изобретение относится к гипсовой суспензии, содержащей соединение с диспергирующими свойствами, отличающееся тем, что суспензия содержит как диспергатор продукт поликонденсации, содержащий

(I) по меньшей мере, одну структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей и полиэфирной боковой цепью и

(II) по меньшей мере, одну фосфатированную структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей,

и предпочтительно дополнительно

(III) по меньшей мере одну структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей,

структурная единица (II) и структурная единица (III) различаются исключительно в том, что ОР(OH)₂ группа структурной единицы (II) заменяется на H в структурной единицы (III), и структурная единица (III) является не такой самой, как структурная единица (I).

Главный аспект, в связи с новизной и изобретательским уровнем этого изобретения, следует рассматривать в том, что гипсовая суспензия содержит продукт поликонденсации в качестве единственного соединения с диспергирующими свойствами. Это означает, что продукт поликонденсации содержит

(I) по меньшей мере одну структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей и полиэфирную боковую цепь и

(II) по меньшей мере, одну фосфатированную структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей,

и предпочтительно дополнительно

(III) по меньшей мере, одну структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей,

структурная единица (II) и структурная единица (III) отличаются только в том, что OP(OH)₂ группа структурной единицы (II) замещается на Н в структурной единице (III), и структурная единица (III) не является такой же, как структурная единица (I), показывает превосходные эффекты в и на гипсовой суспензии не будучи объединенными другими диспергаторами такими как, но не ограничиваясь соединениями по меньшей мере содержащими разветвленный гребенчатый полимер, имеющий полиэфирные боковые цепи, конденсат нафталин сульфоната-формальдегида ("BNS") и конденсат меламин сульфоната-формальдегида ("MSF"),

Термин "гидравлическое связующее" в соответствии с этим изобретением означает цемент и предпочтительно Портландцемент представленный СЕМ I, СЕМ II, СЕМ III, СЕМ IV и СЕМ V, белым цементом, негашеной известью и глиноземный цемент.

Термин "латентное гидравлическое связующее" в соответствии с этим изобретением означает, по меньшей мере, один представитель, выбранный из группы, которая включает зольную пыль, доменный шлак, метакаолин, микрокременезем, трасс соединения, алюмосиликаты, вулканический туфф, фомулит, диатомовую землю и горючий сланец.

Термин "соединение сульфат кальция " в соответствии с этим изобретением означает сульфат кальция в его ангидридной или гидратной формах, таких как гипс, ангидрит, дигидрат сульфата кальция и полугидрат сульфата кальция.

Термин "гипс" в соответствии с этим изобретением является также известным как сульфат кальция, в соответствии с чем сульфат кальция может быть использован в его различных ангидридных и гидратных формах с или без кристаллической воды. Природный гипс представлен дигидратом сульфата кальция и натуральная кристальная безводная форма сульфата кальция представлена термином "ангидрит". Кроме природных форм сульфат кальция является типичным побочным продуктом технологических процессов, характеризующийся термином "синтетический гипс". Один из примеров таких технологических процессов является десульфуризация дымовых газов. Синтетический гипс также может быть побочным продуктом метода производства фосфорной кислоты и фтористого водорода для получения полугидратных форм (CaSO₄ ½ H₂O). Гипс (CaSO₄.2H₂O) может быть прокален посредством отгонки воды гидратации. Продуктами различных методик обжига являются альфа или бэта полугидраты. Полугидрат бэта сульфата кальция получается в результате быстрого нагрева в открытой емкости путем быстрого испарения воды и посредством образования полостей. Альфа полугидрат производится посредством обезвоживания гипс в закрытом автоклаве. Кристаллическая форма в таком случае является плотной и следовательно, это связующее вещество требует меньшего количества воды, чем бета-полугидрат.

С другой стороны, гипсовый полугидрат повторно гидратирует с водой до кристаллов дигидрата. Как правило, для гидратации гипса требуется от нескольких минут до нескольких часов, что четко указывает на сокращения технологического периода, в отличие от цементов, которые гидратируются в период времени, исчисляемые часами или днями. Эти характеристики делают гипс привлекательной альтернативой цементу в качестве гидравлического связующего вещества в различных областях применения, так как закаленные конечные гипсовые продукты демонстрируют характерную твердость и прочность на сжатие.

Полугидрат сульфата кальция может производить по меньшей мере две кристаллические формы, в которых α-кальцинированный гипс как правило обезвоживается (дегидратируется) в закрытых автоклавах. Для различных областей применения, β-кальцинированный гипс может быть выбран благодаря своей доступности по экономическим аспектам. Однако эти преимущества могут иметь обратное действие, потому как β-кальцинированный гипс нуждается в более больших количествах воды для пригодности к работе и для изготовления суспензий заданной текучести. Закаленный или высушенный гипс склонен к определенному ослаблению, которое основано на оставшейся воде в его кристаллической матрице. Поэтому, продукты из него демонстрируют меньшую прочность, чем гипсовые продукты, которые были сделаны с меньшим количеством воды.

Главным образом, пригодность к работе гипса, а также и других гидравлических связующих веществ, может быть улучшена при гидравлическом свойстве посредством добавления диспергаторов. В связи с этим, составы в соответствии с этим изобретением представляют подходящий диспергатор в виду диспергирующих свойств его компонента.

1. Компонент а)

Компонент а) состава в соответствии с изобретением имеет диспергирующие свойства и является выбранным из группы, которая состоит из соединения, по меньшей мере, содержащего разветвленный гребенчатый полимер, который имеет полиэфирные боковые цепи, конденсат нафталин сульфоната-формальдегида ("BNS"), и конденсат меламин сульфоната-формальдегида ("MSF"),

Составы, которые содержат разветвленный гребенчатый полимер, который имеет полиэфирные боковые цепи как компонент а) с диспергирующим действием были обнаружены очень эффективными. Поэтому можно рассматривать как предпочтительный вариант осуществления, что компонент a) представляет собой поликарбоксилатный эфир a₁), поликарбоксилатный сложный эфир a₂), an незаряженный сополимер a₃) или их смесь. В общем, и в дополнение к диспергирующим свойствам компонента a) поликарбоксилатный сложный эфир a₂) являются предпочтительными, которые показывают противовспенивающие и поверхностно-активные действия.

1.1 Сополимер a₁:

Такие полиэфир-содержащие сополимеры, которые в значении настоящего изобретения являются подходящими как компонент a₁), были описаны ранее в WO 2006/133933 A2. Эти полимеры включают два мономерных компонента, первый компонент представляет собой сомономер олефиновой ненасыщенной монокарбоновой кислоты или сложный эфир или его соль и/или сомономер олефиновой ненасыщенной сульфоновой кислоты или его соль, и второй мономерный компонент представляет собой сомономер общей формулы (I)

где R₁ представляет собой

и R₂ представляет собой Н или алифатический углеродный остаток с от 1 до 5 атомов C; R₃ = незамещенный или замещенный арильный остаток и предпочтительно фенил, и R₄ = H или алифатический углеродный остаток с от 1 до 20 атомов C, циклоалифатический углеродный остаток с от 5 до 8 атомов C, замещенный арильный остаток с от 6 до 14 атомов C и член из серии

где R₅ и R₇ каждый представляет алкильный, арильный, аралкильный, или алкарильный остаток и R₆ остаток алкилидена, арилидена, аралкилидена или алкарилидена, и

p=0, 1, 2, 3 или 4

m, n совместно независимо означают 2, 3, 4 или 5

x и y совместно независимо означают целое число ≤350

и

z = от 0 до 200.

В этой связи (I) в сополимере a₁) сомономерные единицы, которые представлены компонентами 1) и 2) не имеют в каждом случае никаких внутренних молекулярных различий и/или (II) сополимер a₁) представляет собой полимерную смесь компонентов 1) и 2), в этом случае сомономерные единицы имеют внутренние молекулярные различия по отношению к радикалам R₁ и/или R₂ и/или R₃ и/или R₄ и/или R₅ и/или R₆ и/или R₇ и/или m и/или n и/или x и/или y и/или z, и различия обсуждаются относительно в особенности к составу и длине боковых цепей.

В отношении к сополимеру описание WO 2006/133933 A2 является существенным составляющим настоящего описания.

В особенности, настоящее изобретение включает состав, в котором сополимер a₁) содержит сомономерный компонент 1) в пропорциях от 30 до 99 моль % и сомономерный компонент 2) в пропорциях от 70 до 1 моль %. Сополимер a₁), который содержит сомономерный компонент 1) в пропорциях от 40 до 90 моль % и сомономерный компонент 2) в пропорциях от 60 до 10 моль % было обнаружено предпочтительно в этом соотношении.

Сомономерным компонентом 1) может предпочтительно быть акриловой кислотой или ее солью и сомономерный компонент 2) в случае, когда p=0 или 1 модифицированным, который содержит винильную или аллильную группу и как остаток R₁ полиэфир.

Кроме того, в контексте настоящего изобретения, можно рассматривать как преимущество, если сомономерный компонент 1) происходит из группы, включающей акриловую кислоту, метакриловую кислоту, кротоновую кислоту, изокротоновую кислоту, аллилсульфониевую кислоту, винилсульфониевую кислоту и их подходящие соли и их алкильные или гидроксиалкильные сложные эфиры.

В дополнение сополимер a₁) может иметь дополнительные структурные группы в сополимеризованной форме, которая также учитывается настоящим изобретением. В этом случае, дополнительные структурные группы могут представлять собой стиролы, акриламиды и/или гидрофобные соединения, структурные единицы сложного эфира, полипропиленоксид и полипропиленоксидные/полиэтиленоксидные единицы являются особенно предпочтительными. Сополимер a₁) должен содержать указанные дополнительные структурные группы в пропорциях от 5 моль %, предпочтительно от 0.05 до 3.0 моль % и в особенности от 0.1 до 1.0 моль %.

Кроме того, является предпочтительным, если формула (I) обозначает полиэфир, содержащий аллильные или винильные группы.

Относительно модификаций карбоксилатного сложного эфира a₂) и их возможных форм, ссылка в особенности дается на CP 0753488 B1, его содержание по отношению к диспергаторам, описааным в этом документе, являются неотъемлемой частью настоящего описания.

Что касается поликарбоксилатного сложного эфира a₂) как предпочтительного гребенчатого полимера, настоящее изобретение указывает, что этот сложный эфир a₂) представляет собой полимер, который может быть приготовлен путем полимеризации мономерной смеси (I), содержащей, как главный компонент, представитель карбоновой кислоты мономерного типа. Важный аспект компонента a₂) в соответствии с настоящим изобретением следует рассматривать в антипенных и/или противовспенивающих и/или поверхностно-активных свойствах таких типов поликарбоксилатных сложных эфиров. Поэтому композиция в соответствии с настоящим изобретением также включает комбинацию антивспенивающего /поверхностно-активного агента с диспергирующими свойствами как компонент a) и поликонденсационный компонент b). В более предпочтительных вариантах осуществления мономерная смесь (I) содержит (алкокси)полиалкиленгликоль моно(мет)акрилатный мономер (a) общей формулы (II)

в котором R¹ представляет собой атом водорода или CH₃ группу, R²O представляет собой один представитель или смесь, по меньшей мере, двух оксиалкиленовых групп, которые имеют от 2 до 4 атомов углерода, R³ представляет собой атом углерода или алкильную группу, которая имеет от 1 до 5 атомов углерода и m представляет собой число между 1 и 250 и представляют собой среднее добавленное число молей оксиалкиленовой группы, дополнительно, как мономер (b) представляет собой (мет)акриловую кислоту общей формулы (III),

в которой R⁴ представляет собой атом углерода или CH₃ группу и M¹ представляет собой атом водорода, атом одновалентного металла, атом двухвалентного металла, аммониевую группу или органическую аминную группу, и необязательно мономер (c), который является сополимеризуемым с мономерами (a) и (b). Мономер (a) может быть представленным в количестве от 5 до 98 мас.%, мономер (b) в количестве от 2 до 95 мас.% и мономер (с) в количестве до 50 мас.% в мономерной смеси (I), где соответствующие количества мономеров (a), (b) и (c) добавляют до 100 мас.%.

Типичными представителями мономера (a) являются, гидроксиэтил (мет)акрилат, гидроксипропил (мет)акрилат, полиэтиленгликоль моно(мет)акрилат, полипропиленгликоль моно(мет)акрилат, полибутиленгликоль моно(мет)акрилат, полиэтиленгликоль полипропиленгликоль моно(мет)акрилат, полиэтиленгликоль полибутиленгликоль моно(мет)акрилат, полипропиленгликоль полибутиленгликоль моно(мет)акрилат, полиэтиленгликоль полипропиленгликоль полибутиленгликоль моно(мет)акрилат, метокси полиэтиленгликоль моно(мет)акрилат, метокси полипропиленгликоль моно(мет)акрилат, метокси полибутиленгликоль моно(мет)акрилат, метокси полиэтиленгликоль полипропиленгликоль моно(мет)акрилат, метокси полиэтиленгликоль полибутиленгликоль моно(мет)акрилат, метокси полипропиленгликоль полибутиленгликоль моно(мет)акрилат, метокси полиэтиленгликоль полипропиленгликоль полибутиленгликоль моно(мет)акрилат, этоксиполиэтиленгликоль моно(мет)акрилат, этоксиполипропиленгликоль моно(мет)акрилат, этоксиполибутиленгликоль моно(мет)акрилат, этоксиполиэтиленгликоль полипропиленгликоль моно(мет)акрилат, этоксиполиэтиленгликоль полибутиленгликоль моно(мет)акрилат, этоксиполипропиленгликоль полибутиленгликоль моно(мет)акрилат, этоксиполиэтиленгликоль полипропиленгликоль полибутиленгликоль моно(мет)акрилат или их смесь.

Для мономера (b), представители группы, содержащей акриловую кислоту, метакриловую кислоту, соли одновалентного металла, соли двухвалентного металла, аммониевые соли и их органические аминные соли и смеси, по меньшей мере, двух указанных представителей должны рассматриваться как предпочтительные.

Что касается мономера (c), состав в соответствии с изобретением должен содержать, по меньшей мере, один представитель сложных эфиров алифатического спирта с от 1 до 20 атомов углерода с ненасыщенной карбоновой кислотой. Как ненасыщенная карбоновая кислота, в особенности малеиновая кислота, фумаровая кислота, цитраконовая кислота, (мет)акриловая кислота или соли одновалентного металла, соли двухвалентного металла, аммониевые соли или их органические аминные соли являются особенно подходящими. Сложные моноэфиры или диэфиры ненасыщенных дикарбоновых кислот, таких как малеиновая кислота, фумаровая кислота или цитраконовая кислота с алифатическими C₁-C₂₀ спиртами, C₂-C₄ гликолями или с (алкокси)полиалкилен гликолями являются предпочтительными представителями мономера (c) в соответствии с настоящим изобретением.

1.2 Сополимер a₂:

В контексте настоящего изобретения, компонент a₂) может быть сополимером, который является изготовленным из, по меньшей мере, одного из следующих мономеров:

A) этиленненасыщенный мономер, содержащий гидролизуемый остаток

B) этиленненасыщенный мономер c, по меньшей мере одной C₂-C₄ оксиалкиленовой боковой группой с длиной цепи от 1 до 30 единиц;

C) этиленненасыщенный мономер c, по меньшей мере одной C₂-C₄ оксиалкиленовой боковой группой с длиной цепи от 31 до 350 единиц.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения компоненты B) и C) одновременно представлены в сополимере a₂) заявленного состава.

В этой модификации сополимера, построенного, по меньшей мере, из одного из мономеров A), B) и C), в соответствии с изобретением этиленненасыщенным мономером компонента A) может быть, по меньшей мере, один ангидрид или имид и/или, по меньшей мере, один малеиновый ангидрид или малеимид. Этиленненасыщенный мономер компонента A) может тем не менее также включать сложный эфир акриловой кислоты с эфирной функциональностью, которая содержит гидролизуемый остаток. В этом случае, следует рассматривать в качестве предпочтительного варианта тот, в котором эфирная функциональность представляет собой, по меньшей мере, один гидроксипропильный или гидроксиэтильный радикал.

В дополнительном варианте сополимер a₂) может, тем не менее, включать более, чем один этиленненасыщенный мономер с гидролизуемым радикалом. Здесь, в особенности, рекомендуется, чтобы этиленненасыщенный мономер компонента A) в качестве остатка имел, по меньшей мере, больше, чем один представителей этиленненасыщенных мономеров c, по меньшей мере, одним представителем гидролизуемого радикала или смеси их обоих. В этой связи, гидролизуемый радикал должен иметь, по меньшей мере, один C₂-C₂₀ спиртовую функциональность. Настоящее изобретение также включает возможность, что гидролизуемый остаток представляет собой, по меньшей мере, один C₁-C₂₀ алкильный сложный эфир, один C₁-C₂₀ аминоалкильный сложный эфир, один C₂-C₂₀ спирт, один C₂-C₂₀ аминоспирт или один амид.

Настоящее изобретение дополнительно включает, что, по меньшей мере, один этиленненасыщенный мономер компонентов B) или C) имеет C₂-C₈ алкилэфирную группу. В этом случае, этиленненасыщенный мономер может иметь винильный, аллильный или (метил)аллил эфирный остаток или еще быть полученным из ненасыщенного C₂-C₈ спирта. В этом последнем случае ненасыщенный C₂-C₈ спирт, по меньшей мере виниловый спирт, (мет)аллиловый спирт, изопренол или метилбутенол являются особенно предпочтительными возможностями в качестве представителей.

Этиленненасыщенные мономерные боковые группы компонента B) или C) могут, тем не менее также содержать, по меньшей мере, одно C₄ оксиалкиленовое звено.

В целом, в связи с только что описанными модификациями, которые касаются гребенчатого полимера a₂) можно утверждать, что, по меньшей мере, этиленненасыщенный мономер компонентов B) или C) может иметь C₂-C₈ сложный эфир карбоновой кислоты, который, в особенности, является гидрлизуемым. Дополнительно, настоящее изобретение включает модификацию, где оксиалкильные боковые группы имеют, по меньшей мере, один этиленоксид, один пропиленоксид, один полиэтиленоксид, один полипропиленоксид или их смеси.

Наконец, сополимер a₂) в компоненте C) может иметь, по меньшей мере, один неионный ("незаряженный") и/или один не гидролизуемый мономерный остаток или их смесь.

1.3 Сополимер a₃:

В дополнение к двум модификациям, только что описанным в деталях в отношении к компоненту a), а именно его формы как эфира поликарбоксилата и сложных эфиров карбоновой кислоты, настоящее изобретение также включает третью модификацию гребенчатого полимера a), которая затем представляет собой неионный (незаряженный) сополимер a₃). Здесь, представители общей формулы (IV) являются предпочтительными,

где Q обозначает этиленненасыщенный мономер c, по меньшей мере, одним гидролизуемым остатком, G означает O, C(O)-O или O-(CH₂)p-O с p = от 2 до 8, где смеси модификаций G являются возможными в одном полимере; R¹ и R² независимо друг от друга означают, по меньшей мере, один C₂-C₈ алкил; R³ включает (CH₂)_c, где с представляет собой целое число между 2 и 5 и где смеси представителей R³ в том же полимерной молекуле являются возможными; R⁵ означает, по меньшей мере, один представитель, выбранный из серии H, линейный или разветвленный, насыщенный или ненасыщенные C₁-C₂₀ алифатический углеродный остаток, C₅-C₈ циклоалифатический углеродный остаток или замещенный или незамещенный C₆-C₁₄ арильный остаток; m = от 1 до 30, n = от 31 до 350, w = от 1 до 40, y = от 0 до 1 и z = от 0 до 1, где сумма (y+z)>0.

Тем не менее, неионный сополимер a₃) может альтернативно также быть представленным общей формулой (V),

где X означает гидролизуемый остаток и R означает H или CH₃, и G, p, R¹, R², R³, R⁵, m, n, w, y, z и (y+z) имеют значения, указанные для формулы (IV).

В случае, когда структура неионного сополимера a₃) соответствует формуле (V), в предпочтительном варианте осуществления гидролизуемый остаток может быть, по меньшей мере, одним представителем из серии алкилового сложного эфира, аминоалкилового сложного эфира, гидроксиалкилового сложного эфира, аминогидроксиалкилового сложного эфира или амида.

В качестве третьей альтернативы по отношению к неионному сополимеру a₃), настоящее изобретение указывает на, по меньшей мере, один представитель общей формулы (VI)

где R⁴ означает, по меньшей мере, один C₁-C₂₀ алкильный или C₂-C₂₀ гидроксиалкильный радикал и радикалы G, p, R, R¹, R², R³, c, R⁴, R⁵ и m, n, w, y, z и (y+z) имеют значения, указанные для формул (IV) и (V).

Это следует рассматривать, как предпочтительный вариант, что в формуле (VI), p=4, R⁴=C₂H₄OH или C₃H₆OH, каждый из радикалов R⁵ означает H, m=5-30, n=31-250, w=1.5-30, y = от 0 до 1, z = от 0 до 1 и (y+z)>0.

Далее следует рассматривать, как предпочтительный вариант, что в указанных формулах (IV), (V) и (VI), молярное соотношение w к сумме (y+z) составляет 1:1 к 20:1 и предпочтительно от 2:1 до 12:1.

Представитель третьей модификации сополимера a₃), который относится к формуле (VI) должен в особенности быть неионным полиэфир-полиэстерным сополимером.

Термины "неионный" и "незаряженный" следует понимать как синонимы в данном контексте.

Независимо от компонента a) и его предпочтительных представителей a₁), a₂) и/или a₃), соответственно содержащихся в составе в соответствии с изобретением, настоящее изобретение предусматривает, что состав содержит компонент а) в пропорциях от 5 до 95 мас.%, предпочтительно от 10 до 60 мас.% и в особенности предпочтительно от 15 до 40 мас.%, основанных в каждом случае на общем составе.

1.4 Сульфированные конденсаты

Группа сульфированной кислоты, содержащая s-триазины или нафталин-форм альдегидные конденсаты, широко раскрыты документами существующего уровня техники и часто используются в качестве добавки, уменьшающей водопотребность или пластификаторов для систем на основе цементов таких как бетон.

β-Нафталин-сульфонат-формальдегидные конденсаты ("BNS"), также известные как нафталин-формальдегидные сульфонаты ("NFS") диспергируют цементные частицы за счет электростатического отталкивания, что проистекает из адсорбционных процессов.

BNS или NFS являются подходящими для изготовления цементных частиц с высокой дисперсией, низким пенообразованием и высоким уровнем уменьшения воды и поэтому таким образом можно сохранить гидравлическое связующее такое как цементы или сульфит кальция основанный на связующих веществах для улучшения подвижности цемента и пригодности к работе. BNS является примесью широкого диапазона для бетона, отлитого на месте работ, приготовленного заранее, используемого насосом и отвержденного и BNS имеет хорошую область применения для цементов и других гидравлических связующих веществ и не вызывает коррозию арматурных стержней и не ядовит и экологически чистый. Поэтому он широко применяется в строительной промышленности такой как возведение дорог, мостов, туннелей, промышленных зданий, предварительно напряженных компонентов и широкого диапазона бетонов.

Как правило, такие конденсаты, подходящие в качестве пластифицирующей добавки или диспергаторов, получают путем реакции ароматических сульфоновых кислот, таких как нафталин сульфоновая кислота с формальдегидом при атмосферном давлении и при температуре до 100°C.

Приготовление и использование BNS хорошо известно в современном уровне техники и раскрыто, к примеру, в EP 0214412 A1 и DE-PS 2007603.

Действие и свойства BNS могут быть модифицированы путем изменения молярного отношения между формальдегидом и нафталиновым компонентом, что, как правило, составляет от 0.7 д 3.5. Соотношение между формальдегидом и сульфированным нафталиновым компонентом предпочтительно составляет от 0.8 до 3.5 до 1.

BNS конденсаты добавляют к гидравлическому связующему веществу, содержащему композицию в количествах от 0.01 до 6.0 мас.%.

Меламин-сульфонат-формальдегид-конденсаты ("MFS") широко применимы в качестве агентов, улучшающих текучесть в обработке гидравлического связующего вещества, содержащего композиции, такие как смеси высушенного строительного раствора, текучие строительные растворы и другие материалы цементных связанных конструкций.

Меламин используется в связи с этим в качества представителя s-триазина, вот почему эти улучшающие агенты известны как MFS смолы. Они вызывают так же как уже упомянутые BNS представители сильный сжижающий эффект строительной химической смеси без каких-либо нежелательных побочных эффектов, возникающих в процессе обработки или в функциональных свойствах затвердевшего строительного материала.

Хорошо известно, что коммерчески доступные агенты, улучшающие текучесть основанные на меламин-формальдегид-сульфите, такие как продукты серии Melment от BASF Construction Polymers GmbH, Germany, вызывают отличный сжижающий эффект даже в малых дозах от около 0.3 до 1.2 мас.%, по отношению к весу гидравлического связующего вещества такого как цемент.

Эффект сжижения MFS продуктов достигается без снижения поверхностного натяжения воды и связующей системы, что обычно имеет место для примера с BNS продуктами или агентами улучшающими текучесть с структурами полимеров подобных поверхностно-активным веществам. Преимущество MFS смол, как предполагают, связано с тем, что избегается введение воздуха в строительный раствор во время процесса перемешивания и благоприятно воздействует после закаливания на плотность и прочность строительного раствора.

Кроме того MFS смолы обеспечивают свежую смесь строительный раствор с хорошей когезионной прочностью, так чтоб даже в том случае когда свойства текучести являются чрезвычайными феномен разделения в пределах строительной композиции не происходил. Этого явления, также называемое "сегрегация", опасаются особенно в производстве самотечных сглаживающихся композициях, которые особенно имеет место в случае с самовыравнивающимися стяжками, так как приводит к неоднородной структуре слоя стяжки из-за флотации мелкодисперсного материала и отложения осадка грубых зерен.

Как для BNS технологии так и для MFS существует обширный спектр существующего уровня техники. В этом отношении в качестве представляющих документов упоминаются DE 19609614 A1, DE 4411797 A1, EP 0059353 A1 и DE 19538821 A1:

DE 19609614 A1 раскрывает растворимый в воде поликонденсационный продукт основанный на амино-s-триазине и его использование в качестве пластифицирующей добавки в водном связующем веществе, содержащем суспензии основанные на цементе, извести и гипсе. Эти поликонденсаты пригодны в двух этапах конденсации посредством чего в этапе предварительной конденсации амино-s-триазин, формальдегидный компонент и сульфит конденсируются при молярном отношении от 1 до 0.5: от 5.0 до 0.1: 1.5. Меламин является предпочтительным представителем амино-s-триазинов. Кроме того подходящим представителем является образователь аминопласта, выбранный из группы мочевины, тиомочевины, дициандиамида или гуанилина и солей гуанидина.

В соответствии с DE 4411797 A1 сульфаниловую кислоту, содержащую продукты конденсации, основанные на амино-s-триазинах, которые показывают по меньшей мере две аминогруппы, получают с применением формальдегида. Сульфаниловая кислота используется в количестве от 1.0 до 1.6 молей на моль амино-s-триазина и нейтрализуется в водном растворе с гидроксидом щелочного метала или гидроксидом щелочноземельного метала. В дополнительном этапе формальдегид добавляют в количествах от 3.0 до 4.0 молей на моль амино-s-триазина при значении pH между 5.0 и 7.0 и при температурах между 50 и 90°C. Конечная вязкость раствора должна быть между 10 и 60 мм²/с при 80°C.

В соответствии с EP 0059353 A1 высоко концентрированные и с низкой вязкостью водные растворы меламин/альдегидных смол являются пригодными при реагировании меламина и альдегида в щелочной среде в первом этапе с компонентом выбранным из группы, содержащей щелочной сульфат, щелочноземельный сульфат или (земельно)щелочной сульфонат или другие подходящие аминосоединения для предварительного конденсата. Эта смесь в дополнительном этапе процесса подвергают взаимодействию с другим аминосоединением, таким как аминокислоты или аминокарбоновые кислоты и, наконец, раствор смолы доводят до щелочного значения pH.

DE 19538821 A1 раскрывает конденсат основанный на амино-s-триазине с по меньшей мере двумя аминогруппами и формальдегидом и высоким содержанием групп сульфоновой кислоты и низким содержанием формата. Такие продукты могут быть приготовлены в соответствии с этим документом путем реагирования амино-s-триазина, формальдегида и сульфита при молярном отношении 1:3.0:6.0:1.51:2.0 в водном растворе и при температуре между 60 и 90°C и значении pH между 9.0 и 13.0 до тех пор пока сульфит больше не будет присутствовать. В дополнительном этапе процесс конденсации проводят при значении pH между 3.0 и 6.5 при температурах между 60 и 80°C до тех пор пока конденсационный продукт при 80°C показывает вязкость между 5 и 50 мм²/с. Наконец, конденсационный продукт должен быть доведен до значения pH между 7.5 и 12.0 или обработан термически при pH≥10.0 и температуре между 60 и 100°C.

В соответствии с настоящим изобретением BNS и/или MFS диспергатор используется в количествах от 0.01 до 10 мас.% и предпочтительно от 0.1 до 5 мас.%, по отношению к гидравлическому связующему компоненту. Молярное отношение сульфоновой группы по отношению к меламиновому компоненту составляет от 1.0 до 2.0 и молярное отношение формальдегида по отношению к меламиновым компонентам составляет от 2.5 до 5.0, предпочтительное молярное отношение меламина к сульфоновой кислоте к формальдегиду составляет 1:1.1:1.5:3.3:3.6.

Что касается BNS компонента молярное отношение формальдегида к нафталин сульфоновой кислоте составляет от 1.3 до 1 : от 3 до 1.

2. Продукт поликонденсации b)

Как уже обсуждалось в современном уровне техники примеси в форме диспергаторов добавляют в водные суспензии или порошкообразные неорганические или органические вещества, такие как глины, силикатный порошок, мел, сажа, дробленый кмень и гидравлические связующие вещества, для улучшения их эксплуатационных характеристик, к примеру, способность замешиваться, способность к растеканию, способность к распылению, способность к перекачиванию или способность течь. Такие примеси способны предотвращать образование твердых агломератов и диспергирование уже присутствующих частиц и вновь образующихся при гидратации и, таким образом, улучшать эксплуатационные характеристики. Этот эффект используется в особенности желаемым путем в приготовлении смесей для строительных материалов, которые содержат гидравлические связующие вещества, такие как цемент, известь, гипс, полугидрат или ангидрит.

Для того чтобы преобразовать эти смеси для строительных материалов, основанные на указанных связующих веществах, в готовую к использованию, обрабатываемую форму, требуется как правило значительно больше воды, чем это необходимо последующей гидратации и процесса затвердения. Пропорция пустот, которые образуются в теле бетона в избытке впоследствии испарения воды, приводит к значительно более слабым механическим прочностям и сопротивлениям.

Чтобы уменьшить этот избыток доли воды при заданной последовательности обработки и/или улучшить эксплуатационные характеристики при предварительно определенном отношении воды/связующего вещества, используются примеси, которые обычно называют агенты, уменьшающие водопотребность или пластификаторы. В особенности поликонденсаты и сополимеры используются в качестве агентов.

WO 2006/042709 раскрывает поликонденсаты, основанные на ароматическом или гетероароматическом соединении (A), которое имеет от 5 до 10 атомов C или гетероатомов, которые имеют по меньшей мере один оксиэтилен или оксипропилен радикал, и альдегид (C) выбранный из группы, которая состоит из формальдегида, глиоксиловой кислоты и бензальдегида или их смеси, что приводит к улучшению эффекта пластификации суспензии неорганического связующего вещества по сравнению с обычно используемыми поликонденсатами и поддерживает этот эффект в течение длительного периода ("уменьшение осадки конуса"). В конкретном варианте осуществления, такими могут также быть фосфатированные поликонденсаты. Фосфатированные мономеры используются, однако они являются относительно дорогими, так как они должны быть отдельно приготовлены и очищены.

Кроме того, был разработан экономичный диспергатор, основанный на фосфатированных поликонденсатах, для гидравлического связующих веществ, при этом диспергатор является в особенности подходящим в качестве пластифицирующей добавки/агента уменьшающего водопотребность для бетона и может быть приготовлен в простой способ и с низкими затратами (нераскрытый в существующем уровне техники, подана предварительная заявка как EP 081659155.3 в Августе 2008).

Эта цель достигается посредством поликонденсации, содержащей

(I) по меньшей мере одну структурную единицу, которая имеет ароматическую или гетероароматическую и полиэфирную боковую цепь и

(II) по меньшей мере, одну фосфатированную структурную единицу, которая имеет ароматическую или гетероароматическую структуру и

(III) по меньшей мере структурную единицу, которая имеет ароматическую или гетероароматическую структуру,

структурная единица (II) и структурная единица (III) отличаются только в том, что OP(OH)₂ группа структурной единицы (II) замещается на Н в структурной единице (III), и структурная единица (III) не является тем же самым, что и структурная единица (I).

Структурные единицы (I), (II) и (III) компонента b) заявленного состава может быть описана более подробно с помощью следующих общих формул (VII)

где

A является одинаковым или различным и является представленным замещенным или незамещенным ароматическим или гетероароматическим соединением, которое имеет от 5 до 10 атомов C

где

B является одинаковым или различным и является представленным N, NH или О, где

n=2, если B=N, и n=1, если B=NH или O,

где

R¹ и R², независимо друг от друга, являются одинаковыми или разными и представлены разветвленным или прямым C₁-C₁₀-алкильным радикалом, C₅-C₈-циклоалкильным радикалом, арильным радикалом, гетероарильным радикалом или H,

где

a является одинаковым или различным и является представленным как целое число от 1 до 300,

где

X является одинаковым или различным и является представленным разветвленным или прямым C₁-C₁₀-алкильным радикалом, C₅-C₈-циклоалкильным радикалом, арильным радикалом, гетероарильным радикалом или H,

(VIII)

(IX)

для (VIII) и (IX) в каждом случае:

где

D является одинаковым или различным и является представленным замещенным или незамещенным гетероароматическим соединением, которое имеет от 5 до 10 атомов C,

где

E являются одинаковыми или разными и представлены N, NH или O,

где

m=2, если Е=N, и m=1, если Е=NH или O,

где

R³ и R⁴, независимо друг от друга, являются одинаковыми или разными и представлены разветвленным или прямым C₁-C₁₀-алкильным радикалом, C₅-C₈-циклоалкильным радикалом, арильным радикалом, гетероарильным радикалом или H

где

b являются одинаковыми или разными и представлены целым числом от 0 до 300, где

M представляет собой независимо друг от друга ион щелочного металла, ион щелочноземельного металла, ион аммония, органический ион аммония и/или H, с представляет собой 1 или в случае ионов щелочноземельных металлов ½.

В предпочтительном варианте осуществления, поликонденсат содержит дополнительную структурную единицу (X), которая представлена следующей формулой

(X)

где

Y, независимо друг от друга, являются одинаковыми или разными и представлены (VII), (VIII), (IX) или другими компонентами поликонденсата,

где

R⁵ являются одинаковыми или разными и представлены H, СН₃, COOM_c или замещенным или незамещенным ароматическим или гетероароматическим соединением, которое имеет от 5 до 10 атомов C,

где

R⁶ являются одинаковыми или разными и представлены H, CH₃, COOM_c или замещенным или незамещенным ароматическим или гетероароматическим соединением, которое имеет от 5 до 10 атомов C.

Здесь, R⁵ и R⁶ в структурной единице (X), независимо друг от друга, являются предпочтительно представленными H, COOM_c и/или метилом.

Молярное отношение структурных единиц (VII), (VIII), (IX) и (X) фосфатированного пол и конденсата в соответствии с изобретением может варьироваться в широких пределах. Оказалось целесообразным, если молярное соотношение структурных единиц [(VII)+(VIII)+(IX)]:(X) составляет от 1:0.8 до 3, предпочтительно от 1:0.9 до 2 и в особенности предпочтительно от 1:0.95 до 1.2.

Молярное соотношение структурных единиц (VII):[(VIII)+(IX)] в компоненте b) составляет обычно от 1:15 до 15:1, предпочтительно от 1:10 до 10:1 и более предпочтительно от 1:5 до 3:1.

В предпочтительном варианте осуществления, молярное соотношение структурных единиц (VIII):(IX) является доведенным до от 1:0.005 до 1:10, предпочтительно от 1:0.01 до 1:1, в особенности от 1:0.01 до 1:0.2 и более предпочтительно от 1:0.01 до 1:0.1.

Группы A и D в структурных единицах (VII), (VIII) и (IX) поликонденсата представляют собой в общем фенил, 2-гидроксифенил, 3-гидроксифенил, 4-гидроксифенил, 2-метоксифенил, 3-метоксифенил, 4-метоксифенил, нафтил, 2-гидроксинафтил, 4-гидроксинафтил, 2-метокси нафтил, 4-метоксинафтил, предпочтительно фенил, является возможным для A и D быть выбранными независимо друг от друга и также в каждом случае содержать смесь указанных соединений. Группы B и E, независимо друг от друга, являются предпочтительно представленными O.

Радикалы R¹, R², R³ и R⁴ могут быть выбраны независимо друг от друга и представляют собой предпочтительно H, метил, этил или фенил, особенно предпочтительно представляет собой H или метил и особенно предпочтительно H.

В структурной единице а (VII) предпочтительно представлено целым числом от 5 до 280, в особенности от 10 до 160 и особенно предпочтительно от 12 до 120 и b в структурной единице (VIII) и (IX) представлено целым числом от 0 до 10, предпочтительно от 1 до 7 и особенно предпочтительно от 1 до 5. Соответствующие радикалы, длина которых определяется a и b, соответственно могут состоять тут из одинаковых строящихся блоков, но смесь различных строительных блоков также может быть целесообразной. Кроме того, радикалы структурных единиц (VII) или (VIII) и (IX), независимо друг от друга, каждый могут иметь одинаковую длину цепи, a и b каждый из которых представлен числом. Как правило, тем не менее, это будет целесообразно, если смеси имею различные длины цепи представлены в каждом случае так, что радикалы структурных единиц в поликонденсате имеют различные численные значения для a и независимо для b.

Часто, фосфатированный поликонденсат в соответствии с настоящим изобретением имеет среднюю молекулярную массу от 4000 г/моль до 150000 г/моль, предпочтительно от 10000 до 100000 г/моль и особенно предпочтительно от 20000 до 75000 г/моль.

Как правило, фосфатированный поликонденсат в соответствии с изобретением присутствует в заявленном составе как водный раствор, который содержит от 2 до 90 мас.% воды и от 98 до 10 мас.% растворенного сухого вещества, предпочтительно от 40 до 80 мас.% воды и от 60 до 20 мас.% растворенного сухого вещества, и более предпочтительно от 45 до 75 мас.% воды и от 55 до 25 мас.% растворенного сухого вещества. Сухое вещество в основном содержит безводный фосфатированный поликонденсат, где предпочтительно также могут присутствовать дополнительные компоненты, такие как противовспениватели и другие вспомогательные вещества.

В дополнительном варианте осуществления поликонденсат b) присутствует в составе в пропорциях от 5 до 100 мас.%, предпочтительно от 10 до 60 мас.% и особенно предпочтительно от 15 до 40 мас.%, в каждом случае в пересчете на общую массу состава.

В конкретном варианте осуществления, изобретение кроме того предусматривает соль натрия, калия, аммония и/или кальция и предпочтительно соль натрия и кальция, фосфатированного поликонденсата.

Настоящее изобретение также относиться к способу получения фосфатированного поликонденсата, он предусматривает, что важно, чтобы поликонденсация и фосфатирование осуществлялось в реакционной смеси. Это следует понимать так, что фосфатированный компонент, сформированный в реакционной смеси не нуждается ни в очистке, ни в отделении. Фосфатирование может осуществляться до, во время или после поликонденсации. Это следует рассматривать как предпочтительный вариант, что фосфатирование и поликонденсацию проводят в одном и том же реакционном сосуде.

В предпочтительном варианте осуществления, реакционная смесь по отношению к поликонденсционному компоненту b) содержит по меньшей мере

(Ia) мономер, который имеет полиэфирную боковую цепь и ароматический или гетероароматический,

(IIIa) мономер, который имеет ароматическое или гетероароматическое звено, (IIIa) которое является частично фосфатированным во время реакции и формирует мономер (IIa) и/или, при поликонденсации, структурная единица (IIa),

(IVa) мономер, который имеет альдегидную группу и фосфатирующий агент,

структурная единица (IIIa) не является такой же, что и структурная единица (Ia).

Мономеры (Ia), (IIa), (IIIa) и (IVa) и, при поликонденсации, структурная единица (IIa) представляет собой предпочтительно следующие общие формулы:

- Мономер (Ia):

Формула (VIIa)

где

A являются одинаковыми или разными и представлены замещенным или незамещенным ароматическим или гетероароматическим соединением, которое имеет от 5 до 10 атомов C, где

B являются одинаковыми или разными и представлены N, NH или O,

где

n=2 если B=N и n=1 ели B=NH или O,

где

R¹ и R², независимо друг от друга, являются одинаковыми или разными и представлены разветвленным или прямым C₁-C₁₀-алкильным радикалом, C₅-C₈-циклоалкильным радикалом, арильным радикалом, гетероарильным радикалом или H,

где

a являются одинаковыми или разными и представлены целым числом от 1 до 300, где

X являются одинаковыми или разными и представлены разветвленным или прямым C₁-C₁₀-алкильным радикалом, C₅-C₈-циклоалкильным радикалом, арильным радикалом, гетероарильным радикалом или H;

- Мономер (IIa):

Формула (VIIIa)

- Мономер (IIIa):

Формула (IXa)

Для формул (VIIIa) и (IXa) в каждом случае:

где

D являются одинаковыми или разными и представлены замещенным или незамещенным гетероароматическим соединением, которое имеет от 5 до 10 атомов C,

где

E являются одинаковыми или разными и представлены N, NH или O,

где

m=2, если E=N, и m=1, если E=NH или O,

где

R³ и R⁴, независимо друг от друга, являются одинаковыми или разными и представлены разветвленным или прямым C₁-C₁₀-алкильным радикалом, C₅-C₈-циклоалкильным радикалом, арильным радикалом, гетероарильным радикалом или H,

где

b являются одинаковыми или разными и представлены целым числом от 0 до 300;

- мономер (IVa):

формула (Xa)

где

R⁷ являются одинаковыми или разными и представлены H, CH₃, COOH и/или замещенным или незамещенным ароматическим или гетероароматическим соединением, которое имеет от 5 до 10 атомов C,

где

R⁸ являются одинаковыми или разными и представлены H, CH₃, COOH и/или замещенным или незамещенным ароматическим или гетероароматическим соединением, которое имеет от 5 до 10 атомов C.

Настоящее изобретение обеспечивает различные варианты процедуры реакции. Одна возможность состоит в первом реакционном мономере (IIIa) с фосфатирующим агентом и подвергание мономера (IIa), полученного таким образом поликонденсации с мономерами (Ia), (IIa) и (IVa). Мономер (IIIa) может происходить здесь с неполной реакции во время реакции фосфатирования или может быть преднамеренно добавлен к реакционной смеси после реакции фосфатирования.

Тем не менее, также является возможным подвергнуть мономеры (Ia), (IIIa) и (IVa) поликонденсации и затем подвергнуть реакции полученный поликонденсат с фосфатирующим агентом. В еще одном варианте мономеры (Ia), (IIIa) и (IVa) и фосфатирующий агент подвергают взаимодействию одновременно.

В особенности, полифосфорная кислота и/или пентоксид фосфора оказались подходящими здесь как фосфатирующие агенты.

Как правило, поликонденсацию проводят в присутствии кислотного катализатора, им предпочтительно является серная кислота, метансульфоновая кислота, паратолуолсульфоновая кислота или их смеси.

Поликонденсацию и фосфатирование проводят предпочтительно при температуре между 20 и 140°C и давлением между 1 и 10 бар. В особенности, температурный диапазон между 80 и 110°C оказался более целесообразным. Продолжительность реакции может составлять от 0.1 и 24 часами, в зависимости от температуры, от химической природы используемых мономеров и желаемой степени сшивания. После нужной степени сшивания, которая может быть определена, к примеру, измерением вязкости реакционной смеси, реакционную смесь охлаждают.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления, реакционную смесь подвергают последующей термической обработке при pH между 8 и 13 и температуре между 60 и 130°C после окончания реакции конденсации и фосфатирования. В результате последующей термической обработки, которая предпочтительно продолжается в течении между 5 минутами и 5 часами, можно существенно снизить содержание альдегидов, в особенности, содержание формальдегида в реакционном растворе.

В дополнительном конкретном варианте осуществления, настоящее изобретение предусматривает подвергание реакционной смеси в вакууме дополнительной обработке при давлении между 10 и 900 мбар после окончания реакции конденсации и фосфатирования, для уменьшения содержания альдегида. Кроме того, однако, другие методы, известные специалисту в данной области могут также применяться для уменьшения количества альдегида. Примером является добавление небольших количеств бисульфита натрия, этилен мочевины и/или полиэтиленимина.

Фосфатированные поликонденсаты, полученные этим методом, могут применяться в качестве компонента b). Для того чтобы получить лучший срок хранения и лучшие свойства продукта, является предпочтительным обработать реакционные растворы с основными соединениями. В связи с этим следует рассматривать, как предпочтительно будет реагировать реакционная смесь после окончания реакции с основным натриевым, калиевым, аммониевым или кальциевым соединением. Гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид аммония или гидроксид кальция оказался особенно целесообразным здесь, он рассматривается как предпочтительные для нейтрализации реакционной смеси. Тем не менее, другие соли щелочных металлов и соли щелочноземельных металлов и соли органических аминов являются пригодными как соли фосфатированных поликонденсатов.

Кроме того, однако, настоящее изобретение также обеспечивает приготовление смешанных солей фосфатированных поликонденсатов. Они могут целесообразно быть приготовленными реакцией поликонденсации c, по меньшей мере, двумя основными соединениями.

Таким образом, путем целенаправленного выбора подходящего щелочного металла и/или гидроксидов щелочноземельных металлов, является возможным путем нейтрализации готовить соли поликонденсатов в соответствии с изобретением, с помощью которой можно влиять на продолжительность эксплуатационных характеристик водных суспензий неорганических связующих веществ и, в особенности, бетона. В то время как со временем наблюдается снижение эксплуатационных характеристик в случае натриевой соли, полное обращение такого поведения имеет место в случае кальциевой соли идентичного полимера, меньшее уменьшение воды (меньший спад) происходящее в начале и возрастает со временем. В результате этого, натриевые соли фосфатированных поликонденсатов свинца со временем приводят к уменьшению эксплуатационных характеристик материала, содержащего связующее, таких как, к примеру, бетон, строительный раствор или гипсовые суспензии, тогда как соответствующие соли кальция приводят со временем к улучшенным эксплуатационным характеристикам. Путем соответствующего выбора количества применяемых натриевых и кальциевых солей фосфатированных поликонденсатов, улучшение эксплуатационных характеристик материалов, содержащих связующее вещество можно управлять, таким образом, в зависимости от времени. Целесообразно, чтобы соответствующие фосфатированные пол и конденсаты, которые состоят из натриевых и кальциевых солей, получали реакцией в соответствии со смесью основных соединений кальция и натрия, в особенности гидроксида кальция и гидроксида натрия.

В соответствии с настоящим изобретением, используемый катализатор может быть также отделен. Это целесообразно осуществлять с помощью солей, образованные с помощью нейтрализации. Если серную кислоту применяют как катализатор и реакционный раствор обрабатывают с помощью гидроксида кальция, сформированный сульфат кальция может быть отделен, к примеру, простым образом путем фильтрации.

Кроме того, путем доведения pH реакционного раствора до от 1.0 до 4.0, в особенности от 1.5 до 2.0, фосфатированный поликонденсат может быть отделен от водного раствора соли путем разделения фаз и может быть выделен. Фосфатированный поликонденсат может находиться в необходимом количестве воды.

Тем не менее, другие методы, известные специалисту в данной области техники, такие как диализ, ультрафильтрация или применение ионообменника, является также подходящим для отделения катализатора.

Удивительно, но фосфатированные пол и конденсаты в соответствии с изобретением как единственный диспергирующий компонент повышения эффективности были обнаружены в сравнении с поликонденсатами, известными в уровне техники. Как дополнительный благоприятный эффект значительно замедлилось схватывание и отвердение различных строительных композиций и особенно суспензий на гипсовой основе по сравнению с другими диспергаторами должно быть отмечено, независимо от дозы диспергирующего компонента. Можно наблюдать удивительный эффект поликонденсации компонента, а также целесообразное влияние на структуру пор.

Кроме того, оказалось особенно предпочтительным, чтобы фосфатированные пол и конденсаты в соответствии с изобретением могут быть получены очень экономичным способом, без дополнительной очистки промежуточных продуктов. В особенности, нет отходов, которые должны находиться в форме в процессе в соответствии с изобретением. Таким образом, заявленный процесс также является дальнейшим прогрессом по сравнению с уровнем техники с экологической точки зрения. Полученная реакционная смесь может быть введена непосредственно к намеченному составу необязательно после обработки основным соединением.

Стоит также подчеркнуть, что гипсовых суспензий, содержащихся в глине значительно меньшее количество, чем фосфатированных поликонденсатов, которые являются необходимы по сравнению с разветвленным гребенчатым полимером, имеющим полиэфирные боковые цепи (такие как, но не ограничены поликарбоксилатный простой эфир), конденсат нафталин сульфоната-формальдегида ("BNS") и конденсат меламин сульфоната-формальдегида ("MSF"), причем эти фосфатированные поликонденсаты являются также подходящими для маскирования глин, предпочтительно в активированной форме, в гипсовой суспензии. Типично активировать глину можно методами быть кальцинирование, такие как обработка при повышенных температурах.

3. Дополнительные компоненты и аспекты

В конкретном варианте осуществления заявленный состав содержит дополнительно к компонентам a) и b) по меньшей мере один противовспениватель c) и/или компонент d), который имеет поверхностно-активное действие, компоненты c) и d), которые структурно отличаются один от другого.

Противовспениватель c) предпочтительно выбран из группы, которая содержит минеральное масло, растительное масло, силиконовое масло, кремнийсодержащую эмульсию, жирную кислоту, сложный эфир жирной кислоты, органический модифицированный полисилоксан, сложный эфир бората, алкоксилат, полиоксиалкиленовый сополимер, блок полимер этиленоксида (EO)-пропиленоксида (PO), ацетиленовые диолы, которые имеют свойства противовспенивателя и сложный эфир фосфорной кислоты, который имеет формулу Р(O) (O-R₈)_3-x(O-R₉)_x где P представляет собой фосфор, O представляет собой кислород и R₈ и R₉ являются независимыми C₂-C₂₀ алкильной или арильной группой и x=0, 1, 2, посредством чего алкильная группа с C₂-C₈ является предпочтительной.

Предпочтительно указанный противовспениватель c) включает триалкилфосфат и более предпочтительно триизо-бутилфосфат, сополимер полиоксипропиленай и глицерин/ацетата спирта.

Изобретение дополнительно включает смесь, где указанный противовспениватель c) включает смеси три-алкилфосфата и полиоксипропиленовый сополимер.

Вторым необязательным компонентом состава, а именно поверхностно-активным веществом, является предпочтительно выбранное из группы, содержащей этиленоксидный/пропиленоксидный (ЭО/ПО) блок сополимер, сополимер стирол/малеиновой кислоты, жирные алкоксилаты спирта, этоксилат спирта R₁₀-(EO)-H с R₁₀, который представляет собой алифатическую углеводородную группу, которая имеет от 1 до 25 атомов углерода, ацетиленовые диолы, моноалкилполиалкилены, этоксилированные нонилфенолы, алкилсульфаты, алкилэфирсульфаты, алкилэфирсульфонаты, карбоксилаты простых алкиловых эфиров.

Более предпочтительно поверхностно-активное вещество компонента d) включает спирт, который имеет полиалкиленовую группу, состоящую из углеродной цепи длиной от 2 до 20 атомов углерода, с определенной длиной углеродной цепи C₃-C₁₂.

Предпочтительно состав в соответствии с изобретением включает водную композицию, которая содержит противовспенивающий компонент c) в свободной форме или прикреплен к диспергирующим компонентам a), и/или b). Если противовспениватель является прикрепленным к диспергирующим компонентам, он может быть прикрепленным физическими или химическими методами, является предпочтительным быть прикрепленным химическим путем в случае полимеризованной и/или привитой формы. Когда химически присоединен, противовспениватель c) также может быть рассмотрен в качестве третьего сомономера сополимеризованных диспергирующих компонентов a₁), a₂), a₃). В своей свободной форме противовспениватель c) представляет собой смесь компонентов состава. Таким образом, противовспенивающий компонент c) является либо физически и/или химически прикрепленным к диспергирующим компонентам a₁), a₂) и/или a₃) и/или он является компонентом в свободной форме и, следовательно, является составляющим смеси.

В дополнительном варианте осуществления противовспенивающий компонент c) присутствует в количествах от 0.01 до 10 мас.% и/или поверхностно-активный компонент d) является присутствующим в количествах от 0.01 до 10 мас.%, основанных в каждом случае на общей массе состава. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления противовспенивающий состав в соответствии с любым пунктом формулы от 52 до 61, отличающийся тем, что противовспениватель c) и/или поверхностно-активный компонент d), независимо друг от друга, присутствует в каждом случае в количестве от 0.01 до 5 мас.%, в каждом случае в пересчете на общую массу состава. Настоящее изобретение дополнительно включает вариант второй композиции в дополнение к компонентам a) и b) и необязательно c) и/или d), содержит по меньшей мере один дополнительный компонент e), выбранный из группы, содержащей полимер, имеющий низкий заряд, нейтральный полимер или поливиниловый спирт. Этот компонент e) и особенно его специфическая роль в системах, содержащих сульфат кальция, таких как гидравлическое связующее было указано в неопубликованной предварительной заявке на Европейский патент ЕР 08171022.0. Компонент e) играет важную роль в гипсовой композиции определенным содержанием глины.

При использовании глиносодержащих форм гипса гипс, и особенно натурального гипса, можно отметить, что применяемые значительные количества диспергатора (пластифицирующий агент) являются адсорбированными или абсорбированными глинистым минералом, в результате чего они больше не доступны для разжижения гипсового полугидрата в гипсовой смеси.

Для решения этой проблемы были приняты попытки применять так называемые жертвенные вещества, которые конкурируют с диспергатором намного сильнее к поверхности частичек глины и, таким образом, либо маскируют их так, что они больше не являются доступными для диспергатора или в значительной степени флоккулируют частички глины.

В соответствии с упомянутой Европейской заявкой там был предоставлен состав, основанный на разветвленном гребенчатом полимере с этиленоксидной (ЕО) единицей в боковых цепях для дисперсий глиносодержащих гипсовых смесей. Эти составы способны маскировать глинистые минералы, такие как содержащиеся в особенности в натуральном гипсе в достаточной степени, чтобы их поверхности больше не были доступны для адсорбции диспергатора. Они не имеют отрицательного воздействия на разжижение и консистенцию влажной и не отвержденной гипсовой смеси, и они являются устойчивыми к температурам, которые применяют во время высушивания гипсовых изделий, так что не возникает проблем с запахом.

В этой связи и в отношении глиносодержащих гипсовых композиций сополимерный компонент a₂) предпочтительно такой, что основан на гидролизуемом мономере A, который имеет активное место связывания с, по меньшей мере одним компонент глиносодержащей гипсовой смеси.

С компонентом e) в соответствии с настоящим изобретением, поверхность частиц глины может быть более эффективно покрыта путем формирования гибких ЕО боковых цепей на основной цепи полимера или частички глины могут сами по себе иметь лучшую флокуляцию в целом. Из-за более низкой плотности зарядов, компонент e) может адсорбироваться преимущественно на глину и не на связующее, такое как полугидрат гипса.

Видимо, не последнюю роль в эффектах играют боковые цепи "жертвенного вещества". Они должны включать ЕО единицы; тем не менее, боковые цепи также могут иметь в дополнение полиэтиленоксидные (РО) единицы. То же самое относится к основному веществу, которое содержится в составе в соответствии с изобретением, гребенчатый полимер с диспергирующими свойствами; он также может содержать ЕО или РО единицы или оба в его боковых цепях. Здесь смешанные модификации могут также каждый быть реализованными в, по меньшей мере, одной, которая является такой же, боковой цепью.

В целом можно сказать, что с химической точки зрения компонент е), который необязательно содержится в составе в соответствии с изобретением как жертвенное вещество до некоторой степени лишь незначительно отличается от диспергаторов а), обычно используемых в глиноводержащихся гипсах, поскольку она также состоит в особенности из поликарбоксилатных эфиров. Разница состоит однако, в состоянии заряда, так как только представители с низким или нейтральным зарядом возможны как жертвенное вещество. Другими словами, производство гипсовых изделий, в особенности, может также быть осуществлено с помощью диспергаторов, которые среди прочего включают смесь сополимеров, где фракции полимера с низким зарядом или нейтральным преимущественно маскируют глинистые минералы и таким образом дает возможность остаточному диспергатору оказывать его фактическое действие пластифицирующего агента.

Преимущественное действие состава в соответствии с настоящим изобретением и в основном основанном на компоненте e) отображается по существу на всех глиносодержащих гипсовых смесях. Тем не менее, позитивное действие особенно выражено в гипсовых системах, которые содержат, по меньшей мере, один представитель из серий, включающих сульфат кальция, полугидрат сульфата кальция или полугидрат сульфата кальция, ангидрит и гипс.

Глинистая фракция в гипсовой смеси должна быть предпочтительно поддающаяся набуханию и в особенности поддающаяся набуханию от воды и происходить из группы, включающей смектиты, монтмориллониты, бентониты, вермикулиты, гекториты или из группы, включающей каолины, полевые шпаты и слюды, такие как, к примеру, иллит и и их смеси.

По существу, следует позаботиться о том, что содержание глины в гипсовых смесях не превышает определенные лимиты. По этой причине, настоящее изобретение рекомендует содержание глины в гиспсовых смесях ≤20 мас.%, предпочтительно ≤15 мас.%, предпочтительно ≤10 мас.% и особенно предпочтительно между 0.5 и 5 мас.%, каждый в пересчете на гипсовый компонент.

Для полимерного компонента e) рекомендуются пропорции от 0.01 до 0.40 мас.%, предпочтительно от 0.02 до 0.30 мас.%, предпочтительно от 0.03 до 0.15 мас.% и особенно предпочтительно от 0.5 до 0.10 мас.%, каждый в пересчете на гипсовый компонент.

В дополнительном варианте осуществления изобретения состав содержит компонент e) в количествах от 1 до 50 мас.%, предпочтительно от 5 до 40 мас.% и особенно предпочтительно в количествах от 10 до 30 мас.%, в пересчете в каждом случае на общую массу состава.

В контексте настоящего изобретения, полимерный компонент e), который реагирует с частичками глины в гипсовой смеси, имеет особое значение. В случае полимера с низким зарядом в качестве компонента e) это должен быть разветвленный, предпочтительно содержащий боковые цепи полиэфир. Эфиры поликарбоксилата и/или поликарбоксилатные сложные эфиры, предпочтительно с ЕО боковыми цепями и с содержанием карбоксилата до 83 моль %, и предпочтительно до 75 моль % следует рассматривать как особенно предпочтительные в этом отношении.

Как уже говорилось, компонент а) состава должен предпочтительно включать, по меньшей мере, одно поликарбоксилатное производное (эфир, сложный эфир); в особенности, если оно имеет содержание низкого заряда, оно не может в силу его специфических свойств адсорбировать, к примеру, на гипс до необходимой степени. По этой причине обычно известное диспергирующее действие эфиров поликарбоксилата и сложных эфиров, в особенности, не происходит в необходимом объеме в этом случае. Поэтому содержание компонента, который является носителем заряда, является важным для диспергирующего действия таких представителей. Так как сополимерные компоненты a₁, a₂) и a₃) и, до некоторой степени, в зависимости от его химического характера, а также компонент e) могут конкурировать друг с другом в отношении диспергирующего действия, является предпочтительно общим выбирать соответствующее содержание в составе в соответствии с изобретением, таким как сополимерный компонент a) может проявлять свое диспергирующее действие до максимума и компонент e) из-за его свойств заряда имеет лишь действие диспергатора насколько возможно, но вместо максимально адсорбированных на частицы глины.

Если низкозаряженный полимер с полиэфирной боковой цепью применяется как компонент e), то это должен быть, по меньшей мере, один мономер, выбранный из группы, включающей моноакрилат простого полиэфира, монометакрилат простого полиэфира, полиэфир моноаллиловый эфир, мономалеат простого полиэфира, моновинилированный полиэфир или их смесь. В случае полиэфира, это должен быть алкиленоксидный полимер с молекулярной массой от 500 до 10000, предпочтительно от 750 до 7500 и, в особенности, от 1000 до 5000. В качестве представителя алкиленоксидных полимеров, те, которые основанные на этиленоксиде, пропиленоксиде, бутиленоксиде или их смеси могут быть упомянуты.

Полимеры с низким зарядом, которые построены из, по меньшей мере, одного мономера, выбраны из группы, включающей полипропиленгликоль акрилаты, полипропиленгликоль метакрилаты, полиэтиленгликоль акрилаты, полиэтиленгликоль метакрилаты, полипропиленгликоль моновиниловые эфиры, полиэтиленгликоль моновиниловые эфиры, алкокси или арилоксиполиэтиленгликоль акрилаты, алкокси или арилоксиполиэтиленгликоль метакрилаты, алкокси или арилоксиполиэтиленгликоль моновиниловые эфиры, акрилаты, метакрилаты и моновиниловые эфиры оксиэтиленовых и оксипропиленовых блок или статистическихсополимеров, полипропиленгликоль аллиловый эфир, полиэтиленгликоль аллиловый эфир, полиэтиленгликоль мономалеат, полипропиленгликоль мономалеат и любые их смеси были найдены особенно подходящими.

Это можно рассматривать как предпочтительный вариант осуществления, что полимер e) имеет носитель низкого заряда из группы карбоновой кислоты, предпочтительно выбранной из группы, включающей акриловую кислоту, метакриловую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, итаконовую кислоту или их ангидриды.

В соответствии с изобретением, полимер с низким зарядом может также носить группы карбоновой кислоты и/или сульфоновой кислоты. В этом случает, настоящее изобретение указывает, что группа карбоновой кислоты включает предпочтительно, по меньшей мере, один представитель из группы, которая включает акриловую кислоту, метакриловую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, итаконовую кислоту или их ангидриды. 2-Акриламидо-2-метилпропансульфоновая кислота (AMPS), винилсульфоновая кислота, аллил эфир сульфоновая кислота, 2-сульфоэтилметакриловая кислота, стиролсульфоновая кислота, металлил-сульфоновая кислота, и натриевые, калиевые и аммониевые соли и любые их смеси, являются предпочтительно представителями соединений, которые делают сульфоновые кислотные группы доступными. AMPS и винилсульфоновая кислота должны рассматриваться как особенно предпочтительные.

В случае нейтральных полимеров как компонента e), они должны быть сделаны из нейтральных мономерных строительных блоков, которые являются, в особенности, выбранными из группы, включающей сложные алкиловые эфиры акриловой кислоты и сложные алкиловые эфиры метакриловой кислоты и их сложные эфиры гидроксиалкила с до 5 атомов углерода. Особенно подходящими в данном случае являются гидроксиэтил акрилат и гидроксипропил акрилат и гидроксиэтил метакрилат и гидроксипропил метакрилат. Также возможными являются винилацетат, N-винилпирролидон, N-винилкапролактам, стирол и метилстирол.

В дополнительном варианте осуществления настоящее изобретение относится к составу, который содержит добавочный дополнительный компонент f) кальций-силикат-гидрат (К-С-Г), содержащий композицию.

Является известным специалисту в данной области техники, что добавки для смесей строительного материала, которые включают гидравлические связующие вещества, обычно также содержат ускорители твердения, которые сокращают время схватывания гидравлического связующего вещества. В соответствии с WO 02/070425, гидрат силиката кальция (К-С-Г), в особенности представленного в диспергированной (мелко или частично мелко диспергированной) форме, может быть применен в качестве такого ускорителя твердения. Тем не менее, коммерчески доступные К-С-Г или соответствующие К-С-Г дисперсии можно рассматривать только в качестве ускорителей твердения, которые являются малоэффективными.

Не опубликованной предварительной заявкой EP 08163468.5 сентября 2008 обеспечена композиция, действующая в качестве пластификатора и, кроме того, показывает хорошие результаты в качестве ускорителя твердения.

В соответствии с настоящим изобретением К-С-Г, содержащий композицию, является приготовленным реакцией соединения, содержащего водорастворимый кальций с соединением, содержащим водорастворимый силикат, реакция соединения, содержащего водорастворимый кальций с соединением, содержащим водорастворимый силикат производят в присутствии водного раствора, предпочтительно содержащего водорастворимый сополимер, который предпочтительно представляет собой диспергирующее вещество для гидравлического связующего вещества и выбрано из, по меньшей мере, представителя компонентов a) и/или b).

В принципе, лишь сравнительно немного водорастворимых соединений также являются пригодными в каждом случае как водорастворимые кальциевые соединения и водорастворимые силикатные соединения, хотя легко водорастворимые соединения (которые растворяются полностью или почти полностью в воде) являются предпочтительными в каждом случае. Тем не менее, необходимо обеспечить, чтобы реакционная способность была достаточной для реакции в присутствии водной среды с соответствующими реагентами (каждое водорастворимое кальциевое соединение или водорастворимое силикатное соединение). Это, вероятно, можно предположить, что реакция протекает в водном растворе, но нерастворимые в воде неорганическое соединение (К-С-Г) обычно присутствует в виде продукта реакции.

В контексте настоящего изобретения, гребенчатые полимеры следует понимать как означающие те полимеры, которые имею относительно длинные боковые цепи (имеют молекулярную массу в каждом случае по меньшей мере 200 г/моль, особенно предпочтительно, по меньшей мере, 400 г/моль) на линейной главной цепи при более или менее регулярных интервалах. Длины этих боковых цепей часто приблизительно одинаковые, но могут также значительно отличаться один от другого (к примеру, когда полиэфирные макромономеры имеют боковые цепи различной длины, являются включенными в виде полимеризованных единиц).

В принципе, компонент f) действует как ускоритель и в предпочтительном варианте осуществления содержит неорганический и органический компонент.

Неорганический компонент можно рассматривать как модифицированный, мелкодисперсный гидрат силиката кальция (К-С-Г), который может содержать посторонние ионы, такие как магний и алюминий. К-С-Г могут быть приготовлены в присутствии пластификатора гребенчатого полимера (органический компонент). Как правило, получают суспензию, содержащую в мелкодисперсной форме, где суспензия во-первых действует как пластификатор и во вторых эффективно ускоряет процесс твердения гидравлических связывающих веществ.

Неорганический компонент может в большинстве случаев быть описанным в связи с его составом (не в отношении размера частиц, удельной поверхности, и т.д.) по следующей эмпирической формуле:

a CaO, SiO₂, b Al₂O₃, c H₂O, d X, e W,

X представляет собой щелочной металл,

W представляет собой щелочноземельный металл.

0.1≤a≤2	предпочтительно	0.66≤a≤1.7
0≤b≤1	предпочтительно	0≤b≤0.1
1≤c≤6	предпочтительно	1≤c≤6.0
0≤d≤1	предпочтительно	0≤d≤0.4
0≤e≤2	предпочтительно	0≤e≤0.1

В соответствии с настоящим изобретением К-С-Г показывает кальций/кремний (Ca/Si)-молярное отношение от 0.5 до 2.0, предпочтительно от 0.7 до 1.8, более предпочтительно от 1.6 до 1.7. Средний размер частиц К-С-Г составляет меньше, чем 10 мкм, предпочтительно меньше, чем 1 мкм, более предпочтительно меньше, чем 0.2 мкм, измеренный методом светорассеяния с оборудованием Master Sizer 2000 от Malvern Company. В дополнительном предпочтительном варианте осуществления средний размер частиц К-С-Г составляет больше, чем 0.01 мкм, предпочтительно от 0.1 мкм до 1.0 мкм, более предпочтительно от 0.2 мкм до 0.5 мкм.

Другими словами, диспергирующее вещество, которое применяют для этого метода получения может быть идентичным для представителей диспергирующего компонента a) и/или b) состава. Диспергирующий агент в этом методе получения является необходимым для достижения маленького гранулометрического состава К-С-Г соединения.

Предпочтительно, чтобы К-С-Г содержащий композицию был получен реакцией оксида кальция, карбоната кальция и/или гидроксида кальция с диоксидом кремния во время измельчения, реакцию проводят в присутствии водного раствора, который предпочтительно содержит водорастворимый сополимер, который предпочтительно представляет собой диспергирующее вещество для гидравлических связующих веществ и выбран из, по меньшей мере, представителя компонента a) и/или b).

В другом предпочтительном варианте изобретения, соединение водорастворимого кальция смешивают на первой стадии с водным раствором, который содержит водорастворимый гребенчатый полимер, который подходит как пластификатор для гидравлических связующих веществ, так что смесь предпочтительно присутствует как полученный раствор, к которому добавляют водорастворимое силикатное соединение в последующей второй стадии.

Водный раствор может также содержать один или больше дополнительных растворителей в дополнение к воде.

В еще одном предпочтительном варианте осуществления, водный раствор, содержащий диспергирующее вещество и предпочтительно один из которых является выбранным из компонента a) и/или b) кроме того имеет водорастворимое соединение кальция и водорастворимое соединение силиката как компонентов, растворенных в нем.

В общем, применяемые компоненты используют в следующих соотношениях:

i) от 0.01 до 75, предпочтительно от 0.01 до 5, мас.% водорастворимого соединения кальция,

ii) от 0.01 до 75, предпочтительно от 0.01 до 5 мас.% водорастворимого соединения силиката,

iii) от 0.001 до 60, предпочтительно от 0.1 до 15 мас.% водорастворимого гребенчатого полимера, подходящего как пластификатор для гидравлических связующих веществ (предпочтительно компонент a) и/или b))

iv) от 24 до 99, предпочтительно от 90 до 99, мас.% воды.

Часто водный раствор также содержит в дополнение к ионам силиката и кальция, дополнительно растворенные ионы, которые предпочтительно обеспечены в форме растворенного хлорида алюминия и/или растворенного хлорида магния.

Водорастворимое диспергирующее вещество может быть гребенчатым полимером и может присутствовать как сополимер, который содержит, на основной цепи, боковые цепи, которые имеют эфирные функции и кислотные функции.

Как правило, водорастворимый гребенчатый полимер присутствует как сополимер, который получают путем свободно-радикальной полимеризации в присутствии кислотного мономера и полиэфирного макромономера, так что в целом по меньшей мере 45 моль %, предпочтительно, по меньшей мере, 80 моль %, структурных единиц сополимер получают путем введения кислотного мономера и полиэфирного макромономера в форме полимеризованных единиц. Кислотный мономер следует понимать, как означающий мономеры, которые способны к свободно-радикальной сополимеризации, имеют, по меньшей мере, одну углеродную двойную связь, содержащую, по меньшей мере, одну кислотную функцию и реагирует как кислота в водной среде. Кроме того, кислотный мономер также следует понимать как мономеры, которые способны к свободно-радикальной сополимеризации, имеют, по меньшей мере, одну углеродную двойную связь, образуют, по меньшей мере одну кислотную функцию в водной среде в результате реакции гидролиза и реагирует как кислота в водной среде (пример: малеиновый ангидрид).

В контексте настоящего изобретения, полиэфирные макромономеры представляют собой соединения, которые способны к свободно-радикальной сополимеризации, имеют, по меньшей мере, одну углеродную двойную связь, и имеют, по меньшей мере, два эфирных кислородных атома, при условии, что структурная единица полиэфирного макромономера присутствующая в сополимере, имеет боковые цепи, которые содержат, по меньшей мере, два эфирных кислородных атома.

Для дальнейших деталей ссылка сделанная с описанием компонентов a) и b) заявленной формулировки изобретения.

Часто, водорастворимое соединение кальция присутствует как хлорид кальция, нитрат кальция, формиат кальция, ацетат кальция, бикарбонат кальция, бромид кальция, карбонат кальция, цитрат кальция, хлорат кальция, фторид кальция, глюконат кальция, гидроксид кальция, гипохлорид кальция, иодад кальция, иодид кальция, лактат кальция, нитрит кальция, оксалат кальция, фосфат кальция, пропионат кальция, силикат кальция, стеарат кальция, сульфат кальция, полугидрат сульфата кальция, дигидрат сульфата кальция, сульфид кальция, тартрат кальция и/или алюминат кальция, трикальций силикатный и/или дикальций силикатный.

Водорастворимое соединение кальция предпочтительно присутствует как хлорид кальция, нитрат кальция и/или формиат кальция.

Часто, водорастворимое соединение силиката присутствует как силикат натрия, силикат калия, жидкое стекло, силикат алюминия, трехкальциевый силикат, дикальциевый силикат, силикат кальция, кремниевая кислота, метасиликат натрия и/или метасиликат калия.

Водорастворимое соединение силиката является предпочтительно присутствующим как метасиликат натрия, метасиликат калия и/или жидкое стекло.

В принципе, силикат кальция (при условии, что он растворим) может быть применен как два источника - источник силиката и источник кальция. Во многих случаях, тем не менее, это не является предпочтительным. Как правило, в виде различных типов применяют водорастворимое соединение силиката и водорастворимое соединение кальция.

В соответствии с настоящим изобретением композиция представляет собой жидкость или порошок и предпочтительно редиспергируемый порошок.

Форма порошка состава может быть достигнута любым методом, известным специалисту в данной области техники. Предпочтительным является метод распылительной сушки, что также подходит для получения препарата по изобретению в качестве редиспергируемого порошка.

4. Способ применения

Помимо самого состава, способ его применения состава заявлен как дополнительное воплощение настоящего изобретения.

В связи с этим применение состава для регулирования текучести водных суспензий, используемых в строительной химии и, в особенности, в водных суспензиях, содержащих гидравлические и/или латентные гидравлические связующие вещества, составляет главный интерес. Состав применяют, в особенности, в качестве композиции с диспергирующими свойствами. Что касается водных суспензий, это является дополнительным вариантом осуществления, что эти композиции содержат, как гидравлическое связующее, по меньшей мере, один представитель, выбранный из группы, включающей цементы и соединения, основанные на сульфате кальция, в особенности полугидрате сульфата кальция, ангидрида или гипса. Водные суспензии, в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно являются основанные на композиции сухого строительного раствора или композиций для напольного покрытия. В дополнительном варианте осуществления композиция для напольного покрытия содержит сульфат кальция или их смесь, и предпочтительно представляет собой композицию наливного пола.

Независимо от конкретного применения, состав в соответствии с настоящим изобретением должен быть применен в количествах от около 0.001 до 8.0 мас.%, в особенности от 0.005 до 5.0 мас.%, предпочтительно от 0.01 до 2.0 мас.% и особенно предпочтительно от 0.05 до 1.0 мас.%, в пересчете в каждом случае на общую массу суспензии.

Наконец, настоящее изобретение включает в себя вариант, что композиция используется вместе с другими добавками или композициями, предпочтительно с контролируемой текучестью и/или диспергирующими свойствами, и более предпочтительно вместе с по меньшей мере одним диспергатором типа компонента a) и/или полимеризационного продукта b) композиции.

Это означает, что комбинация компонента a) и компонента b) может быть использована как состав в соответствии с настоящим изобретением и дополнительно, что этот состав может быть использован вместе с другими соединениями, добавками, примесями или композициями. В результате компоненты a) и b) могут быть применены как существенные компоненты состава и дополнительно в качестве индивидуальных соединений вместе с такой композицией. Такой тип применения может быть осуществлен ступенчато, что означает, что либо состав, либо дополнительные диспергаторы добавляют к гидравлическому связующему, содержащему композицию, на первом этапе применения и затем дополнительные количества состава этих компонентов добавляют на следующих стадиях процесса.

Одна или более проблем в связи с производством, изготовлением и обеспечением строительных панелей и особенно гипсовых плит решаются каждым из вариантов обеспечения панелей изобретением, который включает матрицу кристаллов дигидрата сульфата кальция и два различных типа диспергаторов. Один диспергатор представляет собой диспергирующий компонент (в дальнейшем "диспергирующий компонент") и другой диспергатор представляет собой поликонденсационной компонент (в дальнейшем называемый как "поликонденсационный компонент"). Диспергирующий компонент имеет диспергирующие свойства и представляет собой гребенчато-разветвленный полимер с полиэфирными боковыми цепями, конденсат нафталин сульфоната-формальдегида, меламин сульфонат-формальдегидный конденсат или их смесь одного или больше. Поликонденсационной компонент включает в себя три повторяющиеся единицы. Первая поликонденсационная повторяющаяся единица имеет полиэфирную боковую цепь и либо ароматическую подъединицу или гетероароматическую подъединицу. Вторая поликонденсационная повторяющаяся единица имеет ОР(OH)₂ группу и либо ароматическую подъединицу или гетероароматическую подъединицу. Третья поликонденсационная повторяющаяся единица имеет ароматическую подъединиц или гетероароматическую подъединицу. Вторая поликонденсационная повторяющаяся единица и третья поликонденсационная повторяющаяся единица отличаются только в том, что ОР(OH)₂ ("фосфат") группы второй поликонденсационной повторяющейся единицы заменены на H в третьей поликонденсационной повторяющейся единице, и третья поликонденсационная повторяющаяся единица не является такой же, как первая поликонденсационная повторяющаяся единица.

Способ изготовления гипсовой панели включает объединение штукатурки, воды и первой дозы диспергатора для формирования суспензии, первое. Вторая доза второго диспергатора добавляется к суспензии. Свойства гипсовой суспензии испытывают и ее формируют в продукт. Определяют комплект продукта и свойства продукта. Первая доза или вторая доза меняются на основании свойств суспензии или продукта.

Применение обоих типов диспергаторов приводит к панели продуктов с преимуществами обоих. Диспергирующий компонент имеет большую эффективность для уменьшения воды, чем поликонденсационный компонент, в то время поликонденсационной компонент минимизирует замедление набора гипсовой суспензии. Одновременное применение диспергаторов обоих типов позволяет сбалансировать эти свойства при широком диапазоне возможностей, включая источник и качество сырья, кристаллическую форму штукатурки, число и количество других применяемых добавок. Заводы-производители, используя различное сырье могут применять различное отношение диспергирующего компонента к поликонденсационному компоненту. Применение двух диспергаторов также дает возможность для получения экономически эффективных продуктов, в зависимости от цен на топливо и сырье.

В суспензии дополнительно включают пену для получения пустот в панели продуктов, удивительно, было обнаружено, что выбор некоторых из диспергирующих компонентов позволяет лучше контролировать структуру пустот пены в продуктах гипсовых панелях. Некоторые из диспергирующих компонентов имеют минимальное влияние на размер и распределение пустот пены, оставленную пену добавляют к гипсовой извести, в то время как другие диспергирующие компоненты производят достойный внимания эффект. Этот эффект обусловлен эффектами добавок на стабильность пены. Возможность выбора типа диспергатора и пропорций для достижения желаемой степени стабильности пены будет обеспечиваться еще одной разработкой соответствующей структуры пустоты пены для обеспечения желаемого баланса прочности и плотности в гипсовой панели.

Необязательно, панель также включает антивспенивающий компонент для получения дополнительного воздействия на достижение желаемого баланса. Антивспенивающий компонент присутствует в виде как свободного соединения в растворе или в виде фрагмента диспергирующего компонента или поликонденсационного компонента.

Способ регулирования относительных количеств двух диспергаторов относительно друг друга добавляет еще степень свободы в процессе контроля. Свойства, такие как текучесть суспензии, скорость гидратации и размер пузырей пены зависят от количества добавок. Балансировка количества ускорителя схватывания, диспергатора, пенообразующего агента, противовспенивателя и тому подобное затрудняет достижение желаемых свойств. Выбор диспергаторов, которые способствуют различным эффектам в свойствах, обеспечивает путь достижения желаемой гидратации, распределения пузырьков и текучести.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Гипсовые панели изготовлены из суспензии на высокоскоростном технологическом оборудовании. Эффективное производство гипсовых суспензий или панелей требует контроля над свойствами продукта. Гипсовая панель включает добавки, и способ регулирования этих добавок обеспечивает улучшенное управление производственного процесса и улучшения продукта.

Используемый здесь термин "эффективность" является мерой способности диспергатора улучшать текучесть суспензии гипса при постоянной дозе диспергатора. Если улучшенная текучесть не требуется, повышение эффективности может быть использовано для уменьшения количества воды, используемой для разжижения суспензии, удерживая текучесть или "падение" постоянным. Решение о том, какой из этих вариантов выбрать является основанным на целом ряде вещей, в том числе изготавливаемом изделии, сырье, технологических конфигурациях и экономике.

"Скорость гидратации" является мерой скорости реакции гидратации. В некоторых производственных мощностях важно достичь определенной степени схватывания, как правило, 50%, при котором гипс разрезают ножом на отдельные панели.

"Структура гипсового пузыря" относиться к размерам отдельных пузырьков в суспензии после того, как была добавлена пена. Следует понимать, что пузырьки пены в суспензии формируют пустоты пены в изделии гипсовой панели, где кристаллы дигидрата сульфата кальция сформированы вокруг мыльного пузыря. Таким образом, размер пустот определяется размером пузырьков, из которых они сделаны. Три типа структур часто достигаются в панелях с постоянной плотностью, каждый из которых может быть желательным в различных продуктах.

Структура с маленьким размером пустот имеет маленькие пузырьки в относительно узком диапазоне размеров. Такая структура является предпочтительной в некоторых продуктах, таких как 5/8 дюйма (15 мм) огнестойких панелях. Внутренние 1/2 дюйма панели (12 мм) выигрывают от дополнительной прочности, полученные, когда применяют структуру со средним размером пустот, предпочтительно имеющей узкое распределение по размеру. Структура с большими пустотами имеет большие пустоты, которые имеют относительно узкое распределение по размерам по сравнению со структурой со средними пустотами и относительно большим количеством по сравнению со структурой с маленькими пустотами. Структуры этого типа обычно не требуются в гипсовых панелях.

Гипсовая строительная панель, сделанная с применением штукатурки и воды, образует кристаллическую матрицу дигидрата сульфата кальция. Штукатурка представляет собой неорганический связующий материал также известный как обожженный гипс, полугидрат сульфата кальция, ангидрид сульфата кальция или штукатурный гипс. Синтетические гипсы, такие как сформированные побочным продуктом десульфуризации дымовых газов, также являются полезными. Любой из нескольких форм штукатурки является полезным в строительной панели настоящего изобретения, включая альфа или бета - обожженный гипс или их смесь. Игольчатые кристаллы бета-штукатурки образуются при прокаливании при атмосферном давлении. Альфа-кальцинированная штукатурка производиться, когда гипс кальцинируют под давлением и характеризуется меньшими ацикличными кристаллами. Бета-кальцинированная штукатурка требует больше воды, чем альфа-кальцинированная для получения суспензии эквивалентной текучести. При добавлении воды, все формы гидрата штукатурки формируют связанную друг с другом матрицу кристаллов дигидрата сульфата кальция. При добавлении воды больше, чем требуется для гидратации, может привести к потере прочности на сжатие за счет увеличения размера и количества пустот в кристаллической структуре, которая удерживается водой между временем схватывания гипса до того времени пока он не станет полностью сухим. Обычно, как размер и число промежуточных пустот увеличивается, сила матрицы уменьшается.

Добавление других неорганических связывающих компонентов вместе со штукатуркой, которые предполагается применять для применения в настоящей панели, включают, но не ограничиваются цементом, пуццоланы, гипс и их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления обожженный гипс присутствует в суспензии в количестве более, чем 50 мас.% общей массы неорганических компонентов.

Воду добавляют к штукатурке в количестве, достаточном, чтобы сделать суспензию текучей. Соотношение воды к штукатурке ("WSR") представляет собой вес воды на сто единиц массы сухой штукатурки. WSR около 20 представляет собой минимальное количество воды, необходимой для полной гидратации полугидрата сульфата кальция. Для обеспечения максимальной прочности на сжатие, WSR должны быть настолько низкими, насколько это практично. Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения используют WSR от около 20 до около 100. Другие воплощения имеют WSR от около 40 до около 70. Количество воды будет зависеть от типа обожженного гипса, типа и количества используемых добавок, источника штукатурки и количества добавок, которые применяются.

В дополнение к штукатурке и воде, суспензию использовали для некоторых воплощений, которые сделаны с применением двух диспергаторов.

Предпочтительно два диспергатора включают любой диспергатор и поликонденсационный компонент. В некоторых аспектах изобретения, диспергатор представляет собой диспергирующий компонент, дополнительно описанный ниже. Суспензия необязательно включает дополнительные компоненты, такие как поверхностно-активные вещества и противовспениватели.

Диспергирующий компонент имеет одно или более диспергирующих свойств. Любое диспергирующее свойство, известное в уровне техники, является подходящим. Примеры диспергирующих свойств включают, но не ограничиваются ими, увеличение текучести, уменьшение размеров частиц, однородность суспензии и снижение добавления воды. Диспергирующий компонент является выбранным из группы, включающей гребенчато-разветвленные полимеры, которые имеют полиэфирные боковые цепи, нафталин сульфонат-формальдегидные конденсаты, меламин сульфонат-формальдегидные конденсаты и их смеси. Предпочтительно, от 0.05 до 1.0 мас.%, предпочтительно от 0.1 до 0.5 мас.% и особенно предпочтительно от 0.15 до 0.3 мас.% добавочной смеси представляет собой диспергирующий компонент, каждый основанный на общей добавочной смеси.

Составы, которые содержат гребенчато-разветвленный полимер, который имеет полиэфирные боковые цепи как диспергирующий компонент, были признаны эффективными. Примеры диспергирующего компонента включают поликарбоксилатный эфир, полиэстер карбоновой кислоты, незаряженный сополимер или их смесь.

Сополимеры поликарбоксилатного эфира, которые являются подходящими как диспергирующий компонент, были ранее описаны в WO 2006/133933 A2, который включен сюда посредством ссылки. Эти сополимеры содержат две повторяющиеся единицы. Первая поликарбоксилатная повторяющаяся единица является производной от олефинового сомономера ненасыщенной монокарбоновой кислоты, сложного эфира или его соли и/или олефинового сомономера ненасыщенной сульфоновой кислоты или его соли.

Вторая поликарбоксилатная повторяющаяся единица имеет общую формулу (I)

где R₁ означает

и R₂ представляет собой H или алифатический углеродный остаток с от 1 до 5 атомов C; R₃ = незамещенный или замещенный арильный остаток и предпочтительно фенил, и R₄=H или алифатический углеродный остаток с от 1 до 20 атомов С, циклоалифатический углеродный остаток с от 5 до 8 атомов C, замещенный арильный остаток с от 6 до 14 атомов C или член из группы:

где R₅ и R₇ каждый представляет собой алкильный, арильный, аралкильный, или алкарильный остаток и R₆ для алкилиден, арилиден, аралкилиден или алкарилиден остатка, и

p=0, 1, 2, 3 или 4,

m, n взаимно независимо друг от друга означают 2, 3, 4 или 5

x и y взаимно независимо друг от друга означают целое число ≤350,

и z = от 0 до 200.

В некоторых вариантах осуществления нет внутренних молекулярных отличий между первой поликарбоксилатной повторяющейся единицей и второй поликарбоксилатной повторяющейся единицей в сополимере поликарбоксилатного эфира. Другие воплощения сополимера используют полимерную смесь первой поликарбоксилатной повторяющейся единицы и второй поликарбоксилатной повторяющейся единицы, и в этом случае они не являются обязательными внутренние молекулярные различия по отношению к радикалам R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, m, n, x, y и/или z. Различия часто относятся к составу и длине боковых цепей.

Эфир поликарбоксилатного сополимера включает первую поликарбоксилатную повторяющуюся единицу в количествах от около 30 до около 99 моль % и вторую поликарбоксилатную повторяющуюся единицу в количествах от около 70 до около 1 моль %. Варианты осуществления, где эфир поликарбоксилатного сополимера включает первую поликарбоксилатную повторяющуюся единицу в пропорциях от около 40 до около 90 моль % и вторую поликарбоксилатную повторяющуюся единицу в количествах от около 60 до около 10 моль % были найдены особенно предпочтительными.

Первая поликарбоксилатная повторяющаяся единица является предпочтительно производным от акриловой кислоты или ее соли, вторая поликарбоксилатная повторяющаяся единица является производным мономерных компонентов, которые представляют собой предпочтительно винильную или аллильную группу, которая имеет как остаток R¹ полиэфира и где p=0 или 1. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления первая поликарбоксилатная повторяющаяся единица является производным от акриловой кислоты, метакриловой кислоты, кротоновой кислоты, изокротоновой кислоты, аллилсульфоновой кислоты, винилсульфоновой кислоты и их приемлемых солей и алкильных или гидроксиалкильных сложных эфиров.

В дополнение, эфир поликарбоксилатного сополимера необязательно имеет дополнительные структурные группы в сополимеризованной форме. В этом случае дополнительные структурные группы, которые включают стиролы, акриламиды, гидрофобные соединения, эстерную повторяющуюся единицу, полипропиленоксид и полипропиленоксидные/полиэтиленоксидые единицы являются предпочтительными. Эфир поликарбоксилатного сополимера включает в дополнение повторяющиеся единицы в количестве до 5 моль %, предпочтительно от 0.05 до 3.0 моль % и более предпочтительно от 0.1 до 1.0 моль %.

Любой гребенчато-разветвленный поликарбоксилатный диспергатор является полезным в суспензии. Примеры полезных поликарбоксилатных диспергаторов включают, но не ограничиваются диспергаторами от MELFLUX®, диспергатор серии от BASF Construction Polymers, GmbH (Tröstberg, Germany), ETHACRYL® M диспергатор от CoAtex, LLC (Chester, SC) и MIGHTY EG® диспергатор от Kao Corporation (XXX,XX). Применение комбинаций диспергаторов также предлагается. Все эти полимеры имеют полиоксиалкиленовые боковые цепи.

Подходящие сложные эфиры карбоновых кислот включают в EP 0753488 B1, который включен сюда посредством ссылки. Поликарбоксилатный сложный эфир в некоторых вариантах осуществления является приготовленным полимеризацией мономерной смеси, которая содержит мономер карбоновой кислоты как главный компонент. В других вариантах осуществления, это является предпочтительным, если формула (I) представляет собой полиэфир, содержащий алкильные или винильные группы. Аспектом многих сложных эфиров карбоновых кислот является их противовспенивающие, противовспенивающие и/или поверхностно-активные свойства. Поэтому в некоторых вариантах осуществления, где диспергирующий компонент представляет собой такой сложный эфир карбоновой кислоты, диспергирующий компонент может обеспечить противовспенивающие и поверхностно-активные эффекты в дополнение к их диспергирующему действию. В некоторых вариантах осуществления, мономерная смесь включает (алкокси)полиалкиленгликоль моно(мет)акрилатный мономер общей формулы (II):

В которой R¹ представляет собой атом углерода или CH₃ группу, R²O представляет собой один представитель или смесь по меньшей мере двух оксиалкиленовых групп, которые имеют от 2 до 4 атомов углерода, R³ представляет собой атом углерода или алкильную группу, которая имеет от 1 до 5 атомов углерода и m представляет собой число между 1 и 250 и представляет собой среднее число молей добавленной оксиалкиленовой группы,

Второй мономер представляет собой (мет)акриловую кислоту общей формулы (III),

В которой R⁴ представляет собой атом углерода или CH₃ группу и M¹ представляет собой атом водорода, атом одновалентного металла, атом двухвалентного металла, аммониевую группу или органическую амино группу.

Дополнительный мономер представляет собой необязательно сополимеризованный с мономерами карбоновой кислоты и мономерами (мет)акриловой кислоты. Мономеры карбоновой кислота являются предпочтительно представленными в количестве от около 5 до около 98 мас.%, мономеры (мет)акриловой кислоты в количестве от около 2 до около 95 мас.% и необязательно мономер в количестве до около 50 мас.% в мономерной смеси (I).

Типичные представители поликарбоксилатного мономера включают гидроксиэтил (мет)акрилат, гидроксипропил (мет)акрилат, полиэтиленгликоль моно(мет)акрилат, полипропиленгликоль моно(мет)акрилат, полибутиленгликоль моно(мет)акрилат, полиэтиленгликоль полипропиленгликоль моно(мет)акрилат, полиэтиленгликоль полибутиленгликоль моно(мет)акрилат, полипропиленгликоль полибутиленгликоль моно(мет)акрилат, полиэтиленгликоль полипропиленгликоль полибутиленгликоль моно(мет)акрилат, метокси полиэтиленгликоль моно(мет)акрилат, метокси полипропиленгликоль моно(мет)акрилат, метокси полибутиленгликоль моно(мет)акрилат, метокси полиэтиленгликоль полипропиленгликоль моно(мет)акрилат, метокси полиэтиленгликоль полибутиленгликоль моно(мет)акрилат, метокси полипропиленгликоль полибутиленгликоль моно(мет)акрилат, метокси полиэтиленгликоль полипропиленгликоль полибутиленгликоль моно(мет)акрилат, этоксиполиэтиленгликоль моно(мет)акрилат, этоксиполипропиленгликоль моно(мет)акрилат, этоксиполибутиленгликоль моно(мет)акрилат, этоксиполиэтиленгликоль полипропиленгликоль моно(мет)акрилат, этоксиполиэтиленгликоль полибутиленгликоль моно(мет)акрилат, этоксиполипропиленгликоль полибутиленгликоль моно(мет)акрилат, этоксиполиэтиленгликоль полипропиленгликоль полибутиленгликоль моно(мет)акрилат или их смесь.

Для мономера (мет)акриловой кислоты, акриловой кислоты, метакриловой кислоты, соли одновалентного металла, соли двухвалентного металла, аммониевые соли и их органические аминные соли и их смеси следует рассматривать как предпочтительные.

Что касается дополнительного необязательного мономера, это сложный эфир алифатического спирта с от 1 до 20 атомов углерода и ненасыщенная карбоновая кислота. Ненасыщенная карбоновая кислота представляет собой предпочтительно малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, цитраконовую кислоту, (мет)акриловую кислоту или соли одновалентного металла, соли двухвалентного металла, аммониевые соли или их органические аминные соли.

Поликарбоксилатный сложный эфир гребенчато-разветвленный полимера может быть сополимером, который состоит из по меньшей мере двух следующих мономеров:

A) первый этиленненасыщенный мономер, содержащий гидролизуемый остаток;

B) второй этиленненасыщенный мономер с, по меньшей мере, одной C₂-C₄ оксиалкиленовой боковой группой с длиной цепи от 1 до 30 единиц; или

C) третий этиленненасыщенный мономер c, по меньшей мере, одной C₂-C₄ оксиалкиленовой боковой группой с длиной цепи от 31 до 350 единиц.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения второй и третий этиленненасыщенные мономеры оба представлены в поликарбоксилатном эфире.

Первый этиленненасыщенный мономер представляет собой, по меньшей мере, один ангидрид или имид и/или, по меньшей мере, один малеиновый ангидрид или малеимид. Первый этиленненасыщенный мономер также необязательно включает сложный эфир акриловой кислоты с эстерной функциональностью, который содержит гидролизуемый остаток. В этом случае следует рассматривать в качестве предпочтительного варианта, если эстерная функциональность представляет собой, по меньшей мере, один гидроксипропильный или гидроксиэтильный радикал.

В дополнительном варианте осуществления поликарбоксилатный сложный эфир может дополнительно включать больше, чем один этиленненасыщенный мономер с гидролизуемым радикалом. Предпочтительно, первый этиленненасыщенный мономер имеет больше, чем один из первых этиленненасыщенных мономеров, по меньшей мере, один представитель гидролизуемого радикала или смесь обоих. В этом случае, гидролизуемый радикал должен иметь, по меньшей мере, одну C₂-C₂₀ функциональность спирта. Настоящее изобретение также включает возможность того, что гидролизуемый остаток представляет собой, по меньшей мере, один C₁-C₂₀ алкиловый сложный эфир, один C₁-C₂₀ аминоалкиловый сложный эфир, один C₂-C₂₀ спирт, один C₂-C₂₀ амино спирт или амид.

По меньшей мере один из второго или третьего этиленненасыщенного мономера имеет C₂-C₈ алкил эфирную группу. В этом случае, этиленненасыщенный мономер может иметь винильный, аллильный или (метил)аллильный эфирный остаток или еще быть производным от ненасыщенного C₂-C₈ спирта. В последнем случае ненасыщенный C₂-C₈ спирт, по меньшей мере виниловый спирт, (мет)аллиловый спирт, изопренол или метилбутенол являются особенно предпочтительными в качестве представителей. Этиленненасыщенные мономерные боковые группы второго и третьего этиленненасыщенного мономера могут тем не менее также содержать, по меньшей мере, одну C₄ оксиалкиленовую единицу.

В связи с только что описанными изменениями, касающихся поликарбоксилатного сложного эфира гребенчато-разветвленного полимера, можно утвержать, что, по меньшей мере, один из второго и третьего этиленненасыщенных мономеров необязательно имеет C₂-C₈ сложный эфир карбоновой кислоты, который, в особенности, является гидролизуемым. Кроме того, оксиалкильные боковые группы имеют, по меньшей мере, один этиленоксид, один пропиленоксид, один полиэтиленоксид, один полипропиленоксид или их смесь.

Наконец, сополимер поликарбоксилатного сложного эфира необязательно включает, по меньшей мере, один неионный ("незаряженный") мономер, один не гидролизуемый мономерный остаток или их смесь.

В дополнение к эфирам поликарбоксилата и сложным эфирам карбоновых кислот, настоящее изобретение также включает четвертую поликарбоксилатную повторяющуюся единицу гребенчато-разветвленного полимера, который представляет собой неионный сополимер. Единицы общей формулы (IV) являются предпочтительными для формирования неионного сополимера:

где Q означает этиленненасыщенный мономер c, по меньшей мере, одним гидролизуемым остатком, G означает O, C(O)-O или O-(CH₂)_р-O с p = от 2 до 8, где возможны смеси модификаций G в одном полимере; R¹ и R², независимо, представляют собой, по меньшей мере, один C₂-C₈ алкил; R³ включает (CH₂)_c, где с представляет собой целое число между 2 и 5 и где смеси представителей R³ в той же полимерной молекуле являются возможными; R⁵ означает, по меньшей мере, один представитель, выбранный из группы, включающей H, линейный или разветвленный, насыщенный или ненасыщенный C₁-C₂₀ алифатический углеродный остаток, C₅-C₈ циклоалифатический углеродный остаток или замещенный или незамещенный C₆-C₁₄ арильный остаток; m = от 1 до 30, n = от 31 до 350, w = от 1 до 40, y = от 0 до 1 и z = от 0 до 1, где сумма (y+z)>0.

Неионный сополимер альтернативно включает единицы общей формулы (V):

где X означает для гидролизуемого остатка и R для H или CH₃, и G, p, R¹, R², R³, R⁵, m, n, w, y, z и (y+z) имеют значения, указанные в формуле (IV).

В случае, где структура неионного сополимера соответствует формуле (V), в предпочтительном варианте осуществления гидролизуемый остаток представляет собой, по меньшей мере, один представитель из серий, включающих алкиловый сложный эфир, аминоалкиловый сложный эфир, гидроксиалкиловый сложный эфир, аминогидроксиалкиловый эфир или амид.

Неионный сополимер также может быть общей формулы (VI):

где R⁴ представляет собой по меньшей мере один C₁-C₂₀ алкил или C₂-C₂₀ гидроксиалкильный радикал, а переменные G, p, R, R¹, R², R³, c, R⁴, R⁵, m, n, w, y, z и (y+z) имеют значения, как определено выше для неионного сополимера.

Является предпочтительным, чтобы в формуле (VI), p=4, R⁴=C₂H₄OH или C₃H₆OH, каждый из радикалов R⁵ представляет собой H, m=5-30, n=31-250, w=1.5-30, y = от 0 до 1, z = от 0 до 1 и (y+z)>0. В другом предпочтительном варианте, в формулах (IV), (V) и (VI), молярное отношение w к сумме (y+z) составляет от 1:1 до 20:1 и предпочтительно от 2:1 до 12:1. Другое предпочтительный вариант осуществления формулы (VI) представляет собой неионный полиэфирный-полиэстерный сополимер.

Диспергирующий компонент действует на уменьшение скорости гидратации, при этом некоторые поликарбоксилаты вызывают большое замедление схватывания. Большинство диспергаторов дестабилизиуют пену. Исключением является дииспергатор, который включает противовспенивающий компонент вместе с диспергатором.

Независимо от конкретных диспергаторов или фрагментов, которые выбраны, диспергирующий компонент не обязательно присутствует в добавочной смеси в количестве от около 5% до около 95 мас.%. В некоторых вариантах осуществления диспергирующий компонент составляет от около 10% до около 60% или от около 15% до около 40 мас.% добавочной смеси.

Сульфонированные конденсаты также являются полезными как диспергирующий компонент. Группа сульфоновой кислоты, содержащая s-триазины или нафталин-формальдегидные конденсаты являются широко описанными документами предыдущего уровня техники и часто применяются как агенты, уменьшающие количество воды или пластификаторы систем, основанных на цементе, таких как бетон.

β-нафталин-сульфонат-формальдегидные конденсаты ("BNS"), также известные как нафталин-формальдегидные сульфонаты, диспергируют частицы электростатическим отталкиванием, которое следует из адсорбционных процессов. Молярное отношение формальдегида к нафталин сульфоновой кислоте составляет от около 1.3 до 1 до около 3 к 1.

Известно, что коммерчески доступные агенты, улучшающие текучесть, основанные на меламин-формальдегид-сульфонатах, таких как продукты MELMENT® серии диспергаторов от BASF Construction Polimers GmbH, Trostberg, Germany, вызывают отличный сжижающий эффект даже в низких дозах от около 0.3 до 1.2 мас.%, по отношению к массе неорганического связующего.

BNS или MFS диспергатор применяют в количествах от 0.01 до 10 мас.% и предпочтительно от 0.1 до 5 мас.%, относительно гидравлического связывающего компонента. Молярное отношение сульфоновой группы и связанный с компонентом меламина составляет от 1.0 до 2.0 и молярное отношение формальдегида, связанного с меламиновым компонентом составляет от 2.5 до 5.0. Предпочтительно, молярное отношение меламина к сульфоновой кислоте к формальдегиду составляет 1:1.1:1.5:3.3:3.6. Оба BNS и MFS диспергаторы дестабилизируют пену и увеличивают текучесть в дополнение к увеличению структуры пузыря пены.

Поликонденсационной компонент присутствует также в некоторых вариантах осуществления. Поликонденсационной компонент представляет собой сополимер, который имеет, по меньшей мере, три поликонденсационные повторяющиеся единицы. Первая поликонденсационная повторяющаяся единица имеет ароматическую или гетероароматическую подъединицу и полиэфирную боковую цепь. Вторая поликонденсационная повторяющаяся единица включает, по меньшей мере, одну повторяющуюся единицу фосфатированных поликонденсатов, которые имеют ароматическую или гетероароматическую подъединицу. Третья поликонденсационная повторяющаяся единица имеет ароматическую или гетероароматическую подъединицу. Вторая поликонденсационная повторяющаяся единица и третья поликонденсационная повторяющаяся единица отличаются только в том, что OP(OH)₂ группа второй поликонденсационной повторяющейся единицы замещается на H в третьей структурной единице, и третья поликонденсационная повторяющаяся единица не является такой же, как первая поликонденсационная повторяющаяся единица.

Первая поликонденсационная повторяющаяся единица поликонденсационного компонента описана формулой (VII):

(VII)

где A единица является одинаковой или различной и представлена замещенным или незамещенным ароматическим или гетероароматическим соединением, которое имеет от 5 до 10 атомов C;

где B единица является одинаковой или различной и представлена N, NH или O;

где n=2, если B=N и n=1, если B=NH или O;

где R¹ и R², независимо друг от друга, являются одинаковыми или разными и представлены разветвленным или прямым C₁-C₁₀-алкильным радикалом, C₅-C₈-циклоалкильным радикалом, арильным радикалом, гетероарильным радикалом или H;

где значения "a" являются одинаковыми или разными и представлены целым числом от 1 до 300;

где X единица является одинаковой или различной и представлена разветвленным или прямым C₁-C₁₀-алкильным радикалом, C₅-C₈-циклоалкильным радикалом, арильным радикалом, гетероарильным радикалом или H.

Вторая поликонденсационная повторяющаяся единица является описанной формулой (VIII):

(VIII)

и третья поликонденсационная повторяющаяся единица является описанной формулой (IX):

(IX)

Для формул (VIII) и (IX) в каждом случае:

D единица является одинаковой или различной и представлена замещенным или незамещенным гетероароматическим соединением, которое имеет от 5 до 10 атомов C;

E единица является одинаковой или различной и представлена N, NH или O; m=2, если Е=N и m=1, если Е=NH или O;

R³ и R⁴, независимо друг от друга, являются одинаковыми или разными и представлены разветвленным или прямым C₁-C₁₀-алкильным радикалом, C₅-C₈-циклоалкильным радикалом, арильным радикалом, гетероарильным радикалом или H;

значения "b" являются одинаковыми или разными и представлены целым числом от 0 до 300;

M группы, независимо друг от друга, представляют собой ион щелочного металла, ион щелочноземельного металла, ион аммония, органический ион аммония и/или H; и

c представляет собой 1 или в каждом случае ион щелочноземельных металлов 34.

В предпочтительном варианте осуществления, поликонденсационный компонент содержит четвертую поликонденсационную повторяющуюся единицу формулы (X):

где Y группы, независимо друг от друга, являются одинаковыми или разными и представлены формулами (VII), (VIII), (IX) или дополнительными компонентами поликонденсата;

где R⁵ группы являются одинаковыми или разными и представлены H, CH₃, COOM_c или замещенным или незамещенным ароматическим или гетероароматическим соединением, которое имеет от 5 до 10 атомов C; и

где R⁶ группы являются одинаковыми или разными и представлены H, CH₃, COOM_c или замещенным или незамещенным ароматическим или гетероароматическим соединением, которое имеет от 5 до 10 атомов C.

Предпочтительно, R⁵ и R⁶ в формуле (X), независимо друг от друга, представляют собой H, СOOM_c и/или метил.

Молярное отношение единиц формул (VII), (VIII), (IX) и (X) поликонденсационного компонента варьируется в пределах широких диапазонов. В некоторых вариантах осуществления, где молярное отношение первой, второй, третьей и четвертой поликонденсационных повторяющихся единиц является представленным их числом формулы, где [(VII)+(VIII)+(IX)]:(X) представляет собой от 1:0.8 до 3, предпочтительно от 1:0.9 до 2 и особенно предпочтительно от 1:0.95 до 1.2. Молярное отношение первой, второй, третьей поликонденсационной повторяющейся единицы (VII):[(VIII)+(IX)] в поликонденсационном компоненте составляет обычно от 1:15 до 15:1, предпочтительно от 1:10 до 10:1 и более предпочтительно от 1:5 до 3:1. В предпочтительном варианте осуществления, молярное отношение второй и третьей повторяющихся единиц (VIII).(IX) составляет около от 1:0.005 до 1:10, предпочтительно от 1:0.01 до 1:1, в особенности от 1:0.01 до 1:0.2 и более предпочтительно от 1:0.01 до 1:0.1.

Группы A и D в повторяющейся единице формул (VII), (VIII) и (IX) поликонденсационного компонента являются предпочтительно представленными фенилом, 2-гидроксифенилом, 3-гидроксифенилом, 4-гидроксифенилом, 2-метоксифенилом, 3-метоксифенилом, 4-метоксифенилом, нафтилом, 2-гидроксинафтилом, 4-гидроксинафтилом, 2-метоксинафтилом, 4-метоксинафтилом, предпочтительно фенилом. Является возможным для A и D быть выбранным независимо друг от друга и также в каждом случае содержать смесь указанных соединений. Группы B и E, независимо друг от друга, являются предпочтительно представленными атомом кислорода, O.

Радикалы R¹, R², R³ и R⁴ могут быть выбраны, независимо друг от друга и являются предпочтительно представленными H, метилом, этилом или фенилом, особенно предпочтительно H или метилом и особенно предпочтительно H.

Значение в первой поликонденсационной повторяющейся единице формулы (VII) является предпочтительно представленным целым числом от 5 до 280, в особенности от 10 до 160 и особенно предпочтительно от 12 до 120. Значение b во второй и третьей повторяющихся единицах (VIII) и (IX) представлено целым числом от 0 до 10, предпочтительно от 1 до 7 и особенно предпочтительно от 1 до 5. Соответствующие радикалы, длина которых определяется a и b, соответственно могут состоять из одинаковых строительных блоков, но также могут быть целесообразной смесь различных строительных блоков. Кроме того, радикалы первой, второй и третьей повторяющихся единиц формул (VII) или (VIII) и (IX), независимо друг от друга, каждый может иметь одинаковую длину цепи, a и b каждый из которых представлен значением. Предпочтительно, чтобы смеси с различной длиной цепи были представлены в каждом случае так, что радикалы повторяющихся единиц в поликонденсате имеют различные численные значения для a и, независимо, для b.

Часто, фосфатированный поликонденсационный компонент имеет среднюю молекулярную массу от 4000 г/моль до 150000 г/моль, предпочтительно от 10000 до 100000 г/моль и особенно предпочтительно от 20000 до 75000 г/моль.

Предпочтительно, фосфатированный поликонденсационной компонент добавлен к суспензии как водный раствор, который содержит от около 2 до около 90 мас.% воды и от около 98 до около 10 мас.% растворенного сухого вещества, предпочтительно от около 40 до около 80 мас.% воды и от около 60 до около 20 мас.% растворенного сухого вещества, и более предпочтительно от около 45 до около 75 мас.% воды и от около 55 до около 25 мас.% растворенного сухого вещества. При желании другие растворимые, сухие добавки могут также быть растворены в том же самом растворе для удобного добавления к суспензии, такие как противовспениватели.

В конкретном варианте осуществления, изобретение кроме того предусматривает соли натрия, калия, аммония и/или кальция и предпочтительно соль натрия и калия, из фосфатированного поликонденсационного компонента.

Способ фосфатирования поликонденсационного компонента необязательно проводят в реакционной смеси. Это следует понимать так, что фосфатированный поликонденсационный компонент, образованный в реакционном растворе не должен быть ни очищен, ни выделен. Фосфатирование может осуществляться до, во время или после поликонденсации. Предпочтительно, чтобы оба - фосфатирование и поликонденсация проводились в том же реакционном сосуде.

В предпочтительном варианте осуществления, реакционная смесь для синтеза поликонденсационного компонента включает, по меньшей мере, мономер первой поликонденсационной повторяющейся единицы, мономер третьей поликонденсационной повторяющейся единицы, и дополнительно мономер, который содержит альдегидную группу и фосфатирующий агент. Мономер третьей поликонденсационной повторяющейся единицы не является таким же самым, как мономер первой поликонденсационной повторяющейся единицы. Часть мономера третьей поликонденсационной повторяющейся единицы является частично фосфатированным во время реакции и образует мономер второй поликонденсационной повторяющейся единицы как показано в формуле (VIIIa.) Каждая из переменных определяется таким же образом, что и соответствующая поликонденсационная повторяющаяся единица выше.

где R⁷ единиц являются одинаковыми или разными и представлены Н, CH₃, COOH и/или замещенным или незамещенным ароматическим или гетероароматическим соединением, которое имеет от 5 до 10 атомов C; и где R⁸ единиц являются одинаковыми или разными и представлены H, CH₃, COOH и/или замещенным или незамещенным ароматическим или гетероароматическим соединением, которое имеет от 5 до 10 атомов C.

Настоящее изобретение обеспечивает различные варианты процедуры реакции. Одна из возможностей состоит из первого реагирующего мономера третьего повторяющегося звена поликонденсации с фосфатирующим агентом и подвергаемым воздействию мономером второго повторяющегося звена поликонденсации полученного таким образом до поликонденсации с мономерами первого и третьего повторяющихся звеньев поликонденсации и мономером четвертого повторяющегося звена. Мономер третьего повторяющегося звена поликонденсации может присутствовать от неполной реакции во время реакции фосфатирования или может быть преднамеренно добавлен в реакционную смесь после реакции фосфатирования.

Тем не менее, возможно подвергнуть мономеры первого и третьего повторяющихся звеньев поликонденсации и дополнительный мономер поликонденсации и затем реагированию полученного продукта поликонденсации с фосфатирующим агентом. В другом варианте осуществления, мономеры первого и третьего звеньев повторяющихся звеньев поликонденсации, мономер четвертого повторяющегося звена и фосфатирующий агент взаимодействуют одновременно. Полифосфорная кислота и/или пентоксид фосфора являются подходящими фосфатирующими агентами. Поликонденсация выполняется в присутствии кислоты в катализаторе, это предпочтительно будет серная кислота, метансульфоновая кислота, пара-толуолсульфоновая кислота или их смесь.

Поликонденсация и фосфатизация выгодно выполнять при температуре между 20 и 140°C и давлении между 1 и 10 бар. В особенности, температурный диапазон между 80 и 110°C оказался полезным. Продолжительность реакции может быть между 0.1 и 24 часами, в зависимости от температуры, химической природы используемых мономеров и нужной степени сшивания. Как только желаемая степень сшивания была достигнута, что может также быть определено, к примеру, посредством измерения вязкости реакционной смеси, реакционную смесь охлаждают.

В соответствии с конкретным вариантом осуществления, реакционную смесь подвергают термальной последующей обработке при pH между 8 и 13 и температуре между 60 и 130°C после окончания реакции конденсации и фосфатизации. В результате термической последующей обработки, которая предпочтительно длиться в течение периода между 5 минутами и 5 часами, можно существенно снизить содержание альдегидов, в особенности содержание формальдегидов, в реакционной смеси.

В дополнительном конкретном варианте осуществления, настоящее изобретение предусматривает подвергание реакционной смеси последующей обработке в вакууме при давлении между 10 и 900 мбар после окончания реакции конденсации и фосфатизации, для снижения содержания альдегидов. Другие методы, которые известны квалифицированному специалисту в данной области техники для снижения содержания формальдегидов также могут быть применены. Примером является добавление небольших количеств бисульфита натрия, этиленовой мочевины или полиэтиленимина.

Фосфатированные поликонденсаты, полученные таким способом, могут быть применены непосредственно в качестве поликонденсационного компонента. Для того, чтобы обеспечить лучший срок хранения и лучшие свойства продукта, предпочтительно обрабатывать реакционные растворы с основными соединениями. Предпочтительно реакционную смесь обрабатывают после окончания реакции поликонденсации с основными соединениями натрия, калия, аммония или кальция. Гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид аммония или гидроксид кальция являются в особенности используемыми, так как они являются предпочтительными для нейтрализации реакционной смеси. Другие соли щелочных металлов и щелочноземельных металлов и соли органических аминов являются подходящими в качестве солей фосфатированных поликонденсационных компонентов.

Смешанные соли фосфатированных компонентов поликонденсации приготавливаю посредством реагирования пол и конденсатов с по меньшей мере двумя основными соединениями. Таким образом, посредством целевого выбора подходящих гидроксидов щелочного металла и/или щелочноземельного металла, можно путем нейтрализации получать соли поликонденсационных компонентов, с помощью чего можно влиять на эксплуатационные характеристики водных суспензий неорганических связующих веществ и, в особенности, бетона. В то время, как снижение эксплуатационных характеристик с течением времени наблюдается в случае с натриевой солью, полностью обратное направление такого поведения имеет место в случае с кальциевой солью идентичного полимера, меньшее сокращение воды (меньшая осадка) происходящее вначале и увеличивающееся со временем. В результате этого, натриевые соли фосфатированных поликонденсационных компонентов приводят к ухудшению эксплуатационных характеристик материала содержащего связующее вещество с течением времени, такого как, к примеру, бетон, строительный раствор или гипсовые суспензии, тогда как соответствующие соли кальция приводят со временем к улучшению эксплуатационных характеристик. Посредством соответствующего выбора количества натриевых и кальциевых солей используемых фосфатированных поликонденсатов, улучшение эксплуатационных характеристик материалов содержащих связующее вещество может быть контролируемо в виде функции времени. Целесообразно, чтобы соответствующие фосфатированные поликонденсационные компоненты, которые состоят из солей натрия и кальция, были получены посредством реакции со смесью основных натриевых и кальциевых соединений, в особенности гидроксидом кальция и гидроксидом натрия.

В соответствии с настоящим изобретением, используемый катализатор может также быть отделен. Это может быть подвергнуто воздействию с помощью соли, образованной при нейтрализации. Если серная кислота используется в качестве катализатора и реакционный раствор обрабатывается гидроксидом кальция, сформированный сульфат кальция может быть отделен, к примеру, простым путем посредством фильтрации. Кроме того, путем подгонки pH реакционного раствора к от 1.0 до 4.0, в особенности от 1.5 до 2.0, фосфатированный поликонденсационный компонент отделяется от водного солевого раствора посредство фазового разделения и может быть выделен. Фосфатированный поликонденсационный компонент затем может заполнить желаемое количество воды. Другие методы, известные квалифицированному специалисту в данной области техники, такие как диализ, ультрафильтрация или использование ионообменника, также являются подходящими для отделения катализатора. Кроме того, предпочтительно, чтобы методы изготовления фосфатированных поликонденсационных компонентов могли быть выполнены путем очень экономных процессов, без требуемой дополнительной очистки промежуточных продуктов. В особенности, нет отходов, которые могут образовываться в процессе в соответствии с изобретением. Таким образом, заявленный процесс также является дополнительным прогрессом по сравнению с существующим уровнем техники с экологической точки зрения. Полученная реакционная смесь может быть введена непосредственно в предполагаемый состав необязательно после обработки с основными соединениями.

В конкретном варианте осуществления суспензия включает диспергирующий компонент, поликонденсационные компоненты, по меньшей мере, один противовспениватель и/или компонент, имеющий поверхностноактивный эффект, противовспениватель и компонент имеющий поверхностноактивный эффект будут структурно отличатся друг от друга.

Противовспениватель предпочтительно выбран из группы, которая состоит из минерального масла, растительного масла, силиконового масла, эмульсии содержащей силикон, жирной кислоты, сложного эфира жирной кислоты, органического модифицированного полисилоксана, сложного эфира бората, алкоксилата, полиоксиалкиленового сополимера, этиленоксид (EO)-пропиленоксид (PO) блок сополимера, ацетиленовых диолов, которые обладают противовспенивающими свойствами и сложного эфира фосфорной кислоты, который имеет формулу Р(O)(O-R⁸)_3-x(O-R⁹)_x в которой P представляет собой фосфор, O представляет собой кислород и R⁸ и R⁹ представляют собой, независимо, C₂-C₂₀ алкильную или арильную группу и x=0, 1, 2, при этом алкильная группа с C₂-C₈ является предпочтительной. Предпочтительно противовспениватель включает три-алкилфосфат и более предпочтительно триизо-бутилфосфат, полиоксипропиленовый сополимер и глицерола/спирта ацетат. В другом варианте осуществления суспензия включает смесь, в которой противовспениватель включает смесь три-алкилфосфата и полиоксипропиленового сополимера.

Второй необязательный компонент состава, называемый поверхностно-активное вещество, является предпочтительно выбранным из группы, которая состоит из блок сополимер этиленоксид/пропиленоксид (ЭО/ПО)а, стирола/малеиновой кислоты сополимера, жирного спирта алкоксилата, спирта этоксилата R₁₀-(EO)-H в котором R₁₀ будет алифатической углеводородной группой, которая имеет от 1 до 25 атомов углерода, ацетиленовых диолов, моноалкилполиалкиленов, этоксилированных нонилфенолов, алкилсульфатов, алкилэфирсульфатов, алкилэфирсульфонатов, карбоксилатов простых алкиловых эфиров. Более предпочтительно компонент поверхностно-активного вещества включает спирт, который имеет полиалкиленовую группу углеродной цепи длиной от 2 до 20 атомов углерода, с предпочтительной углеродной цепью длиной C₃-C₁₂.

Перед добавлением в гипсовую суспензию, диспергирующий компонент и поликонденсационный компонент необязательно предварительно перемешивают в водной композиции, которая включает противовспенивательный компонент в свободной форме и/или прикрепленный к диспергирующему компоненту или поликонденсационному компоненту. Если противовспениватель присоединяют к диспергирующему компоненту и/или поликонденсационному компоненту, он может быть присоединен физически или химически. Химически прикрепленный противовспениватель предпочтительно присутствует в полимеризованной или привитой сополимеризаци форме. Когда присоединен химически, противовспениватель также можно рассматривать в качестве третьего сомономера сополимерного диспергирующего компонент. В своей свободной форме, противовспениватель представляет собой смесь компонентов водной композиции. Таким образом, противовспенивательный компонент является либо физически, либо химически прикрепленным к диспергирующему компоненту или это компонент в свободной форме. Какой либо или все из этих компонентов могут быть добавлены непосредственно в гипсовую суспензию без предварительного смешивания.

В дополнительном варианте осуществления противовспенивающий компонент присутствует в количествах от около 0.0002 до около 0.02 мас.% и/или поверхностно-активный компонент присутствует в количествах от около 0.0002 до около 0.02 мас.%, в каждом случае на основе общего веса диспергаторов. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления противовспенивающий состав отличается тем, что противовспенивающий компонент или поверхностно активный компонент, независимо друг от друга, присутствует в каждом случае в количестве от около 0.01 до около 5 мас.%, в каждом случае на основе общего веса состава.

В другом возможном варианте осуществления, вдобавок к диспергирующим компонентам, поликонденсационному компоненту и необязательно противовспенивателю или поверхностно-активному компоненту суспензия имеет, по меньшей мере, одно дополнительное соединение. Дополнительное соединение представляет собой предпочтительно полимер, который имеет низкий уровень заряда, нейтральный полимер или поливиниловый спирт. Это дополнительное соединение и его роль в системах, которые содержат сульфат кальция в качестве гидравлического связующего, было изучено в неопубликованной предварительной заявке на Европейский патент EP 08171022.0, включенной здесь в качестве ссылки. Дополнительное соединение используемо с гипсовыми композициями, которые имеют определенное содержание глины.

Общая концентрация диспергирующего компонента и поликонденсационного компонента, которые будут включены в суспензию, состоит в пределах от 0,0002 до 1,6% по массе неорганического связующего вещества, или в пределах от 0,001 до 1,0 мас.%. В некоторых вариантах осуществления, могут быть применены пределы от 0.002 до 0.4 мас.%. Другие воплощения используют от 0.01 до 1.0 мас.% или от 0.05 до 0.2 мас.%. Отношение диспергирующего компонента к поликонденсационному компоненту составляет в пределах от около 1:99 до около 99:1.

Дополнительные добавки также вводят в суспензию, такие которые являются типичными для конкретного применения, в которые будет вводиться гипсовая суспензия. Количества замедлителя, которые приводятся в фунтах на 1000 фут² плиты, основанные на 1/2 дюйма (12 мм) гипсовой панели.

Сухие ускорителя (до около 35 фунт/MSF (170 г/м²)) добавляют для изменения скорости, с которой происходит реакция гидратации. "CSA" представляет собой набор ускорителей, содержащий 95% дигидрата сульфата кальция совместно измельченного с 5% сахара и нагретого до 250°F (121°C) до карамелизации сахара. CSA является доступным от USG Corporation, Southard, OK завода, и изготавливается в соответствии с Патентом США №3,573,947, который включен здесь посредством ссылки. Калия сульфат является другим предпочтительным ускорителем. HRA представляет собой дигидрат сульфата кальция свежего помола с сахаром при отношении от около 5 до 25 фунтов сахара на 100 фунтов дигидрата сульфата кальция. Он дополнительно раскрыт в U.S. Патенте No. 2,078,199, который включен здесь посредством ссылки. Оба из них являются предпочтительными ускорителями. Выбранные ускорители увеличивают скорость гидратации, но уменьшают текучесть.

Другой ускоритель, известный как влажный гипсовый ускоритель или WGA, также является предпочтительным ускорителем. Описание применения и способ получения влажного гипсового ускорителя описан в U.S. Патенте №6,409,825, который включен здесь в качестве ссылки. Этот ускоритель включает, по меньшей мере, одну добавку, выбранную из группы, которая состоит из органического фосфинового соединения, соединения, содержащего фосфат, или их смеси. Этот конкретный ускоритель обладает существенной долговечностью и сохраняет свою эффективность в течение долгого времени, так что влажный гипсовый ускоритель может быть изготовлен, может храниться и даже транспортироваться на большие расстояния перед применением. Влажный гипсовый ускоритель используется в количествах в диапазоне от около 5 до около 80 фунтов на тысячу квадратных футов (от 24.3 до 390 г/м²) планшетного продукта.

Подобранные замедлители (до около 2 фунт/MSF (9.8 г/м²)) необязательно используются для предотвращения кристаллических образований в смесителе и препятствования загустения гипсовой суспензии. Добавление подобранного замедлителя приводит к повышению текучести суспензии в смесителе, так как задерживается загустение. Таким образом количество воды в жидком растворе может быть уменьшено. Этот эффект уменьшения воды дополняет эффект уменьшения воды, который обеспечивают диспергаторы. Этот эффект наблюдается когда замедлитель используют в количестве всего лишь 0.008 мас.%, на основе веса сухого обожженного гипса.

В некоторых вариантах осуществления изобретения, добавки включают в гипсовую суспензию для изменения одного или больше свойств конечного продукта. Добавки используются при помощи метода и в количествах известных для квалифицированного специалиста в данной области техники. Концентрация приводится в количествах на 1000 квадратных метров готовых планшетных панелей ("MSF"). Армирующие материалы, такие как стекловолокно необязательно добавляют в суспензию в количествах до 11 фунт/MSF (54 г/м²). До 15 фунт/MSF (73.2 г/м²) бумажных волокон также добавляют в суспензию. Ваксовые эмульсии добавляют в гипсовую суспензию в количествах до 90 фунт/MSF (0.4 кг/м²) для улучшения сопротивления воде конечной гипсовой планшетной панели. Сахары, такие как декстроза, используются для улучшения связывания бумаги на концах панелей. Полисилоксаны используются для водоустойчивости. Если необходима жесткость обычно добавляется борная кислота. Огнестойкость может быть улучшена путем добавления вермикулита. Эти и другие известные добавки используются в настоящей суспензии и составах для строительного картона.

В вариантах осуществления изобретения, которые используют пенообразующий агент для получения пенных пустот в застывшем гипсосодержащем продукте для обеспечения более легкого веса, могут быть применены любые обычно используемые пенообразующие агенты, которые, как известно, полезны в приготовлении вспененных застывших гипсовых продуктах. Многие такие пенообразующие агенты являются хорошо известными и легкодоступными в коммерческом плане, к примеру, линия HYONIC мыльных продуктов от GEO Specialty Chemicals, Ambler, PA. Любые пенообразующие агенты используются сами по себе или в комбинации с другими пенообразующими агентами. В общем, мыло непосредственно не влияет на скорость реакции или текучесть. Тем не менее, добавление мыла может уменьшить текучесть когда образуются маленькие пузырьки так, что они плотно вместе упакованы и противостоят потоку.

Пример комбинации включает первый пенообразующий агент, который образует устойчивую пену и второй пенообразующий агент, который образует нестабильную пену. Первый пенообразующий агент представляет собой необязательно стандартное плоское мыло с длиной алкильной цепи 8-12 атомов углерода и длиной цепи этоксигруппы 1-4 звеньев. Второй пенообразующий агент представляет собой необязательно не этоксилированное мыло с длиной алкильной цепи 6-16 атомов углерода. Регулирование соответствующих количеств этих обоих видов малы позволяет контролировать пористость структуры пеновой панели до достижения 100% стабильного мыла или 100% нестабильного мыла. Пены и предпочтительные методы приготовления пенных гипсовых продуктов раскрыты в Патенте США №5,643,510, который включен здесь в качестве ссылки.

Если пена добавляется в продукт, поликарбоксилатный диспергатор необязательно разделяют между водой для затворения и пенной водой или двумя различными диспергаторами, используемыми в воде для затворения и пенной водой, перед его добавлением в полугидрат сульфата кальция. Этот метод описан в заявке, которая находится на одновременном рассмотрении U.S. Serial No. 11/152,404, озаглавленной, "Effective Use of Dispersants in Wallboard Containing Foam", предварительно включенной посредством ссылки.

Триметафосфатное соединение добавляют в гипсовую суспензию в некоторых вариантах осуществления для повышения прочности продукта и для улучшения устойчивости к провисанию застывшего гипса. Предпочтительно концентрация триметафосфатного соединения составляет от около 0.07% до около 2.0%, на основе веса кальцинированного гипса. Гипсовые композиции, которые включают триметафосфатные соединения, раскрыты в Патенте США №6,342,284 и 6,632,550, которые оба включены посредством ссылки. Примерные триметафосфатные соли включают натриевые, калиевые или литиевые соли триметафосфата, такие как, к примеру, доступные от Astaris, LLC, St. Louis, МО. Следует быть осторожным при использовании триметафосфата с известью или другими модификаторами, которые превышают pH суспензии. При pH около 9.5, триметафосфат теряет способность укреплять продукт и суспензия становиться существенно замедленной.

Другие потенциальные добавки в строительный картон представляют собой биоциды для уменьшения роста плесневых грибков, плесени или грибков. В зависимости от выбранного биоцида и предполагаемого применения для строительного картона, биоцид может быть добавлен к покрытию, гипсовому сердечнику или обеим. Примеры биоцидов включают борную кислоту, соли пиритиона и соли меди. При использовании, биоциды используются в покрытиях в количествах менее чем 500 частей на миллион. Использование пиритионовых солей в гипсовых панелях описаны в Патенте США №6,893,752, который включен здесь посредством ссылки.

Кроме того, гипсовая композиция необязательно может включать крахмал, такой как предварительно желатинированный крахмал или кислотно-модифицированный крахмал. Включение предварительно желатинированного крахмала повышает прочность затвердевшей и высушенной гипсовой заготовки и минимизирует или исключает риск расслоения бумаги в условиях повышенной влажности (к примеру, в связи с повышенными соотношениями воды к кальцинированному гипсу). Специалисту в данной области техники будет понятны методы предварительной желатинизации сырого крахмала, такие как, к примеру, приготовление сырого крахмала в воде при температурах по меньшей мере около 185°F (85°C) или другие методы. Подходящие примеры предварительно желатинизированного крахмала включают, но не ограничиваются, PCF 1000 крахмал, коммерчески доступный от Lauhoff Grain Company и AMERIKOR 818 и HQM PREGEL крахмалы, оба коммерчески доступные от Archer Daniels Midland Company. При включении, предварительно желатинизированный крахмал присутствует в любом подходящем количестве. К примеру, при включении, предварительно желатинизированный крахмал может быть добавлен в смесь, используемую для формирования затвердевшей гипсовой композиции, так что он присутствует в количестве от около 0.5% до около 10% от веса затвердевшей гипсовой композиции. Предварительно желатинизированные крахмалы такие как USG95 (United States Gypsum Company, Chicago, IL) также необязательно добавляют для прочности внутреннего слоя.

В процессе работы, кальцинированный гипс перемещают на конвейере в смеситель. До поступления в смеситель, сухие добавки, такие как сухие затвердевшие ускорители, добавляют в порошкообразный кальцинированный гипс. Некоторые добавки добавляют непосредственно в смеситель через отдельную линию. Триметафосфат необязательно добавляют с применением этого метода. Другие добавки необязательно добавляют непосредственно в миксер или в воду для затворения. Это особенно удобно, где добавки подаются в жидкой форме. Для большинства добавок нет критичности в отношении размещения добавок в суспензии, и они могут быть добавлены при применении любого оборудования или удобного метода. При применении некоторых поликарбоксилатных диспергаторов важно, чтобы диспергатор добавлялся в воду перед добавлением штукатурки.

Компоненты смешиваются в миксере с высокой скоростью сдвига, таком как лопастный миксер, до тех пор, пока не получится гомогенная суспензия. Некоторые панели не имеют добавленной пены. В некоторых вариантах осуществления, к смеси добавляется пенообразующий агент и образуется пена in situ во время смешивания. В других вариантах осуществления, суспензия разгружается на спускной желоб, где, необязательно, к суспензии добавляется предварительно образованная пена. Пена необязательно добавляется к суспензии, позволяя ей переливаться через кольцо пены, имеющее множество выпускных отверстий для пены. Этот способ добавления пены обсуждается в Патенте США №5,683,635, включенном здесь посредством ссылки. После или во время добавления пены, суспензия продвигается по спускному желобу, где она непрерывно разгружается на конвейер.

В или около конвейера периодически отбирается образец суспензии, чтобы исследовать свойства суспензии и застывшего гипса. Проба консистенции бетонной смеси на осадку конуса проводится, чтобы определить текучесть суспензии. Повышение температуры во время застывания определяется в соответствии с CSA А82.2OM 1977 Physical Testing of Gypsum Plasters, Section 5.3, включенном здесь посредством ссылки. Из-за того, что гидратация обожженного гипса является экзотермической реакцией, повышение температуры в суспензии от начальной температуры смешивания является показателем степени застывания в суспензии.

Необязательно, конвейер футерован облицовочным материалом, на который осаждается суспензия. Обычные облицовочные материалы включают, но не ограничиваются, бумагу или картон, имеющий один или множество слоев, стекловолоконные плитки, мешковину и полимерные пленки. Второй облицовочный материал необязательно накрывает суспензию после ее нанесения, чтобы образовать "сандвич" суспензии между двумя облицовочными материалами. Первый облицовочный материал может быть таким же или отличаться от второго облицовочного материала. Конечные панели могут не включать, включать один или два облицовочных материала. В некоторых вариантах осуществления, выбранная грань оберточного материала размещается на грани облицовочных материалов панели, между пульпой и облицовочным материалом. Если не применяется облицовочный материал, суспензия наносится непосредственно на поверхность конвейера.

После того, как суспензия и любые необязательные облицовочные материалы размещаются на конвейере, он преобразуется в панель. Термин "панель" предназначается, чтобы обозначить кусок материала, имеющий толщину меньше, чем его длина или ширина. Масса суспензии проходит под выглаживающим брусом на секции формирования, чтобы распределить суспензию равномерно по поверхности, чтобы разгладить суспензию и сделать непрерывную гипсовую ленту подходящей толщины. Обычно, выглаживающий брус устанавливается на толщину 1/2 (12 мм) или 5/8 (15 мм) дюйма, но толщина известна толщина всего 1/4 дюйма (6 мм) и толщина панели может превышать один дюйм (25 мм) в толщине. Окантовка сглаживает грань массы суспензии и обертывает грань облицовочного материала, если он присутствует, чтобы накрыть грань. Если лента достигла достаточной прочности, ее режут по длине, чтобы сформировать панели. Предпочтительно поверхность панели, как правило, прямоугольной формы. Чтобы ускорить высыхание панелей, они направляются в обжигательную печь, где они сушатся при повышенной температуре.

Около ножа, где панели режутся, образец ленты периодически отбирается, чтобы определить пористость структуры застывшего гипса. Образец режется или разламывается, чтобы осмотреть внутреннюю структуру.

Основанные на результатах производственных тестов, делаются корректировки в параметры процесса, чтобы улучшить качество панелей и/или производственную эффективность. Если скорость гидратации не является контрольным показателем, применяются изменения в переменных процесса, таких как количество ускорителя схватывания, количество диспергирующего компонента или количество составляющей конечного продукта поликонденсата. Текучесть суспензии подвергается изменениям, по крайней мере, количества ускорителя схватывания, количества составляющей конечного продукта поликонденсата и количества диспергирующего компонента. Если требуется поправка в структуре пены, могут быть сделаны корректировки количества диспергирующего компонента, количества составляющей конечного продукта поликонденсата, количества мыла, соотношения нестабильного и стабильного мыла и количества пеногасителей, применяемых в суспензии.

Корректирование относительных количеств диспергирующего компонента и поликонденсационного компонента, или относительных количеств любых двух диспергаторов, применяется в регулировании одного или нескольких свойств гипсовой суспензии или конечной гипсовой панели. Диспергатор A и диспергатор В являются предпочтительно разными типами диспергаторов, поскольку множество повторяющихся единиц по всей вероятности имеют различные влияния на гипсовую суспензию. Примеры типов диспергаторов, которые могут быть примененными, включают диспергирующий компонент и поликонденсационный компонент, описанные здесь, конденсаты формальдегида, такие как BNS и MFS диспергаторы.

Чтобы быть более эффективными, диспергаторы должны влиять на эффективность, текучесть и пузырчатую структуру гипсовой суспензии по-разному. Нельзя сказать, что один диспергатор должен влиять на данные свойства противоположно, чем другой диспергатор. Один диспергатор может не иметь влияния на свойство. Однако диспергаторы выбираются, чтобы иметь влияния на разную величину относительно рассматриваемых свойств. К примеру, некоторые поликарбоксилатэфирные диспергаторы сильнее увеличивают текучесть суспензии и приводят к стабилизации пузырьков. Нафталин сульфонатные диспергаторы увеличивают текучесть в большей степени, чем поликарбоксилаты, но приводят к нестабильности пузырьков. Эти два диспергатора подошли бы для применения в этом способе. Два диспергаторы, которые не подошли бы для применения вместе, будут иметь такое же влияние на каждое свойство, которое рассматривается. В этом случае, изменение соотношения диспергаторов не будет приводить к изменению условий процесса.

Диспергаторы, имеющие дополнительные повторяющиеся единицы или боковые группы, которые влияют на свойства суспензии, являются подходящими. Особенно, диспергаторы, как известно, имеют противовспенивающие группы, поверхностно-активные группы или элементы, которые помогают диспергатору выступать лучше в присутствии определенных примесей, таких как глина, содержащаяся в некоторых штукатурках.

Также рассматриваются случаи, в которых либо диспергатор A, диспергатор B либо оба являются смесями диспергаторов. Диспергирующий компонент и поликонденсационный компонент являются доступными в виде смеси этих двух диспергаторов. Чтобы получить возможность независимо управлять количеством диспергирующего компонента относительно поликонденсационного компонента, могут быть применены две разных диспергирующих смеси. Здесь, диспергирующая смесь A делается из диспергирующего компонента и поликонденсационного компонента в соотношении больше чем 1:1 в пересчете на массу. Диспергирующая смесь B изготовляется из диспергирующего компонента и поликонденсата в соотношении меньше, чем 1:1 по массе.

Диспергатор A и диспергатор B, потом смешивались в разных количествах, чтобы изменить соотношение диспергирующего компонента к компоненту поликонденсата, диспергаторы A и B необязательно соединяются перед добавлением к гипсовой суспензии. Во время производства гипсовой штукатурке, относительные количества диспергатора A и диспергатора B изменяются, чтобы получить желательные свойства в условиях тестов и изучения суспензии и панельных продуктов.

К примеру, рассмотрим случай, где диспергирующий компонент является Melflux 2661 тип полимера РСЕ, где и диспергирующий компонент, и поликонденсационный компонент включают антипенный компонент. В этом примере требуемая структура основы является средней пористой структурой. Если проба консистенции бетонной смеси на осадку конуса является высокой, определяя, что суспензия является очень жидкой, количество диспергатора A может быть уменьшено, чтобы уменьшить величину осадки. Однако уменьшения количества диспергатора A также уменьшает скорость гидратации и уменьшает стабильность пены. Чтобы сохранить стабильность пены, количество мыла, которое производит нестабильное мыло уменьшается и количество мыла, которое производит стабильное мыло должно увеличиться. Скорость гидратации может быть откорректирована изменением количества ускорителя схватывания.

В определенных случаях, недостаточно изменить только один Диспергатор A или Диспергатор B. Если в предыдущем примере производственные мощности уже достигали приблизительно 100% стабильного мыла, не было возможным изменить одно только соотношение мыла, чтобы сохранить такое же распределение размера пузырей, как от увеличения количества Диспергатора A. Общее количество мыла, которое образует стабильное мыло, может быть увеличено, однако, применение чрезмерных количеств мыла является причиной проблем в соединении гипсовой панели с облицовочным материалом или образовании вздутий. Точно так же возможно, что промедление может быть также чрезмерным, что продолжительное добавление ускорителя схватывания может не способствовать управлению скоростью гидратации. В таких случаях, как эти, выгодно также, чтобы независимо изменять количество Диспергатора B, и таким образом соотношение диспергирующего компонента к компоненту поликонденсата. Диспергатор B оказывает влияние на текучесть почти так же, как и Диспергатор A, но имеет меньше влияния на размер пор мыла и скорость гидратации, чем Диспергатор A. Изменения, которые было необходимо сделать в композиции суспензии, чтобы компенсировать влияния изменений диспергаторов, уменьшаются. Эта технология особенно полезна в случаях, в которых ограничивается свобода изменять одну из добавок. Должно быть отмечено, что применение технологии не ограничивается обстоятельствами, такими как обсуждаемые выше. Изменение соотношения диспергаторов должно быть взвешено каждый раз, при необходимости сделать корректировки в суспензии или свойствах продукта.

Следующие примеры подчеркивают преимущества патентуемой суспензии, включенных в нее компонентов и ее применения.

Примеры

2. Подготовка гребенчатых разветвленных поликонденсатов

Пример 1.1

Реактор, снабженный мешалкой и нагревательным кожухом, заполнен 580 частями поли(этиленоксида) монофенилэфира (средняя молекулярная масса 5000 г/моль), 33,5 частями концентрированной сульфоновой кислоты, 14 частями воды, 110 частями олигоэтиленгликольмонофенилэфира- сложного эфира фосфорной кислоты (средняя молекулярная масса 324 г/моль) и 64.1 частей формальдегида. Эту реакционную смесь перемешивают при 115°C на протяжении 6 часов. После охлаждения, 650 частей воды добавляют к реакционной смеси, нейтрализованной 50% раствором гидроксида натрия до значения pH от 6.5 до 7.

Пример 1.2

Реактор, снабженный мешалкой и нагревательным кожухом, заполнен 580 частями поли(этиленоксида) монофенилэфира (средняя молекулярная масса 5000 г/моль), 46 частями концентрированной метансульфоновой кислоты, 20 частями воды, 105 частями феноксиэтанолфосфата и 13,2 частями параформальдегида. Эту реакционную смесь перемешивают при 115°C на протяжении 3,5 часов. После охлаждения, 550 частей воды добавляют к реакционной смеси, нейтрализованной 50% раствором гидроксида натрия до значения pH от 6.5 до 7.

Пример 1.3

Реактор, снабженный мешалкой и нагревательным кожухом, заполнен 400 частями поли(этиленоксида) монофенилэфира (средняя молекулярная масса 2000 г/моль), 34,3 частями метансульфоновой кислоты (70%), 87,3 частями 2-феноксиэтанолфосфата и 19,9 частями параформальдегида. Эту реакционную смесь перемешивают при 115°C на протяжении 2,5 часов. После охлаждения, 450 частей воды добавляют к реакционной смеси, нейтрализованной 50% раствором гидроксида натрия до значения pH от 6.5 до 7.

Пример 1.4

Реактор, снабженный мешалкой и нагревательным кожухом, заполнен 300 частями поли(этиленоксида) монофенилэфира (средняя молекулярная масса 5000 г/моль), 280 поли(этиленоксида) монофенилэфира (средняя молекулярная масса 2000 г/моль), 39,2 частями концентрированной метансульфоновой кислоты, 17 частями воды, 152,7 частями 2- феноксиэтанолфосфата и 29,7 частями параформальдегида. Эту реакционную смесь перемешивают при 120°C на протяжении 3,5 часов. После охлаждения, 550 частей воды добавляют к реакционной смеси, нейтрализованной 50% раствором гидроксида натрия до значения pH от 6.5 до 7.

2. Пример применения

В качестве сравнения применялись следующие диспергаторы: the поликарбоксилированный простой эфир Melflux РСЕ 239 L/35% N.D. (РСЕ 239) и Melflux РСЕ 4930 L/42% (РСЕ 4930) и конденсат нафталинсульфоната Melcret 500 L (BNS), все от BASF Construction Polymers GmbH, Germany.

Тест строительного раствора

Тесты потока с Кальцийсульфат-Семигидратом (бета)

Необходимое количество жидкого диспергатора в соответствии с Примерами 1.1-1.4 было помещено в реактор смеситель Hobart® и добавляли количества воды в соответствии с величинами воды/гипса Таблиц 1 - 3. Затем добавляли 400 г глины, содержащей природный гипс, вместе с ускорителем, его впитывали в течении 15 секунд и затем смешивали в течении 15 секунд при 285 об/мин (II). После 60 секунд поток был определен цилиндром (высота: 10 см, диаметр: 5 см). Отвердение было определено в соответствии с тестом резкой ножевидным инструментом.

Типы A, B и C глины, содержащей природный гипс, имеют следующие минералогические составы: 86,6% Семигидрат, 0,9% Ангидрит, 1,5% Кальцит, 4,6% Мусковит, 2,6% Хлорит (4 слоистый глинистый минерал); 3,8% другие загрязнители; 87,5% Семигидрат, 0,5% Дигидрат, 5,9% Кальцит, 3,4% Смектит (3 слоистый глинистый минерал), 2,7% другие загрязнители; и 78,9% семигидрат, 8,9% Доломит, 1,6% Мусковит, 1,39% Кварц, 4,2% Хлорит (4 слоистый глинистый минерал), 5,01% другие загрязнители.

Таблица 1
Диспергирующее действие и задерживание сравнительных примеров и поликонденсатов изобретения в глине, содержащей природный гипс A (бета-семигидрат)
Пример	Дозировка [Мас.%]	Величина-Вода-Гипс	Ускоритель [г] )*	Поток [см]	Время схватывания [мин:с]
BNS	0,460	0,67	0,220	20,2	2:15
РСЕ 239	0,250	0,67	0,350	11,0	2:00
EPPR 1	0,250	0,67	0,320	19,6	2:20
)* тонкодисперсный CaSO4-Дигидрат

Таблица 2
Диспергирующее действие и задерживание сравнительных примеров и поликонденсатов изобретения в глине, содержащей природный гипс B (бета-Семигидрат)
Пример	Дозировка [Мас.%]	Величина-Вода-Гипс	Ускоритель [г])*	Поток [см]	Время схватывания [мин:с]
BNS	0,200	0,67	0,110	20,2	2:20
РСЕ 4930	0,210	0,67	0,100	20,3	2:20
EPPR2	0,130	0,67	0,076	20,4	2:20
BNS	0,500	0,57	0,110	15,4	2:20
РСЕ 4930	0,440	0,57	0,350	20,8	2:00
EPPR2	0,270	0,57	0,057	20,3	2:20
)* тонкодисперсный CaSO4-Дигидрат

Как видно из Таблиц 1 и 2 поликонденсаты в соответствии с изобретением имеют значительно улучшенное диспергирующее действие в глине, содержащей гипс, по сравнению с сульфонатами нафталина и сверх-РСЕ. Имея идентичный поток, поликонденсаты в соответствии с изобретением вызывают значительно уменьшенное количество дозировки, предпочтительно по сравнению с таким же полиэфиром на основе РСЕ. Кроме того, поликонденсаты в соответствии с изобретением не показывают отрицательного влияния на время схватывания гипса.

Таблица 3
Диспергирующее действие и задерживание сравнительных примеров и пол и конденсатов изобретения в глине, содержащей природный гипс C (бета-Семигидрат)
Пример	Дозировка [мас.%]	Величина-Вода-Гипс	Ускоритель [г])*	Поток [см]	Время схватывания [мин:с]
РСЕ 239	0,280	0,60		без потока
EPPR2	0,280	0,60	0,23	21,0	2:10
EPPR3	0,280	0,60	0,23	20,6	2:10
EPPR4	0,280	0,60	0,23	18,9	2:05
)* тонкодисперсный CaSO4-Дигидрат

Результаты Таблицы 3 показывают значительно увеличенное диспергирующее действие поликонденсатов в соответствии с изобретением на обогащенной глине, содержащей гипс, по сравнению с РСЕ. Кроме того, различные структуры поликонденсатов в соответствии с изобретением показывают выгоду, повышающуюся до оптимального диспергирующего действия.

1. Гипсовая суспензия, содержащая соединение с диспергирующими свойствами, отличающаяся тем, что суспензия содержит как диспергатор продукт поликонденсации, который содержит
(I) по меньшей мере одну структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей и полиэфирную боковую цепь и
(II) по меньшей мере одну фосфатированную структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей,
и предпочтительно дополнительно
(III) по меньшей мере одну структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей,
структурная единица (II) и структурная единица (III) отличаются только в том, что ОР(ОН)₂ группа структурной единицы (II) замещается на Н в структурной единице (III), и структурная единица (III) не является такой же, как структурная единица (I),
где суспензия дополнительно содержит пенообразующий агент.

2. Суспензия по п. 1, отличающаяся тем, что структурные единицы (I), (II) и, если применимо, (III) продукта поликонденсации представлены следующими формулами
(I)

где
А являются одинаковыми или разными и представлены замещенным или незамещенным ароматическим или гетероароматическим соединением, которое имеет от 5 до 10 атомов С,
где
В являются одинаковыми или разными и представлены N, NH или О,
где
n=2, если В=N, и n=1, если В=NH или О,
где
R¹ и R² независимо друг от друга, являются одинаковыми или разными и представлены разветвленным или прямым C₁-С₁₀-алкильным радикалом, С₅-С₈-циклоалкильным радикалом, арильным радикалом, гетероарильным радикалом или Н,
где
а являются одинаковыми или разными и представлены целым числом от 1 до 300, где X
являются одинаковыми или разными и представлены разветвленным или прямым C₁-С₁₀-алкильным радикалом, С₅-С₈-циклоалкильным радикалом, арильным радикалом, гетероарильным радикалом или Н,
(II)


для (II) и (III) в каждом случае:
где
D являются одинаковыми или разными и представлены замещенным или незамещенным гетероароматическим соединением, которое имеет от 5 до 10 атомов С,
где
Е являются одинаковыми или разными и представлены N, NH или О, где
m=2, если Е=N, и m=1, если Е=NH или О,
где
R³ и R⁴ независимо друг от друга являются одинаковыми или разными и представлены разветвленным или прямым C₁-С₁₀-алкильным радикалом, С₅-С₈-циклоалкильным радикалом, арильным радикалом, гетероарильным радикалом или Н,
где b являются одинаковыми или разными и представлены целым числом от 0 до 300,
где
М представляет собой независимо друг от друга ион щелочного металла, ион щелочноземельного металла, ион аммония, органический ион аммония и/или Н, с представляет собой 1 или в случае ионов щелочноземельных металлов .

3. Суспензия по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что продукт поликонденсации содержит дополнительную структурную единицу (IV), которая представлена следующей формулой (IV)

где
Y, независимо друг от друга, являются одинаковыми или разными и представлены (II), (III), (IV) или дополнительными компонентами продукта поликонденсации, где
R⁵ являются одинаковыми или разными и представлены Н, СН₃, COOM_c или замещенным или незамещенным ароматическим или гетероароматическим соединением, которое имеет от 5 до 10 атомов С, где
R⁶ являются одинаковыми или разными и представлены Н, СН₃, СООМ_с или замещенным или незамещенным ароматическим или гетероароматическим соединением, которое имеет от 5 до 10 атомов С, где
М представляет собой независимо друг от друга ион щелочного металла, ион щелочноземельного металла, ион аммония, органический ион аммония и/или Н, с представляет собой 1 или в случае ионов щелочноземельных металлов .

4. Суспензия по п. 3, отличающаяся тем, что R⁵ и R⁶ в структурной единице (IV) продукта поликонденсации, независимо друг от друга, являются одинаковыми или разными и представлены Н, СООМ_с и/или метилом.

5. Суспензия по п. 1, отличающаяся тем, что молярное соотношение структурных единиц [(I)+(II)+(III)]:(IV) в поликонденсационном продукте составляет от 1:0.8 до 3.

6. Суспензия по п. 1, отличающаяся тем, что молярное соотношение структурных единиц (I):[(II)+(III)] составляет от 1:15 до 15:1 и предпочтительно от 1:10 до 10:1.

7. Суспензия по п. 1, отличающаяся тем, что молярное соотношение структурных единиц (II):(III) составляет от 1:0.005 до 1:10.

8. Суспензия по п. 1, отличающаяся тем, что продукт поликонденсации присутствует в водном растворе, который содержит от 0,01 до 0,5 мас. %, предпочтительно 0,05 до 0,2 мас. %, каждый в пересчете на содержание гипса.

9. Суспензия по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит продукт поликонденсации в качестве единственного соединения с диспергирующими свойствами.

10. Суспензия по п. 1, отличающаяся тем, что продукт поликонденсации присутствует как состав, предпочтительно в пропорциях от 5 до 100 мас. %, более предпочтительно от 10 до 60 мас. % и особенно предпочтительно от 15 до 40 мас. %, в пересчете в каждом случае на общий состав.

11. Суспензия по п. 10, отличающаяся тем, что состав содержит, в дополнение к продукту поликонденсации, по меньшей мере один противовспениватель как компонент а) и/или компонент b), имеющий поверхностно-активный эффект, компоненты а) и b) структурно отличаются друг от друга.

12. Суспензия по п. 11, отличающаяся тем, что противовспенивающий компонент а) представляет собой по меньшей мере один представитель группы, включающей минеральное масло, растительное масло, силиконовое масло, кремнийсодержащие эмульсии, жирную кислоту, сложный эфир жирной кислоты, органически модифицированный полисилоксан, сложный эфир бората, алкоксилат, полиоксиалкиленовый сополимер, блок полимер этиленоксида (ЕО)-пропиленоксида (РО), ацетиленовый диол, имеющий свойства противовспенивателя, сложный эфир фосфорной кислоты формулы P(O)(O-R₈)₃-_x(O-R₉)_x, в которой P = фосфор, O = кислород, и R₈ и R₉ независимо друг от друга означают С_2-20-алкильную или арильную группу и x=0, 1 или 2.

13. Суспензия по п. 11 или 12, отличающаяся тем, что противовспенивающий компонент а) представляет собой по меньшей мере один представитель из серий, включающих триалкил фосфат, полиоксипропиленовый сополимер и/или ацетат глицерина спирта.

14. Суспензия по п. 11, отличающаяся тем, что противовспенивающий компонент а) представляет собой триизобутил фосфат.

15. Суспензия по п. 11, отличающаяся тем, что противовспенивающий компонент а) представляет собой смесь триалкилфосфата и полиоксипропиленового сополимера.

16. Суспензия по п. 11, отличающаяся тем, что компонент b) представляет собой по меньшей мере один представитель из серий, включающих блок-сополимер этиленоксид/пропиленоксид (ЭО/ПО), сополимер стирол/малеиновая кислота, алкоксилаты спирта и жирной кислоты, этоксилат спирта R₁₀-(EO)-Н, где R₁₀ = алифатическая углеводородная группа, которая имеет от 1 до 25 атомов углерода, ацетиленовый диол, моноалкилполиалкилен, этоксилированный нонилфенол, алкилсульфат, сульфат алкилового эфира, сульфонат алкилового эфира или карбоксилат алкилового эфира.

17. Суспензия по п. 11, отличающаяся тем, что компонент b) включает спирт, который имеет полиалкиленовую группу, полиалкиленовая группа имеет длину углеродной цепи от 2 до 20 атомов углерода.

18. Суспензия по п. 17, отличающаяся тем, что полиалкиленовая группа имеет длину углеродной цепи от 3 до 12 атомов углерода.

19. Суспензия по п. 11, отличающаяся тем, что она содержит противовспенивающий компонент а) в свободной форме.

20. Суспензия по п. 11, отличающаяся тем, что противовспенивающий компонент а) присутствует в количествах от 0.01 до 10 мас. % и/или поверхностно-активный компонент b) присутствует в количествах от 0.01 до 10 мас. %, в пересчете в каждом случае на общую массу состава.

21. Суспензия по п. 11, отличающаяся тем, что противовспенивающий компонент а) и/или поверхностно-активный компонент b), независимо друг от друга, присутствуют в каждом случае в количестве от 0.01 до 5 мас. %, в пересчете в каждом случае на общую массу состава.

22. Суспензия по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит глину.

23. Суспензия п. 1, отличающаяся тем, что гипсовый компонент содержит глину.

24. Суспензия по п. 22 или 23, отличающаяся тем, что глина поддается набуханию и предпочтительно набуханию от воды и более предпочтительно выбрана из группы, включающей смектит, монтмориллонит, бентонит, вермикулит, гекторит, или выбрана из группы, включающей каолины, полевой шпат и слюду, или их смесь.

25. Суспензия по п. 22 или 23, отличающаяся тем, что глина присутствует в количествах ≤20 мас. %, предпочтительно ≤15 мас. %, более предпочтительно ≤10 мас. % и наиболее предпочтительно от 0,5 до 5 мас. % в пересчете на гипс.

26. Суспензия п. 1, отличающаяся тем, что в дополнение к продукту поликонденсации и необязательно а) и/или b), она содержит по меньшей мере одно соединение, выбранное из серий, включающих полимер, имеющий низкий заряд, нейтральный полимер или поливиниловый спирт как компонент с), предпочтительно в виде состава, и со свойствами маскировки глины.

27. Суспензия по п. 26, отличающаяся тем, что она содержит компонент с) в количествах от 1 до 50 мас. %, предпочтительно от 5 до 40 мас. % и особенно предпочтительно в количествах от 10 до 30 мас. %, в пересчете в каждом случае на общую массу состава.

28. Суспензия по п. 26, отличающаяся тем, что полимер, имеющий низкий заряд, является разветвленным и боковая цепь предпочтительно состоит из простого полиэфира и/или сложного полиэфира.

29. Суспензия по п. 26 или 28, отличающаяся тем, что полимером, имеющим низкий заряд, является поликарбоксилатный простой эфир и/или поликарбоксилатный сложный эфир, предпочтительно имеющий ЕО боковые цепи и/или имеющий долю карбоксилата до 83 моль %, предпочтительно до 75 моль %.

30. Суспензия п. 26 или 28, отличающаяся тем, что полимер с), имеющий низкий заряд, состоит из по меньшей мере одного мономера, выбранного из серий, включающих моноакрилат простого полиэфира, монометакрилат простого полиэфира, моноаллиловый эфир простого полиэфира, мономалеат простого полиэфира, моновинилированный простой полиэфир или их смесь.

31. Суспензия по п. 30, отличающаяся тем, что простой полиэфир представляет собой алкиленоксидный полимер, который имеет молекулярную массу от 500 до 10000, предпочтительно от 750 до 7500 и в особенности от 1000 до 5000.

32. Суспензия по п. 31, отличающаяся тем, что алкиленоксид представляет собой этиленоксид, пропиленоксид, бутиленоксид или их смесь.

33. Суспензия по п. 26, отличающаяся тем, что полимер с), имеющий низкий заряд, состоит из по меньшей мере одного мономера, выбранного из серий, включающих полипропиленгликоль акрилат, полипропиленгликоль метакрилаты, полиэтиленгликоль акрилат, полиэтиленгликоль метакрилат, полипропиленгликоль моновиниловый простой эфир, полиэтиленгликоль моновиниловый простой эфир, алкокси- или арилоксиполиэтиленгликоль акрилат, алкокси- или арилоксиполиэтиленгликоль метакрилаты, алкокси- или арилоксиполиэтиленгликоль моновиниловый простой эфир, акрилаты, метакрилаты и моновиниловые эфиры оксиалкиленового или оксипропиленового блок- или статистического сополимера, аллиловый эфир полипропиленгликоля, аллиловый эфир полиэтиленгликоля, полиэтиленгликоль мономалеат, полипропиленгликоль мономалеат и любые их смеси.

34. Суспензия по п. 26, отличающаяся тем, что полимер с), имеющий низкий заряд, содержит группу карбоновой кислоты, предпочтительно выбранную из группы, включающей акриловую кислоту, метакриловую кислоту, малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, итаконовую кислоту или их ангидриды.

35. Суспензия по п. 26, отличающаяся тем, что полимер с), имеющий низкий заряд, содержит группу сульфоновой кислоты, выбранную из группы, включающей 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновую кислоту (AMPS), винилсульфоновую кислоту, аллиловый эфир сульфоновой кислоты, 2-сульфоэтилметакриловую кислоту, стиролсульфоновую кислоту, металлилсульфоновую кислоту, их натриевые, калиевые и аммониевые соли и любые их смеси, и в особенности AMPS и винилсульфоновую кислоту.

36. Суспензия по п. 26, отличающаяся тем, что нейтральный полимер с) состоит из нейтральных мономерных строительных блоков, которые являются выбранными в особенности из группы, включающей алкилакрилаты и алкилметакрилаты и их гидроксиалкиловые сложные эфиры, которые имеют до 5 атомов углерода, в особенности гидроксиэтилакрилат и гидроксипропилакрилат или гидроксиэтилметакрилат и гидроксипропил метилакрилат, и винилацетат, N-винилпирролидон, N-винилкапролактам, стирол и метилстирол.

37. Суспензия по п. 1 или 36, отличающаяся тем, что она содержит как добавочный дополнительный компонент d) кальций-силикат-гидрат (К-С-Г), содержащий композицию.

38. Суспензия по п. 37, отличающаяся тем, что К-С-Г показывает кальций/кремний (Ca/Si)-молярное отношение от 0.5 до 2.0, предпочтительно от 0.7 до 1.8, более предпочтительно от 1.6 до 1.7.

39. Суспензия по п. 38, отличающаяся тем, что средний размер частиц К-С-Г является меньше чем 10 мкм, предпочтительно меньше чем 1 мкм, более предпочтительно меньше чем 0.2 мкм, измеренный методом светорассеяния на оборудовании Master Sizer 2000 от Malvern Company.

40. Суспензия п. 38, отличающаяся тем, что средний размер частиц К-С-Г является больше чем 0.01 мкм, предпочтительно от 0.1 мкм до 1.0 мкм, более предпочтительно от 0.2 мкм до 0.5 мкм.

41. Суспензия по п. 37, отличающаяся тем, что композиция, содержащая К-С-Г, получена реакцией соединения, содержащего водорастворимый кальций, с соединением, содержащим водорастворимый силикат, реакция соединения, содержащего водорастворимый кальций, с соединением, содержащим водорастворимый силикат, осуществляется в присутствии водного раствора, предпочтительно содержащего водорастворимый сополимер, который предпочтительно представляет собой диспергатор для гидравлических связующих веществ и выбран из, по меньшей мере, представителя компонента а) и/или b).

42. Суспензия по п. 37, отличающаяся тем, что композиция, содержащая К-С-Г, получена реакцией оксида кальция, карбоната кальция и/или гидроксида кальция с диоксидом кремния во время измельчения, реакцию проводят в присутствии водного раствора, который предпочтительно содержит водорастворимый сополимер, который предпочтительно представляет собой диспергатор для гидравлических связующих веществ и выбран из, по меньшей мере, представителя одного компонента, который имеет диспергирующие свойства и выбран из группы, включающей соединение, по меньшей мере, содержащее разветвленный гребенчатый полимер, который имеет полиэфирные боковые цепи, конденсат нафталин сульфоната-формальдегида ("BNS") и конденсат меламин сульфоната-формальдегида ("MSF") или поликонденсационный продукт в соответствии с одним из пп. 2-7.

43. Суспензия по п. 1 или 26, отличающаяся тем, что гипс выбран из группы, включающей сульфат кальция, обожженный гипс, полугидрат сульфата кальция, ангидрит сульфата кальция, штукатурный гипс или синтетические гипсы, предпочтительно образующиеся в качестве побочного продукта десульфуризации дымовых газов.

44. Способ применения суспензии по любому из пп. 1-43 для обеспечения строительной панели и предпочтительно гипсокартона.

45. Способ по п. 44, отличающийся тем, что строительная панель включает:
корпус панели, который включает:
матрицу дигидрата сульфата кальция;
пенообразующий агент; и
поликонденсационный компонент, который включает:
- либо:
первую поликонденсационную повторяющуюся единицу, которая имеет полиэфирную боковую цепь и одну из группы, которая состоит из ароматической подъединицы и гетероароматической подъединицы;
вторую поликонденсационную повторяющуюся единицу, которая имеет ОР(ОН)₂ группу и одну из группы, которая состоит из ароматической подъединицы и гетероароматической подъединицы; и предпочтительно дополнительно третью поликонденсационную повторяющуюся единицу, которая имеет одну из группы, которая состоит из ароматической подъединицы и гетероароматической подъединицы;
где указанная вторая поликонденсационная повторяющаяся единица и указанная третья поликонденсационная повторяющаяся единица отличается исключительно тем, что ОР(ОН)₂ группы указанной второй поликонденсационной повторяющейся единицы заменены на Н в указанной третьей поликонденсационной повторяющейся единице, и указанная третья поликонденсационная повторяющаяся единица не является такой же самой, как указанная первая поликонденсационная повторяющаяся единица; и предпочтительно дополнительно
диспергирующий компонент выбран из группы, которая состоит из гребенчатого разветвленного полимера, который имеет полиэфирные боковые цепи, конденсат нафталин сульфоната-формальдегида, конденсат меламин сульфоната-формальдегида и их смеси;
- или:
поликонденсационный продукт, который содержит
(I) по меньшей мере одну структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей и полиэфирную боковую цепь и
(II) по меньшей мере одну фосфатированную структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей,
и предпочтительно дополнительно
(III) по меньшей мере одну структурную единицу с ароматической или гетероароматической подъединицей, структурная единица (II) и структурная единица (III) отличаются только в том, что ОР(ОН)₂ группа структурной единицы (II) замещается на Н в структурной единице (III), и структурная единица (III) не является такой же, как структурная единица (I).

46. Способ по п. 45, где один из группы, состоящей из указанного диспергирующего компонента, указанный поликонденсационный компонент или оба дополнительно включают противовспенивающий компонент.

47. Способ по п. 45, где указанный диспергирующий компонент представляет собой гребенчатый разветвленный сополимер, который имеет полиэфирные боковые цепи и включает:
по меньшей мере одну первую поликарбоксилатную повторяющуюся единицу, полученную из сомономера олефиновой ненасыщенной монокарбоновой кислоты или сложного эфира или его соли и сомономера олефиновой ненасыщенной сульфоновой кислоты или его соли; и
по меньшей мере одну вторую поликарбоксилатную повторяющуюся единицу общей формулы (I)

где R¹ представляет собой

и R² представляет собой Н или алифатический углеводородный радикал, который имеет от 1 до 5 атомов С; R³ представляет собой незамещенный или замещенный арильный радикал и R⁴ представляет собой Н, алифатический углеводородный радикал, который имеет от 1 до 20 атомов С, циклоалифатический углеводородный радикал, который имеет от 5 до 8 атомов С, замещенный арильный радикал, который имеет от 6 до 14 атомов С, или один из группы, включающей:
, ,
где R⁵ и R⁷ каждый представляет собой алкильный, арильный, аралкильный или алкарильный радикал;
R⁶ представляет собой алкилиден, арилиден, аралкилиден или алкарилиден радикал;
p=0, 1, 2, 3 или 4; m и n каждый, независимо друг от друга, представляет собой 2, 3, 4 или 5;
x и y каждый, независимо друг от друга, представляет собой целое число ≤350; и z представляет собой от 0 до около 200; и
где любой из первой и второй поликарбоксилатных повторяющихся единиц не имеют внутренних молекулярных отличий или указанные первая и вторая поликарбоксилатные повторяющиеся единицы имеют внутренние молекулярные различия в отношении по меньшей мере одного из указанных радикалов R¹; R²; R³; R⁴; R⁵; R⁶; R⁷; m; n; x; y; и z, и различия относятся к составу и длине боковых цепей.

48. Способ по п. 45, где указанная первая поликарбоксилатная повторяющаяся единица присутствует в количестве от 30 до 99 моль % и указанная вторая поликарбоксилатная повторяющаяся единица присутствует в количестве от около 70 до около 1 моль % диспергирующего компонента.

49. Способ по п. 45, где указанная первая поликонденсационная повторяющаяся единица поликонденсационного компонента представлена формулой VII:
(VII)

где А имеет от 5 до 10 атомов С и представляет собой замещенное или незамещенное ароматическое или гетероароматическое соединение; В представляет собой N, NH или О; n представляет собой 2, если В представляет собой N, и n представляет собой 1, если В представляет собой NH или О; R¹ и R² каждый, независимо друг от друга, является разветвленным или прямым C₁-С₁₀-алкильным радикалом, С₅-С₈-циклоалкильным радикалом, арильным радикалом, гетероарильным радикалом или Н; а представляет собой целое число от около 1 до около 300, X представлено разветвленным или прямым C₁-С₁₀-алкильным радикалом, С₅-С₈-циклоалкильным радикалом, арильным радикалом, гетероарильным радикалом или Н;
где указанная вторая поликонденсационная повторяющаяся единица указанного поликонденсационного компонента представлена формулой (VIII):
(VIII)

где указанная третья поликонденсационная повторяющаяся единица указанного поликонденсационного компонента представлена формулой (IX):
(IX)

где в формуле (VIII) и формуле (IX) D представляет собой замещенное или незамещенное гетероароматическое соединение, которое имеет от 5 до 10 атомов С; Е представляет собой N, NH или О; m представляет собой 2, если Е представляет собой N, и m представляет собой 1, если Е представляет собой NH или О; R³ и R⁴ каждый, независимо друг от друга, является разветвленным или прямым C₁-С₁₀-алкильным радикалом, С₅-С₈-циклоалкильным радикалом, арильным радикалом, гетероарильным радикалом или Н; b представляет собой целое число от 0 до 300; М представляет собой ион щелочного металла, ион щелочноземельного металла, ион аммония, органический ион аммония и/или Н, и с представляет собой , если М представляет собой ион щелочноземельного металла, или еще с представляет собой 1; и где А, В, R¹, R², а, X, D, Е, R³, R⁴, b и М, каждый, представляет собой, независимо друг от друга, одинаковый или различный среди указанных индивидуальных первых поликонденсационных повторяющихся единиц.

50. Способ по п. 45, где указанный корпус панели является прямоугольным и составляет от около 1/2 дюйма (12 мм) до около 1 дюйма (25 мм) толщиной.

51. Способ по п. 45, где указанный корпус панели дополнительно включает один или более облицовочных материалов на одной или больше поверхностей указанного корпуса панели.

52. Способ по п. 45, где панель дополнительно включает добавку, выбранную из группы, включающей ускоритель схватывания, замедлитель схватывания, противоусадочный агент, связывающий агент, пылеулавливающий агент, второй пенообразующий агент, упрочняющий материал, биоцид и их комбинации.

53. Способ по п. 45, где указанная матрица дигидрата сульфата кальция включает по меньшей мере 50 мас. % всех неорганических связующих компонентов в указанном корпусе панели.

54. Способ по п. 45, где панель включает первый пенообразующий агент, который образует устойчивую пену, дополнительно включает второй пенообразующий агент, который образует нестабильную пену.

55. Способ по п. 45, который включает:
объединение полугидрата сульфата кальция, воды, поликонденсационного компонента для образования суспензии;
нанесение суспензии на конвейер;
формирование суспензии в панели; и
превращение полугидрата сульфата кальция в гидрат и формирование матрицы дигидрата сульфата кальция,
в котором пенообразующий агент добавляется к суспензии.

56. Способ по п. 55, где пенообразующий агент представлен в форме пены.

57. Способ по п. 55, который дополнительно содержит включенную добавку, выбранную из группы, которая содержит ускоритель схватывания, замедлитель схватывания, противоусадочный агент, связывающий агент, пылеулавливающий агент, второй пенообразующий агент, упрочняющий материал, биоцид и их комбинации в суспензии.

58. Способ изготовления гипсового продукта, который включает:
объединение полугидрата сульфата кальция, воды и первой дозы первого поликонденсационного диспергирующего соединения;
если необходимо добавление второй дозы второго диспергирующего агента;
тестирование свойств гипсовой суспензии;
формирование суспензии в продукт;
позволение продукту схватываться;
идентификацию свойств продукта;
изменение первой дозы первого диспергирующего вещества или второй дозы второго диспергирующего вещества для того, чтобы варьировать соотношение первого диспергирующего вещества ко второму диспергирующему веществу, основанное на свойствах указанного определения и указанных этапов тестирования,
в котором пенообразующий агент вводится в гипсовую суспензию.

59. Способ по п. 58, где первое диспергирующее вещество включает:
первую поликонденсационную повторяющуюся единицу, которая имеет полиэфирную боковую цепь и одну из группы, включающей ароматическую подъединицу и гетероароматическую подъединицу;
вторую поликонденсационную повторяющуюся единицу, которая имеет ОР(ОН)₂ группу и одну из группы, включающей ароматическую подъединицу и гетероароматическую подъединицу; и
третью поликонденсационную повторяющуюся единицу, которая имеет одну из группы, включающей ароматическую подъединицу и гетероароматическую подъединицу;
где вторая поликонденсационная повторяющаяся единица и третья поликонденсационная повторяющаяся единица отличаются только в том, что ОР(ОН)₂ группы второй поликонденсационной повторяющейся единицы замещаются на Н в третьей поликонденсационной повторяющейся единице, и третья поликонденсационная повторяющаяся единица не является такой же, как первая поликонденсационная повторяющаяся единица.

60. Способ по п. 58, где второе диспергирующее вещество включает: композицию, которая имеет диспергирующие свойства и выбрана из группы, которая состоит из гребенчатого разветвленного полимера, который имеет полиэфирные боковые цепи, конденсат нафталин сульфоната-формальдегида, конденсат меламин сульфоната-формальдегида и их смеси.

61. Способ по п. 58, который дополнительно включает генератор пены с пенообразующим агентом и где второй диспергатор указанного дополнительного шага добавлен к пене указанного генерирующего этапа.

62. Способ по п. 58, где указанный этап объединения происходит в смесителе и где указанный этап объединения дополнительно включает смешивание одного из первых диспергаторов, второго диспергатора и их комбинации с водой перед введением в смеситель.

63. Способ по п. 58, который дополнительно включает смешивание гипсовой суспензии с гипсовой добавкой, выбранной из группы, включающей замедлитель схватывания, ускоритель схватывания, противоусадочный агент, крахмал, биоцид, связывающий агент, второй пенообразующий агент, упрочняющий материал, пылеулавливающий агент и их смеси.

64. Способ по п. 58, где по меньшей мере одна из первой смеси добавок и второй смеси добавок дополнительно включает противовспенивающий компонент.