Двойная соль в качестве мощного первичного тензида для содержащих переработанный гипс смесей сульфата кальция

Группа изобретений относится к гипсовой композиции, а также к изделию, содержащему гипсовую композицию. Способ получения гипсовой плиты включает создание пены из пенообразователя, который содержит по меньшей мере одну двойную соль альфа-сульфоновой жирной кислоты. Готовят композицию, содержащую воду и гипс, и при необходимости содержащую вспомогательные средства. Осуществляют воздействие срезывающих сил на полученную композицию с добавлением пены. Осуществляют термическую сушку полученной композиции. При этом гипс имеет долю переработанного гипса по меньшей мере 0,5 мас.%, в пересчете на общую долю гипса в композиции. При этом полученная термической сушкой композиции гипсовая плита содержит по меньшей мере 40,0 мас.% гипса и по меньшей мере 0,002 мас.% указанного пенообразователя. Техническим результатом является повышение эффективности вспенивания композиции, увеличение плотности во влажном состоянии. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 пр., 1 табл.

 

Настоящее изобретение относится к гипсовой композиции, которая содержит переработанный гипс и пенообразователь, который включает в себя по меньшей мере одну двойную соль альфа-сульфоновой жирной кислоты, к способу ее получения, а также к изделию, содержащему гипсовую композицию в соответствии с изобретением. Кроме того, настоящее изобретение относится к применению пенообразователя, который содержит по меньшей мере одну двойную соль альфа-сульфоновой жирной кислоты, для снижения плотности во влажном состоянии водной гипсовой композиции, которая имеет долю переработанного гипса по меньшей мере 0,5 мас.%.

В строительной промышленности применяют различные строительные материалы, содержащие гипс. К содержащим гипс строительным материалам относят гипсы, такие как отделочные гипсы, гипсовые штукатурные растворы, машинные гипсовые штукатурки, штукатурные гипсы, адгезионные гипсы, гипсы для заделки швов, шпаклевочные гипсы, изолирующие гипсы, высокопрочные гипсы, готовые гипсовые штукатурные смеси и мраморные гипсы. Помимо этого, содержащие гипс строительные материалы охватывают гипсосодержащие готовые строительные элементы, такие как гипсокартонные плиты, гипсоволокнистые плиты, гипсосодержащие стеновые панели, гипсовые панели с флисовым покрытием и гипсосодержащие формованные изделия.

В гипсовой промышленности производители обязаны возвращать переработанный гипсовый материал обратно в производственный процесс. Под которым следует понимать гипсосодержащий строительный мусор и отходы от сноса зданий и сооружений, при этом, в частности, к ним относят гипсовые плиты (гипсокартонные плиты, гипсоволокнистые плиты, цельные гипсовые панели). Отходы от гипсовых плит возникают, например, в виде обрезков при производстве гипсокартонных плиты или при строительстве новых зданий, а также при проведении ремонтных работ и по демонтажу.

Однако проблема утилизации переработанного гипса заключается в том, что качество материала очень отличается из-за добавок, содержащихся в отходах от гипсовых плит. Например, гидрофобизированные гипсокартонные плиты, которые применяют для отделки помещений с повышенной влажностью, содержат доли силоксанов, которые обладают очень сильным антивспенивающим действием. При производстве гипсокартонных плит к гипсовой массе добавляют предварительно созданную пену для снижения плотности продукта. Поэтому присутствие содержащего силоксан переработанного гипса при производстве гипсокартонных плит часто является основным недостатком из-за антивспенивающего эффекта.

Следовательно, существует потребность в гипсовых композициях, которые можно эффективно вспенивать независимо от содержащегося количества и качества переработанного гипсового материала.

Поэтому задача настоящего изобретения состояла в том, чтобы обеспечить гипсовую композицию, к которой можно добавлять переработанный гипс, не оказывая отрицательного влияния на эффективность пены.

Эта задача была решена с помощью водной гипсовой композиции, содержащей:

i) по меньшей мере 40,0 мас.% гипса и

ii) по меньшей мере 0,002 мас.%, преимущественно по меньшей мере 0,005 мас.% пенообразователя, который содержит по меньшей мере одну двойную соль альфа-сульфоновой жирной кислоты,

в пересчете на общую массу гипсовой композиции,

при этом гипс имеет долю переработанного гипса по меньшей мере 0,5 мас.%, в пересчете на общую долю гипса в гипсовой композиции.

При этом оказалось неожиданным, что прежде всего, тензидные структуры двойных солей, в особенности двойные соли альфа-сульфоновой жирной кислоты, действуют мощно в отношении содержащих силоксан материалов, вследствие чего значительно снижается пеноразрушающее действие силоксанов. Независимо от доли переработанного гипса при применении пен, основывающихся на двойной соли альфа-сульфоновой жирной кислоты, при изготовлении гипсовых плит, выход пены остается почти постоянным.

Таким образом, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения доля переработанного гипса представляет собой содержащий силоксан переработанный гипс.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения по меньшей мере одна двойная соль альфа-сульфоновой жирной кислоты представляет собой соединение формулы (I)

при этом R¹ представляет собой линейный или разветвленный алкильный или алкиленовый остаток с 6-16 С-атомами, а М¹ и М² независимо друг от друга представляют собой Н, Li, Na, K, Са/2, Mg/2, аммоний или алканоламин.

Предпочтительно R¹ представляет собой линейный алкильный остаток с 8-16 С-атомами.

Особенно предпочтительно М¹ и М² представляют собой Na.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения композиция, кроме того, содержит по меньшей мере 0,005 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 0,002 мас.% по меньшей мере одного котензида, отличающегося от двойных солей альфа-сульфоновой жирной кислоты.

Особенно предпочтительно по меньшей мере один котензид выбирают из группы, состоящей из алкилполигликозидов, алкиламидобетаинов, глутаматов, сульфокетонов, сульфатов, (в том числе алкилсульфатов, алкилэфирсульфатов) изеционатов, соединений N-ацил-аминокислоты, сульфоацетатов, сульфонатов, сульфосукцинатов, тауратов, бетаинов, амфотензидов, алканоламидов, аминоксидов, карбоксилатов, алкилэтоксилатов, катионных тензидов, катионных полимеров, гидролизатов белков, силиконов, жирных спиртов, производных белков, отбеливающих веществ двойных солей, неионогенных тензидов, а также их смесей.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения композиция, кроме того, содержит по меньшей мере один растворитель.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения композиция содержит одну или несколько добавок, выбранных из группы, включающей в себя простые эфиры целлюлозы, гашеную известь, крахмалы, модифицированные крахмалы, гидрофобизирующие вещества, минеральные добавки, агрегаты низкой плотности, волокна, ускорители, загустители, замедлители, порообразующие добавки, вспенивающие вещества, агенты набухания, наполнители, полиакрилаты, диспергирующие средства, пластификаторы, суперабсорбенты и стабилизаторы.

Помимо этого, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения гипсовая композиция включает в себя от 0,0001 до 1,0 мас.% замедлителя и/или от 0,01 до 2,0 мас.% пластификатора.

Кроме того, настоящее изобретение относится к изделию, содержащему описанную выше гипсовую композицию.

В частности, предпочтительно изделие представляет собой отделочные гипсы, гипсовые штукатурные растворы, машинная гипсовая штукатурка, штукатурные гипсы, адгезионные гипсы, гипсы для заделки швов, шпаклевочные гипсы, изолирующие гипсы, высокопрочные гипсы, готовые гипсовые штукатурные смеси, мраморные гипсы или гипсосодержащие готовые строительные элементы, такие как гипсокартонные плиты, гипсоволокнистые плиты, гипсосодержащие стеновые панели, гипсовые панели с флисовым покрытием и гипсосодержащие формованные изделия.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу получения водной гипсовой композиции, включающему в себя:

а) создание пены из пенообразователя, который содержит по меньшей мере одну двойную соль альфа-сульфоновой жирной кислоты,

б) приготовление композиции, содержащей воду, гипс и при необходимости вспомогательные средства,

в) воздействие срезывающих сил на полученную в стадии б) композицию с добавлением пены из стадии а),

при этом гипс имеет долю переработанного гипса по меньшей мере 0,5 мас.%, в пересчете на общую долю гипса в композиции.

Кроме того, настоящее изобретение относится к применению пенообразователя, который содержит по меньшей мере одну двойную соль альфа-сульфоновой жирной кислоты, для снижения плотности во влажном состоянии водной гипсовой композиции, которая имеет долю переработанного гипса по меньшей мере 0,5 мас.%, в пересчете на общую долю гипса в композиции.

В особенности предпочтительно, что по меньшей мере одна двойная соль альфа-сульфоновой жирной кислоты представляет собой одно из приведенных выше соединений.

В дальнейшем настоящее изобретение описано более подробно.

Как уже было пояснено выше, предлагаемая в изобретении композиция содержит гипс, имеющий долю переработанного гипса по меньшей мере 0,5 мас.%.

В контексте настоящего изобретения понятие «гипс» относится к соединению сульфата кальция в его безводной или гидратированной форме, такому как, например, гипсовая порода, состоящая из этого соединения в кристаллической форме, а также к соответствующему строительному материалу, такому как полугидрат, дигидрат или ангидрит сульфата кальция формулы CaSO₄⋅xH₂O, при этом х равен 0, ½ или 2, или к их смесям.

Гипсовая композиция в соответствии с изобретением содержит по меньшей мере 40,0 мас.%, более предпочтительно от 45,0 до 70,0 мас.%, особенно предпочтительно от 50,0 до 65,0 мас.% гипса, в пересчете на общую массу гипсовой композиции.

Доля переработанного гипса в применяемом в соответствии с изобретением гипсе составляет по меньшей мере 0,5 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 2,0 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 5,0 мас-%, в пересчете на общую долю гипса в композиции.

В контексте настоящего изобретения понятие «переработанный гипс» относится к гипсу, который уже был использован при производстве гипсосодержащих изделий и извлечен из указанных изделий. Примеры гипсосодержащих изделий, из которых извлекают переработанный гипс, представляют собой отделочные гипсы, гипсовые штукатурные растворы, машинную гипсовую штукатурку, штукатурные гипсы, адгезионные гипсы, гипсы для заделки швов, шпаклевочные гипсы, изолирующие гипсы, высокопрочные гипсы, готовые гипсовые штукатурные смеси, мраморные гипсы, а также гипсосодержащие готовые строительные элементы, такие как гипсокартонные плиты, гипсоволокнистые плиты, гипсосодержащие стеновые панели, гипсовые панели с флисовым покрытием и гипсосодержащие формованные изделия.

Как правило, переработанный гипс содержит добавки, содержащиеся в изделиях, включающих в себя гипс, которые возвращают в производственный процесс. Например, в гидрофобизированных гипсокартонных плитах, используемых для отделки помещений с повышенной влажностью, содержатся силоксаны или восковые эмульсии.

Переработанный гипс в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно содержит силоксаны. Силоксаны представляют собой линейные или циклические соединения формулы

при этом R¹ означает водород или алкильный остаток, a R², при наличии, означает группу -О-, которая образует замыкание кольца между концевыми группами R¹_2-3R²_0-1Si- и Si¹_2-3, а n может иметь значения от 0 до 100. Если R представляет собой алкильный остаток, то предпочтительно речь идет о линейном или разветвленном C₁-С₁₀-алкильном остатке. Предпочтительно R¹ представляет собой метил, этил, н-пропил, н-бутил, изо-бутил или н-гексил. Особенно предпочтительно R¹ представляет собой метил.

В частности, переработанный гипс содержит по меньшей мере 0,01 мас.% силоксанов, более предпочтительно от 0,02 до 5,0 мас.% силоксанов, особенно предпочтительно от 0,05 до 2,0 мас.%, в пересчете на общую массу переработанного гипса.

Соответственно этому гипсовая композиция в соответствии с изобретением содержит по меньшей мере 0,01 мас.% силоксанов, более предпочтительно от 0,01 до 2,0 мас.% силоксанов, особенно предпочтительно от 0,02 до 1,0 мас.%, в пересчете на общую массу гипсовой композиции.

Кроме того, гипсовая композиция в соответствии с изобретением содержит по меньшей мере 0,005 мас.% пенообразователя, который содержит по меньшей мере одну двойную соль альфа-сульфоновой жирной кислоты, или по меньшей мере 0,007 мас.%, или по меньшей мере 0,01 мас.%, в пересчете на общую массу гипсовой композиции.

В другом варианте осуществления гипсовая композиция в соответствии с изобретением содержит по меньшей мере 0,002 мас.% пенообразователя, который содержит по меньшей мере одну двойную соль альфа-сульфоновой жирной кислоты, более предпочтительно по меньшей мере 0,003 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 0,005 мас.%, в пересчете на общую массу гипсовой композиции.

В одном варианте осуществления пенообразователь содержит по меньшей мере 30 мас.%, по меньшей мере 45 мас.%, или по меньшей мере 60 мас.% по меньшей мере одной двойной соли альфа-сульфоновой жирной кислоты, в пересчете на общую массу пенообразователя. Особенно предпочтительно пенообразователь состоит из по меньшей мере одной двойной соли альфа-сульфоновой жирной кислоты.

Предпочтительно пенообразователь содержит по меньшей мере 15 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 25 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 30 мас.% по меньшей мере одной двойной соли альфа-сульфоновой жирной кислоты, в пересчете на общую массу пенообразователя. Особенно предпочтительно пенообразователь состоит из по меньшей мере одной двойной соли альфа-сульфоновой жирной кислоты.

В контексте настоящего изобретения понятие «пенообразователь» относится к поверхностно-активным веществам, обладающим определенной пленкообразующей способностью и которые таким образом способствуют образованию пены в жидкостях.

Предпочтительно по меньшей мере одна двойная соль альфа-сульфоновой жирной кислоты представляет собой соединение формулы (I)

при этом R¹ представляет собой линейный или разветвленный алкильный или алкиленовый остаток с 6-16 С-атомами, а М¹ и М² независимо друг от друга означают Н, Li, Na, K, Са/2, Mg/2, аммоний или алканоламин. При этом особенно предпочтительными алканоламинами являются моноэтаноламин, диэтаноламин, триэтаноламин и моно-изопропаноламин.

Кроме того, применяется условие, чтобы доля соединений формулы (I) в по меньшей мере одной двойной соли альфа-сульфоновой жирной кислоты, в которой остаток R¹ представляет собой алкиленовый остаток, составляла 3 мас-% или менее, в пересчете на общую массу по меньшей мере одной двойной соли альфа-сульфоновой жирной кислоты.

Предпочтительно R¹ представляет собой насыщенный, линейный алкильный остаток с 8-16 С-атомами, более предпочтительно 9-16 С-атомами, особенно предпочтительно 10-12 С-атомами.

Особенно предпочтительно применяется условие, чтобы доля соединений формулы (I) в по меньшей мере одной двойной соли альфа-сульфоновой жирной кислоты, в которой остаток R¹ представляет собой децильный и/или додецильный остаток, составляла 90 мас.% или более, в пересчете на общую массу по меньшей мере одной двойной соли альфа-сульфоновой жирной кислоты.

Особенно предпочтительно М¹ и М² означают Na.

Соответственно, по меньшей мере одна двойная соль альфа-сульфоновой жирной кислоты в соответствии с настоящим изобретением особенно предпочтительно представляет собой динатриевую соль 2-сульфододекановой кислоты, динатриевую соль 2-сульфотетрадекановой кислоты или их смеси. Особенно предпочтительно по меньшей мере одна двойная соль альфа-сульфоновой жирной кислоты представляет собой смесь динатриевой соли 2-сульфододекановой кислоты и динатриевой соли 2-сульфотетрадекановой кислоты.

Соединения формулы (I) могут быть получены всеми способами, известными специалистам в данной области. При этом особенно предпочтительным способом получения является сульфирование соответствующих карбоновых кислот. В этом случае соответствующую карбоновую кислоту, в особенности соответствующую жирную кислоту, подвергают взаимодействию с газообразным триоксидом серы, причем триоксид серы преимущественно используют в таком количестве, чтобы молярное соотношение SO₃ к жирной кислоте находилось в диапазоне от 1,0:1 до 1,1:1. Полученные таким образом неочищенные продукты, которые представляют собой кислые продукты сульфонирования, затем частично или полностью нейтрализуют, при этом предпочтительной является полная нейтрализация водным NaOH. При желании также можно осуществить стадии очистки.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления гипсовая композиция в соответствии с изобретением содержит по меньшей мере 0,002 мас.% по меньшей мере одного котензида, более предпочтительно по меньшей мере 0,003 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 0,005 мас.%, в пересчете на общую массу гипсовой композиции.

По меньшей мере один котензид представляет собой по меньшей мере один пенообразователь, отличающийся от двойных солей альфа-сульфоновой жирной кислоты.

Предпочтительно по меньшей мере один котензид представляет собой пенообразователь, выбранный из группы, состоящей из алкилполигликозидов, алкиламидобетаинов, глутаматов, сульфокетонов, сульфатов, (в том числе алкилсульфатов, алкилэфирсульфатов) изеционаты, соединений N-ацил-аминокислоты, сульфоацетатов, сульфонатов, сульфосукцинатов, тауратов, бетаинов, амфотензидов, алканоламидов, аминоксидов, карбоксилатов, алкилэтоксилатов, катионных тензидов, катионных полимеров, гидролизатов белков, силиконов, жирных спиртов, производных белков, отбеливающих веществ двойных солей, неионогенных тензидов, а также их смесей.

Предпочтительными алкилполигликозидами являются соединения формулы (II)

при этом R² означает линейный или разветвленный алкильный и/или алкиленовый остаток с 8-18 С-атомами, G означает остаток сахара с 5 или 6 С-атомами и р равняется числам от 1 до 10.

Предпочтительными алкиламидобетаинами являются соединения формулы (III)

при этом R³ означает линейный или разветвленный алкильный или алкиленовый остаток с 7-19 С-атомами, а у означает целое число в пределах от 2 до 4.

Предпочтительные соединения N-ацил-аминокислоты предпочтительно представляют собой соединения N-ацил-глутаминовой кислоты формулы (IV)

при этом R⁴ означает линейный или разветвленный алкильный или алкиленовый остаток с 7-19 С-атомами, а остатки М³ и М⁴ независимо друг от друга выбраны из группы, включающей в себя Н, Li, Na, K, Са/2, Mg/2, аммоний и алканоламины.

В соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения композиция дополнительно содержит по меньшей мере один растворитель. Предпочтительно композиция содержит от 0,0001 мас.% до 0,2 мас.% по меньшей мере одного растворителя, в пересчете на общую массу гипсовой композиции.

Растворитель предпочтительно выбирают из группы, включающей в себя гексиленгликоль, (2-метил-2,4-пентандиол), этанол, пропаналь, н-пропиловый спирт, 1-пентанол, 2-пентанол, 3-пентанол, 2-метил-1-бутанол, 2-метил-2-бутанол, 3-метил-1-бутанол, 3-метил-2-бутанол, 2,2-диметил-1-пропанол, н-пропиловый эфир уксусной кислоты, н-бутиловый эфир уксусной кислоты, 1-пентилацетат, 2-пентилацетат, 3-пентилацетат, изопентилацетат, 1,1-диметилпропилацетат, 2-метилбутилацетат, 2-этилгексилацетат, 2-бутооксиэтанол, 2-(2-бутооксиэтокси)-этанол, простой монобутиловый эфир триэтиленгликоля, 3,6,9,12-тетраоксагексадекан-1-ол, 2-гексокси-1-этанол, 2-(2-гексилоксиэтокси)этанол, 1-метокси-2-пропанол, метоксипропоксипропанол, 1-бутоокси-2-пропанол, простой бутиловый эфир ди(пропиленгликоля), простой бутиловый эфир три(пропиленгликоля), 2-бутооксиэтилацетат, 2-(2-бутооксиэтокси)этилацетат, 1-метокси-2-пропилацетат и их смеси.

Гипсовая композиция в соответствии с изобретением может содержать пенообразователь в невспененном виде или в виде заранее подготовленной пены. Способ получения заранее подготовленной пены известен специалисту в данной области техники.

Заранее подготовленная пен предпочтительно имеет плотность пены от 50 до 180 г/л, более предпочтительно от 60 до 140 г/л, особенно предпочтительно от 70 до 120 г/л.

Гипсовая композиция в соответствии с изобретением предпочтительно содержит по меньшей мере 40,0 мас.%, более предпочтительно от 45,0 до 75,0 мас.%, особенно предпочтительно от 50,0 до 65,0 мас.% гипса, по меньшей мере 0,005 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 0,007 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 0,01 мас.% пенообразователя, который содержит по меньшей мере одну двойную соль альфа-сульфоновой жирной кислоты, по выбору, по меньшей мере 0,002 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 0,003 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 0,005 мас.% по меньшей мере одного котензида, по выбору по меньшей мере 0,0001 мас.%, преимущественно от 0,0005 мас.% до 0,2 мас.% по меньшей мере одного растворителя и от 20,0 до 65,0 мас.%, более предпочтительно от 30,0 до 55,0 мас.%, особенно предпочтительно от 35,0 до 50,0 мас.% воды, в пересчете на общую массу гипсовой композиции.

В другом варианте осуществления гипсовая композиция в соответствии с изобретением предпочтительно содержит по меньшей мере 40,0 мас.%, более предпочтительно от 45,0 до 75,0 мас.%, особенно предпочтительно от 50,0 до 65,0 мас.% гипса, по меньшей мере 0,002 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 0,003 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 0,005 мас.% пенообразователя, который содержит по меньшей мере одну двойную соль альфа-сульфоновой жирной кислоты, по выбору, по меньшей мере 0,001 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 0,002 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 0,003 мас.% по меньшей мере одного котензида, по выбору по меньшей мере 0,0001 мас.%, преимущественно от 0,0005 мас.% до 0,2 мас.% по меньшей мере одного растворителя и от 20,0 до 65,0 мас.%, более предпочтительно от 30,0 до 55,0 мас.%, особенно предпочтительно от 35,0 до 50,0 мас.% воды, в пересчете на общую массу гипсовой композиции.

Соответственно этому гипсовая композиция в соответствии с изобретением предпочтительно имеет водогипсовое соотношение от 0,3 до 1,5, более предпочтительно от 0,5 до 1,0, особенно предпочтительно от 0,7 до 0,8.

Кроме того, гипсовая композиция в соответствии с изобретением может быть модифицирована посредством добавления добавок. Обычно гипсовая композиция содержит добавки, которые влияют на свойства текучести или на процесс отверждения. Например, гипсовая композиция в соответствии с изобретением может содержать одну или несколько добавок, выбранных из группы, включающей в себя простые эфиры целлюлозы, гашеную известь, минеральные добавки, агрегаты низкой плотности, волокна, ускорители, загустители, замедлители, порообразующие добавки, вспенивающие вещества, агенты набухания, наполнители, полиакрилаты, диспергирующие средства, пластификаторы, суперабсорбенты и стабилизаторы.

Таким образом, гипсовая композиция в соответствии с изобретением содержит, более предпочтительно состоит из, по меньшей мере 40,0 мас.%, более предпочтительно от 45,0 до 70,0 мас.%, особенно предпочтительно от 50,0 до 65,0 мас.% гипса, по меньшей мере 0,005 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 0,007 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 0,01 мас.% пенообразователя, который содержит по меньшей мере одну двойную соль альфа-сульфоновой жирной кислоты, по выбору, по меньшей мере 0,002 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 0,003 мас-%, особенно предпочтительно по меньшей мере 0,005 мас.% по меньшей мере одного котензида, по выбору по меньшей мере 0,0001 мас.%, преимущественно от 0,0005 мас.% до 0,2 мас.% по меньшей мере одного растворителя, от 20,0 до 65,0 мас.%, более предпочтительно от 30,0 до 55,0 мас.%, особенно предпочтительно от 35,0 до 50,0 мас.% воды и от 0,0 до 5,0 мас.%, более предпочтительно от 0,0001 до 3,0 мас.%, особенно предпочтительно от 0,001 до 1,0 мас.% добавок, в пересчете на общую массу гипсовой композиции.

В предпочтительном вариант осуществления гипсовая композиция в соответствии с изобретением содержит, более предпочтительно состоит из, по меньшей мере 40,0 мас.%, более предпочтительно от 45,0 до 70,0 мас.%, особенно предпочтительно от 50,0 до 65,0 мас.% гипса, по меньшей мере 0,002 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 0,003 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 0,005 мас.% пенообразователя, который содержит по меньшей мере одну двойную соль альфа-сульфоновой жирной кислоты, по выбору, по меньшей мере 0,001 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 0,002 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 0,003 мас.% по меньшей мере одного котензида, по выбору по меньшей мере 0,0001 мас.%, преимущественно от 0,0005 мас.% до 0,2 мас.% по меньшей мере одного растворителя от 20,0 до 65,0 мас.%, более предпочтительно от 30,0 до 55,0 мас.%, особенно предпочтительно от 35,0 до 50,0 мас.% воды и от 0,0 до 5,0 мас.%, более предпочтительно от 0,0001 до 3,0 мас.%, особенно предпочтительно от 0,001 до 1,0 мас.% добавок, в пересчете на общую массу гипсовой композиции.

Предпочтительно гипсовая композиция в соответствии с изобретением может содержать замедлители, ускорители и/или пластификаторы.

В контексте настоящего изобретения понятие «замедлитель» относится к добавке, которая замедляет процесс отверждения гипсовой композиции. Неограничивающими примерами замедлителей являются винная кислота, лимонная кислота, а также их соли, глюконаты, гидролизат белка, поликонденсированная аминокислота, фосфаты, комплексообразующие агенты, гидроксикарбоновые кислоты, сахар иды, органофосфаты, а также их смеси.

В контексте настоящего изобретения понятие «ускоритель» относится к добавке, которая ускоряет процесс отверждения гипсовой композиции. Неограничивающими примерами ускорителей являются K₂SO₄, а также тонко измельченный дигидрат.

В контексте настоящего изобретения понятие «пластификатор» относится к добавке, которая влияет на свойства текучести гипсовой композиции. Пригодными пластификаторами для гипсовой композиции в соответствии с изобретением являются пластификаторы на основе нафталинсульфоната, меламинсульфоната, лигнинсульфоната, кетоновой смолы, полиарилового эфира и поликарбоксилатного эфира.

Особенно предпочтительно гипсовая композиция в соответствии с изобретением содержит от 0,0001 до 1,0 мас.% замедлителя и/или от 0,01 до 2,0 мас.% пластификатора.

Кроме того, гипсовая композиция в соответствии с изобретением содержит, более предпочтительно состоит из, по меньшей мере 40,0 мас.%, более предпочтительно от 45,0 до 70,0 мас.%, особенно предпочтительно от 50,0 до 65,0 мас.% гипса, по меньшей мере 0,005 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 0,007 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 0,01 мас.% пенообразователя, который содержит по меньшей мере одну двойную соль альфа-сульфоновой жирной кислоты, по выбору, по меньшей мере 0,002 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 0,003 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 0,005 мас.% по меньшей мере одного котензида, по выбору по меньшей мере 0,0001 мас.%, преимущественно от 0,0005 мас.% до 0,2 мас.% по меньшей мере одного растворителя и от 20,0 до 65,0 мас.%, более предпочтительно от 30,0 до 55,0 мас.%, особенно предпочтительно от 35,0 до 50,0 мас.% воды, от 0,0001 до 1,0 мас.% замедлителя и от 0,01 до 2,0 мас.% пластификатора и от 0,0 до 5,0 мас.%, более предпочтительно 0,0001 до 3,0 мас.%, особенно предпочтительно от 0,001 до 1,0 мас.% добавок, в пересчете на общую массу гипсовой композиции.

В предпочтительном варианте осуществления гипсовая композиция в соответствии с изобретением содержит, более предпочтительно состоит из по меньшей мере 40,0 мас.%, более предпочтительно от 45,0 до 70,0 мас.%, особенно предпочтительно от 50,0 до 65,0 мас.% гипса, по меньшей мере 0,002 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 0,003 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 0,005 мас.% пенообразователя, который содержит по меньшей мере одну двойную соль альфа-сульфоновой жирной кислоты, по выбору по меньшей мере 0,001 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 0,002 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 0,003 мас.% по меньшей мере одного котензида, по выбору по меньшей мере 0,0001 мас.%, преимущественно от 0,0005 мас.% до 0,2 мас.% по меньшей мере одного растворителя и от 20,0 до 65,0 мас.%, более предпочтительно от 30,0 до 55,0 мас.%, особенно предпочтительно 35,0 до 50,0 мас.% воды, от 0,0001 до 1,0 мас.% замедлителя и от 0,01 до 2,0 мас.% пластификатора и 0,0 до 5,0 мас.%, более предпочтительно от 0,0001 до 3,0 мас.%, особенно предпочтительно от 0,001 до 1,0 мас.% добавок, в пересчете на общую массу гипсовой композиции.

Плотность во влажном состоянии предлагаемой в изобретении гипсовой композиции предпочтительно составляет менее чем 1400 кг/м³, более предпочтительно менее чем 1250 кг/м³, особенно предпочтительно менее чем 1100 кг/м³.

Кроме того, настоящее изобретение относится к изделию, содержащему гипсовую композицию в соответствии с изобретением.

Предпочтительно изделие содержит по меньшей мере 80 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 90 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 95 мас.% предлагаемой в изобретении гипсовой композиции.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения изделие состоит из предлагаемой в изобретении гипсовой композиции.

Указанное выше изделие предпочтительно представляет собой отделочные гипсы, гипсовые штукатурные растворы, машинную гипсовую штукатурку, штукатурные гипсы, адгезионные гипсы, гипсы для заделки швов, шпаклевочные гипсы, изолирующие гипсы, высокопрочные гипсы, готовые гипсовые штукатурные смеси и мраморные гипсы, а также гипсосодержащие готовые строительные элементы, такие как гипсокартонные плиты, гипсоволокнистые плиты, гипсосодержащие стеновые панели, гипсовые панели с флисовым покрытием и гипсосодержащие формованные изделия.

Особенно предпочтительно изделие представляет собой гипсокартонную плиту.

Помимо этого, настоящее изобретение относится к способу получения водной гипсовой композиции, включающему в себя:

а) создание пены из пенообразователя, который содержит по меньшей мере одну двойную соль альфа-сульфоновой жирной кислоты,

б) приготовление композиции, содержащей воду, гипс и при необходимости добавки,

в) воздействие срезывающих сил на полученную в стадии б) композицию с добавлением пены из стадии а),

при этом гипс имеет долю переработанного гипса по меньшей мере 0,5 мас.%, в пересчете на общую долю гипса в композиции.

Согласно стадии а) предлагаемого в изобретении способа изготовленную заранее пену получают из пенообразователя, который содержит по меньшей мере одну двойную соль альфа-сульфоновой жирной кислоты, чтобы уменьшить вес изделия из гипса. Пену изготавливают из смеси, содержащей пенообразователь, воздух и воду с использованием подходящего генератора пены. Способы изготовления пены для гипсовой композиции известны специалистам в данной области.

Смесь, из которой изготовлена пена, предпочтительно также содержит по меньшей мере один растворитель. Предпочтительно, содержит смесь, из которой изготовлена пена содержит от 0,5 мас.% до 30,0 мас.% по меньшей мере одного растворителя, в пересчете на общую массу пены.

Растворитель предпочтительно выбирают из группы, включающей в себя гексиленгликоль, (2-метил-2,4-пентандиол), этанол, пропаналь, н-пропиловый спирт, 1-пентанол, 2-пентанол, 3-пентанол, 2-метил-1-бутанол, 2-метил-2-бутанол, 3-метил-1-бутанол, 3-метил-2-бутанол, 2,2-диметил-1-пропанол, н-пропиловый эфир уксусной кислоты, н-бутиловый эфир уксусной кислоты, 1-пентилацетат, 2-пентилацетат, 3-пентилацетат, изопентилацетат, 1,1-диметилпропилацетат, 2-метилбутилацетат, 2-этилгексилацетат, 2-бутооксиэтанол, 2-(2-бутооксиэтокси)-этанол, монобутиловый эфир триэтиленгликоля, 3,6,9,12-тетраоксагексадекан-1-ол, 2-гексокси-1-этанол, 2-(2-гексилоксиэтокси)этанол, 1-метокси-2-пропанол, метоксипропоксипропанол, 1-бутоокси-2-пропанол, бутиловый эфир ди(пропиленгликоля), бутиловый эфир три(пропиленгликоля), 2-бутооксиэтилацетат, 2-(2-бутооксиэтокси)этилацетат, 1-метокси-2-пропилацетат и их смеси.

Пенообразователь, который содержит по меньшей мере одну двойную соль альфа-сульфоновой жирной кислоты, предпочтительно представляет собой по меньшей мере одно из вышеупомянутых соединений.

В соответствии со стадией б) изготавливают композицию, содержащую воду, гипс и по выбору одну или несколько из приведенных выше добавок. Гипс содержит долю переработанного гипса по меньшей мере 0,5 мас.%, более предпочтительно по меньшей мере 2,0 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 5,0 мас.%, в пересчете на общую долю гипса в композиции.

Указанный переработанный гипс предпочтительно представляет собой содержащий силоксан переработанный гипс, как описано выше.

Вследствие воздействия срезывающих сил на полученную в стадии б) композицию с добавлением пены из стадии а) получают гипсовую композицию в соответствии с изобретением.

Кроме того, настоящее изобретение относится к применению пенообразователя, который содержит по меньшей мере одну двойную соль альфа-сульфоновой жирной кислоты, для снижения плотности во влажном состоянии водной гипсовой композиции, которая имеет долю переработанного гипса по меньшей мере 0,5 мас.%, в пересчете на общую долю гипса в композиции.

В особенности предпочтительно, чтобы по меньшей мере одна двойная соль альфа-сульфоновой жирной кислоты представляла собой одно из приведенных выше соединений.

Нижеследующие примеры предназначены для более подробного пояснения изобретения.

Примеры

1) Способы

Плотность во влажном состоянии

Чтобы определить плотность во влажном состоянии гипсовых композиций определяли соотношение массы и объема, выливая соответствующую композицию в химический стакан с известным объемом, а затем взвешивая его.

Плотность пены

Чтобы определить плотность пены определяли соотношение массы и объема, выливая соответствующую пену в химический стакан с известным объемом, а затем взвешивая его.

2) Получение переработанного гипса

Для приготовления гипсового теста 300 г бета-полугидрата (полученного в результате удаления серы из дымовых газов) помещали в 201,0 г воды, которая содержала 3,0 г силоксана (Silres BS 94, от фирмы Wacker Chemie) и оставляли для замачивания на 15 секунд. Затем смесь сдвигали в течение 30 секунд при 285 об./мин. и выливали в форму. Через 15 минут образец для испытаний извлекали из формы и подвергали термической обработке в течение одного часа при 150°С в атмосфере насыщенного пара. После этого испытуемые образцы хранили при 40°С до тех пор, пока масса не стала постоянной.

Для дальнейшей обработки образцы измельчали с помощью шаровой мельницы до d₅₀ приблизительно 10 мкм и затем прокаливали в течение 5 часов при 150°С. После охлаждения до комнатной температуры переработанный гипс можно было использовать для испытаний.

3) Композиции на основе тензидов сульфатов простых жирных алкиловых эфиров

Сначала изготавливали пену на основе сульфата простых жирных алкиловых эфиров.

Для этой цели 0,40%-ый раствор тензидов (Vinapor GYP 2680, BASF) был преобразован в пену с использованием генератора пены на основе системы ротор/статор путем добавления сжатого воздуха. Установленная плотность пены составляла 75 г/л.

Эталонная смесь R1

Для приготовления гипсового теста 350 г бета-полугидрата (полученного в результате удаления серы из дымовых газов) гомогенизировали с 0,035 г замедлителя (Plastretard) и 3,3 г тонкоизмельченного дигидрата и затем помещали в 234,2 г воды, которая содержала 1,05 г бетанафталинового пластификатора, и оставляли для замачивания на 15 секунд. Затем смесь сдвигали в течение 30 секунд при 1600 об./мин. В течение этого времени добавляли пену на основе сульфата простого жирного алкилового эфира (18,2 г с плотностью 75 г/л). Полученная из этого плотность в свежем виде эталонной смеси 1 составляла 1050 кг/м³.

Эталонная смесь R2

Получение эталонной смеси R2 осуществляли аналогично эталонной смеси R1 с той разницей, что 5% бета-полугидрат заменяли на содержащий силоксан переработанный гипс. Плотность во влажном состоянии эталонной смеси R2 увеличилась до 1380 кг/м³.

4) Композиции на основе тензидов двойной соли альфа-сульфоновой жирной кислоты

Сначала изготавливали пену на основе двойной соли альфа-сульфоновой жирной кислоты.

Для этой цели 0,40%-ый раствор тензидов на основе Na двойной соли С12/14-альфа-сульфоновой жирной кислоты был преобразован в пену с использованием генератора пены на основе системы ротор/статор путем добавления сжатого воздуха. Установленная плотность пены составляла 75 г/л.

Эталонная смесь R3

Для приготовления гипсового теста 350 г бета-полугидрата (полученного в результате удаления серы из дымовых газов) гомогенизировали с 0,035 г замедлителя (Plastretard) и 3,3 г тонкоизмельченного дигидрата и затем помещали в 234,2 г воды, которая содержала 1,05 г бетанафталинового пластификатора, и оставляли для замачивания на 15 секунд. Затем смесь сдвигали в течение 30 секунд при 1600 об./мин. В течение этого времени добавляли пену на основе двойной соли альфа-сульфоновой жирной кислоты (18,2 г с плотностью 75 г/л). Полученная из этого плотность в свежем виде эталонной смеси 1 составляла 1110 кг/м³.

Пример Е1 (в соответствии с изобретением)

Получение Примера Е1 осуществляли аналогично эталонной смеси R3 с той разницей, что 5% бета-полугидрат заменяли на содержащий силоксан переработанный гипс. Плотность во влажном состоянии Примера в соответствии с изобретением увеличилась только до 1170 кг/м³.

Композиции и свойства эталонных смесей и Примера в соответствии с изобретением представлены в Таблице 1.

Результаты показывают, что содержащие переработанный гипс композиции при применении пен на основе двойной соли альфа-сульфоновой жирной кислоты имеют лишь немного более высокую плотность во влажном состоянии, чем эталонные смеси, которые не содержат переработанный гипс, в то время как в случае содержащих переработанный гипс композиций с пенами на основе сульфатов простых жирных алкиловых эфиров наблюдают отчетливое увеличение плотности во влажном состоянии.

1. Способ получения гипсовой плиты, включающий в себя следующие стадии:

а) создание пены из пенообразователя, который содержит по меньшей мере одну двойную соль альфа-сульфоновой жирной кислоты,

б) приготовление композиции, содержащей воду и гипс, и при необходимости содержащей вспомогательные средства,

в) воздействие срезывающих сил на полученную в стадии б) композицию с добавлением пены из стадии а), и

г) термическую сушку полученной композиции;

при этом гипс имеет долю переработанного гипса по меньшей мере 0,5 мас.%, в пересчете на общую долю гипса в композиции.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что гипсовую плиту выбирают из группы, состоящей из гипсокартонных плит, гипсоволокнистых плит, гипсосодержащих стеновых панелей и гипсовых панелей с флисовым покрытием.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна двойная соль альфа-сульфоновой жирной кислоты представляет собой соединение формулы (I):

в которой R¹ представляет собой линейный или разветвленный алкильный или алкиленовый остаток с 6-16 С-атомами, а М¹ и М² независимо друг от друга выбраны из группы, состоящей из Н, Li, Na, K, Са/2, Mg/2, аммония и алканоламина.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что R¹ представляет собой насыщенный, линейный алкильный остаток с 8-16 С-атомами.

5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что М¹ и М² представляют собой Na.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что термическая сушка включает воздействие на полученную композицию температуры, равной 150°С, в течение одного часа.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что доля переработанного гипса представляет собой содержащий силоксан переработанный гипс.

8. Гипсовая плита, полученная термической сушкой водной гипсовой композиции, содержащей:

i) по меньшей мере 40,0 мас.% гипса, и

ii) по меньшей мере 0,002 мас.% пенообразователя, который содержит по меньшей мере одну двойную соль альфа-сульфоновой жирной кислоты,

в пересчете на общую массу водной гипсовой композиции, и

при этом гипс имеет долю переработанного гипса по меньшей мере 0,5 мас.%, в пересчете на общую долю гипса в гипсовой композиции.

9. Гипсовая плита по п. 8, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна двойная соль альфа-сульфоновой жирной кислоты представляет собой соединение формулы (I):

в которой R¹ представляет собой линейный или разветвленный алкильный или алкиленовый остаток с 6-16 С-атомами, а М¹ и М² независимо друг от друга выбраны из группы, состоящей из Н, Li, Na, K, Са/2, Mg/2, аммония и алканоламина.

10. Гипсовая плита по п. 8, отличающаяся тем, что доля переработанного гипса представляет собой содержащий силоксан переработанный гипс.