[发明专利]低收缩粘合剂体系

说明书

本发明涉及包含可用碱活化的铝硅酸盐粘合剂的混合物、优选固体粘合剂混合物、特别优选建筑材料混合物，其包含用于降低收缩的植物油和/或脂肪。本发明还涉及植物油和/或脂肪用于可用碱活化的铝硅酸盐粘合剂中作为收缩降低剂(shrinkage-reducing agent)的用途。本发明还涉及包含本发明混合物的薄浆、调平化合物(levelling compound)或涂料。

可用碱活化的铝硅酸盐粘合剂是基于反应性水不溶性氧化物，尤其是基于氧化硅与氧化铝相混的反应性水不溶性氧化物的无机粘合剂体系。其在碱性水介质中硬化。这种粘合剂体系通常也用术语地质聚合物(geopolymer)表示。地质聚合物在例如文献EP 0 026 687、EP 0 153 097B1和WO 82/00816中有记载。

例如，可使用粉碎的粒状高炉矿渣、偏高岭土、熔块(clinker)、飞灰、活性粘土或其混合物作为反应性氧化物混合物。用于活化粘合剂的碱性介质通常由碱金属碳酸盐、硫酸盐或氟化物并且特别是碱金属氢氧化物和/或可溶性水玻璃的水溶液组成。硬化粘合剂具有高的机械和化学稳定性。与水泥相比，其可能更经济更稳定并可能具有更有利的CO₂排放平衡。

例如，EP 1 236 702 A1记载了一种含有水玻璃的建筑材料混合物，其用于制备耐化学品的灰浆并且基于潜在的水硬性(hydraulic)粘合剂、水玻璃和作为控制剂的金属盐。也可使用粒状高炉矿渣作为所述潜在的水硬性组分。提及了碱金属盐并将其用作所述的金属盐。

参考文献Alkali-Activated Cements and Concretes，Caijun Shi，Pavel V.Krivenko，Della Roy，(2006)，30-63和277-297给出了适合作为可用碱活化的铝硅酸盐粘合剂的物质。

可用碱活化的铝硅酸盐粘合剂具有以下优点：可将在能量或钢铁生产中原本作为废料存在的许多产物(例如粉碎的粒状高炉矿渣、飞灰、熔块等粘合剂)用于有利的应用中。因此，其以有利的能量平衡(CO₂排放平衡)为特征。

由于粘合剂中通常参与水泥的水硬性凝固反应的相——例如硅酸钙水合物(CSH)、铝酸钙水合物(CAH)和硅酸铝酸钙水合物(CASH)——的比例较低，可用这些粘合剂获得非常好的对酸侵蚀的抗性(Alkali-Activated Cements and Concretes，Caijun Shi，Pavel V.Krivenko，Della Roy，(2006)，185-191，特别是Section 9.4 Acid attack)。

然而，基于可用碱活化的铝硅酸盐粘合剂的已知建筑材料混合物的一个主要缺点是所谓的收缩。在碱活化的固化过程中，由于所产生的缩合，固化粘合剂的体积收缩以不想要的方式发生。与发生水合反应而不发生缩合反应的胶结粘合剂的收缩相比，该收缩效果明显地更加突出。在DIN 12808-4的标准条件下28天后收缩的平均值为，例如，相对湿度高达50％时对于铝硅酸盐粘合剂在高达10mm/m范围，而水泥为0至2mm/m。

与胶结粘合剂体系相似，对于可用碱活化的铝硅酸盐粘合剂，收缩同样导致硬化建筑材料质量显著变差。特别地，在建筑材料的表面可能出现裂纹。另一个缺点是，除了不美观之外，对环境影响的稳定性也降低(Alkali-Activated Cements and Concretes，Caijun Shi，Pavel V.Krivenko，Della Roy，(2006)，176-199，特别是Chaper 7，Durability of alkali-activated cements and concretes)。特别地，对水、盐(特别是盐酸盐以及硫酸盐)和化学品(特别是酸)渗透的抗性变差。对冻融的抗性也降低。因此，建筑材料的寿命缩短。由于水、盐、化学品(酸)的渗透而极大地助长通常存在的建筑钢铁的腐蚀这一事实被看作是特别成问题的。

胶结体系和可用碱活化的铝硅酸盐粘合剂的收缩问题在现有技术中均已知。文献涉及降低胶结体系的收缩；特别经常地使用醇类(例如环氧乙烷和环氧丙烷的低分子量聚合物和二元醇类)，例如在文献EP-A-1 914211和US-5,603,760中有记载。