[发明专利]使用二亚乙基三胺五乙酸改性β灰泥的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用二亚乙基三胺五乙酸(“DTPA”)包覆灰泥的方法。更具体而言，通过向β-灰泥上喷射DTPA的水性溶液并让其干燥来提供改性的β灰泥，从而提供改性的β-灰泥材料。

背景技术

石膏也称硫酸钙二水合物、白土或石膏粉。煅石膏通过移除伴随石膏晶体的一部分水而获得。煅石膏的同义术语有熟石膏、灰泥、硫酸钙半水合物(half-hydrate)和硫酸钙半水合物(hemihydrate)。煅石膏、灰泥和半水合物是最常用的术语，并且它们在本申请中可互换使用。在开采石膏时，天然岩石以二水合物形式发现，每分子硫酸钙伴随约两个水分子。为了产生灰泥形式，可将石膏煅烧以驱除一些水合水，如下式所表示：

CaSO₄·2H₂O→CaSO₄·1/2H₂O+3/2H₂O

硫酸钙半水合物通过煅烧以移除伴随的水分子来获得。半水合物以至少两种晶形产生。α-煅石膏通过浆料法或块状岩石法制得，其中硫酸钙二水合物在压力下煅烧。α-煅石膏比β-煅石膏形成较少的针状晶体，使得晶体更紧密地堆积在一起，从而制得更致密、更强大的灰泥。α半水合物的晶体形态学允许水在晶体之间容易地流动，从而需要较少的水来形成可流动的浆料。更细长的不规则形状晶体是β-半水合物的特征，β-半水合物通过在大气压力下煅烧石膏获得。此晶体结构导致较不致密的产物，因为晶体堆积更松散。β形式还要求更多的水来使煅石膏流化。如果二水合物的煅烧在环境压力下进行，则将获得β形式并且与α-煅石膏相比成本较低。

也可使用合成石膏，其为来自发电厂的烟道气脱硫过程的副产物。包含二氧化硫的烟道气用石灰或石灰石湿式洗涤。来自石灰的钙与二氧化硫化合形成亚硫酸钙。

CaCO₃+SO₂→CaSO₃+CO₂

经由强制氧化，亚硫酸钙转化为硫酸钙。

CaSO₃+2H₂O+1/2O₂→CaSO₄·2H₂O

合成石膏通过如上所述煅烧转化为半水合物。

可通过混合硫酸钙半水合物与水并使所得产物浆料成型为所需的形状来制备大量的可用石膏产品。通过让硫酸钙半水合物与足够的水反应以将半水合物转化为互锁的二水合物晶体的基质来使产物浆料凝固。随着基质形成，产物浆料变得牢固并保持所需的形状。然后必须通过干燥从产物移除过量的水。

石膏产品组合物中使用促凝剂和缓凝剂(统称为“凝固改性剂”)以允许凝固时间的控制。如果凝固时间太长，则承包人需花时间等候组合物凝固，然后他们才可前进到下一项目步骤。如果石膏太快地凝固，组合物将在其正确完工之前硬化。在这样的情况下，表面可能不如所需的那样光滑或者产品可能尚未足够“加工”到产生良好的光洁度。

为了承包人及可能不具有对将可用的添加剂或添加剂的量的必要知识的其它人的方便，预拌并产生硫酸钙半水合物与添加剂的干混合物。所述干混合物设计为待与水混合以产生易于使用的高质量组合物。凝固混合物的一个例子为当与水合并时将产生地板浆料的凝固混合物，例如石膏地板材料。

采用促凝剂来加速浆料的凝固。向凝固混合物中加入缓凝剂以增长浆料的工作时间。工作时间，也称开放时间，为浆料可塑并可成型为所需构造的时间。在地板浆料中，目标工作时间为足够长以允许技术人员适当地找平地板的时间。在无缓凝剂时，硫酸钙半水合物(灰泥)浆料具有的工作时间常常不足以让专业铺设工产生令人满意的地板。缓凝剂将延长工作时间，具体取决于所使用的组合物以及浆料被施加到何处和浆料被如何施加，使得铺设工有时间操作浆料以制得高质量地板。

通常，在地板和其它基于石膏的凝固组合物中采用蛋白质性缓凝剂如SUMA缓凝剂和非蛋白质性缓凝剂如酒石(酒石酸氢钾)、柠檬酸钠和二亚乙基三胺五乙酸的霜剂以提供凝固控制。Suma缓凝剂，可作为干粉添加剂商购获得，具有伴随其使用的缺点，但尚无合适的替代品可用。例如，SUMA具有强烈且难闻的气味。其是蛋白质性的并源自各种动物如马的毛发和蹄子。SUMA还具有不期望的老化特性。行业中对此干缓凝剂的合适替代品有着长期需要。