本發(fā)明涉及硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫材料。本發(fā)明的硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫材料包含至少一種固化的礦物粘合劑、至少一種表面活性劑和/或顆粒和至少一種由多異氰酸酯和多元醇和/或多胺的組合獲得的聚合物，所述聚合物包含陰離子基團(tuán)。本發(fā)明還涉及制備硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫的方法及其作為產(chǎn)品或在用于隔熱、隔音、輕質(zhì)結(jié)構(gòu)和/或被動(dòng)防火的體系中的用途。

背景技術(shù)：

0、發(fā)明背景

1、無(wú)機(jī)泡沫材料在建筑工業(yè)中有許多用途。例如，它們用作隔熱體系中的材料。無(wú)機(jī)泡沫材料的一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)是它們的低可燃性，尤其是與隔熱體系中常用的有機(jī)材料如xps或pir相比。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是無(wú)機(jī)泡沫重量輕，因此可以容易地結(jié)合到建筑物中，例如立面或屋頂。

2、然而，無(wú)機(jī)泡沫材料特別是水泥基泡沫材料的機(jī)械穩(wěn)定性通常很低。低的機(jī)械穩(wěn)定性使得包含無(wú)機(jī)泡沫的隔離體系的安裝變得困難。

3、wo?2019/038105公開(kāi)了無(wú)機(jī)混雜泡沫，其包含礦物粘合劑、至少一種衍生自烯鍵式不飽和單體或衍生自多異氰酸酯與多元醇和/或多胺的組合的聚合物、至少一種表面活性劑、至少一種增稠劑和水。據(jù)報(bào)道這些泡沫具有增加的抗壓強(qiáng)度和對(duì)混凝土的更好的粘附性。然而，尤其是由多異氰酸酯和多元醇和/或多胺的組合獲得的聚合物僅以非常通用的術(shù)語(yǔ)公開(kāi)于wo2019/038105中。

4、尤其希望進(jìn)一步提高wo2019/038105公開(kāi)的無(wú)機(jī)泡沫的抗壓強(qiáng)度，這將有助于將這種無(wú)機(jī)泡沫用于建筑物的隔熱體系以及建筑業(yè)中的其他目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供具有增加的機(jī)械強(qiáng)度的無(wú)機(jī)泡沫。尤其地，本發(fā)明的無(wú)機(jī)泡沫應(yīng)當(dāng)具有高抗壓強(qiáng)度。本發(fā)明的無(wú)機(jī)泡沫優(yōu)選可以用作隔熱和/或隔音，輕質(zhì)結(jié)構(gòu)和/或被動(dòng)防火保護(hù)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供隔熱體系和/或隔音體系和/或被動(dòng)防火體系，尤其是可應(yīng)用于建筑物，優(yōu)選立面、地板和/或屋頂?shù)捏w系。

2、這些目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求中要求保護(hù)的主題來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3、已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，無(wú)機(jī)泡沫的抗壓強(qiáng)度可以通過(guò)包括由多異氰酸酯和多元醇和/或多胺的組合獲得的某些特定聚合物來(lái)提高，所述聚合物包含陰離子基團(tuán)。已經(jīng)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，另外使用由聚乙烯醇和另外的基于乙烯基酯、（甲基）丙烯酸酯、乙烯基芳族化合物、乙烯基鹵化物和/或烯烴的聚合物組成的某些聚合物共混物可以進(jìn)一步提高無(wú)機(jī)泡沫的抗壓強(qiáng)度。

4、本發(fā)明的硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫材料的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它們可以與少量的水泥用超增塑劑一起配制。這是尤其有利的，因?yàn)橐阎@種超增塑劑延遲水泥水合，在基于水泥的無(wú)機(jī)泡沫的情況下，水泥水合可以導(dǎo)致泡沫材料在固化發(fā)生之前塌陷。由多異氰酸酯和多元醇和/或多胺的組合獲得的聚合物（該聚合物包含陰離子基團(tuán)）可以用作無(wú)機(jī)粘合劑（特別是水泥）的增塑劑，因此減少了對(duì)額外超增塑劑的需要。

5、由多異氰酸酯和多元醇和/或多胺的組合獲得的聚合物（該聚合物包含陰離子基團(tuán)）導(dǎo)致形成具有閉孔結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫。這是有益的，因?yàn)榕c相同密度下的開(kāi)孔結(jié)構(gòu)相比，閉孔結(jié)構(gòu)通常還導(dǎo)致泡沫的更高抗壓強(qiáng)度。另外，在閉孔泡沫結(jié)構(gòu)中隔熱性能通常得到改善。

6、本發(fā)明的硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫具有以下優(yōu)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)：

7、低密度，

8、閉孔泡沫結(jié)構(gòu)，

9、增加的機(jī)械強(qiáng)度，尤其是抗壓強(qiáng)度、抗沖擊性和/或彎曲強(qiáng)度，

10、低的水吸收，

11、潤(rùn)濕后快速干燥特性，

12、不可燃的，

13、低熱導(dǎo)率，

14、高聲音阻尼特性。

15、本發(fā)明的其它方面是獨(dú)立權(quán)利要求的主題。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案是從屬權(quán)利要求的主題。

技術(shù)特征：

1.硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫，其包含a)?至少一種固化的礦物粘合劑，b)?至少一種表面活性劑s和/或顆粒n，和c)?至少一種由多異氰酸酯和多元醇和/或多胺的組合獲得的聚合物，其特征在于至少一種由多異氰酸酯和多元醇和/或多胺的組合獲得的聚合物包含陰離子基團(tuán)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫，其特征在于，所述硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫的密度不大于500g/l，尤其是不大于300g/l，特別是不大于200g/l。

3.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫，其特征在于，本發(fā)明的至少一種由多異氰酸酯和多元醇和/或多胺的組合獲得的聚合物包含一定量的陰離子基團(tuán)，以使所述聚合物的陰離子電荷密度為0.01-100meq/g聚合物，優(yōu)選0.01-10meq/g聚合物，更優(yōu)選0.05-1meq/g聚合物，還更優(yōu)選0.2-0.5meq/g聚合物。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫，其特征在于，至少一種由多異氰酸酯和多元醇和/或多胺的組合獲得的聚合物包含至少一個(gè)衍生自具有兩個(gè)伯羥基的支化的聚丙二醇或聚乙二醇的單甲基醚的鏈段。

5.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫，其特征在于，至少一種由多異氰酸酯和多元醇和/或多胺的組合獲得的聚合物包含至少一個(gè)衍生自脂族二異氰酸酯的鏈段。

6.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫，其特征在于，其還包含基于烯屬不飽和單體，尤其是乙烯醇、乙烯基酯、（甲基）丙烯酸酯、乙烯基芳族化合物、烯烴、1,3-二烯和/或乙烯基鹵化物的聚合物p。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫，其特征在于，相對(duì)于所述硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫的總干重，另外的聚合物p以0.5-30重量%、優(yōu)選1-25重量%、更優(yōu)選2-20重量%、還更優(yōu)選10-15重量%的量存在。

8.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫，其特征在于，相對(duì)于所述硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫的總干重，至少一種由多異氰酸酯和多元醇和/或多胺的組合獲得的聚合物以0.1-20重量%，優(yōu)選0.5-13重量%，更優(yōu)選1-8重量%，還更優(yōu)選2-7重量%，尤其是5-6重量%的量存在。

9.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫，其特征在于，所述至少一種表面活性劑s選自非離子和陰離子表面活性劑，優(yōu)選選自c14-c16烷基磺酸鹽、2-磺基丁二酸的酯、烷基多葡糖苷或其混合物，或椰油酰氨基丙基甜菜堿，或基于蛋白質(zhì)的表面活性劑。

10.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫，其特征在于，所述硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫包含選自流變改性劑、增稠劑、促進(jìn)劑、緩凝劑、顏料、殺生物劑、纖維、阻燃劑、增塑劑、超增塑劑和/或填料的其他添加劑。

11.根據(jù)前述權(quán)利要求中至少一項(xiàng)所述的硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫，其包含以下或由以下組成（在每種情況下相對(duì)于所述硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫的總干重）：a)?9-99重量%，優(yōu)選25-85重量%，更優(yōu)選40-80重量%的至少一種固化的礦物粘合劑，優(yōu)選至少一種水泥，尤其是波特蘭水泥，b)0.1-25重量%，優(yōu)選0.5-20重量%，更優(yōu)選1-15重量%的至少一種表面活性劑s，c)?0.1-20重量%，優(yōu)選0.5-13重量%，更優(yōu)選1-8重量%，還更優(yōu)選2-7重量%，尤其5-6重量%的至少一種由多異氰酸酯和多元醇和/或多胺的組合獲得的聚合物，d)?任選地0.5-30重量%，優(yōu)選1-25重量%，更優(yōu)選2-20重量%，還更優(yōu)選10-15重量%的聚合物p，e)?任選地0.01-25重量%，優(yōu)選0.5-20重量%，更優(yōu)選1-10重量%的選自流變改性劑、增稠劑、促進(jìn)劑、緩凝劑、顏料、殺生物劑、纖維、阻燃劑、增塑劑、超增塑劑和/或填料的其他添加劑，其特征在于至少一種由多異氰酸酯和多元醇和/或多胺的組合獲得的聚合物包含陰離子基團(tuán)。

12.生產(chǎn)硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫的方法，所述方法包括以下步驟：(a)?提供無(wú)機(jī)泡沫，所述無(wú)機(jī)泡沫包含：a)?至少一種礦物粘合劑，b)?至少一種表面活性劑s和/或顆粒n，c)?至少一種由多異氰酸酯和多元醇和/或多胺的組合獲得的聚合物，和d)?水，其特征在于至少一種由多異氰酸酯和多元醇和/或多胺的組合獲得的聚合物包含陰離子基團(tuán)，并且(b)?固化步驟(a)的無(wú)機(jī)泡沫。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的生產(chǎn)硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫的方法，其特征在于，至少一種由多異氰酸酯和多元醇和/或多胺的組合獲得的聚合物為所述聚合物的水性分散體的形式。

14.根據(jù)權(quán)利要求1-11中至少一項(xiàng)所述的硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫在用于隔熱、隔音、輕質(zhì)結(jié)構(gòu)和/或被動(dòng)防火的產(chǎn)品或體系中的用途。

15.根據(jù)權(quán)利要求1-11中至少一項(xiàng)所述的硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫用于填充空腔的用途。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫，其包含至少一種固化礦物粘合劑、至少一種表面活性劑和至少一種由多異氰酸酯和多元醇和/或多胺的組合獲得的聚合物，所述聚合物包含陰離子基團(tuán)。本發(fā)明還涉及生產(chǎn)硬質(zhì)無(wú)機(jī)泡沫的方法及其作為產(chǎn)品或在用于隔熱、隔音、輕質(zhì)結(jié)構(gòu)和/或被動(dòng)防火的體系中的用途。

技術(shù)研發(fā)人員：A·羅載塔,R·布赫爾,R·巴梅特,H·阿克曼,M·施倫普夫,S·羅納,P·海德曼
受保護(hù)的技術(shù)使用者：SIKA技術(shù)股份公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9