[发明专利]包含粘土的粘合剂

说明书

本发明的主题是一种粘合剂，包含：‑至少一种包含至少一种粘土矿物的生粘土，粘土矿物的总重量含量相对于粘合剂的重量为1％至60％；‑至少一种石灰石或白云石填料；‑至少一种保水剂；‑至少一种添加剂，选自絮凝剂，防水剂，胶乳，水硬性粘合剂，粘结剂和阳离子表面活性剂，前提是，当粘合剂包括水硬性粘合剂时，水硬性粘合剂的总重量含量低于粘土矿物的总重量含量。

本发明涉及粘合剂领域，特别地用于建筑产品如混凝土和砂浆的粘合剂。混凝土和砂浆通常包含粘合剂和骨料。粘合剂可以是有机的，特别地基于树脂，但最常见的是水硬性或非水硬性矿物粘合剂。水硬性矿物粘合剂（即与水接触不可逆地固化并能在水下硬化的粘合剂）最常见的是水泥，例如波特兰水泥（可能还添加了至少一种选自粉碎的粒状高炉矿渣或火山灰化合物如粉煤灰的其他产品），高铝水泥或硫铝酸盐水泥。非水硬性矿物粘合剂（即不能在水下硬化的粘合剂）尤其包括空气石灰和石膏粘合剂（基于硫酸钙）。

现在需要既具有小的碳足迹又无刺激性的粘合剂。波特兰水泥以及高铝水泥和硫铝酸盐水泥也需要在很高的温度下进行热处理才能生产，这导致大量的二氧化碳排放。此外，波特兰水泥对皮肤和眼睛有刺激性。

为了满足该需求，本发明的主题是粘合剂，包含：

-至少一种包含至少一种粘土矿物的生粘土，粘土矿物的总重量含量相对于粘合剂的重量为1％至60％；

-至少一种石灰石或白云石填料；

-至少一种保水剂；

-至少一种添加剂，选自絮凝剂，防水剂，胶乳，水硬性粘合剂，粘结剂和阳离子表面活性剂，

前提是，当粘合剂包括水硬性粘合剂时，水硬性粘合剂的总重量含量低于粘土矿物的总重量含量。

在本文中，针对粘合剂或砂浆的成分给出的含量是相对于粘合剂组合物或砂浆组合物的总重量表示的重量含量。

令人惊讶地，已经观察到使用生粘土作为主要的粘合剂，几乎没有或没有水硬性粘合剂，提供了良好的性能。在例如瓷砖粘合剂的情况下，获得了良好的拉伸粘合力值。尽管缺乏水硬性，但已显示生粘土能够非常有效地粘结砂浆或混凝土骨料。

粘土被理解为主要包含至少一种粘土矿物的粉状材料。粘土可以由一种粘土矿物或多种粘土矿物组成。可选择地，除了一种或多种粘土矿物外，粘土还可包含其他矿物，例如石英，长石，云母等。当通过压碎含粘土岩石获得粘土时，尤其如此。粘土也可能来自挖出的土壤，特别地由于建筑工作。

粘土矿物是页硅酸盐家族的水合硅铝酸盐。至少一种粘土矿物优选选自高岭石（kaolinite），蒙脱石（smectites）（特别地蒙脱土（montmorillonite），皂石（saponite ）或贝得石（beidellite）），伊利石（illite），海泡石（sepiolite），凹凸棒石（attapulgite）（也称为坡缕石（palygorskite）），锂蒙脱石（hectorite）和锂皂石（laponite）。粘土优选不包含纤维状粘土矿物。

粘土矿物的结构是二维的片材，该片材由两层类型（四面体和八面体层）组成，它们通过其顶点相连。在四面体层中，硅原子被四个氧原子包围，而在八面体层中，诸如铝的金属原子被六个氧原子包围。由于其结构非常大的比表面积，粘土能够通过在片材之间插入或通过在片材表面吸附而允许大量的阳离子或阴离子交换。在高岭石的情况下，离子交换能力保持较低，并且层间空间被水分子占据，并且由八面体片材的羟基与四面体片材的氧之间的氢键维持。在蒙脱石的情况下，离子交换能力较高，这是因为片材的八面体层中的铝阳离子已被二价阳离子例如镁部分取代。在这种情况下，总的负电荷被中间层空间中的钠和/或钙离子抵消。由于这些层通过相对弱的力保持在一起，因此水和其他极性分子能够渗入片材间空间，这通常会导致整个材料尺寸的变化。

优选至少一种生粘土选自高岭土（kaolins）和膨润土（bentonites），特别地钠，钙或镁膨润土。膨润土主要含有蒙脱土（montmorillonite）。