水性分散体制造技术

本发明专利技术涉及一种包含水合硅酸钙的无水泥水性聚合物分散体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水性分散体 本专利技术提供包含以分散形式存在的聚合物P颗粒和水合硅酸钙颗粒的无水泥水 性分散体，其中 聚合物P具有彡10且彡lOOOnm的数均粒径和在彡-55且彡30°C范围内的玻璃化 转变温度，并且由下述物质以共聚合形式组成： 彡0. 1重量％且< 10重量％的至少一种丙烯酸羟烷基酯、甲基丙烯酸羟烷基酯和 /或α，β -单烯键式不饱和C3至C6单羧酸或C4至C6二羧酸的酰胺（单体A)， 彡0重量％且< 0. 5重量％的至少一种α，β -单烯键式不饱和c3至C6单羧酸或 c4至C6二羧酸（单体B)， 彡0重量％且彡10重量％的甲基丙烯酸甲酯（单体C)，以及 > 90重量％且< 99. 9重量％的至少一种其他烯键式不饱和单体（单体D)，其中 单体D与单体A至C不同， 单体A至D的量共计100重量％，并且其中， 水合硅酸钙具有彡0· 1且彡100nm的重均粒径。 本专利技术进一步提供制备上述无水泥水性分散体的方法，无水泥水性分散体在水硬 性组合物中作为添加剂的用途，以及包含无水泥水性分散体的水硬性组合物。 针对本专利技术的目的，水硬性组合物为粉末形式的无机粘合剂，该无机粘合剂通常 包含砂、砾石、碎石或其他填料例如天然或合成纤维作为集料，并且通过例如与水搅拌而转 化成即用形式，被称为砂浆或混凝土，当其被置于空气中或某些情况下置于水下时，随时间 的变化将经历岩石般的固化。此类水硬性凝固组分，例如煅石灰或石膏以及，特别是，水泥 (关于这点，参见EN197-1)，如波特兰水泥、白水泥、Thurament、Celitement，以及例如与 矿砂、粉煤灰、硅尘、偏高岭石、天然火山灰或烧制的油页岩掺混的水泥，是技术人员所熟知 的。 为了改善待加工砂浆和混凝土的机械特性，和/或改善由它们所获得的固化 或凝固材料的机械特性（例如抗弯拉强度（flexural tensile strength)、基底粘合 力（substrate adhesion)、柔性），将砂楽和混凝土与细碎聚合物（数均粒径彡10且 < lOOOnrn)进行混合，所述细碎聚合物以水性多分散体或由这些分散体获得的聚合物粉 末的形式存在。这些细碎聚合物的缺点是它们通常对砂浆和混凝土的凝固性能（setting behavior)(即，岩石般固化）表现出阻滞效应。 然而，尤其对于基于胶凝体系的砂浆或混凝土而言，快速凝固和高的早硬强度 是必需的，并且由于这个原因，所以将被称为促凝剂的化合物，例如甲酸钙、氯化钙或碳酸 锂，例如与砂浆或混凝土混合物掺混在一起。所述已知的促凝剂的问题性特征在于它们在 例如钢筋混凝土的抗腐蚀性或风化的发展方面具有缺点。另一缺点是已知促凝剂的使用量 相对较大。 另外，为了使砂浆或混凝土混合物获得更加快速的凝固性能和更高的早硬强度 以及恒定的最终强度，以及之后进一步降低的组分质量，目前正在使用细碎的水合硅酸钙 的分散体。此类细碎的水合硅酸钙的分散体及其制备方法公开于例如W0 2010/26155、TO 2011/26720和WO 2011/26723中，以及在欧洲-PCT申请中，其 优先权日:不早于本说明书的 优先权日:，所述申请基于申请号为11163464. 8的欧洲优先权申请。这些细碎的水合硅酸钙 的分散体的一个缺点在于它们易于在存储时结块，并且它们在砂浆或混凝土凝固时的促凝 效果下降或甚至完全丧失。为了减少或完全阻止细碎的水合硅酸钙的水性分散体的结块， 有必要将稳定剂和/或增塑剂与细碎的水合硅酸钙的水性分散体掺混。以这种方式制备和 /或稳定的细碎的水合硅酸钙的水性分散体被作为单独组分与混凝土或砂浆混合物进行混 合。 如果技术人员希望将上述细碎的聚合物的优点与细碎的水合硅酸钙的促凝效果 结合起来，他或她在生产砂浆或混凝土的过程中不得不以两种单独成分的形式来使用它们 或混合它们。然而，技术人员更喜欢特定的一锅法体系（specific one-pot systems)，因 为它们更易存储（一个存储罐代替两个存储罐）和处理（特别是数量测量和计量加入）。 然而，本专利技术人自身的调查显示，常用聚合物（具有> 10和彡lOOOnm的数均粒径 以及彡-55且< 30°C范围的玻璃化转变温度）的水性分散体与水合硅酸钙（具有彡0. 1 且< 100nm的重均粒径）的混合物由于其胶凝、凝聚或粘度的增加，所以没有足够的存储期 限。此外，此类混合物在砂浆和混凝土的固化中失去它们的促凝效果。 因此，本专利技术的一个目的是提供无水泥水性分散体，其包含以分散形式存在的聚 合物（具有彡10且彡l〇〇〇nm的数均粒径和彡-55且彡30°C范围的玻璃化转变温度）和水 合硅酸钙（具有> 〇. 1且< l〇〇nm的重均粒径），该无水泥水性分散体在23°C时具有> 28 天存储期限。 此目的是通过开篇所定义的无水泥水性分散体来实现。 本专利技术的本质是使用一种聚合物P的水性分散体，所述聚合物P具有> 10且 SlOOOnm的数均粒径和彡-55且<30°C范围的玻璃化转变温度，并且由下述单体以共聚合 形式组成： 彡0· 1重量％且彡10重量％的至少一种单体A， 彡0重量％且< 0· 5重量％的至少一种单体B， 彡0重量％且彡10重量％的单体C，以及 > 90重量％且< 99. 9重量％的至少一种单体D， 并且特别有利地由下述物质组成： 彡2. 0重量％且< 8. 0重量％的至少一种单体A， 彡0重量％且< 0· 2重量％的至少一种单体B， 彡0重量％且彡2. 0重量％的单体C，以及 > 92重量％且< 98重量％的至少一种单体D， 在每种情况下，单体A至D的量共计100重量％ (总的单体量）。 作为单体A，原则上可使用所有的羟烷基丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯，有利地为 羟基-C 2-C1(l烷基丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯，优选为羟基-c2-c4烷基丙烯酸酯和/或甲 基丙烯酸酯，以及特别有利地为羟基-c 2-c3烷基丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯，其中，在本 说明书的上下文中，烷氧基化丙烯酸羟烷基酯和/或甲基丙烯酸酯，即，与环氧烷烃（主要 为环氧乙烷和环氧丙烷）反应的那些，也被视为单体A。至少一种单体A有利地选自二乙二 醇单丙烯酸酯、丙烯酸4-羟基丁酯、丙烯酸3-羟基丙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸2-羟 基乙酯、二乙二醇单甲基丙烯酸酯（diethylene glycol monomethacrylate)、甲基丙烯酸 4-羟基丁酯、甲基丙烯酸3-羟基丙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯以及甲基丙烯酸2-羟基乙 酯。特别有利地使用丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、甲 基丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸3-羟基丙酯和/或甲基丙烯酸-3-羟基丙酯，特别优选丙烯 酸2-羟基乙酯和/或甲基丙烯酸2-羟基乙酯。 同样考虑作为单体A的有所有的α，β-单烯键式不饱和的(：3至(：6单羰酰胺或 c4至C6二羰酰胺。同样包括在单体Α中的有酰胺基团被烷基或羟甲基取代的上述化合物。 此类单体A的实例为α，β -单烯键式不饱和的C3至C6、优选为C3或C4的单羧酸或C 4至 C6二羧本文档来自技高网...

【技术保护点】
包含以分散形式存在的聚合物P颗粒和水合硅酸钙颗粒的无水泥水性分散体，其中聚合物P具有≥10且≤1000nm的数均粒径和在≥‑55且≤30℃范围的玻璃化转变温度，并且由下述物质以共聚合形式组成：≥0.1重量％且≤10重量％的至少一种丙烯酸羟烷基酯、甲基丙烯酸羟烷基酯和/或α,β‑单烯键式不饱和C3至C6单羧酸或C4至C6二羧酸的酰胺(单体A)，≥0重量％且≤0.5重量％的至少一种α,β‑单烯键式不饱和C3至C6单羧酸或C4至C6二羧酸(单体B)，≥0重量％且≤10重量％的甲基丙烯酸甲酯(单体C)，以及≥90重量％且≤99.9重量％的至少一种其他烯键式不饱和单体(单体D)，其中单体D与单体A至C不同，单体A至D的量共计100重量％，并且其中，水合硅酸钙具有≥0.1且≤100nm的重均粒径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.08 EP 12154509.91. 包含以分散形式存在的聚合物P颗粒和水合硅酸钙颗粒的无水泥水性分散体，其中 聚合物P具有彡10且< lOOOnm的数均粒径和在彡-55且< 30°C范围的玻璃化转变温 度，并且由下述物质以共聚合形式组成： >0. 1重量％且< 10重量％的至少一种丙烯酸羟烷基酯、甲基丙烯酸羟烷基酯和/或 α，β -单烯键式不饱和C3至C6单羧酸或C4至C6二羧酸的酰胺（单体A)， 彡0重量％且< 0. 5重量％的至少一种α，β -单烯键式不饱和C3至C6单羧酸或C4至 C6二羧酸（单体B)， 彡0重量％且< 10重量％的甲基丙烯酸甲酯（单体C)，以及 > 90重量％且< 99. 9重量％的至少一种其他烯键式不饱和单体（单体D)，其中单体 D与单体A至C不同， 单体A至D的量共计100重量％，并且其中， 水合硅酸钙具有彡〇· 1且彡l〇〇nm的重均粒径。2. 依据权利要求1的水性分散体，其中水合硅酸钙具有下述平均组成：其中 X是钠和/或钾， Y是镁、锶和/或钡，以及 a :代表彡0. 1且彡2的数值， b :代表彡0且彡0. 5的数值， c :代表彡0且彡2的数值， d:代表彡0且彡1的数值，以及 e :代表彡1且彡6的数值。3. 依据权利要求1或2的水性分散体，其中 a :代表彡0. 6且彡1. 8的数值， b :代表彡0且彡0. 2的数值， c :代表彡0且彡0. 1的数值， d:代表彡0且彡0.1的数值，以及 e :代表彡1且彡6的数值。4. 依据权利要求1至3任一项的水性分散体，其中水合硅酸钙是通过偏硅酸钠[Na20 ·η Si02，且η = 1至4]与硝酸钙、乙酸钙、氢氧化钙、硫酸钙和/或甲酸钙在水性介质中反应 而制备的。5. 依据权利要求4的水性分散体，其中在水合硅酸钙中的Ca/Si摩尔比为1:1至 1:1. 6。6. 依据权利要求4或5的水性分散体，其中反应是在水性介质中在有机梳形聚合物溶 液的存在下进行的。7. 依据权利要求1至6任一项的水性分散体，其中水合硅酸钙具有> 5且彡20nm的重 均粒径。8. 依据权利要求1至7任一项的水性分散体，其中聚合物P是由下述物质...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·莫拉如，K·施密特，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE