包含交联聚羧酸共聚物的水泥组合物添加剂以及包含该添加剂的水泥组合物制造技术

本发明专利技术公开了一种包含交联聚羧酸共聚物的水泥组合物添加剂，以及包含该添加剂的水泥组合物。更具体地，本发明专利技术公开了一种包含聚羧酸共聚物和/或其盐的水泥组合物添加剂以及包含该添加剂的水泥组合物，其中，所述聚羧酸共聚物是包含基于烷氧基聚烷撑二醇单(甲基)丙烯酸酯的单体、基于(甲基)丙烯酸的单体以及含有5至20个氧化烯基团且具有两个或更多个丙烯酸酯基团或乙烯基的交联剂的单体混合物的共聚物。根据本发明专利技术的所述包含交联聚羧酸共聚物的水泥组合物添加剂可以控制交联结构，从而提高水泥组合物的初始减水性能和保持性，因而能够使水泥组合物具有优异的长期可加工性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含交联聚羧酸共聚物的水泥组合物添加剂以及包含该添加剂的水泥组合物
本专利技术涉及一种包含交联聚羧酸共聚物的水泥组合物添加剂，以及包含该添加剂的水泥组合物。更具体地，本专利技术涉及一种包含聚羧酸共聚物和/或其盐的水泥组合物添加剂以及包含该添加剂的水泥组合物，其中，所述聚羧酸共聚物是单体混合物的共聚物，所述单体混合物包含：基于烷氧基聚烷撑二醇单(甲基)丙烯酸酯的单体、基于(甲基)丙烯酸的单体以及含有5至20个氧化烯基团且具有两个或更多个丙烯酸酯基团或乙烯基的交联剂。
技术介绍
水泥组合物(例如通过混合水泥、水和其它添加剂制备的水泥浆，通过向所述水泥浆中加入砂子制备的砂浆，以及通过进一步向所述砂浆中加入大粒料(例如砾石)并混合所得的砂浆制备的混凝土)在各种建筑材料等中大量使用。然而，由于水泥和水之间的水合反应，所制备的水泥组合物随着时间的推移开始硬化，因而其加工性逐渐劣化。在这种情况下，额外加入水以提高加工性，因此，抗压强度降低，且在水泥组合物中产生裂纹，因此在水泥组合物中使用的水的总量是有限的。于是，已经开发出了用于减少水量且保持水泥组合物的分散性的各种水泥添加剂。特别是，在这样的水泥组合物中，由于30分钟后通常发生坍落度下降，混凝土需要在很短的时间内完成包括从混凝土搅拌到混凝土浇筑的所有任务。最近，出现了开发一种水泥添加剂的需求，该添加剂满足了根据混凝土粒料的品质下降而增加单元数的需求，由于使用机械化现代设备和交通拥塞而比常规增塑剂具有更高的减水性能，或具有优异的坍落度保持能力。目前正在使用各种水泥分散剂以提高水泥组合物的流动性。然而，在一般情况下，当使用水泥分散剂制备具有高减水性能的水硬性组合物时，坍落度损失是显著的，且可加工性和可施工性降低。因此，为了防止坍落度损失，通常努力使用具有坍落度损失防止性能的水溶性聚羧酸共聚物作为水泥分散剂。所述水溶性聚羧酸共聚物的实例包括，但不限于，通过甲基丙烯酸酯的共聚制备的水溶性乙烯基共聚物(日本专利申请特开平1-226757、美国专利申请第4962173号以及日本专利申请特开平4-209613中公开)和马来酸酐和链烯基醚或它们的衍生物的共聚物(日本专利申请公告昭58-38380、日本专利申请特开昭63-285140和日本专利申请特开平2-163108中公开)。然而，在使用所述水溶性共聚物作为水泥分散剂的所述常规方法中，不能充分防止坍落度损失。此外，为防止这种坍落度损失，已提出组合使用流动性降低抑制剂和水泥分散剂。作为一种实例，有人提出组合使用由马来酸酐和烯烃获得的非水溶性共聚物和水泥分散剂，并且使用其中非水溶性共聚物通过水泥的水合作用产生的碱性氢氧化物水解以逐渐变成水溶性共聚物的特性来获得预防坍落度损失的方法(日本专利申请公告平5-67579)。然而，在组合使用流动性降低抑制剂和水泥分散剂的所述常规方法中，坍落度损失防止性能随时间变化且劣化，凝结延迟大。同时，日本专利申请特开平7-267705中公开了一种包括三种聚合物的水泥分散剂。这三种聚合物包括：聚烷撑二醇单(甲基)丙烯酸酯化合物和(甲基)丙烯酸化合物的共聚物(第一组分)、聚烷撑二醇单(甲基)烯丙基醚化合物和马来酸酐的共聚物(第二组分)以及聚烷撑二醇单(甲基)烯丙基醚化合物和马来酸酯化的聚烷撑二醇化合物的共聚物(第三组分)。所引用专利的说明书中记载了，当单独使用时，第一组分增强了水泥的初始流动性，但坍落度保持能力差，且增加了水泥组合物的粘度。此外，所引用专利的说明书中记载了，当单独使用时，第二组分需要时间以增加初始流动性，并且即使当通过增加其用量来增强初始流动性时，随着时间的推移会导致水泥组合物的相分离。此外，所引用专利的说明书中记载了，当单独使用时，第三组分在水泥组合物的分散性上更差，因此通过以特定混合比率组合使用所述三种组分产生通过单独使用三种组分的每一种所无法获得的效果。因此，在所引用的说明书中推测，在水泥组合物中的三种组分之间在作用机制上的差异是由于各个组分的分子量导致的，并且在初始流动性增加效应上的差异是由于在水泥颗粒上含基于(甲基)丙烯酸的官能团的聚合物的吸附速率比含基于马来酸的官能团的聚合物更快，从而使后者具有更高的初始流动性而导致的。此外，其进一步记载了，吸附速率更高的组分具有差的保持流动性的能力。目前，本领域已知一种技术，其包括组合使用聚烷撑二醇单(甲基)丙烯酸酯/(甲基)丙烯酸共聚物和不饱和聚烷撑二醇单链烯基醚/马来酸共聚物。然而，尚未公开同时具有足够的初始分散性和坍落度保持能力的水泥组合物，并且需要添加大量的分散剂以表现出足够的初始分散性。尤其是，在高减水率范围内，更加难以选择出赋予水泥足够分散性和分散保持能力的添加剂。因此，目前迫切需要开发从根本上解决这些问题的技术。
技术实现思路
【技术问题】本专利技术的目的是解决现有
中的上述问题，并实现长期以来一直寻求的技术目标。作为多种广泛和深入的研究和实验的结果，本专利技术的专利技术人开发了一种聚羧酸共聚物，其具有优良的减水性能，从而赋予初始分散性而无需添加单独的减水剂或坍落度保持剂，且可以提供预防坍落度损失性能(即坍落度保持能力)；并确认当使用所述聚羧酸共聚物作为水泥组合物的添加剂时，防止水泥组合物的流动性降低，从而完成了本专利技术。本专利技术的另一个目的是提供一种防止水泥组合物的流动性降低的方法。本专利技术的上述的和其它目的可以通过以下描述的本专利技术的实施方式来实现。【技术方案】根据本专利技术的一个方面，提供一种包含聚羧酸共聚物和/或其盐的水泥组合物添加剂，其中所述聚羧酸共聚物是单体混合物的共聚物，所述单体混合物包括：基于烷氧基聚烷撑二醇单(甲基)丙烯酸酯的单体、基于(甲基)丙烯酸的单体以及含有5至20个氧化烯基团且具有两个或更多个丙烯酸酯基团或乙烯基的交联剂。也就是说，根据本专利技术，使用通过使基于(甲基)丙烯酸的单体和含有5至20个氧化烯基团且具有两个或更多个丙烯酸酯基团或乙烯基的交联剂与基于烷氧基聚烷撑二醇单(甲基)丙烯酸酯的大分子单体组合并将所述单体共聚合而制备的聚羧酸共聚物作为水泥添加剂，从而提供了与常规的水泥添加剂相比优异的分散性。此外，即使在高减水率范围内，所述基于聚羧酸单体的共聚物也可以提高水泥组合物的流动性，在很长的时间内显著防止所得到的流动性随着时间的推移而降低，并且通过持续地加入适量的空气而赋予水泥组合物良好的加工性。可以加入所述聚羧酸共聚物自身，并作为水泥组合物的主要成分。如果需要，可以将通过用碱性物质中和而得到的共聚物盐加入到聚羧酸共聚物中，所得物质可以用作水泥组合物的主要成分。在具体的实施方式中，所述碱性物质可以是选自一价或二价金属的氢氧化物、氯化物和碳酸盐，氨以及有机胺中的至少一种。在具体的实施方式中，所述聚羧酸共聚物可以是单体混合物的共聚物，所述单体混合物包含50wt％至97.5wt％的基于烷氧基聚烷撑二醇单(甲基)丙烯酸酯的单体、1wt％至48.5wt％的基于(甲基)丙烯酸的单体以及0.1wt％至10wt％的含有5至20个氧化烯基团且具有两个或更多个丙烯酸酯基团或乙烯基的交联剂。当在上述量的范围内共聚合所述单体时，所得到的聚羧酸共聚物可以表现出优异的分散性、坍落度保持能力以及初始分散性，并且还具有优良的加气性能。同时，为了最大限度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含聚羧酸共聚物和/或其盐的水泥组合物添加剂，其中，所述聚羧酸共聚物是单体混合物的共聚物，所述单体混合物包括基于烷氧基聚烷撑二醇单(甲基)丙烯酸酯的单体、基于(甲基)丙烯酸的单体以及含有5至20个氧化烯基团且具有两个或更多个丙烯酸酯基团或乙烯基的交联剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.03 KR 10-2012-00973151.一种包含聚羧酸共聚物和/或其盐的水泥组合物添加剂，其中，所述聚羧酸共聚物是单体混合物的共聚物，所述单体混合物包括基于烷氧基聚烷撑二醇单(甲基)丙烯酸酯的单体、基于(甲基)丙烯酸的单体、聚乙二醇二丙烯酸酯作为交联剂和聚氧化烯链烯基醚硫酸盐，其中，所述聚羧酸共聚物是，基于所述共聚物的总重量，包含：50wt％至97.5wt％的基于烷氧基聚烷撑二醇单(甲基)丙烯酸酯的单体、1wt％至48.5wt％的基于(甲基)丙烯酸的单体和0.1wt％至10wt％的交联剂的单体混合物的共聚物，基于所述共聚物的总重量，所述聚氧化烯链烯基醚硫酸盐的含量为1wt％至48wt％，其中，所述基于烷氧基聚烷撑二醇单(甲基)丙烯酸酯的单体由如下通式1表示：其中，R1为氢原子或甲基；R2O为C2-C4氧化烯或至少两种C2-C4氧化烯的组合；R3是C1-C4烷基；以及m表示所述氧化烯基团的平均加成摩尔数且为50至200的整数，其中，所述基于(甲基)丙烯酸的单体由如下通式2表示：R4-COOM1(2)其中，R4是含有不饱和键的C2-C5烃基；以及M1是氢原子、一价或二价金属、铵基或有机胺，其中，所述聚氧化烯链烯基醚硫酸盐由如下通式3表示：其中，R5是氢原子或甲基；R6是C1-C3亚烷基、亚苯基或烷基亚苯基；R7O是C1-C4氧化烯或至少两种C1-C4氧化烯的组合；n表示所述氧化烯基团的平均加成摩尔数并且为10至50的整数；以及M2为氢原子、一价金属、铵或有机胺。2.根据权利要求1所述的添加剂，其中，所述聚羧酸共聚物的盐是通过用碱性物质中和所述聚羧酸共聚物而获得的共聚物盐。3.根据权利要求2所述的添加剂，其中，所述碱性物质是选自一价或二价金属的氢氧化物和碳酸盐，氨以及有机胺中的至少一种。4.根据权利要求1所述的添加剂，其中，所述R2O基团包括至少两种C2-C4氧化烯的组合，且以嵌段或无规的形式存在。5.根据权利要求1所述的添加剂，其中，所述基于烷氧基聚烷撑二醇单(甲基)丙烯酸酯的单体是选自甲氧基聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丁二醇单(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇聚丁二醇单(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚丙二醇聚丁二醇单(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇聚丙二醇聚丁二醇单(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚丁二醇单(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚乙二醇聚丁二醇单(甲基)丙烯酸酯、乙氧基聚丙二醇聚丁二醇单(甲基)丙烯酸酯以及乙氧基聚乙二醇聚丙二醇聚丁二醇单(甲基)丙烯酸酯中的至少一种单体。6.根据权利要求1所述的添加剂，其中，所述由通式2所表示的基于(甲基)丙烯酸的单体是选自丙烯酸、甲基丙烯酸以及这些酸的一价或二价金属盐、铵盐和有机胺盐中的至少一种单体。7.根据权利要求1所述的添加剂，其中，所述R7O基团包括至少两种C1-C4氧化烯的组合，且以嵌段或无规的形式存在。8.根据权利要求1所述的添加剂，其中，所述聚氧化烯链烯基醚硫酸盐为选自以下单体中的至少一种单体：硫氧基聚烷撑二醇烯丙基醚，其选自硫氧基聚乙二醇壬基苯基丙烯基醚、硫氧基聚乙二醇烯丙基醚、硫氧基聚丙二醇烯丙基醚、硫氧基聚丁二醇烯丙基醚、硫氧基聚乙二醇2-丁烯基醚、硫氧基聚丙二醇2-丁烯基醚、硫氧基聚丁二醇2-丁烯基醚、硫氧基聚乙二醇3-丁烯基醚、硫氧基聚丙二醇3-丁烯基醚、硫氧基...

【专利技术属性】
技术研发人员：高彰范，金英玟，金林奎，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR