用于无机粘结剂的新型减缩剂制造技术

本发明专利技术涉及羧酸类的聚氧化烯作为无机粘结剂中的低排放减缩剂的用途、涉及减小收缩率的方法和相应的组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于无机粘结剂的新型减缩剂
本专利技术提供基于羧酸的聚氧化烯作为用于无机粘结剂、尤其是水泥质粘结剂的新型低排放的减缩剂(shrinkage-reducingagent)，以及由其生产的建筑材料，例如灰浆(mortar)、砂浆(screed)、混凝土和浆料。
技术介绍
本领域技术人员早已知道，无机粘结剂、尤其是水泥质粘结剂在凝固和干燥过程期间会经历体积收缩。这种收缩对于硬化建筑材料的使用适用性、持续使用寿命和强度具有非常重要的意义，因为它常常是裂缝形成、砂浆凹陷和其它缺陷的原因。以这种方式，例如，水、溶解的盐和空气通过裂缝进入混凝土、灰浆、砂浆或浆料的内部，并加速例如钢筋混凝土构造中的腐蚀。此外，由冻结和解冻引起的周期性应力，伴随水不希望地渗透至建筑材料中，从而导致机械应力和过早的材料失效。因此，建筑工业正尝试通过各种不同的措施将收缩限制至最低。已尝试不仅通过实施建造的方式和优化的水泥质粘结剂组合物的选择来抵消收缩，而且近些时候还通过添加有机添加剂来增强抵消收缩的程度。在20世纪80年代初期，日本开发并成功使用了第一批减缩剂(P.BetontechnischeBerichte2007-2009，第19-37页)。从那时起，各种减缩剂作为掺合物的使用已变得广泛，并已成为与作用机理相关的科学研究的主题(P.Thesis,UniversityofWeimar,2009)。现有技术包括将各种类型的二醇和聚氧化烯用作所述减缩剂。例如，US4,547,223公开了聚氧化烯的使用，所述聚氧化烯由具有1至7个碳原子的烷醇或具有5个或6个碳原子的OH官能的脂环族化合物开始进行制备，且含有1至10个氧化乙烯和/或氧化丙烯的单体单元。GB2305428描述了各种二醇如2-甲基戊烷-2,4-二醇和由其制备的具有2-10个氧化乙烯和/或氧化丙烯单元的烷氧基化产物的减缩作用。相比之下，EP1024120依赖于特定的烷醇胺如N-丙基氨基丙醇或N-丁基氨基丙醇。在JP2011246286中要求保护摩尔质量为400-8000g/mol的聚乙二醇作为减缩剂，而CN100347139描述了由具有15至17个乙烯氧基单元的C12-C18脂肪醇形成的脂肪醇乙氧基化物。衍生自具有至少三个OH基的多元醇且每个OH基具有30至50个氧化烯单元的聚氧化烯在JP2010229015中被用于减少水硬性粘结剂中的收缩。若干产权都涉及基于丁醇的聚氧化烯的用途，例如文献JP2004091259(1至20个氧化乙烯或氧化丙烯单元)和CN102020432(排他性地涉及氧化丙烯单元)。另外，已知二醇和聚氧化烯可以粉状、通常受负载的形式被添加至水泥质体系中。JP2011184236中所述的方法基于将具有1至100个氧化烯单元的聚氧化烯施加至无机粉状载体材料，所述氧化烯单元键合至具有1至8个碳原子的烷醇。例如，160g载体材料上的80g活性成分通过吸收转化为固体涂敷形式。所有这些减缩剂均有一个或多个缺点。它们由于其高剂量和/或生产成本而不经济，它们由于其表面活性而破坏了气孔形成剂(airporeformer)的作用，它们由于其易燃性/闪点而不能可行地在建筑工地上使用，或者它们会延迟水泥质体系强度的逐步发展。迄今为止已知的有机减缩剂的迄今为止尚未解决的又一问题是其蒸气压。在大的区域上，如例如在砂浆中进行加工期间和加工之后，存在挥发性物质的放气。因此常规的减缩剂是挥发性有机化合物(VOC)。当用于住宅中时，它们会造成可呼吸空气的污染，这种污染在地毯、家具和塑料的情况下被容忍的程度越来越低。尤其是低分子量的二醇和聚氧化烯，以及还有由于其生产方法而具有宽的摩尔质量分布与低分子量组分或含有低分子量副产物的那些聚氧化烯，可构成VOC的来源。从长远来看，来自建筑材料的永久性逐渐放气可能损害建筑材料的机械性质。由于挥发性有机化合物在室内空气中的潜在的健康损害作用，因此多年来都是通过限定的测试方法对地板覆盖物和地板覆盖物粘合剂进行测试，特别低排放的材料被认定为优质密封件。符合例如EMICODEEC1和BlaueEngel严格准则的材料是非常特别低排放的产品。最近，越来越多的注意力集中在室内铺设的砂浆上，这些砂浆与它们的有机掺合物同样是可能的VOC来源。迄今为止，没有已知的用于水硬性粘结剂的有机减缩剂能在常规浓度下满足例如EMICODEEC1或类似测试标准的要求。
技术实现思路
因此，本专利技术所要解决的问题是提供用于水硬性粘结剂的低排放且几乎不含VOC的减缩剂。所要解决的一个具体问题是提供满足AusschusszurgesundheitlichenBewertungvonBauprodukten(AgBB，德国建筑产品健康相关评价委员会)准则(2015年2月版)的减缩剂。本专利技术所解决的又一问题是提供用减缩剂生产的建筑材料，所述减缩剂满足TVOC3<10mg/m3、TVOC28<1.0mg/m3且SVOC28<0.1mg/m3的AgBB准则，因此也特别适合于非常特别地在室内使用。(TVOC＝在第3或28天的总挥发性有机化合物)，SVOC＝在第28天的半挥发性有机化合物。根据本专利技术的减缩剂将是可以液体形式(纯净的或稀释的)或以固体形式、例如以受负载的形式生产的和可用的，以使得能够实现对于应用的最大灵活性。同时，所述减缩剂还可与其它物质一起用作产品配制物的组分。本专利技术所要解决的又一问题是提供一类新的减缩剂，其不仅在上述定义的意义上是低排放的，可廉价地生产且易于加工，而且还展示出至少与通过从现有技术中已知的产品所实现的减缩作用一样好的减缩作用。当下文具体说明化合物的范围、通式或类别时，这些意在不仅涵盖明确提到的化合物的相应的范围或类群，而且还包括可通过省去单个值(范围)或化合物而获得的化合物的所有子范围和子群。当出于本说明书的目的而引用文件时，这些文件的全部内容意在成为本专利技术的公开内容的一部分。当下文给出百分比数字时，除非另有说明，否则这些数是以重量％计的数值。在组合物的情况下，除非另有说明，否则百分比数字是基于总组合物的。当下文给出平均值时，除非另有说明，否则这些是质量平均值(重量平均值)。当下文给出测量值时，除非另有说明，否则这些测量值是在101325Pa的压力和25℃的温度下确定的。已令人惊讶地发现，聚合物链中具有一个或多个羧基和一个或多个端羟基的特定聚氧化烯在作为低排放减缩剂时具有极好的适用性。这种呈液体或固体形式的聚氧化烯(如果期望，可负载于无机吸收性基底上)可以通用的方式用于例如灰浆、水泥和混凝土或浆料中，并且在此类无机粘结剂组合物中显示优异的减少收缩的作用。根据DIN52450的研究证实，包含根据本专利技术的减缩剂的自流平水泥砂浆在14天后具有小于0.4mm/m的非常低的收缩率。在本专利技术的上下文中，低排放且无VOC的减缩剂被认为是满足德国建筑产品健康相关评价委员会(AgBB)的准则(2015年2月版)的那些。这些准则是本领域技术人员已知的。这些已由德国环境部在其网页上公布：http://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/355/dokumente/agbb-bewertungs本文档来自技高网...

【技术保护点】
式(I)的聚氧化烯作为减缩剂的用途

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.20 EP 15177467.61.式(I)的聚氧化烯作为减缩剂的用途其中R独立地为具有3至38个碳原子的a价、直链或支链、饱和、单不饱和或多不饱和的脂族、脂环族或芳族烃基，其中所述烃基被聚氧化烯基团A取代，a＝1至4，n＝0至40，m＝0至40，条件是n和m的总和＝4至80，其中n和m所指的单元以嵌段或无规地分布在聚醚链中，并且n和m所指的单元构成实际存在的结构的可能统计分布的平均值。2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，在式(I)中，所述R基团独立地为具有3至38个碳原子、优选具有5至17个碳原子的脂族烃基，其中碳链末端被1个或2个聚氧化烯基团A取代，并且a是聚氧化烯基团A的数目且为1或2。3.根据权利要求1和2中任一项所述的用途，其特征在于所述R基团衍生自脂肪酸或二聚体脂肪酸。4.根据权利要求1至3中任一项所述的用途，其特征在于，所述R基团衍生自己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、十九烷酸、二十烷酸、2-乙基己烷羧酸、异壬酸、3,5,5-三甲基己烷羧酸、新癸酸、异十三烷羧酸、异硬脂酸、十一碳烯酸、油酸、亚油酸、蓖麻油酸、亚麻酸、苯甲酸、肉桂酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、环己烷羧酸、六氢邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、甲基四氢邻苯二甲酸或衍生自上述不饱和羧酸的二聚体脂肪酸。5.根据权利要求1至4中任一项所述的用途，其特征在于，在式(I)中，a小于3，优选为1。6.根据权利要求1至5中任一项所述的用途，其特征在于，在式(I)中，m＝2至30，优...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·舒伯特，A·赖因施密特，A·费特尔，S·克鲁切克，D·霍纳特，T·米勒，I·柯尼希，O·布拉斯克，A·埃伯哈特，
申请(专利权)人：赢创德固赛有限公司，SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE