作为用于碱性活化粘结剂的分散剂的具有梯度结构的共聚物制造技术

本发明专利技术涉及一种共聚物在包含碱性活化剂的粘结剂组合物中作为分散剂的用途，其中所述活化剂特别适合于活化潜在水硬性和/或火山灰型粘结剂，其中所述共聚物具有聚合物主链和键接于其上的侧链，和包含至少一种可电离单体单元M1和至少一种带有侧链的单体单元M2，和其中所述共聚物在至少一个链段A中在沿着所述聚合物主链的方向具有关于所述可电离单体单元M和/或关于所述带有侧链的单体单元M2的梯度结构。

Copolymer with gradient structure as a dispersant for alkaline activated binder

The invention relates to the use of a copolymer as a dispersant in a binder composition containing alkaline activators, in particular the activator suitable for activating potential water hard and / or volcanic ash type adhesives, in which the copolymer has a polymer main chain and a side chain attached to it, and contains at least one ionizable monomer. The body unit M1 and at least one single body unit with side chain M2, and the copolymer in the direction of the polymer main chain in at least one segment A, has a gradient structure of the ionizing monomer unit M and / or the single body unit M2 with the side chain described.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】作为用于碱性活化粘结剂的分散剂的具有梯度结构的共聚物
本专利技术涉及一种共聚物在包含碱性活化剂的粘结剂组合物中作为分散剂的用途。本专利技术还涉及粘结剂组合物并涉及其制备方法。本专利技术的另一个方面涉及可由粘结剂组合物获得的成型制品。
技术介绍
水泥的生产产生显著量的与气候相关的CO2。为了降低CO2排放，在粘结剂组合物中的水泥可部分地被潜在水硬性和/或火山灰型(puzzolanisch)水泥掺混物替代，所述潜在水硬性和/或火山灰型水泥掺混物例如飞灰、炉渣或硅尘。这种掺混物作为各种不同的工业过程中的副产物形成并且因此关于CO2平衡是有利的。然而，这种水泥掺混物的凝结，在没有额外手段的情况下，比在水硬性水泥的情况下需要明显更长的时间。尤其鉴于粘结剂组合物的高的早期强度，这是不利的。然而，可能例如借助于碱性或碱类的活化剂活化潜在水硬性和火山灰型掺混物。为了改进在尽可能小的水/粘结剂比例下的水泥性粘结剂组合物的可加工性，另外通常使用所谓分散剂作为增塑剂。由此实现了液体粘结剂组合物的良好可加工性和在其固化后的高机械强度二者。已知特别有效的分散剂例如是基于聚羧酸酯(盐)的梳形聚合物。这种梳形聚合物具有聚合物主链和键接于其上的侧链。相应的聚合物例如描述在EP1138697A1(SikaAG)中。同样已知作为混凝土添加剂的是如例如在EP1110981A2(Kao)中提及的共聚物混合物。所述共聚物混合物是通过在自由基聚合反应中转化烯属不饱和单体制备的，其中在所述聚合过程中，所述两种单体的摩尔比例被改变至少一次。然而，如已经发现的，基于聚羧酸酯(盐)的梳形聚合物通常对升高的碱性条件是极度敏感的。如果将这种分散剂在粘结剂组合物中与碱性活化剂一起使用，则它们在短时间后就会丧失它们的作用。因此，对于在碱性活化的粘结剂组合物中也可用的有效分散剂始终存在需求。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供分散剂，其中上述缺点被克服。所述分散剂尤其应可用于碱性活化的粘结剂组合物中，并且在此尽可能长久地保持有效。已经发现，令人惊奇地，本专利技术的目的可通过使用根据权利要求1的共聚物实现。所述共聚物具有聚合物主链和键接于其上的侧链，并包含至少一种可电离单体单元M1和至少一种带有侧链的单体单元M2，其中所述共聚物在至少一个链段A中在沿着所述聚合物主链的方向具有关于所述可电离单体单元M1和/或关于所述带有侧链的单体单元M2的梯度结构。如已经发现的，根据本专利技术使用的共聚物，与具有例如单体单元的纯统计(＝无规)或嵌段式分布的常规梳形聚合物相比，令人惊奇地对于碱性条件，如例如在包含潜在水硬性和/或火山灰型粘结剂的碱性活化的粘结剂组合物中主导的碱性条件不敏感。这尤其由如下事实说明：在采用和不采用碱性活化剂制成的含有梳形聚合物的粘结剂组合物的流动性方面的差异是相对小的。因此，作为分散剂或增塑剂的具有梯度结构的本专利技术的共聚物，即使在碱性活化的粘结剂组合物中也在较长的时间内保持有效并使得在低的水/水泥比例下能实现良好的可加工性。本专利技术的共聚物因此可以有利的方式特别地用于增塑，用于减低水需求和/或用于改进包含碱性活化剂的无机粘结剂组合物的可加工性。本专利技术的另外的方面是另外的独立权利要求的主题。本专利技术的特别优选的实施方案是从属权利要求的主题。实施本专利技术的方式本专利技术的第一方面涉及一种共聚物在包含碱性活化剂的粘结剂组合物中作为分散剂的用途，其中所述活化剂尤其适合于活化潜在水硬性和/或火山灰型粘结剂，其中所述共聚物具有聚合物主链和键接于其上的侧链，并包含至少一种可电离单体单元M1和至少一种带有侧链的单体单元M2，和其中所述共聚物在至少一个链段A中在沿着所述聚合物主链的方向具有关于所述可电离单体单元M1和/或关于所述带有侧链的单体单元M2的梯度结构。换句话说，在本专利技术的共聚物中，在至少一个链段A中，在沿着聚合物主链的方向，存在关于所述可电离单体单元M1和/或所述带有侧链的单体单元M2的浓度梯度。在本专利技术中，术语“梯度结构”或“浓度梯度”尤其是指在至少一个链段中，在沿着共聚物主链的方向，单体单元的局部浓度的连续变化。“浓度梯度”的另一个名称是“浓度斜度”。所述浓度梯度可例如基本上是恒定的。这对应于在所述至少一个链段A中，沿共聚物主链的方向，各个单体单元的局部浓度的线性降低或增加。然而，可能的是，沿共聚物主链方向，所述浓度梯度变化。在这种情况下，存在各个单体单元的局部浓度的非线性降低或增加。所述浓度梯度在此尤其延伸经过所述共聚物的至少10个，尤其至少14个，优选至少20个或至少40个单体单元。相反，例如在嵌段共聚物的情况下发生的那样，单体浓度的突然或尖锐变化不被称为浓度梯度。在本专利技术的上下文中，表述“局部浓度”指在聚合物主链中在给定点处特定单体的浓度。实践中，所述局部浓度或所述局部浓度的平均值可例如通过测定在所述共聚物的制备过程中的单体转化率来确定。在这种情况下，可以确定在特定时间段内转化的单体。平均局部浓度在此尤其对应于在考察的时间段内所转化的特定单体的摩尔分数对在考察的时间段内所转化的单体的总摩尔量的比例。所述单体的转化率可以自身已知的方式测定，例如借助于液相色谱，尤其是高效液相色谱(HPLC)，并考虑所用单体的量。特别地，还可以通过核自旋共振波谱(NMR波谱)分析和测定所述共聚物的结构。特别地，通过1HNMR波谱和13CNMR波谱，基于在所述共聚物中的邻基效应和使用统计评价，可以自身已知的方式测定在所述共聚物中单体单元的顺序。所述共聚物还可以具有多于一个具有梯度结构的链段A，尤其是两个、三个、四个或甚至更多个链段A，它们例如被相继排布。如果存在，在各个不同的链段A中可各自存在不同的梯度结构或浓度斜度。术语“可电离单体”和“可电离单体单元”尤其意思是指在pH值>10，尤其是在pH值>12的情况下处于阴离子形式或带负电荷形式的单体或经聚合的单体。这些尤其是H给体基团或酸基团。所述可电离基团更优选是酸基团，例如羧酸、磺酸、磷酸和/或膦酸基团。优选羧酸基团。所述酸基团还可采用去质子化形式的阴离子形式，或具有抗衡离子或阳离子的盐的形式。在本专利技术中，“粘结剂组合物”尤其被理解为意指包含至少一种有机和/或无机粘结剂的组合物。所述粘结剂优选是无机粘结剂。所述“碱性活化剂”尤其是碱类的或碱性作用的物质。这尤其被理解为意指如下物质，该物质当添加到水溶液中时能够升高其pH值。碱性活化剂尤其被理解为意指适合于活化潜在水硬性和/或火山灰型粘结剂的凝结或硬化的物质。所述粘结剂组合物尤其是活化的粘结剂组合物或碱性活化的粘结剂组合物，所述组合物除了所述粘结剂外还包含碱性活化剂。更特别地，所述粘结剂组合物包含用于活化潜在水硬性和/或火山灰型粘结剂的活化剂。所述碱性活化的粘结剂组合物在此尤其具有与没有被活化或不含有任何碱性活化剂的类似粘结剂组合物相比更高的pH值。所述碱性活化剂可以处于游离或溶解的形式，例如处于盐形式，和/或可以至少部分地与所述粘结剂已经反应。表述“潜在水硬性和/或火山灰型粘结剂”在本专利技术的上下文中尤其被理解为意指仅通过添加物质或活化剂的作用才水硬性凝结或硬化的粘结剂。更特别地，这些是反应性掺混物，特别是根据标准EN1045-2的类型II的反应性掺混物。优选地，所述粘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种共聚物在包含碱性活化剂的粘结剂组合物中作为分散剂的用途，其中所述活化剂尤其适合于活化潜在水硬性和/或火山灰型粘结剂，其中所述共聚物具有聚合物主链和键接于其上的侧链，并包含至少一种可电离单体单元M1和至少一种带有侧链的单体单元M2，其特征在于所述共聚物在至少一个链段A中在沿着所述聚合物主链的方向具有关于所述可电离单体单元M1和/或关于所述带有侧链的单体单元M2的梯度结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.24 EP 15186757.91.一种共聚物在包含碱性活化剂的粘结剂组合物中作为分散剂的用途，其中所述活化剂尤其适合于活化潜在水硬性和/或火山灰型粘结剂，其中所述共聚物具有聚合物主链和键接于其上的侧链，并包含至少一种可电离单体单元M1和至少一种带有侧链的单体单元M2，其特征在于所述共聚物在至少一个链段A中在沿着所述聚合物主链的方向具有关于所述可电离单体单元M1和/或关于所述带有侧链的单体单元M2的梯度结构。2.根据权利要求1的用途，其特征在于所述粘结剂组合物包含潜在水硬性和/或火山灰型粘结剂或由其组成。3.根据权利要求1-2的任一项的用途，其特征在于所述粘结剂组合物包括5-95重量％，尤其是15-50重量％，更优选20-40重量％的潜在水硬性和/或火山灰型粘结剂，和5-95重量％，优选60-80重量％的水硬性粘结剂，尤其是水泥。4.根据前述权利要求的任一项的用途，其特征在于在所述共聚物的至少一个链段A中，所述至少一种可电离单体单元M1的局部浓度沿着聚合物主链连续增加，而所述至少一种带有侧链的单体单元M2的局部浓度沿着聚合物主链连续降低，或者反之亦然。5.根据前述权利要求的任一项的用途，其特征在于所述共聚物的多分散性为<1.5，并且特别是在1.0-1.4，尤其是1.1-1.3范围内。6.根据前述权利要求的任一项的用途，其特征在于基于在所述聚合物主链中单体单元的总数目计，所述至少一个具有梯度结构的链段A具有至少30％，尤其至少50％，优选至少75％或90％的比例的单体单元。7.根据前述权利要求的任一项的用途，其特征在于所述共聚物除了所述至少一个链段A外还具有另外的链段B，该另外的链段B具有基本上恒定的局部浓度的单体和/或无规分布的单体，其中所述另外的链段B包含可电离单体单元M1和/或带有侧链的单体单元M2。8.根据权利要求7的用途，其特征在于具有基于存在于其中的所有单体单元计基本上恒定的局部浓度的所述另外的链段B包含至少30摩尔％，尤其至少50摩尔％，优选至少75摩尔％，特别是至少90摩尔％或至少95摩尔％的带有侧链的单体单元M2，和其中在所述另外的链段中任何存在的可电离单体单元M1的比例为基于在所述另外的链段中所有单体单元M2计的小于25摩尔％，尤其小...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·韦德曼，L·佛伦兹，J·齐默尔曼，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH