促进剂制造技术

本发明专利技术涉及用于矿物粘结剂组合物、特别是用于水泥粘结剂组合物的固化促进剂，所述固化促进剂包含至少一种多元醇的磷酸酯和至少一种碱金属碳酸盐。

accelerator

The present invention relates to a curing accelerator for mineral binder compositions, in particular for cement binder compositions, comprising at least one polyol phosphate and at least one alkali metal carbonate.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】促进剂
本专利技术涉及用于矿物粘结剂的固化促进剂，包含矿物粘结剂的相应组合物和由其制得的成型体。本专利技术还涉及用于促进矿物粘结剂的固化的用途和用于制备包含至少一种矿物粘结剂的组合物的方法。本专利技术还涉及选定的物质在包含碳酸镁的矿物粘结剂组合物中用于减少碳酸镁对促进添加剂的影响和用于改进促进添加剂的作用的用途。
技术介绍
水泥的制备产生大量影响气候的CO2。为了减少CO2-排放，粘结剂组合物中的水泥可以部分被潜在水硬性水泥添加剂和/或火山灰型水泥添加剂(例如飞灰、炉渣或硅尘)替代。这种添加剂在各种工业过程中作为副产物产生并且因此在CO2-平衡方面是有利的。然而在没有额外措施的情况下，这种水泥添加剂的凝固需要比水硬性水泥显著更长的时间。鉴于粘结剂组合物的高的早期强度，这是特别不利的。因此需要促进包含潜在水硬性添加剂和/或火山灰型添加剂的粘结剂组合物的凝结和固化。在制备混凝土预制件或钢筋混凝土预制件时以及在车道翻新或跑道翻新时存在相同的问题。在该情况下通常需要较高的早期强度，以便预制件在数小时之后即可从模板中取出、运输、堆叠或受到预应力，或者铺装或承载车道或跑道。为此，在该应用中也希望或需要促进固化过程。为了在实践中实现该目的，除了例如具有低w/z-值或高水泥含量的高性能混凝土制剂之外，还要使用能够促进矿物粘结剂(特别是水泥质粘结剂)的固化的特定物质。常见的例如是基于氨基醇、卤化物、拟卤化物(Pseudohalogeniden)、亚硝酸盐、硝酸盐、铝盐、二醇、甘油或α-羟基羧酸的固化促进剂。许多目前已知的固化促进剂基于喷射混凝土。促进剂的效果是使水泥混合物或混凝土混合物在加入促进剂之后非常迅速地凝结，这对喷射混凝土应用而言通常也是希望的。然而在矿物粘结剂组合物在拌和之后还必须进一步加工的情况下，这些已知的促进剂体系大多不适用。例如WO2003/000617A1(SikaAG)描述了基于烷醇胺、无机硝酸盐、羧酸和多元醇的矿物粘结剂组合物的固化促进剂。同样已知的是如EP2128110A1(SikaTechnologyAG)中所述的促进剂。所述体系基于多元醇的酯，其能够实现高的早期强度而不会过于不利地影响加工时间或最终强度。虽然已知的促进剂通常十分有效，但是其通常的缺点是昂贵，具有受限的应用领域并且有时对砂浆和混凝土的加工时间和最终强度产生非常不利的影响。还已经发现，例如在EP2128110A1中所述，促进剂的作用可能取决于粘结剂组合物中的集料的品质。因此还需要一种尽可能克服上述缺点的新颖且改进的方案。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是提供用于矿物粘结剂的改进的固化促进剂。根据本专利技术的固化促进剂相比于已知的固化促进剂应该特别能够实现砂浆和/或混凝土组合物的更高的早期抗压强度。所述固化促进剂还应当尽可能少地影响经拌和矿物粘结剂组合物的可加工性。同样希望固化促进剂的作用尽可能不取决于粘结剂组合物中的集料的品质。还希望提供能够尽可能有效实现该目标的相应方法和用途。出人意料地发现，在固化促进剂方面，可以通过根据权利要求1的促进剂实现根据本专利技术的目的。因此根据本专利技术的固化促进剂包含至少一种多元醇的磷酸酯和至少一种碱金属碳酸盐。正如已经发现的，通过根据本专利技术的至少一种多元醇的磷酸酯和至少一种碱金属碳酸盐的组合可以显著升高矿物粘结剂组合物特别在拌和4-8小时之后的抗压强度。根据本专利技术所使用的物质在此一起协同作用，使得实现比单个物质本身强得多的促进作用。根据本专利技术的固化促进剂在性价比方面也特别有吸引力。此外还发现，根据本专利技术的固化促进剂在矿物粘结剂或矿物粘结剂组合物(特别是水泥体系)的不希望的硬化行为方面具有比已知促进剂明显更少的问题。相比于未促进的矿物粘结剂组合物，根据本专利技术的促进剂在实践中允许制得的预制件进行例如明显更早期的剥离或承重。但是同时，根据本专利技术的经促进的组合物的可加工性在相当长的时间内仍然保持于适于实践的水平。此外还发现，根据本专利技术的固化促进剂在广泛领域内可以独立于所使用的集料的品质发挥作用。特别已经发现，即使存在碳酸镁(所述碳酸镁例如在石灰石填料或砂中作为副成分以至多几个重量百分比的含量存在)也几乎或完全不影响固化促进剂的作用。此外对于根据本专利技术的固化促进剂，在需要时可以免除可能出现问题的物质，例如氯化物、硝酸盐、亚硝酸盐和硫氰酸盐。而这无需考虑促进作用方面的明显损失。本专利技术的其它方面为其它独立权利要求的主题。本专利技术的特别优选的实施方案为从属权利要求的主题。具体实施方式在第一个方面，本专利技术涉及用于矿物粘结剂或矿物粘结剂组合物、特别是水泥粘结剂组合物的固化促进剂，所述固化促进剂包含至少一种多元醇的磷酸酯和至少一种碱金属碳酸盐。术语“矿物粘结剂”特别被理解为在水的存在下通过水合反应而反应形成固体水合物或水合物相的粘结剂。矿物粘结剂可以例如为水硬性粘结剂(例如水泥或水硬性石灰)、潜在水硬性粘结剂(例如炉渣)、火山灰型粘结剂(例如飞灰)或非水硬性粘结剂(石膏或生石灰)。“矿物粘结剂组合物”相应地是包含至少一种矿物粘结剂的组合物。“水泥粘结剂”或“水泥粘结剂组合物”在本文中特别被理解为水泥熟料含量为至少5重量％、特别是至少20重量％、优选至少35重量％、尤其是至少65重量％的粘结剂或粘结剂组合物。水泥熟料优选为波特兰水泥熟料。水泥熟料在本文中特别意指经研磨的水泥熟料。矿物粘结剂或粘结剂组合物特别包含水硬性粘结剂，优选水泥。特别优选水泥熟料含量≥35重量％的水泥，特别是CEMI、II或III型水泥，优选CEMI型水泥(根据标准EN197-1)。水硬性粘结剂在整个矿物粘结剂中的含量有利地为至少5重量％，特别是至少20重量％，优选至少35重量％，尤其是至少65重量％。根据另一个有利的实施方案，矿物粘结剂至少有95重量％由水硬性粘结剂、特别是由水泥熟料组成。然而还有利的是，粘结剂组合物除了水硬性粘结剂之外或者代替水硬性粘结剂地，还包含其它粘结剂。其它粘结剂特别是潜在水硬性粘结剂和/或火山灰型粘结剂。合适的潜在水硬性粘结剂和/或火山灰型粘结剂为例如炉渣、飞灰和/或硅尘。粘结剂组合物同样可以包含惰性物质例如石灰石粉、石英粉和/或颜料。在一个有利的实施方案中，矿物粘结剂包含5-95重量％，特别是5-65重量％，尤其是15-35重量％的潜在水硬性粘结剂和/或火山灰型粘结剂。特别地，分别以粘结剂含量计，矿物粘结剂组合物包含0.001-3重量％，特别是0.01-1重量％，尤其是0.1-0.5重量％的碳酸镁。术语“固化促进剂”特别表示这样的物质：将所述物质加入矿物粘结剂的情况下，相比于未加入物质或不含固化促进剂的零样本，造成矿物粘结剂在拌和后的给定时间之后的抗压强度升高。所述给定时间特别是4-8小时、尤其是6-8小时。特别根据标准EN12390-3进行抗压强度的确定。术语“多元醇”被理解为具有多于一个羟基(例如具有两个、三个、四个或五个羟基)的羟基官能化合物。特别优选的是具有三个羟基的醇，即三元醇。适合作为醇的例如是多元烷基醇，例如丙二醇、丁二醇、甘油、双甘油、聚甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、1,3,5-戊三醇、赤藓醇、季戊四醇、二季戊四醇、山梨醇、脱水山梨醇、葡萄糖、果糖、山梨糖或异山梨醇。特别优选的是甘油。上述多元醇的磷酸酯通过多元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于矿物粘结剂、特别是用于水泥粘结剂组合物的固化促进剂，所述固化促进剂包含至少一种多元醇的磷酸酯和至少一种碱金属碳酸盐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.22 EP 16161766.71.用于矿物粘结剂、特别是用于水泥粘结剂组合物的固化促进剂，所述固化促进剂包含至少一种多元醇的磷酸酯和至少一种碱金属碳酸盐。2.根据权利要求1所述的固化促进剂，其特征在于，所述磷酸酯为多元醇的部分酯，优选二元醇或三元醇、特别优选甘油的一元酯。3.根据前述权利要求至少一项所述的固化促进剂，其特征在于，所述至少一种碱金属碳酸盐包括碳酸钠(Na2CO3)和/或碳酸钾(K2CO3)，优选碳酸钠(Na2CO3)。4.根据前述权利要求至少一项所述的固化促进剂，其特征在于，所述至少一种磷酸酯包括甘油磷酸酯、甘油磷酸二钠和/或其水合物，并且所述至少一种碱金属碳酸盐包括碳酸钠(Na2CO3)和/或碳酸钾(K2CO3)，优选碳酸钠(Na2CO3)。5.根据前述权利要求至少一项所述的固化促进剂，其特征在于，至少一种多元醇的磷酸酯与至少一种碱金属碳酸盐的重量比例在1:1-10:1，优选1.5:1-5:1，特别是2:1-3:1的范围内。6.根据前述权利要求至少一项所述的固化促进剂，其特征在于，促进剂还包含至少一种钙化合物。7.根据权利要求6所述的固化促进剂，其特征在于，所述钙化合物包括氧化钙和/或氢氧化钙。8.根据权利要求6-7至少一项所述的固化促进剂，其特征在于，至少一种钙化合物与至少一种多元醇的磷酸酯的重量比例在100:1-1:1，优选50:1-5:1，特别是30:1-10:1的范围内。9.根据权利要求6-8至少一项所述的固化促进剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·比格，G·梅德尔，F·沃巴赫尔，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH