改进的混凝土掺加剂制造技术

本发明专利技术涉及一种经消泡的水性组合物，其包含‑5‑75wt％的至少一种阴离子聚合物，‑0.05‑5wt％的至少一种水不溶性液体消泡剂和‑0.005‑3wt％的至少一种多糖，基于100wt％的组合物计。该组合物可在非加气和加气砂浆和混凝土中提供可预测的空气含量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改进的混凝土掺加剂
本专利技术涉及一种包含阴离子聚合物、水不溶性消泡剂和多糖的水性组合物和其在无机粘结剂组合物中的用途。专利技术背景用于诸如混凝土或砂浆等建筑材料的掺加剂被广泛用于改善新鲜和硬化材料的质量，例如强度、流动性、水密性、耐化学性等。大部分该掺加剂作为水溶液或分散体使用。不幸的是，某些掺加剂倾向于引入空气。这种引入空气的趋势对于某些塑化剂很典型，尤其是具有梳型聚合物结构的非常有效的超塑化剂。然而，高的空气含量降低了硬化材料的强度和耐久性。因此，典型地，将消泡剂添加到此类掺加剂中。消泡剂主要是基于硅或矿物油、磷酸酯或聚丙二醇衍生物的疏水性物质。不幸的是，这些消泡剂通常具有较差的水溶性，并且具有从水溶液中分离的趋势。如果发生这种情况，消泡剂就会出来并在掺加剂的顶部形成一层。因此，掺加剂的底部具有携气性能，而顶部则具有消泡性能。这使混凝土生产商面临与硬化材料强度低和耐久性差有关的潜在问题。此外，新混合的混凝土的空气含量受许多因素影响。例如，温度、添加的水量、集料的级配、水泥类型、助磨剂或其他掺加剂是可能引起空气波动的因素。因此，根据组成，即使当使用经消泡的掺加剂时，混凝土中的空气含量仍然可能太高。在掺加剂中使用消泡剂的第二个障碍是，在具有抗冻融性的混凝土中，必须将微细的空气孔隙引入基质中。这通常通过添加引气剂来完成。在这种情况下，消泡剂不得与这些引气剂发生负面作用。不幸的是，混凝土掺加剂与消泡剂和引气剂的组合经常导致混凝土中不可预测的空气含量。因此，在某些情况下，获得了预料不到的高空气含量；在其他情况下，空气含量随着混合时间而不断增加；在其他情况下，空气含量随时间急剧下降或空气含量上升和下降。在即混型混凝土中，这尤其成问题，因为在混凝土厂和工作现场测得的空气含量可能会大不相同。由于混凝土中的空气含量是一个非常关键的因素，因为它直接决定了硬化材料的强度，所以这是非常令人不满意的情况。人们已经在努力增加混凝土掺加剂中的消泡剂量。EP1242330描述了将与水不溶性消泡剂和分散剂混合的增溶剂作为水泥类组合物的掺加剂的用途。作为增溶剂，描述了烷氧基化物质或苯乙烯-马来酸共聚物。US6,875,801使用胺增溶剂来稳定掺加剂组合物中的水不溶性消泡剂。WO2013/158870描述了用于改性水泥类组合物的添加剂组合物，其包含：a)包含聚环氧烷的水分散性消泡剂，b)聚羧酸盐水泥分散剂，和c)平均尺寸为8-150纳米的胶体纳米颗粒。仍然存在改进的需求。需要一种不夹带不希望的空气量的用于建筑材料的稳定的经消泡的掺加剂。此外，它应与引气剂兼容以提供可预测的空气含量，而在运输和放置过程中不会显著增加或减少空气含量。专利技术概述因此，本专利技术的任务是提供一种稳定的经消泡的水性组合物，当用于建筑材料中时其不引入不希望的高量的空气。另外，该经消泡的组合物应当与引气剂相容以生产高质量的加气混凝土。令人惊讶地发现该任务可以通过权利要求1中描述的水性组合物实现。将多糖添加到包含阴离子聚合物和水不溶性液体消泡剂的水性组合物中，令人惊讶地得到了储存稳定的组合物。这允许增加不溶性消泡剂的量而不影响组合物的稳定性。消泡剂含量的增加防止了无机粘结剂组合物中不希望的高空气含量。稳定的组合物确保在整个存储桶或容器中的消泡剂量恒定。另外，本专利技术的水性组合物令人惊讶地与引气剂高度相容。引入新鲜建筑材料中的空气量是可以预测的，并且即使在长达60分钟或更长时间内，空气含量也保持稳定。因此，可以生产高质量的加气混凝土或砂浆，其可以被运输和放置而不会降低质量。本专利技术的其他方面是其它独立权利要求的主题。特别优选的实施方案是从属权利要求的主题。专利技术详述本专利技术的主题是一种水性组合物，其包含-5-75wt％的至少一种阴离子聚合物，-0.05-5wt％的至少一种水不溶性液体消泡剂和-0.005-3wt％的至少一种水溶性多糖，基于100wt％的组合物计。在本文中，术语“水不溶性”是指当在20℃下添加超过0.6g至100g蒸馏水时不能完全溶解的物质的特性。阴离子聚合物优选以10-70wt％、更优选12-65wt％存在，基于100％的水性组合物。阴离子聚合物优选为用于建筑行业的掺加剂以改善建筑材料如混凝土、砂浆、水泥浆或石膏制品的性能。这种阴离子聚合物的实例为分散剂、塑化剂、减水剂、超塑化剂、加工性保持剂、聚合物缓凝剂、稳定剂、聚合物减缩剂或流变改进剂。这样的掺加剂在建筑工业中是众所周知的。阴离子聚合物优选选自塑化剂、减水剂、超塑化剂和加工性保持剂。阴离子聚合物优选包含至少一种选自-COOM、-SO2–OM、-O–PO(OM)2和-PO(OM)2–基团的阴离子基团，其中M彼此独立地为H+、碱金属离子、碱土金属离子、二价或三价金属离子、铵离子或有机铵基，优选H+和/或碱金属离子。示例性的阴离子聚合物是木质素磺酸盐、磺化萘甲醛缩合物、磺化三聚氰胺甲醛缩合物、磺化乙烯基共聚物、包含膦酸酯基团的聚亚烷基二醇、包含磷酸盐基团的聚亚烷基二醇、聚羧酸盐或包含聚亚烷基二醇侧链的阴离子梳型聚合物。术语聚羧酸盐是指包含一个以上羧酸根基团的聚合物。羧酸根基团优选衍生自聚合的单体，例如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸或衣康酸。优选地，至少一种阴离子聚合物为包含聚亚烷基二醇侧链的阴离子梳型聚合物。术语“包含聚亚烷基二醇侧链的阴离子梳型聚合物”是指包括聚合物的主链上的阴离子基团和聚亚烷基二醇侧链的聚合物。阴离子基团优选选自羧酸根基团、磺酸根基团、硫酸根基团、磷酸根基团和膦酸根基团。侧链优选经由酯、醚、酰亚胺和/或酰胺基团连接到聚合物主链上。聚亚烷基二醇侧链优选由乙二醇或丙二醇或乙二醇与丙二醇组成。最优选的是聚乙二醇的侧链。优选地，梳型聚合物包含式I的结构单元和式II的结构单元，其中R1在每种情况下彼此独立地为-COOM、-SO2–OM、-O–PO(OM)2和/或-PO(OM)2，R2和R5在每种情况下彼此独立地为H、-CH2-COOM或具有1-5个碳原子的烷基，R3和R6在每种情况下彼此独立地为H或具有1-5个碳原子的烷基，R4和R7在每种情况下彼此独立地为H、-COOM或具有1-5个碳原子的烷基，或其中R1和R4形成环成为-CO-O-CO-(酸酐)，M在每种情况下彼此独立地为H+、碱金属离子、碱土金属离子、二价或三价金属离子、铵离子或有机铵基，p＝0、1或2，o＝0或1，m＝0或1-4的数，n＝2-250，更特别地10-200，X在每种情况下彼此独立地为-O-或-NH-，R8在每种情况下彼此独立地为H、C1-至C20-烷基、-环己基或-烷基芳基基团，和A＝C2-至C4-亚烷基。优选地，结构单元I与结构单元II的摩尔比为0.7-10:1，更优选1-8:1，特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.水性组合物，其包含/n-5-75wt％的至少一种阴离子聚合物，/n-0.05-5wt％的至少一种水不溶性液体消泡剂和/n-0.005-3wt％的至少一种水溶性多糖，/n基于100wt％的水性组合物计。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180717 EP 18184042.21.水性组合物，其包含
-5-75wt％的至少一种阴离子聚合物，
-0.05-5wt％的至少一种水不溶性液体消泡剂和
-0.005-3wt％的至少一种水溶性多糖，
基于100wt％的水性组合物计。


2.根据权利要求1的水性组合物，其特征在于阴离子聚合物选自塑化剂、减水剂、超塑化剂和加工性保持剂。


3.根据前述权利要求任一项的水性组合物，其特征在于所述至少一种阴离子聚合物为包含聚亚烷基二醇侧链的阴离子梳型聚合物。


4.根据前述权利要求任一项的水性组合物，其特征在于水不溶性液体消泡剂为有机磷酸酯，尤其是磷酸三异丁酯或磷酸三丁酯。


5.根据前述权利要求任一项的水性组合物，其特征在于水溶性多糖为微生物多糖，优选选自韦兰胶、黄原胶、定优胶和结冷胶，优选定优胶。


6.根据前述权利要求任一项的水性组合物，其特征在于基于100wt％的水性组合物计，多糖以0.006-0.2wt％、优选0.007-0.15wt％、更优选0.008-0.1wt％、尤其优选0.009-0.09wt％存在。


7.根据前述权利要求任一项的水性组合物，其特征在于基于100wt％的水性组合物计，其进一步包含0.05-5wt％、优选0.1-2wt％、更优选0.15-1wt％、甚至更优选0.2-0.8wt％、尤其是0.25-0.6wt％的无机纳米颗粒。


8.根据权利要求7的水性组合物，其特征在于无机纳米颗粒为无定形二氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·希门尼斯，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH