含分散剂的早强剂组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种通过一种水溶性钙化合物与一种水溶性硅酸盐化合物反应而制备早强剂组合物的方法，所述的反应在一种水溶性分散剂存在下实现，该水溶性分散剂包括至少一个聚亚烷基二醇结构单元，在聚亚烷基二醇一端具有官能团，所述官能团能够作为锚定基团与水泥颗粒表面相互作用；涉及所述早强剂组合物及其用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含分散剂的早强剂组合物本申请要求美国临时申请第61/307890号的优先权，其以引用的方式納入本说明书。本专利技术涉及一种制备早强剂(hardening accelerator)组合物的方法、该早强剂组合物以及该早强剂组合物的用途。已知分散剂形式的外加剂通常加入至粉状无机或有机物质的含水浆体中，用于提高其工作性(workability)，即捏合性、铺展性、喷涂性、泵送性或流动性，所述物质例如粘土、硅酸盐粉末、白垩、炭黑、粉末岩石和水硬性粘合剤。该外加剂能够使团块散开，分散所形成的颗粒并且以此提高流动性。该效应同样可以以目标方式利用，特别是在制备含有水硬性粘合剂的建筑材料混合物时，所述水硬性粘合剂例如水泥、石灰、石膏、半水合硫酸钙(烧石膏)、无水硫酸钙(硬石膏)或潜在水硬性粘合剂例如粉煤灰、高炉矿渣或火山灰。为将基于所述粘合剂的这些建筑材料混合物转化为一种即用型、可工作的形式， 通常需要与随后水合和硬化过程所需量相比显著更多的混合水。由于加入的过量水随后挥发而在混凝土主体中形成的空洞部分导致显著更差的机械强度和耐久性。为在预定的加工稠度下降低超比例的水，和/或在预定的水/粘合剂比例下提高工作性，使用通常称为减水剂组合物或增塑剂的外加剂。特别地，在实践中使用由酸単体与聚醚大分子单体进行自由基共聚制备的共聚物作为该组合物。同样已知的是基本上显示出所谓的锚定基团(anchoring group)或数个锚定基团连接至一个聚亚烧基ニ醇聚合物链的结构的分散剂，所述锚定基团能够与水泥颗粒表面相互作用。各个相应的分散剂记载于例如专利申请 US 20030181579AU WO 0104 185A1、US 6，451，881B1 和 US 6，492，461B1。记载了各种带有锚定基团的分散剂化学品，所述锚定基团基于阴离子基团、烷氧基硅烷基团和多羟基基团(特别是糖残留物)。这些分散剂用于水泥制剂，例如混凝土、水泥浆和砂浆。此外，用于含有水硬性粘合剂的建筑材料混合物的外加剂通常也可以包括缩短水硬性粘合剂凝结时间的早强剂。依据WO 02/070425，特别是以分散(精细或特别精细分散)形式存在的水合硅酸钙可以用作该种早强剂。然而，市售的水合硅酸钙或相应的水合硅酸钙分散体可以认为是几乎没有效果的早强剂。因此本专利技术的目的在于提供一种组合物，其特别地起到ー种早强剂的作用。该目的通过ー种通过将水溶性钙化合物与水溶性硅酸盐化合物反应而制备早强剂组合物的方法而实现，所述水溶性钙化合物与水溶性硅酸盐化合物的反应在ー种水溶液存在下进行，所述水溶液包括ー种水溶性分散剂，所述分散剂包括至少ー个聚亚烷基ニ醇结构单元，其在聚亚烷基ニ醇的一端具有官能团，所述的官能团能够作为锚定基团与水泥颗粒表面相互作用。用于制备早强剂组合物的方法优选在无水泥下完成并且所获得的产物优选地不包括水泥或其任何水合产物。早强剂组合物优选为一种稳定的液态的含水分散体，其在无水硬性粘合剂例如水泥的情况下不离析或硬化。该目的也可以通过这样ー种制备早强剂的方法而实现，其通过将ー种钙化合物，优选ー种钙盐，最优选ー种水溶性钙盐，与ー种含有ニ氧化硅的组分在碱性条件下反应而进行，其特征在于反应在ー种水溶性分散剂的水溶液存在下进行，所述水溶性分散剂包括至少ー个聚亚烷基ニ醇结构単元，其在聚亚烷基ニ醇的一端具有官能团，所述的官能团能够作为锚定基团与水泥颗粒表面相互作用。该制备早强剂组合物的方法优选在无水泥的情况下完成，并且所获得的产品优选不含水泥或其任何水合产物。所述早强剂组合物优选为一种稳定的液态含水分散体，其在无水硬性粘合剂例如水泥的情况下不离析或硬化。所述的分散剂优选适于用作水硬性粘合剂的增塑剂。该目的也通过ー种组合物，优选ー种含水早强剂悬浮液，而实现，所述组合物含有水合硅酸钙和ー种水溶性分散剂，所述水溶性分散剂包括至少ー个聚亚烷基ニ醇结构单元，其在聚亚烷基ニ醇的一端具有官能团，所述的官能团能够作为锚定基团与水泥颗粒表面相互作用。本专利技术的目的也通过所述的组合物用作建筑材料混合物中的早强剂的用途而实现，所述建筑材料混合物包含水泥、石膏、硬石膏、炉渣，优选研磨颗粒高炉矿渣、粉煤灰、硅尘、偏高岭土、天然火山灰、煅烧油页岩、硫铝酸钙水泥和/或铝酸钙水泥，优选主要含水泥作为水硬性粘合剂的建筑材料混合物。原则上，仅相对略溶于水的化合物也在每种情况下适于用作水溶性钙化合物和水溶性硅酸盐化合物，尽管在每种情况下优选易溶于水的化合物(其在水中完全或基本完全溶解)。然而，必须确保在含水环境中与相应反应物(水溶性钙化合物或水溶性硅酸盐化合 物)具有足够的反应活性。假定反应在水溶液中进行但是ー种不能溶于水的无机化合物(水合硅酸钙)通常作为反应产物存在。所述水溶性分散剂包括至少ー个聚亚烷基ニ醇结构単元一优选ー个聚亚烷基ニ醇结构単元一，其在聚亚烷基ニ醇一端具有官能团，所述的官能团能够作为锚定基团与水泥颗粒表面相互作用。所述分散剂优选适于用作水硬性粘合剂的增塑剂，更优选地所述增塑剂满足エ业标准EN 934-2 (2002年2月)的要求。据信本专利技术的分散剂也能够与水合硅酸钙颗粒表面相互作用。本专利技术的分散剂不同于所谓的聚羧酸醚(PCE)型分散剂。PCE为聚合物，其特征在于在聚合物主链上具有多个带有羧酸根的重复单元和多个带有侧链的重复单元，所述侧链通常包括聚亚烷基ニ醇单元。本专利技术的分散剂除聚亚烷基ニ醇部分——该部分可以看作是一种聚合物——之外不是ー种聚合物结构。本专利技术分散剂除聚亚烷基ニ醇结构単元外优选不包括其它聚合结构。特别地，本专利技术分散剂不是通过烯键式不饱和単体，例如(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯，与单羟基官能化聚亚烷基ニ醇通过自由基聚合反应而获得的。本专利技术的分散剂也不是通过聚丙烯酸主链聚合物与单羟基官能化聚亚烷基ニ醇酯化反应而获得的。所述分散剂的聚亚烷基ニ醇部分优选为一种直链聚亚烷基ニ醇。聚亚烷基ニ醇优选为ー种C2至C18聚亚烷基ニ醇，更优选为ー种C2和/或C3，最优选为ー种C2聚亚烷基ニ醇。C2聚亚烷基ニ醇(聚こニ醇)的有利之处在于其在水中有好的溶解度。聚亚烷基ニ醇结构的链长由烷撑氧重复单元的数量所限定。聚亚烷基ニ醇包括至少5个烷撑氧重复単元，优选为10至500个烷撑氧重复単元，更优选为10至200个烷撑氧重复单元，并且包括多于80mol %的こニ醇单元，优选多于90mol %的こニ醇单元。能够作为锚定基团与水泥颗粒表面相互作用的官能团优选包括阴离子基团、硅烷基团和/或多羟基基团。术语“阴离子基团”也包括可以在碱性pH条件下(如通常水泥体系中存在的)形成阴离子基团(例如从各自的酸形式形成)的基团。一个或多个阴离子基团可以优选地选自磷酸根、膦酸根、亚膦酸根、次磷酸根、硫酸根、磺酸根、亚磺酸根、硼酸根(borate)、取代硼酸根(boronate)和/或羧酸根，包括所述阴离子基团的酸形式。所述阴离子基团优选包括膦酸根和/或羧酸根。基于膦酸根化学的分散剂描述于WO 94/08913A1。依据所述的专利申请的所有基于膦酸根锚定基团化学的分散剂都可以用作本专利技术方法、产品和用途中的分散剂。WO94/08913中关于膦酸根分散剂的公开内容以引用方式納入本说明书。具有I至3个锚定基团(膦酸根基团)的分散剂的实例为下面结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·尼克尔奥，G·阿尔布雷克特，
申请(专利权)人：建筑研究和技术有限公司，
类型：发明
国别省市：