作為用于經(jīng)堿性活化的粘結(jié)劑的分散劑的梳形聚合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及梳形聚合物KP在包含堿性活化劑的粘結(jié)劑組合物中作為分散劑的用途，其中活化劑特別被設(shè)計(jì)用于活化潛在水硬性粘結(jié)劑和/或火山灰粘結(jié)劑，并且其中梳形聚合物KP具有由多種主鏈單體構(gòu)成的聚合物主鏈和多個(gè)連接至聚合物主鏈并且各自由多種側(cè)鏈單體構(gòu)成的聚合側(cè)鏈，并且其中至少一部分主鏈單體具有一個(gè)或多個(gè)可離子化基團(tuán)，其特征在于，梳形聚合物KP的定義為的結(jié)構(gòu)常數(shù)K至少等于70，其中n表示相對(duì)于每個(gè)梳形聚合物分子的側(cè)鏈的平均數(shù)，N表示相對(duì)于每個(gè)側(cè)鏈的主鏈單體的平均數(shù)，和P表示相對(duì)于每個(gè)側(cè)鏈的側(cè)鏈單體的平均數(shù)，和z表示相對(duì)于每個(gè)無(wú)側(cè)鏈的主鏈單體的可離子化基團(tuán)的平均數(shù)。
【專利說(shuō)明】作為用于經(jīng)堿性活化的粘結(jié)劑的分散劑的梳形聚合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及梳形聚合物在包含堿性活化劑的粘結(jié)劑組合物中作為分散劑的用途。本發(fā)明還涉及粘結(jié)劑組合物及其制備方法。本發(fā)明的另一方面涉及可由粘結(jié)劑組合物獲得的成型件。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥的制備產(chǎn)生大量與氣候相關(guān)的C02。為了減少CO2排放，粘結(jié)劑組合物中的水泥可以部分地被潛在水硬性水泥添加料和/或火山灰(puzzolanische)水泥添加料(例如飛灰、爐渣或硅塵)替代。這種添加料在各種工業(yè)過(guò)程中作為副產(chǎn)物產(chǎn)生并且因此在CO2平衡方面是有利的。然而在沒有額外措施的情況下，這種水泥添加料的凝結(jié)需要比水硬性水泥顯著更長(zhǎng)的時(shí)間。特別鑒于粘結(jié)劑組合物的高的早期強(qiáng)度，這是不利的。然而有可能例如通過(guò)堿性(alkalische)或堿的(basische)活化劑來(lái)活化潛在水硬性添加料和火山灰添加料。
[0003]為了改善水泥基(zementdsen)粘結(jié)劑組合物在盡可能低的水/粘結(jié)劑比例下的可加工性，通常還使用所謂的分散劑作為塑化劑。由此實(shí)現(xiàn)液體粘結(jié)劑組合物的良好可加工性以及在其固化之后的高機(jī)械強(qiáng)度。已知的特別有效的分散劑為例如基于聚羧酸鹽的梳形聚合物。這種梳形聚合物具有聚合物主鏈和連接至聚合物主鏈的側(cè)鏈。相應(yīng)的聚合物描述于例如 EPl 138 697 Al (Sika AG)中。
[0004]然而如已經(jīng)表明的，基于聚羧酸鹽的梳形聚合物通常對(duì)升高的堿性條件極為敏感。如果將這種分散劑在粘結(jié)劑組合物中與堿性活化劑一起使用，那么其在較短時(shí)間之后喪失其作用。
[0005]因此仍然需要即使在堿性活化的粘結(jié)劑組合物中仍可使用的有效的分散劑。`
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此本發(fā)明的目的是提供克服上述缺點(diǎn)的分散劑。所述分散劑應(yīng)該可以特別在經(jīng)堿性活化的粘結(jié)劑組合物中使用并且在所述組合物中盡可能長(zhǎng)時(shí)間地維持有效。
[0007]出人意料地發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)使用根據(jù)權(quán)利要求1的梳形聚合物KP實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明
的目的。梳形聚合物KP的特征特別在于，定義為ZC =10?結(jié)構(gòu)常數(shù)K至少等于
η P.'N
70，其中
[0008]η表示相對(duì)于每個(gè)梳形聚合物分子的側(cè)鏈的平均數(shù)，
[0009]N表示相對(duì)于每個(gè)側(cè)鏈的主鏈單體的平均數(shù)，
[0010]P表示相對(duì)于每個(gè)側(cè)鏈的側(cè)鏈單體的平均數(shù)，和
[0011]ζ表示相對(duì)于每個(gè)無(wú)側(cè)鏈的主鏈單體的可離子化基團(tuán)的平均數(shù)。
[0012]結(jié)構(gòu)常數(shù)K也被稱為吸附平衡常數(shù)，并且表示分子在水泥表面上的理論吸附能力。K越大，則吸附能力越好。[0013]結(jié)構(gòu)常數(shù)K 的詳細(xì)說(shuō)明參見:Flatt R.J., Zimmermann J., Hampel C., Kurz C.,Schober 1., Plassard C.和 Lesniewska E.,“The role of adsorption energy in thesulphate-polycarboxylate competition，，，Proc.9th ACI Int.Conf.Superplasticizersand Other Chemical Admixtures in Concrete,(編者:Holland, T.C., Gupta, P.R.,Malhotra, V.M.)，美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)，底特律，SP-262-12 (2009)，第 153-164 頁(yè)。
[0014]如已經(jīng)表明的，根據(jù)本發(fā)明所使用的梳形聚合物KP相比于具有較低K值的其它梳形聚合物，對(duì)例如在具有潛在水硬性粘結(jié)劑和/或火山灰粘結(jié)劑的經(jīng)堿性活化的粘結(jié)劑組合物中占支配地位的堿性條件出人意料地不敏感。
[0015]這特別體現(xiàn)在:制備的具有和不具有用于潛在水硬性粘結(jié)劑和/或火山灰粘結(jié)劑的堿性活化劑的、含梳形聚合物的粘結(jié)劑組合物的流動(dòng)能力的差別相對(duì)較小。
[0016]因此，根據(jù)本發(fā)明的梳形聚合物KP即使在經(jīng)堿性活化的粘結(jié)劑組合物中作為分散劑或塑化劑在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)也能維持有效并且能夠?qū)崿F(xiàn)在低的水/粘結(jié)劑比例下良好的可加工性。
[0017]因此，梳形聚合物KP可以以有利的方式特別用于塑化、降低需水量和/或改進(jìn)包含堿性活化劑的礦物粘結(jié)劑組合物的可加工性。
[0018]本發(fā)明的其它方面為其它獨(dú)立權(quán)利要求的主題。本發(fā)明特別優(yōu)選的實(shí)施方案為從屬權(quán)利要求的主題。
[0019]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】
[0020]本發(fā)明的第一方面涉及梳形聚合物KP在包含堿性活化劑的粘結(jié)劑組合物中作為分散劑的用途，其中所述活化劑特別被設(shè)計(jì)用于或適合用于活化潛在水硬性粘結(jié)劑和/或火山灰粘結(jié)劑，并且其中所述梳形聚合物KP具有由多種主鏈單體構(gòu)成的聚合物主鏈和多個(gè)鍵接至聚合物主鏈并且各自由多種側(cè)鏈單體構(gòu)成的聚合側(cè)鏈，并且其中至少一部分主鏈單體具有一個(gè)或多個(gè)可離子化的基團(tuán)，其特征在于，梳形聚合物KP的定義為
【權(quán)利要求】
1.梳形聚合物KP在包含堿性活化劑的粘結(jié)劑組合物中作為分散劑的用途，其中所述活化劑特別適合于活化潛在水硬性粘結(jié)劑和/或火山灰粘結(jié)劑，并且其中梳形聚合物KP具有由多種主鏈單體構(gòu)成的聚合物主鏈和多個(gè)鍵接至聚合物主鏈并且各自由多種側(cè)鏈單體構(gòu)成的聚合側(cè)鏈，并且其中至少一部分主鏈單體具有一個(gè)或多個(gè)可離子化基團(tuán)，其特征在于，梳形聚合物KP的定義為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用途，其特征在于，粘結(jié)劑組合物包含潛在水硬性粘結(jié)劑和/或火山灰粘結(jié)劑或者由潛在水硬性粘結(jié)劑和/或火山灰粘結(jié)劑組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用途，其特征在于，潛在水硬性粘結(jié)劑和/或火山灰粘結(jié)劑包括硅塵、飛灰、火山灰和/或爐渣。
4.根據(jù)權(quán)利要求2-3任一項(xiàng)所述的用途，其特征在于，所述粘結(jié)劑組合物具有5-95重量％、特別是15-50重量％、特別優(yōu)選20-40重量％的潛在水硬性粘結(jié)劑和/或火山灰粘結(jié)劑，以及5-95重量％、優(yōu)選60-80重量％的水硬性粘結(jié)劑，特別是水泥。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的用途，其特征在于，以粘結(jié)劑的重量計(jì)，所述活化劑的濃度為0.001-5重量％、優(yōu)選0.1-1.5重量％。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的用途，其特征在于，所述活化劑包含堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽和/或堿金屬硫酸鹽，特別是NaOH、KOH、Na2CO3和/或Na2S04。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的用途，其特征在于，所述聚合物主鏈包含經(jīng)聚合的丙烯酸單元、甲基丙烯酸單元和/或馬來(lái)酸單元或者由經(jīng)聚合的丙烯酸單元、甲基丙烯酸單元和/或馬來(lái)酸單元組成。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的用途，其特征在于，所述聚合物主鏈包含經(jīng)聚合的乙烯基醚化合物、烯丙基醚化合物和/或異戊二烯基醚化合物或者由經(jīng)聚合的乙烯基醚化合物、烯丙基醚化合物和/或異戊二烯基醚化合物組成。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的用途，其特征在于，所述聚合側(cè)鏈包含聚醚，特別是C2-至C4-聚氧亞烷基。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的用途，其特征在于，所述聚合側(cè)鏈至少部分通過(guò)酯基、醚基和/或酰胺基鍵接至聚合物主鏈。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的用途，其特征在于，如下所述的a)和b)的比例在2 — 5、特別是3 — 4的范圍內(nèi):a)游離酸基，特別是COOH-基團(tuán)，其陰離子和/或鹽的平均總數(shù)b)相對(duì)于每個(gè)梳形聚合物分子的側(cè)鏈的平均數(shù)(η)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的用途，其特征在于，所述梳形聚合物KP的數(shù)均總重量1為1000-20000g/mol、特別是5000-15000g/mol，和/或其特征在于，側(cè)鏈的數(shù)均總重量 Mn 為 500-5000g/mol、特別是 800-3000g/mol、更優(yōu)選 1000-2000g/mol。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的用途，其特征在于，n=2-50,N=2-10和/或p=10-100，其中優(yōu)選 n=3-10，N=3_6 和 / 或 P=20_50。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的用途，其特征在于，所述梳形聚合物KP具有如下子結(jié)構(gòu)單元或者由如下子結(jié)構(gòu)單元組成:a) Ii1個(gè)式(I)的子結(jié)構(gòu)單元SI:
15.粘結(jié)劑組合物，其包含礦物粘結(jié)劑和堿性活化劑以及如前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所限定的梳形聚合物KP，其中特別還包含潛在水硬性粘結(jié)劑和/或火山灰粘結(jié)劑。
16.制備根據(jù)權(quán)利要求15所述的粘結(jié)劑組合物的方法，其中使礦物粘結(jié)劑、特別是包含潛在水硬性粘結(jié)劑和/或火山灰粘結(jié)劑的礦物粘結(jié)劑與如權(quán)利要求1-14任一項(xiàng)所限定的梳形聚合物KP和堿性活化劑混合。
17.通過(guò)在加入水之后根據(jù)權(quán)利要求16所述的粘結(jié)劑組合物的固化可獲得的成型件。
【文檔編號(hào)】C08F220/06GK103562239SQ201280026012
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2012年6月15日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月17日
【發(fā)明者】D·馬爾雄, U·舒爾澤, A·埃伯哈特, R·弗拉特 申請(qǐng)人:Sika技術(shù)股份公司