[發明專利]用于水泥組合物和易性保持的動態共聚物

無效

• 申請號: 200980135593.X
• 申請日: 2009-09-10
• 公開（公告）號: CN102149737A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: K·洛倫茲;A·克勞斯;B·維默爾;P·瓦格納;C·斯考茲;C·許布施;T·維克斯
• 申請（專利權）人: 建筑研究和技術有限公司
• 主分類號: C08F216/14
• 分類號: C08F216/14;C08F220/26;C08F222/06;C04B24/26;C04B28/02;C04B103/30
• 代理公司: 北京北翔知識產權代理有限公司 11285
• 代理人: 王媛;鐘守期

用于水泥組合物的傳統分散劑通常取得良好的減水性，然而，它們長時間保持和易性的能力有限。一種用于延長和易性保持的替代方法是使用緩凝劑。在該方案中，取得和易性保持這一益處經常是以犧牲凝結時間和早強性為代價的。這些分散劑的作用因而被其分子結構中的內在局限性所限制。

傳統分散劑其化學結構隨著時間的推移在水泥體系中是靜態的。它們的性質由固定于聚合物分子中的單體摩爾比率所控制。在分散劑吸附到水泥表面上之后，立刻觀察到減水效應或分散效應。當分散劑需求隨著時間的推移因磨蝕和水合產物的生成——這產生更多表面積——而增加時，這些傳統分散劑不能響應而喪失和易性。本發明的動態聚合物最初是低結合親和力分子，其相對于達到初始和易性指標所需吸附量基本上是“過量的”。該過量的聚合物保留在溶液中，作為溶液中聚合物的儲備供日后使用。隨著時間的推移，由于分散劑需求增加，這些分子經歷沿所述聚合物主鏈的堿促皂化反應，這生成了額外的活性結合部位，并增加了聚合物結合親和力。

本發明的動態聚合物在水泥組合物中作為分散劑使用，提供超過之前已經用靜態聚合物實現的延長的和易性保持。一般地，延長和易性的問題通過在放置點對水泥進行重塑(加入更多水)以恢復和易性，或者通過加入更多的高效減水劑來解決。水的加入導致混凝土強度降低，并因此產生對水泥含量“過度設計(overdesigned)”的混合料的需求。本發明的動態聚合物的使用減少了對重塑的需求，并允許生產者在其配料設計中降低水泥含量(及其成本)。現場添加高效減水劑需車載分散器，這是昂貴的，難以維持，并難以控制。動態聚合物的使用為水泥生產者提供了更好的長期水泥和易性控制、更好的均勻性和更嚴格的質量控制。

本發明提供一種利用包含能夠實現高早強性和延長的和易性的聚合物組合物的外加劑實現坍落度保持、以及制備高早強水泥組合物的方法。

附圖說明

圖1是在本發明的方法中使用本發明的動態聚合物與使用傳統聚羧酸鹽分散劑相比，混凝土坍落度隨時間的圖示。

圖2是在本發明的方法中使用本發明的動態聚合物與使用傳統聚羧酸鹽分散劑相比，混凝土坍落度隨時間的圖示。

圖3是在本發明的方法中使用本發明的動態聚合物與使用傳統聚羧酸鹽分散劑相比，混凝土坍落度隨時間的圖示。

圖4是在本發明的方法中使用本發明的動態聚合物與使用傳統聚羧酸鹽分散劑相比，混凝土坍落度隨時間的圖示。

圖5是在本發明的方法中使用本發明的動態聚合物與使用傳統聚羧酸鹽分散劑相比，混凝土坍落擴展度隨時間的圖示。

具體實施方式

本發明所述制備坍落度保持和高早強坍落度保持的水泥組合物的方法，包括混合水硬性水泥、骨料、水和坍落度保持外加劑，其中，所述坍落度保持外加劑包括含有至少如下單體的殘基的動態聚羧酸鹽共聚物：

A)不飽和二羧酸，

B)至少一種具有約1至25個單元的C_2-4氧烷撐鏈的烯鍵式不飽和鏈烯基醚，

C)至少一種具有26至約300個單元的C_2-4氧烷撐鏈的烯鍵式不飽和鏈烯基醚，和

D)包含可在該水泥組合物中水解的部分的烯鍵式不飽和單體，其中，所述烯鍵式不飽和單體殘基在水解后包含為該水泥組合物中一種組分提供的活性結合部位。

這里使用的術語“(甲基)丙烯酸的”和“(甲基)丙烯酸酯”旨在包括丙烯酸和甲基丙烯酸二者及其衍生物。為了方便起見，在此提到的任何所述組成單體包括提及其在共聚物中的殘基單元。

所述水硬性水泥可以是波特蘭水泥、鋁酸鈣水泥、磷酸鎂水泥、磷酸鎂鉀水泥、硫鋁酸鈣水泥、火山灰水泥、熔渣水泥或者任何其他合適的水硬性膠凝材料。所述水泥組合物中可以含有骨料。所述骨料可以是硅石、石英、沙、碎大理石、玻璃球、花崗巖、石灰石、方解石、長石、沖擊沙、任何其他耐用的骨料，及其混合物。

本發明的動態聚合物的一部分結合部位被在存儲和配制條件下穩定的基團所封閉，但是當該聚合物進入水泥組合物的強堿性環境時這些潛在的結合部位被觸發以去保護。

所述二羧酸(組分A)包括馬來酸、富馬酸、衣康酸、檸康酸、戊烯二酸、3-甲基戊烯二酸、中康酸、粘康酸、反式-2-十二碳烯二酸、或其鹽中的至少一種。合適的鹽包括單價金屬，如堿金屬；二價金屬，如堿土金屬；銨離子或有機胺殘基。有機胺可以是取代的銨基，其衍生自伯胺、仲胺或叔胺型C_1-20烷基胺、C_1-20烷醇胺、C_5-8環烷基胺或C_6-14芳基胺。