专利名称：含流动剂的建筑材料组合物中集料的吸附阻滞剂的制作方法
含流动剂的建筑材料组合物中集料的吸附阻滞剂本发明涉及一种建筑材料混合物、一种含所述建筑材料混合物的建筑材料制剂， 以及一种建筑物。已知经常将分散剂形式的外加剂加入到水硬性粘合剂中用于改善其可加工性，即可捏和性、铺展性、可喷涂性、可泵送性或流动性。这种外加剂能够打破固体结块、分散所形成的颗粒物并以这种方式改善可加工性。这种效应具体而言尤其适用于制备含有水硬性粘合剂的建筑材料混合物，所述水硬性粘合剂如水泥或石灰。为了将这些基于所述粘合剂的建筑材料混合物转化成即用的可加工形式，通常所需混合水比随后的水化或硬化过程所需的混合水多得多。由于过量的、后来挥发的水而在混凝土体中形成的空隙部分导致机械强度和抗性明显变差。外加剂，一般称之为减水剂或增塑剂，用于在特定加工稠度下降低水的这种过量比例和/或在特定的水/粘合剂比率下改善可加工性。明显的是(例如由WO 2005/075529 中)特别是在实践中使用通过酸单体与聚醚大分子单体的自由基共聚而制备的共聚物作为这种试剂(聚羧酸酯醚基增塑剂)。并非罕见的是，具有相对高吸附分率的集料与水硬性粘合剂一起用于建筑材料制剂中。集料的“吸附分率”意指那些尤其具有大表面积和/或大孔隙率和/或以粘土矿物形式存在并且其表面吸引有聚羧酸酯醚基增塑剂的集料颗粒。因此，在聚羧酸酯醚基增塑剂和吸附性集料之间存在强相互作用或聚羧酸酯醚基增塑剂不可逆地结合至吸附性集料的孔中从而使增塑剂分子无法再用于这种水硬性粘合剂颗粒——尤其是水泥颗粒——的分散效应。最后，正因如此，聚羧酸酯醚基增塑剂的该效应以一种不希望的方式极大地降低， 结果使建筑材料制剂的可加工性或硬化的建筑材料制剂的机械性质受到不利影响。本发明的一个目的是提供一种建筑材料混合物，其包含集料和水硬性粘合剂并在仅加入相对少量的混合水之后即可得到在硬化之后且尤其是在集料具有相对高的吸附分率时具有良好机械性能的易加工建筑材料制剂。该目的通过含有以下物质的建筑材料混合物而实现a) 2. 0-30. 0重量％的水硬性粘合剂，b) 69. 0-97. 0 重量 ％ 的集料c)0. 005-0. 5重量％的适合用作增塑剂并具有聚醚大分子单体结构单元和酸单体结构单元的共聚物，和d)0. 005-0. 5重量％的适合用作吸附阻滞剂(adsorption blocker)的大分子两亲化合物，所述适合用作吸附阻滞剂的大分子两亲化合物具有由所述各单个组分D、E和A进行反应而产生的结构单元D-E-A作为基础构造块(building block),其中E代表具有至少两个反应性异氰酸酯基的化合物，D代表具有至少一个对异氰酸酯具有反应性并选自-OH、-NH2, -C00H、-NH-R*的基团的疏水性化合物，
R*代表带支链或直链的C2-Q8烷基(优选乙基、丙基、丁基、己基、(2-乙基)己基、 庚基、辛基、癸基、十三烷基、十八烷基或环己基)，A代表具有至少一个对异氰酸酯具有反应性并选自-OH、-NH2, -COOH的基团的亲水性化合物，条件是所述各单个组分D、E和A的反应通过反应性异氰酸酯基与对异氰酸酯具有反应性的基团的反应而发生。具有聚醚大分子单体结构单元和酸单体结构单元的共聚物通过聚醚大分子单体和酸单体发生自由基共聚而制备。酸单体应理解为意指能够发生自由基共聚、具有至少一个碳双键、含有至少一个酸官能团并在水性介质中作为酸而反应的单体。另外，酸单体还应理解为意指能够发生自由基共聚、具有至少一个碳双键、在水性介质中由于水解反应而形成至少一个酸官能团并在水性介质中作为酸而反应的单体(实例马来酸酐)。聚醚大分子单体是指能够发生自由基共聚并具有至少一个碳双键和至少两个醚氧原子的化合物，特别是条件为，存在于共聚物中的聚醚大分子单体结构单元具有含至少两个醚氧原子的侧链。在本发明的上下文中，疏水性应理解为意指那些在20°C的温度下水溶解度(在大气压下)低于lg/L水、优选低于0. 3g/L水的化合物。根据本发明，那些在20°C的温度下水溶解度(在大气压下)大于10g/L水、优选大于30g/L水的化合物被认为是亲水性的。在本发明的上下文中，集料是未粉碎或粉碎的颗粒的混合物或堆料(heap)，其包括通过水硬性粘合剂(尤其是水泥)粘接在一起而提供硬化建筑材料(尤其是混凝土)的天然或合成的矿物质。集料可以以适合生产混凝土的形式已存在于自然界中。如果需要， 其可通过机械加工——如粉碎、筛分和洗涤——而进行制备。另外其也可由天然存在的物质或者由某些工业过程的副产物或废产物通过合成而不同地制备。对于混凝土集料，最大粒度通常是16mm或32mm。合适的集料包括粒子强度足以用于这种水硬性粘合剂的各预期用途(尤其是混凝土)、不妨碍水泥的硬化、提供足够的粘附性粘结至水硬性粘合剂的硬化石料(尤其是硬化的水泥基料)上并且不会不利地影响建筑材料(尤其是混凝土)抗性的所有物质。根据本发明在建筑材料混合物中使用的吸附阻滞剂可以改性水硬性(尤其是在含水泥)的建筑材料体中的集料，改性的方式为通过其使用，集料颗粒表面对聚羧酸酯醚基增塑剂(即具有聚醚大分子单体结构单元和酸单体结构单元的共聚物)的吸引作用显著降低。结果，不会不利地影响聚羧酸酯醚基增塑剂的作用方式并因此可使建筑材料制剂 (尤其是新制混凝土)的稠度随时间推移而维持不变。吸附阻滞剂是对吸附性集料具有特别大的亲合力而对水硬性粘合剂颗粒(尤其是水泥颗粒)表面没有或仅略有亲合力的两亲分子(通常为低聚物或聚合物)。通过吸附阻滞剂中亲水性与疏水性的比率，首先可以控制分子对吸附性集料的亲合程度，其次可以调节对聚羧酸酯醚基增塑剂的排斥效应的程度。理想地，吸附阻滞剂在加入增塑剂组分之前加入到混凝土混合物中以使其可与吸附性集料相互作用并可改性其表面使其不再吸引聚羧酸酯醚基增塑剂。混合过程尤其可如下进行在混合器中，将集料与初始加入的水的总量中的一部分和吸附阻滞剂一起混合一定的时间，然后添加水硬性粘合剂(尤其是水泥)再次实施混合。此后，加入剩余量的水和聚羧酸酯醚基增塑剂并再次实施混合。通常，本发明的建筑材料混合物包含a) 4. 0-20. 0重量％的水硬性粘合剂，b)79.5_95.5 重量％的集料，c)0. 01-0. 25重量％的适合用作增塑剂并具有聚醚大分子单体结构单元和酸单体结构单元的共聚物，和d)0. 01-0. 25重量％的适合用作吸附阻滞剂的大分子两亲化合物。经常地，所述适合用作吸附阻滞剂的大分子两亲化合物按照以下结构类型之一存在
权利要求
1.建筑材料混合物，含有a)2. 0-30. 0重量％的水硬性粘合剂，b)69.0-97. 0重量％的集料，c)0.005-0. 5重量％的适合用作增塑剂并具有聚醚大分子单体结构单元和酸单体结构单元的共聚物，和d)0.005-0. 5重量％的适合用作吸附阻滞剂的大分子两亲化合物，所述适合用作吸附阻滞剂的大分子两亲化合物具有由各单个组分D、E和A进行反应而产生的结构单元D-E-A作为基础构造块，其中E代表具有至少两个反应性异氰酸酯基的化合物，D代表具有至少一个对异氰酸酯具有反应性并选自-OH、-NH2, -C00H、-NH-R*的基团的疏水性化合物，R*代表带支链的或直链的C2-C28烷基，A代表具有至少一个对异氰酸酯具有反应性并选自-OH、-NH2, -COOH的基团的亲水性化合物，条件是所述各单个组分D、E和A的反应通过所述反应性异氰酸酯基与所述对异氰酸酯具有反应性的基团进行反应而发生。
2.根据权利要求1的建筑材料混合物，含有a)4. 0-20. 0重量％的水硬性粘合剂，b)79.5-95. 5重量％的集料，c)0.01-0. 25重量％的适合用作增塑剂并具有聚醚大分子单体结构单元和酸单体结构单元的共聚物，和d)0.01-0. 25重量％的适合用作吸附阻滞剂的大分子两亲化合物。
3.根据权利要求1或2的建筑材料混合物，其特征在于所述适合用作吸附阻滞剂的大分子两亲化合物按照以下结构类型之一存在οO.D和/或DDO
4.根据权利要求1或2的建筑材料混合物，其特征在于所述适合用作吸附阻滞剂的大分子两亲化合物按照具有两个以下单元的结构类型而存在
5.根据权利要求1-4中任一项的建筑材料混合物，其特征在于D代表具有至少一个对异氰酸酯具有反应性并选自-OH、-NH2, -COOH的基团的疏水性化合物。
6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其特征在于所述单个组分A以甲基聚乙二醇形式或在20°C具有至少IOg · Γ1水溶解度的聚丙二醇的形式存在。
7.根据权利要求1-6中任一项的建筑材料混合物，其特征在于所述单个组分D以聚异丁烯胺形式和/或以聚异丁烯琥珀酸形式存在。
8.根据权利要求5-7中任一项的方法，其特征在于所述单个组分E以含3个反应性异氰酸酯基的三聚异氰酸酯的形式存在。
9.根据权利要求1-8中任一项的建筑材料混合物，其特征在于所述水硬性粘合剂以水泥的形式存在。
10.根据权利要求1-9中任一项的建筑材料混合物，其特征在于所述集料以砂、砾石和 /或矿石的形式存在。
11.根据权利要求1-10中任一项的建筑材料混合物，其特征在于适合用作增塑剂的所述共聚物的酸单体结构单元符合通式(la)、(lb)、(Ic)和/或(Id)之一
12.根据权利要求1-11中任一项的建筑材料混合物，其特征在于生成所述酸单体结构单元的所述酸单体以甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸或马来酸酐形式，以马来酸的单酯形式， 或以这些物种中多种的混合物形式存在。
13.根据权利要求1-12中任一项的建筑材料混合物，其特征在于所述适合用作增塑剂的共聚物的聚醚大分子单体结构单元符合通式(IIa)、(IIb)和/或(IIc)之一
14.根据权利要求1-13中任一项的建筑材料混合物，其特征在于生成聚醚大分子单体结构单元的所述聚醚大分子单体以各自优选具有算术平均值为4-400个的氧化烯基的烷氧基化异戊二烯醇、烷氧基化羟丁基乙烯基醚、烷氧基化(甲基)烯丙基醇和/或乙烯基化甲基聚亚烷氧基二醇形式存在。
15.根据权利要求1-14中任一项的建筑材料混合物，其特征在于适合用作增塑剂并具有聚醚大分子单体结构单元和酸单体结构单元的所述共聚物还具有另一个结构单元，该结构单元以通式(IIIa)和/或(IIIb)存在
16.根据权利要求1-15中任一项的建筑材料混合物，其特征在于存在于适合用作增塑剂的共聚物中的酸单体结构单元与聚醚大分子单体结构单元的摩尔比的算术平均值为 20 1 至 1 1，优选 12 1 至 1 1。
17.根据权利要求1-16中任一项的建筑材料混合物，其特征在于适合用作增塑剂的所述共聚物的所有结构单元的总计至少45mol%——但优选至少SOmol %——以酸单体结构单元和/或以聚醚大分子单体结构单元形式存在。
18.含有水和权利要求1-17中任一项的建筑材料混合物的建筑材料制剂。
19.使用权利要求18的建筑材料制剂而生产的建筑物。
全文摘要
本发明涉及一种建筑材料组合物，其含有a)一种水硬性粘合剂，b)一种集料，c)一种适合用作流动剂的共聚物，和d)一种吸附阻滞剂，其中所述吸附阻滞剂具有由各单个组分D、E和A进行反应而得到的结构单元D-E-A作为其基础组分，其中E代表具有至少两个反应性异氰酸酯基的化合物，D代表具有至少一个对异氰酸酯具有反应性的基团的疏水性化合物，A代表具有至少一个对异氰酸酯具有反应性的基团的亲水性化合物。
文档编号C04B24/02GK102245527SQ200980149321
公开日2011年11月16日 申请日期2009年10月8日 优先权日2008年10月9日
发明者A·特塞莱比迪斯, G·阿尔布雷克特, K·诺伊, M·维尔, M·鲍尔, S·泰勒, S·英格里什, T·多尔夫勒 申请人:建筑研究和技术有限公司