作为用于经碱性活化的粘结剂的分散剂的梳形聚合物的制作方法
【专利摘要】本发明涉及梳形聚合物KP在包含碱性活化剂的粘结剂组合物中作为分散剂的用途，其中活化剂特别被设计用于活化潜在水硬性粘结剂和/或火山灰粘结剂，并且其中梳形聚合物KP具有由多种主链单体构成的聚合物主链和多个连接至聚合物主链并且各自由多种侧链单体构成的聚合侧链，并且其中至少一部分主链单体具有一个或多个可离子化基团，其特征在于，梳形聚合物KP的定义为的结构常数K至少等于70，其中n表示相对于每个梳形聚合物分子的侧链的平均数，N表示相对于每个侧链的主链单体的平均数，和P表示相对于每个侧链的侧链单体的平均数，和z表示相对于每个无侧链的主链单体的可离子化基团的平均数。
【专利说明】作为用于经碱性活化的粘结剂的分散剂的梳形聚合物
【技术领域】
[0001]本发明涉及梳形聚合物在包含碱性活化剂的粘结剂组合物中作为分散剂的用途。本发明还涉及粘结剂组合物及其制备方法。本发明的另一方面涉及可由粘结剂组合物获得的成型件。
【背景技术】
[0002]水泥的制备产生大量与气候相关的C02。为了减少CO2排放，粘结剂组合物中的水泥可以部分地被潜在水硬性水泥添加料和/或火山灰(puzzolanische)水泥添加料(例如飞灰、炉渣或硅尘)替代。这种添加料在各种工业过程中作为副产物产生并且因此在CO2平衡方面是有利的。然而在没有额外措施的情况下，这种水泥添加料的凝结需要比水硬性水泥显著更长的时间。特别鉴于粘结剂组合物的高的早期强度，这是不利的。然而有可能例如通过碱性(alkalische)或碱的(basische)活化剂来活化潜在水硬性添加料和火山灰添加料。
[0003]为了改善水泥基(zementdsen)粘结剂组合物在尽可能低的水/粘结剂比例下的可加工性，通常还使用所谓的分散剂作为塑化剂。由此实现液体粘结剂组合物的良好可加工性以及在其固化之后的高机械强度。已知的特别有效的分散剂为例如基于聚羧酸盐的梳形聚合物。这种梳形聚合物具有聚合物主链和连接至聚合物主链的侧链。相应的聚合物描述于例如 EPl 138 697 Al (Sika AG)中。
[0004]然而如已经表明的，基于聚羧酸盐的梳形聚合物通常对升高的碱性条件极为敏感。如果将这种分散剂在粘结剂组合物中与碱性活化剂一起使用，那么其在较短时间之后丧失其作用。
[0005]因此仍然需要即使在碱性活化的粘结剂组合物中仍可使用的有效的分散剂。`
【发明内容】
[0006]因此本发明的目的是提供克服上述缺点的分散剂。所述分散剂应该可以特别在经碱性活化的粘结剂组合物中使用并且在所述组合物中尽可能长时间地维持有效。
[0007]出人意料地发现，可以通过使用根据权利要求1的梳形聚合物KP实现根据本发明
的目的。梳形聚合物KP的特征特别在于，定义为ZC =10?结构常数K至少等于
η P.'N
70，其中
[0008]η表示相对于每个梳形聚合物分子的侧链的平均数，
[0009]N表示相对于每个侧链的主链单体的平均数，
[0010]P表示相对于每个侧链的侧链单体的平均数，和
[0011]ζ表示相对于每个无侧链的主链单体的可离子化基团的平均数。
[0012]结构常数K也被称为吸附平衡常数，并且表示分子在水泥表面上的理论吸附能力。K越大，则吸附能力越好。[0013]结构常数K 的详细说明参见: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,(编者:Holland, T.C., Gupta, P.R.,Malhotra, V.M.)，美国混凝土学会，底特律，SP-262-12 (2009)，第 153-164 页。
[0014]如已经表明的，根据本发明所使用的梳形聚合物KP相比于具有较低K值的其它梳形聚合物，对例如在具有潜在水硬性粘结剂和/或火山灰粘结剂的经碱性活化的粘结剂组合物中占支配地位的碱性条件出人意料地不敏感。
[0015]这特别体现在:制备的具有和不具有用于潜在水硬性粘结剂和/或火山灰粘结剂的碱性活化剂的、含梳形聚合物的粘结剂组合物的流动能力的差别相对较小。
[0016]因此，根据本发明的梳形聚合物KP即使在经碱性活化的粘结剂组合物中作为分散剂或塑化剂在较长的时间内也能维持有效并且能够实现在低的水/粘结剂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别用于塑化、降低需水量和/或改进包含碱性活化剂的矿物粘结剂组合物的可加工性。
[0018]本发明的其它方面为其它独立权利要求的主题。本发明特别优选的实施方案为从属权利要求的主题。
[0019]本发明的【具体实施方式】
[0020]本发明的第一方面涉及梳形聚合物KP在包含碱性活化剂的粘结剂组合物中作为分散剂的用途，其中所述活化剂特别被设计用于或适合用于活化潜在水硬性粘结剂和/或火山灰粘结剂，并且其中所述梳形聚合物KP具有由多种主链单体构成的聚合物主链和多个键接至聚合物主链并且各自由多种侧链单体构成的聚合侧链，并且其中至少一部分主链单体具有一个或多个可离子化的基团，其特征在于，梳形聚合物KP的定义为
【权利要求】
1.梳形聚合物KP在包含碱性活化剂的粘结剂组合物中作为分散剂的用途，其中所述活化剂特别适合于活化潜在水硬性粘结剂和/或火山灰粘结剂，并且其中梳形聚合物KP具有由多种主链单体构成的聚合物主链和多个键接至聚合物主链并且各自由多种侧链单体构成的聚合侧链，并且其中至少一部分主链单体具有一个或多个可离子化基团，其特征在于，梳形聚合物KP的定义为
2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，粘结剂组合物包含潜在水硬性粘结剂和/或火山灰粘结剂或者由潜在水硬性粘结剂和/或火山灰粘结剂组成。
3.根据权利要求2所述的用途，其特征在于，潜在水硬性粘结剂和/或火山灰粘结剂包括硅尘、飞灰、火山灰和/或炉渣。
4.根据权利要求2-3任一项所述的用途，其特征在于，所述粘结剂组合物具有5-95重量％、特别是15-50重量％、特别优选20-40重量％的潜在水硬性粘结剂和/或火山灰粘结剂，以及5-95重量％、优选60-80重量％的水硬性粘结剂，特别是水泥。
5.根据前述权利要求任一项所述的用途，其特征在于，以粘结剂的重量计，所述活化剂的浓度为0.001-5重量％、优选0.1-1.5重量％。
6.根据前述权利要求任一项所述的用途，其特征在于，所述活化剂包含碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐和/或碱金属硫酸盐，特别是NaOH、KOH、Na2CO3和/或Na2S04。
7.根据前述权利要求任一项所述的用途，其特征在于，所述聚合物主链包含经聚合的丙烯酸单元、甲基丙烯酸单元和/或马来酸单元或者由经聚合的丙烯酸单元、甲基丙烯酸单元和/或马来酸单元组成。
8.根据前述权利要求任一项所述的用途，其特征在于，所述聚合物主链包含经聚合的乙烯基醚化合物、烯丙基醚化合物和/或异戊二烯基醚化合物或者由经聚合的乙烯基醚化合物、烯丙基醚化合物和/或异戊二烯基醚化合物组成。
9.根据前述权利要求任一项所述的用途，其特征在于，所述聚合侧链包含聚醚，特别是C2-至C4-聚氧亚烷基。
10.根据前述权利要求任一项所述的用途，其特征在于，所述聚合侧链至少部分通过酯基、醚基和/或酰胺基键接至聚合物主链。
11.根据前述权利要求任一项所述的用途，其特征在于，如下所述的a)和b)的比例在2 — 5、特别是3 — 4的范围内:a)游离酸基，特别是COOH-基团，其阴离子和/或盐的平均总数b)相对于每个梳形聚合物分子的侧链的平均数(η)。
12.根据前述权利要求任一项所述的用途，其特征在于，所述梳形聚合物KP的数均总重量1为1000-20000g/mol、特别是5000-15000g/mol，和/或其特征在于，侧链的数均总重量 Mn 为 500-5000g/mol、特别是 800-3000g/mol、更优选 1000-2000g/mol。
13.根据前述权利要求任一项所述的用途，其特征在于，n=2-50,N=2-10和/或p=10-100，其中优选 n=3-10，N=3_6 和 / 或 P=20_50。
14.根据前述权利要求任一项所述的用途，其特征在于，所述梳形聚合物KP具有如下子结构单元或者由如下子结构单元组成:a) Ii1个式(I)的子结构单元SI:
15.粘结剂组合物，其包含矿物粘结剂和碱性活化剂以及如前述权利要求任一项所限定的梳形聚合物KP，其中特别还包含潜在水硬性粘结剂和/或火山灰粘结剂。
16.制备根据权利要求15所述的粘结剂组合物的方法，其中使矿物粘结剂、特别是包含潜在水硬性粘结剂和/或火山灰粘结剂的矿物粘结剂与如权利要求1-14任一项所限定的梳形聚合物KP和碱性活化剂混合。
17.通过在加入水之后根据权利要求16所述的粘结剂组合物的固化可获得的成型件。
【文档编号】C08F220/06GK103562239SQ201280026012
【公开日】2014年2月5日 申请日期:2012年6月15日 优先权日:2011年6月17日
【发明者】D·马尔雄, U·舒尔泽, A·埃伯哈特, R·弗拉特 申请人:Sika技术股份公司