用于混凝土和自流平复合物的超增塑剂制造技术

一种由（ｉ）选自以下组中的材料：羧酸、磺酸、膦酸、由它们形成的酰胺以及它们的混合物和（ｉｉ）至少一种聚乙二醇单烯丙基醚硫酸盐的二元共聚物或三元共聚物、以及石膏或水泥的粘结材料建筑材料组合物组成的建筑材料。由于超增塑剂的使用改善了流动性并且经济、高效，所以这种建筑材料可在遍及建筑工业的许多应用领域使用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于混凝土和其他水泥材料中的超增塑添加剂的用途，其充分地增加水泥混合物的初始施工性能，与那些使用传统超增塑剂的相应材料相比，能够保持更长时间的施工性能，并且允许水泥材料的简单存放。本专利技术更具体涉及使用羧酸、磺酸或膦酸和聚乙二醇单烯丙基酯的硫酸盐的二元共聚物或三元共聚物在水泥建筑材料中作为达成上述性能的超增塑剂，并且其对材料的机械性能没有不利的影响。
技术介绍
建筑工业使用各种超增塑剂用于制造坚硬的混凝土和其他水泥材料(如自流平复合物、自充填混凝土、无水石膏地板匀泥等)。聚丙烯酸酯超增塑剂是用于制造具有较长施工性能的高抗压强度混凝土的优良产品。聚丙烯酸酯超增塑剂比传统的超增塑剂如萘、木质素、三聚氰胺的磺酸盐更为有效，这是因为它们具有较低的混凝土塌落度损耗(更好的可泵性/施工性能，可达90分钟)，低的空气带走效应以及较高的水减低能力。并且它们不含有害的材料甲醛。对于聚丙烯酸酯超增塑剂在混凝土中的应用来说，现有技术现在已经发展成为能够长时间保持同样的流动性并且可以将新配制好的混凝土进行长距离的运输而不需要在放置地点进行重新搅拌。这些新型的添加剂以交联的亲水的丙烯酸聚合物为基础，水泥的混合物在强碱介质下水解产生线性聚合物链，从而降低混凝土的塌落度损耗效应。美国专利5,362,324(Cerulli等)公开了作为超增塑剂使用的(甲基)丙烯酸、聚乙二醇-单甲基醚-(甲基)丙烯酸酯和聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯的三元共聚物。美国专利5661206(Tanaka等)和EP 448 717 B1(Nippon Shokubai Co.Ltd.)公开了与Cerulli等类似的使用双环氧基交联剂的技术工艺。Takemoto Oil & Fat Co.也在日本就丙烯酸、甲代烯丙基磺酸钠和甲氧基聚乙二醇-单甲基丙烯酸酯的三元共聚物作为超增塑剂的应用申请了专利(JP22675和212152)。美国专利6,139,623(Darwin等)公开了一种包含乳化梳形聚合物和消泡剂的混合物用作混凝土超增塑剂。这个专利中所描述的梳形聚合物具有一个含碳骨架，该含碳骨架上连接水泥结合分子(丙烯酸)的和氧化烯基团。氧化烯基团可以从带有伯胺和甲基作为末端基团的聚乙烯-氧化丙烯的二元共聚物Jaffamine M-2070中得到。美国专利5,858,083(Stav等)公开了包含作为分散剂的萘磺酸盐和/或木质素磺酸盐以及作为粘结剂的β-石膏灰泥和波特兰水泥的自流平的流动化合物。WO 99/08978(Yu等)公开了包含分散剂如萘磺酸盐和/或木质素磺酸盐的石膏墙板的组合物。上述现有技术中没有一个涉及本专利技术，本领域仍需要能够改善流动性且经济高效的超增塑剂。
技术实现思路
本专利技术涉及一种建筑材料组合物，其包括(a)一种(i)选自以下组中的材料羧酸、磺酸、膦酸、由它们形成的酰胺以及它们的混合物和(ii)至少一种聚乙二醇单烷基醚硫酸盐的二元共聚物或三元共聚物，以及(b)一种选自石膏或水泥的粘结材料。本专利技术也涉及一种制造控制流动性建筑材料的方法，包括聚合羧酸、磺酸、膦酸或者由其形成的酰胺或它们的混合物以及聚乙二醇单烯丙酯硫酸盐的共聚或三元共聚物的单体混合物，制成单体的聚合物，把该聚合物加到水泥的组分混合物中即，制造出控制流动性建筑材料。具体实施例方式已惊讶地发现使用包括聚乙二醇单烯丙酯硫酸盐单体的羧酸、磺酸或膦酸的二元共聚物或三元共聚物的超增塑剂，可以制造出一种不需过多的通风就具有高塌落度的建筑材料。超增塑剂本专利技术涉及包含侧官能团的水溶性或水分散性聚合物作为添加剂在混凝土和其他水泥材料中的用途。本专利技术中的聚合物是具有式I结构的二元共聚物或三元共聚物。式I 其中E是烯键式不饱和化合物聚合后保留的重复单元，所述烯键式不饱和化合物优选羧酸、磺酸、膦酸或其酰胺或它们的混合物。R1为H或低级(C1-C4)烷基。G为-CH2-或-CHCH3-；R2为 或 其中n为1-100的整数，优选为约1-20。X为选自以下组中的阴离子基SO3、PO3或COO，Z为平衡阴离子基X价态的氢或任何水溶的阳离子部分，包括但不局限于Na、K、Ca或NH4。如果存在，F为具有式II结构的重复单元。式II 式II中，X和Z与式I中一样，R4为H或低级(C1-C4)烷基。R5为具有约1-6个碳原子的羟基取代的烷基或亚烷基。至于式I中的E，它可以是由羧酸、磺酸、膦酸或者由其形成的酰胺或它们的混合物聚合后得到的重复单元。典型的化合物包括但不限于聚合后能够保留重复单元的丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、顺丁烯二酸或酸酐、反丁烯二酸、衣康酸、苯乙烯磺酸、乙烯基磺酸、异丙烯基膦酸、乙烯基膦酸、亚乙烯基二膦酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸等及它们的混合物。这些酸形成的水溶性盐也在本专利技术的范围内。本专利技术聚合物中可存在多于一种类型的单体单元E。式I中的下标c、d和e为单体重复单元的摩尔比。该摩尔比对于提供最终二元共聚物是水溶性的或是水分散性的本专利技术来说无关紧要。下标c和d为正整数，下标e为非负数的整数。也就是c和d为1或更大的整数，而e为0、1、2等。本专利技术中优选的二元共聚物为式III结构的丙烯酸/聚乙二醇单烯丙基醚硫酸盐，这里e＝0。式III 其中n的取值范围为1-100，优选约1-20。Z为氢或水溶性阳离子如Na、K、Ca或NH4。摩尔比c∶d的取值范围从30∶1到1∶20。优选的c∶d的摩尔比为约15∶1-1∶10。c∶d摩尔比对于本专利技术提供最终二元共聚物是水溶性的或水分散性的无关紧要。本专利技术中优选的三元共聚物为式IV结构的丙烯酸/聚乙二醇单烯丙基醚硫酸盐/1-烯丙氧基-2-羟丙基-3-磺酸，这里e为正整数。式IV 其中n的取值范围为1-100，优选约1-20。Z为氢或水溶性阳离子如Na、K、Ca或NH4。c、d和e中的Z可以相同也可以不同。摩尔比c∶d∶e对于三元共聚物是水溶性的还是水分散性的来说无关紧要。首选的c∶d∶e摩尔比取值范围在20∶10∶1-1∶1∶20。本专利技术中二元共聚物和/或三元共聚物的聚合可以按照溶液、乳液、胶束或分散聚合的工艺进行。传统的聚合引发剂如过硫酸盐、过氧化物和偶氮类型的引发剂都可以使用。聚合反应也可以按辐射和紫外光机制引发。链转移剂如异丙醇、烯丙醇、次磷酸盐、胺或含巯基的化合物都可以用来调节聚合物的分子量。支化剂如亚甲双丙烯酰胺或聚乙二醇二丙烯酸酯以及其它的多官能团交联剂也可加入。所得聚合物可以通过沉淀或其他公知技术进行分离。如果聚合反应在水溶液中进行，那么聚合物可以水溶液的形式方便的使用。式I的水溶性共聚物的重均分子量(Mw)要求并不严格但优选Mw下限约为1,000道尔顿，上限约为1,000,000道尔顿的范围内。更优选下限约为1,500道尔顿，上限约为50,000道尔顿的范围内。甚至更优选上限约为25,000道尔顿。最基本的标准是聚合物为水溶的或水分散的。建筑材料“建筑材料”是指用建筑材料类构件，例如混凝土、瓷砖水泥和胶粘剂、投射石膏(projection plasters)、基于水泥和合成粘结剂的灰泥、预先拌好的灰浆、手工涂抹灰浆、水下混凝土、接头密封剂、裂缝填料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种建筑材料组合物，其包括：ａ）（ｉ）选自以下组中的材料：羧酸、磺酸、膦酸、由它们形成的酰胺以及它们的混合物和（ｉｉ）至少一种聚乙二醇单烯丙基醚硫酸盐的二元共聚物或三元共聚物，以及ｂ）包括水泥或石膏的粘结材料。

【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：陈甫，桑G楚，纳塔莉A科尔索恩，
申请(专利权)人：赫尔克里士公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]