包含增塑剂的硬化加速剂组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种通过水溶性钙化合物与水溶性硅酸盐化合物反应制备硬化加速剂组合物的方法，和一种通过在碱性条件下使钙化合物与含二氧化硅组分反应制备硬化加速剂组合物的方法，在这两种情况下，水溶性钙化合物与水溶性硅酸盐化合物的反应均在包含适用作水硬性胶结剂的增塑剂的水溶性梳形聚合物的水溶液的存在下进行。本发明专利技术还涉及一种水化硅酸钙和梳形聚合物的组合物，其用作硬化加速剂和用于降低硬化组合物的渗透性的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含增塑剂的硬化加速剂组合物本专利技术涉及一种制备硬化加速剂组合物的方法、所述硬化加速剂组合物及所述硬化加速剂组合物的用途。已知通常将分散体形式的掺料加入到粉状无机或有机物质的含水浆料中以改善其可加工性，即可捏合性(kneadability)、铺展性、喷涂性、可泵性或流动性，所述无机或有机物质例如粘土、硅酸盐粉末、白垩、炭黑、粉状岩石和水硬性胶结剂。这样的掺料能够打碎固体附聚物，分散形成的颗粒，由此改善流动性。该作用还特别是有针对性地应用于建筑材料混合物的制备中，所述混合物包含水硬性胶结剂，例如水泥、石灰、石膏、硫酸钙半水合物 (烧石膏)、无水硫酸钙(无水石膏)；或潜在水硬性胶结剂，例如飞灰、高炉矿渣或火山灰。为了将基于所述粘合剂的这些建筑材料混合物转化成即用的、可加工的形式，通常需要比后续水合和硬化过程所需的多得多的混合水。随后过量水的大量蒸发在混凝土体中形成的一定比例的空腔，从而导致机械强度和耐用性显著变差。为了在预定的加工稠度下减少水的过量比例和/或在预定的水/粘合剂比例下改善可加工性，使用通常称为减水剂组合物或增塑剂的掺料。特别是，实践中使用通过酸单体与聚醚大分子单体自由基共聚而制备的共聚物作为这样的组合物。此外，包含水硬性胶结剂的建筑材料混合物掺料通常还包含硬化加速剂，其可缩短水硬性胶结剂的凝固时间。根据W002/070425，可以使用特别是以分散(细分散或极细分散)形式存在的水化硅酸钙作为这样的硬化加速剂。然而，市售的水化硅酸钙或相应的水化硅酸钙分散体仅被认为是作用很小的硬化加速剂。因此，本专利技术的目的提供一种组合物，其特别是起硬化加速剂的作用，而且还起增塑剂的作用。这一目的通过一种制备硬化加速剂组合物的方法实现，所述方法通过水溶性钙化合物与水溶性硅酸盐化合物反应而实现，所述水溶性钙化合物与所述水溶性硅酸盐化合物的反应在包含适用作水硬性胶结剂的增塑剂的水溶性梳形聚合物的水溶液的存在下进行。一般地，仅相对较微溶于水的化合物也适合在各种情况下用作水溶性钙化合物和水溶性硅酸盐化合物，但是在各种情况下，易溶于水的化合物(其完全或几乎完全地溶于水中)是优选的。但是，必须确保在水性环境下与相应的反应物(水溶性钙化合物或水溶性硅酸盐化合物)有足够的反应性。据认为，所述反应在水溶液中发生，但是水不溶性无机化合物(水化硅酸钙)通常作为反应产物存在。在本专利技术的上下文中，梳形聚合物应当理解为在直链主链上具有或多或少呈规则间隔的相对长的侧链(各自的分子量为至少200g/mol，特别优选至少400g/mol)的聚合物。 这些侧链的长度常常近似相等，但是也可以彼此极大地不同(例如，当具有不同长度侧链的聚醚大分子单体以聚合单元形式结合时)。这样的聚合物可以例如通过酸单体和聚醚大分子单体的自由基聚合而获得。获得这种梳形聚合物的另一种途径是使聚(甲基)丙烯酸和类似的(共)聚合物例如含有合适的单羟基官能团的丙烯酸/马来酸共聚物、各自单氨基官能化的聚亚烷基二醇(优选烷基聚乙二醇)酯化和/或酰胺化。通过使聚(甲基)丙烯酸发生酯化和/或酰胺化而获得的梳形聚合物例如描述在EP1138697B1中，其公开内容通过援引纳入本文。优选地，通过凝胶渗透色谱(GPC)确定，适用作水硬性胶结剂的增塑剂的水溶性梳形聚合物的平均分子量Mw为5，000至200，000g/mol，更优选10，000至80，000g/mol，最优选20，000到70，000g/molo聚合物的平均摩尔量和转化率通过尺寸排阻色谱法进行分析 (柱组合来自 Shodex，Japan 的 OH-Pak SB-G, OH-PakSB 804HQ 和 OH-Pak SB 802. 5HQ ；洗脱液80体积％的HCO2NH4 (0. 05mol/l)的水溶液和20体积％的乙腈；注射体积100 μ 1 ；流速0. 5ml/min)。为测定平均摩尔量进行的校准使用直链聚环氧乙烷和聚乙二醇标准品进行。作为转化率的量度，将所述共聚物的峰值标准化至相对高度为1，使用未转化的大分子单体/含PEG低聚物的峰高度作为残余单体含量的量度。优选地，适用作水硬性胶结剂的增塑剂的水溶性梳形聚合物满足工业标准EN 934-2 (2002年2月)的要求。一般地，所述加速剂包含无机组分和有机组分。所述无机组分可以被认为是修饰的、微细分散的水化硅酸钙，其可以包含外来离子，例如镁和铝。所述水化硅酸钙在梳形聚合物增塑剂(有机组分)的存在下制备。通常，获得包含微细分散形式的水化硅酸钙的悬浮体，所述悬浮体可有效加速水硬性胶结剂的硬化过程，并且可以充当增塑剂。大多数情况下，所述无机组分可以通过下述经验式描述其组成a CaO, SiO2, b Al2O3, c H2O, d X, e WX为碱金属，W为碱土金属，0.1 < a <2优选0.66 <a<0<b<l优选0 < b < 0.1l<c<6优选1 < c < 6.00<d<l优选0 < d < 0.40<e<2优选0<e<0.1在一个优选的实施方案中，所述水溶液除了包含硅酸盐和钙离子之外，还包含优选以溶解的铝盐和/或溶解的镁盐形式提供的溶解的离子。作为铝盐，优选可以使用卤化铝、硝酸铝、氢氧化铝和/或硫酸铝。在商化铝之中，更优选氯化铝。镁盐可以优选硝酸镁、 氯化镁和/或硫酸镁。铝盐和镁盐的优点是，经由引入不同于钙和硅的离子可以解决水化硅酸钙的缺点。这可改善硬化加速效果。优选地，铝和/或镁与钙和硅的摩尔比较小。更优选地，所述摩尔比选择为满足在上述经验式中a、b和e的优选范围(0. 66彡a彡1. 8 ;0彡b彡0. 1 ； 0 彡 e 彡 0. 1)。在本专利技术的一个优选的实施方案中，第一步，将水溶性钙化合物与包含适用作水硬性胶结剂的增塑剂的水溶性梳形聚合物的水溶液混合，从而获得优选以溶液形式存在的混合物，然后，第二步，向其中加入水溶性硅酸盐化合物。第二步的水溶性硅酸盐化合物也可以包含适用作水硬性胶结剂的增塑剂的水溶性梳形聚合物。所述水溶液除了包含水之外，还可以包含一种或多种其它溶剂(例如醇类，如乙醇和/或异丙醇)。优选地，所述非水溶剂与水和其它溶剂(例如醇)的总和的重量比例为至多20重量％，更优选小于10重量％，最优选小于5重量％。然而，最优选不含任何溶剂的水性体系。进行所述方法的温度范围没有特别限制。然而，所述体系的物理状态有某些限制。 优选在0至100°C的温度范围下进行，更优选5至80°C，最优选15至35°C。尤其是当施用粉碎过程时，可以达到高温。优选不超过80°C。此外，所述方法可以在不同的压力，优选1至^ar的范围内进行。pH值取决于反应物的量(水溶性钙化合物和水溶性硅酸盐)和沉淀的水化硅酸钙的溶解度。优选地，在合成结束时，PH值高于8，优选在8至13. 5的范围内。在又一个优选的实施方案中，所述包含梳形聚合物的水溶液还包含水溶性钙化合物和水溶性硅酸盐化合物作为溶解在其中的组分。这意味着为了沉淀水化硅酸钙而进行的水溶性钙化合物和水溶性硅酸盐化合物的反应在包含适用作水硬性胶结剂的增塑剂的水溶性梳形聚合物的水溶液的存在下发生。又一个优选的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．通过水溶性钙化合物与水溶性硅酸盐化合物反应制备硬化加速剂组合物的方法，所述水溶性钙化合物与所述水溶性硅酸盐化合物的反应在包含适用作水硬性胶结剂的增塑剂的水溶性梳形聚合物的水溶液的存在下进行。

【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：L·尼克尔奥，
申请(专利权)人：建筑研究和技术有限公司，
类型：发明
国别省市：DE