[发明专利]干燥混凝土分散剂的方法

说明书

本发明涉及水硬性粘结组合物用固体分散剂的生产方法、根据该方法得到的固体分散剂及其用途。

现有技术

分散剂是水硬性粘结组合物如水泥的重要添加剂。添加它们来提高水硬性粘结组合物的可加工性和所得的混凝土的机械性能。一类重要的分散剂是流化剂，也称为塑化剂。添加流化剂以降低水硬性粘结组合物的含水量。通过降低含水量，可获得具有改进的机械性能如耐压性和液体密封性的混凝土。典型的，具有流化性能的分散剂是有机聚合物。在混凝土生产中，三聚氰胺磺酸盐、萘磺酸盐、木素磺酸盐或其衍生物是公知的流化剂。这些分散剂主要提高制备之后砂浆组合物的初始流动性。然而，在很短时间例如约30分钟或60分钟后，它们趋于降低流动性。因此，它们在要求砂浆在延长的时间段具有良好加工性的大型应用中用途有限。

在过去几年中，出现了具有流化性的一类新的高效分散剂，其是具有聚羧酸酯骨架的有机梳形聚合物。聚羧酸酯骨架通过醚、酯或酰胺键共价连接到侧链。侧链通常包含聚醚基团。这样的分散剂也称作聚羧酸醚或酯（PCE）或称作超流化剂。向各种水硬性粘结组合物赋予特定的性质的改性物和衍生物已有描述。

建筑行业需要大量这种用于混凝土的梳形聚合物超流化剂。梳形聚合物在水溶液中合成。包含约40重量％梳形聚合物的水溶液是市售可得的。

这样的梳形聚合物是高度亲水性的。在从梳形聚合物水溶液除去水时，得到蜡状或糖浆状组合物。这样的蜡状组合物不适合于技术应用，因为加工性低并且将聚合物分散和分布入水泥组合物中困难且费时。

对于运输或储存，因此希望提供干燥固体状态的这样的超流化剂，如粉末或颗粒。鉴于生产混凝土所需的整体高含量的超流化剂，固体超流化剂将显著降低运输和储存成本并且易于处理。

在现有技术中，已经描述有各种方法以获得干燥固体梳形聚合物组合物。

US 2006/0229388 A1描述了干燥聚羧酸型水泥分散剂的问题。作为一种解决方案，建议梳形聚合物的化学结构中包括特定的聚亚烷基亚胺改性体。然而，这样的化学改性是有问题的，因为它们影响梳形聚合物的性能，需要复杂的有机合成方法，并且不适用于所有类型的梳形聚合物超流化剂。

EP 1829839 A1公开了粉末状聚羧酸基水泥分散剂的制备，其中用梳形聚合物和无机粉末的混合物进行干燥过程。此外，在干燥过程中加入二氧化硅。也要求梳形聚合物的特定化学改性，即聚酰胺-聚胺改性。此外，在干燥梳形聚合物组合物中的无机添加剂和二氧化硅可能影响水泥组合物。

US 6,437,027 B1提出一种粉末状分散剂的生产方法，其中将还原剂，具体地亚硫酸盐、亚硝酸盐和硫代硫酸盐，添加到梳形聚合物，并且其中梳形聚合物包括特定的化学改性。

如上所述，使用萘磺酸盐作为用于水硬性粘结组合物的分散剂，其针对流化特性改善初始流动性。如果与这样的萘磺酸盐缩合物混合可以干燥一些聚合物分散体，这也是本领域已知的。这样的方法公开在DE 2049114、DE 3143070或WO 03/097721中。聚合物分散体，也称为胶乳，包含水不溶性聚合物的固体颗粒，特别是热塑性聚合物。热塑性聚合物的聚合物分散体可以很容易地被干燥。它们在化学上和物理上与水溶性亲水性梳形聚合物有很大不同。

WO2011/029711公开了含有如下的配制剂：a）至少一种具有分散性且选自具有聚醚侧链的支化梳形聚合物、萘磺酸盐-甲醛缩合物和三聚氰胺磺酸盐-甲醛缩合物的组分，以及b）磷化缩聚物。所有该发明的实施例涉及包含磷化缩聚物b）和单分散剂a）的液体水性配制剂。两种分散剂a）的混合物只用在比较例C4中，但并不能产生稳定的溶液，而是凝胶。

发明所基于的问题

本发明的主题是提供克服了上述缺点的方法和固体梳形聚合物类分散剂。本发明将提供用于提供水硬性粘结组合物用的固体梳形聚合物分散剂的简单而有效的方法。该分散剂和组合物将具有高的可加工性。优选地，它们应当以易于分份和容易混合的形式，最好是细粉末。梳形聚合物分散剂应在水硬性粘结组合物中具有良好的流化性能并赋予所得到的混凝土有利的机械性能。具体而言，它们应该赋予砂浆组合物良好的初始流动性，但是在延长的时间例如30分钟或60分钟后还保持良好的流动性。

本发明所基于的另一个问题是提供用于干燥这样的分散剂的方法，其可用于广泛的梳形聚合物。应避免包括不具有流化性能和可能影响水泥组合物或混凝土的添加剂。具体而言，应避免影响它们的结构和性质以及需要复杂的有机合成的梳形聚合物的化学改性。

发明内容