[发明专利]硬化加速剂组合物

说明书

本发明涉及一种用于制备硬化加速剂组合物的方法、可通过所述方法获得的硬化加速剂组合物、其在建筑材料混合物中的用途以及含有可通过所述方法获得的硬化加速剂组合物的建筑材料混合物。

已知通常将分散剂形式的掺合物加入至粉状无机或有机物质(如粘土、硅酸盐粉末、白垩、炭黑、粉状岩石和水硬性粘合剂)的水性浆料中以改进其可加工性，即捏合性、铺展性、喷涂性、可泵送性或流动性。这种掺合物能够粉碎固体团聚物、分散形成的颗粒并因此改进流动性。还针对性地利用这种作用，特别是在制备含有水硬性粘合剂(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))或潜在水硬性粘合剂(如粉煤灰、高炉矿渣或火山灰)的建筑材料混合物中。

为了将这些基于所述粘合剂的建筑材料混合物转化为即用的可加工形式，所需的搅拌用水通常显著多于随后的水合和硬化过程所需的。混凝土坯体中由随后蒸发的过量的水而形成的孔会导致机械强度和耐久性显著变差。

为了在预定的加工稠度下降低水的这种过量比例和/或在预定的水/粘合剂比例下改进可加工性，使用通常称为减水剂组合物或增塑剂的掺合物。具体而言，由酸单体与聚醚大分子单体自由基共聚而制备的共聚物在实际中用作这种组合物。

此外，用于包含水硬性粘合剂的建筑材料混合物的掺合物通常还含有缩短水硬性粘合剂的硬化时间的硬化加速剂。根据WO 02/070425，硅酸钙水合物，特别是以分散(细分散或特细分散)的形式存在的硅酸钙水合物，可用作这种硬化加速剂。

在WO 2010/026155 A1中描述了硅酸钙水合物悬浮液，其通过在含有适合作为水硬性粘合剂的增塑剂的水溶性梳形聚合物的水溶液的存在下将水溶性钙化合物和水溶性硅酸盐化合物反应而制备。所述专利申请的加速剂在混凝土技术领域方面提供了改进，这是因为与先前技术相比可大大改善水泥组合物的硬化的加速，特别是在混凝土的28天强度没有降低。

在WO 2010/026155 A1中适合作为用于水硬性粘合剂的增塑剂的水溶性梳形聚合物包含具有不同类型的酸单体和聚醚大分子单体的各种化学物质。所述酸单体(在式中以共聚单元的形式示出)可选自通式(la)的(甲基)丙烯酸衍生物、式(lb)的乙烯基衍生物、通式(lc)的马来酸酐衍生物以及通式(ld)的马来酸衍生物。在所有情况下的通式(la)、(lb)和(ld)中，存在连接至梳形聚合物的主链上的各种阴离子基团。用作具有正表面电荷(所述表面电荷由于在无机材料的表面的钙离子的超补偿效应而为正的)的无机材料的一种锚定基团(anchor group)的具体阴离子基团还可选自广泛的化学物质，例如羧酸基团、磺酸基团、膦酸和磷酸酯化学物质。

对于聚醚大分子单体的化学物质，也可为各种化学物质。例如公开的式(IIa)的结构，其主要包含具有1至7个碳原子的烷氧基化乙烯基醚和烷氧基化链烯基醚。式(IIb)作为聚醚大分子单体包含具有1至7个碳原子的环状烷氧基化乙烯基醚和环状烷氧基化链烯基醚。式(IId)作为聚醚大分子单体公开了(甲基)丙烯酸与聚亚烷基二醇残基(polyalkylene glycol residue)的酯。所有类型的酸单体和所有类型的聚醚大分子单体的结合以产生梳形聚合物(通常通过自由基共聚合)也是可能的，以产生相当大量的可能梳形聚合物结构。

WO 2010/026155 A1中公开的硅酸钙水合物悬浮液作为硬化加速剂仍具有改进其活性，其剂量效率的潜能。这尤其意味着为了获得相同的加速效果应该可以减少硬化加速剂的用量或在相同的剂量下应该可以提高加速效果。由于产品成本降低和加速剂的性能可以改善，提高剂量效率的经济优势是明显的。此外，在硬化加速剂的制备、分配和存储过程中将需要更少的库存量。

因此，本发明的目的是提供一种用作具有提高的剂量效率的改进硬化加速剂的组合物。此目的通过一种通过将水溶性钙化合物与水溶性硅酸盐化合物反应而制备硬化加速剂组合物的方法来实现，所述水溶性钙化合物和水溶性硅酸盐化合物的反应在包含适合作为水硬性粘合剂的增塑剂的水溶性梳形聚合物的水溶液的存在下进行，其中所述适合作为水硬性粘合剂的增塑剂的水溶性梳形聚合物以共聚物存在，该共聚物通过在磷酸化酸单体和(甲基)丙烯酸酯类聚醚大分子单体存在下的自由基聚合而制备，以便通过以聚合单元的形式引入磷酸化酸单体而在梳形聚合物中产生结构单元，其中所述结构单元符合通式(I)

其中

R¹相同或不同且各自独立地代表H和/或非支链或支链的C₁-C₄烷基，优选R¹为甲基，