[发明专利]优化用于水泥质组合物的聚羧酸系外加剂

说明书

发明领域

本发明涉及可水合水泥质（cementitious）材料的性质的改进，并且更具体地公开了一种外加剂组合物和方法，其涉及三种不同的聚氧化烯聚羧酸系（polycarboxylate）聚合物，用于在可以包含或可以不包含粘土的混凝土拌合料中实现可加工性和坍落度保持，粘土否则会减小用作混凝土拌合料中的分散剂的聚羧酸系聚合物的剂量效率。

发明背景

在美国专利8,685,156(W. R. Grace & Co.-Conn.拥有)中，Koyata等人公开了使用聚阳离子化合物与羟基羧酸化合物的组合增强了具有带粘土的集料的混凝土中的坍落度保持，其中粘土否则吸收或减小聚羧酸系高效增塑剂（superplasticizers）的剂量效率。

在美国专利公开US 2014/0323614 A1 (Lafarge拥有)中，Villard等人公开了一种处理混凝土的混合物，其包含至少部分中和杂质对混凝土的可加工性的有害影响的惰性化试剂、不同于该惰性化试剂的第一高效增塑剂以及不同于第一高效增塑剂和惰性化试剂的第二高效增塑剂。Villard等人教导的两种高效增塑剂的区别在于一种高效增塑剂在另一种高效增塑剂的增塑作用峰值之后发展最大增塑作用。

本发明人认为，需要一种新颖的且具有创造性的高效增塑外加剂用于改进混凝土，特别是在存在粘土污染物时。

发明概述

本发明提供一种新颖的外加剂组合物，其用于增强可水合水泥质组合物例如混凝土中的坍落度发展和坍落度保持，特别是在存在粘土污染物时。通过组合三种不同的聚氧化烯羧酸系聚合物，本发明人出乎意料地发现，混凝土的可加工性（坍落度）和可加工性保持显著改进，特别是在存在粘土时。鉴于含氯化合物例如表氯醇-二甲胺(EPI-DMA)变得广泛用于使粘土惰性化的事实，本发明不需要使用含氯化合物的事实是有利的。

用于改进可水合水泥质组合物的本发明的示例性添加剂组合物包含：三种不同的羧酸系聚合物，本文称为聚合物I、聚合物II和聚合物III，每种所述聚合物由单体组分A、B和C获得，其中组分A是不饱和羧酸单体，其由结构式1表示：

[式1]；

组分B是聚氧化烯单体，其由结构式2表示：

[式2]；

组分C是不饱和羧酸酯或酰胺单体，其由结构式3表示：

[式3]；

其中R¹、R²、R³、R⁴、R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹和R¹⁰每个单独地代表氢原子、C₁至C₄烷基基团或-COOM基团，其中M代表氢原子或碱金属；Y代表–(CH₂)_p–，其中“p”代表0至6的整数；Z代表–O–、–COO–、–OCO–、–COHN–或–NHCO–基团；–(AO)_n代表重复的亚乙基氧基团、亚丙基氧基团、亚丁基氧基团或其混合物；“n”代表重复的–(AO)-基团的平均数量并且是10至250的整数；W代表氧原子或–NH–基团，以及R¹¹代表C₁ - C₁₀烷基基团或C₂ - C₁₀羟烷基基团；其中，在聚合物I中，组分A、B和C以摩尔比(A:B:C)为2:1:0至5:1:0存在；并且进一步其中在聚合物II中，组分A、B和C以摩尔比(A:B:C)为0.1:1:0至2:1:0存在；并且进一步其中在聚合物III中，组分A与组分B和C之和的摩尔比(A:B+C)为0.3:1至3:1。

本发明也提供方法，其中使用上述的聚合物I、II和III改进可水合水泥质组合物，以及也提供使用上述的聚合物获得的水泥质组合物。

在下文更详细描述本发明的进一步优点和益处。

示例性实施方案详述

在内容允许的地方，酸形式的化合物（例如聚羧酸、葡萄糖酸等）的具体描述应当理解为包括盐形式（例如聚羧酸盐、葡萄糖酸盐等）；并且，相反地，盐形式的化合物的描述应当理解包括其酸形式。