[发明专利]乳化的梳形聚合物和消泡剂组合物及其制备方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于水硬水泥组合物如混凝土的化学混合物，更具体而言涉及通过用“梳形”聚合物乳化消泡剂而形成的混合物组合物，所述聚合物带有其上连有水泥固定单元和氧化烯基的含碳骨架；涉及制造包括梳形聚合物的稳定的乳液混合物的方法；并涉及包括该混合物的水硬水泥组合物。

发明背景

在水硬水泥组合物中使用梳形聚合物是已知的。例如见美国专利5,393,343，在此全部引入作为参考。Darwin等人公开了用作高效塑化剂以在持续期间在水泥中保持高度滑动(例如高流动性)而不引起显著的固化延迟的EO/PO型梳形聚合物。此处所用术语“EO/PO”与术语“氧化烯基”同义并且用作方便的简写形式以表示聚氧化烯基(例如环氧乙烷/环氧丙烷共聚物)。因此，基于本发明的目的，术语“EO/PO型梳形聚合物”表示且指碳骨架上连有侧羧酸酯基团(在水泥混合物中起水泥固定基团的作用)以及相对较长的侧基或“梳形基团”如环氧乙烷(EO)基团、环氧丙烷(PO)基团和/或EO/PO基团的组合基团的聚合物。侧基可以是离子型或非离子型的。

美国专利5,393,343还公开许多常规水泥添加剂如“消泡剂”可在加入高效塑化剂之前、之中或之后与水泥组合物混合。已知EO/PO型梳形聚合物通常在水泥混合物中夹带过量的空气气泡，因此需要消泡剂。消泡剂在水溶液中显示了非常有限的稳定性，因为它们是疏水性的，倾向于在包含梳形聚合物的液体混合物溶液中分离。通常所用消泡剂(或“去泡剂”)包括EO/PO型消泡剂(特别是富PO单元者)、硅氧烷、磷酸三丁酯和邻苯二甲酸烷基酯。梳形聚合物和消泡剂组合的相不稳定性要求将它们放入分别的罐中并且在加入到水泥组合物(例如混凝土)中之前混合，或者将它们盛在需要不断搅拌的罐中。在任一种情况下，混合物溶液都具有很短的保存期，对混凝土制备操作带来不便且增加其费用。

Sandoz有限公司的欧洲专利申请0 725 043(A2)公开消泡剂如某些多亚烷基二醇或其衍生物可作为侧链直接接枝到碳骨架上，与包含低聚亚烷基二醇和/或多元醇的侧链一起形成梳形聚合物。该方法依赖于酯键的可再生性水解以允许消泡剂从含碳骨架上可预见地释放。

Sandoz有限公司所有的英国专利2 280 180 A公开了一种包含衍生自不饱和羧酸单体单元的聚合物在水溶液中的应用，其中在单体聚合期间存在的基于氧化烯的消泡剂变为可溶的或以直径不大于20μm的颗粒分散于其中。但是这种分散体在高温和长期储存期间可能是相不稳定的。通常所知的混凝土消泡剂如磷酸三丁酯甚至在分散时也已知会凝聚和相分离。

考虑到现有技术的上述缺点，需要一种新型的包括EO/PO型梳形聚合物和消泡剂的混凝土混合物及其制备方法，该混合物允许可预见的空气控制。

发明概述

本发明克服了现有技术的缺点，提供了一种用于水硬水泥组合物的乳液混合物组合物，其包括：(a)梳形聚合物，该聚合物具有其上既连接有水泥固定单元如羧酸或羧酸酯基团又有例如通过选自酰胺、酰亚胺、酯和/或醚的键连接的氧化烯基的含碳骨架；(b)用所述梳形聚合物乳化的消泡剂，所述消泡剂选自具有式(PO)(O-R)₃的组合物，其中R为C₂-C₂₀烷基，磷酸酯，烷基酯，硼酸酯，硅氧烷衍生物和EO/PO型消泡剂；及(c)可有效稳定所述乳化的梳形聚合物和所述消泡剂的一种或多种表面活性剂，所述表面活性剂-稳定剂选自(1)选自蔗糖、脱水山梨糖醇、单糖、二糖和多糖的碳水化合物的酯化脂肪酸酯，(2)包含环氧乙烷和环氧丙烷(“EO/PO”)基团的C₂-C₂₀醇，和(3)这些物质的混合物。

术语“水泥固定”是指当将混合物加入到温水泥混合物中时在聚合物的羧酸(酯)基团和存在于水泥中的钙阳离子之间形成的离子键，同时认为聚合物骨架上的“EO/PO”侧“梳形”基团使水泥颗粒易于分散于水相的水泥混合物中。示例性梳形聚合物包括由烯属不饱和单体形成的骨架，和作为骨架上的侧基的环氧乙烷(EO)基团、环氧丙烷(PO)基团或组合的EO/PO基团。

示例性表面活性剂包括碳水化合物的酯化脂肪酸酯，优选脱水山梨糖醇单油酸酯。