[发明专利]含分散剂的早强剂组合物

说明书

本申请要求美国临时申请第61/307890号的优先权，其以引用的方式纳入本说明书。

本发明涉及一种制备早强剂（hardening accelerator）组合物的方法、该早强剂组合物以及该早强剂组合物的用途。

已知分散剂形式的外加剂通常加入至粉状无机或有机物质的含水浆体中，用于提高其工作性（workability），即捏合性、铺展性、喷涂性、泵送性或流动性，所述物质例如粘土、硅酸盐粉末、白垩、炭黑、粉末岩石和水硬性粘合剂。该外加剂能够使团块散开，分散所形成的颗粒并且以此提高流动性。该效应同样可以以目标方式利用，特别是在制备含有水硬性粘合剂的建筑材料混合物时，所述水硬性粘合剂例如水泥、石灰、石膏、半水合硫酸钙（烧石膏）、无水硫酸钙（硬石膏）或潜在水硬性粘合剂例如粉煤灰、高炉矿渣或火山灰。

为将基于所述粘合剂的这些建筑材料混合物转化为一种即用型、可工作的形式，通常需要与随后水合和硬化过程所需量相比显著更多的混合水。由于加入的过量水随后挥发而在混凝土主体中形成的空洞部分导致显著更差的机械强度和耐久性。

为在预定的加工稠度下降低超比例的水，和/或在预定的水/粘合剂比例下提高工作性，使用通常称为减水剂组合物或增塑剂的外加剂。特别地，在实践中使用由酸单体与聚醚大分子单体进行自由基共聚制备的共聚物作为该组合物。同样已知的是基本上显示出所谓的锚定基团（anchoring group）或数个锚定基团连接至一个聚亚烷基二醇聚合物链的结构的分散剂，所述锚定基团能够与水泥颗粒表面相互作用。各个相应的分散剂记载于例如专利申请US 20030181579A1、WO 0104 185A1、US 6,451,881B1和US 6,492,461B1。记载了各种带有锚定基团的分散剂化学品，所述锚定基团基于阴离子基团、烷氧基硅烷基团和多羟基基团（特别是糖残留物）。这些分散剂用于水泥制剂，例如混凝土、水泥浆和砂浆。

此外，用于含有水硬性粘合剂的建筑材料混合物的外加剂通常也可以包括缩短水硬性粘合剂凝结时间的早强剂。依据WO 02/070425，特别是以分散（精细或特别精细分散）形式存在的水合硅酸钙可以用作该种早强剂。然而，市售的水合硅酸钙或相应的水合硅酸钙分散体可以认为是几乎没有效果的早强剂。

因此本发明的目的在于提供一种组合物，其特别地起到一种早强剂的作用。

该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早强剂组合物的方法而实现，所述水溶性钙化合物与水溶性硅酸盐化合物的反应在一种水溶液存在下进行，所述水溶液包括一种水溶性分散剂，所述分散剂包括至少一个聚亚烷基二醇结构单元，其在聚亚烷基二醇的一端具有官能团，所述的官能团能够作为锚定基团与水泥颗粒表面相互作用。用于制备早强剂组合物的方法优选在无水泥下完成并且所获得的产物优选地不包括水泥或其任何水合产物。早强剂组合物优选为一种稳定的液态的含水分散体，其在无水硬性粘合剂例如水泥的情况下不离析或硬化。该目的也可以通过这样一种制备早强剂的方法而实现，其通过将一种钙化合物，优选一种钙盐，最优选一种水溶性钙盐，与一种含有二氧化硅的组分在碱性条件下反应而进行，其特征在于反应在一种水溶性分散剂的水溶液存在下进行，所述水溶性分散剂包括至少一个聚亚烷基二醇结构单元，其在聚亚烷基二醇的一端具有官能团，所述的官能团能够作为锚定基团与水泥颗粒表面相互作用。该制备早强剂组合物的方法优选在无水泥的情况下完成，并且所获得的产品优选不含水泥或其任何水合产物。所述早强剂组合物优选为一种稳定的液态含水分散体，其在无水硬性粘合剂例如水泥的情况下不离析或硬化。所述的分散剂优选适于用作水硬性粘合剂的增塑剂。

该目的也通过一种组合物，优选一种含水早强剂悬浮液，而实现，所述组合物含有水合硅酸钙和一种水溶性分散剂，所述水溶性分散剂包括至少一个聚亚烷基二醇结构单元，其在聚亚烷基二醇的一端具有官能团，所述的官能团能够作为锚定基团与水泥颗粒表面相互作用。本发明的目的也通过所述的组合物用作建筑材料混合物中的早强剂的用途而实现，所述建筑材料混合物包含水泥、石膏、硬石膏、炉渣，优选研磨颗粒高炉矿渣、粉煤灰、硅尘、偏高岭土、天然火山灰、煅烧油页岩、硫铝酸钙水泥和/或铝酸钙水泥，优选主要含水泥作为水硬性粘合剂的建筑材料混合物。