[发明专利]制备用于建筑材料混合物的固体加速剂的方法

说明书

本发明涉及一种用于制备固体组合物的方法，所述固体组合物包括硅酸钙水合物和至少一种水溶性阳离子聚合物、两性聚合物、无电荷聚合物或含有磺基的阴离子聚合物。

用于胶结性建筑材料混合物的粉状促凝剂—由于其固体状态而一般适用于干砂浆混合物中—为现有技术已知。这类加速剂的实例为硝酸钙、甲酸钙、氯化钙、和碳酸锂。含该氯或硝酸根的加速剂的一个缺点是其对例如钢筋混凝土具有耐腐蚀上的不利效果。由于国家标准，使用存在限制。凝固建筑材料表面的风化也是一个难题，特别是在使用钙盐(例如甲酸钙)的情况下。

在很多的应用中，需要在胶结性体系(例如砂浆和混凝土)中实现更大的凝固速度和更高的早期强度。然而，前述加速剂的类型和其它市售常见的加速剂目前并不能使得本领域技术人员实现该目标；甚至使用市售常见的加速剂时，特别是在相对高的用量下，观察到原本不想要的最终强度的损耗。因此，在很多应用中非常需要实现更高的早期强度，这在现有技术中目前已知的加速剂中是无法实现的。

在现今，硅酸钙水合物(C-S-H)悬浮液已经在含有(波特兰)水泥的建筑材料混合物(例如混凝土)中用作高效加速剂。它们与市售常见的加速剂相比能够获得显著更高的早期强度(6小时)。同时，基本不会观察到最终强度(28天)的降低。对应的悬浮液记载于WO 2010026155A1中。然而，出于一个实际的原因—由于水分可使粘合剂产生不可接受的、至少是部分地过早的水合作用，因此不可能用硅酸钙水合物(C-S-H)的水性悬浮液配制出主要包含作为粘合剂的(波特兰)水泥的干砂浆混合物。

WO 2012/072466描述了包含硅酸钙水合物和至少一种可形成水凝胶的水溶胀性聚合物的固体组合物。所述水溶胀性聚合物为一种水不溶的超吸水剂。可与水或水溶液形成水凝胶的所述水溶胀性聚合物选自阴离子交联的聚电解质、阳离子交联的聚电解质、两性交联的聚电解质和/或非离子交联的聚合物。

在基于C-S-H的粉状促凝剂的生产中，必须要除去大量的水。该操作在低温下费力地进行。在较高的温度下时，会存在加速剂的效果和最终固体的可分散性受损的危险。

在含(波特兰)水泥的干砂浆混合物的技术领域，以及同样用于非干砂浆的应用(如混凝土)的技术领域中，非常需要合适的、高效的加速剂以使干砂浆系统的早期强度能够明显地提高，优选对最终强度(28天之后的强度)没有损耗。对这种加速剂的简单生产也存在需求。

因此本发明的一个目的是提供一种用于生产所述加速剂的方法，其可以以快速、简单的方式进行。该方法因此也可以在高的干燥温度下进行，且不会对加速剂的作用造成不利的影响。此外，所述加速剂在水介质中具有良好的可分散性。所述加速剂可以使建筑物材料混合物的早期强度有效提高而对其最终强度不会有不利的影响，它与水敏粘合剂，即用水硬性凝固的那些粘合剂(例如(波特兰)水泥)具有较好的兼容性。

现已意外地发现，此目的通过一种通过接触干燥方式进行干燥的方法实现。

因此本发明涉及一种用于制备固体组合物的方法，所述固体组合物包括硅酸钙水合物(C-S-H)和至少一种带有阳离子和/或无电荷结构单元和/或含有磺基的阴离子结构单元的水溶性聚合物，该方法包含下述方法步骤：

A)使硅酸钙水合物的水性悬浮液—优选适合作为包含(波特兰)水泥的粘合剂系统的凝固和硬化加速剂，与至少一种带有阳离子和/或无电荷结构单元和/或含有磺基的阴离子结构单元的聚合物接触，以及

B)通过在100至250℃温度之间，特别是在120至250℃温度之间的接触干燥方法干燥步骤A)的产物。

所述干燥优选用转鼓式干燥法干燥。所述转鼓温度优选在120至250℃之间，特别是在150至230℃之间，且更优选160至220℃。

现已意外地发现，根据本发明所使用的(共)聚合物适合作为含硅酸钙水合物的加速剂悬浮液的干燥过程中的稳定添加剂。因此相比其它干燥方法(在鼓风干燥箱中干燥、流化床干燥、喷雾干燥)，通过转鼓式干燥，甚至是在高温的条件下，能够特别快速和有效地干燥组合物，同时也会充分地保持作为加速剂的活性及其可分散性。此外，在喷雾干燥由于组合物的高粘度使其不可喷涂，不能使用喷雾干燥的情况下，转鼓式干燥可以在高粘度(优选10000至100000mPa*s)的条件下有效地干燥加速剂组合物。