梳形聚合物用于控制矿物粘结剂组合物流变性的用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及梳形聚合物用于提高矿物粘结剂组合物的流速和/或降低矿物粘结 剂组合物的粘度的用途。本发明的其他方面涉及矿物粘结剂组合物以及包含所述梳形聚合 物的固化的模制体。
【背景技术】
[0002] 分散剂或流动剂在建筑工业中被用作粘结剂组合物，例如混凝土、砂浆、水泥、石 膏和石灰的塑化剂或减水剂。所述分散剂通常是有机聚合物，它们被加入拌和水中或作为 固体加入粘结剂组合物中。由此，在加工期间粘结剂组合物的稠度，以及固化状态下的特性 都以有利的方式改变。
[0003] 适当的分散剂的选择和计量添加特别地取决于粘结剂组合物的特定组成、加工技 术或使用目的。对于特殊的粘结剂组合物，例如特种混凝土或特种砂浆，这恰好是具有挑战 的任务。
[0004] 属于特种混凝土的例如是所谓的"自密实混凝土 "（英语：Se1f-compacting Concrete)。自密实混凝土具有独特的流动性能和自密实行为。因此，自密实混凝土快速和 无分离地纯粹由于重力而流动，独立填充空腔和在不施加密实能量的条件下排气。因此不 需要如传统的混凝土那样的振动。因此在要求高安装性能时、对于要求苛刻的几何形状、 对于窄网眼的加固、极低的构件强度或在施加额外的密实能量非常难或者是不可能的状况 下，自密实混凝土是非常有利的。自密实混凝土与普通的混凝土相比通常具有改变的筛分 曲线（Sieblinie)和/或更高的粉末颗粒含量。
[0005] 对于自密实混凝土，只有在混凝土的流动极限或i丹落扩展度（Setzfliessmass) 以及粘度或流速同时分别设定在确定的范围内时才能达到最佳的加工性能。另外，可以容 易地出现混凝土成分的脱混或分离，可能导致不充分的流动行为或停滞，或者出现不期望 的空气夹杂物。
[0006] 对适当的分散剂及其在自密实混凝土中的计量添加量的选择因此并非普通。实践 中，通常使用聚羧酸醚形式的高效塑化剂。
[0007] W0 2009/044046在这方面公开了例如基于聚羧酸的梳形聚合物的分散剂，利用它 主要可以降低自流平粘结剂组合物的粘度。在此，梳形聚合物在侧链中具有特殊的疏水基 团。
[0008] 但是，很多已知的分散剂不能够完全令人信服。已知的分散剂一方面经常影响坍 落扩展度，同时影响矿物粘结剂组合物的流速。有针对性地提高矿物粘结剂组合物的流速， 而在此过程中不改变流动极限或坍落扩展度，几乎是不可能的。另外的分散剂要求特殊的 化学基团或复杂的化学结构，这又使得制备变得复杂和昂贵。
[0009]因此仍存在对不具有所述缺点的经改善的分散剂的需求。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的因此在于，提供分散剂，它可以有针对性地提高矿物粘结剂组合物 的流速和/或降低矿物粘结剂组合物的粘度。根据可能性，在此应尽可能保持矿物粘结剂 组合物的其他特性，特别是坍落度（Setzmass)或流动极限保持不变。所述分散剂此外应优 选可与其他添加剂一起应用。所述分散剂应特别适用于自密实的混凝土。
[0011] 令人惊奇地发现，所述目的通过独立权利要求1的特征来实现。
[0012] 本发明的核心在于使用梳形聚合物来提高矿物粘结剂组合物的流速和/或降低 矿物粘结剂组合物的粘度，其中所述梳形聚合物具有包含酸基团的主链并且在主链上结合 有侧链，和其中所有侧链的平均数均分子量（Mn)为120g/mol至1000g/m〇l，并且酸基团与 侧链的摩尔比例在0. 5至2的范围内。
[0013] 如已经显示的，使用根据本发明的梳形聚合物时，可以获得例如自密实混凝土形 式的具有大大改善的填充能力和流速的矿物粘结剂组合物。同时不会出现粘结剂组合物的 显著脱混或分离，或者出现空气夹杂物。特别令人惊奇地还有，尽管流速提高，但所述粘结 剂组合物的流动极限基本上没有受到所用的梳形聚合物的影响。
[0014] 另外发现，根据本发明所用的梳形聚合物与其他添加剂，例如与其他分散剂是良 好相容的。
[0015] 本方面的其他方面是其他独立权利要求的主题。本方面特别优选的实施形式是从 属权利要求的主题。
[0016] 发明的【具体实施方式】
[0017] 本发明的第一个方面涉及梳形聚合物用于提高矿物粘结剂组合物的流速和/或 降低矿物粘结剂组合物的粘度的用途，其中所述梳形聚合物具有包含酸基团的主链并且在 主链上结合有侧链，和其中所有侧链的平均数均分子量为120g/mol至1000g/m〇l，并且酸 基团与侧链的摩尔比例在0.5至2的范围内。
[0018] 本发明将根据DINEN12350-8:2010-12("新拌混凝土测试-部分8 :自密实混凝 土-坍落扩展度测试"）的〖5。。-时间作为流速的度量。t5。。-时间基本上是利用拌和或可 加工的矿物粘结剂组合物达到500_(直径）的坍落扩展度的时间。t5。。-时间越短则流速 越尚。
[0019] 此外，对应DINEN12350-8:2010-12,流速是粘度的度量。t5。。-时间越短，则矿物 粘结剂组合物的流速越高和粘度越低。
[0020] 根据本发明使用梳形聚合物时，利用水拌和的矿物粘结剂组合物显示出提高的流 速和/或较低的粘度。这意味着，所述组合物在添加了根据本发明的梳形聚合物之后，与不 包含梳形聚合物的类似的组合物相比，或者与包含不是根据本发明的梳形聚合物的类似组 合物相比，更快地流动或具有更低的粘度。
[0021] 在根据本发明使用和计量加入以粘结剂含量计1重量％的梳形聚合物时，所 述梳形聚合物优选影响矿物粘结剂组合物的流动极限和/或坍落扩展度（根据DINEN 12350-8:2010-12测量）小于15 %，特别是小于10 %，优选小于5 %，特别是小于2 %或者小 于1%。这意味着，所述矿物粘结剂组合物的坍落度和/或流动极限在添加了 1重量％根据 本发明的梳形聚合物之后，与不包含根据本发明的梳形聚合物的类似组合物的坍落度偏差 小于15%，特别是小于10%，优选小于5%，特别是小于2%或者小于1%。
[0022] 根据本发明，侧链的平均数均分子量（Mn)为120g/mol至1000g/mol。在此可能的 是，除了分子量在120g/mol至lOOOg/mol范围内的侧链之外还存在分子量小于120g/mol和/或分子量大于1000g/m〇l的那些侧链。但是平均来说，所有侧链的数均分子量（Mn)在 120g/mol至 1000g/mol的范围内。
[0023] 根据一个有利的实施形式，侧链的最大数均分子量小于1000g/mol。在这种情况 下，不存在数均分子量超过1000g/m〇l的侧链。
[0024] 侧链的平均数均分子量（Mn)优选在160g/mol至900g/mol、优选在250g/mol至 800g/mol、特别是在 300g/mol至 750g/mol、尤其 400g/mol至 600g/mol或 450g/mol至 550g/mol的范围内。由此能实现流速的最佳提高，同时最小化对i丹落度的影响。
[0025] 但是特殊应用下其他分子量也是适合的。
[0026] 在本发明中通过利用聚乙二醇（PEG)作为标准物的凝胶渗透色谱法（GPC)来确定 平均的重均分子量（Mw)和平均的数均分子量（Mn)。这种技术本身对本领域技术人员是公 知的。
[0027] 酸基团与侧链的摩尔比例特别是在0.75至1. 7、尤其0.8至1. 6、特别是0.85至 1.5或0.9至1.2的范围内。
[0028] 有利的是，所述侧链经由酯基团、醚基团、酰胺基团和/或酰亚胺基团结合在主链 上。优选的是酯基团、醚基团和/或酰胺基团，特别是酯基团和/或醚基团。
[0029] 所述侧链特别地包含聚氧化亚烷基侧链。所述侧链优选至少50摩尔％、特别是至 少75摩尔％、优选至少95摩尔％、尤其至少98摩尔％或者100摩尔％由聚氧化亚烷基侧 链构成。
[0030] 氧化亚乙基单元在聚氧化亚烷基侧链中的份额以所有侧链中存在的氧化亚烷基 侧链计优选大于90摩尔％，特别是大于95摩尔％，优选大于98摩尔％，尤其100摩尔％。
[0031] 聚氧化亚烷基侧链特别地不包含疏水基团，特别不包含具有三个或更多个碳原子 的氧化亚烷基。
[0032] 氧化亚乙基单元的高份额，或者具有三个或更多个碳原子的氧化亚烷基的低含量 降低了不期望的空气进入的风险。
[0033] 聚氧化亚烷基侧链特别具有根据式_[A0]n-Ra的结构。在此特别地，A=C2-至 C4-亚烷基。Ra优选代表仏^-至^。-烷基基团、-环己基