本發(fā)明涉及一種用于控制水泥質(zhì)組合物中的空氣夾帶的烷氧基化烷基多胺消泡劑。

背景技術(shù)：

1、本文提供的“背景技術(shù)”描述用于大體上呈現(xiàn)本公開內(nèi)容的背景的目的。當(dāng)前指名的發(fā)明人的工作(就在該背景技術(shù)部分中描述的程度而言)以及可能以其他方式不被認(rèn)定為提交時的現(xiàn)有技術(shù)的描述的方面既未明確地也未隱含地被承認(rèn)為針對本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。

2、混凝土的制備需要混合若干組分諸如可水合水泥、沙子、礫石、水和添加劑以形成均質(zhì)混合物。一種經(jīng)常采用的添加劑是超塑化劑(超增塑劑，superplasticizer)，將其摻入混合物中以減少所需的水含量，優(yōu)化初始流動和隨時間推移的坍落度保持，并且改善機(jī)械性能(諸如抗壓強(qiáng)度)。受控空氣夾帶添加劑也是期望的，以賦予凝固混凝土的擴(kuò)大的凍融穩(wěn)定性。超塑化劑通常具有梳狀共聚物的結(jié)構(gòu)，其中一種單體由羧酸鹽端基構(gòu)成并且另一種單體由附接至聚合物鏈的環(huán)氧乙烷重復(fù)單元構(gòu)成。具體地，衍生自丙烯酸單體的梳狀共聚物是眾所周知的超塑化劑。

3、超塑化劑的一種不期望的副作用是將過量的空氣引入到成品混凝土中。這種空氣夾帶可能有益于增強(qiáng)混凝土的凍融穩(wěn)定性，然而，必需適當(dāng)控制夾帶的空氣以防止對凝固混凝土的物理性質(zhì)(抗壓強(qiáng)度)產(chǎn)生不期望的負(fù)面影響。減少這樣的負(fù)面影響的標(biāo)準(zhǔn)方法是使用消泡劑來最小化空氣夾帶。那些消泡劑通常是疏水性材料，諸如具有低hlb的非離子表面活性劑、有機(jī)硅衍生物、二丁基磷酸酯和三丁基磷酸酯以及鄰苯二甲酸烷基酯。

4、由于消泡劑的疏水性，它們是水難溶性的，并且無法摻入到具有長期穩(wěn)定性的水性外摻料溶液中。使消泡劑在可混溶聚合物中相容或通過分散在外摻料(尤其是超塑化劑)溶液中的嘗試并未提供延長的穩(wěn)定性。共混的混合物典型地迅速發(fā)生相分離，這就要求將水性超塑化劑溶液和消泡劑分開儲存并在使用前立即混合，以確保對空氣夾帶的良好控制。備選地，可以將消泡劑添加到不斷攪拌的超塑化劑溶液中以防止分離(有時伴有穩(wěn)定化表面活性劑)。參見美國專利號6,139,623-將其通過引用整體結(jié)合于此。水性超塑化劑溶液中的消泡劑不相容性通過增加的成本、設(shè)施空間和使用限制而向使用者呈現(xiàn)出明顯的缺點(diǎn)。

5、已經(jīng)建立了克服消泡劑的疏水不相容性問題的現(xiàn)有技術(shù)。將胺單元摻入消泡劑結(jié)構(gòu)可以提供與超塑化劑聚合物結(jié)構(gòu)的羧酸官能度的離子配對。kuo在美國專利號us?8,187,376中公開了作為消泡劑的聚烷氧基化聚亞烷基多胺。

6、與傳統(tǒng)消泡劑一樣，用于解決空氣夾帶問題的胺消泡劑只能在超塑化劑溶液中以相對較低的濃度配制。在較高濃度下，性能降低，并且外摻料制劑典型地在短時間段后變得不穩(wěn)定。特別地，這些溶液暴露在升高的溫度下導(dǎo)致消泡劑與水性超塑化劑溶液分離。因此，仍然需要一種單一的、儲存穩(wěn)定的水泥外摻料，其可以以低濃度和高濃度使用，并且在寬范圍的環(huán)境條件下維持穩(wěn)定性。鑒于前述內(nèi)容，本發(fā)明的一個目的是提供一種具有改善的穩(wěn)定性的消泡劑以及所述消泡劑與超塑化劑在外摻料中用于水泥組合物的用途。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供：

2、(1)一種用于減少空氣夾帶的消泡劑，所述消泡劑包括具有由下式(1)或(2)表示的結(jié)構(gòu)的聚烷氧基化烷基多胺及其鹽

3、r1-(n(r2)-ch2-ch2-ch2)n-n-(r3)(r4)???(1)，

4、r1-n(ch2-ch2-ch2-n(r3)(r4))2?????(2)，

5、其中r1是長度為1至20個碳的支化或未支化烴鏈，r2、r3和r4各自獨(dú)立地表示h、環(huán)氧烷或聚環(huán)氧烷，并且n為1至50。

6、(2)一種用于減少空氣夾帶的消泡劑，所述消泡劑包括具有由式(3)表示的結(jié)構(gòu)的聚烷氧基化烷基二胺及其鹽

7、r1-n(r2)-ch2-ch2-ch2-n-(r3)2???(3)，

8、其中r1是長度為1至20個碳的支化或未支化烴鏈，并且r2和r3各自獨(dú)立地表示h、環(huán)氧烷或聚環(huán)氧烷。

9、(3)根據(jù)(1)或(2)所述的消泡劑，其中環(huán)氧烷是環(huán)氧丙烷或環(huán)氧乙烷。

10、(4)根據(jù)(1)至(3)中任一項所述的消泡劑，其中聚環(huán)氧烷包括環(huán)氧丙烷和/或環(huán)氧乙烷的重復(fù)基團(tuán)。

11、(5)根據(jù)(1)至(4)中任一項所述的消泡劑，其中r1是長度為12至18個碳的支化或未支化烴鏈。

12、(6)根據(jù)(1)至(5)中任一項所述的消泡劑，其中相對于聚烷氧基化烷基多胺，環(huán)氧丙烷和聚環(huán)氧丙烷的合并重量百分比在45至75重量%的范圍內(nèi)。

13、(7)根據(jù)(1)至(6)中任一項所述的消泡劑，其中r1是牛脂烷基(tallow-alkyl)。

14、(8)一種外摻料，所述外摻料包含根據(jù)(1)至(7)中任一項所述的消泡劑以及堿性水溶液、懸浮液或漿料。

15、(9)一種用于減少空氣夾帶的外摻料，所述外摻料包含：分散劑、根據(jù)(1)至(7)中任一項所述的消泡劑以及水。相對于外摻料的總重量，分散劑和消泡劑以在25至35重量%范圍內(nèi)的合并濃度存在，并且相對于分散劑的重量，消泡劑以0.1至20重量%的濃度存在。

16、(10)根據(jù)(9)所述的外摻料，其中相對于分散劑的總重量，消泡劑以4至15重量%的濃度存在。

17、(11)根據(jù)(9)或(10)所述的外摻料，其具有在4.5至6.5范圍內(nèi)的ph。

18、(12)根據(jù)(9)至(11)中任一項所述的外摻料，其中分散劑是選自由以下各項組成的組的超塑化劑：聚羧酸鹽醚(聚羧酸醚，polycarboxylate?ether)、磺基改性三聚氰胺-甲醛縮合物、三聚氰胺甲醛縮合物、磺化三聚氰胺-甲醛縮合物、木質(zhì)素鹽、萘磺酸鹽(naphthalene?sulfonate)、聚羧酸鹽化丙烯酸類(聚羧酸系丙烯酸類，polycarboxylatedacrylic)、聚羧酸鹽化醚(聚羧酸系醚，polycarboxylated?ether)、羧酸鹽、酪蛋白、椰油酰胺衍生物及其混合物。

19、(13)根據(jù)(9)至(12)中任一項所述的外摻料，其中分散劑是選自由以下各項組成的組的一種或多種：聚羧酸鹽醚、酯型分散劑(酯類分散劑，ester-type?dispersant)、醚型分散劑(醚類分散劑，ether-type?dispersant)和萘型分散劑(萘類分散劑，naphthalenetype?dispersant)。

20、(14)根據(jù)(9)至(13)中任一項所述的外摻料，其中分散劑是包含側(cè)接聚環(huán)氧乙烷基團(tuán)的聚羧酸鹽醚。

21、(15)一種外摻料，所述外摻料包含：

22、分散劑；

23、根據(jù)(1)至(7)中任一項所述的消泡劑；以及

24、水，

25、其中相對于外摻料的總重量，分散劑和消泡劑以在25至35重量%范圍內(nèi)的合并濃度存在，并且

26、其中相對于分散劑的重量，消泡劑以0.1至20重量%的濃度存在，

27、其中分散劑是聚羧酸鹽醚共聚物，其包括由下式(4)表示的組成單元(4)和由下式(5)表示的組成單元(5)，

28、

29、其中單元(4)是甲基丙烯酸及其鹽，

30、其中單元(5)是甲氧基聚乙二醇單甲基丙烯酸酯，

31、其中n1是添加的摩爾平均數(shù)，并且表示15以上且30以下的數(shù)，

32、其中組成單元(4)在組成單元(4)至(5)的總含量中的比例為65摩爾%以上且80摩爾%以下，并且

33、其中聚羧酸鹽醚共聚物的重均分子量(mw)為35,000以上且60,000以下。

34、(16)一種外摻料，所述外摻料包含：

35、分散劑；

36、根據(jù)(1)至(7)中任一項所述的消泡劑；以及

37、水，

38、其中相對于外摻料的總重量，分散劑和消泡劑以在25至35重量%范圍內(nèi)的合并濃度存在，

39、其中相對于分散劑的重量，消泡劑以0.1至20重量%的濃度存在，

40、其中分散劑是聚羧酸鹽醚共聚物，其包括由下式(4’)表示的組成單元(4’)和由下式(5’)表示的組成單元(5’)，

41、

42、其中單元(4’)是甲基丙烯酸及其鹽，

43、其中單元(5’)是甲氧基聚乙二醇單甲基丙烯酸酯，

44、其中n1’是添加的摩爾平均數(shù)，并且表示80以上且120以下的數(shù)，

45、其中組成單元(4’)在組成單元(4’)至(5’)的總含量中的比例為70摩爾%以上且90摩爾%以下，并且

46、其中聚羧酸鹽醚共聚物的重均分子量(mw)為35,000以上且60,000以下。

47、(17)一種水泥混合物，所述水泥混合物包含顆粒狀水泥質(zhì)組分(cementitiouscomponent)、根據(jù)(9)至(16)中任一項所述的外摻料以及水，其中外摻料在水泥混合物中以按水泥的重量計在0.05至1重量%范圍內(nèi)的濃度存在。

48、(18)根據(jù)(17)所述的水泥混合物，其中外摻料在水泥混合物中以按水泥的重量計在0.1至0.5重量%范圍內(nèi)的濃度存在。

49、(19)根據(jù)(17)或(18)所述的水泥混合物，其具有0.37至0.50的w/c比。

50、(20)一種水泥混合物，所述水泥混合物包含：

51、顆粒狀水泥質(zhì)組分；

52、根據(jù)(9)至(16)中任一項所述的外摻料；以及

53、水，

54、其中外摻料的固體含量在水泥混合物中以按水泥的重量計在0.05至1重量%范圍內(nèi)的濃度存在，并且

55、其中w/c比在0.37至0.50的范圍內(nèi)。

56、(21)根據(jù)(17)至(20)中任一項所述的水泥混合物，所述水泥混合物還包含相對于水泥混合物的總重量為45-60重量%的沙子。

57、(22)一種形成外摻料的方法，所述方法包括混合堿性水溶液、懸浮液或漿料以及根據(jù)(1)至(7)中任一項所述的消泡劑。

58、(23)一種形成水泥混合物的方法，所述方法包括混合顆粒狀水泥質(zhì)組分、根據(jù)(9)至(16)中任一項所述的外摻料以及水。外摻料在水泥混合物中以按水泥的重量計在0.05至1重量%范圍內(nèi)的濃度存在。

59、(24)一種形成水泥混合物的方法，所述方法包括：

60、混合顆粒狀水泥質(zhì)組分，

61、根據(jù)(9)至(16)中任一項所述的外摻料，以及

62、水，

63、其中外摻料在水泥混合物中以按水泥的重量計在0.05至1重量%范圍內(nèi)的濃度存在，并且

64、其中w/c比在0.37至0.50的范圍內(nèi)。

65、(25)一種減少水泥混合物中的氣孔(空氣孔隙，air?void)的方法，所述方法包括：

66、將根據(jù)(1)至(7)中任一項所述的消泡劑和分散劑與水泥混合物混合。

67、(26)組合物中的消泡劑的用途，其包括具有由式(1)或(2)表示的結(jié)構(gòu)的聚烷氧基化烷基多胺及其鹽

68、r1-(n(r2)-ch2-ch2-ch2)n-n-(r3)(r4)???(1)，

69、r1-n(ch2-ch2-ch2-n(r3)(r4))2?????(2)，

70、其中r1是長度為1至20個碳的支化或未支化烴鏈，r2、r3和r4各自獨(dú)立地表示h、環(huán)氧烷或聚環(huán)氧烷，并且n為1至50。

71、(27)根據(jù)實施方案(23)所述的消泡劑的用途，其用于堿性水溶液、懸浮液或漿料。

72、(28)根據(jù)實施方案(23)所述的消泡劑的用途，其用于水硬性組合物(hydrauliccomposition)。

73、前述段落通過一般介紹的方式提供，并且不旨在限制所附權(quán)利要求的范圍。通過參考結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述將最好地理解所描述的實施方案以及進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)。