[发明专利]阴离子聚合物

说明书

发明领域

本发明是关于聚合物范围，并涉及一种基于丙烯酸化合物的新型阴离子聚合物，本发明还涉及其制备方法以及其在加工水泥和混凝土中作为助剂的应用。

背景技术

在制备含水水泥配剂或混凝土中存在的问题是，在制备、运输和使用时需将该物料的粘度保持如此低，以使其不出现加工问题，同时该混合物还不能呈如此稀液状，以使其从模型中流出。这种均衡可借助于水含量来调节，对此通常需要加入如此大量的水，以使其硬化时间大大延缓。为此目的在配剂中加入粘度调节剂，该粘度调节剂在不加入较大量水的情况下可将粘度保持在所需范围内，并且同时可如此长地延缓凝结的时间，以使其在运输中不会产生硬化。

从现有技术中已知各种聚合物以及其作为水泥增塑剂或混凝土增塑剂的应用。EP 1090901 Al(Takemoto)的目的是提供一种制备其平均分子量为5000-40000的聚醚酯的方法，在该方法中，首先使甲氧基聚亚烷基二醇醚与甲基丙烯酸反应，并将如此得到的单体在水溶液中聚合。由US 5614017和US 5670578(Arco)两印刷品中已知一种聚合物，该聚合物是通过未交联的聚羧酸和聚醚酯化而得。该反应以两步进行，其中将该混合物首先加热到120℃以去除水，之后再加热到170℃以进行真正的酯化。在US6034208(Arco)中提出，先使羟(甲基)丙烯酸酯与烯化氧进行反应，然后使如此得到的加成物与丙烯酸聚合。US 5919300(Sika)的目的是提供一种共聚物，该共聚物通过(a)N-乙烯基酰胺或内酰胺，(b)甲基丙烯酸与聚乙二醇的酯，和(c)甲基丙烯基磺酸的共聚合而得。在US 5665158(Grace)中描述了一种聚合物，该聚合物是通过聚(甲基)丙烯酸与烷氧化的胺的反应而得。该US 6139623和US 6172147(Grace)的原理补充了该方法，以致最后加入去泡沫剂(磷酸三丁酯)或阴离子表面活性剂(烷基醚硫酸酯)。由EP 1396506A1(Cognis)还已知一种适于所述使用目的的阴离子聚合物，该聚合物通过用端基闭合的亚烷基二醇酯化交联的聚丙烯酸和接着经中和而得。

该已知的添加剂就其应用技术特性来说是或多或少令人满意的。但其共同的缺点是，其在水泥物料或混凝土料中的应用导致不受欢迎的泡沫形成，因此其只能通过在配剂中加入另外的助剂如抑泡沫剂或消泡沫剂进行避免。因为这又对粘度调节特性可能产生不利影响并且不再易于配料，所以很明显，在水泥加工工艺中特别需要努力消除这种问题。

由此本发明的目的在于，提供一种适于制备水泥含水配剂或混凝土的新型添加剂，即所谓的“超增塑剂”，其无开头所述的缺点，特别是无泡沫或少泡沫，以致不再需要同时使用抑泡沫的添加剂或消泡沫的添加剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型阴离子聚合物，其通过如下制备：

(a)烯属不饱和羧酸或其与含1-18碳原子醇的酯，任选与下列类型共聚单体一起聚合：

(a1)二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)，

(a2)三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)，

(a3)丙烯酰胺基甲基丙磺酸(AMPS)，和/或

(a4)丙烯酸乙基酯(AE)，

(b)该所得中间产物用下列混合物酯化：

(b1)C₁-C₄-烷基聚亚烷基二醇和

(b2)C₆-C₂₂-烷基聚亚烷基二醇和/或烯基聚亚烷基二醇，和

(c)该所得的酯用碱中和。

令人意外地发现，该新型的阴离子聚合物与现有技术的物料含水水泥配剂或混凝土相比较，其具有至少等值的流变特性并延缓凝固，而且还无泡沫或少泡沫，以致在配制中不再需要同时使用抑泡沫的或消泡沫的添加剂。

本发明的另一目的在于提供一种制备该新型阴离子聚合物的方法，该方法中：

(a)烯属不饱和羧酸或其与含1-18碳原子醇的酯，任选与下列类型共聚单体一起聚合：

(a1)二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)，

(a2)三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)，

(a3)丙烯酰胺基甲基丙磺酸(AMPS)，和/或

(a4)丙烯酸乙基酯(AE)，

(b)该所得中间产物用下列混合物酯化：

(b1)C₁-C₄-烷基聚亚烷基二醇和

(b2)C₆-C₂₂-烷基聚亚烷基二醇和/或烯基聚亚烷基二醇，和