含共聚物的组合物的制作方法
【专利说明】含共聚物的组合物
[0001] 本发明涉及一种包含共聚物、乳化剂和在20°c下呈液态的烃或烃混合物的组合 物。还公开了一种制备所述组合物的方法以及其在粉状混合物、更特别是在干拌砂浆中的 用途。
[0002] 为获得无机固体悬浮液的改善的加工性能，即捏合性、铺展性、喷涂性、可栗性或 流动性，所述悬浮液通常与分散剂或增塑剂形式的外加剂混合。在建筑行业中，这些类型的 无机固体通常包括，例如：无机粘合剂，如基于波特兰水泥的水泥（EN 197)、具有特定性能 的水泥（DIN 1164)、白水泥、铝酸钙水泥或高铝水泥（EN 14647)、硫铝酸钙水泥、特种水泥 (specialty cement)、硫酸f丐n-水合物（n = 0至2)、石灰或建筑石灰（EN 459)和火山灰； 和潜在水硬性粘合剂，如粉煤灰、偏高岭土、硅尘和熔渣砂。所述无机固体的悬浮液通常还 包括填料，更特别地为由例如碳酸钙、石英或具有不同颗粒大小和颗粒形态的其他天然岩 石构成的骨料，并且还包括用于定向影响基于化学品的建筑产品的性能（如水合动力学性 能、流变性或含气量）的无机和/或有机添加剂（外加剂）。此外，还可存在有机粘合剂，例 如乳胶粉。
[0003] 为了将建筑材料混合物、特别是基于无机粘合剂的那些转化为即用型、可加工的 形式，通常需要与随后水合或硬化过程理论上所需的拌合水相比明显更多的拌合水。在 建筑构件中由过量水随后蒸发形成的空隙会导致粘附的机械强度、稳定性和耐久性明显受 损。
[0004] 为了降低在给定加工稠度的情况下的过量水的分数和/或改善在给定水/粘合剂 比的情况下的加工性能，在建筑化学品领域内使用的外加剂通常被称为减水剂或增塑剂。 特别地，已知的这些外加剂包括基于萘磺酸或烷基萘磺酸的缩聚产物，或含有磺酸基团的 三聚氰胺甲醛树脂。
[0005] DE 3530258记载了水溶性萘磺酸钠-甲醛缩合物作为外加剂用于无机粘合剂和 建筑材料的用途。记载了这些外加剂用于改善粘合剂的流动性，所述粘合剂为例如水泥、无 水物或石膏，以及用其制备的建筑材料。
[0006] DE 2948698记载了用于砂浆层的水硬性灰浆，其包括基于三聚氰胺甲醛缩合物和 /或磺化的甲醛-萘缩合物和/或木质素磺酸盐的增塑剂，还包括作为粘合剂的波特兰水 泥、含粘土的泥灰土石、粘土熟料和软烧熟料（soft-fired clinker)。
[0007] 除主要包含羧酸基团和磺酸基团的纯阴离子增塑剂外，最近记载的增塑剂包括弱 阴离子梳形聚合物，其通常在主链上带有阴离子电荷并含有非离子的聚环氧烷烃侧链。
[0008] W0 01/96007记载了用于矿物水性悬浮液的这些弱的阴离子增塑剂和助磨剂，其 通过含乙烯基的单体的自由基聚合制备，并包含聚环氧烷基团作为主要成分。
[0009] DE 19513126和DE 19834173记载了基于不饱和二羧酸衍生物和氧化烯醇烯基醚 的共聚物及其作为外加剂用于水硬性粘合剂、更特别地为水泥的用途。
[0010] 在建筑行业中，加入增塑剂的目的是为了在给定加工条件下增加粘合剂体系的可 塑性或降低所需的水量。
[0011] 已发现，基于木质素磺酸盐、三聚氰胺磺酸盐和聚萘磺酸盐的增塑剂的活性明显 低于弱阴离子的含聚环氧烷烃的共聚物的活性。这些共聚物又被称为聚羧酸醚（PCE)。聚 羧酸醚不仅通过由于在主链上存在阴离子基团（羧酸盐基团、磺酸盐基团）的静电荷使无 机颗粒分散，而且还通过由于聚环氧烷烃侧链的位阻效应稳定所分散的颗粒，所述聚环氧 烷烃侧链通过吸收水分子而在颗粒周围形成稳定的保护层。
[0012] 因此，与常规的增塑剂相比，其可降低用于配制特定稠度所需的水量，或者加入聚 羧酸醚降低了湿的建筑材料混合物的可塑性至可产生低水/水泥比的自密实混凝土或自 密实砂浆的程度。所述聚羧酸醚的使用，还使生产能保持长时间可栗性的预拌混凝土或预 拌砂浆，或通过低水/水泥比的配方生产高强度混凝土或高强度砂浆成为可能。
[0013] 除所述的聚羧酸醚外，还已知一系列具有改进活性特征的衍生物。因此，例如， US2009312460记载了聚羧酸酯，将所述酯官能团水解，随后引入含水的胶结混合物中，从而 形成聚羧酸醚。聚羧酸酯的优点在于其仅在一定时间后在胶结混合物中产生活性，因此该 分散效应能维持较长时间。
[0014] 基于聚羧酸醚及其衍生物的分散剂可以粉末状固体或水溶液的形式获得。粉末形 式的聚羧酸醚可例如在工厂干拌砂浆的生产过程中混入该干拌砂浆中。当所述干拌砂浆分 批与水混合时，所述聚羧酸醚溶解并且之后能发挥它们的作用。
[0015] 或者，还可以溶解形式将聚羧酸醚或其衍生物加入至无机固体悬浮液中。更特别 地，分散剂可直接计量加入拌合水中。
[0016] 然而，用于向无机固体悬浮液中掺入增塑剂的所有现有方法的缺点在于分散活性 并不能在拌合水加入后立即产生。无论分散剂是以粉末还是水溶液的形式加入，例如，在干 砂浆中一一取决于水与水泥的比（w/ C)或需水量一一在剧烈搅拌下加入拌合水后可能需要 超过100秒才能形成均匀的悬浮液。该延迟是成问题的，特别是在使用混合栗的情况下。
[0017] 因此，本发明的目的是提供粉状的混合物，特别是含有无机粘合剂的粉状混合物， 其与水的均匀分散可能比与现有组合物的均匀分散更快。
[0018] 该目的通过包含下述组分的组合物实现：
[0019] 1至70重量％、优选20至50重量％的至少一种共聚物，
[0020] 0. 01至10重量％、优选1至3重量％的至少一种乳化剂，和
[0021] 29至98重量％、优选50至80重量％的至少一种在20°C下呈液态的烃或烃混合 物，
[0022] 其中，所述共聚物通过聚合包含以下物质的单体的混合物而获得：
[0023] (I)至少一种包含至少一种选自羧酸、羧酸盐、羧酸酯、羧酰胺、羧酸酐和羧酸酰亚 胺的基团的烯键式不饱和单体，和
[0024] (II)至少一种含有聚环氧烷烃基团的烯键式不饱和单体。
[0025] 出人意料地已发现，不仅能完全实现所述目的，而且加入本发明的组合物后，粉状 的混合物（特别是包含无机粘合剂的）除了表现出优异的分散性外，还同时表现出优良的 加工性。更特别地，已观察到其显著减少了所述粉状组合物在处理过程中的粉尘。还令人 惊讶的是，本发明的粉状组合物的保存期限没有或基本上没有受到该液体成分的破坏。
[0026] 本发明的至少一种在20°C下呈液态的烃或烃混合物优选为至少一种脂族烃或烃 混合物，更特别地为直链或支链的（优选直链的）、饱和或不饱和的（优选至少一种饱和 的）脂族烃或烃混合物，优选其沸点或沸程基于大气压计为100至400°C，更特别地为150 至 350°C，优选 200 至 300°C。
[0027] 然而，优选使用的脂族烃或烃混合物可包括一定的芳族部分，更具体而言为芳族 烃；这特别地为采用工业级烃或烃混合物的情形，实例为通常含有芳族部分的工业级矿物 油。在这种情况下，基于采用的全部烃或全部烃混合物计，所述芳族部分有利地应不超过30 重量％，优选20重量％，更优选17. 5重量％，非常优选15重量％。
[0028] 如果具有上述性质、更特别地具有上述的沸点和沸程的脂族烃或烃混合物还包含 芳族部分（实例为芳族烃），则其沸点或沸程有利地应高于l〇〇°C，更特别地高于150°C，优 选高于200°C。其优点在于此类芳族烃通常没有挥发性，因此处理含无机粘合剂的粉状混合 物时是无气味的或气味较小。此外，还确保了以这种方式处理的含有无机粘合剂的粉状混 合物的加工性能和应用性能不受影响，或没有显著影响。
[0029] 在本发明的一个特别优选的实施方案中，所述于20°C呈液态的烃或烃混合物包含 至少一种具有多于10个碳原子、更特别为多于15个碳原子、优选多于20个碳原子的烃或 烃混合物；和/或所述至少一种于20°C呈液态的烃或烃混合物包含至少一种碳数为10至 100、优选10至40、更优选15至30的烃或烃混合物；和/或所述于20°C呈液态的烃或烃混 合物包含至少一种重均分子量为100至4000g/mol、更特别地为100至2000g/mol、优选150 至1000g/mol、更优选200至750g/mol、非常优选250至500g/mol的经或经混合物。
[0030] 另外优选考虑采用的烃或烃混合物在20 °C下的运动粘度（IS03014或DIN 51 562/T1)为30至150mm2/s，更特别地为30至100mm2/s ;和/或所述烃或烃混合物在40°C下 的运动粘度（ISO 3014或DIN 51 562/T1)为10至100mm2/s，更特别地为15至50mm2/s ;和 /或所述烃或烃混合物在l〇〇°C下的运动粘度（ISO 3014或DIN 51 562/T1)在1至10mm2/ s的范围内。
[0031] 本发明优选采用的烃或烃混合物的密度范围为800至900kg/m 3,更特别地为825 至875kg/m3。对于本发明采用的于20°C呈液态的烃或烃混合物，还优选的是其在107°C的 温度下蒸发24小时的损失小于5重量％，优选小于2重量％，更优选小于1重量％，基于烃 或烃混合物计。由于没有大