专利名称：含有聚醚侧链以及羟基烷基和酸结构单元的共聚物的制作方法
含有聚醚侧链以及羟基烷基和酸结构单元的共聚物本发明涉及一种共聚物，所述共聚物的制备方法以及一种建筑材料混合物已知分散剂形式的混合物常被加入粉状无机或有机物质如粘土、硅酸盐粉末、白 垩、炭黑、碎石和水硬粘合剂的含水浆体中，以改进其加工性能，例如可捏合性、可铺展性、 可喷涂性、可泵性或流动性。所述混合物能够防止形成固体凝聚物，使已存在的颗粒和通过 水合新形成的颗粒分散，以此改进加工性能。该效果还可有目的地特别用于制备建筑材料 混合物，所述混合物包含水硬粘合剂，如水泥、石灰、石膏、半水石膏或无水石膏。为将这些基于所述粘合剂的建筑材料混合物转化为即用、适于加工的形式，一般 需要比接下来的水合或硬化过程所需要的多得多的混合水。由过量的、随后进行蒸发的混 凝土主体中的水形成的空腔部分导致机械强度和稳定性显著降低。为降低在特定的加工稠度所述水的过量部分，和/或改进在特定的水/粘合剂比 下的加工性能，使用通常被称为减水剂或超增塑剂(Flieiimittel)的混合物。实践中用作 此类试剂的特别是通过酸单体和/或酸衍生物单体与聚醚大分子单体的自由基共聚制备 的共聚物。WO 2005/075529描述了除了酸单体结构单元以外，还含有乙烯氧基亚丁基聚(乙 二醇)结构单元作为聚醚大分子结构单元的共聚物。由于其具有出色的性能特性，此类共 聚物广泛用作高性能超增塑剂。在本文中，对于使用不同水泥的稳健性或适用性，应特别选 用不同混合方法和不同温度。包含这些高性能超增塑剂的混凝土通常具有特别好的加工性 能。用作这些共聚物的单体前体的乙烯氧基亚丁基聚(乙二醇)通过4-羟基丁基乙 烯基醚的乙氧基化得到。4-羟基丁基乙烯基醚是乙炔的工业副产物。由于基于乙炔的化学 (雷帕化学)已基本上被基于乙烯的化学代替，4-羟基丁基乙烯基醚的工业制备仅在少数 仍采用雷帕化学的工业区中出现。通常还可认为4-羟基丁基乙烯基醚不能也不可能作为 雷帕化学的产物特别经济地制备，特别是从安全性角度来看，雷帕化学很复杂。因此，以上 所提及的内容还影响乙烯氧基亚丁基聚(乙二醇)和相应共聚物的可获得性和成本。因此，本发明的目的是提供一种经济的水硬粘合剂用分散剂，所述水硬粘合剂特 别适用作混凝土用超增塑剂/减水剂。该目标通过一种共聚物实现，所述共聚物包含i) 5至55mol %的异戊二烯醇聚醚衍生物结构单元α，ii)2至90mol%的丙烯酸衍生物结构单元β，和iii)2至90mol%的丙烯酸羟基烷基酯结构单元Y，所述异戊二烯醇聚醚衍生物结构单元α由以下通式(Ia)表示，
权利要求
共聚物，其包含i)5至55mol％的异戊二烯醇聚醚衍生物结构单元α，ii)2至90mol％的丙烯酸衍生物结构单元β，和iii)2至90mol％的丙烯酸羟基烷基酯结构单元γ，所述异戊二烯醇聚醚衍生物结构单元α由以下通式(Ia)表示，其中A相同或不同，且代表由CxH2x表示的亚烷基，其中x＝2、3、4或5，a相同或不同，且代表5至45之间的整数；所述丙烯酸衍生物结构单元β由以下通式(IIa)和/或(IIb)表示，其中X相同或不同，且代表NH (CnH2n)，其中n＝1、2、3或4，或代表O (CnH2n)，其中n＝1、2、3或4；R1相同或不同，且代表SO3H、PO3H2、OPO3H2和/或C6H5 SO3H，(IIb)其中R2相同或不同，且代表OH、OM，其中M＝Na、K、Ca和/或ONH4；以及所述丙烯酸羟基烷基酯结构单元γ由以下通式(III)代表其中R3相同或不同，且代表支链或直链的C1 C5单羟基烷基。FPA00001197546300011.tif,FPA00001197546300012.tif,FPA00001197546300021.tif,FPA00001197546300022.tif
2.权利要求1的共聚物，其特征在于，在代表异戊二烯醇聚醚衍生物结构单元α的通 式(Ia)中，χ代表2和/或3，优选2。
3.权利要求1或2的共聚物，其特征在于，在代表异戊二烯醇聚醚衍生物结构单元α 的通式(Ia)中，对于至少20mol%、优选至少35mol%全部的(AO)a侧链部分，a = 6至15， 而对于另外至少20mol%、优选至少35mol%的全部(AO)a侧链部分，a = 19至35。
4.权利要求1至3中任一项的共聚物，其特征在于所述异戊二烯醇聚醚衍生物结构单 元α以25至50mol %，优选30至45mol %的相对比例存在。
5.权利要求1至4中任一项的共聚物，其特征在于所述丙烯酸衍生物结构单元β以 35至60mol %，优选40至55mol %的相对比例存在。
6.权利要求1至5中任一项的共聚物，其特征在于所述丙烯酸羟基烷基酯结构单元γ 以2至30mol %，优选6至23mol %的相对比例存在。
7.权利要求1至6中任一项的共聚物，其特征在于所述丙烯酸衍生物结构单元β由通 式(IIb)表示。
8.权利要求7的共聚物，其特征在于所述丙烯酸衍生物结构单元β由通式(IIb)表 示，且R2代表0Η。
9.权利要求1至8中任一项的共聚物，其特征在于，在由通式(III)代表的丙烯酸羟基 烷基酯结构单元 Y 中，R3 代表-CH2-CHOH-CH3、-CHCH3-CH2-0H和 / 或-CH2-CH2-OH15
10.权利要求1至9中任一项的共聚物，其重均分子量为10000至100 000。
11.权利要求1至10中任一项的共聚物，其存在于包含30至95重量％水和5至70重 量％溶解的干燥物质的水溶液中。
12.权利要求1至11中任一项的共聚物，除了所述异戊二烯醇聚醚衍生物结构单元 α、所述丙烯酸衍生物结构单元β和所述丙烯酸羟基烷基酯结构单元Y以外，所述共聚物 还含有至少一种另外的结构单元。
13.权利要求12的共聚物，其包含iv)至少Imol%的由以下通式(IVa)代表的异戊二烯醇结构单元α \
14.制备权利要求1至13中任一项的共聚物的方法，其在O至40°C，在氧化还原引发 剂存在下，用水作为溶剂，通过自由基溶液聚合进行。
15.包含权利要求1至13中任一项的共聚物和水硬粘合剂和/或潜在的水硬粘合剂的 建筑材料混合物。
16.权利要求15的建筑材料混合物，其特征在于所述水硬粘合剂为水泥、石灰、半水石 膏、无水石膏或石膏，优选水泥。
17.权利要求15的建筑材料混合物，其特征在于所述潜在的水硬粘合剂为飘尘、粗面 凝灰岩或高炉矿渣。
全文摘要
本发明涉及一种共聚物，其适用作水硬粘合剂超增塑剂，且包含5至55mol％的异戊二烯醇聚醚衍生物结构单元，2至90mol％的丙烯酸衍生物结构单元，和2至90mol％的丙烯酸羟基烷基酯结构单元。
文档编号C08F216/02GK101952331SQ200980104949
公开日2011年1月19日 申请日期2009年1月12日 优先权日2008年2月13日
发明者A·克劳斯, A·哈特尔, B·维莫, C·斯考兹, G·阿尔布雷克特, H·马克, K·劳伦斯, M·温克鲍尔, P·瓦格纳, S·弗来库斯 申请人:建筑研究和技术有限公司