专利名称：包含具有聚醚侧链的共聚物的水溶液的制作方法
专利说明本发明涉及一种制备水溶液的方法以及该水溶液。已知常将分散剂形式的混合物加入粉状无机或有机物质——如粘土、硅酸盐粉 末、白垩、炭黑、碎石和水硬性粘合剂——的含水浆体中，以改进其加工性能，即捏合性、覆 盖性、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、分散已存在的颗粒 和通过水合而新形成的颗粒，并如此改进加工性能。该效果还可有目的地特别用在制备这 样的建筑材料混合物中，所述混合物包含水硬性粘合剂，如水泥、石灰、石膏、半水合石膏或 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 需要比随后水合或硬化过程所需要的多得多的混合水。因随后蒸发的混凝土体中的过量水 而形成的空腔部分导致机械强度和稳定性显著降低。为在特定的加工稠度下降低水过量的比例，和/或在特定的水/粘合剂比下改进 加工性能，使用通常被称为减水剂或超增塑剂的混合物。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而制备的共聚物。该共聚有 利地以水溶液聚合形式实施，包含该共聚物的水溶液用作减水剂或超增塑剂。WO 2005/075529记载了除了酸单体结构单元外，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单体结构单元的共聚物。含有此类共聚物的水溶液因为具有 出色的性能特性而被广泛用作高性能超增塑剂。在本文中，应特别选出使用不同水泥、不同 混合方法和不同使用温度时的稳健性或普遍性。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这一特点。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 过程(雷帕化学过程)已基本上被基于乙烯的化学过程代替，4-羟基丁基乙烯基醚的工业 制备仅在仍进行雷帕化学过程的很少工业区中。通常还可认为4-羟基丁基乙烯基醚不能 或将不能作为雷帕化学过程的产物特别经济地制备，特别是从安全角度来看，雷帕化学过 程很复杂。因此，以上所提及的还影响乙烯氧基亚丁基聚(乙二醇)和相应共聚物或共聚 物水溶液的可获得性和成本。因此，本发明的目的是提供一种制备经济的水硬性粘合剂用分散剂的方法，所述 分散剂特别适用作混凝土用超增塑剂/减水剂。该目的通过一种制备包含30至95重量％水和5至70重量％溶于所述水中的共 聚物的水溶液的方法实现，通过用一种丙烯酸衍生物对一种异戊二烯醇(isoprenol)聚醚 衍生物进行自由基溶液聚合而进行，从而使得该共聚物包含i) 20至45mol %的异戊二烯醇聚醚衍生物结构单元α )，和ii)55至80mol%的丙烯酸衍生物结构单元β )，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
一种制备包含30至95重量％水和5至70重量％溶于所述水中的共聚物的水溶液的方法，通过用一种丙烯酸衍生物对一种异戊二烯醇聚醚衍生物进行自由基溶液聚合进行，从而使得该共聚物包含i)20至45mol％的异戊二烯醇聚醚衍生物结构单元α)，和ii)55至80mol％的丙烯酸衍生物结构单元β)，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CxH2x表示的亚烷基，其中x＝2、3、4或5，a相同或不同，且代表11至34之间的一个整数，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；或者代表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。FPA00001197548400011.tif,FPA00001197548400012.tif,FPA00001197548400021.tif
2.权利要求1的方法，其特征在于，该水溶液包含45至65重量％水和35至55重量％ 溶于所述水中的共聚物。
3.权利要求1或2的方法，其特征在于，该共聚物含有25至40mol%的异戊二烯醇聚 醚衍生物结构单元α)。
4.权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，该共聚物含有60至75mol%的丙烯 酸衍生物结构单元β)。
5.权利要求1至4中任一项的方法，其特征在于，a= 16至28。
6.权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于，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。
7.权利要求1至6中任一项的方法，其特征在于，所用丙烯酸衍生物为丙烯酸本身。
8.权利要求1至7中任一项的方法，其特征在于，该共聚物的重均分子量为10000至 100 000。
9.权利要求1至7中任一项的方法，其特征在于，除了异戊二烯醇聚醚衍生物结构单元 α)和丙烯酸衍生物结构单元β)外，该溶解的共聚物还具有至少一种另外的结构单元。
10.权利要求9的方法，其特征在于，羟丁基乙烯基醚用作共聚单体，以使得溶解的共 聚物具有至少Imol%的羟丁基乙烯基醚结构单元μ，其由通式(IIIa)表示(
11.权利要求1至10中任一项的方法，其特征在于，所述自由基溶液聚合在0至40°C 的温度范围以内于氧化还原弓I发剂的存在下实施。
12.权利要求1至11中任一项的方法，其特征在于，该水溶液与水硬性粘合剂和/或潜 在的水硬性粘合剂一起混合。
13.权利要求12的方法，其特征在于，所述水硬性粘合剂以水泥、石灰、石膏形式存在， 优选以水泥形式存在。
14.权利要求12的方法，其特征在于，所述潜在的水硬性粘合剂以飘尘、粗面凝灰岩或 高炉矿渣形式存在。
15.一种可根据权利要求1至14中任一项的方法制得的水溶液。
全文摘要
本发明涉及一种制备包含30至95重量％水和5至70重量％溶于所述水中的共聚物的水溶液的方法，通过用一种丙烯酸衍生物对一种异戊二烯醇聚醚衍生物进行自由基溶液聚合而进行，从而使得该共聚物包含20至45mol％的异戊二烯醇聚醚衍生物结构单元和55至80mol％的丙烯酸衍生物结构单元。该水溶液适合用作水硬性粘合剂的流动相。
文档编号C08F220/06GK101952332SQ200980104950
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