[发明专利]包含具有聚醚侧链的共聚物的水溶液

说明书

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

其中

A相同或不同，且代表C_xH_2x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-(C_nH_2n)，其中n＝1、2、3或4；或者代表O-(C_nH_2n)，其中n＝1、2、3或4；

R¹相同或不同，且代表SO₃H、PO₃H₂、OPO₃H₂和/或C₆H₅-SO₃H

其中

R²相同或不同，且代表OH、OM，其中M＝Na、K、Ca和/或ONH₄。