[发明专利]具有偕双磷酸酯基的共聚物

说明书

技术领域

本发明涉及具有偕双磷酸酯基团的共聚物、其制备方法以及其在作为矿物颗粒尤其是水泥、石膏组成的悬浊液的流化剂的应用。

背景技术

通常，在水泥组成中加入添加剂以改善其特性。与其可操作性相关的流变特性及其经时变化属于水泥组成的基本特性。

广泛使用流化剂或塑化剂，它们具有使水泥组成流动从而可以减少加入的水的量的作用，这也是为什么它们也被称作减水剂的原因。从而该组成具有更高的密度并导致材料具有更强的机械强度。

一些称作超塑化剂的可溶性聚合物使得进一步降低水量变为可能。尤其已知有聚烷氧基化的多元羧酸（PCPs）型超塑化剂。

文件FR2892420记载了具有膦酸酯基团和聚氧烷基团的超塑化剂用于流化矿物颗粒的悬浊液，其中，膦酸酯基为具有通式（A）表示的氨-二烷撑膦基团：

式中，L表示与主链相结合的基团，X表示亚烷基或氧化烯基。已知膦酸酯单体可以根据MOEDRITZER–IRANI反应的条件由氨与甲醛和亚磷酸的二膦化反应得到。

为了获得这些结构，提出了通过后接枝来化学改性聚合物。该方法包括两个步骤，例如，不饱和羧酸与聚乙氧(甲基)丙烯酸酯的共聚，接下来接枝膦酸胺或醇合成子，或者，聚合所述不饱和羧酸，接着与聚氧烷基化合物酯化，接下来用膦合成子接枝。

发明内容

技术课题

本发明的一个目的在于提供用作矿物颗粒悬浮液的添加剂的新型改性共聚物。

本发明的另一个目的在于提供该共聚物的制备方法，其简单、经济、尤其是无需使用甲醛。

本发明的再一个目的在于提供用于矿物颗粒悬浮液的外掺料，其具有实质上减少水的作用、良好的流动性维持能力、对碱性硫化物和粘土的低敏感性、以及对不同水泥的良好的鲁棒性(robustness)。

发明内容

通过发明具有偕双磷酸酯基的共聚物实现了上述目的。

因此，根据本发明，提供一种共聚物，包括主烃链和侧基，其中，侧基包括羧基、聚氧烷基(polyoxyalkylate group)以及偕双磷酸酯基(gem-biphosphonate group)。

根据本发明第二方面，涉及一种该共聚物的制备方法，包括以下步骤：（1）使具有羧基的单体共聚，优选在具有聚氧烷基的单体的存在下；以及（2）用反应性偕双磷酸酯基化合物接枝所得到的聚合物。

有利地，所得的偕双磷酸酯共聚物在使用前，优选作为溶液，尤其是水溶液来使用前，进行配制。所述配制也可以包括本领域中常用添加剂。

根据本发明另一方面，涉及一种用于矿物颗粒悬浮液的外掺料，其包含根据本发明的所述共聚物，为溶解于可溶解的溶剂中的溶液形式或干燥形式，尤其为粉末。

并且，根据本发明的再一方面，涉及将根据本发明的共聚物用于矿物颗粒的悬浮液的流化和/或用于维持水硬性(hydraulic)粘结剂的操作性。其还涉及将根据本发明的共聚物用于降低水硬性组合物对于粘土和碱性硫化物的敏感性。

最后，根据本发明的最后一方面，涉及矿物颗粒组合物，其包括根据本发明的共聚物。

定义

在本说明书中，术语“矿物颗粒的悬浮液”或“水硬性组合物”，除了尤其例如波特兰水泥、矾土水泥、进一步含有细颗粒的灰浆、还含有粗颗粒或进一步含有无水硫酸钙或其半水合物的混凝土之外，是指含有水硬性凝固剂的粘结剂。该术语还包括惰性矿物填料，例如硫酸钙二水合物以及碳酸钙、二氧化硅、氢氧化钛和粘土化合物。

术语“烃链”是指含有碳原子和氢原子的脂肪族、饱和或不饱和的、芳香族、芳基烷基或烷基芳基、直链或支链基团，任选地被一个或多个杂原子如S、O、N、P所中断和/或终止。

术语“偕双磷酸酯基”是指在同一个碳原子上结合有两个磷酸酯基的基团。因此这些基团具有P-C-P键。

术语“烷基”是指直链状、支链状或环状的烷基。

同样地，术语“亚烷基”是指直链状、支链状或环状的亚烷基。

具体实施方式

根据本发明的所述共聚物是梳形共聚物，一边具有主烃链且另一边具有侧基。且其特征还于作为侧基具有羧基、聚氧烷基和偕双磷酸酯基。

同时具有该三种基团使得该聚合物作为外掺料，尤其是矿物颗粒的悬浮液的超塑化剂而具有有趣的特性。

1.共聚物

在最广义的定义中，根据本发明所提出的共聚物是具有偕双磷酸酯基的PCP类的改性聚合物。