[发明专利]作为水硬性组合物中减水剂的新型共聚物

说明书

本发明涉及新型共聚物及其在水硬性组合物如混凝土和灰浆组合物中作为减水剂的用途。

这类组合物旨在用于所有的建筑市场。

水硬性组合物通常包含旨在改善其特性的各种化学添加剂。在这些添加剂中，“减水”剂，也称为“分散剂”、“流化剂”、“增塑剂”或“超增塑剂”，具有改善组合物中矿物颗粒的分散状态的功能。这些化学试剂导致水硬性组合物的水含量降低，这使得能够改善这些组合物的性能品质，尤其是它们的机械强度。

已经提出了用于水硬性组合物的各种各样的分散剂。这些试剂的化学组成和在含有它们的组合物中所引起的特性不同。

历史上，作为分散剂提出的第一种化合物是如US3772045中所描述的木质素磺酸盐。然后应用甲醛和萘或三聚氰胺磺酸盐/酯的缩聚物，如在US3359225和US4258790中所举例说明的。

最近，已经开发了一种由梳型羧酸聚合物组成的新的分散剂家族。一般地，这些聚合物具有通常为(甲基)丙烯酸性质的主链和以亲水基团例如聚氧烷基侧基为端基的侧链。

举例来说，WO97/39037描述了通过使用丙烯酸单体和聚醚大分子单体如氧乙烯(甲基)丙烯酸酯和氧丙烯(甲基)丙烯酸酯进行聚合来合成梳型聚合物，其可以用作水泥中的减水剂。

还可以提及WO2006/028252中提出的分散共聚物。

CN1148329C还提出了作为用于水泥的分散剂的共聚物，其由单羧酸类型的单体如(甲基)丙烯酸和聚亚烷基二醇醚类型的单体进行聚合而获得，聚亚烷基二醇醚类型的单体中乙氧基单元的比例为全部烷氧基单元的至少90摩尔％，该聚亚烷基二醇醚类型的单体优选聚乙二醇醚。

JP2006/282414涉及用于形成高强度水泥的试剂。它含有作为主要组分的(a)甘油或甘油衍生物和(b)基于在侧链上具有聚氧亚烷基型化合物的聚羧酸的共聚物。

US6211317描述了不饱和羧酸衍生物、氧亚烷基二醇链烯基醚、不饱和二甲酰亚胺或酰胺和乙烯基单体的乳液共聚物。描述了它们作为水硬性胶凝材料特别是水泥的添加剂的用途。

KR10086040描述了基于补充有至少两种亚烷基二醇的聚亚烷基醚的不饱和单体和(甲基)丙烯酸酯单体的共聚物。其描述了它们作为水泥添加剂的用途。

本发明旨在提出新的分散剂，以实现更好地降低水硬性组合物的水含量，而不损害其流动性或和易性。

更具体地，根据其第一个方面，本发明涉及通过使用包含以下组分的单体混合物进行聚合而获得的共聚物：

-至少一种包含可聚合的不饱和官能团和羧基的阴离子单体(a)；和

-至少一种式(I)的单体(b)：

H₂C＝C(-R₁)-(CH₂)_p–O–[(EO)_n–(PO)_m]–H(I)

其中：

R₁表示氢原子或CH₃基团；

p是1或2；

[(EO)_n-(PO)_m]表示由乙氧基单元EO和丙氧基单元PO嵌段地、交替地或无规地分布而构成的聚烷氧基链，

m和n表示1至250的整数，m和n的总和大于或等于10，条件是聚烷氧基链中乙氧基单元的摩尔比例(n)/(m+n)大于或等于70％且严格地小于90％。

包含至少衍生自阴离子单体(a)的单元和衍生自式(I)的单体(b)的单元的如上限定的共聚物在本文的其余部分中简称为“根据本发明的共聚物”。

出人意料地，本发明人已经发现这种共聚物使得能够显著地减少其中应用了该共聚物的水硬性组合物中水的量。

因此，有利地，如在下文实验测试中所举例说明的，根据本发明的共聚物可以作为水硬性组合物中的外加剂，作为“减水”剂，甚至作为“高效减水”剂应用。

在本发明的情况下，术语“减水”剂或“增塑剂”是指根据标准ADMIXTURE NF EN 934-2允许经掺加的混凝土相对于对照混凝土至少5％的水减少的试剂。“高效减水剂”或“超增塑剂”是允许经掺加的混凝土相对于对照混凝土至少12％的水减少的外加剂。

此外，这种水减少不会产生对水硬性组合物如混凝土的性能品质的损害，尤其是其流动性或和易性。换言之，对于相同的和易性，根据本发明的共聚物允许给定水硬性组合物如混凝土的水含量降低。