包含共聚物的無機粘結劑組合物制造技術

本發明專利技術涉及一種組合物，其包含：(α)至少一種無機粘結劑和(β)至少一種基于下列組分的水溶性共聚物：(a)0.1?20重量％的至少一種式(I)的單體和(b)25?99.9重量％的至少一種不同于單體(a)的親水單體(b)，其中所述至少一種共聚物的平均摩爾質量M為1?500?000?30?000?000g/mol。此外，還公開了一種制備該組合物的方法。本發明專利技術的另一個方面是組分(β)的共聚物作為本發明專利技術的組合物中的流變添加劑的用途。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】本專利技術涉及包含至少一種無機粘結劑和至少一種特定的水溶性共聚物的組合物。此外，還公開了制備該組合物的方法。本專利技術的另一個方面是所述特定的共聚物作為本專利技術的組合物中的流變添加劑的用途。具有增稠作用的水溶性聚合物用于許多工業領域中，例如化妝品、食品領域中，用于制造清潔劑、印刷油墨、乳膠漆，用于原油回收或建筑化學品中。多糖的水溶性非離子衍生物(特別是纖維素和淀粉衍生物)通常用于水性建筑材料混合物中，從而防止對于水合作用和加工性所需的水而言的不希望的蒸發以及控制體系的分離、沉降和滲出(表面上的水分離)。根據Ullmann的derTechnischenChemie(第四版，第9卷，第208-210頁，VerlagChemieWeinheim)，最廣泛使用的流變添加劑為經合成制備的非離子纖維素和淀粉衍生物，如甲基纖維素(MC)、羥乙基纖維素(HEC)、甲基羥乙基纖維素(MHEC)、甲基羥丙基纖維素(MHPC)。然而，由微生物產生的多糖(例如文萊樹膠、丟坦糖膠(diutangum))和天然存在的經萃取分離的多糖(水膠體)(例如藻酸鹽、黃原膠、角叉菜膠、半乳糖甘露聚糖等)也在現有技術中用于調節水性建筑材料體系和涂料體系的流變性。許多不同化學種類的可用作水性無機建筑材料混合物中的流變添加劑的聚合物是已知的。一種重要的具有穩定作用的聚合物種類為疏水締合聚合物。本領域技術人員知曉，它們為具有側向或末端疏水基團(例如較長的烷基鏈)的水溶性聚合物。在水溶液中，此類疏水基團可與其本身或與具有疏水基團的其他物質締合。這形成了使介質穩定的締合網絡。EP705854A1、DE10037629A1和DE102004032304A1公開了水溶性的疏水締合共聚物及其用途，例如在建筑化學品領域中的用途。所述共聚物包含酸性單體(如丙烯酸、乙烯基磺酸、丙烯酰胺基甲基丙磺酸)、堿性單體(如丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺)或包含陽離子基團的單體(如具有銨基團的單體)。此類單體賦予聚合物在水中的溶解性。作為疏水締合單體，所公開的共聚物各自包含以下類型的單體：H2C＝C(Rx)-COO-(-CH2-CH2-O-)q-Ry或H2C＝C(Rx)-O-(-CH2-CH2-O-)q-Ry，其中Rx通常為H或CH3以及Ry為較大的烴基，通常為具有8-40個碳原子的烴基。這些文件提及了，例如，較長的烷基或三苯乙烯基苯基。此外，US8,362,180涉及包含疏水締合單體的水溶性共聚物。所述單體包含烯鍵式不飽和基團以及具有嵌段結構的多醚基團，所述嵌段結構由親水多環氧烷嵌段(其主要由環氧乙烷基團組成)和末端的疏水多環氧烷嵌段(其由具有至少4個碳原子、優選至少5個碳原子的環氧烷組成)組成。此外，還公開了這些疏水締合共聚物在水性建筑材料組合物中的用途。WO2004/099100公開了包含具有聚醚側鏈的多羧酸聚合物的水泥添加劑，所述聚醚側鏈具有EO/PO/EO三嵌段結構。EO嵌段可具有1-200個重復單元，而PO嵌段為具有3-18個碳原子和1-50個重復單體的環氧烷單元。實施例記載了重均分子量為8500-40500g/mol的聚合物。說明書公開了多羧酸聚合物的重均分子量不大于1000000g/mol。據稱該水泥添加劑使得水大量減少并使粘度提高。雖然現有技術已知的許多疏水締合共聚物是非常好的用于水性無機建筑材料組合物的穩定劑，但是它們的缺點在于它們對水性無機建筑材料組合物的流動性有不利影響。因此，本專利技術的目的是提供無機粘結劑組合物，其顯示出非常低的沉降、分離和滲出傾向并且同時具有非常好的流動特性。該目的已通過包含以下組分的組合物實現：(α)至少一種無機粘結劑(β)至少一種水溶性共聚物，其基于(a)0.1-20重量％的至少一種式(I)的單體，H2C＝C(R1)–R2–O–(–CH2–CH2–O–)k–(–CH2–CH(R3)–O–)l–(-CH2-CH2-O-)m-R4(I)其中，單元–(–CH2–CH2–O–)k、–(–CH2–CH(R3)–O–)l和–(–CH2–CH2–O–)m以式(I)中所示的順序排列成嵌段結構，并且基團具有以下含義：k：為10-150；l：為5-25；m：為1-15；R1：為H或甲基；基團R2：各自彼此獨立地為單鍵或選自以下的二價連接基團：–(CnH2n)–和–O–(Cn’H2n')–以及–C(O)–O–(Cn”H2n”)–，其中n、n'和n”各自為1-6的自然數；R3：為具有至少2個碳原子的烴基或通式–CH2–O–R3'的醚基，其中R3'為具有至少2個碳原子的烴基，且基團–(–CH2–CH(R3)–O–)l內的基團R3可為相同的或不同的；優選地，條件是基團–(–CH2–CH(R3)–O–)l內的所有烴基R3的碳原子總數為14-50；基團R4：各自彼此獨立地為H或具有1-4個碳原子的烴基，以及(b)25-99.9重量％的至少一種不同于單體(a)的單烯鍵式不飽和疏水單體(b)，其中，重量％數值各自基于共聚物中的所有單體的總量計，并且至少一種共聚物的平均摩爾質量M為1500000-30000000g/mol，其通過馬克-豪溫克(Mark-Houwink)關系式(1)測定M＝([η]/K)1/α(1)，其中K＝0.0049，α＝0.8且[η]為特性粘度。在本文中，出人意料地發現，本專利技術的共聚物不僅完全實現了所述目的，而且相比于現有技術還可通常以更少的量使用。具體而言，本專利技術的組合物包含，基于其干質量計，至少20重量％、優選至少40重量％、特別是30-99.9995且更優選35-55重量％的至少一種無機粘結劑和0.0005-5重量％、優選0.0005-2重量％、更優選0.001-1重量％的至少一種共聚物。在一個優選的實施方案中，本專利技術涉及本專利技術的共聚物，其中在式(I)的單體(a)中，指數k為23-26。在另一個優選的實施方案中，本專利技術涉及本專利技術的共聚物，其中在式(I)的單體(a)中，指數l為8.5-17.25。在一個優選的實施方案中，本專利技術的共聚物中的單體(a)和(b)的總和為100重量％。單體(a)優選僅為上述通式(I)的單體。關于本專利技術，提供以下細節：本專利技術的組分(β)的共聚物為具有疏水基團的水溶性共聚物。在水性組合物中，疏水基團可與其本身或與其他物質的疏水基團締合，并且由于這些相互作用，它們使水性組合物增稠。本領域技術人員知曉，根據所使用的單體的種類，疏水締合共聚物在水中的溶解性可以或多或少的強烈依賴于pH。因此，在每種情況下用于評估在水中的溶解度的參考點應為各自使用的共聚物所需的pH。就本專利申請的目的而言，術語“水溶性共聚物”是指在20℃和大氣壓下以及在所述本專利技術的組合物的pH下，共聚物在水中的溶解度為至少1g/L水，特別是至少10g/L水以及特別優選至少100g/L水。本專利技術的共聚物包含至少一種單烯鍵式不飽和單體(a)，其賦予了本專利技術的共聚物疏水締合特性。根據本專利技術，所述至少一種單體(a)為通式(I)的單體H2C＝C(R1)–R2–O–(–CH2–CH2–O–)k–(–CH2–CH(R3)–O–)l-(–CH2-CH2-O-)m–R4(I)。在通式(I)的單體(a)中，烯基H2C＝C(R1)–通過二價連接基團–R2–O–連本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種組合物，其包含：(α)至少一種無機粘結劑(β)至少一種水溶性共聚物，其基于(a)0.1?20重量％的至少一種式(I)的單體，H2C＝C(R1)–R2–O–(–CH2–CH2–O–)k–(–CH2–CH(R3)–O–)l–(?CH2?CH2?O?)m?R4??(I)其中，單元–(–CH2–CH2–O–)k、–(–CH2–CH(R3)–O–)l和–(–CH2–CH2–O–)m以式(I)中所示的順序排列成嵌段結構且基團具有以下含義：k：為10?150；l：為5?25；m：為1?15；R1：為H或甲基；基團R2：各自彼此獨立地為單鍵或選自以下的二價連接基團：–(CnH2n)–和–O–(Cn’H2n')–以及–C(O)–O–(Cn”H2n”)–，其中n、n'和n”各自為1?6的自然數；R3：為具有至少2個碳原子的烴基或通式–CH2–O–R3'的醚基，其中R3'為具有至少2個碳原子的烴基，且基團–(–CH2–CH(R3)–O–)l內的基團R3可為相同的或不同的；基團R4：各自彼此獨立地為H或具有1?4個碳原子的烴基，以及(b)25?99.9重量％的至少一種不同于單體(a)的單烯鍵式不飽和疏水單體(b)，其中，重量％數值各自基于共聚物中的所有單體的總量計，且所述至少一種共聚物的平均摩爾質量M為1?500?000?30?000?000g/mol，其通過馬克?豪溫克關系式(1)測定M＝([η]/K)1/α??(1)，其中K＝0.0049，α＝0.8以及[η]為特性粘度。...

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.06.12 EP 14172088.81.一種組合物，其包含：(α)至少一種無機粘結劑(β)至少一種水溶性共聚物，其基于(a)0.1-20重量％的至少一種式(I)的單體，H2C＝C(R1)–R2–O–(–CH2–CH2–O–)k–(–CH2–CH(R3)–O–)l–(-CH2-CH2-O-)m-R4(I)其中，單元–(–CH2–CH2–O–)k、–(–CH2–CH(R3)–O–)l和–(–CH2–CH2–O–)m以式(I)中所示的順序排列成嵌段結構且基團具有以下含義：k：為10-150；l：為5-25；m：為1-15；R1：為H或甲基；基團R2：各自彼此獨立地為單鍵或選自以下的二價連接基團：–(CnH2n)–和–O–(Cn’H2n')–以及–C(O)–O–(Cn”H2n”)–，其中n、n'和n”各自為1-6的自然數；R3：為具有至少2個碳原子的烴基或通式–CH2–O–R3'的醚基，其中R3'為具有至少2個碳原子的烴基，且基團–(–CH2–CH(R3)–O–)l內的基團R3可為相同的或不同的；基團R4：各自彼此獨立地為H或具有1-4個碳原子的烴基，以及(b)25-99.9重量％的至少一種不同于單體(a)的單烯鍵式不飽和疏水單體(b)，其中，重量％數值各自基于共聚物中的所有單體的總量計，且所述至少一種共聚物的平均摩爾質量M為1500000-30000000g/mol，其通過馬克-豪溫克關系式(1)測定M＝([η]/K)1/α(1)，其中K＝0.0049，α＝0.8以及[η]為特性粘度。2.權利要求1的組合物，其中所述無機粘結劑為至少一種選自以下系列的粘結劑：硫酸鈣n-水合物、波特蘭水泥、白水泥、鋁酸鈣水泥、硫鋁酸鈣水泥、地質聚合物和潛在的水硬性粘結劑和/或凝硬性粘結劑。3.權利要求1或2的組合物，其中指數k為23-26。4.權利要求1-3中任一項的組合物，其中指數I為8.5-17.25。5.權利要求1-4中任一項的組合物，其中基團具有以下含義：k：為23-26；l：為12.75-17.25；m：為2-5；R1：為H；R2：為二價連接基團–O–(Cn’H2n')–，其中n'為4；R3：為具有2個碳原子的烴基；R4：為H。6.權利要求1至5中任一項的組合物，其中至少一種單體(b)為包含酸基團的單體，所述酸基團包括至少一種選自–COOH、-SO3H和–PO3H2以及它們的鹽的基團。7.權利要求1至6中任一項的組合物，其包含至少兩種不同的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：B·蘭格羅茨，T·蓋斯特納，T·加特，O·馬扎內茨，M·希納貝克，D·艾斯曼，S·弗里德里西，
申請(專利權)人：巴斯夫歐洲公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE