聚(氧化烯)氧基-和/或聚(氧化烯)氨基烷基三烷氧基硅烷作为分散剂的用途制造技术

本发明专利技术涉及通式(I)的聚(氧化烯)氧基-和/或聚(氧化烯)氨基烷基三烷氧基硅烷作为包含集料和水硬性粘合剂的含水悬浮液的分散剂的用途，其中式(I)中的符号和下标具有以下定义：-X-为-O-或-N(R4)2-a-；-Y-为-CH2-；-Z-为-O-(CH2)d-C(R5)2-c-；如果-X-＝-O-，则a为1，如果-X-＝-N(R4)2-a-，则为1或2；b为0或1；c为0、1或2；d为0或1；m独立地选自1-6的整数；p为7-200的数；R1为相同或不同的且选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基和苯基；R2为H或甲基；R3、R4和R5各自为相同或不同的且独立地选自H和线性或支化C1-C6烷基；R6为相同或不同的且独立地选自H、甲基和乙基；且R7选自H、线性或支化C1-C6烷基、线性或支化C1-C10烷酰基和C6-C10芳酰基，以及含水悬浮液本身。本发明专利技术还涉及制备烷基三烷氧基硅烷的方法，和烷基三烷氧基硅烷本身。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及聚(氧化烯)氧基-和/或聚(氧化烯)氨基烷基三烷氧基硅烷作为包含集料和水硬性粘合剂的含水悬浮液的分散剂的用途，以及含水悬浮液本身。本专利技术还涉及制备烷基三烷氧基硅烷的方法和烷基三烷氧基硅烷本身。包含集料和水硬性粘合剂的含水悬浮液通常以分散体的形式与辅助剂混合以便影响它们的化学和/或物理性能。这用于的特定目的是防止形成聚集固体，以及将已存在的颗粒和通过水化新形成的那些分散，由此以便抑制沉降倾向和改进加工质量，例如可捏合性、可涂布性、可喷雾性、可泵性或流动性。该效应也可刻意用于生产包含水硬性粘合剂如水泥、底涂粘合剂和圬工粘合剂或水硬性石灰的建筑材料混合物。为了将这些包含水硬性粘合剂的建筑材料混合物转化成容易使用的可加工形式，所需混合水的量通常实质性多于随后水化或硬化过程所需的。稍后蒸发的过量水的可能结果的一个实例是在混凝土结构中形成空隙部分，导致明显削弱的机械强度和耐久性。为降低对指定工作稠度而言过量的水含量和/或为改进指定水:水硬性粘合剂比的可工作性，使用通常称为减水剂或增塑剂的辅助剂。常用增塑剂的实例为磺化三聚氰胺-甲醛缩合物(SMF)、磺化萘-甲醛缩合物(SNF)或木素磺酸盐。认为聚羧酸酯和聚羧酸酯醚是新一代增塑剂。一般而言，它们由基于聚(甲基)丙烯酸酯的主链和借助酯基团连接的多个侧链组成，通常称为梳型聚合物。尽管由于大量羧酸酯基团，主链在碱性pH水平下带有负电荷，侧链，例如聚乙二醇侧链例如通常不具有电荷。由于带负电荷的主链，聚羧酸酯吸附在带电颗粒表面上。由于负电荷而吸附的聚合物的量和聚合物侧链的性质决定吸附的聚合物层的密度和厚度，这又影响聚合物增强悬浮液的流动性。尽管聚羧酸酯的阴离子电荷使得聚合物实际上吸附在颗粒上，分散效应决定性地由一部分聚氧化乙烯侧链上的位阻效应产生。一部分在此处由聚羧酸酯的侧链的长度和密度展现。EP0803521A1例如公开了包含聚亚烷基二醇和聚乙醛酸酯结构单元的嵌段共聚物，及其作为水泥分散剂的用途。另外，存在一系列其它增塑剂，所述其它增塑剂与所述聚羧酸酯聚合物不同的是它们不具有任何羧酸酯基团。而是，它们具有其它酸基团，例如膦酸基团，然而，所述其它酸基团类似于羧酸酯基团也在高pH水平下为带负电荷的。US5,879,445A公开了包含至少一个膦酸氨基亚烷基和至少一个聚烷氧基化链的化合物，以及其作为包含矿物颗粒和水硬性粘合剂的含水悬浮液的增塑剂的用途。EP444542公开了聚乙烯亚胺膦酸盐衍生物，其作为增塑剂，容许油井水泥组合物的粘度降至它们甚至在盐的存在下在湍流条件下可泵送的程度。EP1203046B1描述了具有以下通式的三烷氧基硅烷基团：其中：R独立地选自H、甲基、乙基、丙基和苯乙烯；R1选自H、C1-C18烷基、苯基、苄基和烷基磺酸酯；R2选自H和C1-C6烷基；n为10-500的数；且X选自：缺点是这类分散剂涉及异氰酸酯试剂的昂贵且不方便地制备。没有公开制备的其它可能性。尽管在一些情况下用所述增塑剂已经实现了良好的结果，然而，存在剩余的宽改进空间。所述增塑剂明显改进流动性能，但还产生在许多情况下不想要的副作用。一个缺点例如在于它们导致有时明显的凝结延迟。因此，它们仅具有有限的有用性，尤其是当水硬性粘合剂需要短的凝结时间时。本专利技术解决的问题是通过使引入的膦酸酯基团和/或羧酸酯基团的量保持在低水平而提供尤其适用作包含集料和水硬性粘合剂的含水悬浮液的增塑剂/减水剂且较不严重地延迟水硬性粘合剂的凝结时间的分散剂。发现使用聚(氧化烯)氧基-和/或聚(氧化烯)氨基烷基三烷氧基硅烷作为包含集料和水硬性粘合剂的含水悬浮液的分散剂降低含水悬浮液的粘度并导致水硬性粘合剂的凝结时间较不严重的延迟。因此，本专利技术提供通式(I)的聚(氧化烯)氧基-和/或聚(氧化烯)氨基烷基三烷氧基硅烷作为包含集料和水硬性粘合剂的含水悬浮液的分散剂的用途，其中式(I)中的符号和下标具有以下定义：-X-为-O-或-N(R4)2-a-；-Y-为-CH2-；-Z-为-O-(CH2)d-C(R5)2-c-；如果-X-＝-O-，则a为1，如果-X-＝-N(R4)2-a-，则a为1或2；b为0或1；c为0、1或2；d为0或1；m独立地选自1-6的整数；p为7-200的数；R1为相同或不同的且选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基和苯基；R2为H或甲基；R3、R4和R5为各自相同或不同的且独立地选自H和线性或支化C1-C6烷基；R6为相同或不同的且独立地选自H、甲基和乙基；且R7选自H、线性或支化C1-C6烷基、线性或支化C1-C10烷酰基和C6-C10芳酰基。通式(I)烷基三烷氧基硅烷不具有阴离子基团，如同由现有技术已知的分散剂。因此，它可能不会由于电荷吸附在颗粒固体的带电表面上。而是，在含水悬浮液中流行的碱性条件下，通式(I)烷基三烷氧基硅烷可能共价结合在水硬性粘合剂颗粒的硅酸盐相上。据推测，三烷氧基硅烷基团在此处充当锚以将聚氧化烯链固定在待分散的集料的颗粒表面上。此处，分散效应由聚氧化烯链的位阻效应产生，并且积极影响含水悬浮液的流动性。借助通式(I)烷基三烷氧基硅烷为电中性且该中性在假定的碱性水解以及可能随后形成与待分散颗粒的硅酸盐相的共价键以后可能还保留这一事实，比用来自现有技术的通常带多负电荷的增塑剂的情况小得多地程度影响水硬性粘合剂的凝结时间。在本专利技术一个实施方案中，通式(I)烷基三烷氧基硅烷仅具有一个由聚氧化烯基团组成的第一分子链段(分子链段C)，该链段借助杂原子X结合在1或2个由亚烷基间隔基和三烷氧基硅烷基团组成的第二分子链段(分子链段A)。在该实施方案中，在通式(I)中，b＝0，且烷基三烷氧基硅烷具有式(Ia)：其中X、a、m、p、R1、R2、R3、R6和R7具有上述定义。在本专利技术优选实施方案中，通式(I)烷基三烷氧基硅烷由分子链段C组成，所述分子链段C借助氧原子连接在第二分子链段(A)上。因此，在该优选实施方案中，在以上式(Ia)中，-X-＝-O-且a＝1。在进一步优选的实施方案中，通式(I)烷基三烷氧基硅烷具有一个或两个分子链段A，所述分子链段A借助氮原子结合在分子链段C上。在该优选实施方案中，在以上式(Ia)中，-X-＝-N(R4)2-a-，且a＝1或2，其中R4具有上述定义。在本专利技术另一实施方案中，通式(I)烷基三烷氧基硅烷以及分子链段A和C，包含其...

【技术保护点】
通式(I)的聚(氧化烯)氧基‑和/或聚(氧化烯)氨基烷基三烷氧基硅烷作为包含集料和水硬性粘合剂的含水悬浮液的分散剂的用途，其中式(I)中的符号和下标具有以下定义：‑X‑为‑O‑或‑N(R4)2‑a‑；‑Y‑为‑CH2‑；‑Z‑为‑O‑(CH2)d‑C(R5)2‑c‑；如果‑X‑＝‑O‑，则a为1，如果‑X‑＝‑N(R4)2‑a‑，则a为1或2；b为0或1；c为0、1或2；d为0或1；m独立地选自1‑6的整数；p为7‑200的数；R1为相同或不同的且选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基和苯基；R2为H或甲基；R3、R4和R5为各自相同或不同的且独立地选自H和线性或支化C1‑C6烷基；R6为相同或不同的且独立地选自H、甲基和乙基；且R7选自H、线性或支化C1‑C6烷基、线性或支化C1‑C10烷酰基和C6‑C10芳酰基。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.02 EP 13187182.41.通式(I)的聚(氧化烯)氧基-和/或聚(氧化烯)氨基烷基三烷氧基硅烷作为包含集料
和水硬性粘合剂的含水悬浮液的分散剂的用途，
其中式(I)中的符号和下标具有以下定义：
-X-为-O-或-N(R4)2-a-；
-Y-为-CH2-；
-Z-为-O-(CH2)d-C(R5)2-c-；
如果-X-＝-O-，则a为1，如果-X-＝-N(R4)2-a-，则a为1或2；
b为0或1；
c为0、1或2；
d为0或1；
m独立地选自1-6的整数；
p为7-200的数；
R1为相同或不同的且选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基
和苯基；
R2为H或甲基；
R3、R4和R5为各自相同或不同的且独立地选自H和线性或支化C1-C6烷基；
R6为相同或不同的且独立地选自H、甲基和乙基；且
R7选自H、线性或支化C1-C6烷基、线性或支化C1-C10烷酰基和C6-C10芳酰基。
2.根据权利要求1的用途，其中b＝0，且烷基三烷氧基硅烷具有通式(Ia)：
其中X、a、m、p、R1、R2、R3、R6和R7具有权利要求1中所述的定义。
3.根据权利要求2的用途，其中-X-＝-O-且a＝1。
4.根据权利要求2或3的用途，其中-X-＝-N(R4)2-a-且a＝1或2。
5.根据权利要求1的用途，其中b＝1，-X-＝-O-，a＝1且d＝1，且烷基三烷氧基硅烷具有
通式(Ib)：
其中c、m、p、R1、R2、R3、R5、R6和R7具有权利要求1中所述的定义。
6.根据权利要求5的用途，其中c＝2。
7.根据权利要求5的用途，其中c＝1，且R5＝H或乙基。
8.根据权利要求1-7中任一项的用途，其中p为21-125的数。
9.根据权利要求1-8中任一项的用...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·恩斯特，A·费森贝克尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE