包含共聚物的无机粘结剂组合物制造技术

本发明专利技术涉及一种组合物，其包含：(α)至少一种无机粘结剂和(β)至少一种基于下列组分的水溶性共聚物：(a)0.1‑20重量％的至少一种式(I)的单体和(b)25‑99.9重量％的至少一种不同于单体(a)的亲水单体(b)，其中所述至少一种共聚物的平均摩尔质量M为1 500 000‑30 000 000g/mol。此外，还公开了一种制备该组合物的方法。本发明专利技术的另一个方面是组分(β)的共聚物作为本发明专利技术的组合物中的流变添加剂的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及包含至少一种无机粘结剂和至少一种特定的水溶性共聚物的组合物。此外，还公开了制备该组合物的方法。本专利技术的另一个方面是所述特定的共聚物作为本专利技术的组合物中的流变添加剂的用途。具有增稠作用的水溶性聚合物用于许多工业领域中，例如化妆品、食品领域中，用于制造清洁剂、印刷油墨、乳胶漆，用于原油回收或建筑化学品中。多糖的水溶性非离子衍生物(特别是纤维素和淀粉衍生物)通常用于水性建筑材料混合物中，从而防止对于水合作用和加工性所需的水而言的不希望的蒸发以及控制体系的分离、沉降和渗出(表面上的水分离)。根据Ullmann的derTechnischenChemie(第四版，第9卷，第208-210页，VerlagChemieWeinheim)，最广泛使用的流变添加剂为经合成制备的非离子纤维素和淀粉衍生物，如甲基纤维素(MC)、羟乙基纤维素(HEC)、甲基羟乙基纤维素(MHEC)、甲基羟丙基纤维素(MHPC)。然而，由微生物产生的多糖(例如文莱树胶、丢坦糖胶(diutangum))和天然存在的经萃取分离的多糖(水胶体)(例如藻酸盐、黄原胶、角叉菜胶、半乳糖甘露聚糖等)也在现有技术中用于调节水性建筑材料体系和涂料体系的流变性。许多不同化学种类的可用作水性无机建筑材料混合物中的流变添加剂的聚合物是已知的。一种重要的具有稳定作用的聚合物种类为疏水缔合聚合物。本领域技术人员知晓，它们为具有侧向或末端疏水基团(例如较长的烷基链)的水溶性聚合物。在水溶液中，此类疏水基团可与其本身或与具有疏水基团的其他物质缔合。这形成了使介质稳定的缔合网络。EP705854A1、DE10037629A1和DE102004032304A1公开了水溶性的疏水缔合共聚物及其用途，例如在建筑化学品领域中的用途。所述共聚物包含酸性单体(如丙烯酸、乙烯基磺酸、丙烯酰胺基甲基丙磺酸)、碱性单体(如丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺)或包含阳离子基团的单体(如具有铵基团的单体)。此类单体赋予聚合物在水中的溶解性。作为疏水缔合单体，所公开的共聚物各自包含以下类型的单体：H2C＝C(Rx)-COO-(-CH2-CH2-O-)q-Ry或H2C＝C(Rx)-O-(-CH2-CH2-O-)q-Ry，其中Rx通常为H或CH3以及Ry为较大的烃基，通常为具有8-40个碳原子的烃基。这些文件提及了，例如，较长的烷基或三苯乙烯基苯基。此外，US8,362,180涉及包含疏水缔合单体的水溶性共聚物。所述单体包含烯键式不饱和基团以及具有嵌段结构的多醚基团，所述嵌段结构由亲水多环氧烷嵌段(其主要由环氧乙烷基团组成)和末端的疏水多环氧烷嵌段(其由具有至少4个碳原子、优选至少5个碳原子的环氧烷组成)组成。此外，还公开了这些疏水缔合共聚物在水性建筑材料组合物中的用途。WO2004/099100公开了包含具有聚醚侧链的多羧酸聚合物的水泥添加剂，所述聚醚侧链具有EO/PO/EO三嵌段结构。EO嵌段可具有1-200个重复单元，而PO嵌段为具有3-18个碳原子和1-50个重复单体的环氧烷单元。实施例记载了重均分子量为8500-40500g/mol的聚合物。说明书公开了多羧酸聚合物的重均分子量不大于1000000g/mol。据称该水泥添加剂使得水大量减少并使粘度提高。虽然现有技术已知的许多疏水缔合共聚物是非常好的用于水性无机建筑材料组合物的稳定剂，但是它们的缺点在于它们对水性无机建筑材料组合物的流动性有不利影响。因此，本专利技术的目的是提供无机粘结剂组合物，其显示出非常低的沉降、分离和渗出倾向并且同时具有非常好的流动特性。该目的已通过包含以下组分的组合物实现：(α)至少一种无机粘结剂(β)至少一种水溶性共聚物，其基于(a)0.1-20重量％的至少一种式(I)的单体，H2C＝C(R1)–R2–O–(–CH2–CH2–O–)k–(–CH2–CH(R3)–O–)l–(-CH2-CH2-O-)m-R4(I)其中，单元–(–CH2–CH2–O–)k、–(–CH2–CH(R3)–O–)l和–(–CH2–CH2–O–)m以式(I)中所示的顺序排列成嵌段结构，并且基团具有以下含义：k：为10-150；l：为5-25；m：为1-15；R1：为H或甲基；基团R2：各自彼此独立地为单键或选自以下的二价连接基团：–(CnH2n)–和–O–(Cn’H2n')–以及–C(O)–O–(Cn”H2n”)–，其中n、n'和n”各自为1-6的自然数；R3：为具有至少2个碳原子的烃基或通式–CH2–O–R3'的醚基，其中R3'为具有至少2个碳原子的烃基，且基团–(–CH2–CH(R3)–O–)l内的基团R3可为相同的或不同的；优选地，条件是基团–(–CH2–CH(R3)–O–)l内的所有烃基R3的碳原子总数为14-50；基团R4：各自彼此独立地为H或具有1-4个碳原子的烃基，以及(b)25-99.9重量％的至少一种不同于单体(a)的单烯键式不饱和疏水单体(b)，其中，重量％数值各自基于共聚物中的所有单体的总量计，并且至少一种共聚物的平均摩尔质量M为1500000-30000000g/mol，其通过马克-豪温克(Mark-Houwink)关系式(1)测定M＝([η]/K)1/α(1)，其中K＝0.0049，α＝0.8且[η]为特性粘度。在本文中，出人意料地发现，本专利技术的共聚物不仅完全实现了所述目的，而且相比于现有技术还可通常以更少的量使用。具体而言，本专利技术的组合物包含，基于其干质量计，至少20重量％、优选至少40重量％、特别是30-99.9995且更优选35-55重量％的至少一种无机粘结剂和0.0005-5重量％、优选0.0005-2重量％、更优选0.001-1重量％的至少一种共聚物。在一个优选的实施方案中，本专利技术涉及本专利技术的共聚物，其中在式(I)的单体(a)中，指数k为23-26。在另一个优选的实施方案中，本专利技术涉及本专利技术的共聚物，其中在式(I)的单体(a)中，指数l为8.5-17.25。在一个优选的实施方案中，本专利技术的共聚物中的单体(a)和(b)的总和为100重量％。单体(a)优选仅为上述通式(I)的单体。关于本专利技术，提供以下细节：本专利技术的组分(β)的共聚物为具有疏水基团的水溶性共聚物。在水性组合物中，疏水基团可与其本身或与其他物质的疏水基团缔合，并且由于这些相互作用，它们使水性组合物增稠。本领域技术人员知晓，根据所使用的单体的种类，疏水缔合共聚物在水中的溶解性可以或多或少的强烈依赖于pH。因此，在每种情况下用于评估在水中的溶解度的参考点应为各自使用的共聚物所需的pH。就本专利申请的目的而言，术语“水溶性共聚物”是指在20℃和大气压下以及在所述本专利技术的组合物的pH下，共聚物在水中的溶解度为至少1g/L水，特别是至少10g/L水以及特别优选至少100g/L水。本专利技术的共聚物包含至少一种单烯键式不饱和单体(a)，其赋予了本专利技术的共聚物疏水缔合特性。根据本专利技术，所述至少一种单体(a)为通式(I)的单体H2C＝C(R1)–R2–O–(–CH2–CH2–O–)k–(–CH2–CH(R3)–O–)l-(–CH2-CH2-O-)m–R4(I)。在通式(I)的单体(a)中，烯基H2C＝C(R1)–通过二价连接基团–R2–O–连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其包含：(α)至少一种无机粘结剂(β)至少一种水溶性共聚物，其基于(a)0.1‑20重量％的至少一种式(I)的单体，H2C＝C(R1)–R2–O–(–CH2–CH2–O–)k–(–CH2–CH(R3)–O–)l–(‑CH2‑CH2‑O‑)m‑R4  (I)其中，单元–(–CH2–CH2–O–)k、–(–CH2–CH(R3)–O–)l和–(–CH2–CH2–O–)m以式(I)中所示的顺序排列成嵌段结构且基团具有以下含义：k：为10‑150；l：为5‑25；m：为1‑15；R1：为H或甲基；基团R2：各自彼此独立地为单键或选自以下的二价连接基团：–(CnH2n)–和–O–(Cn’H2n')–以及–C(O)–O–(Cn”H2n”)–，其中n、n'和n”各自为1‑6的自然数；R3：为具有至少2个碳原子的烃基或通式–CH2–O–R3'的醚基，其中R3'为具有至少2个碳原子的烃基，且基团–(–CH2–CH(R3)–O–)l内的基团R3可为相同的或不同的；基团R4：各自彼此独立地为H或具有1‑4个碳原子的烃基，以及(b)25‑99.9重量％的至少一种不同于单体(a)的单烯键式不饱和疏水单体(b)，其中，重量％数值各自基于共聚物中的所有单体的总量计，且所述至少一种共聚物的平均摩尔质量M为1 500 000‑30 000 000g/mol，其通过马克‑豪温克关系式(1)测定M＝([η]/K)1/α  (1)，其中K＝0.0049，α＝0.8以及[η]为特性粘度。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.12 EP 14172088.81.一种组合物，其包含：(α)至少一种无机粘结剂(β)至少一种水溶性共聚物，其基于(a)0.1-20重量％的至少一种式(I)的单体，H2C＝C(R1)–R2–O–(–CH2–CH2–O–)k–(–CH2–CH(R3)–O–)l–(-CH2-CH2-O-)m-R4(I)其中，单元–(–CH2–CH2–O–)k、–(–CH2–CH(R3)–O–)l和–(–CH2–CH2–O–)m以式(I)中所示的顺序排列成嵌段结构且基团具有以下含义：k：为10-150；l：为5-25；m：为1-15；R1：为H或甲基；基团R2：各自彼此独立地为单键或选自以下的二价连接基团：–(CnH2n)–和–O–(Cn’H2n')–以及–C(O)–O–(Cn”H2n”)–，其中n、n'和n”各自为1-6的自然数；R3：为具有至少2个碳原子的烃基或通式–CH2–O–R3'的醚基，其中R3'为具有至少2个碳原子的烃基，且基团–(–CH2–CH(R3)–O–)l内的基团R3可为相同的或不同的；基团R4：各自彼此独立地为H或具有1-4个碳原子的烃基，以及(b)25-99.9重量％的至少一种不同于单体(a)的单烯键式不饱和疏水单体(b)，其中，重量％数值各自基于共聚物中的所有单体的总量计，且所述至少一种共聚物的平均摩尔质量M为1500000-30000000g/mol，其通过马克-豪温克关系式(1)测定M＝([η]/K)1/α(1)，其中K＝0.0049，α＝0.8以及[η]为特性粘度。2.权利要求1的组合物，其中所述无机粘结剂为至少一种选自以下系列的粘结剂：硫酸钙n-水合物、波特兰水泥、白水泥、铝酸钙水泥、硫铝酸钙水泥、地质聚合物和潜在的水硬性粘结剂和/或凝硬性粘结剂。3.权利要求1或2的组合物，其中指数k为23-26。4.权利要求1-3中任一项的组合物，其中指数I为8.5-17.25。5.权利要求1-4中任一项的组合物，其中基团具有以下含义：k：为23-26；l：为12.75-17.25；m：为2-5；R1：为H；R2：为二价连接基团–O–(Cn’H2n')–，其中n'为4；R3：为具有2个碳原子的烃基；R4：为H。6.权利要求1至5中任一项的组合物，其中至少一种单体(b)为包含酸基团的单体，所述酸基团包括至少一种选自–COOH、-SO3H和–PO3H2以及它们的盐的基团。7.权利要求1至6中任一项的组合物，其包含至少两种不同的...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·兰格罗茨，T·盖斯特纳，T·加特，O·马扎内茨，M·希纳贝克，D·艾斯曼，S·弗里德里西，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE