水泥分散剂及生产用于水泥分散剂和水泥组合物的聚羧酸的方法技术

本发明专利技术提供一种生产有高效减水百分率和合适的空气夹入性质的水泥分散剂的方法。这种用于生产用于水泥分散剂的聚羧酸的方法的特征在于氧化烯是在特定的温度范围内进行加成的。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水泥分散剂、一种生产用于水泥分散剂和水泥组合物的聚羧酸的方法。更具体的，本专利技术涉及一种通过在特定温度范围内的加成反应获得的、具有氧化烯的聚亚烷基二醇酯型单体或聚亚烷基二醇醚型单体所合成的水泥分散剂、有高减水百分比的水泥分散剂以及生产用于这种水泥分散剂和水泥组合物的聚羧酸的方法。在最近的混凝土行业中，对于混凝土结构的强度和耐久度的提高是迫切需要的。单元水量的减少是一个重要的课题，每一个水泥掺和物制造商均在致力于开发高性能的AE减水剂。其中，聚羧酸型高性能AE减水剂有非常好的特性，它有其它高性能AE减水剂如萘型减水剂不能获得的极高效的减水性能。然而，其减水性能仍旧是不够的。本专利技术的一个目的是提供一种减水性能提高的水泥分散剂和一种生产水泥分散剂和水泥组合物的方法。本专利技术者发现通过一种特定生产方法获得的用于水泥分散剂的聚羧酸是一种很好的水泥分散剂，它有高效减水性能并可实现本专利技术。即，本专利技术提供一种有高减水性能的水泥分散剂、一种生产用于水泥分散剂和水泥组合物的聚羧酸的方法。上述各目的的实现是通过(1)一种含有聚羧酸的水泥分散剂，聚羧酸的侧链上有聚亚烷基二醇，其中聚亚烷基二醇是通过在80至155℃的温度范围内加成入氧化烯来获得的。本专利技术的实现也通过(2)一种包括侧链上有聚亚烷基二醇的聚羧酸的水泥分散剂，其中聚羧酸包括侧链上有聚亚烷基二醇的聚亚烷基二醇型单体单元和羧酸型单体单元，其特征在于，聚亚烷基二醇型单体提供了聚亚烷基二醇型单体单元，聚亚烷基二醇型单体的分子量分布有一个主峰，在主峰的较高分子量一侧没有次峰，或者在主峰的较高分子量一侧有面积与主峰和次峰的总面积之比等于或小于8％的次峰。本专利技术的实现还通过(3)一种生产用于水泥分散剂的聚羧酸的方法，聚羧酸的侧链上有聚亚烷基二醇，其特征是在80至155℃内将氧化烯加成入含活泼氢的化合物中。本专利技术的实现还通过(4)一种生产用于水泥分散剂的聚羧酸的方法，聚羧酸包括聚亚烷基二醇醚型单体(I)作为重复单元，单体用通式(1)表示 (其中R1至R3各自代表H或甲基，R5O代表有2至4个碳原子的一种氧化烯基团或两种或多种的混合物，当其为两种或多种的混合物时，它们可以嵌段或无规状态加入，R6代表氢、有1至22个碳原子的烷基、苯基或烷苯基(烷苯基中的烷基有1至22个碳原子)，R4代表-CH2-、-(CH2)-或-C(CH3)2-，p是1至300间的一个整数)，和用通式(2)表示的二羧酸型单元(II) (其中M1和M2各自代表氢、一价金属、二价金属、铵或有机胺，X代表-OM2或-Y-(R7O)rR8，Y代表-O-、或-NH-，R7O代表有2至4个碳原子的一种氧化烯基团或两种或多种氧化烯基团的混合物，当其为两种或多种的混合物时，它们可以嵌段或无规状态加入，R8代表氢、有1至22个碳原子的烷基、苯基、氨基烷基、烷苯基或羟基烷基(氨基烷基、烷苯基和羟基烷基中的烷基有1至22个碳原子)，r是0至300间的一个整数，在-COOM1和COX基团分别连接的碳原子间可形成一个酸酐基团(-CO-O-CO-)来代替-COOM1和COX基团)，其特征在于将通过有2至4个碳原子的氧化烯在80至155℃与用通式(3)表示的不饱和醇(B-1) (其中R1至R3各自代表氢或甲基，R4代表-CH2-、-(CH2)-或-C(CH3)2-)的加成反应获得的聚亚烷基二醇醚型单体用作提供通式(1)的重复单元的聚亚烷基二醇醚型单体。此外，本专利技术的实现还通过(5)一种生产用于水泥分散剂的聚羧酸的方法，其中聚羧酸包括作为重复单元的聚亚烷基二醇醚型单体(III)，单体用通式(4)表示 (其中R9代表氢或甲基，R10O代表有2至4个碳原子的一种氧化烯基团或两种或多种的混合物，当其为两种或多种的混合物时，它们可以嵌段或无规状态加入，R11代表有1至22个碳原子的烷基、苯基或烷苯基(烷苯基中的烷基有1至22个碳原子)，和s是1至300间的一个整数)，和用通式(5)表示的单羧酸型单元(IV) (其中R12代表氢或甲基，M3代表氢、一价金属、二价金属、铵或有机胺)，其特征在于通过有2至4个碳原子的氧化烯在80至155℃范围内与用通式(7)表示的醇(B-2)加成反应获得的聚亚烷基二醇(6)可用于生产提供重复单元(III)的聚亚烷基二醇酯型单体，生产是通过通式(6)表示的聚亚烷基二醇(6)和(甲基)丙烯酸间的酯化或聚亚烷基二醇(6)和(甲基)丙烯酸烷基酯((甲基)丙烯酸烷基酯中的烷基基团有1至22个碳原子)间的酯交换完成的。HO-(R10O)s-R11(6)(其中R10O代表一种或两种或多种有2至4个碳原子的氧化烯基团的混合物，当其为两种或多种时，它们可以嵌段或无规状态加入，R11代表有1至22个碳原子的烷基、苯基或烷苯基(烷苯基中的烷基有1至22个碳原子)，和s是1至300间的一个整数)HO-R11(7)(其中R11代表有1至22个碳原子的烷基、苯基或烷苯基(烷苯基中的烷基有1至22个碳原子))此外，本专利技术的实现还通过(6)一种生产用于上述(3)、(4)或(5)所示的水泥分散剂的聚羧酸的方法，其特征在于氧化烯的加成反应在碱性催化剂存在下进行。此外，本专利技术的实现还通过(7)一种包括通过上述(3)、(4)、(5)或(6)方法获得的用于水泥分散剂的聚羧酸的水泥分散剂。此外，本专利技术的实现还通过(8)一种水泥组合物，它至少包括水、水泥和水泥分散剂，其特征在于水泥组合物包括上述(1)、(2)或(7)所示的水泥分散剂作为其水泥分散剂。附图说明图1显示了实施例1生产的“IPN-35”的GPC图。图2显示了实施例2生产的“IPN-35”的GPC图。图3显示了对照例1生产的“IPN-35”的GPC图。通过将氧化烯加成入含活泼氢的化合物中可获得侧链有聚亚烷基二醇的聚羧酸，如包括重复单元(I)和(II)的聚羧酸与包括(III)和(IV)的聚羧酸。重复单元(I)用上述通式(1)表示。有这种重复单元的单体例子是通过将1至300摩尔氧化烯加成入不饱和醇，如烯丙醇、2-甲基烯丙醇、3-甲基-3-丁烯-1-醇、3-甲基-2-丁烯-1-醇或2-甲基-3-丁烯-2-醇制得的。它们可单独使用或两种或多种混用。为获得高减水性能，用重复单元(I)和(III)内含的聚亚烷基二醇链的空间排斥和亲水性来分散水泥颗粒是很重要的。因此，较佳的是在聚亚烷基二醇链中引入许多氧化烯基团。而且，更佳的是用其中具有的氧化烯基团的平均加成摩尔数为1至300的聚亚烷基二醇链，但是出于可聚合性和亲水性的考虑，平均加成摩尔数为1至100或5至100的聚亚烷基二醇链是合适的。重复单元(II)用上述通式(2)表示。有重复单元(II)的单体例子有马来酸、、马来酸酐、马来酸和有1至22个碳原子的醇的半酯、马来酸和有1至22个碳原子的胺的半酰胺、马来酸和有1至22个碳原子的氨基醇的半酰胺和半酯、马来酸和通过将1至300摩尔有2至4个碳原子的氧化烯加成入醇中制成的化合物(C)的半酯、马来酸和通过将化合物(C)的一个末端的羟基基团胺化制成的化合物的半酰胺、马来酸和有2至4个碳原子的二元醇或加成摩尔数为2至100的聚亚烷基二醇的半酯、马来酸和有2至4个碳原子的二元醇或加成摩尔数为2至100的聚亚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泥分散剂，包括侧链上有聚亚烷基二醇的聚羧酸，其中聚亚烷基二醇是通过在８０至１５０℃范围内加成入氧化烯来制得的。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：枚田健，汤浅务，盐手胜久，流浩一郎，岩井正吾，
申请(专利权)人：株式会社日本触媒，
类型：发明
国别省市：JP[日本]