多元羧酸型共聚物及其制备方法和用途技术

多元羧酸型共聚物，其特征在于，它是通过共聚包含聚亚烷基亚胺型不饱和单体（Ａ１）和不饱和羧酸型单体（Ｂ）的单体组分来制备；用于制备所述共聚物的方法；以及包含所述共聚物的水泥掺合料和水泥组合物。所述多元羧酸型共聚物和所述水泥掺合料允许制备具有高减水性能和可施工性，或者具有和常规组合物相同的减水性能和流动性，并提高搬运方便性的水泥组合物等，这也可以制备具有优良强度和耐久性的硬化产物，并由此适用于制备超高强度混凝土。在一些实施方案中，所述多元羧酸型共聚物具有高减水容量，且还可以降低水泥组合物等的粘度，使在水泥加工过程中可以提高可施工性。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及多元羧酸共聚物、制备多元羧酸共聚物的方法、水泥掺合料和水泥组合物。更具体地说，本专利技术涉及可以有效地作为减水剂用于超高强度混凝土的多元羧酸共聚物、制备多元羧酸共聚物的方法、含有多元羧酸共聚物的水泥掺合料和水泥组合物。
技术介绍
多元羧酸共聚物已经用作水泥组合物如水泥糊剂、灰泥和混凝土中的水泥掺合料组分。目前，在用水泥组合物建造民用工程和建筑结构等时，它们是必不可少的。包含这种多元羧酸共聚物的水泥掺合料可以用作减水剂，它们能提高水泥组合物的流动性，因之能减少水泥组合物对水的需求量，所以它们可以有效提高硬化产品的强度、耐久性等。这种减水剂在减水容量方面比萘基和其它常规减水剂优越，且已经在许多加气剂和大范围减水剂的情况中产生良好的效果。另一方面，民用工程和建筑结构的地基等部分需要具有高强度或耐久性，因此，在建筑它们时要使用一混凝土家族中具有高性能特点的所谓超高强度的混凝土组合物。至于这种超高强度混凝土所用的减水剂，可使用减水容量高的超高强度混凝土减水剂，使混凝土中的水量充分降低，以达到高性能特点。目前，举例来说，可以使用甲基丙烯酸和聚环氧乙烷甲基丙烯酸酯的共聚物作为减水剂用于超高强度混凝土。但是，当使用这种用于超高强度混凝土的减水剂制造超高强度混凝土时，所述混凝土的粘度高。因此，需要可以提高可施工性的用于超高强度混凝土的减水剂。在日本特许公开公报平成-07-215746的说明书中，揭示了链烯醚与马来酸酐的共聚物作为减水剂的用途，所述链烯醚具有含2-40个碳原子的氧化烯基，其末端基本上都具有链烯基团和含有1-24个碳原子的特定基团。但是，为了能成功用作减少剂，特别是超高强度混凝土的减水剂，在共聚物结构和特性方面还有专利技术余地。日本特许公开公报2000-191356揭示了一种可以用作超高强度混凝土分散剂的水泥分散剂，其主要组分为可溶于水的两性共聚物，所述两性共聚物由作为化合物A的特定聚胺衍生的单体、作为化合物B的特定不饱和羧酸单体以及作为化合物C的特定聚二醇衍生的单体以化合物A∶化合物B∶化合物C＝10-40重量％∶10-40重量％∶50-80重量％的比例共聚制得，并揭示了它在野外可施工性方面性能优良。但是，这一公开公报的所有实施例中通过共聚化合物A、化合物B和化合物C制备的可溶于水的两性共聚物，当用于制备高强度混凝土时，会使它们粘度比较高，挖土工作变得困难，因此，它们存在施工方面的问题。专利技术概述依据上述技术现状确定的本专利技术的目的是提供一种多元羧酸共聚物及其制备方法、水泥掺合料和包含所述共聚物的水泥组合物，所述多元羧酸共聚物能提高水泥组合物等的减水容量和可施工性，并且使它们在流动性和减水容量相同的条件下更容易搬运。本专利技术的另一目的是提供一种多元羧酸共聚物和水泥掺合料，它们能提高水泥组合物硬化产品的强度和耐久性，因此可以方便地用于超高强度混凝土中。本专利技术另一目的是提供制备多元羧酸共聚物的方法，所述多元羧酸共聚物的减水容量高，可以降低水泥组合物的粘度并提高使用水泥过程中的可施工性。本专利技术人作了有关可用作超高强度混凝土的减水剂的多元羧酸共聚物的广泛调查，结果，他们注意到通过共聚单体组分获得的多元羧酸共聚物，所述单体组分包含作为基本组分的聚亚烷基亚胺不饱和单体(A1)和不饱和羧酸单体(B)；并想到这种共聚物能在流动性和减水容量相同时，使水泥组合物更容易搬运，因此它们可以用于超高强度混凝土等。而且，他们发现，所述聚亚烷基亚胺不饱和单体(A1)可以具有氧化烯基，且通过共聚单体组分获得的多元羧酸共聚物适于用在超高强度的混凝土等中，所述共聚单体组分还包含作为基本组分的聚二醇不饱和单体(A3)，而不是上述具有氧化烯基的单体。他们还发现，使用含有多元羧酸共聚物的单体组合物也可以达到上述相同的效果，所述多元羧酸共聚物由共聚包含具有使氧化烯基结合到多元醇残基上的结构的聚二醇不饱和单体(A2)和不饱和一元羧酸单体(B’)的单体组分，或者包含具有使氧化烯基结合到多元醇残基上的结构的羟基封端聚二醇不饱和单体(A2’)和不饱和羧酸单体(B)的单体组分制得；且所述通过共聚这些单体以外的包含作为基本组分的聚二醇不饱和单体(A3)(而不是聚二醇不饱和单体(A2))的单体组分而获得的多元羧酸共聚物更适于用在超高强度混凝土等中。此外，关于制备多元羧酸共聚物的方法(该方法包括共聚包含具有氧化烯基的单体(A)和不饱和羧酸单体(B)的单体混合物)，他们发现，当使用疏水性基链转移剂将疏水性基部分引入所述共聚物时，包含所获得的多元羧酸共聚物的水泥掺合料显示了高减水容量，可以降低水泥组合物的粘度，并提高所述水泥组合物在使用步骤中的可施工性。此外，他们发现，当流动性和减水容量相同时水泥组合物更容易搬运，在水泥组合物中，水泥掺合料包含那些多元羧酸共聚物，或者水泥掺合料具有10-900mPa·s的钙转移值和/或0.05-1.0的水泥性能(performance)系数，或者水泥掺合料在将其pH调至12-12.5并纯化之后满足具体的分析值。现在，这些发现导致了本专利技术的完成。因此，本专利技术提供通过共聚包含聚亚烷基亚胺不饱和单体(A1)和不饱和羧酸单体(B)的单体组分获得的多元羧酸共聚物。本专利技术还提供通过共聚包含具有使氧化烯基结合到多元醇残基上的结构的聚二醇不饱和单体(A2)和不饱和一元羧酸单体(B’)的单体组分获得的多元羧酸共聚物。本专利技术还提供通过共聚包含具有使氧化烯基结合到多元醇残基上的结构的羟基封端的聚二醇不饱和单体(A2’)和不饱和羧酸单体(B)的单体组分获得的多元羧酸共聚物。本专利技术还提供制备多元羧酸共聚物的方法，所述方法包括使用疏水性基链转移剂共聚包含具有氧化烯基的单体(A)和不饱和羧酸单体(B)的单体组分。本专利技术还提供通过上述制备多元羧酸共聚物的方法制得的多元羧酸共聚物。本专利技术还提供包含上述多元羧酸共聚物的水泥掺合料。而且，本专利技术提供具有10-900mPa.s的钙转移值和/或0.05-1.0水泥性能系数的水泥掺合料。本专利技术还提供一种水泥掺合料，当调整pH到12-12.5并随后纯化时，据元素分析确定，它具有0.1-20重量％的氮含量；它允许在热解GC-MASS上对吗啉、4-(2-羟基乙基)吗啉和1，4-二噁烷进行检测；它在GPC中显示不具有谷肩的峰；它的重均分子量(Mw)为5,000-300,000；在IR测量中，它在1640-1660厘米-1处显示出吸收峰，其强度不超过在1710-1630厘米-1处存在的吸收峰强度的20％；在13C-NMR中，对60-61ppm和69-68ppm化学位移的信号进行检测；NMR-PEG含量为10-99重量％且TCAV为3-900毫克KOH/g。最后，本专利技术还提供一种水泥组合物，所述组合物至少包含水、水泥和水泥掺合料，所述水泥掺合料可用作所述的水泥掺合料。专利技术的详细说明以下，将详细说明本专利技术。本专利技术的多元羧酸共聚物具有(1)通过共聚包含聚亚烷基亚胺不饱和单体(A1)和不饱和羧酸单体(B)的单体组分获得的形式；(2)通过共聚包含具有使氧化烯基结合到多元醇残基上的结构的聚二醇不饱和单体(A2)(下文有时简称为“聚二醇不饱和单体(A2))和不饱和一元羧酸单体(B’)的单体组分获得的形式；(3)通过共聚包含具有使氧化烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
多元羧酸共聚物，所述多元羧酸共聚物通过共聚包含聚亚烷基亚胺不饱和单体（Ａ１）和不饱和羧酸单体（Ｂ）的单体组分制得。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：汤浅务，西川朋孝，坂本登，枚田健，严樫弘子，上田富康，田中宏道，恩田义幸，宇野亨，
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]