[發明專利]含磷的共聚物、其制備方法及用途

有效

• 申請號: 200680006052.3
• 申請日: 2006-02-24
• 公開（公告）號: CN101128495A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: A·克勞斯;H·格拉斯爾;A·哈特爾;M·布蘭德爾
• 申請（專利權）人: 建筑研究和科技有限公司
• 主分類號: C08F220/00
• 分類號: C08F220/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 劉明海

本發明涉及含磷的共聚物、制備它的方法及其作為添加物用于以礦物粘合劑或其它無機或有機粒子為基礎的含水的固體懸浮體的用途。

根據本發明的共聚物尤其突出地適合作為添加物用于水硬性粘合劑，尤其是水泥，以及石灰、石膏和無水石膏。這些共聚物的應用導致了在加工或硬化工藝過程中由其制造的建筑材料的顯著改善。而且，根據本發明的聚合物還非常適用于其它無機粒子如金屬粉末在水中或有機溶劑中的分散。

在粉狀無機或有機物質如水硬性粘合劑(水泥、石灰、石膏或無水石膏)、巖粉、硅酸鹽粉、白堊、粘土、高嶺土片、滑石、顏料、碳黑和金屬或塑料粉末的含水的懸浮體中，通常加入以分散劑形式的添加物，來改善它們的加工性，即捏和性、流動性、噴涂性、覆蓋性或可泵性。這些添加物能夠通過吸附在粒子的表面上破壞附聚并分散形成的粒子。特別在高度濃縮的分散體的情況下，這導致加工性的顯著提高。

在包含水硬性粘合劑如水泥、石灰、石膏或無水石膏的建筑材料混合物的制備中，尤其有利地使用該效果，因為否則會需要比隨后的水合或硬化過程更顯著多的水，以獲得適合加工的稠度。在硬化后逐漸蒸發的水留下了空洞，它們對結構的力學強度和穩定性具有很大的不利作用。

為了降低用于水合作用過剩的水的比例和/或使在預定的水/粘合劑比率下加工性能最佳，使用通常稱作減水劑或流動劑(Fliessmittel)或超增塑劑的添加物。

仍然最頻繁使用的流動劑是以萘磺酸或烷基萘磺酸(參見EP-A214?412)和含磺基的三聚氰胺-甲醛樹脂(參見DE-PS?16?71?017)為基礎的縮聚物。

但是，這些流動劑有缺點，即它們良好的增塑效果-尤其在混凝土建筑中-即使在較高的用量下，也僅持續較短的時間段。此混凝土混合物的流動性的降低也稱作“坍落損失”(slump?loss)。它導致了尤其當在混凝土的生產和它的摻混之間有較大的時間段時的問題，如通常由于長運輸或傳送距離發生的。

此外，在內部區域(預制的混凝土部件的生產或三明治型石膏板的干燥)或在采礦或隧道建筑中使用的情況下，由于生產存在的有毒的甲醛的釋放也會導致職業衛生學方面的相當大的污染。

為了克服這些缺點，也發展了以馬來酸單酯和苯乙烯為基礎的不含甲醛的流動劑(參見EP-A?306?449)。盡管能夠使用這些添加物確保高分散的粉末可以保持足夠的時間段(很小的坍落損失)，但是這些積極的性能會在這些流動劑的水性制劑的貯存中迅速損失。這些流動劑溶液的短的貯存穩定性是由于馬來酸單酯的容易的水解能力。

為了增加貯存穩定性，開發了多種水解穩定的流動劑。所有這些流動劑都是烯鍵式不飽和羧酸(正如例如丙烯酸、甲基丙烯酸或馬來酸或它們的鹽)和具有可聚合的端基(正如例如甲基丙烯酸酯、烯丙基醚或乙烯基醚)的聚氧化亞烷基的共聚物。這些長鏈單體引入到聚合物鏈上會形成具有梳形結構的聚合物(參見US?5,707,445、EP?1110?981?A2、EP?1?142?847?A2)。

與以木質素、萘或三聚氰胺縮聚物為基礎的流動劑相比，這些梳形聚合物顯示出不僅長的貯存穩定性而且有顯著提高的效率的特點。

根據普遍認可的理論，流動劑的效力基于兩種不同的效果。首先，流動劑的帶負電荷的酸基團吸附在由鈣離子而帶正電荷的水泥粒子表面上。由此形成的靜電雙電層(zeta電位)導致粒子間的靜電排斥。但是，由zeta電位引起的排斥力僅有很小的作用范圍(參見H.Uchikawa，水泥和混凝土研究27[1]37-50(1997))。

但是，此外，吸附的流動劑的實體存在也阻止了水泥粒子的表面彼此間進行直接接觸。此位阻排斥效應會受到上述梳形聚合物的非吸附的側鏈的強烈增強(參見K.Yoshioka，J.AmCeram.Soc.80[10]2667-71(1997))。顯然，位阻引起的排斥效應會受到側鏈長度以及每條主鏈上的側鏈數目的影響。另一方面，過高的側鏈密度或長度會阻礙水泥粒子表面上的吸附。