專利名稱：聚合物及其作為具有抑泡作用的分散劑的用途的制作方法
聚合物及其作為具有抑泡作用的分散劑的用途本發(fā)明涉及具有抑泡作用的聚合物以及其制備，及其如下用途作為用于無機固體懸浮液，尤其是顏料懸浮液的分散劑；用于水硬性水泥體系、混凝土、砂漿、石膏懸浮液和無水石膏粘結(jié)劑配方的塑化劑和可塑劑；用于由黏土、高嶺土、長石和石英石組成的陶瓷物料；和用于漆料工業(yè)和涂料工業(yè)、皮革工業(yè)中的無機的白色顏料和彩色顏料的顏料制劑；和作為洗滌劑工業(yè)和清潔劑工業(yè)和水處理中的防垢劑、分散劑和螯合劑。根據(jù)本發(fā)明的聚合物由于不需要將消泡劑添加到配方中而出眾。在制備聚合物時使用產(chǎn)生抑泡作用的額外的單體。為了液化和分散無機固體，固體懸浮液通常含有分散劑或可塑劑。這類固體可以是建筑工業(yè)中的水泥、石膏、無水石膏、粉煤灰、高嶺土；漆料工業(yè)和涂料工業(yè)中的二氧化鈦、碳酸鈣、滑石、硫酸鋇、亞硫酸鋅、釩酸鉍、氧化鐵顏料、二氧化鉻、鈷尖晶石顏料和其它無機彩色顏料。還向分散劑與碳酸鈉和/或水玻璃一起添加到黏土、高嶺土、長石和 石英石的陶瓷物料與中，以實現(xiàn)可加工性并且將坯料壓制成石膏模。為了分散高嶺土、二氧化鈦和碳酸鈣，通常使用由丙烯酸形成的低分子量的聚合物或者由丙烯酸和馬來酸及其鈉、鉀或銨鹽形成的共聚物。在建筑工業(yè)中，通常為了將用于制造鋪地、混凝土砌塊，用于運輸攪拌混凝土和輕質(zhì)混凝土的混凝土液化而使用可塑劑。木質(zhì)素磺酸鈉是用于水硬凝固性建筑材料組合物中的水泥和用于灰泥、砌磚砂漿物料、石膏板中的石膏半水合物和用于無水石膏無縫地面的常規(guī)可塑劑。DE-A-I 238 831描述了用于水泥的分散劑，其通過萘磺酸衍生物與甲醛縮合來制備。DE-A-I 671 017描述了含磺基的三聚氰胺樹脂作為用于混凝土的可塑劑的用途。DE-A-2 948 698描述了用于無縫地面的水硬砂漿，其含有基于三聚氰胺-甲醛縮合產(chǎn)物和/或磺化的甲醛-萘縮合物和/或木質(zhì)素磺酸鹽的可塑劑，和作為粘結(jié)劑一起研磨的波特蘭水泥、含黏土的鈣質(zhì)砂巖、黏土熟料和輕微燒制的熟料。DE-A-3 530 258描述了水溶性萘磺酸鈉-甲醛縮合物作為用于無機粘結(jié)劑和建筑材料的添加劑的用途。這樣的添加劑描述為改進粘結(jié)劑，例如水泥、無水石膏或石膏以及由此制造的建筑材料的流動性。除基本上含有羧酸基團和磺酸基團的純陰離子型分散劑以外，描述了弱陰離子型梳狀聚合物，所述梳狀聚合物通常在主鏈上帶有陰離子電荷并含有非離子型聚亞烷基二醇側(cè)鏈。WO-A-01/96007描述了這樣的用于水性礦物分散液的弱陰尚子型分散劑和研磨
助劑，其通過含有乙烯基的單體的自由基聚合來制備并且含有聚氧化烯烴基團作為主要組分。DE-A-19 513 126和DE-A-19 834 173描述了基于不飽和二羧酸衍生物和氧亞烷基二醇-烯基醚的共聚物及其作為用于水硬粘結(jié)劑，尤其是水泥的添加劑的用途。DE-A-10 017 667描述了相似的具有乙烯基官能化的聚醚的共聚物用于制備水性顏料制劑的用途。這樣的共聚物通過尤其是乙烯基聚亞烷基二醇醚和馬來酸酐和另外的單體的自由基聚合來制備，并且適合于分散有機和無機顏料、填料和用于制備顏料濃縮物、顏料糊劑和顏料制劑。在建筑工業(yè)中添加可塑劑的目的是提高混凝土的可塑性或在相同的加工條件下降低用于由水泥漿料、粉煤灰和骨料組成的混合物所必需的水量。
已發(fā)現(xiàn)，基于木質(zhì)素磺酸鹽、三聚氰胺磺酸鹽和聚萘磺酸鹽的可塑劑在它們的有效性方面不及弱陰離子型含聚亞烷基二醇醚的共聚物。這樣的共聚物在建筑工業(yè)中也稱為聚羧酸醚(PCE)。Vereins Deutsche Bauchemie e. V. , Frankfurt am Main 的小冊子“Modern Superplasticisers in Concrete Technology, 2007 年 I 月，，描述了這樣的聚羧酸醚的用途和優(yōu)點。聚羧酸醚不僅通過基于在主鏈上所包含的陰離子根(羧酸根、磺酸根)的靜電荷來分散無機顏料顆粒，而且還通過基于聚亞烷基二醇醚側(cè)鏈的空間效應來使得分散的微粒穩(wěn)定化，所述側(cè)鏈通過吸收水分子在顏料顆粒周圍形成穩(wěn)定性保護層。由此，相對于傳統(tǒng)可塑劑可以減少用于調(diào)節(jié)確定的稠度所需要量的水，或者通過添加聚羧酸醚如此程度地降低濕建筑材料混合物的可塑性，使得可以在低的水/水泥比例下制造自密實混凝土。而且，使用聚羧酸醚使得能夠制造在經(jīng)過更長時間仍保持可泵送的運輸攪拌混凝土，或者使得能夠通過調(diào)節(jié)出低的水/水泥比例制造高固體的混凝土。因此并不令人驚訝的是，工業(yè)仍然在尋找合適的聚合物，所述聚合物適合用作混凝土液化劑和無機顏料用分散劑。W0-A-02/066528描述了適合作為用于混凝土的減水助劑的此類分散劑。尤其是為了制造分散劑使用大分子單體，所述單體可通過在DMC (雙金屬氰化物)催化劑存在下將丙
烯酸羥烷基酯和甲基丙烯酸羥烷基酯烷氧基化來提供。在許多配方中，需要添加消泡劑。然而，添加消泡劑經(jīng)常導致不利的效果。在顏料制劑的情況下，在此經(jīng)常出現(xiàn)表面缺陷(例如凹坑)和差的流平性和流動性(例如橘皮狀)，于是必須經(jīng)常使用更多的表面活性劑，以消除這種由消泡劑引起的問題。在使用已知的梳狀聚合物在混凝土中作為液化劑時也可以不放棄添加消泡劑。在結(jié)合時由于這些聚合物的梳狀表面活性結(jié)構在混入時可以將相當大量的空氣引入礦物建筑材料中。由于這樣的空氣孔，在混凝土中形成空腔，所述空腔可以導致混凝土的機械性能和穩(wěn)定性的惡化。此外，許多消泡劑傾向于分離，因為它們通常不溶于配方中。屬于此類的有基于礦物油或硅油的消泡劑。因此，本發(fā)明的目的在于，發(fā)現(xiàn)適合作為混凝土液化劑和用于無機顏料的分散劑的改進的聚合物，通過使用額外的聚合物結(jié)構單元防止泡沫形成并因此使用消泡劑變得多余。本發(fā)明的主題是含有衍生自單體(A)、⑶和⑶和任選的(C)的結(jié)構單元的聚合物，其中⑷為式⑴的單體
權利要求
1.含有衍生自單體(A)、⑶和⑶和任選的(C)的結(jié)構單元的聚合物，其中 (A)為式⑴的單體
2.根據(jù)權利要求I的聚合物，其中，(A-O)m表示氧化丙烯單元且(B-O)n表示氧化乙烯單元，或者(A-O)ni表示氧化乙烯單元且(B-O)n表示氧化丙烯單元，且氧化乙烯單元的摩爾份額為50至99重量％，基于所有氧化乙烯單元和氧化丙烯單元(A-O)n^P (B-O)n的總數(shù)(100% )計。
3.根據(jù)權利要求I和/或2的聚合物，其中m為I至150的數(shù)。
4.根據(jù)權利要求I至3中一項或多項的聚合物，其中n為3至300的數(shù)。
5.根據(jù)權利要求I至4中一項或多項的聚合物，其中n+m介于2和500之間。
6.根據(jù)權利要求I至5中一項或多項的聚合物，其中單體(B)選自具有3至8個C原子的單烯屬不飽和單羧酸和二羧酸。
7.根據(jù)權利要求I至6中一項或多項的聚合物，其中單體(C)選自單烯屬不飽和磺酸、膦酸和/或它們的鹽，和選自單烯丙基聚亞烷基二醇。
8.根據(jù)權利要求I至7中一項或多項的聚合物，其中單體(C)以至少0.5重量％的量且單體(A)以最高98重量％的量存在。
9.根據(jù)權利要求I至8中一項或多項的聚合物，其中氧化烯烴單元(D-O)。、(E-O)1^P(F-O)qW嵌段排列存在，且(D-O)。表示氧化丙烯單元、(E-O)p表示氧化乙烯單元且(F-O)q表示氧化丙烯單元，且其中氧化乙烯單元的摩爾份額為10至90%，基于氧化乙烯單元和氧化丙烯單元(D-0)。、(E-O)1^P (F-O)q 的總數(shù)(100% )計。
10.根據(jù)權利要求I至9中一項或多項的聚合物，其中O為I至100的數(shù)。
11.根據(jù)權利要求I至10中一項或多項的聚合物，其中p為I至100的數(shù)。
12.根據(jù)權利要求I至11中一項或多項的聚合物，其中q為I至100的數(shù)。
13.根據(jù)權利要求I至12中一項或多項的聚合物，其中o+p+q之和介于3和500之間。
14.根據(jù)權利要求I至13中一項或多項的聚合物，其具有103g/mol至109g/mol，尤其是至106g/mol,特別是105g/mol的分子量。
15.根據(jù)權利要求I至14中一項或多項的聚合物以基于無機固體懸浮液的重量計.0.01至15重量％的量作為用于無機固體懸浮液的消泡劑和分散劑的用途。
16.用于無機固體懸浮液消泡和分散的方法，通過以基于無機固體懸浮液的重量計，.0.01至15重量％的量向無機固體懸浮液添加至少一種根據(jù)權利要求I至14中一項或多項的聚合物。
全文摘要
本發(fā)明的主題是通過單體(A)、(B)和(D)和任選的(C)的聚合而獲得的聚合物，其中(A)為式(I)的單體，其中，A表示C2-至C4-亞烷基，B表示不同于A的C2-至C4-亞烷基，R表示氫或甲基，m表示1至500的數(shù)，n表示1至500的數(shù)，(B)為烯屬不飽和單體，其含有至少一個羧酸官能團，(C)為任選的另一種不同于(A)和(B)的烯屬不飽和單體，(D)為式(II)的單體，其中，D表示C2-至C4-亞烷基，E表示不同于D的C2-至C4-亞烷基，F(xiàn)表示不同于E的C2-至C4-亞烷基，R表示氫或甲基，o表示1至500的數(shù)，p表示1至500的數(shù)，q表示1至500的數(shù)，且其中單體的重量份額為35至99％的單體(A)，0.5至45％的單體(B)，0至20％的單體(C)和1至20％的單體(D)；及其作為用于無機固體懸浮液的消泡劑的用途。
文檔編號C08F220/28GK102762620SQ201180005996
公開日2012年10月31日 申請日期2011年2月15日 優(yōu)先權日2010年2月26日
發(fā)明者C·舍費爾, O·莫戈克 申請人:科萊恩金融(Bvi)有限公司