[发明专利]由可控自由基聚合反应得到的水溶性或水分散性的丙烯酸类分散剂

说明书

技术领域

本发明涉及由可控自由基聚合反应得到的、水溶性或水分散性的丙烯酸类分散剂。更具体地，其涉及在水性介质中用来合成用于将矿物颗粒，如水泥、砂子和矿物质团聚物分散在所得的分散聚合物中的分散聚合物的特定方法，以及这些分散剂在基于水硬性粘结剂，如水泥、砂浆或混凝土的配方中的应用，或者在包含矿物颗粒，如砂子或矿物质团聚物的其它配方中的应用。构成本发明一个主题、用来在水性介质中通过自由基聚合反应合成的方法表现出巨大的优点，可以在不借助链转移剂帮助的情况下，获得其分子质量分布比常规方法更好地控制的分散共聚物，而在水性介质中通过聚合反应合成分散剂的任何常规方法中，链转移剂都实质上是必需的。此外，本申请公司已经发现，采用构成本发明主题之一的制备方法制造的聚合物分散剂或增塑剂比通过现有商业产品得到的那些产品具有更优越的性能。

背景技术

对于用于矿物颗粒，特别是水硬性粘结剂，如水泥、砂浆或混凝土的分散剂，也称之为增塑剂，存在一类产品，这些产品在基于水硬性粘结剂的混合物的流动性方面具有突出的性能，也就是说，它们能够使具有相对低比例的分散剂的混合物具有好的流动性。由于这些好的性能，这些产品能够制备具有减少的水的贡献(contribution)和好的流动性的混合物，因此在商业中使用术语“高效减水剂(high-range water reducer)”来描述它们。这一类产品也称之为“超强增塑剂”，取决于它们的化学性质，基本上包括两种类型的商业产品。大量的著作，例如V.S.Ramachandran、V.M.Malhotra、C.Jolicoeur和N.Spiratos写作的书(标题为“Superplasticizers：Properties and Applications inConcrete”，由Materials Technology Laboratory，CANMET出版)；NaturalResources Canada，copyright Minister of Public Works and Government Services，Canada，1998描述了这两种类型的产品，一类是磺化聚合物，另一类是聚羧酸酯。磺化聚合物包括聚萘磺酸盐和聚三聚氰胺磺酸盐，也称为甲醛分别与萘磺酸盐和三聚氰胺磺酸盐的缩合产物。目前存在这些产品被第二类主要的商业超强增塑剂——聚羧酸酯取代的趋势，在大多数情况下聚羧酸酯性能都优越得多。

在大多数情况下，术语“聚羧酸酯”指的是“梳状”共聚物，在其分子结构中可以分辨出：

●包括可电离基团的主烃链(由丙烯酸和/或甲基丙烯酸、马来酸和/或富马酸等聚合或共聚得到的类型)，以及

●包括聚环氧乙烷嵌段的不带电荷的侧聚合物链(side polymer chain)，还有其它的或唯一的(inter alia or exclusively)。

存在能够合成这些包含侧链的共聚物或“梳状”共聚物分子的两种主要方法。

第一种方法，对于本领域技术人员来说是最直接的方法，包括将至少两种不同类型的单体、例如丙烯酸型或甲基丙烯酸型单体共聚：那些，酸，包括可电离的基团(其在碱性介质中可以在主链上产生负电荷)，以及那些，其上连接，通过化学官能团，例如酯或酰胺、氧化亚乙基链(其产生侧链)。本发明的方法中就是使用该第一种方法。

第二种方法分两个步骤，包括：首先，合成包含可电离的基团的主链，以及随后通过主链官能团(如酸基)和与待连接的侧链相结合的官能团(如醇基(与主链的酸发生酯化反应)、胺基(与主链的酸发生酰胺化反应)或其它基团)发生化学反应来将侧链连接到主链上。