[发明专利]疏水改性的阳离子共聚物

说明书

本发明涉及一种共聚物、制备此共聚物的方法、此共聚物的用途和聚 合物混合物以及聚合物混合物的用途。

在不能流动的建筑材料体系中，多糖的水溶性非离子衍生物，特别是 纤维素衍生物和淀粉衍生物，广泛用作流变改性剂和保水剂，从而阻滞或 防止为了水化和加工所需的水的不利蒸发以及水从基材流失。在抹灰、粘 结灰浆、填充化合物和连接填料中，以及在用于隧道建设的喷注混凝土中， 以及在水下混凝土中，用这些添加剂控制保水性。所以，这些添加剂也对 稠度(塑性)、平滑性、分离、粘性、粘接(与基材和与工具之间)、稳 定性、抗滑性、粘结强度、压缩强度或收缩率有决定性的影响。

US-B-6,187,887和US-A-2004/024154描述了高分子量聚合物，其含有磺 基并具有良好的保水性能。这些聚合物的共同点是它们是具有净阴离子电 荷的聚电解质。

但是，在砖瓦粘合剂和抹灰中，这些添加剂的另一个重要性能是在提 高的盐浓度下增稠。US-B-6,187,887的聚合物显示在这些条件下的增稠显 著下降，而US-A-2004/024154的添加剂在提高的盐浓度下比较稳定。

在高性能砖瓦粘合剂的情况下，例如，希望固化时间特别短以确保能 即使在低温下(约5℃)尽早在铺放的砖瓦上行走(约5小时)。这通过极 高剂量的盐实现，盐用作促进剂，例如甲酸钙。在使用这种高盐载荷的情 况下(特别是，二价阳离子是关键的)，US-A-2004/024154的聚合物也损 失了大部分有效性。

在这方面，有时必须用多糖的水溶性非离子衍生物、特别是纤维素醚 作为保水剂配制这种高性能砖瓦粘合剂。但是，这意味着对使用者而言有 很多缺点，这是由于纤维素醚具有低的热絮凝点，导致亲水性在高于30℃ 的温度显著降低。此外，特别在较高剂量下，纤维素醚倾向于具有高的粘 性，这不利地必须通过添加其它配料组分来降低。

除了上述阴离子聚合物之外，也可以使用阳离子共聚物：

US 5,601,725描述了二烯丙基二甲基氯化铵和丙烯酸二甲氨基乙基酯 或甲基丙烯酸二甲氨基乙基酯的疏水改性共聚物，这些共聚物已经被苄基 氯或十六烷基氯季化。因此，疏水基团存在于与带有阳离子电荷的单体嵌 段相同的单体嵌段中。US 5,292,793中描述的疏水改性的水溶性阳离子共聚 物也是如此。这些是丙烯酰胺与从丙烯酸二甲氨基乙基酯或甲基丙烯酸二 甲氨基乙基酯衍生的阳离子单体形成的共聚物，已经被烷基卤(C₈-C₂₀) 季化。US 5,071,934描述了用作水和盐溶液的有效增稠剂的疏水改性共聚 物。这些是丙烯酰胺与从二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺衍生的阳离子单体形 成的共聚物，已经被烷基卤(C₇-C₂₃)季化。

上述阳离子共聚物的共同点是由于疏水性烷基的作用，它们可以在水 和具有低盐含量的溶液中具有增稠作用，但是不能确保在具有高盐载荷的 建筑材料体系中的充分增稠。它们也在低盐载荷和高盐载荷的情况下都在 建筑材料体系中显示不足的保水性能。

已经知道阳离子聚电解质与带相反电荷的表面活性剂发生强烈的相互 作用。因此，US-A-2004/209780描述了阳离子改性的多糖和阴离子表面活 性剂用作压裂液中的添加剂。在这里，利用聚电解质与带相反电荷的表面 活性剂经由静电吸引力发生强烈相互作用的事实。另外，以此方式与聚合 物键连的表面活性剂的疏水基团具有相关的增稠作用。如果聚电解质也具 有与主链共价键连的疏水基团，则这些相互作用更加复杂。

但是，即使在与阴离子表面活性剂组合的情况下，这些疏水改性的阳 离子共聚物也没有在建筑材料体系中显示充足的增稠作用，并且具有完全 不足的保水性能。

所以，本发明的目的是提供用作用于含水建筑材料体系的保水剂和流 变改性剂的共聚物，这些共聚物即使在高盐载荷的情况下也不具有上述缺 点。

此目的通过包含以下结构单元的共聚物实现：

i)5-60摩尔％的结构单元a)，

ii)20-80摩尔％的结构单元b)，和

iii)0.01-3摩尔％的结构单元c)，

其中结构单元a)由下面的通式(I)表示：

其中R¹是相同或不同的(即，R¹也可以在共聚物内变化)，是氢和/或甲基，