[发明专利]磷酸化缩聚产品的制备方法及其用途

说明书

本发明涉及一种制备磷酸化缩聚物的方法，并涉及所述磷酸化缩聚物作为一种掺混物用于建筑材料混合物的用途。

已悉知将分散体形式的掺混物加入浆料或粉状无机或有机物质例如粘土、硅酸盐粉末、白垩、炭黑、碎石和水硬性胶结剂中以改善其可加工性，即捏合性、分散性、喷涂性、可泵性或流动性。这类掺混物能够防止形成固体附聚物并能够分散已经存在的和那些通过水合而新形成的颗粒，由此改善可加工性。所述作用特别是以指定的方式用于制备包含水硬性胶结剂的建筑材料混合物中，所述水硬性胶结剂例如水泥、石灰、石膏、半水合物或无水石膏。

为了将这些基于所述胶结剂的建筑材料混合物转化成即用的可加工形式，通常需要比之后的水合或硬化过程所需的水多得多的混合水。由于随后的额外水分蒸发而造成的混凝土坯体的空隙部分使得机械强度和耐受性显著变差。

为了在预定加工稠度下减少额外部分的水和/或为了改善预定的水/胶结剂比例下的可加工性，可使用通常称之为减水剂或增塑剂的掺混物。在实际作业中，特别是使用缩聚物和共聚物作为这类试剂。

WO 2006/042709描述了如下的缩聚物，其基于含有5至10个C原子或杂原子且含有至少一个氧乙烯基或氧丙烯基的芳香化合物或杂芳香化合物(A)和选自甲醛、乙醛酸和苯甲醛、或其混合物的醛(C)，其与常规使用的缩聚物相比改善了无机胶结剂悬浮液的增塑作用，并能保持这种作用较长时间(“坍落度保持”)。在一个具体的实施方案中，所述缩聚物还可为磷酸化缩聚物。所述缩聚使用无机酸作为催化剂。

为了获得更好的贮存稳定性和更好的产品性质，将根据现有技术得到的反应溶液用碱性化合物、尤其是氢氧化钠处理。此处已发现，所用催化剂以如下盐的形式获得是不利的，所述盐仅微溶于与所述碱性化合物反应的缩聚物中。这可导致相应的盐在最终产物中不利地沉淀。在实际作业中，这通常需要将所得溶液稀释至不多于30重量％固体含量的浓度。或者，可通过多种方法费力地将盐移除来制备浓缩的产品溶液。

因此，本发明的目的是提供一种制备磷酸化缩聚物的经济型方法，所述缩聚物适于作为混凝土的增塑剂/减水剂，并可简易而低成本地制备。特别是，所述方法应提供一种中和的磷酸化缩聚物，其无需进一步纯化即可具有高的固体含量而没有任何盐沉淀。

本发明的目的通过使用至少一种磺酸作为催化剂用于所述缩聚反应而实现。特别是，已发现特别合适的有，饱和和不饱和的烷基磺酸(例如甲磺酸、辛基磺酸、十二烷基磺酸)、乙烯基磺酸和/或烯丙基磺酸，以及芳香磺酸(例如对甲苯磺酸、苯磺酸和/或十二烷基苯磺酸)。

已惊奇地发现，磺酸不仅非常适于作为缩聚反应的催化剂，而且在中和反应中形成的盐还在所述水性磷酸化缩聚物中显示出极好的溶解性。

在一个优选的实施方案中，本发明的磷酸化缩聚物存在于水溶液中，所述水溶液包含35至75重量％的水和25至65重量％的溶解的干物质，特别优选40至60重量％的水和40至60重量％的溶解的干物质，特别是45至55重量％的水和45至55重量％的溶解的干物质。所述干物质主要由无水磷酸化缩聚物组成，然而也可有利地存在其他组分，例如消泡剂、发泡剂和其他助剂。

在一个优选的实施方案中，所述反应混合物至少包含：

(I)一种含有聚醚侧链和芳香基团或杂芳香基团的单体，

(II)一种含有芳香基团或杂芳香基团的磷酸化单体，和

(IV)一种含有醛基基团的单体。

所用单体(I)、(II)和(IV)的摩尔比可在宽范围内变化。已证实，如果所用单体(IV)∶[(I)+(II)]的摩尔比为1∶0.5至2、特别是1∶0.9至2，则是有利的。所用单体(I)∶(II)的摩尔比通常为1∶10至10∶1，特别是1∶5至3∶1。

在一个特别优选的实施方案中，所述反应混合物至少包含：

(I)一种含有聚醚侧链和芳香基团或杂芳香基团的单体，

(III)一种含有芳香基团或杂芳香基团的单体，(III)在反应过程中至少部分被磷酸化并形成单体(II)和/或在所述缩聚物中形成结构单元(II)，和

(IV)一种含有醛基基团的单体和一种磷酸化试剂。

此处，单体(I)、(II)和(III)与在缩聚物中形成的结构单元(I)、(II)和(III)相同。

所用单体(I)、(II)、(III)和(IV)的摩尔比可在宽范围内变化。已证实，如果所用单体(IV)∶[(I)+(III)]的摩尔比为1∶0.5至2、特别是1∶0.9至2，则是有利的。