[发明专利]干物质含量大于60％的流体(甲基)丙烯酸梳形聚合物的水溶液、其制备方法及其作为流化剂的用途

说明书

本发明涉及添加剂的领域，所述添加剂在基于水硬性粘合剂的含水制剂(例如水泥、混凝土、砂浆或用来制备石膏的硫酸钙悬浮体)中实现了改进所述制剂的可加工性的目的。目前，这些试剂中最有效的是梳形结构聚合物，其具有经带有亲水的烷氧基-或羟基-聚亚烷基二醇官能团的侧链官能化的(甲基)丙烯酸骨架。

目前市场上可购得的相应产品有两种类型：固体粉末形式的产品，但是在这种情况下它们表现出粉末的缺点(危险性、粉末性、低的可加工性以及特别是可泵送性)；或稳定的并且可加工的液体形式的产品，但是其活性固体含量不超过60％。但是，本发明公开了用于合成这些聚合物的原创方法，其可产生在保持产品流动性的同时其固体含量大于其重量的80％的产品，这意味着所述产品是完全可加工的并且特别是可泵送的。

特别地，在固体含量相等的情况下，通过本发明的产品与现有技术的那些产品的Brookfield^TM粘度(在25℃和10转每分钟下测量)之间的对比确定了该技术优势。正如本申请人进行的测试证实的，对于给定相同含量的活性成分，本发明的聚合物表现出比现有技术的那些聚合物多得多的流体性质。非常有利地，当现有技术的产品在干固体含量大于60％时都不是液体时，本发明的产品保持其流动性，这使得它们完全可加工。在一些情况下，对于大于80％，甚至有时大于95％的干固体含量，甚至实现了保持完全可以接受的流动性。此外，这样的产品表现出与现有技术的梳形支链聚合物完全相当的性能水平。

减少包含水硬性粘合剂的制剂中的水量而不改变它们的流动性是必要的：这导致了它们机械性能的掺杂。为此，在过去的几年中本领域技术人员开发了称作“减水剂”、也称为“流化剂”、“增塑剂”和“超级增塑剂”的添加剂。

在历史上，它们首先是木素磺酸盐，如文件US 3,772,045中所述。然后使用甲醛与萘或三聚氰胺磺酸盐的缩聚物，如文件US 3,359,225和US4,258,790中所阐明的。

一旦吸附到水泥颗粒的表面上，这些带负电的聚合物引起静电排斥现象，这起因于水泥颗粒分散的机理；特别地，可以查阅文件“Superplasticizers for extending workability”(“用于扩展可加工性的超级增塑剂”)(International Conference on superplasticizers and other chemical additives in concrete(混凝土中超级增塑剂及其它化学添加剂国际会议)，意大利索伦托，2006年10月29日-11月1日，补充论文，Malhotra出版，美国混凝土协会，第263-277页)。

然后出现了新的较高性能的减水剂家族：带有通常本质上是(甲基)丙烯酸的骨架的羧基梳形支链聚合物，在其上接枝经亲水基团封端的侧链。这些试剂的分子量为约10000g/摩尔至100000g/摩尔，侧链的烷氧基化基团的分子量为1000g/摩尔至10000g/摩尔：在这些范围中，得到就增塑剂而言具有较高性能的试剂。

通过与侧链存在有关的空间排斥机制的存在，结合由阴离子的羧基基团引起的静电排斥现象，解释了这种改进的减水能力。目前存在2类技术用于获得这些聚合物，其分别产生液体或固体形式的最终产品。

固态产品是通过以下过程得到的粉末：通过将梳形支链聚合物吸附/干燥到固体基质(如硅颗粒)的表面上(参见文件EP 1,636,280)，通过合成主链、干燥并然后用熔融的大分子单体使其官能化(参见文件FR2,900,930和FR 2,926,558)，或者简单地通过干燥所述梳形支链聚合物(参见文件EP 1,052,232和WO 00/17263)。除了干燥步骤非常消耗能量的事实之外，这些产品的干的粉末状形式使得它们难以加工，并且特别是难以从一个容器转移到另一个容器(根据定义，这些产品不能泵送)。产品Mighty^TM 21PSN和Melflux^TM 1641F是分别由Kao Chemicals^TM和BASF^TM公司出售的粉末形式的这种聚合物的实例。