[发明专利]B-羟基丙基Γ-聚氧化烯醚的树脂及其聚合物

说明书

本发明涉及组合物，该组合物包含树脂状β-羟基丙基聚醚官能化合物及其水溶性聚合物。更具体而言，本发明涉及β-羟基丙基γ-聚氧化烯醚(甲基)丙烯酸酯、其水溶性共聚物及其碱溶性共聚物，本发明还涉及在一个工艺步骤中制备上述物质的方法。

已知用于水泥外加剂的减水超增塑剂包括烷基封端的聚(甲基)丙烯酸的聚(乙二醇)酯。它们通过甲氧基聚(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯(PEG(M)A)大分子单体与甲基丙烯酸(MAA)或丙烯酸(AA)以大分子单体方式进行共聚而制备。或者，这些梳型聚羧酸酯可以通过以下方式制得：以聚合物改性的方式使p-MAA、p-AA或包含高摩尔分数的酸单体的共聚物与甲基封端的聚二醇(例如Carbowax^TM多元醇(密西根州米德兰的陶氏化学公司(The Dow Chemical Co.,Midland,MI))或Neodol^TM多元醇(美国德克萨斯州休斯顿市壳牌化学公司(ShellChemicals,Houston,TX))乙氧基化脂肪醇，例如Acusol^TM102多元醇(陶氏化学公司))进行酯化反应。

这种大分子单体方式存在成本高和可用的大分子单体有限的缺陷，特别是在制备超增塑剂用于建筑行业的领域尤其如此。聚合物改性方式存在以下缺陷：需要酯化催化剂以及对聚合设备和改性设备的投入以支持聚合物的两步法合成。例如，Weinstein等人的美国专利第7,906,591号公开了用于制备可用作超增塑剂等用途的酯化或酰胺化的多羧基聚合物。Weinstein的这种方法包括通过使包含酸基团和次磷酸酯/盐残基的聚合物或共聚物与单烷基聚二醇醚、单烷基聚二醇胺或乙醇胺化合物反应，从而对所述包含酸基团和次磷酸酯/盐残基的聚合物或共聚物改性。该Weinstein的方法需要预先形成的聚合物。该方法产生的反应得到的水可以在排出物料中除去。

本发明的发明人致力于解决提供新颖的且容易制备的β-羟基丙基聚醚官能化树脂状组合物这一问题，解决方法包括在一个反应器中提供单体和聚合物以产生可以容易地用作梳型聚合物、分散剂或水溶性聚合物的组合物，用于各种已知用途或聚合形成此类梳型聚合物。

发明内容

根据本发明，组合物包含选自下组的β-羟基丙基γ-聚氧化烯醚官能树脂：(聚)氧化烯醚β-羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、(聚)氧化烯醚β-羟基丙基马来酸酯和(聚)氧化烯醚β-羟基丙基衣康酸酯、其水溶性共聚物、其碱溶性共聚物，以及它们的混合物。

本发明的树脂可选自：(i)下式I的(聚)氧化烯醚β-羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、(聚)氧化烯醚β-羟基丙基马来酸酯和(聚)氧化烯醚β-羟基丙基衣康酸酯；(ii)由式I的(聚)氧化烯醚β-羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、(聚)氧化烯醚β-羟基丙基马来酸酯和(聚)氧化烯醚β-羟基丙基衣康酸酯与其他的可聚合的共聚单体聚合形成的水溶性或碱溶性共聚物；以及(iii)它们的混合物，

其中，在式I中，R₁是氢、C1-C4烷基或苯基，优选为H或甲基；各R₂独立地为氢、C1-C4烷基或式II的氧化烯基团，优选为H；

R₃是氢、C1-C50烷基、苄基(C₇H₇)、或烷基苄基，优选为C1-C10烷基；R₄是氢、甲基或-CH₂COOH，或者亚甲基羧酸盐如–CH₂COONa；R₅是氢、羧基、-C(O)NH₂或金属羧酸盐，优选为H；以及x是1-200，优选2-120，或者优选最多为50。

本发明的水溶性共聚物可以是水溶液聚合物，本发明的碱溶性共聚物可以是水性乳液共聚物，例如最多具有30重量％的不包含水可分散性官能团(例如羧酸基团、酸酐基团、盐、酰胺基团、醇基团或胺基团)的单体的水性乳液共聚物，所述单体包括例如以下段落中第(iii)和(iv)组的单体。较好的是，所述水溶性共聚物或碱溶性共聚物是包含羧酸根阴离子的聚合物。