[发明专利]混凝土流动改进剂和减水剂

说明书

本发明涉及一种制备聚(甲基)丙烯酸的方法，其特征在于使来自(甲基)丙烯醛合成的含(甲基)丙烯酸的工艺料流经历自由基聚合。本发明还涉及所得聚合物的酯化以产生均聚物或共聚物酯，及其作为添加剂、流动改进剂和减水剂的用途。

技术领域

本发明涉及一种制备聚(甲基)丙烯酸的方法，其特征在于使来自(甲基)丙烯醛合成的含(甲基)丙烯酸的工艺料流经历自由基聚合。其还涉及所得聚合物的酯化以产生共聚物酯，并涉及其作为流动改进剂的用途。

背景技术

混凝土流动改进剂用于改进流动特性和加工时间，以及混凝土的性质。聚羧酸化物醚(PCE)，被称为“超塑化剂”(SP)，在此是特别重要和高性能的聚合物类别(Flatt,R.,Schober I.,“Superplasticizers and the Rheology of Concrete”(混凝土的超塑化剂和流变学),在“Understanding the Rheology of Concrete”(了解混凝土的流变学)中，Woodhead Publishing Ltd,2012,144)。PCE是具有阴离子主链和柔性非离子侧链的梳形聚合物。通过主链吸附到水泥粒子上和另外通过由侧链诱导的空间排斥实现这些聚合物在加工过程中在水泥质体系中的分散作用。用于阴离子主链的单体主要是甲基丙烯酸(MA)、丙烯酸(AA)、马来酸(MAL)或马来酸酐(MAA)，且侧链主要是甲氧基聚乙二醇(MPEG)和聚乙二醇(PEG)。由(甲基)丙烯酸的单体单元构成并具有含甲氧基聚乙二醇官能团的侧链的简单PCE描绘在图1中。

因此，现有技术中先前描述的SP在化学方面是含有C-C键合单体作为主链和布朗斯台德酸性羧酸化物基团(部分为游离或中和形式)以及有机酯和醚官能团作为功能侧基的聚合物。

PCE主要通过两种合成路线制备，首先通过聚合物相似转变(polymer-analogous)方法(例如聚合物相似转变的酯化和/或聚合物相似转变的酰胺化)，或其次通过共聚(Flatt,R.,Schober I.,“Superplasticizers and the Rheology of Concrete”(混凝土的超塑化剂和流变学),在Understanding the Rheology of Concrete中,WoodheadPublishing Ltd,2012,144；Ferrari,G.等人,Influence of Carboxylic Acid-Carboxylic Ester Ratio of Carboxylic Acid Ester Superplasticizer onCharacteristics of Cement Mixtures(羧酸酯超塑化剂的羧酸-羧酸酯比例对于水泥混合物的特性的影响),International Concrete Abstracts,195,2000,505；Lange,A.,Plank,J.,Optimization of comb-shaped Polycarboxylate Cement Dispersants toachieve fast-flowing Mortar and Concrete(梳形聚羧酸化物水泥分散体的优化以实现快速流动的砂浆和混凝土),J.Appl.Polym.Sci.,2015,42529；Albrecht,G.等人,“Co-Polymere auf der Basis vonurederivaten und Vinylmonomeren,derenHerstellung und Verwendung”[基于马来酸衍生物和乙烯基单体的共聚物及其制备和用途],EP 0 610 699,1994；Arfaei,A.等人,“Improved cement admixture product havingimproved rheological properties and process of forming same(具有改进的流变性能的改进的水泥掺混物产品及其形成方法),EP 0 739 320,1999；Shawl,E.,Cementadditives(水泥添加剂),EP 0 889 860,2000；Kroner,M.等人,“Verfahren zurModifizierung vonenthaltenden Polymerisaten”[含酸基团的聚合产物的改性方法],DE10015135,2001；Sulser,U.等人,“Amid-und Estergruppenaufweisendes Polymer,dessen Herstellung und Verwendung”[具有酰胺基团和酯基团的聚合物、其制备和用途],EP 1 577 327,2005；Sulser,U.等人,“Kammpolymere mitalkalischer Hydrolyse”[具有延迟的碱性水解的梳形聚合物],EP 2 567988,2011；Akira,I.等人,“Admixture for hydraulic composition”(用于水硬性组合物的掺混物),JP 2013-082560,2013；Cerulli,T.等人,“Zero slump-losssuperplasticizer(零坍落度损失的超塑化剂),US 5362324,1994；Yamato,F.等人,Admixture for Concrete(用于混凝土的掺混物),WO 95/16643,1994；Amaya,T.等人,Cement dispersant and concrete composition containing the dispersant(水泥分散体和含有该分散体的混凝土组合物),EP 1 184 353,1999；Lepori,A.等人,AcrylicCo-Polymers(丙烯酸系共聚物),US 6043329,2000；Dreher S.等人,Zementzusammensetzungen,enthaltend redispergierbare Polymerisatpulver”[含有可再分散的聚合产物粉末的水泥组合物],DE 19 942 301,2001；Kroner,M.等人,“VerwendungPolymerisate von Estern ausund Alkylpolyalkylenglycolen als Zusatz zuSystemen”[由丙烯酸、甲基丙烯酸和烷基聚亚烷基二醇形成的酯的水溶性聚合产物作为水泥基体系的添加剂的用途],EP 1 260 536,2002；Maeder,U.等人,Polymers in a solid state(固体聚合物),CA 2480061,2003；Hirata,T.,Kawakami,H.,“Method for production of cement dispersant and polycarboxylic acid typepolymer for cement dispersant”(用于生产水泥分散剂和用于水泥分散剂的聚羧酸类型的聚合物的方法),WO2006/006712,2006；Koshisaka,S.等人,“Cement dispersant andconcrete composition containing the dispersant”(水泥分散剂和含有该分散剂的混凝土组合物),AU 2004318289,2006；Bando,H.等人,Cement dispersant and concretecomposition containing the dispersant(水泥分散剂和含有该分散剂的混凝土组合物),US 7393886,2008；Sugamata,T.等人,Cement additives(水泥添加剂),WO 2009/050104,2009；Wang,Z.等人,“Verfahren zur Verwendung von bei der Produktion vonAcrylaldehyd angefallener Flüssigkeit zur Herstellung von Polycarboxylat-Wasserreduzierungsmittel”[使用在丙烯醛生产中获得的液体制备聚羧酸化物减水剂的方法],CN 10 2229691,2011；Wang Z.等人,“Method for preparing polycarboxylicslump-retaining agent from raffinate after acrolein production”(从丙烯醛生产后的残液制备聚羧酸类坍落度保持剂的方法),CN 102558454,2011；Sulser,U.等人,“Dispergiermittel fürFeststoffsuspensionen”[用于固体悬浮体的分散剂],EP 2 578608,2011；Kuo,L.等人,“Method for treating clay and clay-bearing aggregates andcompositions thereof”(用于处理粘土和带有粘土的集料的方法及其组合物),WO 2013/164471,2013)。