專利名稱：水性聚合物分散體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水性聚合物分散體和它們連同水硬性和潛在水硬性膠結(jié)劑的用途的領(lǐng)域，尤其是，水泥和混凝土技術(shù)的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
已經(jīng)長期了解聚合物分散體用于水泥粘合劑的改進(jìn)用途。然而添加市售的水性聚合物分散體會導(dǎo)致下列缺點(diǎn)為了顯著地降低孔隙率和吸水性以及增加在光滑基材上的拉伸粘合強(qiáng)度，它們必須給予很高劑量。EP022^32A2描述使用有大量無定形二氧化硅的水性聚合物分散體以使得水泥材料的孔隙率減少。作為該水性聚合物分散體的任選的組分，磺化氨基-S-三嗪樹脂，氨基磺酸-三聚氰胺樹脂和萘磺酸-甲醛縮聚物是公開的液化劑。磺化氨基-S-三嗪樹脂，氨基磺酸-三聚氰胺樹脂和萘磺酸-甲醛縮聚物為已知的混凝土液化劑。但是，已經(jīng)證實(shí)特別有利的是聚合物分散體及這些混凝土液化劑的聯(lián)合一般有關(guān)于加工性能的主要問題，或者它們必須使用極高的劑量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明因此提出提供水性聚合物分散體的問題，其即使當(dāng)使用少量時也使水硬性或潛在水硬性的組合物有良好加工，并且也能保證機(jī)械性能的顯著增加，硬化的建筑材料的孔隙率和吸水性降低。令人驚訝的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過根據(jù)權(quán)利要求1的水性聚合物分散體可以解決該問題。在此含有的梳形聚合物，其有通過酯基或醚基鍵合到主鏈的側(cè)鏈，表示水性聚合物分散體的主要組分，并且在本發(fā)明中發(fā)揮重要作用。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)添加這種水性聚合物分散體到水硬性和潛在水硬性膠結(jié)劑中會非常有效地增加其機(jī)械效能，和降低它們的孔隙率和吸水性。相比于已知的水性聚合物分散體， 在此主要優(yōu)點(diǎn)是可使用顯著較少量來達(dá)到良好加工、以及機(jī)械性能和孔隙率或吸水性的改

發(fā)明的其它方面是進(jìn)一步獨(dú)立權(quán)利要求的主題。本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施方案是從屬權(quán)利要求的主題。
具體實(shí)施例方式第一方面，本發(fā)明涉及水性聚合物分散體，包含a)至少一種分散的共聚物CP，其由選自下列物質(zhì)的至少兩種單體組成乙烯、丙烯、丁烯、異戊二烯、丁二烯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、乙烯基酯和氯乙烯；b)至少一種梳形聚合物KP，其具有通過酯基或者醚基鍵合到主鏈的側(cè)鏈；
以及c)水。本文中，“聚合物分散體”理解為是指聚合物粒子在水相中的分散體。特別地，分散體長時間穩(wěn)定，即典型地在室溫下至少一周無沉淀。梳形聚合物由側(cè)鏈通過酯基或醚基鍵合的線性聚合物鏈(=主鏈)組成。側(cè)鏈在此是，形象地說，“梳子”上的“齒”。在本文中的用粗體標(biāo)記的名稱，例如CP，KP, DHM, VR, PEV, Kl，K2，等僅為了更好的
閱讀理解和辨別而標(biāo)記。聚合物分散體含有至少一種分散的共聚物CP。這種聚合物可通過涉及的單體的自由基聚合作用而聚合。聚合作用優(yōu)選通過直接從單體進(jìn)行乳劑或混懸聚合而實(shí)現(xiàn)，所述單體選自以下物質(zhì)乙烯，丙烯，丁烯，異戊二烯，丁二烯，苯乙烯，丙烯腈，丙烯酸，甲基丙烯酸，丙烯酸烷基酯，甲基丙烯酸烷基酯，乙烯基酯和氯乙烯。優(yōu)選地，分散的共聚物CP由兩種或三種、更優(yōu)選為兩種不同的單體制備。源于單體的結(jié)構(gòu)序列可交替布置為嵌段形式或無規(guī)地在形成的共聚物中。優(yōu)選地，單體具有小于13、更優(yōu)選少于9個碳原子。合適的丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯尤其是甲基丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸己酯和甲基丙烯酸-2-乙基己酯。合適的乙烯基酯尤其是乙酸乙烯酯，和支化脂肪酸的乙烯基酯，特別是2，2- 二甲基丁酸，2， 2- 二甲基戊酸，2，2- 二甲基丁酸，新癸酸，尤其是，由Siell和Hexion銷售的商品名為 Versatic 者，特別是Versatic 10。這種支化脂肪酸的乙烯基酯由Hexion進(jìn)行銷售，尤其是，VeoVa 單體，優(yōu)選VeoVa 單體9和VeoVa 單體10。特別合適的聚合物是丁二烯/苯乙烯共聚物，丙烯酸/苯乙烯共聚物，甲基丙烯酸 /苯乙烯共聚物，乙烯/乙酸乙烯酯共聚物，乙酸乙烯酯/甲基丙烯酸烷基酯共聚物，和苯乙烯/甲基丙烯酸烷基酯共聚物，和苯乙烯/甲基丙烯酸烷基酯共聚物。作為分散的共聚物CP，丁二烯/苯乙烯共聚物是最優(yōu)選的。聚合物粒子的尺寸優(yōu)選為50納米和50微米之間，優(yōu)選地在500納米和30微米之間。由于粒子尺寸，聚合物分散體或多或少是不透明的，并且自然地典型地有牛奶白色。當(dāng)然，可通過添加染料而設(shè)置任何期望的顏色。分散的共聚物CP的含量優(yōu)選為水性聚合物分散體的重量的10% -60重量％，特別地25% -45重量％。而且，聚合物分散體含有至少一種側(cè)鏈通過酯或醚基鍵合到主鏈的梳形聚合物 KP。一方面，這樣的梳形聚合物是合適的梳形聚合物KP，其有通過醚基鍵合到線性聚合物支架的側(cè)鏈。通過醚基鍵合到線性聚合物支架的側(cè)鏈可通過乙烯基醚或烯丙基醚的聚合作用而引入。這種梳形聚合物，例如在W02006/133933A2中有所描述，其特別通過引用方式列入本文中的內(nèi)容是公開的。特別地，乙烯基醚或烯丙基醚具有式(II)。
權(quán)利要求
1.一種水性聚合物分散體，包含a)至少一種分散的共聚物CP，其由選自下列物質(zhì)的至少兩種單體組成乙烯、丙烯、丁烯、異戊二烯、丁二烯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、乙烯基酯和氯乙烯；b)至少一種梳形聚合物KP，其具有通過酯基或者醚基鍵合到主鏈的側(cè)鏈； 以及C)水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性聚合物分散體，其特征在于，所述的梳形聚合物KP是乙烯基醚或烯丙基醚、和馬來酸酐和/或馬來酸和/或(甲基)丙烯酸的共聚物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性聚合物分散體，其特征在于，所述的梳形聚合物KP是式 (I)的共聚物
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的水性聚合物分散體，其特征在于所述的水性聚合物分散體進(jìn)一步包含d)至少一種分散劑DHM，優(yōu)選為聚(甲基)丙烯酸。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的水性聚合物分散體，其特征在于所述的水性聚合物分散體進(jìn)一步包含e)式(V)中的至少一種單價的或多價的醇或乙二醇醚或脲或酰胺作為粘度調(diào)節(jié)劑VR，
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的水性聚合物分散體，其特征在于所述的水性聚合物分散體進(jìn)一步包含g)至少一種熱解或膠態(tài)硅石。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的水性聚合物分散體，其特征在于所述的水性聚合物分散體進(jìn)一步包含h)至少一種含有磷原子的化合物PEV，其優(yōu)選為正磷酸、焦磷酸、多磷酸、或所述的正磷酸、焦磷酸或多磷酸的酸式鹽。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的水性聚合物分散體，其特征在于所述的水性聚合物分散體進(jìn)一步包含i)至少一種多羥基化合物或磷酸鹽。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的水性聚合物分散體，其特征在于所述的水性聚合物分散體進(jìn)一步包含j)至少硫酸鈣或無定形氫氧化鋁。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的水性聚合物分散體，其特征在于所述的水性聚合物分散體進(jìn)一步包含以下組分或由以下組分組成10% -60重量％、特別是25% -45重量％的分散的共聚物CP ；1% -20重量％、特別是5% -15重量％的梳形聚合物KP ；20% -80重量％、特別是30% -70重量％的水；0%-5重量％、特別是0. -3重量％的分散劑DHM，優(yōu)選為聚(甲基)丙烯酸；0% -15重量％、特別是-10重量％的粘度調(diào)節(jié)劑VR;0% -50重量％、特別是10% -30重量％的熱解或膠態(tài)硅石；0% -30重量％、特別是2% -10重量％的含有磷的化合物PEV ；0% -15重量％、特別是3% -10重量％的硫酸鈣或無定形氫氧化鋁； 其中所述的重量％數(shù)值基于所述的水性聚合物分散體的重量。
11.一種多組分組合物，包含至少第一組分Kl和第二組分K2， 其中所述的第一組分Kl包含根據(jù)權(quán)利要求1至10中任何一項(xiàng)所述的水性聚合物分散體；和所述的第二組分K2包含水硬性或潛在水硬性膠結(jié)劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多組分組合物，其特征在于，所述的水硬性或潛在水硬性膠結(jié)劑是水泥，特別是波特蘭水泥、白水泥、鋁酸鈣水泥或混合水泥，尤其是水泥和粉煤灰或爐渣或火山灰的混合物。
13.一種硬化的組合物，其，通過在混合根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的多組分組合物后而獲得。
14.一種土木工程或房屋構(gòu)造的結(jié)構(gòu)，其包含根據(jù)權(quán)利要求13所述的硬化的組合物。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至10中一項(xiàng)所述的水性聚合物分散體在作為粘合漿料或砂漿或混凝土的添加劑中的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及水性聚合物分散體，除了水和分散的共聚物外，其由選自下列物質(zhì)的至少兩種單體組成乙烯、丙烯、丁烯、異戊二烯、丁二烯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯、乙烯基酯和氯乙烯，也包含梳形聚合物，其具有通過酯基或者醚基鍵合到主鏈的側(cè)鏈。所述的水性聚合物分散體特別適用于連同水硬性和潛在水硬性膠結(jié)劑一起使用。水性聚合物分散體是極其有效的，并且導(dǎo)致機(jī)械值的明顯提高和孔隙率和吸水性能的相關(guān)減少。
文檔編號C08L23/02GK102428137SQ201080021512
公開日2012年4月25日 申請日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者A·彼得, C·M·博格, F·沃姆巴切爾 申請人:Sika技術(shù)股份公司