专利名称：水性聚合物分散体的制作方法
技术领域：
本发明涉及水性聚合物分散体和它们连同水硬性和潜在水硬性胶结剂的用途的领域，尤其是，水泥和混凝土技术的领域。
背景技术：
已经长期了解聚合物分散体用于水泥粘合剂的改进用途。然而添加市售的水性聚合物分散体会导致下列缺点为了显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强度，它们必须给予很高剂量。EP022^32A2描述使用有大量无定形二氧化硅的水性聚合物分散体以使得水泥材料的孔隙率减少。作为该水性聚合物分散体的任选的组分，磺化氨基-S-三嗪树脂，氨基磺酸-三聚氰胺树脂和萘磺酸-甲醛缩聚物是公开的液化剂。磺化氨基-S-三嗪树脂，氨基磺酸-三聚氰胺树脂和萘磺酸-甲醛缩聚物为已知的混凝土液化剂。但是，已经证实特别有利的是聚合物分散体及这些混凝土液化剂的联合一般有关于加工性能的主要问题，或者它们必须使用极高的剂量。
发明内容
本发明因此提出提供水性聚合物分散体的问题，其即使当使用少量时也使水硬性或潜在水硬性的组合物有良好加工，并且也能保证机械性能的显著增加，硬化的建筑材料的孔隙率和吸水性降低。令人惊讶的是，已经发现通过根据权利要求1的水性聚合物分散体可以解决该问题。在此含有的梳形聚合物，其有通过酯基或醚基键合到主链的侧链，表示水性聚合物分散体的主要组分，并且在本发明中发挥重要作用。已经发现添加这种水性聚合物分散体到水硬性和潜在水硬性胶结剂中会非常有效地增加其机械效能，和降低它们的孔隙率和吸水性。相比于已知的水性聚合物分散体， 在此主要优点是可使用显著较少量来达到良好加工、以及机械性能和孔隙率或吸水性的改
发明的其它方面是进一步独立权利要求的主题。本发明的特别优选的实施方案是从属权利要求的主题。
具体实施例方式第一方面，本发明涉及水性聚合物分散体，包含a)至少一种分散的共聚物CP，其由选自下列物质的至少两种单体组成乙烯、丙烯、丁烯、异戊二烯、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)至少一种梳形聚合物KP，其具有通过酯基或者醚基键合到主链的侧链；
以及c)水。本文中，“聚合物分散体”理解为是指聚合物粒子在水相中的分散体。特别地，分散体长时间稳定，即典型地在室温下至少一周无沉淀。梳形聚合物由侧链通过酯基或醚基键合的线性聚合物链(=主链)组成。侧链在此是，形象地说，“梳子”上的“齿”。在本文中的用粗体标记的名称，例如CP，KP, DHM, VR, PEV, Kl，K2，等仅为了更好的
阅读理解和辨别而标记。聚合物分散体含有至少一种分散的共聚物CP。这种聚合物可通过涉及的单体的自由基聚合作用而聚合。聚合作用优选通过直接从单体进行乳剂或混悬聚合而实现，所述单体选自以下物质乙烯，丙烯，丁烯，异戊二烯，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。优选地，分散的共聚物CP由两种或三种、更优选为两种不同的单体制备。源于单体的结构序列可交替布置为嵌段形式或无规地在形成的共聚物中。优选地，单体具有小于13、更优选少于9个碳原子。合适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。合适的乙烯基酯尤其是乙酸乙烯酯，和支化脂肪酸的乙烯基酯，特别是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销售的商品名为 Versatic 者，特别是Versatic 10。这种支化脂肪酸的乙烯基酯由Hexion进行销售，尤其是，VeoVa 单体，优选VeoVa 单体9和VeoVa 单体10。特别合适的聚合物是丁二烯/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。作为分散的共聚物CP，丁二烯/苯乙烯共聚物是最优选的。聚合物粒子的尺寸优选为50纳米和50微米之间，优选地在500纳米和30微米之间。由于粒子尺寸，聚合物分散体或多或少是不透明的，并且自然地典型地有牛奶白色。当然，可通过添加染料而设置任何期望的颜色。分散的共聚物CP的含量优选为水性聚合物分散体的重量的10% -60重量％，特别地25% -45重量％。而且，聚合物分散体含有至少一种侧链通过酯或醚基键合到主链的梳形聚合物 KP。一方面，这样的梳形聚合物是合适的梳形聚合物KP，其有通过醚基键合到线性聚合物支架的侧链。通过醚基键合到线性聚合物支架的侧链可通过乙烯基醚或烯丙基醚的聚合作用而引入。这种梳形聚合物，例如在W02006/133933A2中有所描述，其特别通过引用方式列入本文中的内容是公开的。特别地，乙烯基醚或烯丙基醚具有式(II)。
权利要求
1.一种水性聚合物分散体，包含a)至少一种分散的共聚物CP，其由选自下列物质的至少两种单体组成乙烯、丙烯、丁烯、异戊二烯、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)至少一种梳形聚合物KP，其具有通过酯基或者醚基键合到主链的侧链； 以及C)水。
2.根据权利要求1所述的水性聚合物分散体，其特征在于，所述的梳形聚合物KP是乙烯基醚或烯丙基醚、和马来酸酐和/或马来酸和/或(甲基)丙烯酸的共聚物。
3.根据权利要求1所述的水性聚合物分散体，其特征在于，所述的梳形聚合物KP是式 (I)的共聚物
4.根据前述权利要求中任何一项所述的水性聚合物分散体，其特征在于所述的水性聚合物分散体进一步包含d)至少一种分散剂DHM，优选为聚(甲基)丙烯酸。
5.根据前述权利要求中任何一项所述的水性聚合物分散体，其特征在于所述的水性聚合物分散体进一步包含e)式(V)中的至少一种单价的或多价的醇或乙二醇醚或脲或酰胺作为粘度调节剂VR，
6.根据前述权利要求中任何一项所述的水性聚合物分散体，其特征在于所述的水性聚合物分散体进一步包含g)至少一种热解或胶态硅石。
7.根据前述权利要求中任何一项所述的水性聚合物分散体，其特征在于所述的水性聚合物分散体进一步包含h)至少一种含有磷原子的化合物PEV，其优选为正磷酸、焦磷酸、多磷酸、或所述的正磷酸、焦磷酸或多磷酸的酸式盐。
8.根据前述权利要求中任何一项所述的水性聚合物分散体，其特征在于所述的水性聚合物分散体进一步包含i)至少一种多羟基化合物或磷酸盐。
9.根据前述权利要求中任何一项所述的水性聚合物分散体，其特征在于所述的水性聚合物分散体进一步包含j)至少硫酸钙或无定形氢氧化铝。
10.根据前述权利要求中任何一项所述的水性聚合物分散体，其特征在于所述的水性聚合物分散体进一步包含以下组分或由以下组分组成10% -60重量％、特别是25% -45重量％的分散的共聚物CP ；1% -20重量％、特别是5% -15重量％的梳形聚合物KP ；20% -80重量％、特别是30% -70重量％的水；0%-5重量％、特别是0. -3重量％的分散剂DHM，优选为聚(甲基)丙烯酸；0% -15重量％、特别是-10重量％的粘度调节剂VR;0% -50重量％、特别是10% -30重量％的热解或胶态硅石；0% -30重量％、特别是2% -10重量％的含有磷的化合物PEV ；0% -15重量％、特别是3% -10重量％的硫酸钙或无定形氢氧化铝； 其中所述的重量％数值基于所述的水性聚合物分散体的重量。
11.一种多组分组合物，包含至少第一组分Kl和第二组分K2， 其中所述的第一组分Kl包含根据权利要求1至10中任何一项所述的水性聚合物分散体；和所述的第二组分K2包含水硬性或潜在水硬性胶结剂。
12.根据权利要求11所述的多组分组合物，其特征在于，所述的水硬性或潜在水硬性胶结剂是水泥，特别是波特兰水泥、白水泥、铝酸钙水泥或混合水泥，尤其是水泥和粉煤灰或炉渣或火山灰的混合物。
13.一种硬化的组合物，其，通过在混合根据权利要求11或12所述的多组分组合物后而获得。
14.一种土木工程或房屋构造的结构，其包含根据权利要求13所述的硬化的组合物。
15.根据权利要求1至10中一项所述的水性聚合物分散体在作为粘合浆料或砂浆或混凝土的添加剂中的用途。
全文摘要
本发明涉及水性聚合物分散体，除了水和分散的共聚物外，其由选自下列物质的至少两种单体组成乙烯、丙烯、丁烯、异戊二烯、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，其具有通过酯基或者醚基键合到主链的侧链。所述的水性聚合物分散体特别适用于连同水硬性和潜在水硬性胶结剂一起使用。水性聚合物分散体是极其有效的，并且导致机械值的明显提高和孔隙率和吸水性能的相关减少。
文档编号C08L23/02GK102428137SQ201080021512
公开日2012年4月25日 申请日期2010年5月12日 优先权日2009年5月15日
发明者A·彼得, C·M·博格, F·沃姆巴切尔 申请人:Sika技术股份公司