RU2015155177A

RU2015155177A - Макромономер для получения добавки к цементу, способ его получения, добавка к цементу, включающая поликарбоксильный сополимер, полученный из макромономера и слоистого двойного гидроксида, и способ получения добавки к цементу

Info

Publication number: RU2015155177A
Application number: RU2015155177A
Authority: RU
Inventors: По Сон КИМ; Су Ил КИМ; Чон Сон КИМ; Кван Юн ПАК; Чол Ён ЧХА
Original assignee: Силкроуд К Энд Т
Priority date: 2013-05-29
Filing date: 2014-04-18
Publication date: 2017-07-04
Also published as: WO2014193082A1; EP3006423B1; EP3006423A1; EP3006423A4; RU2624818C2; PL3006423T3

Claims

1. Соединение макромономера, представленное ниже формулой 1:

Формула 1

CH₂=CR¹-(CH₂)_m-O-(CH₂CH₂O)_n-OCO-R²-COOH

где в формуле 1, R¹ представляет атом водорода или метильную группу;

R² является С2-С10 алкиленовой группой или С2-С10 алкениленовой группой, в котором алкиленовая или алкениленовая группа может быть замещена С1-С3-алкильной группой или гидроксильной группой;

m представляет целое число 0-5; и

n, который является средним числом молей добавленных оксиэтиленовых групп, является целым числом 2-150.

2. Соединение макромономера по п. 1, где R² представляет С2-С5 алкиленовую группу или С2-С5 алкениленовую группу, где алкиленовая или алкениленовая группа может быть замещена С1-С3-алкильной группой или гидроксильной группой.

3. Соединение макромономера по п. 2, где R² представляет С2-С5 алкиленовую группу, где алкиленовая группа может быть замещена С1-С3-алкильной группой или гидроксильной группой.

4. Соединение макромономера по пп. 1-3, где R² замещен метальной группой или гидроксильной группой.

5. Соединение макромономера по пп. 1-3, где m представляет целое число 1-3; и n, который является средним числом молей добавленных оксиэтиленовых групп, представляет целое число 7-100.

6. Способ получения соединения макромономера для приготовления добавки к цементу, способ, включающий получение соединения макромономера, представленное формулой 1 по п. 1 по реакции (а) соединения, представленного ниже формулой 2, с (b) насыщенной или ненасыщенной дикарбоновой кислотой, представленной формулой 3, ее ангидридом, или их смесью:

Формула 2

CH₂=CR¹-(CH₂)_m-O-(CH₂CH₂O)_n-OH,

где в формуле 2, R¹ представляет атом водорода или метильную группу;

m представляет целое число 0-5;

n, который является средним числом молей добавленных оксиэтиленовых групп, является целым числом 2-150; и

Формула 3

HOOC-R²-COOH,

где в формуле 3, R² представляет С2-С10 алкиленовую или С2-С10 алкениленовую группу, где алкиленовая или алкениленовая группа может быть замещена С1-С3-алкильной группой или гидроксильной группой.

7. Способ по п. 6, где компонент (b) представляет ангидрид насыщенной или ненасыщенной дикарбоновой кислоты, представленной формулой 3, и реакцию компонента (а) с компонентом (b) выполняют при перемешивании при температуре 55-70°С.

8. Способ по пп. 6 и 7, где компонент (b) представляет ангидрид насыщенной или ненасыщенной дикарбоновой кислоты, представленной формулой 3, и реакцию компонента (а) с компонентом (b) осуществляют в отсутствие растворителя и добавки, в атмосферных условиях, при перемешивании при температуре 55-70°С.

9. Способ по п. 6, где компонент (b) представляет насыщенную или ненасыщенную дикарбоновую кислоту, представленную формулой 3, и реакцию компонента (а) с компонентом (b) осуществляют в присутствии ингибитора полимеризации при перемешивании при температуре 75-95°С.

10. Способ по п. 9, где ингибитор полимеризации включает, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из ингибитора полимеризации на основе хинона, ингибитора полимеризации на основе алкилфенола, ингибитор полимеризации на основе амина, ингибитор полимеризации на основе N-оксила и ингибитор полимеризации на основе дитиокарбамата меди.

11. Добавка к цементу, включающая:

(A) сополимер на основе поликарбоновой кислоты, включающий (а) структурное звено, полученное из соединения макромономера, представленного ниже формулой 1, и (b) структурное звено, полученное из акрилового мономера, представленного ниже формулой 4; и

(B) слоистый двойной гидроксид, представленный ниже формулой 5, и имеющий слоистую структуру:

Формула 1

CH₂=CR¹-(CH₂)_m-O-(CH₂CH₂O)_n-OCO-R²-COOH

где в формуле 1 R¹ представляет атом водорода или метильную группу; R² представляет С2-С10 алкиленовую группу или С2-С10 алкениленовую группу, алкиленовая или алкениленовая группа может быть замещена С1-С3-алкильной группой или гидроксильной группой; m представляет целое число 0-5; n, который является средним числом молей добавленных оксиэтиленовых групп, является целым числом 2-150;

Формула 4

CH₂=CR³-CO-M¹

где в формуле 4, R³ представляет атом водорода или метильную группу; и М¹ является -ОМ² или -N(M²)₂; М², которые в каждом случае могут быть одинаковыми или различными, представляют атом водорода или С1-С3-алкильную группу; и

Формула 5

[M²⁺ _1-xN³⁺ _х(OH)₂][A^n-]_x/n⋅yH₂O

в формуле 5, М²⁺ обозначает катион двухвалентного металла; N³⁺ является катионом трехвалентного металла; А представляет анионные химические частицы, которые ионно-связаны между слоями слоистой структуры гидроксида, и имеет зарядовое число n; х представляет число, которое больше 0 и меньше 1; и y является положительным числом, которое больше 0.

12. Добавка к цементу по п. 11, где в формуле 1, R² является С2-С5 алкиленовой группой или С2-С5 алкениленовой группой.

13. Добавка к цементу по пп. 11 и 12, где в формуле 1, m представляет целое число 1-3 и n представляет целое число 7-100.

14. Добавка к цементу по пп. 11 и 12, где структурное звено (b) включает два или более структурных звена, полученных из двух или более акриловых мономеров, представленных выше формулой 4.

15. Добавка к цементу по п. 14, где в, по меньшей мере, одном из двух или более акриловых мономеров, представленных формулой 4, М¹ является -ОМ².

16. Добавка к цементу по п. 14, где два или более акриловых мономеров, представленных выше формулой 4, включают, по меньшей мере, один акриловый мономер, представленный формулой 4, где М¹ является -ОМ² и, по меньшей мере, один акриловый мономер, представленный формулой 4, в которой М¹ является -N(M²)₂.

17. Добавка к цементу по пп. 11 и 12, где мольное отношение структурного звена (а) к структурному звену (b) составляет 10:90-30:70.

18. Добавка к цементу по пп. 11 и 12, где сополимер на основе поликарбоновой кислоты (А) имеет среднечисловую молекулярную массу 5000-300000.

19. Добавка к цементу по пп. 11 и 12, где М²⁺ выбран из группы, состоящей из Mg²⁺, Са²⁺, Со²⁺, Cu²⁺, Ni²⁺ и Zn²⁺, N³⁺ выбран из группы, состоящей из Al³⁺, Cr³⁺, Fe³⁺, Ga³⁺, In³⁺, V³⁺ и Ti³⁺, и A^n- выбран из группы, состоящей из NO₂ ^-, NO₃ ^-, СО₃ ^2-, ОН^-, О^2-, SO₄ ^2-, галогенида, металлата и аниона органической кислоты.

20. Добавка к цементу по пп. 11 и 12, где количество сополимера на основе поликарбоновой кислоты (А) составляет 40-95% масс, и количество слоистого двойного гидроксида (В) находится в диапазоне 5-60% масс, относительно общей массы добавки к цементу.

21. Способ получения добавки к цементу, способ включающий:

(I), получение (а) соединения макромономера, представленного ниже формулой 1, по реакции (a1) соединения, представленного ниже формулой 2, с (а2) насыщенной или ненасыщенной дикарбоновой кислотой, представленной формулой 3, ее ангидридом или их смесью;

(II) получение (А) сополимера на основе поликарбоновой кислоты по реакции (а) соединения макромономера с (b) акриловым мономером, представленным ниже формулой 4;

(III) получение (В) слоистого двойного гидроксида, представленного ниже формулой 5, и имеющего слоистую структуру; и

(IV) взаимодействие (а) сополимера на основе поликарбоновой кислоты со (В) слоистым двойным гидроксидом:

Формула 1

CH₂=CR¹-(CH₂)_m-O-(CH₂CH₂O)_n-OCO-R²-COOH,

где в формуле 1 R¹ представляет атом водорода или метильную группу; R² является С2-С10 алкиленовой группой или С2-С10 алкениленовой группой, алкиленовая или алкениленовая группа, может быть замещена С1-С3-алкильной группой или гидроксильной группой; m представляет целое число 0-5; и n, который является средним числом молей добавленных оксиэтиленовых групп, является целым числом 2-150.

Формула 2

CH₂=CR¹-(CH₂)_m-O-(CH₂CH₂O)_n-OH,

где в формуле 2 R¹, m и n такие, как определены выше для формулы 1.

Формула 3

HOOC-R²-COOH,

где в формуле 3 R² такой, как определен выше для формулы 1.

Формула 4

CH₂=CR³-CO-M¹,

где в формуле 4, R³ представляет атом водорода или метильную группу; и М¹ является -ОМ² или -N(M²)₂; и М², которые в каждом случае могут быть одинаковыми или различными, представляют атом водорода или С1-С3-алкильную группу; и

Формула 5

[M²⁺ _1-xN³⁺ _x(OH)₂][A^n-]_x/n⋅yH₂O,

где в формуле 5 М²⁺ обозначает катион двухвалентного металла; N³⁺ является катионом трехвалентного металла; А представляет анионные химические частицы, которые ионно-связаны между слоями слоистой структуры гидроксида и имеет зарядовое число n; х представляет число, которое больше 0 и меньше 1; и у является положительным числом, которое больше 0.

22. Способ по п. 21, где на стадии (I) компонент (а2) является ангидридом насыщенной или ненасыщенной дикарбоновой кислоты, представленной формулой 3, и стадию (I) выполняют в отсутствие растворителя и добавки, в атмосферных условиях, при перемешивании при температуре 55-70°С.

23. Способ по п. 21, где на стадии (I) компонент (а2) является насыщенной или ненасыщенной дикарбоновой кислотой, представленной формулой 3, и стадию (I) выполняют в присутствии ингибитора полимеризации, при перемешивании при температуре 75-95°С.

24. Способ по пп. 21-23, где стадию (II) выполняют в присутствии инициатора полимеризации и инициатор полимеризации является инициатором на основе пероксида.

25. Способ по пп. 21-23, где стадию (IV) осуществляют при температуре менее 50°С.