[發明專利]制備硫磺水泥產品的方法

無效

• 申請號: 201080029027.3
• 申請日: 2010-05-18
• 公開（公告）號: CN102459120A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: P·德伯爾;Y·C·程;M·D·蘭克舍爾;W·波斯圖穆斯;C·F·斯穆拉;G·I·M·M·維比斯特
• 申請（專利權）人: 國際殼牌研究有限公司
• 主分類號: C04B28/36
• 分類號: C04B28/36
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 吳亦華

技術領域

本發明提供制備硫磺水泥產品的方法；制備供制備硫磺水泥產品的方法使用的固體組合物的方法；以及固體組合物。

背景技術

硫磺水泥通常是指含有至少硫和填料的產品。為改進硫磺水泥的性質，可用硫改性劑使硫改性，所述硫改性劑例如萘或烯烴化合物，如5亞乙基-2-降冰片烯(ENB)或5乙烯基-2-降冰片烯(VNB)、二聚環戊二烯、苧烯或苯乙烯。典型的硫磺水泥填料是顆粒無機材料。

硫磺水泥-骨料復合材料通常是指包含硫磺水泥和骨料的復合材料。硫磺水泥-骨料復合材料的實例是硫磺灰漿、硫磺混凝土和硫磺增充的瀝青(sulphur-extended?asphalt)。

使用有機硅烷化合物作為硫磺水泥或硫磺水泥-骨料復合材料中的穩定劑以改善水穩定性是已知的。在WO2007/65920中，硫磺水泥或硫磺水泥-骨料復合材料通過混合無機填料和含聚硫化物的有機硅烷、與熔融硫磺混合并固化所述混合物而制備。

在硫磺水泥制造廠使用之前，將有機硅烷加入硫磺是可取的，從而避免制造廠對額外和潛在的復雜過程步驟的需要。通常有機硅烷是液體試劑，但制造廠中更優選使用固體試劑。WO2008/148804公開了其中有機硅烷加入硫磺水泥預組合物中的方法。所述硫磺水泥預組合物可以與顆粒無機材料混合，并任選與另外的硫磺混合，從而提供硫磺水泥產品。

然而，本發明人發現，如果長期貯存，特別是如果有機硅烷的重量百分比較高，則WO2008/148804的硫磺水泥預組合物可能有降解傾向。此外，所述有機硅烷和熔融硫磺可能具有差的溶混性，這可能引起當制備硫磺水泥產品時的相分離。因此，本發明人設法提供用于制備硫磺水泥產品的方法，其沒有現有技術的的缺點，特別是可以貯存的且當制備硫磺水泥產品時不會相分離的預組合物。

發明簡述

因此，本發明提供用于制備硫磺水泥產品的方法，包括以下步驟：

(a)在硫處于熔融態的溫度下將硫和偶聯劑以及顆粒無機材料混合，以獲得熔融硫磺水泥產品；和

(b)固化所述熔融硫磺水泥產品；

其中所述偶聯劑選自有機硅烷和有機鈦酸酯，且其中所述偶聯劑作為固體組合物提供，所述固體組合物含有偶聯劑和基于所述固體組合物重量的至少10重量％的選自蠟、無機填料和聚合物中的一種或多種的載體材料。

本發明人發現以含有偶聯劑和載體材料的固體組合物形式提供偶聯劑確保簡單且有效的方法。含有偶聯劑的固體組合物是穩定的，且可以長期貯存。所述硫磺水泥產品不受產品中存在的載體試劑的不利影響。

根據本發明的一種實施方式，本發明還提供特別適用于本發明方法的固體組合物。根據本發明的該實施方式，所述固體組合物包含20到70重量％的選自有機硅烷和有機鈦酸酯的偶聯劑、20到60重量％的蠟或聚合物以及10到50重量％的無機填料，其中所述重量百分比基于固體組合物的重量。

含有偶聯劑和載體材料的固體組合物之前已被例如US?5,766,323公開。然而，本發明人設計了其中這種組合物有利地用于制備硫磺水泥產品的方法。而且，本發明人設計了不同于之前公開的那些的固體組合物，其特別適用于本發明。

發明詳述

本發明所指的硫磺水泥產品是指硫磺水泥或硫磺水泥-骨料復合材料。硫磺水泥是指含有硫磺或改性硫磺以及填料的組合物。硫磺水泥填料是平均粒徑小于0.1mm的顆粒無機材料。硫磺水泥的填料含量可以廣泛變化，但優選在基于硫磺水泥的總重量的1到50重量％范圍內。

硫磺水泥-骨料復合材料是指含有硫磺水泥和顆粒無機材料骨料兩者的復合材料。硫磺水泥-骨料復合材料的實例是硫磺灰漿、硫磺混凝土和硫磺增充的瀝青。灰漿包含細骨料，通常含有平均直徑為0.1到5mm的顆粒，例如砂，且不包含粗骨料。混凝土包含粗骨料，通常含有平均直徑為5到40mm的顆粒，且任選包含細骨料。硫磺增充的瀝青包含骨料和粘合劑，所述粘合劑包含填料和殘余烴餾分(通常是瀝青)，其中一部分粘合劑被硫(通常是改性硫)替代。

與偶聯劑和顆粒無機材料混合的硫優選作為元素硫或改性硫(其中元素硫通過摻入硫改性劑改性，所述硫改性劑例如萘或烯屬化合物，如5亞乙基-2-降冰片烯(ENB)或5乙烯基-2-降冰片烯(VNB)、二聚環戊二烯、苧烯或苯乙烯，加入量為基于硫重量的0.1到10重量％)提供。

所述硫磺優選以硫磺小粒形式提供。為了本說明書目的，本發明“小粒(pellet)”是指任何種類的尺寸規則的顆粒，包括例如薄片、板條(slate)或球形單元，如丸、顆粒、小塊(nugget)和錠或一半豌豆大小的單元。