[發(fā)明專利]用于水泥、砂漿和石膏中的雙組份合成保水劑以及流變改性劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580056538.7
• 申請日: 2015-10-16
• 公開（公告）號: CN107074655B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·M·莫里斯;T·奧斯瓦德;M·J·拉德勒爾;H·沈;W-W·蔡
• 申請（專利權(quán)）人: 羅門哈斯公司;陶氏環(huán)球技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號: C04B24/26
• 分類號: C04B24/26;C04B24/34;C04B24/30;C04B28/04;C09K8/467
• 代理公司: 上海專利商標事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 胡嘉倩;陳哲鋒

本發(fā)明提供可用作水泥、石膏或砂漿組合物中的纖維素醚的替代物的組合物，其包含i)非離子或基本上非離子的乙烯基或丙烯酸類刷狀聚合物，其具有側(cè)接或側(cè)鏈聚醚基團并且具有140,000g/mol至50,000,000g/mol的相對重均分子量；和ii)芳香族輔因子，其含有一個或多個酚系基團，如兒茶酚鞣酸、酚醛樹脂、多酚和萘酚，或者與一個或多個具有至少一個硫酸基團的芳香族基團的組合，如萘磺酸鹽醛縮合物聚合物、聚(苯乙烯?共?苯乙烯磺酸鹽)共聚物和木質(zhì)素磺酸鹽，優(yōu)選支鏈輔因子，包括酚醛樹脂、醛縮合物聚合物和木質(zhì)素磺酸鹽。所述組合物可以包含i)和ii)的干燥粉末共混物、i)和ii)的單一干燥粉末，或者水性混合物。

本發(fā)明涉及用作水泥混合物和干混組合物中的纖維素醚的替代物的雙組分合成聚合物組合物。更具體地說，本發(fā)明涉及組合物及其制備方法，所述組合物包含i)非離子或基本上非離子的乙烯基或丙烯酸類刷狀聚合物，其具有側(cè)接或側(cè)鏈聚醚基團，優(yōu)選烷氧基聚(亞烷基二醇)基團，和ii)一種或多種芳香族輔因子，例如聚(萘磺酸鹽)醛樹脂。最后，本發(fā)明涉及在水泥或混凝土混合物或干混組合物中使用組合物的方法。

纖維素，包括纖維素醚，作為粘度調(diào)節(jié)劑(VMA)添加劑是眾所周知的，因為在向其引入水后其具有增稠和保水性能。其用于混凝土混合物中，例如，用于油氣生產(chǎn)的固井井殼，以及用于得自干混的砂漿中，如水泥基磚瓦粘合劑(CBTA)。由纖維素醚提供的增稠作用依賴于其作為剛性聚合物鏈的性質(zhì)，包括其高回轉(zhuǎn)半徑(Rg)和高持久長度(PL)。與減水劑和帶電增稠劑不同，纖維素醚在使用中不會滾成球，但保持松散卷曲。這種增稠避免了增稠劑在水泥或砂漿中絮凝或吸附于堿性顆粒上；這種現(xiàn)象可以從纖維素醚聚合物相互之間松散地結(jié)合并在其間保留水的事實看出。這種保水性使砂漿能夠濕潤施加到吸濕基材(例如石頭、石頭結(jié)構(gòu)、混凝土磚或粘土磚墻)上，并且在砂漿干燥之前適當(dāng)?shù)啬獭４送猓衫w維素醚提供的增稠和保水作用具有劑量依賴性；因此含有纖維素醚的組合物的粘度在使用中是高度可控的。然而，已知纖維素醚會延遲水泥凝固反應(yīng)。這種延遲的凝固將導(dǎo)致較低的強度性能。

纖維素醚通過非常昂貴的多步驟方法由植物來源例如木漿制成；目前，用于制造纖維素醚的單一生產(chǎn)線的成本可以達到數(shù)億美元。在世界各地，只有少量植物可以用來制造纖維素醚。隨著對用于水泥的纖維素醚的需求的增長，特別是在亞洲，需要增加供應(yīng)。可以替代傳統(tǒng)纖維素醚并且可以以較少的資本密集方式生產(chǎn)的材料將滿足這一需求。

Dierschke等人的美國專利公開號2011/0054081公開了分散劑組合物，其包含含有縮聚產(chǎn)物的磷酸化結(jié)構(gòu)單元和至少一種選自具有聚醚側(cè)鏈的支鏈梳狀聚合物、萘磺酸鹽甲醛縮合物和三聚氰胺磺酸鹽-甲醛縮合物的分散劑組分。發(fā)現(xiàn)所述組合物作為不會過度延遲凝固的減水劑用于水性粘合劑混合物中。該公開僅提供了可商購的梳狀聚合物的實例(參見[0239])，并沒有公開用于制備可合理地發(fā)現(xiàn)用作粘度調(diào)節(jié)劑的刷狀聚合物或梳狀聚合物或者可以有效地提供纖維素醚的保水性或增稠性的組合物的方法。此外，已知的超增塑劑不能作為纖維素醚的替代物，因為其不容易使水泥混合物或砂漿增稠；相反，超增塑劑降低水泥混合物和砂漿的粘度(“流化”-參見[0007])，并且表現(xiàn)出減水性而不是保水性。

本發(fā)明人試圖解決制備粘度調(diào)節(jié)劑的問題，所述粘度調(diào)節(jié)劑賦予纖維素醚在水泥和砂漿中的增稠和保水性能，但不需要制造纖維素醚的資本費用。

發(fā)明聲明