聚合物改性纤维水泥组合物制造技术

提供一种制备聚合物改性纤维水泥复合物的方法，包括以下步骤：形成含水组合物，包括混合玻璃化转变温度（Ｔｇ）为－２５℃－１５０℃的乳液聚合物、水泥、纤维素纤维、硅质材料和水；通过除去至少一些水而形成一种复合物前体；和在高于所述聚合物Ｔｇ至少１０℃的温度下固化／干燥所述复合物前体。在另一个实施方案中，将所述乳液聚合物涂覆到所述复合物前体上。还提供用本发明专利技术方法形成的聚合物改性纤维水泥复合物。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备聚合物改性纤维水泥复合物的方法，所述方法包括以下步骤形成含水组合物，包括混合玻璃化转变温度(Tg)为-25℃-150℃的乳液聚合物、水泥、纤维素纤维、硅质材料和水；通过除去至少一些水而形成复合物前体；和在高于所述聚合物Tg至少10℃的温度下固化/干燥所述复合物前体。本专利技术还涉及一种制备聚合物改性纤维水泥复合物的方法，所述方法包括以下步骤形成含水组合物，包括混合水泥、纤维素纤维、硅质材料和水；通过除去至少一些水而形成复合物前体；使所述复合物前体与玻璃化转变温度(Tg)为-25℃-150℃的乳液聚合物接触；和在高于所述聚合物Tg至少10℃的温度下固化/干燥所述复合物前体。本专利技术的目的是提供一种改进的形成聚合物改性纤维水泥复合物的方法，所述复合物与没有所述聚合物的相应复合物相比，在以下至少一个项目中显示出提高的性能耐水性、冻-融稳定性、耐化学性、冲击强度、耐磨性、抗弯强度、抗张强度、％失效应变、尺寸稳定性、层间粘结强度和纤维与基体的粘结强度。而且，聚合物改性可以使纤维含量减少的复合物产生与未改性复合物相同的性能，这是有益的，因为一般来说纤维比水泥贵。聚合物改性还可以使用更薄更轻的纤维水泥板实现相同的性能，这便于运输、操作和安装。PCT专利申请WO 200071336公开了一种木纤维水泥复合物，其是通过在与水泥结合之前，用含水化学试剂如丙烯酸乳液或烷基烷氧基硅烷预处理所述木纤维而形成的。本专利技术人所面对的问题是提供一种改进的形成聚合物改性纤维水泥复合物的方法而无需先形成聚合物改性纤维中间体；为了提高生产率，特别需要一种适合于在高压釜中实现所述复合物固化/干燥的方法。本专利技术人发现了一种有利地提供有用复合物的方法，所述方法包括直接混合所有四种成分，从而形成复合物前体，并包括在高于所述乳液聚合物Tg至少10℃的温度下固化/干燥所述复合物前体。本专利技术人还发现一种有利地提供有用复合物的方法，所述方法包括形成一种含水组合物，包括混合水泥、纤维素纤维、硅质材料和水；通过除去至少一些水而形成复合物前体；使所述复合物前体与玻璃化转变温度(Tg)为-25-150℃的乳液聚合物接触；和在高于所述聚合物Tg至少10℃的温度下固化/干燥所述复合物前体。在本专利技术的第一方面中，提供一种制备聚合物改性纤维水泥复合物的方法，所述方法包括形成一种含水组合物，包括混合玻璃化转变温度(Tg)为-25℃-150℃的乳液聚合物、水泥、纤维素纤维、硅质材料和水；通过除去至少一些所述水而形成复合物前体；和在高于所述聚合物Tg至少10℃的温度下固化/干燥所述复合物前体。在本专利技术的第二方面中，提供一种制备聚合物改性纤维水泥复合物的方法，所述方法包括形成含水组合物，包括混合水泥、纤维素纤维、硅质材料和水；通过除去至少一些所述水而形成复合物前体；使所述复合物前体与玻璃化转变温度(Tg)为-25℃-150℃的乳液聚合物接触；和在高于所述聚合物Tg至少10℃的温度下固化/干燥所述复合物前体。本专利技术涉及一种制备聚合物改性纤维水泥复合物的方法，所述方法包括通过混合玻璃化转变温度(Tg)为-25℃-150℃的乳液聚合物、水泥、纤维素纤维、硅质材料和水来形成一种含水组合物。本文中，“聚合物改性纤维水泥复合物”指的是一种固化/干燥的组合物，其含至少一种聚合物、至少一种类型的纤维材料、硅质材料和水泥，而不考虑它们在其中的相互作用、反应或空间排列。所述含水组合物包括一种乳液聚合物，所述乳液聚合物含至少一种共聚烯属不饱和非离子单体。本文中，“非离子单体”指的是在1-14的pH值范围内是电中性的单体。例如，烯属不饱和非离子单体包括(甲基)丙烯酸酯单体，包括例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯和(甲基)丙烯酸羟丙酯；(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈；苯乙烯和取代的苯乙烯；丁二烯；醋酸乙烯酯、丁酸乙烯酯及其它乙烯基酯；和乙烯单体，例如氯乙烯、偏二氯乙烯。全丙烯酸和苯乙烯/丙烯酸聚合物是优选的。主要的丙烯酸含水乳液聚合物是优选的。本文中，“主要的丙烯酸”指的是聚合物含大于50重量％的由(甲基)丙烯酸单体如(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈和(甲基)丙烯酸衍生的共聚单元。在整个说明书中使用的、在例如丙烯酸酯或丙烯酰胺后的术语“(甲基)”分别指丙烯酸酯或丙烯酰胺以及甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酰胺。例如，基于聚合物的重量，乳液聚合物还可以含0-5重量％(基于全部单体重量)的共聚单烯属不饱和酸单体如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、富马酸、马来酸、衣康酸单甲酯、富马酸单甲酯、富马酸单丁酯、马来酸酐、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、乙烯磺酸、苯乙烯磺酸、1-烯丙氧基-2-羟丙烷磺酸、烷基烯丙基硫代琥珀酸、(甲基)丙烯酸磺乙酯，(甲基)丙烯酸磷烷基(phosphoalkyl)酯，例如(甲基)丙烯酸磷乙酯、(甲基)丙烯酸磷丙酯和(甲基)丙烯酸磷丁酯、巴豆酸磷烷基酯、马来酸磷烷基酯、富马酸磷烷基酯、(甲基)丙烯酸磷二烷基酯、巴豆酸磷二烷基酯和磷酸烯丙酯。例如，在本专利技术中使用的乳液聚合物可以含0-1重量％(基于单体重量)的共聚多烯属不饱和单体如甲基丙烯酸烯丙酯，邻苯二甲酸二烯丙酯，二甲基丙烯酸-1，4-丁二醇酯，二甲基丙烯酸-1，2-乙二醇酯，二丙烯酸-1，6-己二醇酯和二乙烯苯。另外，可以选择乳液聚合物组成以在固化/干燥过程中进行反应，例如，由于Ca++或Ca(OH)2而致的交联或可通过固化热量或借助接枝到所述组合物中的其它组分上进行的反应。所述乳液聚合物的玻璃化转变温度(本文中的“Tg”)为-25℃-150℃，任选地为50℃-125℃；选择单体和所述单体的数量以获得所需的聚合物Tg范围是本领域中已知的。本文中使用的“Tg”是使用用于计算单体M1和M2的共聚物的Tg的Fox方程(T.G.Fox，Bull.Am.Physics Soc.，第1卷，第3期，第123页(1956))计算得到的值，1/Tg(计算)＝w(M1)/Tg(M1)+w(M2)/Tg(M2)，其中Tg(计算)是计算的共聚物的玻璃化转变温度w(M1)是所述共聚物中单体M1的重量分数w(M2)是所述共聚物中单体M2的重量分数Tg(M1)是M1的均聚物的玻璃化转变温度Tg(M2)是M2的均聚物的玻璃化转变温度，所有的温度都以°K表示。例如，可以在由J.Brandrup和E.H.Immergut所编，IntersciencePublishers出版的“聚合物手册”中发现均聚物的玻璃化转变温度。本领域技术人员认为使用所述持久性或短效的增塑剂类，例如作为增塑剂、聚结剂和成膜助剂描述的那些，可以改变所述聚合物的有效Tg。如果本专利技术的含水组合物中包含这些材料，则用于本专利技术目的的乳液聚合物的Tg应该是所述聚合物的有效Tg，它可以通过测量没有水泥、硅质材料和加和不加持久性或短效增塑剂类的水泥的所述含水组合物的最低成膜温度，然后在一定程度上修正计算的Fox Tg。用于制备含水乳液聚合物的聚合方法是本领域熟知的。例如，在乳液聚合过程中，可以使用常规的表面活性剂如阴离子和/或非离子乳化剂，例如烷基、芳基的碱金属盐或铵盐、或烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备聚合物改性纤维水泥复合物的方法，包括：形成含水组合物，包括混合玻璃化转变温度（Ｔｇ）为－２５℃－１５０℃的乳液聚合物、水泥、纤维素纤维、硅质材料和水；通过除去至少一些所述水而形成复合物前体；和在高于所述聚合物Ｔｇ至少１０ ℃的温度下固化／干燥所述复合物前体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MD鲍，
申请(专利权)人：罗姆和哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]