本发明专利技术提供可用作水泥、石膏或砂浆组合物中的纤维素醚的替代物的组合物，其包含i)非离子或基本上非离子的乙烯基或丙烯酸类刷状聚合物，其具有侧接或侧链聚醚基团并且具有140,000g/mol至50,000,000g/mol的相对重均分子量；和ii)芳香族辅因子，其含有一个或多个酚系基团，如儿茶酚鞣酸、酚醛树脂、多酚和萘酚，或者与一个或多个具有至少一个硫酸基团的芳香族基团的组合，如萘磺酸盐醛缩合物聚合物、聚(苯乙烯‑共‑苯乙烯磺酸盐)共聚物和木质素磺酸盐，优选支链辅因子，包括酚醛树脂、醛缩合物聚合物和木质素磺酸盐。所述组合物可以包含i)和ii)的干燥粉末共混物、i)和ii)的单一干燥粉末，或者水性混合物。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于水泥、砂浆和石膏中的双组份合成保水剂以及流变改性剂本专利技术涉及用作水泥混合物和干混组合物中的纤维素醚的替代物的双组分合成聚合物组合物。更具体地说，本专利技术涉及组合物及其制备方法，所述组合物包含i)非离子或基本上非离子的乙烯基或丙烯酸类刷状聚合物，其具有侧接或侧链聚醚基团，优选烷氧基聚(亚烷基二醇)基团，和ii)一种或多种芳香族辅因子，例如聚(萘磺酸盐)醛树脂。最后，本专利技术涉及在水泥或混凝土混合物或干混组合物中使用组合物的方法。纤维素，包括纤维素醚，作为粘度调节剂(VMA)添加剂是众所周知的，因为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，用于油气生产的固井井壳，以及用于得自干混的砂浆中，如水泥基砖瓦粘合剂(CBTA)。由纤维素醚提供的增稠作用依赖于其作为刚性聚合物链的性质，包括其高回转半径(Rg)和高持久长度(PL)。与减水剂和带电增稠剂不同，纤维素醚在使用中不会滚成球，但保持松散卷曲。这种增稠避免了增稠剂在水泥或砂浆中絮凝或吸附于碱性颗粒上；这种现象可以从纤维素醚聚合物相互之间松散地结合并在其间保留水的事实看出。这种保水性使砂浆能够湿润施加到吸湿基材(例如石头、石头结构、混凝土砖或粘土砖墙)上，并且在砂浆干燥之前适当地凝固。此外，由纤维素醚提供的增稠和保水作用具有剂量依赖性；因此含有纤维素醚的组合物的粘度在使用中是高度可控的。然而，已知纤维素醚会延迟水泥凝固反应。这种延迟的凝固将导致较低的强度性能。纤维素醚通过非常昂贵的多步骤方法由植物来源例如木浆制成；目前，用于制造纤维素醚的单一生产线的成本可以达到数亿美元。在世界各地，只有少量植物可以用来制造纤维素醚。随着对用于水泥的纤维素醚的需求的增长，特别是在亚洲，需要增加供应。可以替代传统纤维素醚并且可以以较少的资本密集方式生产的材料将满足这一需求。Dierschke等人的美国专利公开号2011/0054081公开了分散剂组合物，其包含含有缩聚产物的磷酸化结构单元和至少一种选自具有聚醚侧链的支链梳状聚合物、萘磺酸盐甲醛缩合物和三聚氰胺磺酸盐-甲醛缩合物的分散剂组分。发现所述组合物作为不会过度延迟凝固的减水剂用于水性粘合剂混合物中。该公开仅提供了可商购的梳状聚合物的实例(参见[0239])，并没有公开用于制备可合理地发现用作粘度调节剂的刷状聚合物或梳状聚合物或者可以有效地提供纤维素醚的保水性或增稠性的组合物的方法。此外，已知的超增塑剂不能作为纤维素醚的替代物，因为其不容易使水泥混合物或砂浆增稠；相反，超增塑剂降低水泥混合物和砂浆的粘度(“流化”-参见[0007])，并且表现出减水性而不是保水性。本专利技术人试图解决制备粘度调节剂的问题，所述粘度调节剂赋予纤维素醚在水泥和砂浆中的增稠和保水性能，但不需要制造纤维素醚的资本费用。专利技术声明1.根据本专利技术，可用作水泥、石膏或砂浆组合物中的纤维素醚的替代物的组合物，所述组合物包含i)一种或多种非离子或基本上非离子的乙烯基或丙烯酸类刷状聚合物，其具有侧接或侧链聚醚基团，优选烷氧基聚(乙二醇)基团或聚乙二醇基团，并且所述刷状聚合物的相对重均分子量(相对Mw)为140,000g/mol至50,000,000g/mol，或者，优选为，250,000g/mol或更大，或者，更优选为300,000g/mol或更大，或者，优选为，5,000,000g/mol或更小，或者，甚至更优选为，2,500,000或更小，以及ii)一种或多种芳香族辅因子，其包含一个或多个酚基基团或，组合地，包含一个或多个具有至少一个硫酸基团的芳香族基团，如例如聚(萘磺酸盐)甲醛缩合物树脂或苯乙烯磺酸盐(共)聚物。优选地，所述组合物包含不超过一个甲醛缩合物树脂。2.根据本专利技术，如上述项目1所述的组合物，i)刷状聚合物固体的总量与ii)芳香族辅因子固体的总量的重量比范围为1:0.25至1:10，或者，优选为，1:1至1:5。优选地，其中所述i)一种或多种刷状聚合物是乙氧基化聚乙烯醇(乙氧基化PVOH)刷状聚合物，i)刷聚合物固体与ii)芳香族辅因子固体的总量的重量比为1:2至1:3；并且，优选地，其中i)一种或多种乙烯基或丙烯酸类刷状聚合物的相对重均分子量大于750,000，i)刷状聚合物固体与ii)芳香族辅因子固体的总量的重量比为1:1至1:2。3.根据本专利技术，如上述项目1或2所述的组合物，其中所述ii)一种或多种芳香族辅因子选自萘磺酸盐醛缩合物聚合物如β-萘磺酸盐甲醛缩合物聚合物，如β-萘磺酸盐树脂(BNS)、聚(苯乙烯-共-苯乙烯磺酸盐)共聚物、木质素磺酸盐、儿茶酚鞣酸、酚醛树脂如苯酚甲醛树脂、多酚、萘酚如2-萘酚，及其混合物；优选地，芳香族辅因子是支链的，更优选为BNS。4.根据上述项目1至3中任一项所述的本专利技术组合物，其中所述i)一种或多种刷状聚合物的侧接或侧链聚醚基团中的醚基团的平均数量为1.5个至100个醚基团，或者，1.5个至50个醚基团，或者，优选为，3个至40个醚基团，或者，更优选为，5个至25个醚基团。5.根据上述项目1至4中任一项所述的本专利技术的组合物，其中所述i)一种或多种刷状聚合物选自乙氧基化聚乙烯醇；具有侧接或侧链聚醚基团的大分子单体a)的均聚物，如聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、烷氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、疏水性C12-C25烷氧基聚(亚烷基二醇)(甲基)丙烯酸酯，并且，优选为，聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯和甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯；一种或多种大分子单体a)与一种或多种单体b)的共聚物，所述单体b)选自(甲基)丙烯酸低级烷基(C1-C4)烷基酯，优选为，甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸乙酯；(甲基)丙烯酸羟烷基酯，优选为，甲基丙烯酸羟乙酯；二烯属不饱和交联剂单体；及其混合物。6.根据上述5中所述的本专利技术的组合物，其中所述一种或多种i)刷状聚合物中的至少一种是一种或多种大分子单体a)与一种或多种单体b)的单体混合物的共聚产物，其中一种或多种单体b)的共聚产物以基于用于制备所述i)刷状聚合物的单体的重量之多至80重量％，或0.1重量％至70重量％，或者，优选为，0.1重量％至40重量％，或者，更优选为，0.1重量％至20重量％的量存在于所述刷状聚合物中。7.根据上述1至6中任一项所述的本专利技术的组合物，其中所述i)一种或多种刷状聚合物中的至少一种具有20摩尔％至100摩尔％，或30摩尔％至99.9摩尔，或40摩尔％至70摩尔％或，优选为70摩尔％至99.9摩尔％的含侧接或侧链聚醚基团的单体的共聚残基，如大分子单体a)的共聚残基。8.根据上述1至5中任一项所述的本专利技术的组合物，其中所述i)一种或多种刷状聚合物中的至少一种是由聚乙烯醇和环氧乙烷的反应混合物制成的乙氧基化聚乙烯醇(乙氧基化PVOH)，其中环氧乙烷以基于聚乙烯醇和环氧乙烷的总重量之20重量％至98重量％，或者，优选为，50重量％至95重量％，或者，更优选为，70重量％至90重量％的量存在。9.根据上述1至8中任一项所述的本专利技术组合物，其包含单一干燥粉末、作为粉末的i)一种或多种刷状聚合物与作为粉末的ii)一种或多种芳香族辅因子的干燥粉末共混物或者水性混合物。10.根据上述1至9中任一项所述的组合物，其还包含水硬性水泥或石膏，其中作为固体的i)一种或多种刷状聚合本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可用作水泥、石膏或砂浆组合物中的纤维素醚的替代物的组合物，其包含i)一种或多种非离子或基本上非离子的乙烯基或丙烯酸类刷状聚合物，所述刷状聚合物具有侧接或侧链聚醚基团并且具有140,000g/mol至50,000,000g/mol的相对重均分子量；以及ii)一种或多种芳香族辅因子，其含有一个或多个酚系基团，或者与一个或多个具有至少一个硫酸基团的芳香族基团的组合。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.31 US 62/0733661.一种可用作水泥、石膏或砂浆组合物中的纤维素醚的替代物的组合物，其包含i)一种或多种非离子或基本上非离子的乙烯基或丙烯酸类刷状聚合物，所述刷状聚合物具有侧接或侧链聚醚基团并且具有140,000g/mol至50,000,000g/mol的相对重均分子量；以及ii)一种或多种芳香族辅因子，其含有一个或多个酚系基团，或者与一个或多个具有至少一个硫酸基团的芳香族基团的组合。2.根据权利要求1所述的组合物，其中i)刷状聚合物固体的总量与ii)芳香族辅因子固体的总量的重量比是在1:0.5至1:10范围内。3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述ii)一种或多种芳香族辅因子选自萘磺酸盐醛缩合物聚合物、聚(苯乙烯-共-苯乙烯磺酸盐)共聚物、木质素磺酸盐、儿茶酚鞣酸、酚醛树脂、多酚、萘酚及其混合物。4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述i)一种或多种乙烯基或丙烯酸类刷状聚合物的相对重均分子量是150,000g/mol至5,000,000g/mol。5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述i)一种或多种乙烯基或丙烯酸类刷状聚合物具有选自烷氧基聚(乙二醇)基团或聚乙二醇基团的侧接或侧链聚醚基团。6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述i)一种或多种刷状聚合物的所述侧接或侧链聚醚基团中的醚基团的平均数量在1.5个至50个醚基团范围内。7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述i)...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·M·莫里斯，T·奥斯瓦德，M·J·拉德勒尔，H·沈，WW·蔡，
申请(专利权)人：罗门哈斯公司，陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。