改性地质聚合物组合物、方法及用途技术

本发明专利技术涉及改性地质聚合物组合物，地质聚合物涂覆的有机聚合物基底，及其制备方法和含其制品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】改性地质聚合物组合物、方法及用途专利技术背景专利
本专利技术涉及改性地质聚合物(geopolymer)组合物、地质聚合物涂覆的有机聚合物基底、及其制备方法和含其制品。相关技术的说明地质聚合物材料已经在建筑中使用(例如，用于制砖)了几个世纪。地质聚合物组合物含有包括氢、铝、硅、氧以及元素周期表第I族金属的元素。最近，Belaguru提及其中可用于涂覆混凝土、钢或木头表面的地质聚合物组合物(Belaguru P.,用于运输基础结构的保护涂层的地质聚合物(Geopolymer for Protective Coating of Transportation Infrastructures),总结报告，报告号 FHWANJ 1998-12，1998, Rutgers,皮斯卡塔韦州立大学(The State University, Piscataway),新泽西州)。其中,Belaguru还提及包含或者使用非专用聚合物胶乳制备的一些组合物。其中,Belaguru所示例的含聚合物胶乳的组合物(见表I中的组合物I和样品ID 28至36)包含“硅酸钾，，(K2SiO3)、“热解法二氧化硅” (“Si02”)和“砂土 (ground sand) ”，但似乎不含充当主要铝源(例如，如在地质聚合物的铝氧化物特征中)的成分。因此，Belaguru的含聚合物胶乳的组合物似乎不包含地质聚合物。WO 2008/017413 Al提及了可泵送的地质聚合物制剂和供二氧化碳存储的应用。在本领域对于可用于涂覆有机聚合物基底的改性地质聚合物组合物、地质聚合物涂覆的有机聚合物基底及其制备方法存在需要。专利技术概述在第一实施方案中，本专利技术提供一种改性地质聚合物组合物，所述改性地质聚合物组合物包含(i)包含地质聚合物和有机聚合物胶乳的混合物的稳定化的地质聚合物-有机聚合物胶乳组合物；或(ii)能够高度粘附有机聚合物的改性地质聚合物组合物。在一些实施方案中，改性地质聚合物组合物包含稳定化的地质聚合物-有机聚合物胶乳组合物，优选其中所述混合物是基本上均匀的。在一些实施方案中，稳定化的地质聚合物-有机聚合物胶乳组合物包含能够高度粘附有机聚合物的改性地质聚合物组合物。在一些实施方案中，改性地质聚合物组合物不含钙基氧化物。如在本文中使用，术语“能够高度粘附有机聚合物”表示其特征在于，在固化并干燥后能够以50千帕(kPa)以上的结合强度结合到有机聚合物基底的待涂覆表面(例如，挤出聚苯乙烯泡沫体基底的表面)。测试结合强度的优选方法为后述的拉拔试验(tensile pull test)方法。在一些实施方案中，稳定化的地质聚合物-有机聚合物胶乳组合物包含水合聚硅招酸盐(polysialate)和I. 0重量％至50重量％的有机聚合物胶乳的第一混合物,或者通过合并水合聚硅铝酸盐和I. 0重量％至50重量％的有机聚合物胶乳的第一混合物而形成；所述有机聚合物胶乳的重量百分数基于所述第一混合物的总重量。在一些实施方案中，用于形成第一混合物的有机聚合物胶乳包含有机聚合物胶乳粉末(即，该有机聚合物胶乳粉末不是水性的)。在其它实施方案中，用于形成所述第一混合物的所述有机聚合物胶乳包含第二混合物，所述第二混合物包含水性有机聚合物胶乳和0. 05重量％至10重量％的胶乳稳定剂，所述胶乳稳定剂的重量百分数基于所述第二混合物的总重量。优选地，所述能够高度粘附有机聚合物的改性地质聚合物组合物是在水浓度和硅/铝(Si/Al)摩尔比方面进行改性的地质聚合物组合物，基于所述在水浓度和Si/Al摩尔比方面进行改性的地质聚合物的总重量，所述在水浓度和Si/Al摩尔比方面进行改性的地质聚合物组合物具有小于36. 0重量％的水并且具有大于或等于I. 70的硅/铝摩尔比。更优选地，Si/Al摩尔比大于或等于I. 70并且小于或等于3. O。在第二实施方案中，本专利技术提供一种制备地质聚合物涂覆的有机聚合物基底的方法，所述地质聚合物涂覆的有机聚合物基底包括与有机聚合物基底粘附性有效接触(adhering operative contact)的干燥的改性地质聚合物层,所述粘附性有效接触的特征在于具有如根据拉拔试验方法测量的25千帕(kPa)以上的结合强度，所述方法包括作为将改性地质聚合物前体层干燥的结果(function)而形成所述地质聚合物涂覆的有机聚合物基底，所述改性地质聚合物前体层与有机聚合物基底接触。 在一些实施方案中，第二实施方案的方法还包括将前体改性地质聚合物层固化以提供固化的改性地质聚合物前体层的预备步骤。更优选地，固化步骤与干燥步骤基本上同时进行，或者更加优选地，至少部分地在干燥步骤之前进行(即，在干燥前发生一些固化)或者大体上在干燥步骤之前进行(大部分或全部固化在干燥之前发生)。在一些实施方案中，固化基本上在干燥之前。在一些实施方案中，改性地质聚合物前体层包括固化的改性地质聚合物前体层。更加优选地，第二实施方案的方法包括下列步骤(a)提供有机聚合物基底，所述有机聚合物基底具有待涂覆表面；(b)使第一实施方案的改性地质聚合物组合物中的一种与所述有机聚合物基底的所述待涂覆表面或所述待涂覆表面的一部分接触，以提供与所述有机聚合物基底的所述待涂覆表面或所述待涂覆表面的一部分处于物理接触的改性地质聚合物前体层；(C)使所述改性地质聚合物前体层固化以提供固化的改性地质聚合物前体层；和(d)将所述固化的改性地质聚合物前体层干燥，以从其除去至少25重量％的水，从而提供所述地质聚合物涂覆的有机聚合物基底。在第二实施方案中，所述(固化的)改性地质聚合物前体层独立地与所述有机聚合物基底的所述待涂覆表面或待涂覆表面的一部分物理接触。在一些实施方案中，固化且干燥的改性地质聚合物层、固化的改性地质聚合物前体层和改性地质聚合物前体层分别包含固化且干燥的能够高度粘附有机聚合物的改性地质聚合物组合物层、固化的能够高度粘附有机聚合物的改性地质聚合物组合物前体层，和能够高度粘附有机聚合物的改性地质聚合物组合物前体层。能够高度粘附有机聚合物的改性地质聚合物组合物前体层由第一实施方案的能够高度粘附有机聚合物的改性地质聚合物组合物形成。在一些实施方案中，固化且干燥的改性地质聚合物层、固化的改性地质聚合物前体层和改性地质聚合物前体层分别包含固化且干燥的地质聚合物-有机聚合物胶乳层、固化的地质聚合物-有机聚合物胶乳前体层和地质聚合物-有机聚合物胶乳前体层。所述地质聚合物-有机聚合物胶乳前体层由第一实施方案的稳定化的地质聚合物-有机聚合物胶乳组合物形成。在第二实施方案方法的采用固化的地质聚合物-有机聚合物胶乳前体层的实施方案中，有机聚合物胶乳的特征在于具有玻璃化转变温度，并且干燥步骤的特征在于具有干燥温度，所述干燥步骤的干燥温度高于所述有机聚合物胶乳的玻璃化转变温度。在第三实施方案中，本专利技术提供一种地质聚合物涂覆的有机聚合物基底，所述地质聚合物涂覆的有机聚合物基底包括干燥的改性地质聚合物层，所述干燥的改性地质聚合物层与有机聚合物基底的待涂覆表面或待涂覆表面的一部分粘附性有效接触，所述粘附性有效接触的特征在于具有根据拉拔试验方法测量的25千帕(kPa)以上的结合强度。优选地，地质聚合物涂覆的有机聚合物基底是通过第二实施方案的方法制备的。本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩禅，亚历山大·约瑟夫·皮茨克，刘佳，
申请(专利权)人：陶氏环球技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：