專利名稱：水泥漿料流變改性劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用作水泥漿料流變改性劑的聚合物組合物。
背景技術(shù)：
長期以來，水泥漿料已被廣泛用于多種用途。早在1969年出版的美國專利 3，483，007就公布了含水的水硬水泥組合物，特別適用于固井作業(yè)中。該水硬水泥組合物含有羥烷基纖維素醚作為降失水劑用于減少水硬水泥中向多孔隙介質(zhì)發(fā)生的水損失。由羥烷基纖維素醚引起的粘度增大通常通過隨其一起混入重量百分比不少于10(按所存在水的重量計)的氯化鈉予以降低。該水泥漿料可以包含防霧劑，例如具有平均分子量為 2000-6000的聚氧化烯二醇、磷酸三丁酯和液狀硅酮。在建筑工業(yè)中，穩(wěn)定的剛性基材為鋪面、建筑及停車建筑物所需要，該類建筑物要求基層土壤必須穩(wěn)定。這種穩(wěn)定狀態(tài)可以通過將水泥與土壤相結(jié)合予以實現(xiàn)。水泥與土壤的結(jié)合被稱為，但不限于，水泥土、水泥處理基材、水泥加固土及水泥處理土。水泥土的生產(chǎn)涉及在每立方單位的土中加入一定數(shù)量的水泥。水泥處理土隨后被級配并壓實。水泥處理土隨后被允許硬化，借此，粘結(jié)材料長時間的增加強(qiáng)度和硬度。制造水泥土的一種方法是利用含水的水泥漿料。該方法優(yōu)于使用干水泥，因為使用細(xì)水泥粉末時會產(chǎn)生大量的灰塵。水泥漿料放置在一種基質(zhì)土上，隨后使用機(jī)械方式進(jìn)行混合。然而，已證明料漿法在使用中存在諸多問題。若不能及時移除，水泥漿料會在運輸工具中發(fā)生變硬。此外，與水混合后，水泥本身幾乎會立即從溶液中分離或析出。即使水泥在水中的濃度低至10%，水泥也會在幾分鐘內(nèi)開始從溶液中沉降出來。利用化學(xué)緩凝劑阻止水泥基材料(包括水泥漿料)過早沉降，已在業(yè)界眾所周知。一種常見的緩凝劑是糖。在水泥漿料中使用化學(xué)緩凝劑可以減小水泥漿料在使用前沉降的問題。然而，它也會加快水泥自溶液析出的速度。作為水泥土的一種替代品，一種稱為全深再生的流程可用于為諸如道路、停車場及其他鋪面區(qū)域的結(jié)構(gòu)提供基材。該流程涉及磨碎及粉碎浙青表面，并將其與下面的基層、 底基層和/或路基材料相混合。水泥和水以與將水泥加入到基質(zhì)土產(chǎn)生穩(wěn)定水泥土非常相似的方式加入到組合材料中用于使其穩(wěn)定。該混合物隨后被壓實形成用于新鋪砌面的穩(wěn)定基材。然而，由于涉及添加水泥穩(wěn)定基質(zhì)，這一過程遭遇了前面討論的使用水泥穩(wěn)定土壤時面臨的同樣難題。因此，不會預(yù)先沉降或在運輸過程中發(fā)生沉降成為水泥漿料面臨一種長期需要。US 2009/0044726中解決了這一需求并公布了一種由45_65重量％的水泥、55-35 重量％的水、防止水泥在預(yù)設(shè)時間內(nèi)沉降的緩凝劑及用于維持水泥在預(yù)設(shè)時間內(nèi)保持懸浮狀態(tài)的觸變性增稠劑組成的水泥漿料。有效的緩凝劑為蔗糖、羧酸及其他。有效的觸變性增稠劑包括甲基羥乙基纖維素。該水泥漿料可以含有消泡劑。已公布的消泡劑如Agitan P 823(—種液態(tài)烴與聚乙二醇在無機(jī)載體上的混合物)、磷酸三丁酯或Dee Fo 97_3 (—種在礦物油載體上的金屬硬脂酸鹽)。遺憾的是，這些消泡劑不能足夠快的消除產(chǎn)生的泡沫。
當(dāng)使用水泥漿料建筑穩(wěn)定的剛性基體、建筑物及停車建筑時，減少硬化后的水泥中捕獲的空氣量非常關(guān)鍵。捕獲的空氣將降低硬化水泥的穩(wěn)定性。然而，由于為保持水泥漿料中的固體組分維持懸浮狀態(tài)而必須進(jìn)行連續(xù)攪拌，也由于加入水泥漿料中的諸如纖維素醚之類的添加劑，水泥漿料易于出現(xiàn)泡沫。因而，強(qiáng)烈需要一種新型水泥漿料，其中形成的泡沫能夠快速消失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一方面是一種含有a)多糖衍生物、b)硅氧烷和C)不同于硅氧烷的消泡劑的聚合物組合物。本發(fā)明另一方面是一種含有水泥、多糖衍生物、硅氧烷和不同于硅氧烷的消泡劑的水泥組合物。本發(fā)明再另一方面是一種改變水泥漿料流變性的方法，其步驟包括將a)多糖衍生物、b)硅氧烷和c)不同于硅氧烷的消泡劑及選配料d)穩(wěn)定劑混入水泥漿料中。本發(fā)明再另一方面是一種形成水泥穩(wěn)定基質(zhì)的方法，其步驟包括向基質(zhì)中加入由多糖衍生物、硅氧烷和不同于硅氧烷的消泡劑與水泥、水及一種或多種選配添加劑混合制得的水泥漿料，將水泥漿料混入基質(zhì)，以及級配并壓實基質(zhì)和水泥漿料混合物。本發(fā)明再另一方面是上述提及的聚合物組合物用于改進(jìn)水泥漿料流變性的一種用途。本發(fā)明再另一方面是上述提及的水泥組合物用于穩(wěn)定基質(zhì)的一種用途。發(fā)明的具體描述已發(fā)現(xiàn)水泥在水中漿化之前、之中或之后，若在水泥中加入a)多糖衍生物、b)硅氧烷和c)不同于硅氧烷的消泡劑，水泥漿料中可能產(chǎn)生的泡沫能很快消除。令人驚奇的是，發(fā)現(xiàn)一起使用硅氧烷和不同于硅氧烷的消泡劑時存在協(xié)同效應(yīng)。當(dāng)同時使用硅氧烷和不同于硅氧烷的消泡劑時，相較于單獨使用相應(yīng)量的情況，泡沫消除更加快速。更令人驚奇的是，已發(fā)現(xiàn)合并使用硅氧烷和不同于硅氧烷的消泡劑時通常不會對水泥漿料粘度或流變性(坍落度)產(chǎn)生有害的影響。一起使用a)多糖衍生物、b)硅氧烷和c)不同于硅氧烷的消泡劑改變水泥漿料流變性時允許將多糖衍生物直接加入水泥漿料生產(chǎn)罐之中，從而得到更加穩(wěn)定的漿體，在運輸中的穩(wěn)定性也得到提高。優(yōu)選條件下，a)多糖衍生物、b)硅氧烷和C)不同于硅氧烷的消泡劑與水同時加入水泥；更加優(yōu)選條件下，在加水之前加入水泥。多糖衍生物、硅氧烷、不同于硅氧烷的消泡劑以及此后描述的選配添加劑可以分別加入水泥，但其可以先經(jīng)預(yù)混作為聚合物組合物從而便于添加。本發(fā)明中的聚合物組合物包含的多糖衍生物、硅氧烷兩者之間的重量配比多糖衍生物硅氧烷優(yōu)選至少為2 1，更優(yōu)選至少為5 1，最優(yōu)選至少為10 1，特別優(yōu)選至少為15 1;優(yōu)選比例最高至100 1，更優(yōu)選最高至70 1，最優(yōu)選最高至50 1，特別優(yōu)選最高至30 1。多糖衍生物的例子包括歐洲專利EP 0 504 870B第3頁，第2546行及第4頁第1-30行詳細(xì)描述的淀粉衍生物、瓜爾膠衍生物及黃原膠衍生物?？捎玫亩嗵茄苌锶缌u丙基淀粉、羧甲基淀粉等淀粉醚類。可用的瓜爾膠衍生物如羧甲基瓜爾膠、羥丙基瓜爾膠、羧甲基羥丙基瓜爾膠或陽離子瓜爾膠。優(yōu)選羥丙基瓜爾膠及其生產(chǎn)工藝詳見美國專利4，645，812第4-6欄。優(yōu)選多糖衍生物為纖維素醚類。本發(fā)明中所用的纖維素醚優(yōu)選可溶于水或至少在水中會溶脹的類型。它們可能包含以下一種或多種類型的取代基羥乙基、羥丙基、羥丁基、甲基、乙基、丙基、二羥基-丙基、羧甲基、磺乙基、支鏈和直鏈的疏水長鏈烷基、支鏈和直鏈的疏水長鏈烷基芳基或芳基烷基、陽離子基團(tuán)、乙酸根/酯、丙酸根/酯、丁酸根/酯、乳酸根/酯、硝酸根/酯和硫酸根/酯。纖維素衍生物的例子如羥乙基纖維素(HEC)、羥丙基纖維素(HPC)、乙基羥乙基纖維素(EHEC)、羧甲基羥乙基纖維素 (CMHEC)、羥丙基羥乙基纖維素(HPHEC)、甲基纖維素(MC)、甲基羥丙基纖維素(MHPC)、甲基羥基-丙基羥乙基纖維素(MHPHEC)、甲基羥乙基纖維素(MHEC)、羧甲基纖維素(CMC)、疏水改性羥乙基纖維素(hmHEC)、疏水改性羥丙基纖維素(hmHPC)、疏水改性乙基羥乙基纖維素 (hmEHEC)、疏水改性羧甲基羥乙基纖維素(hmCMHEC)、疏水改性羥丙基乙基羥乙基纖維素 (hmHPHEC)、疏水改性甲基纖維素(hmMC)、疏水改性甲基羥丙基纖維素(hmMHPC)、疏水改性甲基羥乙基纖維素(hmMHEC)、疏水改性羧甲基甲基纖維素(hmCMMC)、磺乙基纖維素(SEC)、 羥乙基磺乙基纖維素(HESEC)、羥丙基磺乙基纖維素(HPSEC)、甲基羥乙基磺乙基纖維素 (MHESEC)、甲基羥丙基磺乙基纖維素(MHPSEC)、羥乙基羥丙基磺乙基纖維素(HEHPSEC)、羧甲基磺乙基纖維素(CMSEC)、疏水改性磺乙基纖維素(hmSEC)、疏水改性羥乙基磺乙基纖維素(hmHESEC)、疏水改性羥丙基磺乙基纖維素(hmHPSEC)及疏水改性羥乙基羥丙基磺乙基纖維素(hmHEHPSEC)。羥乙基纖維素或疏水改性羥乙基纖維素特別適用于本發(fā)明中的聚合物組合物和水泥組合物。疏水改性羥乙基纖維素的工藝已知。羥乙基纖維素可以通過使用一種或多種疏水性取代基取代羥乙基纖維素進(jìn)行疏水改性，優(yōu)選取代基為無環(huán)或環(huán)狀、飽和或非飽和、 支鏈或直鏈的烴基，例如烷基、烷基芳基或芳基烷基，其至少有8個碳原子，通常為8-32個碳原子，優(yōu)選為10-30碳原子，更優(yōu)選為12- 個碳原子，最優(yōu)選為12-18碳原子。當(dāng)在水泥漿料中使用羥乙基纖維素或疏水改性羥乙基纖維素時，與使用其他多糖衍生物相比，漿體中的固體顆粒在升高的溫度下從懸浮液中沉降的趨勢降低。以1. 0重量％的纖維素醚水溶液的形式在25°C下使用布魯克費爾德粘度計進(jìn)行測試，纖維素醚的粘度通常為自1000至IOOOOmPa · s，優(yōu)選為自2，000至9，OOOmPa · s,最優(yōu)選為自 3，000 至 8，OOOmPa · S。硅氧烷優(yōu)選聚二有機(jī)硅氧烷。聚二有機(jī)硅氧烷在25°C和大氣壓下通常呈液態(tài)。聚
二有機(jī)硅氧烷優(yōu)選線性且具有以分子式
R-
R ■
I
-SiO.
R
I
R ——Si
η R
R J 其中，每個R獨立地為烷基或芳基。該類取代基R的示例如甲基、乙基、丙基、異丁基和苯基，η為20-2000。這樣的聚二有機(jī)硅氧烷可以從歐洲專利申請公告EP 0210 731 中了解到。聚二有機(jī)硅氧烷中硅骨架上的取代基通常為甲基，但也可以存在其他烷基，例如具有2-6個碳原子的烷基。其他烷基優(yōu)選不超過取代基總數(shù)的20%。聚二有機(jī)硅氧烷可以
5使用諸如羥基、或用諸如三甲基硅氧基或二甲基乙烯基硅氧基等三有機(jī)硅氧基作為端基的基團(tuán)予以封端。優(yōu)選的聚二有機(jī)硅氧烷為以三甲基硅烷基作為端基的聚二甲基硅氧烷，其在25°C下的粘度為5Xl(T5m7s-0. lm2/s，即η值的范圍為40-1500。更優(yōu)選使用聚二有機(jī)硅氧烷組合物，該組合物為聚二有機(jī)硅氧烷和具有高表面積重量比(至少為50m2/g)的極細(xì)填料組成的混合物，其中，聚二有機(jī)硅氧烷為84-99重量％， 優(yōu)選為90-98重量極細(xì)填料為1-15重量％，優(yōu)選為2-10重量％，填料例如是二氧化鈦、 二氧化硅、氧化鋁，如熱解氧化鋁，或優(yōu)選硅石，例如熱解二氧化硅、沉淀二氧化硅或凝膠技術(shù)制備的二氧化硅。優(yōu)先選用硅石。極細(xì)填料的平均顆粒尺寸優(yōu)選0. 1-50微米，更優(yōu)選為 1-20微米。在UK專利申請書2，279，009和美國專利號4，906，478中有對聚二有機(jī)硅氧烷與極細(xì)填料混合物的描述。以上提及的聚二有機(jī)硅氧烷與極填料組成的混合物在25°C和大氣壓下通常為流體。硅氧烷優(yōu)選以顆粒載體上的硅氧烷的形式予以使用。按照硅氧烷和顆粒載體的總重量計，硅氧烷的優(yōu)選量為5% -50%，更優(yōu)選為10% -40%，最優(yōu)選為15% -30% ；顆粒載體優(yōu)選量為95% -50%,更優(yōu)選為90% -60%,最優(yōu)選為85% -70%。硅氧烷可用的顆粒載體為沸石、處理或未處理過的無定型二氧化硅、硅酸鹽，如硅酸鈣，或最優(yōu)選麥芽糊精。麥芽糊精由淀粉與酸和/或酶在水存在的條件下反應(yīng)得到的水溶性聚合物組成。細(xì)粉或塊狀的麥芽糊精可以在市場上購得。聚二有機(jī)硅氧烷和硅酸鈣組成的組合物描述于美國專利4，906，478和5，073，384中。市場上可購得的可用的硅氧烷為DowComing DSP消泡乳液(一種由聚二甲基硅氧烷組成的乳液)，Dow Corning 消泡劑2210 ( 一種由聚二甲基硅氧烷和聚丙二醇組成的乳液)、Dow Corning 1920粉狀消泡劑和Dow Coming 1520 US (兩者均為食品級消泡劑，含有重量百分比為20的聚二甲基硅氧烷)。本發(fā)明中的聚合物組合物還包含C) 一種不同于硅氧烷的消泡劑。優(yōu)選的消泡劑 c)為固態(tài)。當(dāng)活性組分在25°C和大氣壓下呈液態(tài)時，例如某些氧化烯消泡劑，該活性組分優(yōu)選由一種固體載體予以支撐，例如滑石，硅藻土，無定形、膠體或晶體硅石、二氧化硅或硅酸鹽，優(yōu)選硅酸鈣。消泡劑c)，尤其是氧化烯消泡劑，不是在單獨的固體載體上提供，而是可以與多糖衍生物混合，優(yōu)選使用纖維素醚?？捎玫囊后w消泡劑C)的例子為石油烴油、非硅酮炔基材料；或聚氧化烯二醇?？捎玫墓腆w消泡劑C)的例子為磷酸三丁酯或金屬硬脂酸鹽。已知的消泡劑C)可以從市場上購得，其商標(biāo)有Agitan P-823 ( 一種在無機(jī)載體上的液體烴和聚乙二醇混合物)、Dee Fo 97-3( —種在礦物油載體上的金屬硬脂酸鹽)、SUrfyn0l DF IlOL(—種非離子型無硅炔基材料)，Axilat 770DD(—種由聚丙二醇、石油餾份、丁基化羥基甲苯和硅酸鈣組成的組合物)、Axilat 727DD (—種由二氧化硅、膠體二氧化硅和抗氧化劑組成的組合物)、Axilat 775DD(—種由滑石、石油烴油、二氧化硅和結(jié)晶二氧化硅組成的組合物)。 優(yōu)選氧化烯消泡劑，更優(yōu)選聚氧化烯二醇，最優(yōu)選聚丙二醇用作消泡劑C)。氧化烯消泡劑優(yōu)選使用下列通式表示R4- (-T- (-R5O) tR6) m，式中R4和R6可以相同也可以不同，分別代表氫原子或含有1-30個碳原子的直鏈或支鏈烴基，優(yōu)選4-30個碳原子，更優(yōu)選6-22個碳原子，最優(yōu)選10-18個碳原子；式中的tI^O基團(tuán)相同或不同，每個分別代表一個含有2-18 個碳原子的氧化烯基團(tuán)，優(yōu)選2-8個碳原子，更優(yōu)選2-4個碳原子，t代表氧化烯基團(tuán)加成的平均摩爾數(shù)，該數(shù)值為1-300 ；T代表一C02—，-SO4-, -PO4-, —NH-,或優(yōu)選一0— ；m 表示整數(shù)1或2，并且R4為氫原子時，m為1。并且，(-R5O) 1基團(tuán)優(yōu)選由一個或多個氧化乙烯基和/或一個或多個氧化丙烯基組成。優(yōu)選m為1。出乎意料的是，當(dāng)同時使用b)硅氧烷和C)不同于硅氧烷的消泡劑時發(fā)現(xiàn)存在協(xié)同效應(yīng)。同時使用b)硅氧烷和C)不同于硅氧烷的消泡劑時，優(yōu)選氧化烯消泡劑，與單獨使用相應(yīng)數(shù)量相比，水泥漿料中形成的泡沫的消除速度大大加快。b)硅氧烷和c)不同于硅氧烷的消泡劑的重量比為1 10至10 1，更優(yōu)選為 3 1至1 3，最優(yōu)選為1.5 1至1 1.5。涉及硅氧烷b)和消泡劑c)活性成分的重量比不考慮任何載體或稀釋劑。a)多糖衍生物和c)異于硅氧烷的消泡劑的重量比優(yōu)選至少為2 1 ；更加優(yōu)選至少為5 1，最優(yōu)選至少為10 1，特別優(yōu)選至少為15 1;優(yōu)選最高至100 1，更優(yōu)選最高至70 1，最優(yōu)選最高至50 1，特別優(yōu)選最高至30 1。涉及消泡劑c)活性成分的重量比不考慮任何載體或稀釋劑。本發(fā)明中的聚合物組合物可以任選包含d)穩(wěn)定劑。當(dāng)聚合物組合物摻入水泥漿料中時，使用穩(wěn)定劑防止水泥在運輸過程中或者在漿料混入土壤基質(zhì)中之前過早發(fā)生沉降?？梢杂米鞣€(wěn)定劑的各種材料包括但不限于蔗糖、木素磺酸鹽、羧酸、聚羧酸、乳清蛋白、 碳水化合物、鉛和鋅的氧化物、磷酸鹽、鎂鹽、氟酸鹽(flourate)和硼酸鹽。羥乙基纖維素和疏水改性羥乙基纖維素在水泥漿料中也具有穩(wěn)定作用。本發(fā)明的聚合物組合物若包含穩(wěn)定劑d)，則多糖衍生物a)與穩(wěn)定劑d)之間的重量比優(yōu)選為1 10至10 1，更優(yōu)選為3 1至1 3，最優(yōu)選為1.5 1至1 1. 5。如果本發(fā)明的聚合物組合物中包含穩(wěn)定劑d)，則穩(wěn)定劑d)與硅氧烷b)之間的重量比優(yōu)選至少為2 1，更優(yōu)選至少為5 1，最優(yōu)選至少為10 1，特別優(yōu)選為至少15 1;優(yōu)選比值最高至100 1，更優(yōu)選最高至70 1，最優(yōu)選最高至50 1，特別優(yōu)選最高至30 1。本發(fā)明的聚合物組合物中包含a) 20-95重量％，更優(yōu)選30-90重量％，最優(yōu)選 40-80重量％的多糖衍生物；b) 1-20重量％，更優(yōu)選2-15重量％，最優(yōu)選3_10重量％的硅氧烷；c) 1-20重量％，更優(yōu)選2-15重量％，最優(yōu)選3-10重量％的不同于硅氧烷的消泡劑； d)0-75重量％，更優(yōu)選10-70重量％，最優(yōu)選12-60重量％的穩(wěn)定劑；剩余組分為硅氧烷的顆粒載體，若存在，消泡劑c)的載體，若存在，及選配組分。本發(fā)明還涉及一種改變水泥漿料流變性能的方法，該方法包括將上文中描述的a) 多糖衍生物、b)硅氧烷、c)不同于硅氧烷的消泡劑及選配的d)穩(wěn)定劑加入水泥漿料中的步驟。多糖衍生物a)、硅氧烷b)、消泡劑C)及選配的穩(wěn)定劑d)可以分別加入水泥中，也可以在加入水泥之前將a)-d)各組分中的兩項或多項預(yù)先混合。a)至d)中的部分或全部組分可以在加水過程中或之后加入水泥，但優(yōu)選在向水泥加水之前加入。按照水泥重量計，本發(fā)明中的水泥組合物優(yōu)選包含a)0. 001至5. 0 %，更優(yōu)選 0. 01至2 %，最優(yōu)選為0. 03至0. 3 %的多糖衍生物；b) 0. 00005至0. 5 %，更優(yōu)選0. 0001至 0. 05%,最優(yōu)選 0. 0002 M 0.01% 的硅氧烷；c) 0. 0005 M 0.5%,更優(yōu)選 0. 0001 M 0. 05%, 最優(yōu)選0. 0002至0. 01%的不同于硅氧烷的消泡劑(基于排除任何載體和稀釋劑后的消泡劑活性組分重量進(jìn)行計算)；和d) 0至5. 0 %，更優(yōu)選0. 0002至0. 5 %，最優(yōu)選為0. 005至0. 1%，特別優(yōu)選為0. 001至0. 02%的穩(wěn)定劑。大量的水硬水泥可以根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行使用， 包括那些由鈣、鋁、硅、氧和/或硫組成的會通過與水反應(yīng)發(fā)生固化和硬化的水硬水泥。這些水硬水泥包括但不限于，波特蘭水泥、火山灰水泥、石膏水泥、鋁水泥、硅石水泥和堿性水泥。根據(jù)本發(fā)明通常優(yōu)選使用波特蘭水泥。此外，本發(fā)明中的水泥組合物任選地包含填料，例如碳酸鈣，飛灰、礦渣、熱解二氧化硅、斑脫土、粘土、基于含水硅酸鋁的天然礦物，例如高嶺土或鹵石(halocite)。這些粉體可以單獨使用，也可以結(jié)合使用。此外，必要時，沙子、碎石及其混合物也可以作為集料加入這些粉體之中。本發(fā)明中的水泥組合物中所用的水可以為淡水，不飽和鹽溶液包括濃鹽水和海水，以及飽和鹽溶液。通常，水可以取自任何渠道，但其不得含有會對水泥組合物中的其他成分產(chǎn)生有害影響的過量化合物。然而，按水的重量計，水泥組合物中優(yōu)選不含氯化鈉或所含氯化鈉不超過5%。本發(fā)明水泥組合物中水的存在量應(yīng)足以形成可泵送的漿料。更加具體地，水泥組合物中每重量份水泥對應(yīng)含有0. 3-2重量份水，優(yōu)選0. 5-1重量份水。水泥漿料可以通過形成水泥穩(wěn)定基質(zhì)的方法加以使用，該方法包括以下步驟向基質(zhì)中加入由多糖衍生物、硅氧烷和不同于硅氧烷的消泡劑與水泥、水及一種或多種選配添加劑混合制得的水泥漿料，將水泥漿料混入基質(zhì)之中，級配并壓實該基質(zhì)與水泥漿料混合物。該基質(zhì)可以是土壤、集料、浙青、再生浙青及其混合物。集料包括來自江河、陸地、 山脈或海洋中的碎石，鈣質(zhì)石及其碎石，高爐熔渣粗或細(xì)集料，鎳鐵熔渣粗集料，人工或天然輕質(zhì)粗集料及再生集料。本發(fā)明進(jìn)一步通過以下示例予以說明，這些示例不對本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制。除非另有說明，否則百分比和份數(shù)均為以重量計。示例1 16及比較示例A P示例中使用下列組分HEC-1 CELLOS IZE QP 100MH-V (陶氏化學(xué)公司的商標(biāo))羥乙基纖維素(HEC)。 使用布魯克費爾德粘度計，SC4-25轉(zhuǎn)子，在25°C 30rpm轉(zhuǎn)速下測得水溶液的粘度為 4400mPa · s。HEC-2 =CELLOSIZE QP 100MH 羥乙基纖維素。根據(jù) IB-44C-0. 1 (ASTM D-2364)測試，其的水溶液的粘度為4520mPa · s。HEC-3 =CELLOSIZE HEC IOHV羥乙基纖維素，使用布魯克費爾德粘度計，SC4-25轉(zhuǎn)子，在25°C 30rpm轉(zhuǎn)速下測得水溶液的粘度為5260mPa · s。DC 1920 顆粒載體上的硅氧烷，市場上可以Dow Coming 1920POWderAntifoam(道康寧公司的商標(biāo))的形式購得。其含有多于60% (w/w)的麥芽糊精(CAS =9050-36-6)和 1. 0% -5. 0% (w/w)的甲基化二氧化硅(CAS :67762-90-7)。其為含 20%的聚二甲基硅氧烷的可自由流動的粉狀硅酮消泡劑。其在25°C下的密度為0. 6-1. 3g/
3
cm 。DC 1520 道康寧公司生產(chǎn)的Dow Corning 1520US。一種含有20%聚二甲基硅氧烷的食品級液體硅酮乳液消泡劑。AF-I 聚丙烯乙二醇。
AF-2 一種干粉狀消泡劑，市場上可以購得的為?？松貏e化學(xué)品公司(Hexion Specialty Chemicals, Incorporated) ^/^ Axilat 770 DD 白勺/^[Ρπ。 ^ ! 度為 22 lb/ft3 (352kg/m3)。它含有約 20 % 的聚丙烯乙二醇(CAS :25322-69-4)，約 13 % 的石油餾出物(CAS :64741-96-4)及1_5 %的丁基化羥基甲苯。剩余組分為硅酸鈣(CAS 1344-95-2)。蔗糖使用超細(xì)顆粒蔗糖，其熔點為185 °C，20°C時在水中的溶解度為 200gm/100gm，表觀密度為 49_561bs/ft3 (784_896kg/m3)及 0. 05 重量％的水分。泡沬消除測試配制199. 32份水中含0. 34份纖維素醚(CE)和0. 34份蔗糖的溶液。水合后，將該溶液立即加入攪拌缽。將所需用量的消泡劑，即下表1所列的組分b)和/或組分c)，加入攪拌缽。該溶液與消泡劑使用廚房混合器以盡可能快的速度混合5分鐘，以保證溶液保持在缽內(nèi)。當(dāng)混合操作停止后，記錄泡沫完全消失的時間。測試通過漏斗的坍落時間和坍落尺寸在廚房輔助混合器中混合下列組分得到水泥漿料a) 0. 34份下表1所列的羥乙基纖維素(HEC)；b)如下表1所列的不同數(shù)量的硅氧烷；組分b)作為一種消泡劑；c)如下表1所列的不同數(shù)量的消泡劑；d) 0. 34 份蔗糖；e) 199. 32 份水；和f) 316 份水泥。將該漿體混合5分鐘而后靜置5分鐘。隨后，將該漿傾倒入連接在環(huán)架上的直徑為IOcm的漏斗中直到填充線。漏斗至麥拉膜的距離為13cm。漿體自漏斗中排空的時間記錄為“通過漏斗的坍落時間”，同時測得坍落直徑。泡沫消除測試的結(jié)果，通過漏斗的坍落時間及坍落直徑列于下表1中。示例顯示， 在含有多糖的聚合物組合物中同時使用硅氧烷b)和不同于硅氧烷的消泡劑c)時，能夠快速消除泡沫。一起使用硅氧烷b)和消泡劑c)時對泡沫消除的協(xié)同效應(yīng)可以通過以下比較顯現(xiàn)出來示例1和2與對照示例B比較；示例5與對照示例B和C比較；示例6同對照示例H和I比較；示例7與對照示例E和F比較；示例8和9同對照示例K和L比較；以及示例10和11與對照示例M和N比較。示例13-16顯示，即使在硅氧烷b)和消泡劑c)用量非常少時，也會實現(xiàn)對消除泡沫的一些影響。下表1所列的通過漏斗的坍落時間和坍落直徑顯示，硅氧烷b)和消泡劑C) 一起使用時不會對漿料的流變性或流動性產(chǎn)生負(fù)面影響。具體來說，使用硅氧烷b)和消泡劑C) 不會使得漿體變得非常稀軟，稀軟將會導(dǎo)致通過漏斗的坍落時間非常短，并產(chǎn)生非常大的坍落尺寸。具體來說，對照示例D(不添加消泡劑)作為一方與示例6和7作為另一方進(jìn)行比較，結(jié)果顯示兩者通過漏斗的坍落時間及坍落直徑相當(dāng)，硅氧烷b)和消泡劑c) 一起使用時不會對漿料的流變性或流動性產(chǎn)生負(fù)面影響，但硅氧烷b)和消泡劑c) 一起使用時泡沫消除變得更加快速。在將漿體用到路基上時，不希望漿體非常稀軟，因為稀軟漿體會從路基流下進(jìn)入溝渠。表 權(quán)利要求
1.一種含有a)多糖衍生物、b)硅氧烷和c)不同于硅氧烷的消泡劑的聚合物組合物。
2.如權(quán)利要求1所述的聚合物組合物，其特征在于，所述多糖衍生物為纖維素醚。
3.如權(quán)利要求2所述的聚合物組合物，其特征在于，所述纖維素醚為羥乙基纖維素或疏水改性的羥乙基纖維素。
4.如權(quán)利要求1-3任一項所述的聚合物組合物，其特征在于，所述多糖衍生物和所述硅氧烷的重量比為1 1至100 1。
5.如權(quán)利要求1-4任一項所述的聚合物組合物，其特征在于，所述硅氧烷為聚二甲基硅氧烷。
6.如權(quán)利要求1-5任一項所述的聚合物組合物，其特征在于，所述硅氧烷用顆粒載體予以支撐。
7.如權(quán)利要求1-6任一項所述的聚合物組合物，其特征在于，所述硅氧烷與所述消泡劑C)的重量比為1 10至1 100。
8.如權(quán)利要求1-7任一項所述的聚合物組合物，其特征在于，所述消泡劑c)為氧化烯。
9.如權(quán)利要求1-8任一項所述的聚合物組合物，其含有a)20-95重量％的多糖衍生物、 b) 1-20重量％的硅氧烷、c) 1-20重量％的不同于硅氧烷的消泡劑，和d) 0-75重量％的穩(wěn)定劑，剩余組分為硅氧烷的顆粒載體和消泡劑c)的載體以及如果有的話任選的組分。
10.一種含有水泥、多糖衍生物、硅氧烷及不同于硅氧烷的消泡劑的水泥組合物。
11.如權(quán)利要求10所述的水泥組合物，其特征在于，所述水泥組合物包含權(quán)利要求1-9 任一項所述的聚合物組合物。
12.如權(quán)利要求10或11所述的水泥組合物，其特征在于，按所述水泥的重量計，包含 a)0. 001% -5. 0% 的多糖衍生物、b)0. 00005% -0. 5% 的硅氧烷、c)0. 00005% -0. 5% 的不同于硅氧烷的消泡劑和d)0% -5%的穩(wěn)定劑。
13.如權(quán)利要求10-12任一項所述的水泥組合物，其特征在于，所述水泥組合物還包含每重量份的水泥對應(yīng)0. 3-2重量份的水。
14.如權(quán)利要求13所述的水泥組合物，其特征在于，按水重量計，所述水泥組合物不含或包含不超過5%的氯化鈉。
15.一種改變水泥漿料流變性的方法，所述方法包括將a)多糖衍生物、b)硅氧烷、c) 不同于硅氧烷的消泡劑和任選的d)穩(wěn)定劑摻入水泥在水中的漿料中的步驟。
16.一種配制水泥穩(wěn)定基質(zhì)的方法，所述方法包括以下步驟將由多糖衍生物、硅氧烷、不同于硅氧烷的消泡劑與水泥、水及一種或多種任選添加劑混合制得的水泥漿料加入基質(zhì)，將水泥漿料混入基質(zhì)之中，級配并壓實該基質(zhì)和水泥漿料的混合物。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述基質(zhì)選自土壤、集料、浙青、再生浙青及其混合物。
18.如權(quán)利要求1-9任一項所述的聚合物組合物用于改變水泥漿料流變性的一種用途。
19.如權(quán)利要求10-14任一項所述的水泥組合物用于穩(wěn)定基質(zhì)的一種用途。
20.如權(quán)利要求19所述的用途，其特征在于，所述基質(zhì)選自土壤、集料、浙青、再生浙青及其混合物。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種含有a)多糖衍生物、b)硅氧烷和c)不同于硅氧烷的消泡劑的用于改變水泥漿料流變性的聚合物組合物。
文檔編號C04B28/00GK102190457SQ20111005172
公開日2011年9月21日 申請日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月23日
發(fā)明者C·L·鮑威爾, J·M·多明諾斯基, M·C·普萊斯, M·J·拉德勒 申請人:陶氏環(huán)球技術(shù)公司