本發明專利技術提供一種雙組分土工聚合物組合物，其中一個組分含有鋁硅酸鹽(如飛灰)土工聚合物前體與一種或多種環氧多層聚合物顆粒可再分散性聚合物粉末(RDP)的干混物，所述環氧多層聚合物顆粒可再分散性聚合物粉末具有環氧樹脂芯和堿溶性聚合物殼，所述環氧樹脂計算得到的玻璃化轉變溫度(Tg)為7-45℃，以及其中另一個組分含有一種或多種堿性硅酸鹽土工聚合物前體，優選其以水性溶液的形式存在。以固體為基準劑，所述雙組分組合物具有1-20重量％的RDP，且其提供較大的制劑靈活性以制備具有改善的拉伸強度的土工聚合物組合物。
【技術實現步驟摘要】
環氧多層聚合物RDP土工聚合物組合物以及制備和使用該 組合物的方法 本專利技術涉及用于制備環氧改性的土工聚合物的雙組分組合物。更具體地，本專利技術 涉及包含環氧多層聚合物顆粒可再分散性聚合物粉末（RDP)與鋁硅酸鹽的干混物組分以 及包含水的堿性娃酸鹽（alkalisilicate)組分的雙組分組合物，，使得當將這兩種組分進 行混合時能得到濕的灰漿，該灰漿固化以得到土工聚合物組合物。 波特蘭水泥產品的化學性質和制備該產品所需的高溫已經被鑒定為全球溫室氣 體排放的主要原因，占全世界人類總排放的5-8%。作為替代，已經研究了土工聚合物作為 輔助水泥材料，其能減少約80%的C02排放。此外，由土工聚合物粘結劑制備的灰漿和混凝 土可具有高壓縮強度、低收縮性、對酸或硫酸鹽的化學侵蝕有高耐受性，并且與由波特蘭水 泥制備的灰漿和混凝土相比更優異。因此，土工聚合物能夠大規模替代由波特蘭水泥制備 的混凝土。 土工聚合物通常是在環境條件下由以下兩種前體反應形成：鋁硅酸鹽粉末與堿性 娃酸鹽（alkalinesilicate)溶液。土工聚合物可由凝硬性材料（如由來自煤的飛灰）的 來源制備。含有涂料的土工聚合物通常缺乏均勻的特性，在一些地方可以是脆性的并容易 開裂，具有較差的撓性，且與有機基材粘附性較差。 最近，公開了在涂料中土工聚合物與乳液聚合物的組合具有改善的壓縮強度以及 與基材的粘附性。除了乳液聚合物材料之外，人們提出了可熱固化的環氧樹脂，其可進一步 改善性能特征，如耐腐蝕性和固化速率。不過，環氧水性分散體與土工聚合物前體的相容性 較差；并且土工聚合物使所述環氧分散體不穩定。因此，土工聚合物與環氧/胺分散體必須 分步制備，因而這種材料通常以三份式形式施用：環氧樹脂（純）、胺硬化劑、土工聚合物前 體。這樣的三份式方案可能難以使用以及適當混合。 最近，Hyun等人的韓國專利第KR1067891B1號公開了用于混凝土結構的裂紋修復 增強材料組合物，其包含土工聚合物（70-90重量％ )、超增塑劑（3-8重量％ )、MgO(2-5重 量％ )、消泡劑（0. 1-2重量％ )、防水劑（0. 1-2重量％ )、液體樹脂（5-30重量％ )(其可以 是丙烯酸類）、硅烷（1-10重量％ )(如環氧硅烷）和水（1-20重量％ )。該組合物包含苛 性堿（1-10重量％ )和硅酸鹽（30-70重量％ )以及MgO作為土工聚合物的部分。 根據本專利技術，本專利技術人致力于制備用環氧樹脂改性的土工聚合物復合材料，其避 免了已知環氧土工聚合物組合物的相容性問題并提供了比已知三份式方案更易于使用的 方案。
技術實現思路
1.根據本專利技術，用于形成土工聚合物的雙組分組合物包含一種或多種鋁硅酸鹽土 工聚合物前體與一種或多種環氧多層聚合物顆粒可再分散性聚合物粉末（RDP)的干混物 組分以及以另一種單獨的組分形式的一種或多種堿性硅酸鹽土工聚合物前體，所述環氧多 層聚合物顆粒可再分散性聚合物粉末具有環氧樹脂芯和堿溶性聚合物殼，其中在RDP中的 環氧樹脂計算得到的玻璃化轉變溫度（Tg)為7-45°C，優選為12. 5-43°C，該雙組分組合物 總共含有80-99重量％總土工聚合物前體和1-20重量％，優選等于或大于3重量％總環氧 多層聚合物顆粒RDP，所有重量以固體的總重量為基準計。 2.優選地，在上述第1項中，所述雙組分組合物包含以這樣的比例存在的一種或 多種鋁硅酸鹽土工聚合物前體和一種或多種堿性硅酸鹽土工共聚物前體，該比例使得由所 述土工聚合物前體制備的土工聚合物含有的硅和鋁的原子摩爾比為1. 63:1-5:1，或優選為 大于或等于1. 8:1，或優選小于或等于4:1，并且該土工聚合物含有的堿金屬與鋁的原子摩 爾比為0. 5:1至最大為3. 5:1,或優選為大于或等于0. 8:1,或小于或等于1. 65:1,所有重量 以固體總重量為基準計。 3.在上述第1或2項中，所述雙組分組合物中的堿性硅酸鹽土工聚合物前體組分 還包含水，從而使得當這兩種組分混合時它們形成濕的灰漿，該灰漿的含水量為12-30重 量％，優選小于27重量％，或更優選為15-23重量％，所有重量以灰漿中得到的土工聚合 物、RDP和水的總重量為基準計。 4.優選地，在上述第1、2或3項中，所述環氧多層聚合物顆粒RDP還包含膠體穩定 齊U，所述膠體穩定劑選自聚乙烯醇或聚（乙烯基吡咯烷酮）或它們的共聚物，或它們的混合 物；優選地，所述膠體穩定劑是聚（乙烯基吡咯烷酮）或它的共聚物。 5.優選地，在上述第1、2、3或4項的任一項中，包含所述環氧多層聚合物顆粒RDP 的聚合物殼的堿溶性聚合物的計算得到的Tg為等于或高于60°C，優選為80-120°C。 6.優選地，第1、2、3、4或5項中任一項所述的環氧多層聚合物顆粒RDP的堿溶性 聚合物包含鏈轉移劑或二價金屬鹽。 7.濕的土工聚合物組合物包含第1、2、3、4、5或6項中任一項所述的雙組分組合物 和水，所述雙組分組合物含有80-99重量％總土工聚合物前體和1-20重量％總環氧多層聚 合物顆粒RDP，所有重量以固體的總重量為基準計。 8.優選地，在上述第1、2、3、4、5、6或7項中任一項所述的雙組分組合物中，所述 環氧多層聚合物顆粒的堿溶性聚合物殼是甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的聚合物（PMMA/ PMAA)。 本專利技術的另一方面，由上述第1-6或8項中任一項所述的雙組分組合物制備濕的 土工聚合物組合物的方法包括以下步驟：將所述環氧多層聚合物顆粒RDP與鋁硅酸鹽土工 聚合物前體混合以形成干混物，隨后加入堿性硅酸鹽組分，優選以溶液形式加入，以形成灰 漿。 除非另外說明，否則，所有的溫度和壓力單位都是室溫和標準壓力（STP)。本文列 出的所有范圍都包括端值且可以組合。 所有包括括號的術語表不包括括號內的內容和不包括括號內的內容的任一1清況 或兩種情況。例如，術語（多種）填料包括一種填料和兩種或更多種填料。 如本文中所用，術語水性表示水或水與至多50重量％，優選至多10重量％，或 更優選等于或小于5重量％的水混溶性溶劑的混合物，所述含量以水和一種或多種溶劑的 總重量為基準計。 本文中使用的術語ASTM是指ASTM國際公司（ASTMInternational)(美國賓夕 法尼亞州，西康舍霍肯市（WestConshohocken，PA))的出版物。 使用Coulter?LS13-320激光衍射粒度分析儀（美國加利福尼亞州布利市的 貝克曼庫爾特公司（BeckmanCoulter,Brea,CA))，根據生產商推薦的過程，通過激光散射 測量粒度分布。采集通過激光散射以及偏振強度微分散射從顆粒射來的散射光，獲得該 散射光隨角度變化的關系，然后轉化為粒度分布。術語平均粒度是指用庫侖特計數器 粒度和計數分析儀（CoulterCounterparticlesizeandcountanalyzer)，根據ISO 13320-2009通過激光衍射測定的體積平均粒度。 如本文中所用，術語土工聚合物中兩種原子的原子摩爾比是指通過以下方法測 定的值：計算用于制備該土工聚合物的初始材料中每種相關原子的總摩爾數，隨后將該總 摩爾數轉化為每本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于形成土工聚合物的雙組分組合物，所述雙組分組合物包含一種或多種鋁硅酸鹽土工聚合物前體與一種或多種環氧多層聚合物顆粒可再分散性聚合物粉末(RDP)的干混物組分以及以另一種單獨的組分形式的一種或多種堿性硅酸鹽土工聚合物前體，所述環氧多層聚合物顆粒可再分散性聚合物粉末(RDP)具有環氧樹脂芯和堿溶性聚合物殼，其中在所述RDP中的環氧樹脂計算得到的玻璃化轉變溫度(Tg)為7?45℃，所述雙組分組合物總共含有80?99重量％總土工聚合物前體和1?20重量％總環氧多層聚合物顆粒RDP，所有重量以固體的總重量為基準計。
【技術特征摘要】
2013.08.15 US 61/866,1401. 一種用于形成土工聚合物的雙組分組合物，所述雙組分組合物包含一種或多種鋁硅 酸鹽土工聚合物前體與一種或多種環氧多層聚合物顆粒可再分散性聚合物粉末（RDP)的 干混物組分以及以另一種單獨的組分形式的一種或多種堿性硅酸鹽土工聚合物前體，所述 環氧多層聚合物顆粒可再分散性聚合物粉末（RDP)具有環氧樹脂芯和堿溶性聚合物殼，其 中在所述RDP中的環氧樹脂計算得到的玻璃化轉變溫度（Tg)為7-45°C，所述雙組分組合物 總共含有80-99重量％總土工聚合物前體和1-20重量％總環氧多層聚合物顆粒RDP，所有 重量以固體的總重量為基準計。2. 如權利要求1所述的雙組分組合物，其特征在于，所述組合物包含所述一種或多種 鋁硅酸鹽土工聚合物前體和所述一種或多種堿性硅酸鹽土工聚合物前體，它們存在的比例 使得由所述雙組分組合物的土工聚合物前體得到的土工聚合物含有的硅與鋁的原子摩爾 比為1. 63:1-5:1，且含有的堿金屬和鋁的原子摩爾比為0. 5:1至最大為3. 5:1，所有重量以 固體的總重量為基準計。3. 如權利要求2所述的雙組分組合物，其特征在于，所述組合物包含所述一種或多種 鋁硅酸鹽土工聚合物前體和所述一種或多種堿性硅酸鹽土工聚合物前體，它們存在的比例 使得由所述雙組分組合物的土工聚合物前體得到的土工聚合物含有的硅與鋁的原子摩爾 比為 L 8:1-4:1。4. 如權利要求1-3中任一項所述的雙...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳亮，C·韓，M·J·雷德勒，金東奎，
申請(專利權)人：陶氏環球技術有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US
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