Улучшенные алкилгидроксиалкилцеллюлозы, способы их получения и их применение для цемента и строительных растворов - заявка 2016125299 на патент на изобретение в РФ

1. Способ, включающий:
a) смешивание щелочного раствора, содержащего гидроксид щелочного металла, с целлюлозой и алкилгалогенидом при температуре, равной не менее примерно 10°C, с получением первой реакционной смеси, содержащей щелочную целлюлозу, воду и алкилгалогенид;
b) установление температуры первой реакционной смеси равной от примерно 50 до примерно 110°C, приводящее к реакции части алкилгалогенида со щелочной целлюлозой, и получение второй реакционной смеси, содержащей алкилцеллюлозу и непрореагировавший алкилгалогенид, где вторую реакционную смесь выдерживают при температуре, находящейся в диапазоне от примерно 50 до примерно 110°C;
c) добавление алкиленоксида ко второй реакционной смеси, полученной на стадии b), с получением третьей реакционной смеси;
d) установление температуры третьей реакционной смеси так, чтобы она находилась в диапазоне от примерно 80 до примерно 110°C, и проведение реакции по меньшей мере части алкилцеллюлозы: i) по меньшей мере с частью алкиленоксида, и ii) по меньшей мере с частью непрореагировавшего алкилгалогенида, и, таким образом, получение четвертой реакционной смеси, содержащей алкилгидроксиалкилцеллюлозу, обладающую СЗ (степень замещения) метальными группами, равной от примерно 1,40 до примерно 2,10, и МЗ (молярная степень замещения) гидроксиэтильными группами, равной от примерно 0,05 до примерно 0,4; и
e) выделение алкилгидроксиалкилцеллюлозы из четвертой реакционной смеси.
2. Способ по п. 1, в котором использующийся на стадии а) гидроксид щелочного металла содержится в количестве, составляющем от примерно 2,92 до примерно 5,00 экв. в пересчете на ангидроглюкозное звено целлюлозы.
3. Способ по п. 1, в котором гидроксидом щелочного металла является гидроксид натрия.
4. Способ по п. 1, в котором алкилгалогенидом является метилхлорид, алкиленоксидом является этиленоксид и четвертая реакционная смесь содержит метилгидроксиэтилцеллюлозу.
5. Способ по п. 1, в котором на стадии b) первую реакционную смесь нагревают до температуры, равной от примерно 70 до примерно 110°C, и выдерживают при этой температуре в течение промежутка времени, находящегося в диапазоне от более 0 до 60 мин, и получают вторую реакционную смесь.
6. Способ по п. 5, в котором на стадии с) до добавления алкиленоксида температуру второй реакционной смеси устанавливают равной от примерно 25 до примерно 80°C и получают третью реакционную смесь.
7. Способ по п. 1, в котором на стадии b) первую реакционную смесь нагревают до температуры, равной от примерно 50 до примерно 70°C, и выдерживают при этой температуре в течение промежутка времени, находящегося в диапазоне от более 0 до 60 мин, и получают вторую реакционную смесь.
8. Способ по п. 1, в котором первая, вторая, третья и четвертая реакционные смеси все дополнительно содержат разбавитель.
9. Способ по п. 8, где способ проводят в суспензии и разбавителем является гептан.
10. Способ по п. 8, где способ проводят при высоком содержании твердых веществ и разбавителем является диметиловый эфир.
11. Алкилгидроксиалкилцеллюлоза, полученная способом по любому из пп. 1-10.
12. Композиция сухой смеси, содержащая цемент, заполнитель и алкилгидроксиалкилцеллюлозу, полученную способом по любому из пп. 1-10.
13. Композиция сухой смеси по п. 12, дополнительно содержащая от примерно 0,01 до примерно 25 мас. % капсул, содержащих соединение CaCl2, по меньшей мере на часть которого нанесено покрытие из материала покрытия, где соединение CaCl2 представляет собой соединение, выбранное из группы, включающей безводный CaCl2, CaCl2⋅H2O, CaCl2⋅2H2O, CaCl2⋅4H2O и их комбинации.
14. Композиция сухой смеси по п. 12, дополнительно содержащая замедлитель схватывания и ускоритель.
15. Композиция сухой смеси по п. 13, дополнительно содержащая замедлитель схватывания и ускоритель.
16. Способ получения влажного строительного раствора, включающий смешивание композиции сухой смеси по п. 12 с водой.
17. Способ по п. 16, в котором влажный строительный раствор отверждают и получают отвержденный строительный раствор и в котором отвержденный строительный раствор обладает прочностью на разрыв после отверждения в течение 7 дней, превышающей прочность на разрыв после отверждения в течение 7 дней идентичного отвержденного строительного раствора, полученного без использования алкилгидроксиалкилцеллюлозы, полученной способом по п. 1.
18. Способ по п. 16, в котором влажный строительный раствор отверждают и получают отвержденный строительный раствор и в котором отвержденный строительный раствор обладает прочностью на разрыв после отверждения в течение 24 ч, превышающей прочность на разрыв после отверждения в течение 24 ч идентичного отвержденного строительного раствора, полученного без использования алкилгидроксиалкилцеллюлозы, полученной способом по п. 1.
19. Способ по п. 16, в котором влажный строительный раствор отверждают и получают отвержденный строительный раствор и в котором отвержденный строительный раствор обладает прочностью на разрыв, превышающей прочность на разрыв идентичного отвержденного строительного раствора, полученного без использования алкилгидроксиалкилцеллюлозы, полученной способом по п. 1.
20. Способ по п. 16, в котором влажный строительный раствор отверждают и получают отвержденный строительный раствор и в котором отвержденный строительный раствор обладает временем схватывания, меньшим, чем время схватывания в остальном идентичного отвержденного строительного раствора, полученного без использования алкилгидроксиалкилцеллюлозы, полученной способом по п. 1.
21. Способ получения влажного строительного раствора, включающий смешивание композиции сухой смеси по п. 13 с водой и при этом приложение сдвигового усилия.
22. Способ получения влажного строительного раствора, включающий смешивание композиции сухой смеси по п. 14 с водой.
23. Способ по п. 22, в котором влажный строительный раствор отверждают и получают отвержденный строительный раствор и в котором отвержденный строительный раствор обладает прочностью на разрыв после отверждения в течение 7 дней, превышающей прочность на разрыв после отверждения в течение 7 дней идентичного отвержденного строительного раствора, полученного без использования алкилгидроксиалкилцеллюлозы, полученной способом по п. 1.
24. Способ по п. 22, в котором влажный строительный раствор отверждают и получают отвержденный строительный раствор и в котором отвержденный строительный раствор обладает прочностью на разрыв после отверждения в течение 24 ч, превышающей прочность на разрыв после отверждения в течение
24 ч идентичного отвержденного строительного раствора, полученного без использования алкилгидроксиалкилцеллюлозы, полученной способом по п. 1.
25. Способ по п. 22, в котором влажный строительный раствор отверждают и получают отвержденный строительный раствор и в котором отвержденный строительный раствор обладает прочностью на разрыв, превышающей прочность на разрыв идентичного отвержденного строительного раствора, полученного без использования алкилгидроксиалкилцеллюлозы, полученной способом по п. 1.
26. Способ по п. 22, в котором влажный строительный раствор отверждают и получают отвержденный строительный раствор и в котором отвержденный строительный раствор обладает временем схватывания, меньшим, чем время схватывания идентичного отвержденного строительного раствора, полученного без использования алкилгидроксиалкилцеллюлозы, полученной способом по п. 1.
27. Способ по п. 22, в котором влажный строительный раствор обладает визуально определенным временем работы, по меньшей мере таким же продолжительным, как визуально определенное время работы в остальном идентичного строительного раствора, полученного без использования алкилгидроксиалкилцеллюлозы, полученной способом по п. 1.
28. Способ получения строительного раствора, включающий стадии:
a) объединения первой сухой смеси, содержащей цемент и заполнитель, с капсулами, содержащими соединение CaCl2, по меньшей мере на часть которого нанесено покрытие из материала покрытия с получением второй сухой смеси; где соединение CaCl2 представляет собой соединение, выбранное из группы, включающей безводный CaCl2, CaCl2⋅H2O, CaCl2⋅2H2O, CaCl2⋅4H2O и их комбинации; и где в капсулах в среднем на поверхность не менее примерно 70 мас. % соединения CaCl2 нанесено покрытие из материала покрытия;
b) добавления воды ко второй сухой смеси и, таким образом, получения содержащей воду смеси; и
с) перемешивания содержащей воду смеси и при этом приложения сдвигового усилия для разрушения материала покрытия капсул и высвобождения соединения CaCl2, и получения строительного раствора; где вода гидратирует соединение CaCl2 и это приводит к выделению тепла, составляющего не менее примерно 50 кДж/(1 кг CaCl2, содержащегося в соединении CaCl2) и, таким образом, к повышению температуры строительного раствора.
29. Способ по п. 28, в котором соединение CaCl2 представляет собой безводный CaCl2.
30. Способ по п. 28, в котором первая сухая смесь, вторая сухая смесь и содержащая воду смесь все находятся при температуре, меньшей или равной 15°C.
31. Способ по п. 28, в котором температура окружающей среды, при которой проводят стадии b) и с), меньше или равна 15°C.
32. Способ по п. 28, в котором промежуток времени, необходимый для протекания реакции гидратации цемента, содержащегося в строительном растворе, является меньшим, чем промежуток времени, необходимый для протекания реакции гидратации цемента, содержащегося в таком же строительном растворе, полученном без использования капсул.
33. Способ по п. 28, в котором средний размер капсул меньше или равен 5 мм.
34. Способ по п. 28, в котором материал покрытия является гидрофобным.
35. Способ по п. 28, в котором материал покрытия содержит гидрированное растительное масло.
36. Способ по п. 28, в котором вторая сухая смесь содержит от примерно 0,001 до примерно 10 мас. % соединения CaCl2.
37. Способ по п. 28, в котором строительный раствор отверждают и получают отвержденный строительный раствор и в котором отвержденный строительный раствор обладает прочностью на сжатие, превышающей прочность на сжатие идентичного отвержденного строительного раствора, полученного без использования капсул.
38. Способ по п. 28, в котором строительный раствор отверждают и получают отвержденный строительный раствор и в котором отвержденный строительный раствор обладает прочностью на изгиб, превышающей прочность на изгиб идентичного отвержденного строительного раствора, полученного без использования капсул.
39. Способ по п. 28, в котором строительный раствор отверждают и получают отвержденный строительный раствор и в котором отвержденный строительный раствор обладает прочностью на разрыв, превышающей прочность на разрыв идентичного отвержденного строительного раствора, полученного без использования капсул.
40. Способ по п. 28, в котором строительный раствор отверждают при температурах, меньших или равных 15°C, и получают отвержденный строительный раствор, и в котором отвержденный строительный раствор обладает прочностью на сжатие, превышающей прочность на сжатие идентичного отвержденного строительного раствора, полученного без использования капсул.
41. Способ по п. 28, в котором строительный раствор отверждают при температурах, меньших или равных 15°C, и получают отвержденный строительный раствор, и в котором отвержденный строительный раствор обладает прочностью на изгиб, превышающей прочность на изгиб идентичного отвержденного строительного раствора, полученного без использования капсул.
42. Способ по п. 28, в котором строительный раствор отверждают при температурах, меньших или равных 15°C, и получают отвержденный строительный раствор, и в котором отвержденный строительный раствор обладает прочностью на разрыв, превышающей прочность на разрыв идентичного отвержденного строительного раствора, полученного без использования капсул.
43. Способ по п. 28, в котором первая сухая смесь дополнительно содержит алкилгидроксиалкилцеллюлозу по любому из пп. 1-10.
44. Способ по любому из пп. 28-43, в котором первая сухая смесь дополнительно содержит замедлитель схватывания и дополнительный ускоритель.
45. Композиция сухой смеси по п. 12, дополнительно содержащая замедлитель схватывания.
46. Способ получения влажного строительного раствора, включающий смешивание композиции сухой смеси по п. 45 с водой.
47. Способ по п. 46, в котором влажный строительный раствор отверждают и получают отвержденный строительный раствор и в котором отвержденный строительный раствор обладает прочностью на разрыв после отверждения в течение 7 дней, превышающей прочность на разрыв после отверждения в течение 7 дней идентичного отвержденного строительного раствора, полученного без использования алкилгидроксиалкилцеллюлозы, полученной способом по п. 1.
48. Способ по п. 46, в котором влажный строительный раствор отверждают и получают отвержденный строительный раствор и в котором отвержденный строительный раствор обладает прочностью на разрыв, превышающей прочность
на разрыв идентичного отвержденного строительного раствора, полученного без использования алкилгидроксиалкилцеллюлозы, полученной способом по п. 1.
49. Способ по п. 46, в котором влажный строительный раствор отверждают и получают отвержденный строительный раствор и в котором отвержденный строительный раствор обладает временем схватывания, меньшим, чем время схватывания идентичного отвержденного строительного раствора, полученного без использования алкилгидроксиалкилцеллюлозы, полученной способом по п. 1.
50. Способ по п. 46, в котором влажный строительный раствор обладает визуально определенным временем работы, по меньшей мере таким же продолжительным, как визуально определенное время работы в остальном идентичного строительного раствора, полученного без использования алкилгидроксиалкилцеллюлозы, полученной способом по п. 1.
Наверх