[发明专利]硫磺水泥预组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明提供硫磺水泥预组合物和用于制备硫磺水泥预组合物的方法。本发明还提供制备硫磺水泥产品的方法、硫磺水泥产品以及该硫磺水泥预组合物在硫磺水泥、硫磺灰浆或硫磺混凝土中的用途。

背景技术

硫磺水泥通常指至少包含硫和填料的产品。为了改进硫磺水泥的性质，可以用硫改性剂使硫改性。这些改性剂在本领域中是已知的。

通常的硫磺水泥填料是粒状无机材料。

硫磺水泥-骨料复合材料通常指同时包含硫磺水泥和骨料的复合材料。硫磺水泥-骨料复合材料的实例是硫磺灰浆、硫磺混凝土和硫磺强化沥青。硫磺强化沥青是含有填料和渣油烃馏分的沥青，即通常含有粘合剂的骨料，其中部分粘合剂已经用硫、通常是改性硫所替代。

已知使用有机硅烷化合物作为硫磺水泥或硫磺水泥-骨料组合物中的稳定剂，以改进水稳定性。在US 4,164,428中，例如公开了包含至少50wt％的硫、硫改性剂(通常称为硫增塑剂)、细分粒状矿物悬浮剂和有机硅烷稳定剂的改性硫组合物(通常称为增塑硫组合物)。所提及的适合有机硅烷具有分子通式R-Si(OR′)₃，其中R′是低分子量烷基，和R是具有至少一个官能团的有机自由基，通常通过短烷基链连接至硅原子。提及γ-巯基丙基三甲氧基硅烷是优选的有机硅烷。

在US 4,376,830中，公开了包含硫磺水泥和骨料的硫磺水泥-骨料组合物以及用于制备该组合物的方法，其中骨料含有膨胀粘土。所述方法和所得组合物的特征在于在固化(冷却)组合物之前，在组合物中添加某些有机硅烷化合物。所提及的适合有机硅烷具有通式Z-Si(R¹R²R³)，其中R¹、R²和R³可以是低级烷氧基，和Z是通过碳原子与Si相连且具有至少一个熔融-硫活性基团的有机自由基。Z可以是例如巯基烷基。提及γ-巯基丙基三甲氧基硅烷为优选的有机硅烷。γ-巯基丙基三甲氧基硅烷毒性很大，和具有非常讨厌的气味。本领域中需要改进硫磺水泥产品的水稳定性的另外的稳定剂。

发明内容

已经发现选自有机钛酸酯的稳定剂可以用于制备硫磺水泥产品。

因此，本发明提供一种硫磺水泥预组合物，其包含硫和至少有机钛酸酯，所述有机钛酸酯具有如下分子通式：

其中R₁是C_nH_(2n)-S_aR₄或C_mH_(2m+1)，n是1-4的整数，m是1-30的整数和a是2-8的整数，R₄是S、H或C_pH_(2p+1)，和p是1-8的整数，

XO是烷氧基或新烷氧基，和

R₂和R₃独立地是C_nH_(2n)-S_aR₄、烷基、新烷基、酰基或芳基。

在另外的方面，本发明提供一种硫磺水泥预组合物，其包含硫和至少有机钛酸酯，所述有机钛酸酯具有如下分子通式：

其中

R₅是C_nH_(2n)-S_a-C_n′H_(2n ′)，n和n′各自独立地是1-4的整数，和a是2-8的整数，

XO和X′O各自独立地是烷氧基或新烷氧基，和

R₂、R₃、R₆和R₇各自独立地是C_nH_(2n)-S_aR₄、烷基、新烷基、酰基或芳基，其中R₄是S、H或C_pH_(2p+1)，和p是1-8的整数。

在另外的方面，本发明提供一种用于制备本发明的硫磺水泥预组合物的方法，包括使硫与基于总组合物重量计用量至少0.05wt％的至少有机钛酸酯掺混，以获得硫磺水泥预组合物，在所述方法中，所述有机钛酸酯具有上文定义的分子通式。

在另外的方面，本发明提供一种用于制备硫磺水泥产品的方法，所述方法包括以下步骤：