[发明专利]用于处理建筑骨料的阳离子聚合物

说明书

发明领域

本发明涉及用于制备建筑材料的砂骨料的处理，和更具体地涉及使用阳离子聚合物缓解(mitigation)在建筑骨料中的粘土。

发明背景

已知用于制备建筑材料例如混凝土的砂骨料可以含有粘土材料，其对混凝土有害，和／或对用于混凝土中的增塑剂的有效性有害。

例如，由其共同受让人Jardine等拥有的美国专利6,352,952和6,670,415公开了某种粘土，其与水接触时膨胀，是不利地影响“EO／PO”型超增塑剂(例如，其含有氧化乙烯和氧化丙烯基团)的剂量有效性的原因。Jardine等教导了粘土-活性-改性剂，例如有机阳离子(例如对与粘土进行阳离子交换具有强亲和力的季铵)，可以在将水引入粘土中之前，期间或之后引入粘土中。

如美国序列号11,575,612(公开号2007/0287794A1)和美国序列号1111/575,607(公开号2008/0060556A1)中的另一个实施例所述，Jacquet等公开了惰化在意欲用于制备混凝土的砂骨料中的粘土的组合物和方法。该组合物可以包含已经含有阳离子季铵官能团的单体：所述季铵官能团例如二烯丙基二烷基铵、季铵化的二烷基氨基烷基的(甲基)丙烯酸酯和由季铵化的二烷基氨基烷基N-取代的(甲基)丙烯酰胺。特别地优选二甲基胺和表氯醇缩聚获得的阳离子聚合物。

发明概述

本发明涉及含粘土骨料的处理，该骨料用于制备混凝土、灰浆和沥青，和特别涉及通过某种单体组分的聚合而获得的聚合物的应用，如将更详细地在下文中描述的。

该聚合物的应用能够导致水泥基组合物的性能的改进，例如不要求增加水的可加工性，和减少洗涤和处理粘土所需的劳动。

本发明用于处理用在建筑材料中的含粘土骨料的示例性方法包括：以基于所述粘土干重计的3％-60％的量，将获自下述单体组分的疏水改性阳离子聚合物引入含粘土砂骨料中：

(A)60-98摩尔百分比的量的阳离子单体，选自季铵化的乙烯基吡啶或下述结构代表的其他阳离子单体：

其中

R₁、R₂和R₃各自独立地表示氢、-CH₃或-COOH；

R₄、R₅、R₆、R₇和R₈各自独立地表示C₁-C₄烷基；

R₉和R₁₀各自独立地表示氢或-CH₃；

Z₁表示-O-或-NH-；

Y₁表示-CH₂CH(OH)CH₂-或C₁-C₆烷基；和

X表示卤化物、类卤化物或硫酸盐；

(B)2-40摩尔百分比的量的疏水性的、基本上不溶于水的单体，选自醋酸乙烯酯，丙烯腈，甲基丙烯腈，苯乙烯和其衍生物，式CH₂＝CH-O-R₁₁的乙烯基醚，其中R₁₁为直链或支链的饱和或不饱和的1-12个碳的烃基，式H₂C＝CR₁₂-CO-Z₂-R₁₃的酯或酰胺，其中R₁₂为氢或C₁至C₃烷基，Z₂为-O-或-NH-，和R₁₃为直链或支链的饱和或不饱和的具有1-18个碳的烃基；和

(C)0-20摩尔百分比的量的水溶性单体，选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、烷基或二烷基丙烯酰胺或烷基或二烷基甲基丙烯酰胺、聚氧化烯丙烯酸酯、聚氧化烯甲基丙烯酸酯和聚氧化烯醚。

本发明也提供由上述方法制备的骨料组合物。该骨料组合物可以与水泥粘结剂结合以形成灰浆或混凝土，或与沥青组合物结合以提供沥青组合物，并且通常能够用于形成建筑材料组合物。或者该骨料组合物可以与一种或多种常规的掺加物化学品，例如减水剂(例如，超增塑剂)掺加物结合；和可以同时包含水泥粘结剂和减水剂。