[发明专利]含有硅酸盐水溶液和填料的具有高储存稳定性的悬浮液

说明书

本发明涉及一种含有硅酸盐水溶液和填料的具有高储存稳定性的悬浮液。

例如在US-A-4,361,659中揭示了这种悬浮液。该悬浮液含有结晶状的碳酸钙和石英粉填料。为了得到比较好的稳定性，悬浮液还要含有抗碱性有机聚合物。

在使环境/健康易受影响的应用中有机药品常都是不希望的。当在高温装置附近使用，例如在高温下干燥时，安全性是一个非常严重的问题。此外，经过有机稳定剂稳定的悬浮液对组分的微小变化非常敏感。例如，在稳定剂稍微过量的情况下，它们会在储存过程中变成凝胶。此外，只要稍稍将其稀释或者水相的不同离子强度下，经过有机化合物稳定处理的悬浮液常会变得不稳定。

在US-A-4,403,059中，描述了一种基于碱金属硅酸盐水溶液的组合物，其中无机粉末填料含量为10～40％，通过使用至少一种碳原子数为12～22的脂肪酸的锌皂作稳定剂，能得到良好的储存稳定性。但是采用该美国专利说明书公开的这种组合物，很难为最佳控制稳定性而又不过度增加其粘度来限定所需有机稳定剂的具体含量。

此外，由于环境和安全性的要求，使用含有锌皂和聚合物的稳定剂会限制这种悬浮液的应用领域。

悬浮液还可以用无机稳定剂进行稳定处理，如粒径大约为0.1微米的无机粘土，这种粘土具有溶帐性，还可用作增稠剂。此外，这些稳定剂会干扰组合物中的其它组分。

由于稳定剂的增稠特性，通常经无机稳定剂稳定处理后的悬浮液都有很高的粘度，这限制了它的可应用性，以及可加入的固体量。

在这方面还可以参照英国专利GB-A-2 058 818，它公开了一种喷涂粘合剂组合物，该组合物包括(i)一种碱金属硅酸盐水溶液，(ii)重量百分比为1～10％的含有大于15％矿物质高岭土的细碎无机粉末，以及(iii)细碎硅石。优选地，硅石呈硅酸形式。在该专利申请中，用高岭土作填料/稳定剂。细填料的总量限制在最多10重量％。

目前，人们还不知道如何生产含有较多细填料物质的硅酸盐水悬浮液，使其在没有稳定剂的情况下，还能保持足够的稳定性。

本发明提供了一种具有高储存稳定性的，含有硅酸盐水溶液和填料的悬浮液，其中硅酸盐溶液的硅酸盐含量至少为20重量％，填料的平均粒径为0.8～15μm，比重小于2.75kg/l，填料选自a)沸石，b)在碱性水溶液中比较惰性的，含有非晶形碱金属硅铝酸盐的颗粒状或纤维状非晶形无机物，c)石墨或碳黑细颗粒，或者d)它们的混合物，在没有稳定剂的情况下，上述悬浮液也能具有高储存稳定性。令人难以置信的是，在没有稳定剂的情况下，本发明的悬浮液仍具有优异的储存稳定性。通常，在24cm高的液柱内，细填料在5天内都不会沉淀。优选地填料的比重低于2.5kg/l。

值得注意的是，本发明的悬浮液并不排除使用稳定剂，有时添加稳定剂有助于悬浮液的特殊应用，例如，添加稳定剂能更进一步改善悬浮液的稳定性。

在已有技术中，硅酸盐水溶液在填充或粘合方面有许多用途。例如，通过将浓缩硅酸盐水溶液输送到泄漏的下水道管网，可对下水道的泄漏处进行地下修补。上述硅酸盐溶液渗出管道系统，填充在泄漏处周围的土壤空隙。一段时间过后，用硬化剂代替硅酸盐，将硬化剂输送到下水道管网，使其渗出泄漏点，中和土壤周围的硅酸盐，由此密封泄露点。使硅酸盐和硬化剂填充在泄露点周围的土壤颗粒之间的空隙中。

通常所用的硬化剂是较昂贵的有机酸酯，它们水解并由此释放出中和硅酸盐所需的酸。

从环境和经济方面考虑，需要将酯(以及相应的需要中和的硅酸盐)的用量减少到最低限度。

含有填料的本发明的悬浮液例如有用于修补下水道管网的优点，这种填料可部分填充土壤颗粒之间的空隙，由此降低硅酸盐的用量，以及相应有机酯的需求量。此外，填充剂可堵住土壤中的一些小孔，降低硅酸盐和酯渗透到土壤中，由此进一步降低所需硅酸盐和酯的用量。另外，增加悬浮液中的固体含量，能进一步增加填充到土壤孔隙中的材料的密度和强度，由此进一步降低下水道管网泄露点周围土层的渗透性。

通常，用于修补下水道管网的硅酸盐水溶液中的SiO₂含量限制在最多大约33重量％，这当然限制了可通过加入硬化剂形成的硅胶(干燥固体含量)中的二氧化硅含量。限制的固体含量将会极大地影响所得凝胶的物理和机械性质，限定了密度、强度，并且还限定了被粘合材料，如砂子、土壤或土可达到的最小渗透性。此外，酯水解成酸的过程比较缓慢，不用控制。

优选地本发明悬浮液中的填充剂采用沸石。沸石是晶体状的硅铝酸盐。