包含多根填充纤维的水泥复合材料的制作方法_3

文档序号:9568118阅读:来源:国知局
共聚物还可为具有下式的嵌段或混嵌/嵌段聚氧亚烷基聚合 物:
[0058] Υ[(Α)ο(Ε0)η(Α)ηΗ]χ
[0059] 其中Y为含有活性氢的有机化合物的核,所述有机化合物:具有的官能度X为1至 6,如1、2、3、4、5或6 ;以及具有(i)2至6个碳原子和2至3个反应性氢原子,碳原子如2、 3、4、5或6个碳原子,或(ii)6至18个碳原子和1至3个反应性氢原子,碳原子如6、7、8、 9、10、11、12、13、14、15或16、17或18个碳原子,反应性氢原子如1、2或3个反应性氢原子。 A通常为选自以下的低级环氧烷烃:环氧丙烷、环氧丁烷、四氢呋喃或其混合物。最高达25 重量%、最高达20重量%、最高达15重量%、最高达10重量%或最高达5重量%的A可在 与环氧乙烷的混合物中与含有活性氢的有机化合物直接反应,随后可添加75重量%以上、 80重量%以上、85重量%以上、90重量%以上或95重量%以上的A以制备聚合物。此外, m可为0 至 110,如 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、 24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、 49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、 74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、 99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109 或 110。N 可为 0 至 26,如 0、1、2、3、4、5、 6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25 或 26。在其他非限制性实 施方案中,落在上述范围的一个或多个范围内的所有值和值的范围,无论整数还是分数,在 此均明确考虑。
[0060] 或者,ΕΟ/ΡΟ嵌段/混嵌共聚物可为具有下式的嵌段或混嵌/嵌段聚氧亚烷基聚 合物:
[0061] Υ[(Α)ο(Ε0/Α)η(Α)ηΗ]χ
[0062] 其中Υ为含有活性氢的有机化合物的核,所述有机化合物:具有的官能度X为1至 6,如1、2、3、4、5或6 ;以及具有(i)2至6个碳原子和2至3个反应性氢原子,碳原子如2、 3、4、5或6个碳原子,或(ii) 6至18个碳原子和1至3个反应性氢原子,碳原子如6、7、8、9、 10、 11、12、13、14、15或16、17或18个碳原子,反应性氢原子如1、2或3个反应性氢原子。A 通常为选自以下的低级环氧烷烃:环氧丙烷、环氧丁烷、四氢呋喃或其混合物。最高达25重 量%、20重量%、最高达15重量%、最高达10重量%或最高达5重量%的A可在与环氧乙 烷的混合物中与含有活性氢的有机化合物直接反应,随后可添加75重量%以上、80重量% 以上、85重量%以上、90重量%以上或95重量%以上的A以制备聚合物。此外,m可为0至 110,如 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、 27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、 52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、 77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、 102、103、104、105、106、107、108、109 或 110。N 可为 0 至 26,如 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、 11、 12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25或26。0可为0至26,如0、1、2、3、4、5、 6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25 或 26。在其他非限制性实 施方案中,落在上述范围的一个或多个范围内的所有值和值的范围,无论整数还是分数,在 此均明确考虑。
[0063] EO/PO嵌段/混嵌共聚物通常为非离子的,但可以为阳离子、阴离子、两性或两性 离子的。EO/PO嵌段/混嵌共聚物可以以伯羟基封端,但也可为不同的端基。一般而言,E0/ P0嵌段/混嵌共聚物由重复单元聚环氧乙烷和聚环氧丙烷形成。聚环氧乙烷有助于EO/PO 嵌段/混嵌共聚物的乙氧基化程度,如上所述,其会增加纤维10对水泥组合物或在水泥组 合物中的粘合性。通常,EO/PO嵌段/混嵌共聚物具有的平均分子重量为5, 000至15, OOOg/ mol。或者,Ε0/Ρ0嵌段/混嵌共聚物可具有的平均分子重量为5, 500至14, 000g/mol、6, 000 至 13, 500g/mol、6, 500 至 13, 000g/mol 或 7, 000 至 13, 000g/mol。在其他非限制性实施方 案中,落在上述范围的一个或多个范围内的所有值和值的范围,无论整数还是分数,在此均 明确考虑。
[0064] 在某些实施方案中,表面活性剂14为脂肪醇。在其他实施方案中,表面活性剂14 为脂肪烷氧基醇。在另一些其他实施方案中,表面活性剂14为聚聚亚烷基二醇。
[0065] 在某些实施方案中,表面活性剂14为烷基酚烷氧基化物。烷基酚烷氧基化物不具 体限制,但可为具有下式的烷基酚烷氧基化物:
[0066]
[0067] 其中P为苯基;1?为(:8或(:9支链或直链烷基;m为3至12,如4、5、6、7、8、9、10、11 或12 ;且η为0至12,如0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12。在其他非限制性实施方案 中,落在上述范围的一个或多个范围内的所有值和值的范围,无论整数还是分数,在此均明 确考虑。
[0068] 多根纤维10的每一根通常包含小于或等于10重量份的表面活性剂14,基于100 重量份的多根纤维10的每一根计。或者,多根纤维10的每一根可包含小于或等于8重量 份、小于或等于6重量份、小于或等于4重量份、小于或等于3重量份、小于或等于2重量份 或小于或等于1重量份的表面活性剂14,各自均基于100重量份的多根纤维10的每一根 计。在其他非限制性实施方案中,落在上述范围的一个或多个范围内的所有值和值的范围, 无论整数还是分数,在此均明确考虑。
[0069] 金属氣化物:
[0070] 多根纤维10的每一根还包含金属氧化物16。金属氧化物16通常包含一个以上的 例如处于-2氧化态的氧原子。然而,金属氧化物16不限于此,并且可为下列物质、包括下 列物质、主要由下列物质组成或由下列物质组成:本领域已知的任意一种以上的金属氧化 物16。在一个实施方案中,术语"主要由……组成"描述了金属氧化物16不含非金属氧化 物16的化合物或复合物。金属氧化物16的金属可为本领域中已知的任意金属,例如碱金 属、碱土金属、过渡金属,或周期表的第ΙΒ、ΙΙΒ、ΙΙΙΑ、IVA、VA或VIA族金属。在一个实施 方案中,金属氧化物16为二氧化硅(Si02)。尽管硅通常可描述为准金属或半金属,但针对 本公开的目的,硅描述为针对本公开的金属氧化物16目的而言的金属。然而,在一个实施 方案中,考虑术语金属氧化物16可用半金属氧化物16代替。
[0071] 如本领域中理解的,二氧化硅还称为硅石(silica),并且其可以以一种以上的下 列形成存在,所述形式包括但不限于熔融石英、水晶、锻制二氧化硅(例如热解硅石)、胶体 二氧化硅、硅胶、气凝胶及其结合。本公开的金属氧化物16可为下列物质、包括下列物质、 主要由下列物质组成、或由下列物质组成:二氧化硅和/或任何一种或一种以上的上述形 式的二氧化硅。
[0072] 金属氧化物16通常在多根纤维10中的存在量为0. 01至5. 00、0. 1至5. 0、0. 2至 4. 9、0. 3 至 4. 8、0. 4 至 4. 7、0. 5 至 4. 6、0. 6 至 4. 5、0. 7 至 4. 4、0. 8 至 4. 3、0. 9 至 4. 2、1. 0 至 4. 1、1. 1 至 4. 0、1. 2 至 3. 9、1. 3 至 3. 8、1. 4 至 3. 7、1. 5 至 3. 6、1. 6 至 3. 5、1. 7 至 3. 4、 1. 8 至 3. 5、L 9 至 3. 4、2· 0 至 3· 3、2· 1 至 3. 2、2· 2 至 3. 1、2· 3 至 3. 0、2· 4 至 2. 9、2· 5 至 2. 8 或2. 6至2. 7重量份/100重量份的多根纤维10。在其他实施方案中,金属氧化物16为锻 制二氧化娃(例如反应性火山灰材料),其包括5至99重量%的无定形二氧化娃。在其他 非限制性实施方案中,落在上述范围的一个或多个范围内的所有值和值的范围,无论整数 还是分数,在此均明确考虑。
[0073] 在本公开的复合材料中和/或在水泥组合物本身中,可存在或可形成一种以上的 金属氢氧化物。例如,在水泥水合过程中形成的氢氧化钙可与纤维中的金属氧化物16(例 如二氧化硅)反应以提供(另外的)界面结合强度,从而用于改进纤维和水泥组合物之间 的粘合性。这种反应可形成金属硅酸盐,例如硅酸钙。不意在囿于理论,现认为存在的金属 氧化物16在纤维中形成反应位点作为可与金属氢氧化物反应的位置。
[0074] 类似于表面活性剂14,金属氧化物16也独立地不均匀地分散遍及多根纤维10的 每一根。换言之,金属氧化物16通常或大致均匀地分布遍及整个纤维10,从而使得纤维10 的横截面显示出金属氧化物16存在于大致整个横截面中(参见,例如图4B和5),如本领域 技术人员所理解的。金属氧化物16和表面活性剂14可以以相同或不同的方式或数量分散 于多根纤维10中。
[0075] 添加剂:
[0076] 多根纤维10的每一根还可包含一种以上的添加剂。添加剂可为抗氧化剂和/或光 稳定剂。抗氧化剂可为或包含第一抗氧化剂和/或第二抗氧化剂。然而,应理解,纤维可包 含任何数量的抗氧化剂。光稳定剂可为或包括受阻胺光稳定剂(HALS)。在纤维10的形成 过程中,添加剂通常使由热和剪切导致的塑料组分12和表面活性剂14的降解最小化。此 外,添加剂通常提供具有长期热稳定性的纤维10。
[0077] 第一抗氧化剂可在多根纤维中的存在量为0. 001至1重量份、0. 01至0. 2重量 份或0. 05至0. 15重量份,各自均基于100重量份的多根纤维10的每一根计。合适的主 抗氧化剂的非限制性实例以商品名Irganox?,如丨rganox? 3ll4(A〇)和IfgaUGX?: B1411 (AO),由Florham Park,NJ的BASF公司市售可得。在其他非限制性实施方案中,落在 上述范围的一个或多个范围内的
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