JP2015513515A - 粘土緩和のための官能化ポリアミン - Google Patents
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Abstract
Description
れている。例えば特許文献1および2(W.R.Grace & Co.−Conn.により所有)で、Jardine et al.は四級アミンが、そのような粘土を含む砂骨材を使用して製造したコンクリートで使用される高流動化剤の適用量効率に及ばす粘土の悪影響を最少化するために使用できたと開示した。
を含んでなり、
ここで該水溶性ポリアミンが:以下の構造式(E)および(F)により表されるハロゲン化化合物;以下の構造式(G)により表される硫酸塩化合物;以下の構造式(H)によ
り表されるエポキシ化合物;以下の構造式(I)により表されるジハロゲン化化合物;
の上記化合物から選択される少なくとも1つの官能化剤を使用して官能化されており、そして
ここで該ポリアミン対該官能化剤の乾燥重量比が99.5:0.5〜75:25である。
は坑井のセメンチング組成物を使用するサービス井のような坑井掘削の応用のように、他の構造方法にも使用することができる。
ムからなる一部融合した塊である。珪酸カルシウムは本質的に珪酸三カルシウム(セメント化学による命名では3CaO・SiO2 “C3S”)、および珪酸二カルシウム(2CaO・SiO2 “C2S”)の混合物であり、ここで前者が主要な形態であり、少量のアルミン酸三カルシウム(3CaO・Al2O3,“C3A”)および鉄アルミン酸四石灰(4CaO・Al2O3・Fe2O3,“C4AF”)を含む。例えばDodson,Vance H.,Concrete Admixtures(Van Nostrand Reinhold,New York NY 1990),page 1を参照にされたい。
ここで該水溶性ポリアミンが:以下の構造式(E)および(F)により表されるハロゲン化化合物;以下の構造式(G)により表される硫酸塩化合物;以下の構造式(H)により表されるエポキシ化合物;以下の構造式(I)により表されるジハロゲン化化合物;
くは環式のC1〜C10アルキレンまたはアリーレン基を表し;“X”は塩素、臭素、ヨウ素原子またはそれらの混合物を表し;“Y-”はクロライド、ブロミドまたはヨージドアニオンを表し;そして“p”は1〜16の整数を表す]
の上記化合物から選択される少なくとも1つの官能化剤を使用して官能化されており、そして
ここで該ポリアミン対該官能化剤の乾燥重量比が99.5:0.5〜75:25である。
んでなり、そしてエチレンジアミン、1,3−プロピレンジアミン,1,4−ブチレンジアミン,1,5−ペンタメチレンジアミン,1,6−ヘキサメチレンジアミンまたはそれらの混合物を含んでなる。好適であるのはエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンまたはそれらの混合物である。
ライド、またはそれらの混合物を含んでなる。これらエポキシ化合物の中で好適であるのはグリシジルトリメチルアンモニウムクロライドである。
PWXL−COカラム(G3000およびG5000)、35℃のカラム温度、溶出溶媒として0.8重量%の硝酸ナトリウム水溶液、50μLの注入容量、そして0.6mL/分の流速。
ここで該水溶性ポリアミンが:以下の構造式(E)および(F)により表されるハロゲン化化合物;以下の構造式(G)により表される硫酸塩化合物;以下の構造式(H)により表されるエポキシ化合物;および以下の構造式(I)により表されるジハロゲン化化合物;
レンまたはアリール基を表し;R18はC1〜C3アルキル基を表し;R19は直鎖、分岐もしくは環式のC1〜C10アルキレンまたはアリーレン基を表し;“X”は塩素、臭素、ヨウ素原子またはそれらの混合を表し;“Y-”はクロライド、ブロミドまたはヨージドアニオンを表し;そして“p”は1〜16の整数を表す]
の上記化合物から選択される少なくとも1つの官能化剤を使用して官能化されており、そして
ここで該ポリアミン対該官能化剤の乾燥重量比が99.5:0.5〜75:25である。
減水剤(例えばリグニンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩ホルムアルデヒド縮合物(NSFC)、メラミンスルホン酸塩ホルムアルデヒド縮合物(MSFC)、ポリカルボン酸塩櫛形ポリマー(“EO”および/または“PO”基のようなアルキレンオキシド基を含む)、グルコン酸塩、等);凝結遅延剤;凝結促進剤、消泡剤;空気連行剤;表面活性剤;およびそれらの混合物の群から選択される少なくとも1つの化学混和剤;および
以下の構造式(A)から(C)により表される少なくとも1つのアミン化合物を、以下の構造式(D)により表されるエポキシ化合物と反応させることにより形成される水溶性ポリアミンを含んでなる水溶性の官能化ポリアミン:
を含んでなり、
ここで該水溶性ポリアミンが:以下の構造式(E)および(F)により表されるハロゲン化化合物;以下の構造式(G)により表される硫酸塩化合物;以下の構造式(H)により表されるエポキシ化合物;以下の構造式(I)により表されるジハロゲン化化合物;
レンまたはアリール基を表し;R18はC1〜C3アルキル基を表し;R19は直鎖、分岐もしくは環式のC1〜C10アルキレンまたはアリーレン基を表し;“X”は塩素、臭素、ヨウ素原子またはそれらの混合を表し;“Y-”はクロライド、ブロミドまたはヨージドアニオンを表し;そして“p”は1〜16の整数を表す]
の上記化合物から選択される少なくとも1つの官能化剤を使用して官能化されており、そして
ここで該ポリアミン対該官能化剤の乾燥重量比が99.5:0.5〜75:25である。
置き換わる。頁岩層の飽和および低い透過性により、少容量の坑井流体の層への浸透は、坑井壁付近の間隙流体圧をかなり上げることになり、これは次いで効果的なセメント支持を下げる可能性があり、安定性の低い坑井状態を導く。
該水溶性ポリアミンが:以下の構造式(E)および(F)により表されるハロゲン化化合物;以下の構造式(G)により表される硫酸塩化合物;以下の構造式(H)により表されるエポキシ化合物;以下の構造式(I)により表されるジハロゲン化化合物;
の上記化合物から選択される少なくとも1つの官能化剤を使用して官能化されており、そして
該ポリアミン対該官能化剤の乾燥重量比が99.5:0.5〜75:25である。
の間、温度を70°−80℃の間に維持した。追加の24gのエピクロロヒドリンを2時間にわたり80℃で入れた。その後、生じた縮合物(“EPI−DMA”)は、特異的量の官能化剤、すなわち65%の3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド(“CHPTMAC”)水溶液で80℃にて30分反応させることにより官能化した。その後、水を加えて水溶液を得た。これらの量を表1に示す。
Claims (35)
- 骨材中の粘土の影響を緩和する方法であって、
複数の骨材に含まれる粘土に、該骨材中に含まれる粘土の乾燥重量に基づき、0.1重量%〜100重量%の水溶性の官能化ポリアミンを導入することを含んでなり、該水溶性の官能化ポリアミンは
以下の構造式(A)から(C)により表される少なくとも1つのアミン化合物を、以下の構造式(D)により表されるエポキシ化合物と反応させることにより形成される水溶性ポリアミンを含んでなり:
該水溶性ポリアミンが:以下の構造式(E)および(F)により表されるハロゲン化化合物;以下の構造式(G)により表される硫酸塩化合物;以下の構造式(H)により表されるエポキシ化合物;以下の構造式(I)により表されるジハロゲン化化合物;
の上記化合物から選択される少なくとも1つの官能化剤を使用して官能化されており、そして
該ポリアミン対該官能化剤の乾燥重量比が99.5:0.5〜75:25である上記方法。 - 上記骨材が、モルタル骨材、コンクリート骨材、アスファルト骨材および路盤材から選択される請求項1に記載の方法。
- 上記水溶性官能化ポリアミンが、該骨材に含まれる粘土の乾燥重量に基づき、1重量%〜50重量%の量で複数の骨材に含まれる粘土に導入される請求項1に記載の方法。
- 上記水溶性官能化ポリアミンが、該骨材に含まれる粘土の乾燥重量に基づき、2重量%〜25重量%の量で複数の骨材に含まれる粘土に導入される請求項1に記載の方法。
- 上記アミン化合物が構造式(A)により表され、そしてアンモニア、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、メチルエチルアミン、メチルプロピルアミン、エチルプロピルアミン、またはそれらの混合物を含んでなる請求項1に記載の方法。
- 上記アミン化合物がジメチルアミンである請求項5に記載の方法。
- 上記アミン化合物が構造式(B)により表され、そしてエチレンジアミン、1,3−プロピレンジアミン,1,4−ブチレンジアミン,1,5−ペンタメチレンジアミン,1,6−ヘキサメチレンジアミンまたはそれらの混合物を含んでなる請求項1に記載の方法。
- 上記アミン化合物がエチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンまたはそれらの混合物を含んでなる請求項7に記載の方法。
- 上記アミン化合物が構造式(C)により表され、そしてジエチレントリアミン、トリエチレンテトラアミン、テトラエチレンペンタミンまたはそれらの混合物を含んでなる請求項1に記載の方法。
- 上記アミン化合物がテトラエチレンペンタミンである請求項9に記載の方法。
- 上記アミン化合物が99.9:0.1〜90:10のモル比のジメチルアミンとエチレンジアミンとの混合物である請求項1に記載の方法。
- 上記アミン化合物が99.9:0.1〜92:8のモル比のジメチルアミンとテトラエチレンペンタミンとの混合物である請求項1に記載の方法。
- 上記アミン化合物が、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、エピヨードヒドリンまたはそれらの混合物を含んでなるエポキシ化合物と反応させられる請求項1に記載の方法。
- 上記エポキシ化合物がエピクロロヒドリンである請求項1に記載の方法。
- 上記水溶性ポリアミンが、構造式(E)により表される上記ハロゲン化化合物を使用して官能化され、該ハロゲン化化合物が塩化メチル、塩化エチル、塩化プロピル、塩化アリル、塩化ベンジルまたはそれらの混合物を含んでなる請求項1に記載の方法。
- 上記ハロゲン化化合物が、塩化メチル、塩化ベンジルまたはそれらの混合物を含んでなる請求項15に記載の方法。
- 上記水溶性ポリアミンが、構造式(F)により表される上記ハロゲン化化合物を使用して官能化され、該ハロゲン化化合物が3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライド、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルラウリルジメチルアンモニウムクロライド、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルジメチルステアリルアンモニウムクロライド、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルジメチルココアルキルアンモニウムクロライド、またはそれらの混合物を含んでなる請求項1に記載の方法。
- 上記ハロゲン化化合物が3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライドである請求項17に記載の方法。
- 上記水溶性ポリアミンが、構造式(G)により表される硫酸塩化合物を使用して官能化され、該硫酸塩化合物がジメチルサルフェート、ジエチルサルフェート、メチルエチルサルフェート、メチルプロピルサルフェートまたはそれらの混合物を含んでなる、請求項1に記載の方法。
- 上記硫酸塩化合物がジメチルサルフェートである請求項19に記載の方法。
- 上記水溶性ポリアミンが、構造式(H)により表されるエポキシ化合物を使用して官能化され、該エポキシ化合物がグリシジルトリメチルアンモニウムクロライド、グリシジルトリエチルアンモニウムクロライド、グリシジルジメチルプロピルアンモニウムクロライド、グリシジルジメチルヘキシルアンモニウムクロライド、グリシジルジプロピルデシルアンモニウムブロミド、グリシジルジメチルラウリルアンモニウムクロライド、またはそ
れらの混合物を含んでなる請求項1に記載の方法。 - 構造式(H)により表される上記エポキシ化合物がグリシジルトリメチルアンモニウムクロライドである請求項1に記載の方法。
- 上記水溶性ポリアミンが、構造式(I)により表されるジハロゲン化化合物を使用して官能化され、該ジハロゲン化化合物がジクロロエタン、ジブロモブタン、ジクロロベンゼン、1−ブロモ−4−クロロベンゼンまたはそれらの混合物を含んでなる請求項1に記載の方法。
- 上記ジハロゲン化化合物がジクロロエタンまたは1−ブロモ−4−クロロベンゼンである請求項23に記載の方法。
- 上記ポリアミン対上記官能化剤の上記重量比が、99:1〜85:15である請求項1に記載の方法。
- 上記水溶性ポリアミン対上記官能化剤の上記重量比が、99:1〜90:10である請求項25に記載の方法。
- 上記水溶性の官能化ポリアミンが、50重量%の水溶液で、Brookfield粘度計モデルDV−II+、スピンドルLV−1を用いて60rpm、25℃で測定した時に2〜500センチポイズのBrookfield粘度を有する請求項1に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法により提供される骨材組成物。
- 骨材組成物であって:
天然および/または人工の砂、砕石、玉砕、砕岩、砕頁岩またはそれらの混合物の群から選択される複数の粘土含有骨材;および、
該骨材に含まれる粘土の乾燥重量に基づき、0.1重量%〜100重量%の水溶性の官能化ポリアミンを含んでなり、該水溶性の官能化ポリアミンは
以下の構造式(A)から(C)により表される少なくとも1つのアミン化合物を、以下の構造式(D)により表されるエポキシ化合物と反応させることにより形成される水溶性ポリアミンを含んでなり:
該水溶性ポリアミンが:以下の構造式(E)および(F)により表されるハロゲン化化合物;以下の構造式(G)により表される硫酸塩化合物;以下の構造式(H)により表されるエポキシ化合物;および以下の構造式(I)により表されるジハロゲン化化合物;
の上記化合物から選択される少なくとも1つの官能化剤を使用して官能化されており、そして
該ポリアミン対該官能化剤の乾燥重量比が99:1〜75:25である、上記組成物。 - 水和性セメントを請求項29に記載の上記骨材組成物と合わせることを含んでなる、水和性セメント状組成物の改良法。
- 上記水溶性官能化ポリアミンが、該骨材に含まれる粘土の乾燥重量に基づき、1重量%〜50重量%の量で複数の骨材に含まれる粘土に導入される請求項29に記載の方法。
- 上記水溶性官能化ポリアミンが、該骨材に含まれる粘土の乾燥重量に基づき、2重量%〜25重量%の量で複数の骨材に含まれる粘土に導入される請求項29に記載の方法。
- 骨材またはセメント状組成物の1もしくは複数の特性を改良するための混和剤組成物であって:
減水剤、凝結遅延剤、凝結促進剤、消泡剤、空気連行剤、表面活性剤およびそれらの混合物の群から選択される少なくとも1つの化学的混和剤;および
以下の構造式(A)から(C)により表される少なくとも1つのアミン化合物を、以下の構造式(D)により表されるエポキシ化合物と反応させることにより形成される水溶性ポリアミンを含んでなる水溶性の官能化ポリアミン:
を含んでなり、
該水溶性ポリアミンが:以下の構造式(E)および(F)により表されるハロゲン化化合物;以下の構造式(G)により表される硫酸塩化合物;以下の構造式(H)により表されるエポキシ化合物;以下の構造式(I)により表されるジハロゲン化化合物;
の上記化合物から選択される少なくとも1つの官能化剤を使用して官能化されており、そして
該ポリアミン対該官能化剤の乾燥重量比が99:1〜75:25である、上記混和剤組成物。 - 上記少なくとも1つの化学的混和剤が、リグニンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩ホルムアルデヒド縮合物、メラミンスルホン酸塩ホルムアルデヒド縮合物、アルキレンオキシド基を含むポリカルボン酸塩櫛形ポリマー、グルコン酸塩およびそれらの混合物からなる群から選択される減水剤である請求項33に記載の混和剤組成物。
- 粘土含有骨材に請求項33に記載の混和剤組成物を導入することを含んでなる、粘土含有骨材を含む水和性セメント組成物の改良法。
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