JP2019510096A - 改質反応性樹脂組成物、およびプロパント剤コーティング用のその使用 - Google Patents

改質反応性樹脂組成物、およびプロパント剤コーティング用のその使用 Download PDF

Info

Publication number
JP2019510096A
JP2019510096A JP2018539327A JP2018539327A JP2019510096A JP 2019510096 A JP2019510096 A JP 2019510096A JP 2018539327 A JP2018539327 A JP 2018539327A JP 2018539327 A JP2018539327 A JP 2018539327A JP 2019510096 A JP2019510096 A JP 2019510096A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
reactive resin
proppant
resin composition
present
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018539327A
Other languages
English (en)
Inventor
セバスティアン、クネール
ダニエル、カリメント
アルント、シュロッサー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wacker Chemie AG
Original Assignee
Wacker Chemie AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wacker Chemie AG filed Critical Wacker Chemie AG
Priority claimed from PCT/EP2017/051337 external-priority patent/WO2017129529A1/de
Publication of JP2019510096A publication Critical patent/JP2019510096A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L61/00Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L61/04Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08L61/06Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04Polysiloxanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04Polysiloxanes
    • C08L83/06Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/10Block- or graft-copolymers containing polysiloxane sequences
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/10Block- or graft-copolymers containing polysiloxane sequences
    • C08L83/12Block- or graft-copolymers containing polysiloxane sequences containing polyether sequences
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D163/00Coating compositions based on epoxy resins; Coating compositions based on derivatives of epoxy resins
    • C09D163/04Epoxynovolacs
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/62Compositions for forming crevices or fractures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/80Compositions for reinforcing fractures, e.g. compositions of proppants used to keep the fractures open
    • C09K8/805Coated proppants
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25Methods for stimulating production
    • E21B43/26Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
    • E21B43/267Methods for stimulating production by forming crevices or fractures reinforcing fractures by propping
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/14Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/42Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences
    • C08G77/445Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences containing polyester sequences
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/42Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences
    • C08G77/46Block-or graft-polymers containing polysiloxane sequences containing polyether sequences

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本発明は、改質された反応性樹脂組成物、および水圧破砕法(フラッキング)で用いられるプロパントのためのコーティング剤としてのその使用に関する。

Description

本発明は、改質反応性樹脂組成物、および水圧破砕(フラッキング)において用いられる適切な材料のための、コーティング組成物としてのその使用に関する。
フラッキング法は、鉱物油および天然ガスの生産に用いられ、堆積した地下深部の岩盤に亀裂を発生させ、拡大し、安定化させる方法であり、その目的は、堆積した箱状空間の透過性を向上させることである。結果として、その中に存在する気体または液体が、より簡単かつより安定的な方法で井戸まで流れることができ、かつ生産することができる。
発生した亀裂は、プロパントを用いて開けた状態に維持する必要がある。現在利用可能なコーティングされたプロパントまたはコーティングされていないプロパントは、脆く、地下深部での生産のために必要な圧縮強度は有していない。高圧下でのプロパントの破砕によって、亀裂をふさぐ微細粒子が放出され、油やガスの生産効率が低減する。
従来技術により利用可能なコーティングされたプロパントは、コーティングされていないプロパントと比較して、安定性が改善されている。しかしながら、例えば、有機樹脂によるコーティングは、利用可能なコーティング自体が非常に脆く、その上に、破砕するかまたは剥がれ落ちる傾向を有するため、その効果は限定されている。
<現状技術>
国際公開WO2008/088449A2は、そのような粒子のコーティングの脆さを低減する方法を開示しており、該方法において、例えばエポキシ樹脂などの熱硬化性反応樹脂を、ブロックコポリマーおよび接着促進剤と混合し、コーティングの衝撃耐性を改善している。二種類の添加剤を使用することに加えて、強度改善剤が調製困難な高価なブロックコポリマーであることが更に不利な点である。
米国特許出願公開US2012088699Aは、例えば、エポキシ樹脂およびシリコーン樹脂などの、少なくとも二種の親油性・疎水性樹脂による粒子のコーティングに関し、該コーティング粒子は、油の収率を改善し、生成される水の量を低減する。シリコーン樹脂の使用により、これらの粒子の製造は高額となる。
米国特許US8852682B2は、プロパント材料として使用するための、交互に配置された複数の部分的コーティングを施された粒子を開示する。充填剤は、個々のプロセス工程の間に明確に計量添加される。不利な点は複雑なプロセスである。例えば、補強充填剤として、例えば、ヒュームド・シリカを含む、例えば、フェノール樹脂など、コーティングのために様々な樹脂が使用される。
米国特許US5422183Aは、同様に、樹脂からなる二層コーティングを有するフラッキング法における適切な材料として使用するための粒子を開示している。コーティングのために、例えば、フェノール樹脂が使用され、ヒュームド・シリカが同様に充填剤として使用される。この充填剤は、第一のコーティング工程の後に、個々の層の間に導入される。両文献における不利な点は、非常に複雑な多段階プロセスであり、これは高価であり、更に制御が困難である。
米国特許出願公開US20140124200Aは、適切な材料をコーティングするための、有機樹脂およびシリコーン樹脂の化学的結合により製造されるハイブリッド材料の使用を開示する。この文献における不利な点は、高価なシリコーン樹脂の使用と、更に、化学修飾のための複雑なプロセスであり、二種類の分岐ポリマーの反応の場合には、製品の品質を制御するのが困難であることである。
更に、例えばエポキシ樹脂などのそれ自身が既に比較的壊れにくい反応性樹脂を使用することによる、コーティングの脆さを低減する従来技術の方法における周知事実も存在する。国際公開WO2010060861A1は、例えば、硬化した熱硬化性樹脂としての破砕耐性および衝撃耐性という化学特性の改善を示す、均質な反応性樹脂に関する。この場合、例えば、少なくとも一種のオルガノポリシロキサンを、分散剤として機能するシリコーンオルガノコポリマーを活用して、未硬化エポキシ樹脂中に均質に分布させる。同様に、Konczol L.et al.(KONCZOL L.et al;ISSN:2021−8995;DOI:10.1002/APP.1994.070540612)は、エポキシ樹脂の靱性を改善するためのポリシロキサン−ポリカプロラクタンブロックコポリマーの使用を教示している。
しかしながら、従来技術は、この靱性の外因性の改善は、エポキシ樹脂の場合などの、特定の内因性の靱性を有するような反応性樹脂である場合にのみに機能することを教示している。この方法は、非常に脆い、ガラス質の反応性樹脂には不適切である(Li Zhongatao;doctoral thesis from the year 2000,標題:「High fracture toughness and high modules silicone resins」以下のURLに公開http://hdl.hamdle.ne/1721.1/8301)。
国際公開WO2008088449A2 米国特許出願公開US2012/088699A 米国特許US8852682B2 米国特許US5422183A 米国特許出願公開US20140124200A 国際公開WO2010060861A1
KONCZOL L.et al;ISSN:2021−8995;DOI:10.1002/APP.1994.070540612 Li Zhongatao;doctoral thesis from the year 2000、High fracture toughness and high modules silicone resins、http://hdl.hamdle.ne/1721.1/8301
<本発明の目的>
したがって、本発明の目的は、非常に脆いフェノール樹脂およびメラミン反応性樹脂の強度を改善する適切な方法を提供し、プロパント用の安価なコーティング組成物を提供し、プロパントのコーティング方法およびコーティングされたプロパントを提供することである。これらのプロパントは、コーティングおよび硬化後に、コーティングの破砕も剥がれ落ちも生じないように、必要な硬度、圧縮強度を有し、同時に弾性特性を示す。
該目的は、驚くべきことに、本発明の改質反応性樹脂組成物により達成される。
本発明の反応性樹脂組成物は、
(A)80質量%〜99.8質量%のフェノール樹脂およびメラミン樹脂から選択される少なくとも一つの反応性樹脂と、
(B)0.2質量%〜20質量%の少なくとも一つの直鎖または環状オルガノポリシロキサン、
を含み、
但し、
(B)は、少なくとも三つの連続的なSi−O単位を有し、
(B)は、少なくとも一つのSi−C結合ペンダント、または末端有機R基を有し、
は、C、N、P、OおよびSからなる群から選択される少なくとも四つの原子を含み、
におけるこれらの原子のうちの少なくとも二つは、Cであり、
(B)における全ての炭素原子の総計対全てのケイ素原子の総計の比率は、少なくとも2.05であり、
(B)は、20℃で自由流動性形態であるか、または250℃までの温度範囲以内に加熱することにより溶融することができ、したがって自由流動性形態へ変換することができる。
好ましくは、本発明の反応性樹脂の、臨界応力拡大係数、即ち、K1c値は、少なくとも0.55MN/m3/2、好ましくは少なくとも0.6MN/m3/2、より好ましくは少なくとも0.75MN/m3/2である。
K1c値は、W=35mmおよびひずみ速度1mm/分を有する、コンパクト引張試験片(CT試験片)を用いて、ASTM D 5045にしたがって測定される。4.5mmの厚みを有するCT試験片をCNC旋盤により作製し、刃物を用いて3mmに刻むことによって調製した。
本発明の反応性樹脂組成物のTg(=ガラス転移温度)は、好ましくは0℃〜250℃の範囲であり、より好ましくは50℃〜230℃の範囲であり、特に好ましくは80℃〜180℃の範囲である。
Tgは、捻りDMTA(=動機械的熱分析)により測定する。Tg値は、本明細書では、損失正接の最大値として規定される。
測定条件:
−機器:ARESレオメータ(TAインストルメンツ)
−温度範囲:25℃〜360℃
−加熱速度:4K/分
−周波数:1Hz
以下の寸法を有するサンプルを分析した。幅:約6mm、厚さ:約3mm、長さ:約40mm(得られたクランプ長さ:約27mm)。
<成分(A)>
好ましくは、本発明の反応性樹脂組成物は、一種類のみの反応性樹脂(A)を含む。
反応性樹脂(A)は、周囲温度で、強固で、べとつかないコーティングを形成しなければならない。これは、コーティングされた粒子が自由流動し続けて、通常の保管条件下において凝集しないために必要である。コーティングは、本質的には、掘削孔内の条件下で架橋がほとんど起こらないか、または全く起こらないように硬化させることができる。コーティングはまた、掘削孔内の条件下で共有結合的架橋が生じるように、部分的にのみ硬化させるか、または他の反応基を施すことができる。
本発明による適切な反応性樹脂(A)は、硬化反応のために適切な十分な数の反応基を備える、全てのフェノール樹脂およびメラミン樹脂である。
重縮合により架橋する反応性樹脂(A)は、好ましくは、ホルムアルデヒドなどのアルデヒドとメラミンとの縮合生成物であるか、またはホルムアルデヒドなどのアルデヒドと、メラミンまたはフェノールとの縮合生成物である。硬化は、通常、水を除去するとともに温度を上昇させることにより生じる。
前述の反応性樹脂(A)のみならず、熱硬化性樹脂の製造に適した全ての他の反応性樹脂を、本発明により提案された方法で改質することができ、架橋および硬化の後で、比較的改善された破砕耐性および衝撃耐性を有し、強度、加熱ひずみ耐性、および化学耐性などの他の必要な特性を備えた熱硬化性樹脂を、本質的に変わらない方法で得られる。
好ましい反応性樹脂(A)は、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂である。これらの反応性樹脂(A)は、レゾール型の熱硬化性フェノール樹脂およびフェノール−ノボラック樹脂を含み、これらは、触媒およびホルムアルデヒドを加えることにより、熱反応性にすることができる。反応性樹脂(A)は、プロパント粒子のコーティングの間に完全に、または部分的にのみ硬化することができる。部分的にのみ硬化したコーティングを有するプロパントは、フラッキング中に、より深い層へ導入されるまでは硬化しない。
特に好ましい反応性樹脂(A)は、フェノール−ノボラック樹脂である。これらは、例えば、プラスチックエンジニアリング企業である、Sheoygan(米国)から、Resin 14772の商品名で入手することができる。そのような反応性樹脂が使用される場合、架橋剤(C)を混合物へ加えて、反応性樹脂のその後の硬化を起こさせる必要がある。ヘキサメチレン−テトラミンは、触媒およびホルムアルデヒド供給原の両方として機能するため、この機能のための(C)として好ましい材料である。
(A)を、少なくとも80質量%、好ましくは88質量%、特に好ましくは94質量%、最も好ましくは99.8質量%、最大99.5質量%の量で使用する。
<成分(B)>
好ましくは、本発明の反応性樹脂組成物は、一種類のみのオルガノポリシロキサン(B)を含む。
(B)は、好ましくは、少なくとも5個、より好ましくは少なくとも10個の連続的なSi−O−単位を有する。
(B)中の炭素原子の総計対ケイ素原子の総計の比率は、少なくとも2.05、好ましくは少なくとも2.1、より好ましくは少なくとも3、好ましくは最大40、より好ましくは最大20、特に好ましくは最大10である。
直鎖または環状(B)は、有機基による、僅かな程度の分岐または僅かな程度の架橋を有していてもよい。分子当たりの架橋または分岐部位の平均数は、好ましくは4以下、より好ましくは2以下、特に好ましくは1以下、最も好ましくは1未満である。
(B)は好ましくは直鎖ポリオルガノシロキサンである。
分子(B)当たりのケイ素原子の平均数は、好ましくは1000未満、より好ましくは200未満、特に好ましくは100未満である。
(B)を、少なくとも0.2質量%で最大20質量%、好ましくは、少なくとも0.5質量%で最大12質量%、特に好ましくは、最大6質量%で用いる。
(B)の更に重要な特性は、20℃で自由流動性であるか、または250℃までの温度範囲で加熱することにより融解されるため、自由流動性へ変換できることである。
(B)についての「自由流動性」の定義は、以下のとおりである。
100gの(B)を、1mmの網目サイズを有する10cmの面積のふるいに広げる。72時間以内に、相当な割合の材料、すなわち、少なくとも90%が、ふるいを通過する。スパチュラを用いて取り除くことができる、ふるいの上の材料(B)を、ふるいを通過しなかった残渣とする。この残渣の重さを測定して、(B)が自由流動性かどうかを決定する。
(A)および反応性樹脂組成物についての「自由流動性」は、これらが、(250℃に事前に加熱することにより自由流動性にしたか、または適切な溶媒に溶解させた)プロパントの表面全体に分布することができる材料の物理的状態であることを意味する。
有機R基は、少なくとも4つ、好ましくは、少なくとも6つ、より好ましくは、少なくとも7つの、C、N、P、OおよびSからなる群から選択される原子を有し、これらの原子の少なくとも2つがCであり、好ましくはこれらの原子の少なくとも3つがCである。
非置換R基の例は、n−ブチル基、イソブチル基、ter−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、n−ヘキシル基などのヘキシル基、n−ヘプチル基などのヘプチル基、n−オクチル基などのオクチル基、2,2,4−トリメチルペンチル基などのイソオクチル基、n−ノニル基などのノニル基、n−デシル基などのデシル基、n−ドデシル基などのドデシル基、n−オクタデシル基などのオクタデシル基、などのアルキル基;アルケニル基;シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル基、およびメチルシクロヘキシル基などのシクロアルキル基;フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基などのアリール基;o−、m−、p−トリル基、キシリル基およびエチルフェニル基などのアルカリル基;ベンジル基、α−、β−フェニルエチル基などのアラルキル基である。
好ましい非置換R基は、以下の基:フェニル基、α−フェニルエチル基、n−オクチル基、n−ドデシル基、n−ヘキサデシル基、n−オクタデシル基である。
置換R基の例は、パーフルオロヘキシルエチル基などのハロアルキル基;o−、m−、およびp−クロロフェニル基、ならびに、Rについて上述した全ての非置換基を、以下の基により置換したもの:メルカプト基、エポキシ官能基、カルボキシル基、ケト基、エナミン基、アミノ基、アミノエチルアミノ基、イソシアネート基、アリールオキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ヒドロキシ基およびハロゲン基である。
好ましい置換R基は、10−カルボキシデシル基である。
置換R基の更なる例は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基などの短鎖アルキル基、ならびにビニル基およびアリル基などのアルケニル基であり、これは、好ましくは、メルカプト基、エナミン基、アミノ基、アミノエチルアミノ基、イソシアネート基、アリールオキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ヒドロキシ基およびハロゲン基により置換されていてもよく、但し、置換R基は、C、N、P、OおよびSからなる群から選択される少なくとも4つの原子を含み、少なくとも2つの炭素原子が存在していてもよいことを条件とする。
好ましい置換R基は、ヒドロキシプロピル基およびメルカプトプロピル基である。
更に好ましい置換R基は、下式:
または、
のエポキシ基であり、
式中、
は、基当たり1〜10個の炭素原子を有し、エーテル酸素原子により中断されていてもよい、二価のヒドロカルビル基であり、
は、水素原子であるか、または基当たり1〜10個の炭素原子を有し、エーテル酸素原子により中断されていてもよい、一価のヒドロカルビル基であり、
は、基当たり3〜12個の炭素原子を有する三価のヒドロカルビル基であり、
zは0または1である。
そのようなR基の例は、
グリシドキシプロピル基、
3,4−エポキシシクロヘキシルエチル基、
2−(3,4−エポキシ−4−メチルシクロヘキシル)−2−メチルエチル基、
3,4−エポキシブチル基、
5,6−エポキシヘキシル基、
7,8−エポキシデシル基、
11,12−エポキシドデシル基、および
13,14−エポキシテトラデシル基
である。
好ましいエポキシ基は、グリシドキシプロピル基、および3,4−エポキシシクロヘキシルエチル基である。
更に好ましい置換R基は、一般式:
のアミノ基であり、
式中、
は、炭素数3〜18の直鎖または分岐鎖ヒドロカルビル基、好ましくは炭素数3〜10のアルキレン基であり、
は、水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、またはアセチル基などのアシル基、好ましくは水素原子であり、
は、炭素数1〜6の二価のヒドロカルビル基、好ましくは炭素数1〜6のアルキレン基であり、
nは、0、1、2、3、または4、好ましくは0または1である。
更に好ましい置換R基は、一般式:
のポリエーテル基であり、
式中、
は、炭素数1〜6のヒドロカルビル基、またはH、好ましくはMeまたはHであり、
uは0であるか、または1〜16の整数、好ましくは1〜4の整数であり、
vは0であるか、または1〜35の整数、好ましくは1〜25の整数であり、
wは0であるか、または1〜35の整数、好ましくは1〜25の整数であり、
xは0であるか、または1〜35の整数、好ましくは1〜25の整数であり、
但し、v+w+xの合計が1〜70、好ましくは1〜50である。
更に好ましい置換R基は、ポリシロキサン含有コポリマーの形態の、有機ポリマー基である。これらのコポリマーは、ブロックコポリマーまたはグラフトコポリマーであってよい。適切な有機部分の例は、これらに限定されるものではないが、ポリカプロラクタン、ポリエステル、ポリビニルアセテート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレートである。有機部分は、好ましくは、ビニルアセテート、メチルメタクリレート、または脂肪酸ポリエステルの(コ)ポリマーである。より好ましくは、ポリカプロラクタンである。
ブロックコポリマーは、分子量1000〜10000g/mol、好ましくは1500〜5000g/mol、より好ましくは2000〜4000g/molのシロキサン単位を含む。
特に好ましい置換R基は、ポリエーテル基、エポキシ基(特に好ましくは、グリシドキシプロピル基、および3,4−エポキシシクロヘキシルエチル基)、および有機ポリマー基(特に好ましくは、ポリカプロラクタン基)である。
本発明は、反応性樹脂組成物の製造方法を更に提供する。
一実施形態において、これは、20℃で自由流動性である(A)中の、または事前に250℃へ加熱することにより自由流動性にした(A)中の、または適切な溶媒に溶解した(A)中の、(B)の分散により、達成される。当業者は、硬化を生じることなく、(A)を自由流動形態へ変換することができる方法を認識するであろう。溶媒が使用された場合、その後に溶媒を蒸発させることができる。適切な溶媒は、当業者に公知であり、反応性樹脂(A)に応じて選択される。フェノール樹脂の場合、適切な溶媒は、例えば、酢酸エチルおよびアセトンである。どの溶媒がどの反応性樹脂に適切であるかについては、例えば、以下の教科書に記載されている:Polymer Handbook、第2巻、第4編、J.Brandrup、E.H.Immergut、E.A.Grulke、John Wiley&Sons、Inc.、1999年(ISBN 0−471−48172−6)。
適切なミキサーは、例えば、実験室用ミキサー、遊星型ミキサー、または溶解機、またはローターステーターシステム、あるいは押出機、圧延機、3ロール式ミルなどである。
分散工程において、(B)を(A)に完全にまたは部分的に溶解することができる。溶解しない画分は、(A)中において第二相として、分散形態で存在する。これらの領域の平均サイズは、好ましくは50μm未満、好ましくは20μm未満、より好ましくは10μm未満、最も好ましくは1μm未満である。
本発明は、コーティング、ならびに鋳型、ワークピース、および発泡体の製造のための本発明の反応性樹脂組成物の使用を更に提供する。より具体的には、本発明の反応性樹脂組成物は、プロパントのコーティングのために使用される。
本発明は、本発明によりコーティングされたプロパントの製造方法を更に提供する。
当業者は、先行技術から樹脂を用いたプロパントのコーティングのための様々な方法を認識するであろう。これらの方法も、本発明の反応性樹脂組成物を用いたプロパントのコーティングのために使用することができる。
コーティングの有利な効果を最大限利用するために、(B)を用いた(A)の特に良好な分散を確実にすることが重要である。この目的のための好ましい実施形態において、本発明の反応性樹脂組成物は、自由流動形態、すなわち、20℃で既に自由流動性であるか、または250℃に加熱することにより溶融されているために自由流動性であるか、または適切な溶媒に溶解されているため自由流動性であり、例えば、所望により少なくとも一つの硬化剤(C)、および所望により少なくとも一つの添加剤とともに、噴霧または混合により、プロパントへ塗布され、その後硬化される。
特に好ましい実施形態において、本発明の反応性樹脂組成物は、250℃へ加熱されることにより溶解され、したがって、例えば、所望により少なくとも一つの硬化剤(C)、および所望により少なくとも一つの添加剤とともに、噴霧または混合により、プロパントへ自由流動形態で塗布され、その後硬化される。
また、溶媒へ適用可能であることを更に言及しておく。
対照的に、経済的利点がより重要であるか、またはコーティングされたプロパントの製造方法における最大限の適応性が有利である場合には、代わりに、以下の製造方法が使用される。第一の工程は、プロパントの存在に影響を受けるため、本発明の反応性樹脂組成物の製造のためのin situ法とも呼ぶことができる。この製造方法において、(B)を、20℃で自由流動性である(A)、または事前に250℃へ加熱することにより自由流動性にした(A)、または適切な溶媒中に溶解した(A)、およびプロパント、ならびに所望により、硬化剤(C)、および所望により更なる添加剤(D)を加えて、混合し、その後硬化させる。成分(A)、(B)、(C)および(D)を加える順番は変更可能であり、但し、成分(B)を、反応性樹脂のいかなる後続の硬化が生じるよりも前に混合することを条件とする。これは、単純で複雑でない方法で、いつでも急に、(B)に対する(A)の比率を調整することにより、効果が得られるという利点を有する。
コーティングされたプロパントのこの製造方法は、したがって、以下の
i)反応性樹脂は、少なくとも一つの(B)を、20℃で自由流動性である(A)、または250℃まで事前に加熱することにより自由流動性にした(A)、または適切な溶媒に溶解した(A)のうちの少なくとも一つ、および少なくとも一つのプロパント、ならびに所望により少なくとも一つの硬化剤(C)および所望により少なくとも一つの添加剤(D)と混合することにより、in situで製造されること、および
ii)その後にのみ、硬化されること、
を特徴とする。
本発明によるコーティングされたプロパントの更に別の製造方法において、(A)を適切な溶媒、プロパントおよび(B)と混合する。所望により、硬化剤(C)および更に適用可能な添加剤(D)を混合物へ加えることができる。その後、溶媒を蒸発させ、そのようにしてコーティングされたプロパントを硬化させる。成分(A)、(B)、(C)および(D)を加える順番は変更することができる。
特に好ましい可能性のある実施形態において、適切なプロパント、例えば砂を、事前に約170〜260℃へ加熱する。次に、ミキサーへ、本発明の反応性樹脂組成物、適切な硬化剤(C)、および所望により様々な添加剤(D)を加える。
別の実施形態において、適切なプロパント、例えば砂を、事前に約170〜260℃へ加熱する。次に、ミキサーへ、(A)、(B)、適切な硬化剤(C)および所望により様々な添加剤(D)を加える。
相の作製は、以下のとおりであると理解することができる。
複数の相を、複数の連続的なコーティングおよび硬化サイクルにより作製する。言い換えると、本発明の問題の反応性樹脂組成物を湿潤させた後、この相を最初に部分的にまたは完全に硬化させる。その後、本発明の反応性樹脂組成物の新しい相を塗布し、再び部分的にまたは完全に硬化させる。
これは、個々の部分のその後の中間的硬化を伴わない、複数工程の部分的な本発明の反応性組成物の塗布、および最終段階のみでの部分的または完全な硬化とは対照的である。したがって、これは単相のみをもたらす。
<プロパント>
適切なプロパントは、長きに渡り、先行技術から当業者に知られており、本発明のコーティングのために使用することができる。プロパントは、典型的に、高強度の硬質粒子であり、例えば、砂、または石灰石、大理石、白雲母、花崗岩などの岩石から構成される砂利であるが、ガラス玉、セラミック粒子、セラミック球状物などであってもよく、このリストは例示的なものであり、これらに限定されない。プロパント粒子は、これらの間に原油またはガスが通過することができる十分な空間を確保するために、本質的に球状、すなわち、ボール状形態を示すことが好ましい。したがって、粗粒子砂、ガラス玉および中空ガラス球状物(マイクロバルーンと呼ばれる)は、プロパントとして好ましい。特に好ましくは、プロパントとして砂を用いる。好ましくは、プロパント粒子は、5000〜50μmの平均粒径、より好ましくは1500〜100μmの平均粒径を有する。さらに、それらは、好ましくは横幅に対する長さのサイドレシオは、2:1以下である。
<硬化剤(C)>
適切な硬化剤は、長きに渡り、先行技術から当業者に知られており、使用される反応性樹脂にしたがって選択される。ノボラックについて好ましい硬化剤(C)は、ウロトロピンである。(C)およびしたがってウロトロピンは、典型的に、本発明の反応性樹脂の量に基づいて、8質量%〜20質量%の量で用いられる。好ましくは、ウロトロピンを、水溶液として反応性樹脂の溶融物へ適用する。この種類の方法は、同様に、当業者に知られており、例えば、米国特許US4732920に記載されている。
<添加剤(D)>
適切な添加剤(D)は、同様に、長きに渡り、先行技術から当業者に知られている。非限定的な例は、帯電防止剤、分離剤、接着促進剤などである。
適切なプロパント、硬化剤(C)および添加剤(D)は、例えば、米国特許US4732920、および米国特許出願公開US2007/0036977A1に記載されている。
本発明に従ってコーティングされたプロパントの最適な性能のために、プロパントの型式仕様書、反応性樹脂(A)の型式仕様書、硬化剤(C)および任意の添加剤(D)、混合およびコーティング処理の型、成分の添加順序、混合時間は、特定の用途の要件に従ってお互いに調和させなければならない。ある状況下での、プロパントのいなかる変化も、コーティング方法、および/または使用される硬化剤(C)および添加剤(D)との調整を必要とする。
本発明はまた、したがって、本発明によりコーティングされ、上記の方法により得られる、コーティングされたプロパントを更に提供する。
本発明のプロパントにおいて、プロパントの表面は、完全にまたは部分的にコーティングされていてもよい。好ましくは、走査型電子顕微鏡による検査によると、視認可能なプロパントの表面の少なくとも20%が、本発明の反応性樹脂組成物にコーティングされており、より好ましくは少なくとも50%である。
好ましくは、走査型電子顕微鏡による検査によると、少なくとも5%のプロパント粒子が視認可能な側面において完全にコーティングされており、より好ましくは少なくとも10%である。
本発明のプロパントのコーティングの大部分は、0.1〜100μm厚であり、好ましくは0.1〜30μm、より好ましくは1〜20μmである。
好ましくは、本発明のプロパントは、本発明の反応性樹脂素組成物の3相以下で、より好ましくは1相のみでコーティングされる。
本発明の反応性樹脂組成物は、プロパントの質量に基づいて、好ましくは0.1〜20質量%の量で、好ましくは0.5〜10質量%、特に好ましくは1〜5質量%の量で用いられる。
本発明は、鉱物油および天然ガスのためのフラッキング製造法における本発明によりコーティングしたプロパントの使用を更に提供する。
<本発明の利点>
本発明の反応性樹脂組成物は、コーティングプロセスにおける改善された脱離特性を有する。結果として、より均質に表面がコーティングされる。より滑らかで、より光沢のある表面を得ることができる。
本発明の反応性樹脂組成物は、プロパントの粘着により生じる廃棄材料のレベルを顕著に低減できる点において、プロパントのコーティングに利点を示す。
本発明の硬化された反応性樹脂組成物は、硬度と同時に、改善された靱性、弾性および成形性を有する。結果として、衝撃、変形、または圧力などのストレスにより耐性であり、破砕する傾向が低い。
硬化されたプロパントコーティングとしての、本発明の反応性樹脂組成物は、改善された破砕耐性、靱性および弾性を有する。コーティングは、破砕傾向および剥がれ落ち傾向が低減され、高圧および衝撃に対してより長い期間、より効果的に、プロパントを保護する。したがって、全体的なプロパントの安定性は改善する。
先行技術による従来のプロパントは、非常に脆く、破砕する傾向が高い。プロパントの破砕は、微粉の放出をもたらす。微粉の放出により、プロパント粒子間の空間における原油または天然ガスの流れがブロックされ、そのような流れの速度への不利な影響を有する。これは、急速に、油またはガスの供給原を使用不可能にする。新しい井戸またはリフラッキングが必要になる。
対照的に、本発明によりコーティングされたプロパントは、衝撃、圧力形成などのストレスにより耐性であり、したがって、低い破砕傾向を有する。
本発明のコーティングの更なる利点は、脆いプロパント粒子自体の破砕によるコーティングの破砕が頻繁に生じず、したがって、プラスチックシェルなどに微粉が包まれるか、または結果として保持され、したがって、その全体的な放出を低減するというような、その成形性にある。
本発明によりコーティングされたプロパントのこれらの有利な特性は、より長い間、油またはガスが流動することを可能にする。これは、極めて大きく経済的利点および環境保護における利点を向上する。
以下の実施例は、本発明を説明することを目的とするものであり、何ら効果を限定するものではない。以下に記載する例において、部およびパーセンテージについて記載される全ての数値は、特に断りの無い限り、質量に基づく。特に断りの無い限り、以下の例は、周囲気圧、即ち1000hPa、室温、即ち25℃、もしくは追加の加熱も冷却もせずに、室温での反応物質との組合せにより確立される室温で行われる。以下の全ての粘度値は、25℃の温度に関する。
実施例に更に使用される略称の意味は以下の通りである。
PTFE=ポリテトラフルオロエチレン
rpm=毎分回転数
実施例1
ガラスフラスコを窒素でパージし、475gのノボラック「Resin 14772」(Plastics Engineering Company、シボイガン、米国)を充填し、再度、窒素でパージした。材料を120℃で溶融した。次に、スターラーを420rpmでスイッチを入れた。25gのWACKER(登録商標)WAX OH 350 D−RO(融点50℃、約30〜50個のSi−O単位を有する直鎖ポリシロキサン−ポリカプロラクトンブロックコポリマー)を加えて、混合物を420rpmで10分間攪拌した。PTFE膜上に温めた液体材料を注ぎ、機械的に細かく砕き、粒状材料を作製した。
実施例2
実施例1の方法により、WACKER(登録商標)WAX OH 350 D−RO(Wacker Chemie AG、ミュンヘンから供給される)の代わりに、25gのSIPELL(登録商標)RE 63F(グリシドキシプロピルメチルシロキシ単位および約100〜160個のSi−O単位を有し、25℃での動粘度が350mPasであるポリジメチルシロキサン)を組み込み、粒状材料を作製した。
実施例3
実施例1の方法により、WACKER(登録商標)WAX OH 350 D−ROの代わりに、25gのシリコーン油1(約75〜85個のSi−O単位を有し、ジメチルシロキシ単位ならびに、分子当たり、平均2.5個のグリシドキシプロピルメチルシロキシ単位および平均2.5個の(ヒドロキシ(ポリエチレンオキシ)(ポリプロピレンオキシ)プロピル)−メチルシロキシ単位から構成され、ブルックフィールド、23℃での動粘度が2300〜2500mPa・sである、トリメチルシロキシでエンドキャップされたポリジメチルシロキサン)を組み込み、粒状材料を作製した。
実施例4
実施例1の方法により、WACKER(登録商標)WAX OH 350 D−ROの代わりに、25gのシリコーン油2(15〜20個のSi−O単位、および約10の繰り返しエチレンオキシド単位を備える末端ヒドロキシ(ポリエチレンオキシ)基を有し、ブルックフィールド、25℃での動粘度が150〜300mPasである、α,ω−官能性シリコーン油)を組み込み、粒状材料を作製した。
実施例5
ガラスフラスコを窒素でパージし、475gのノボラック「Resin 14772」(Plastics Engineering Company、シボイガン、米国)を充填し、再度、窒素でパージした。材料を120℃で溶融した。次に、スターラーを420rpmでスイッチを入れた。12.5gのWACKER(登録商標)WAX OH 350 D−ROを加えて、混合物を420rpmで5分間攪拌した。その後、12.5gのWACKER(登録商標)AK 100 SILICONOEL、非官能性の、トリメチルシロキシでエンドキャップされたポリジメチルシロキサンを加え、混合物を更に10分間攪拌した。PTFE膜上に温めた液体材料を注ぎ、機械的に細かく砕いた。
比較例1(V1)
実施例1の方法により、WACKER(登録商標)WAX OH 350 D−ROの代わりに、25gのWACKER(登録商標)AL 100 SILICONOEL、非官能性の、トリメチルシロキシでエンドキャップされたポリジメチルシロキサンを組み込む。
予期せぬことに、本発明のオルガノポリシロキサン(B)は、反応性樹脂中に均質かつ微細に分散されることを見出した。第二の相が形成される場合、実質的に、球状の小滴形態である。比較例V1由来の本発明ではないポリシロキサンは、均質に分散されておらず、反応性樹脂中に不均質に分散された縞を形成する。
比較例2(V2)
比較例V2は、改質されていないノボラック「Resin 14772」(Plastics Engineering Company、シボイガン、米国)であった。
実施例6
試験片およびQ−パネル試験シートの製造のための反応性樹脂溶液の調製:
本発明のそれぞれの場合において、実施例1〜5からの10部の改質フェノール樹脂、または比較例V1からの10部の本発明ではない改質フェノール樹脂、または純粋な改質フェノール樹脂14772(Plastics Engineering Company、シボイガン、米国)を、それぞれの場合において、1部のウロトロピンおよび10.0部の酢酸エチル(Bernd Kraft社製、>=99%)に、一晩攪拌することにより溶解した。
実施例7
K1cおよびTgを決定するための試験片の作製:
実施例6の溶液を、アルミニウム型へ、12mmの高さまで注ぎ、8日間かけて40℃から120℃へ加熱する。この後、120℃、140℃、および160℃で、それぞれ2時間加熱し、一晩かけて均一に冷却する。硬質な茶色の厚さ約6mmの試験片が得られる。
表1は、改質フェノールノボラック樹脂の比較データを示す。
本発明により改質されたこれらの樹脂は、改質されていないフェノール樹脂(上記と同様に規定)と比較して、向上したK1c値を有し、これは改質された靱性の評価基準である。本発明により改質された樹脂は、改質されていないフェノール樹脂と比較して、より弾性であり、低減されたTgを有する。
実施例8
フェノール樹脂コーティングしたQ−パネル試験シートの調製:
脆さを決定する試験のために、Q−パネル試験シートを、艶消しした面をアセトンで3回洗浄し、その後、1時間、ドラフトチャンバーで蒸発分離させた。その後、3mLの、実施例6の適切なフェノール樹脂溶液を、各シートへ塗布し、100μmのコーティングバーを用いて広げ、その後、一晩ドラフトチャンバー内で、溶媒を蒸発させた。
硬化のために、試料を冷却乾燥キャビネットへ配置し、3時間以内で窒素を用いてパージしながら、160℃まで加熱し、この温度を2時間維持し、一晩かけて23℃まで冷却した。
溶媒の蒸発により、シート上に約50μm厚の硬化された樹脂層が生じる。
実施例9
耐久性試験:
衝撃変形試験により、分離形態のコーティングの安定性を試験することができる。コーティングの弾性、衝撃耐性および破砕耐性についての結論が得られる。
改善された特性、すなわち、実施例6および8による、衝撃および圧力への靱性および衝撃耐性の検出のために、それぞれの場合において、約50μmの厚さの実施例1〜5の本発明の樹脂の硬化された相をQ−パネル試験シート上に形成するか、または比較例として、約50μmの厚さの改質していない樹脂14772(Plastics Engineering Company、シボイガン、米国)、および比較例V1の本発明でない樹脂の相を形成した。コーティングされたシートを、エリクセン衝撃変形試験機モデル304−ASTMにより試験し、訓練された試験者により目視で評価を行った。この目的のために、ボールを、画定された可変の落下高さから、シートの裏面へ落とした(異なる位置で、各場合において、二回試験した)。衝撃エネルギーは、落下高さ×落下質量により求められ、インチ(in)×ポンド(1bs)で報告される。衝撃エネルギーは、以下のように変える:5、10、15、20、25、30、35、40(in×1bs)。衝撃でふくれた部分を、ひびおよび亀裂について目視で評価し、対照と比較して評価した。
表2は、Q−パネル試験シート上の樹脂コーティングの衝撃変形試験によるその安定性の評価を示す。
数値は、以下のように理解されるべきである。
「0」は、対照と同様の亀裂プロファイルを意味する。対照は、5インチ×1bsの最も低いエネルギーであっても、はっきりとした亀裂を示す。亀裂の程度は、対照と同様である。
「+」は、対照よりも良好な亀裂プロファイルを意味し、10〜30インチ×1bsの範囲の比較的高いエネルギーでのみ、はっきりとした亀裂が現れるか、または亀裂の程度が対照と比較して全体的に顕著に改善されていることを意味する。
「++」は、30インチ×1bsのエネルギーまで、亀裂が生じないことを意味する。
完全に予期せぬことに、本発明のコーティングは、なめらかな表面をもたらす一方で、本発明ではない方法で改質した比較例V1は、本発明によらないポリシロキサンを含んでいたとしても、この非常に有利な効果を示さない。本発明の硬化されたコーティングは、改質されていない比較例V2および本発明ではない方法で改質された比較例V2と比較して、顕著に改善された弾性、衝撃耐性および破砕耐性を有する。先行技術は、外因性の衝撃改質剤は、非常に脆く、ガラス質の反応性樹脂を効果的に改質するためには不適切であることを教示しているため(Li Zhongatao、doctoral thesis from the year 2000、標題:”High fracture tohghness and high modules silicone resins”http://hdl.handle.ne/1721.1/8301で公開されている)、これは完全に驚くべきことである。
実施例10
コーティングされたプロパントの製造:
20〜40メッシュのフラッキング砂を、実施例1および5の本発明の樹脂3.5%、または比較例として、改質していない樹脂14772(Plastics Engineering Company、シボイガン、米国)および比較例V1の本発明ではない樹脂3.5%を用いて、溶融法によりコーティングし、樹脂の量に基づいて10質量%のウロトロピンを用いて硬化させた。
表3は、電子顕微鏡(SEM)による、実施例1の改質された樹脂を用いたフラッキング砂のコーティングの質の評価を示す。
本発明の反応性樹脂組成物は、プロパント表面のより均質でより効果的なコーティングをもたらすことが分かる。
実施例11
コーティングされたプロパントの圧力安定性の研究:
実施例8によりコーティングされたプロパントの圧力安定性を、14000PSIおよび18000PSIの圧力で、DIN EN ISO 13503−2に従って研究した。結果を表4に示す。
完全に驚くべきことに、改質されていないコーティングを施したプロパントと比較して、本発明によりコーティングされたプロパントの場合には、20〜30%少ない微粉が形成されることが分かる。本発明により改質した反応性樹脂の破砕耐性および衝撃耐性における改良は、自動的に圧縮強度の改善ももたらし、基本的な結論を許容しないため、本発明によりコーティングされたプロパントの圧縮強度の改善は、完全に予期せぬものであった。

Claims (10)

  1. (A)80質量%〜99.8質量%のフェノール樹脂およびメラミン樹脂から選択される少なくとも一つの反応性樹脂と、
    (B)0.2質量%〜20質量%の少なくとも一つの直鎖または環状オルガノポリシロキサン、
    を含み、
    但し、
    (B)は、少なくとも三つの連続的なSi−O単位を有し、
    (B)は、少なくとも一つのSi−C結合ペンダント、または末端有機R基を有し、
    は、C、N、P、OおよびSからなる群から選択される少なくとも四つの原子を含み、
    におけるこれらの原子のうちの少なくとも二つは、Cであり、
    (B)における全ての炭素原子の総計対全てのケイ素原子の総計の比率は、少なくとも2.05であり、
    (B)は、20℃で自由流動性形態であるか、または250℃までの温度範囲以内に加熱することにより溶融することができ、したがって自由流動性形態へ変換することができる、
    反応性樹脂組成物。
  2. (B)において、全ての炭素原子の総計対全てのケイ素原子の総計の比率は、少なくとも2.10であることを特徴とする、請求項1に記載の反応性樹脂組成物。
  3. (B)は、少なくとも五つの連続したSi−O単位を有することを特徴とする、請求項1に記載の反応性樹脂組成物。
  4. 20℃で自由流動性の(A)中、または250℃まで事前に加熱することにより自由流動させた(A)中、または適切な溶媒に溶解した(A)中に、(B)を分散させることによる、請求項1〜3のいずれか一項に記載の反応性樹脂組成物の製造方法。
  5. コーティングのため、ならびに鋳型、ワークピースおよび発泡体を製造するための、請求項1〜3のいずれか一項に記載の反応性樹脂組成物の使用。
  6. プロパントをコーティングするための、請求項1〜3のいずれか一項に記載の反応性樹脂組成物の使用。
  7. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の反応性樹脂組成物を、自由流動形態で、少なくとも一つの硬化剤(C)と共にまたは該少なくとも一つの硬化剤(C)無しで、少なくとも一つの添加剤(D)と共にまたは該少なくとも一つの添加剤(D)無しで、プロパントへ塗布し、その後硬化させることを特徴とする、コーティングされたプロパントの製造方法。
  8. i)反応性樹脂組成物は、プロパントの存在下でin situ法により製造され、少なくとも一つの(B)は、以下の、
    20℃で自由流動性である(A)、250℃まで予め加熱することにより自由流動性にした(A)、適切な溶媒に溶解した(A)の少なくとも一つ、ならびに
    少なくとも一つのプロパント、
    所望により少なくとも一つの硬化剤(C)
    所望により少なくとも一つの添加剤(D)
    と混合することと、
    ii)その後にのみ、硬化が達成されること、
    を特徴とする、コーティングされたプロパントの製造方法。
  9. 請求項7または8に記載の方法により得られるコーティングされたプロパント。
  10. 鉱油および天然ガスのための、フラッキング製造法における、請求項9に記載のコーティングされたプロパントの使用。
JP2018539327A 2016-01-28 2017-01-23 改質反応性樹脂組成物、およびプロパント剤コーティング用のその使用 Pending JP2019510096A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EPPCT/2016/051792 2016-01-28
PCT/EP2016/051792 WO2017129244A1 (de) 2016-01-28 2016-01-28 Modifizierte reaktivharzzusammensetzungen und deren verwendung zur beschichtung von stützmitteln
PCT/EP2017/051337 WO2017129529A1 (de) 2016-01-28 2017-01-23 Modifizierte reaktivharzzusammensetzungen und deren verwendung zur beschichtung von stützmitteln

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019510096A true JP2019510096A (ja) 2019-04-11

Family

ID=55304974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018539327A Pending JP2019510096A (ja) 2016-01-28 2017-01-23 改質反応性樹脂組成物、およびプロパント剤コーティング用のその使用

Country Status (6)

Country Link
US (2) US11225600B2 (ja)
EP (2) EP3408347B1 (ja)
JP (1) JP2019510096A (ja)
KR (1) KR102104024B1 (ja)
CN (2) CN108779389A (ja)
WO (1) WO2017129244A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017129244A1 (de) 2016-01-28 2017-08-03 Wacker Chemie Ag Modifizierte reaktivharzzusammensetzungen und deren verwendung zur beschichtung von stützmitteln
WO2019233557A1 (de) 2018-06-05 2019-12-12 Wacker Chemie Ag Verfahren zur beschichtung von stützmitteln

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU507250A3 (ru) 1973-02-09 1976-03-15 Байер Аг (Фирма) Пресскомпозици
US4732920A (en) 1981-08-20 1988-03-22 Graham John W High strength particulates
JPS6346238A (ja) 1986-04-04 1988-02-27 Sekisui Plastics Co Ltd 高発泡フェノール樹脂発泡体の製造法
JPH0543777A (ja) 1991-08-21 1993-02-23 Hitachi Chem Co Ltd 強靭なフエノール樹脂材料の製造法
JP3339910B2 (ja) * 1993-04-15 2002-10-28 東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社 硬化性樹脂組成物
EP0620242B1 (en) 1993-04-15 1998-08-19 Dow Corning Toray Silicone Company, Limited Epoxy group-containing silicone resin and compositions based thereon
US5422183A (en) 1993-06-01 1995-06-06 Santrol, Inc. Composite and reinforced coatings on proppants and particles
US5736619A (en) 1995-04-21 1998-04-07 Ameron International Corporation Phenolic resin compositions with improved impact resistance
JPH1081748A (ja) 1996-09-05 1998-03-31 Nippon Steel Chem Co Ltd ポリイミド含有多価フェノール性樹脂の製造方法並びにそのエポキシ樹脂組成物及びその硬化物
US6342303B1 (en) 2000-02-23 2002-01-29 Georgia-Pacific Resins, Inc. Epoxy-functional polysiloxane modified phenolic resin compositions and composites
US7135231B1 (en) 2003-07-01 2006-11-14 Fairmont Minerals, Ltd. Process for incremental coating of proppants for hydraulic fracturing and proppants produced therefrom
MX2008001674A (es) 2005-08-09 2008-04-07 Hexion Specialty Chemicals Inc Metodos y composiciones para la determinacion de la geometria de fractura en formaciones subterraneas.
RU2009127759A (ru) 2006-12-19 2011-01-27 Дау Глобал Текнолоджиз Инк. (Us) Новая композиция покрытия для расклинивающего наполнителя и способ его получения
JP2009269999A (ja) * 2008-05-07 2009-11-19 Nitto Denko Corp 半導体封止用エポキシ樹脂組成物およびそれを用いて得られる半導体装置
CN101586024A (zh) 2008-05-21 2009-11-25 北京仁创科技集团有限公司 采油用覆膜颗粒、压裂支撑剂及采油方法
DE102008043944A1 (de) * 2008-11-20 2010-05-27 Wacker Chemie Ag Entschäumerzusammensetzungen
DE102008044199A1 (de) 2008-11-28 2010-06-02 Wacker Chemie Ag Siloxan-Mischungen enthaltende Epoxidharze und Verfahren zu ihrer Herstellung und deren Verwendung
CN101531893B (zh) * 2009-04-28 2013-06-05 北京奇想达科技有限公司 一种功能型树脂覆膜支撑剂及其制备方法
US8240383B2 (en) * 2009-05-08 2012-08-14 Momentive Specialty Chemicals Inc. Methods for making and using UV/EB cured precured particles for use as proppants
CN102443387B (zh) 2010-09-30 2016-08-03 北京仁创砂业科技有限公司 一种疏水支撑剂及其制备方法
EP2522683B1 (en) * 2011-05-10 2013-12-11 Hüttenes-Albertus Chemische-Werke GmbH Silicic ester modified phenol/formaldehyde novolaks and their use for the production of resin coated substrates
DE102011051773A1 (de) 2011-07-12 2013-01-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Polysiloxan-modifiziertes Resolharz, daraus erhältliche Formkörper und Komposite sowie Verfahren zum Herstellen des Harzes, der Formkörper und der Komposite
MX360976B (es) 2011-09-30 2018-11-23 Momentive Specialty Chem Inc Materiales apuntalantes y metodos de adaptar humectabilidad de la superficie de material apuntalante.
US9803131B2 (en) * 2012-11-02 2017-10-31 Wacker Chemical Corporation Oil and gas well proppants of silicone-resin-modified phenolic resins
US20150322335A1 (en) 2014-05-11 2015-11-12 Clarence Resins & Chemicals, Inc. Silicone-phenolic compositions, coatings and proppants made thereof, methods of making and using said compositions, coatings and proppants, methods of fracturing
WO2017129244A1 (de) * 2016-01-28 2017-08-03 Wacker Chemie Ag Modifizierte reaktivharzzusammensetzungen und deren verwendung zur beschichtung von stützmitteln

Also Published As

Publication number Publication date
US20210207022A1 (en) 2021-07-08
EP3408346A1 (de) 2018-12-05
US20190023980A1 (en) 2019-01-24
CN108495909A (zh) 2018-09-04
EP3408347B1 (de) 2019-04-24
WO2017129244A1 (de) 2017-08-03
CN108779389A (zh) 2018-11-09
EP3408347A1 (de) 2018-12-05
US11078410B2 (en) 2021-08-03
US11225600B2 (en) 2022-01-18
KR102104024B1 (ko) 2020-04-27
KR20180104310A (ko) 2018-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Alshahrani et al. Thermal, mechanical and barrier properties of rice husk ash biosilica toughened epoxy biocomposite coating for structural application
JP5242805B2 (ja) シロキサン混合物を含有するエポキシ樹脂並びにその製造方法及びその使用
Nguyen et al. Simultaneous effects of silanized coal fly ash and nano/micro glass fiber on fracture toughness and mechanical properties of carbon fiber‐reinforced vinyl ester resin composites
Zhang et al. Morphology and properties of TGDDM/DDS epoxy systems toughened by amino-bearing phenyl silicone resins
He et al. UV‐curable hybrid coatings based on vinylfunctionlized siloxane oligomer and acrylated polyester
JP2019510096A (ja) 改質反応性樹脂組成物、およびプロパント剤コーティング用のその使用
JP2019516819A (ja) 改質反応性樹脂組成物を用いた支持剤のコーティング方法、コーティングされた支持手段、およびフラッキング法におけるコーティングされた支持手段の使用
Yari et al. Novel toughened automotive clearcoats modified by a polyester‐amide hyperbranched polymer: structural and mechanical aspects
JP6794543B2 (ja) 変性反応性樹脂組成物、およびプロップ剤をコーティングするためのそれらの使用
Zhen et al. Effect of tertiary polysiloxane on the phase separation and properties of epoxy/PEI blend
KR20190018491A (ko) 프로판트의 코팅 방법
WO2017129529A1 (de) Modifizierte reaktivharzzusammensetzungen und deren verwendung zur beschichtung von stützmitteln
Tang et al. Epoxidized Natural Rubber Based Core-Shell Particles-Synthesize, Characterization and Toughening Studies
Hu et al. Synthesis and properties of novel epoxidized soybean oilmodified phenolic resin/montmorillonite nanocomposites

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180927

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180927

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190717

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190830

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191115

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200417

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200514

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201106

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210611