JP2023521727A - 部分的にプロトン化されたアルカノールアミン組成物、及びミルにおける使用 - Google Patents
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
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-
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Abstract
本発明は、10~99wt%の、塩の形態の、好ましくは無機酸塩の形態の第二級又は第三級アルカノールアミン(A)と、1~90wt%の塩化されていないアルカノールアミン(A)とを含む組成物(C)に関する。
Description
本発明は、部分的にプロトン化されたアルカノールアミン組成物、並びに粉砕プロセスにおける、特に、とりわけ水硬化性結合剤及びクリンカーの粉砕プロセスにおける、その使用に関する。
クリンカーを粉砕するときに、アルカノールアミンを使用することが知られている。さらに、アルカノールアミンは、セメントベースの水硬化性組成物の圧縮強度を向上させることも知られている。
したがって、これらの効果を組み合わせて、水硬化性結合剤を、特にセメントを粉砕するときにアルカノールアミンを使用して、アルカノールアミンの粉砕補助特性から利益を得て、一方で、水硬化性結合剤組成物を調製するときに、水硬化性結合剤に活性な物質を添加して、向上した圧縮強度を提供する。
しかしながら、粉砕のときに使用される幾つかのアルカノールアミンは、特にトリイソプロパノールアミン(TIPA)は、温度分解を受けて、それによって、水硬化性結合剤組成物を調製するときに良好な圧縮強度を得ることには、もはや貢献しない。この問題を克服するために、分解を埋め合わせるための、より大量のアルカノールアミンを適用することが考えられてきた。しかしながら、幾つかのミル中の増加した濃度のアルカノールアミンは、セメント粉末の過度の流動性及び過度の粉砕有効性をもたらし、望ましくないミルが空になることを引き起こす。
特にクリンカーを粉砕するときの有機塩の形態での、AMP(2-アミノ-2-メチル-プロパノール)の使用は、仏国特許発明第3002162号明細書から公知である。しかしながら、これは、セメントの増加した流動性をもたらし、したがってクリンカーの不十分な粉砕をもたらす。
したがって、水硬化性結合剤を粉砕するときにアルカノールアミンの使用を可能とし、一方で、特にミルを空にしない(又は排出しない)ことによって、粉砕条件の悪化を妨げる方法を提供することは有利である。
粉砕剤として使用することができる部分的にプロトン化された組成物を提供することもまた有利である。水硬化性結合剤の流動性の減少を可能とし、それによってミル中の残留時間を増加させて細かい粉末を得ることを可能とするが、良好な圧縮強度を得ることも可能とする方法を提供することにはさらなる利点がある。
水硬化性結合剤の粉砕工程において、圧縮強度特性を、特に水硬化性結合剤組成物の28日での圧縮強度を改善するために必要とされる化合物に寄与するが、一方で、特にミルを空にすることを引き起こさないことによって、粉砕条件を悪化させない方法を提供することもまた利点がある。
したがって、本発明の1つの対象は、粉砕プロセスにおいて使用することができるアルカノールアミンの組成物を提供することである。
本発明の1つの他の対象は、ミルにおいて使用されるアルカノールアミンの安定化を可能とする方法を提供することである。
一方で、本発明のさらなる対象は、特に28日での、水硬化性結合剤組成物の向上された圧縮強度に対する影響を維持することを可能とする方法を提供することである。
本発明のさらなる対象は、水硬化性結合剤組成物を調製するときに、アルカノールアミンの粉砕補助性能に対する制御を可能とし、一方で、向上された圧縮強度、特に28日での強度の特性を維持する手法を提供することである。本発明の目的は、高い粉砕性能を必要としない全ての状況において特に有利である(クリンカーの種類、軟質材料とのクリンカーの共研磨-例えばライムストーン充填剤、天然ポゾラン、焼成クレー-低性能ミル、分離システムを有しないオープンミル、クローズ粉砕システム、例えば一定空気流分離器、傾斜したコンベヤベルトによるセメント移動方法、オープンバケットエレベーター、低性能ダストフィルター、又は飽和に近いフィルター(高差圧、使い古したバッグフィルター)を有する)。
本発明の対象は、クリンカーとライムストーンを共粉砕して、28日での圧縮強度を向上するために、高いアミン投与量(例えば、1トンのセメント当たりに120gのトリイソプロパノールアミン(TIPA))を必要とするCEM II/A又はCEM II/B LLを製造するときに、特に有利である。幾つかの設備においてこのような投与量が使用されるとき、ミルが早く空になることが観察され、並びに、ミルの出口及びエレベーターにおいて重大なダスト排出現象が観察される。
驚くべきことに、塩の形態でのアミンの使用は、アミンの粉砕補助性能に対する制御を提供し、一方で、28日での圧縮強度を向上することに関して十分な性能を維持することが分かった。
全てのこれらの対象は、10~99wt%の、塩の形態の、好ましくは無機酸塩の形態の、第二級又は第三級アルカノールアミン(A)と、1~90wt%の塩化されていないアルカノールアミン(A)とを含むか、又は好ましくは、からなる組成物(C)に関連する本発明に適合する。
好ましくは、組成物(C)は、50~99%の、塩の形態の、好ましくは無機酸塩の形態の、第二級又は第三級アルカノールアミン(A)と、1~50wt%の塩化されていないアルカノールアミン(A)とを含むか、又は好ましくは、からなる。
本発明はまた、少なくとも1つの水硬化性結合剤を、好ましくはセメントを粉砕するための、アルカノールアミン(A)の、好ましくは第二級又は第三級アルカノールアミンの使用の方法であって、
好ましくは無機酸の手段によって部分的に塩化された形態のアルカノールアミン(A)を配置して、組成物(C)を得る工程;
組成物(C)をミルに添加する工程
を含む方法に関する。
好ましくは無機酸の手段によって部分的に塩化された形態のアルカノールアミン(A)を配置して、組成物(C)を得る工程;
組成物(C)をミルに添加する工程
を含む方法に関する。
好ましくは、方法は、水硬化性結合剤を粉砕する工程をさらに含む。
好ましくは、本発明は、少なくとも1つの水硬化性結合剤を粉砕するための第二級又は第三級アルカノールアミン(A)を使用する方法であって、
無機酸の手段によって部分的に塩化された形態のアルカノールアミン(A)を配置して、組成物(C)を得る工程;
組成物(C)をミルに添加する工程
を含む方法に関する。
無機酸の手段によって部分的に塩化された形態のアルカノールアミン(A)を配置して、組成物(C)を得る工程;
組成物(C)をミルに添加する工程
を含む方法に関する。
好ましくは、方法は、水硬化性結合剤を粉砕する工程をさらに含む。
組成物(C)において、塩の形態のアルカノールアミン(A)及び塩化されていないアルカノールアミン(A)は異なっていてよく、好ましくは塩の形態のアルカノールアミン及び塩化されていないアルカノールアミン(A)は同じである。
好ましくは、アルカノールアミン(A)は、式(I):N(R1OH)(R2)(R3) (I) (式中、R1が、同じであるか異なるものであり、1~10個の炭素原子、好ましくは1~5個の炭素原子を有する直鎖又は分岐鎖のアルキル基であり、R2が、H又はR1-OH基であり、R3が、H、1~10個の炭素原子、好ましくは1~5個の炭素原子を有する直鎖又は分岐鎖のアルキル基、R4-OH基(式中、R4が、1~10個の炭素原子、好ましくは1~5個の炭素原子を有する直鎖又は分岐鎖のアルキル基である)、又は(アルキル)-N(アルキル-OH)2基(式中、アルキル基が直鎖又は分岐鎖であり、1~5個の炭素原子を有し、好ましくは、(CH2-CH2)-N(CH2-CH2-OH)2である)であり、R2及びR3のうち少なくとも1つがHとは異なる)のアルカノールアミン(A)である。
好ましくは、アルカノールアミン(A)は、式(I):N(R1OH)(R1OH)(R3) (I) (式中、R1が、同じであるか異なるものであり、1~10個の炭素原子、好ましくは1~5個の炭素原子を有する直鎖又は分岐鎖のアルキル基であり、R3が、H、1~10個の炭素原子、好ましくは1~5個の炭素原子を有する直鎖又は分岐鎖のアルキル基、R4-OH基(式中、R4が、1~10個の炭素原子、好ましくは1~5個の炭素原子を有する直鎖又は分岐鎖のアルキル基である)である)のアルカノールアミンである。
本発明の方法は、酢酸塩の使用を含まない。本発明の方法は、AMP(2-アミノ-2-メチル-プロパノール)の使用を含まない。
さらに、本発明は、水硬化性結合剤組成物の圧縮強度を向上させる方法であって、水硬化性結合剤を粉砕するときに組成物(C)を使用することを含む方法に関する。特に有利な手法において、方法は、水硬化性結合剤の、及び特にクリンカーの粉砕性能に影響を与えることなく、水硬化性結合剤組成物の圧縮強度の向上を可能とする。
好ましくは、本発明において、圧縮強度に関して言及されるとき、これらは、好ましくは28日での圧縮強度である。
アルカノールアミン(A)、特に式(I)のアルカノールアミンの無機塩は、ハライド酸塩、硫酸塩、リン酸塩、ホスホン酸塩、硫酸水素塩、カルボン酸塩又は炭酸水素塩から選択される。
好ましくは、アルカノールアミン塩は、硫酸の塩、リン酸の塩又はホスホン酸の塩、好ましくは硫酸の塩である。
好ましくは、アルカノールアミン塩は、ハライド酸塩又は硫酸塩である。特に、塩酸塩である。
本発明の方法は、任意の種類のアルカノールアミン(A)、好ましくは第二級又は第三級、好ましくは式(I)のアルカノールアミン、特に、ミルにおいて、特に、クリンカー及び水硬化性結合剤のミルにおいて使用される、式(I)の任意の種類の第二級又は第三級アルカノールアミン(A)に適用することができる。より具体的には、トリイソプロパノールアミン(TIPA)、ジイソプロパノールアミン(DIPA)、ジエタノール-イソプロパノールアミン(DEIPA)、エタノール-ジイソプロパノールアミン(EDIPA)、N,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン(THEED)及びメチルジエタノールアミン(MDEA)を挙げることができる。好ましくは、アルカノールアミンは、トリイソプロパノールアミン(TIPA)、ジエタノール-イソプロパノールアミン(DEIPA)及びエタノール-ジイソプロパノールアミン(EDIPA)のうちから選択される。好ましくは、アルカノールアミンはトリイソプロパノールアミン(TIPA)である。
組成物(C)の調製は、酸のモル数と酸のプロトンの数との比が、アミンのモル数とアミン中の窒素官能基の数との比より小さくなるように、アルカノールアミン(A)と、余剰のアルカノールアミンとを混合することによって達成される。反応は発熱反応である場合があるため、反応の間に媒体を冷却する必要がある場合がある。この理由により、好ましくは、組成物(C)の合成は、連続的に温度及びpHを測定しつつ、冷水浴中に浸漬されたガラス容器中で行われる。
本発明はまた、ミル中の水硬化性結合剤の流動性を減少させるための方法であって、水硬化性結合剤を粉砕するときに本発明の組成物(C)を使用することを含む方法に関する。
本発明において、任意の種類のミルを使用することができる。具体的には、本発明は、垂直ミル、ボールミル、ローラーミル、分離システムを有しないオープンミル、一定空気流分離器、傾斜したコンベヤベルトによるセメント移動プロセス、オープンバケットエレベーター、低性能ダストフィルター又は飽和に近いフィルター(高差圧、使い古したバッグフィルター)を有するか又は有しないクローズ粉砕システムにおける実施に関する。好ましくは、ミルは、ボールミル又は垂直ミルである。
本発明の対象は、クリンカーと鉱物添加物を共粉砕するときに、28日での圧縮強度を向上するために、高いアミンの割合(例えば、1トンのセメント当たりに120gのTIPA)を必要とするCEM II/A又はCEM II/B又はCEM IIIを製造するのに、特に有利である。幾つかの設備においてこのような割合が使用されるとき、ミルが早く空になることが観察され、並びに、ミルの出口及びエレベーターにおいて重大なダスト排出現象が観察される。
本発明は、任意の種類の水硬化性結合剤と、特に任意の種類のクリンカー及び/又は鉱物添加物との粉砕に関する。
本発明において、用語「水硬化性結合剤」は、水の存在の下で水和される特性を有する任意の化合物を意味し、その水和は、機械特性を有する固体を得ることを可能とし、具体的には、ポルトランドセメント、高アルミナセメント、ポゾランセメント又は無水若しくは半水和カルシウム硫酸塩である。水硬化性結合剤は、標準EN 197-1(2001)に準拠するセメントであってよく、特に、ポルトランドセメント、鉱物添加物、特にスラグ添加物、又は鉱物添加物を含むセメントであってよい。
「セメント」は、標準EN 197-1(2001)に準拠するセメントを意味し、特に、標準NF EN 197-1(2012)に準拠するCEM I、CEM Il、CEM III、CEM IV又はCEM Vの種類のセメントを意味する。セメントは、鉱物添加物を含んでよい。
「鉱物添加物」という表現は、(例えばセメント標準NF EN 197-1(2012)段落5.2.2において規定される)スラグ、製鋼スラグ、(例えばセメント標準NF EN 197-1(2012)段落5.2.3において規定される)ポゾラン材料、(例えばセメント標準NF EN 197-1(2012)段落5.2.4において規定される)フライアッシュ、(例えばセメント標準NF EN 197-1(2012)段落5.2.5において規定される)焼成片岩、(例えばセメント標準NF EN 197-1(2012)段落5.2.6において規定される)ライムストーン若しくは(例えばセメント標準NF EN 197-1(2012)段落5.2.7において規定される)ヒュームドシリカ、又はそれらの混合物を指す。最近ではセメンンと標準NF EN 197-1(2012)によっては認められていない他の添加物もまた使用することができる。主に、これらは、メタカオリン、例えば標準NF P 18-513 (8月 2012)に適合するA型のメタカオリン、又は焼成クレー、シリカ添加物、例えば標準NF P 18-509 (9月 2012)に適合するQz鉱物特性のシリカ添加物、特に無機ジオポリマー型のアルミノシリケートである。
特に有利な手法において、発明者らは、本発明の部分的に塩化された形態のアルカノールアミンを配置することは、その蒸気圧の減少を可能とし、それによって特に温度に起因するミルにおける分解から保護することを可能とすることを示した。発明者らは、全ての予測に反して、部分的に塩化された形態の配置にも関わらず、アルカノールアミンが、水硬化性結合剤の機械特性を向上させる特性を、特に向上された圧縮強度、特に28日での圧縮強度の特性を維持することを示した。加えて、驚くべきことに、発明者らは、有機酸塩を用いる文献における公知の例に反して、部分的に塩化された無機酸の形態で配置することが、ミルにおける残留時間に対する制御及び水硬化性結合剤粉末の調整された流動性を可能とすることを示した。
したがって、特に有利な手法において、本発明は、粉砕プロセスに分解を伴わないアルカノールアミンの添加することを可能とし、一方で同時に、粉砕を改善し、水硬化性結合剤組成物の機械特性を向上するアルカノールアミンの能力を維持する。
好ましくは、組成物(C)は、0.003~0.025wt%、好ましくは0.005~0.015%の水硬化性結合剤の含有量での粉砕のときに使用される。
特に有利な手法において、粉砕のときに使用される組成物(C)は、水硬化性組成物において又は水硬化性結合剤を粉砕するときに一般的に用いられる他の添加剤と組み合わせて使用することができ、式(I)のアルカノールアミン以外のアルカノールアミン、塩、例えば塩化ナトリウム、塩化カルシウム、ナトリウムチオシアネート、カルシウムチオシアネート、硝酸ナトリウム及び硝酸カルシウム、並びにそれらの混合物、グリコール、グリセロール、減水添加剤又は広範囲減水剤、界面活性剤、カルボン酸、例えば酢酸、アジピン酸、グルコン酸、ギ酸、シュウ酸、クエン酸、マレイン酸、乳酸、酒石酸、マロン酸及びそれらの混合物が言及される。
本発明の組成物(C)はまた、硬化遅延剤と組み合わせて使用することもできる。
本発明において、硬化遅延剤のうち、砂糖、糖蜜又は蒸留残渣ベースの遅延剤が挙げられる。
好ましくは、減水添加剤及び広範囲減水剤は、
一般にポリナフタレンスルホン酸塩又はナフタレンベースの高流動化剤と呼ばれる、ナフタレン及びホルムアルデヒドの重縮合体のスルホン化された塩;
一般にメラミンベースの高流動化剤と呼ばれる、メラミン及びホルムアルデヒドの重縮合体のスルホン化された塩;
リグノスルホン酸塩;
ナトリウムグルコン酸塩及びナトリウムグルコヘプトン酸塩;
ポリアクリレート;
ポリアリールエーテル(PAE);
ポリカルボン酸ベースの製品、特にカルボン酸基を有する主鎖とポリエーテル型のシーケンスから構成される側鎖とを有する分岐されたポリマーであるポリカルボン酸コーム(comb)コポリマー、特にエチレンポリオキシド、例えばポリ[(メタクリル)アクリル酸-結合-エチレンポリオキシド]。特に、CHRYSOによって販売されるCHRYSO(登録商標)Fluid Optima、CHRYSO(登録商標)Fluid Premia及びCHRYSO(登録商標)Plast Omegaの範囲の高流動化剤も使用することができる
特に欧州特許第0663892号明細書において記載されるポリアルコキシ化されたポリホスホン酸塩ベースの製品(例えばCHRYSO(登録商標)Fluid Optima 100)
から選択される。
一般にポリナフタレンスルホン酸塩又はナフタレンベースの高流動化剤と呼ばれる、ナフタレン及びホルムアルデヒドの重縮合体のスルホン化された塩;
一般にメラミンベースの高流動化剤と呼ばれる、メラミン及びホルムアルデヒドの重縮合体のスルホン化された塩;
リグノスルホン酸塩;
ナトリウムグルコン酸塩及びナトリウムグルコヘプトン酸塩;
ポリアクリレート;
ポリアリールエーテル(PAE);
ポリカルボン酸ベースの製品、特にカルボン酸基を有する主鎖とポリエーテル型のシーケンスから構成される側鎖とを有する分岐されたポリマーであるポリカルボン酸コーム(comb)コポリマー、特にエチレンポリオキシド、例えばポリ[(メタクリル)アクリル酸-結合-エチレンポリオキシド]。特に、CHRYSOによって販売されるCHRYSO(登録商標)Fluid Optima、CHRYSO(登録商標)Fluid Premia及びCHRYSO(登録商標)Plast Omegaの範囲の高流動化剤も使用することができる
特に欧州特許第0663892号明細書において記載されるポリアルコキシ化されたポリホスホン酸塩ベースの製品(例えばCHRYSO(登録商標)Fluid Optima 100)
から選択される。
特に有利な手法において、粉砕のときに使用される組成物(C)は、特にエトキシ化脂肪族アミンから選択される1つ又は複数の消泡剤と組み合わせて使用することができる。発明者らは、塩の形態のアルカノールアミンを使用することが、エトキシ化脂肪族アミンの可溶化を可能とするpH範囲を可能とし、一方で、特にそれらが活性となるpH範囲にあるコンクリート用途におけるそれらの有効性を維持することを可能とすることを具体的に示した。
本発明はまた、
少なくとも1つの水硬化性結合剤;
組成物(C)、例えば上記のもの
を含む組成物に関する。
少なくとも1つの水硬化性結合剤;
組成物(C)、例えば上記のもの
を含む組成物に関する。
組成物は、少なくとも1つの添加剤、例えば上記のものをさらに含んでよい。
本発明はまた、
水;
少なくとも1つの水硬化性結合剤;
組成物(C);
骨材
を含む水硬化性組成物に関する。
水;
少なくとも1つの水硬化性結合剤;
組成物(C);
骨材
を含む水硬化性組成物に関する。
水硬化性組成物は、少なくとも1つの添加剤、例えば上記のものをさらに含んでよい。
「骨材」は、0~125mmの平均直径の鉱物の粒の集合体を意味する。それらの直径によれば、骨材は、以下の6つのファミリー:充填剤、超微細砂、砂、砂利-砂混合物、微細砂利及びバラスト(XP P 18-545)、のうち1つに分類される。最も使用される骨材は以下:
2mm未満の直径を有し、少なくとも85%の骨材が1.25mm未満の直径を有し、かつ少なくとも70%の骨材が0.063mm未満の直径を有する、充填剤;
0~4mmの直径の砂(標準13-242においては6mm以下の直径を有する場合がある);
6.3mm超の直径の砂利-砂混合物;
2~63mmの直径をゆする微細砂利;
したがって、砂は本発明による骨材の範囲に含まれ;
充填剤は、特にライムストーン又はドロマイトそのものであってよい;
である。
2mm未満の直径を有し、少なくとも85%の骨材が1.25mm未満の直径を有し、かつ少なくとも70%の骨材が0.063mm未満の直径を有する、充填剤;
0~4mmの直径の砂(標準13-242においては6mm以下の直径を有する場合がある);
6.3mm超の直径の砂利-砂混合物;
2~63mmの直径をゆする微細砂利;
したがって、砂は本発明による骨材の範囲に含まれ;
充填剤は、特にライムストーン又はドロマイトそのものであってよい;
である。
水硬化性組成物は、当業者にとって公知である他の添加剤、例えば鉱物添加及び/又は添加剤、例えば脱空気剤、消泡剤、硬化促進若しくは遅延剤、レオロジー改質剤、他の液化剤(可塑剤若しくは高流動化剤)、特に高流動化剤、例えばCHRYSO(登録商標)Fluid Premia 180又はCHRYSO(登録商標)Fluid Premia 196高流動化剤をさらに含んでもよい。
ここから、本発明は、非限定的な例とともに説明される。
例1
この例において、トリイソプロパノールアミン(TIPA)とトリイソプロパノールアミンの塩酸塩との混合物が使用される。トリイソプロパノールアミンを異なる濃度の塩酸と混合して、1:0.70及び1:0.85のTIPA:HClモル比を得る。したがって、アミンと酸とのモル比は化学両論比ではなく、酸に対して余剰のアミンを有し、アミンの部分的なプロトン化をもたらす。
この例において、トリイソプロパノールアミン(TIPA)とトリイソプロパノールアミンの塩酸塩との混合物が使用される。トリイソプロパノールアミンを異なる濃度の塩酸と混合して、1:0.70及び1:0.85のTIPA:HClモル比を得る。したがって、アミンと酸とのモル比は化学両論比ではなく、酸に対して余剰のアミンを有し、アミンの部分的なプロトン化をもたらす。
1:0.70のTIPA:HClモル比を有する混合物を得るために、水中の64wt%のトリイソプロパノールアミン156.3gを、37wt%の塩酸36.1gと混合する。アミンと酸との間の酸-塩基の反応を介して、70wt%のTIPAをトリイソプロパノールアミンの塩酸塩に変換し、一方で30wt%のTIPAはプロトン化されていない形態のままである。同様に、1:0.85のTIPA:HClモル比を得るために、水中の64wt%のトリイソプロパノールアミン156.3gを、37wt%の塩酸43.79gと混合する。アミンと酸との間の酸-塩基の反応を介して、85wt%のTIPAをトリイソプロパノールアミンの塩酸塩に変換し、一方で15wt%のTIPAはプロトン化されていない形態のままである。
得た2つの混合物は、透明な溶液の形態である。逆酸-塩基滴定によって、それぞれの混合物中のプロトン化されたアミン(TIPA+HCl)の量を決定することができる。水酸化ナトリウム(0.1mol/L)をTIPA+HCl及びTIPAの混合物に添加する場合、水酸化ナトリウムの当量点体積において、pHのジャンプ、化学化合物(TIPA/TIPA+HCl)の酸解離定数の特徴が記録される。当量点まで添加される水酸化ナトリウムの体積は、溶液中のトリイソプロパノールアミンの塩酸塩の濃度を決定することを可能とする。
例2
同じ種類の化学反応によって、ジエタノールイソプロパノールアミンとジエタノール-イソプロパノールアミン(DEIPA)の塩酸塩との混合物を、異なるモル比で調製することができる。1:0.70のDEIPA:HClモル比を有する混合物を得るために、水中の85wt%のジエタノール-イソプロパノールアミン117.6gを、37wt%の塩酸51.8gと混合する。1:0.85のDEIPA:HClモル比を有する混合物を得るために、水中の85wt%のジエタノール-イソプロパノールアミン117.6gを、37wt%の塩酸62.9gと混合する。酸-塩基反応の後、これらの配合物は、それぞれ、70及び85wt%の、プロトン化された形態(DEIPA+HCl)のジエタノール-イソプロパノールアミンを含有している。これらの混合物中のジエタノール-イソプロパノールアミン塩酸塩(DEIPA+HCl)の含有量は、水酸化ナトリウムを用いた逆酸-塩基滴定によって確認することができる。
同じ種類の化学反応によって、ジエタノールイソプロパノールアミンとジエタノール-イソプロパノールアミン(DEIPA)の塩酸塩との混合物を、異なるモル比で調製することができる。1:0.70のDEIPA:HClモル比を有する混合物を得るために、水中の85wt%のジエタノール-イソプロパノールアミン117.6gを、37wt%の塩酸51.8gと混合する。1:0.85のDEIPA:HClモル比を有する混合物を得るために、水中の85wt%のジエタノール-イソプロパノールアミン117.6gを、37wt%の塩酸62.9gと混合する。酸-塩基反応の後、これらの配合物は、それぞれ、70及び85wt%の、プロトン化された形態(DEIPA+HCl)のジエタノール-イソプロパノールアミンを含有している。これらの混合物中のジエタノール-イソプロパノールアミン塩酸塩(DEIPA+HCl)の含有量は、水酸化ナトリウムを用いた逆酸-塩基滴定によって確認することができる。
例3
同じ種類の化学反応によって、トリイソプロパノールアミン(TIPA)とトリイソプロパノールアミンの硫酸塩との混合物を、100wt%未満のトリイソプロパノールアミンのプロトン化率で調製することができる。70wt%のプロトン化されたトリイソプロパノールアミンを含有する溶液を得るために、水中の64wt%のトリイソプロパノールアミン117.6gを、95wt%の硫酸18.9gと混合する。次いで、得た配合物はTIPA+H2SO4とTIPAとの混合物を含有している。この混合物のプロトン化されたアミン含有量もまた、水酸化ナトリウムを用いた逆酸-塩基滴定によって確認することができる。
同じ種類の化学反応によって、トリイソプロパノールアミン(TIPA)とトリイソプロパノールアミンの硫酸塩との混合物を、100wt%未満のトリイソプロパノールアミンのプロトン化率で調製することができる。70wt%のプロトン化されたトリイソプロパノールアミンを含有する溶液を得るために、水中の64wt%のトリイソプロパノールアミン117.6gを、95wt%の硫酸18.9gと混合する。次いで、得た配合物はTIPA+H2SO4とTIPAとの混合物を含有している。この混合物のプロトン化されたアミン含有量もまた、水酸化ナトリウムを用いた逆酸-塩基滴定によって確認することができる。
例4
4000cm2/gの目標ブレーン比表面積を有する15wt%フライアッシュを含有するCEM II/A-V 42.5 Nセメントに対して、90ppmのTIPA投与は、セメントミル能力の11%の増加を可能とする。一方で、120ppmのTIPAの投与は、非常に高揮発性となるセメント粉末の過剰な流動性をもたらすことによって、悪影響を引き起こす。TIPA+HClの形態の部分的にプロトン化されたTIPA(TIPA:HCl=1:0.85)は、セメントの粉砕に対して負の影響を有しない(過剰な流動性がない)。それはまた、ミル能力におけるわずかな増加を可能とし、向上した圧縮強度をもたらす。
4000cm2/gの目標ブレーン比表面積を有する15wt%フライアッシュを含有するCEM II/A-V 42.5 Nセメントに対して、90ppmのTIPA投与は、セメントミル能力の11%の増加を可能とする。一方で、120ppmのTIPAの投与は、非常に高揮発性となるセメント粉末の過剰な流動性をもたらすことによって、悪影響を引き起こす。TIPA+HClの形態の部分的にプロトン化されたTIPA(TIPA:HCl=1:0.85)は、セメントの粉砕に対して負の影響を有しない(過剰な流動性がない)。それはまた、ミル能力におけるわずかな増加を可能とし、向上した圧縮強度をもたらす。
この例は、ミル中の高すぎるTIPA含有量は、粉砕の有効性に影響を与え、機械性能の低下をもたらすことを示していて、部分的な塩の形態のTIPAを配置することは、これらの欠点を克服することができることを示している。
例5
1/2スケールの垂直2ローラーミルにおいて、200kg/時間のCEM I型のセメントを製造して、4000cm2/gのブレーン比表面積を有する目標細かさのセメントを得た。異なるプロトン化率を有するTIPAを含む活性化剤の存在の下で、ミル性能を監視した(製造速度をキログラム/時間で)。400ppmのTIPA投与量において、粉末が揮発性となりすぎるため、セメントの過剰な流動性の悪影響が発生する場合があり、それはミルのフィルターの入口と出口との間の圧力を測定することによって監視することができる。
1/2スケールの垂直2ローラーミルにおいて、200kg/時間のCEM I型のセメントを製造して、4000cm2/gのブレーン比表面積を有する目標細かさのセメントを得た。異なるプロトン化率を有するTIPAを含む活性化剤の存在の下で、ミル性能を監視した(製造速度をキログラム/時間で)。400ppmのTIPA投与量において、粉末が揮発性となりすぎるため、セメントの過剰な流動性の悪影響が発生する場合があり、それはミルのフィルターの入口と出口との間の圧力を測定することによって監視することができる。
400ppmのプロトン化されていないTIPAをセメントに添加することは、添加しない参照に対して、ミル能力を上昇させ、一方でセメントのブレーン比表面積を目標の4000cm2/gに維持することを可能とする。したがって、アミンはセメントの粉砕を促進し、ミル性能の増加を可能とする。それでもなお、添加剤なしの参照と比較して、フィルターにおける圧力の有意な増加が記録される。このプロトン化されていないアミンはダストの排出を促進し、ミル中の粉末の停滞した配置を促進して、粉砕プロセスに影響を与える。塩酸塩(TIPA+HCl)の形態の、部分的に(50wt%)又は完全に(100wt%)プロトン化されたアミンの使用は、差圧の減少を可能とする。したがって、アミンのプロトン化率が高くなるほど、ミルにおけるダスト排出は少なくなる。加えて、2つのプロトン化率におけるTIPA+HClは、TIPAと比較して、ミル能力及びセメントの比表面積の増加を可能とし、その効果はプロトン化率が高いほど大きい。したがって、塩酸塩の形態のアミンの使用は、プロトン化率によって調整することができる効果によって、改善されたミル性能を可能とする。最後に、セメントの機械特性は、異なるプロトン化率でのTIPA+HClの添加によって調整される。2日では、添加剤ありのセメントの圧縮強度は、参照の圧縮強度と同等である。7日では、TIPA活性化効果によってわずかな圧縮強度の増加が記録され、効果は、プロトン化されていない形態、50wt%のプロトン化、及び100wt%のプロトン化において見られる。
この例は、垂直ミルにおいて、TIPAの代わりに、部分的な塩酸塩の形態TIPA(TIPA+HCl)を使用することが、フィルターの差圧の減少として現れる改善された粉砕有効性、セメントの比表面積の増加、及びミル能力の上昇を可能とすることを示している。塩酸によるTIPAのプロトン化率が高いほど、ミル性能に対するこの有益な効果が、より良く見られる。加えて、セメントの機械特性は、2日において参照の機械特性と同等であり、さらには7日において、TIPA+HCl(50及び100wt%のプロトン化)の存在の下で、参照よりのわずかに高い。
Claims (15)
- 10~99wt%の、塩の形態の、好ましくは無機酸塩の形態の、第二級又は第三級アルカノールアミン(A)と、1~90wt%の塩化されていないアルカノールアミン(A)とを含む、組成物(C)。
- 50~99wt%の、塩の形態の、好ましくは無機酸塩の形態の、第二級又は第三級アルカノールアミン(A)と、1~50wt%の塩化されていないアルカノールアミン(A)とを含む、請求項1に記載の組成物(C)。
- 前記アルカノールアミンの塩が、ハライド酸塩、硫酸塩、リン酸塩、ホスホン酸塩、硫酸水素塩、カルボン酸塩又は炭酸水素塩である、請求項1又は2に記載の組成物。
- 前記アルカノールアミンの塩が、ハライド酸塩又は硫酸塩である、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記アルカノールアミンの塩が、塩酸塩である、請求項1~4のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記アルカノールアミンが、式(I):N(R1OH)(R2)(R3) (I) (式中、R1が、同じであるか異なるものであり、1~10個の炭素原子、好ましくは1~5個の炭素原子を有する直鎖又は分岐鎖のアルキル基であり、R2が、H又はR1-OH基であり、R3が、H、1~10個の炭素原子、好ましくは1~5個の炭素原子を有する直鎖又は分岐鎖のアルキル基、R4-OH基(式中、R4が、1~10個の炭素原子、好ましくは1~5個の炭素原子を有する直鎖又は分岐鎖のアルキル基である)、又は(アルキル)-N(アルキル-OH)2基(式中、アルキル基が直鎖又は分岐鎖であり、1~5個の炭素原子を有し、好ましくは、(CH2-CH2)-N(CH2-CH2-OH)2である)であり、R2及びR3のうち少なくとも1つがHとは異なる)のアルカノールアミンである、請求項1~5のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記アルカノールアミンが、トリイソプロパノールアミン(TIPA)、ジイソプロパノールアミン(DIPA)、ジエタノール-イソプロパノールアミン(DEIPA)、エタノール-ジイソプロパノールアミン(EDIPA)、N,N,N’,N’-テトラキス(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン(THEED)及びメチルジエタノールアミン(MDEA)のうちから選択される、請求項1~6のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記アルカノールアミンが、トリイソプロパノールアミン(TIPA)、ジエタノール-イソプロパノールアミン(DEIPA)及びエタノール-ジイソプロパノールアミン(EDIPA)のうちから選択される、請求項1~7のいずれか1項に記載の組成物。
- 前記アルカノールアミンが、トリイソプロパノールアミン(TIPA)である、請求項1~8のいずれか1項に記載の組成物。
- 少なくとも1つの水硬化性結合剤を粉砕するための、第二級又は第三級アルカノールアミンを使用する方法であって、
好ましくは無機酸の手段によって部分的に塩化された形態のアルカノールアミン(A)を配置して、請求項1~9のいずれか1項に記載の組成物(C)を得る工程;
組成物(C)をミルに添加する工程
を含む、方法。 - 水硬化性結合剤組成物の圧縮強度を向上させる方法であって、水硬化性結合剤を粉砕するときに請求項1~9のいずれか1項に記載の組成物(C)を使用することを含む、方法。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載のアルカノールアミン以外のアルカノールアミン、塩、例えば塩化ナトリウム、塩化カルシウム、ナトリウムチオシアネート、カルシウムチオシアネート、硝酸ナトリウム及び硝酸カルシウム、並びにそれらの混合物、グリコール、グリセロール、(特に、一般にポリナフタレンスルホン酸塩又はナフタレンベースの高流動化剤と呼ばれる、ナフタレン及びホルムアルデヒドの重縮合体のスルホン化された塩;一般にメラミンベースの高流動化剤と呼ばれる、メラミン及びホルムアルデヒドの重縮合体のスルホン化された塩;リグノスルホン酸塩;ナトリウムグルコン酸塩及びナトリウムグルコヘプトン酸塩;ポリアクリレート;ポリアリールエーテル(PAE);ポリカルボン酸ベースの製品、特にカルボン酸基を有する主鎖とポリエーテル型のシーケンスから構成される側鎖とを有する分岐されたポリマーであるポリカルボン酸コーム(comb)コポリマー、特にエチレンポリオキシド、例えばポリ[(メタクリル)アクリル酸-結合-エチレンポリオキシド];ポリアルコキシ化されたポリホスホン酸塩ベースの製品から選択される)減水添加剤又は広範囲減水剤、界面活性剤、カルボン酸、例えば酢酸、アジピン酸、グルコン酸、ギ酸、シュウ酸、クエン酸、マレイン酸、乳酸、酒石酸、マロン酸、硬化遅延剤、特に砂糖、糖蜜又は残留残渣ベースの硬化遅延剤、並びにそれらの混合物、から選択される添加剤が、前記アルカノールアミンの塩に加えて使用される、請求項10に記載の方法。
- 1つ又は複数の消泡剤が、前記アルカノールアミンの塩と組み合わせて使用される、請求項10~12のいずれか1項に記載の方法。
- 少なくとも1つの水硬化性結合剤;
請求項1~9のいずれか1項に記載の組成物(C);
任意選択で水及び骨材
を含む、組成物。 - 1つ又は複数の消泡剤化合物をさらに含む、請求項14に記載の組成物。
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