[发明专利]包囊型活化剂及其通过物理措施触发凝胶化体系的用途

说明书

技术领域

本发明涉及通过物理措施如高剪切、高压、温度、粉碎、剪切或上述任意组合触发(甲基)丙烯酸酯凝胶化体系的聚氨酯包囊型(encapsulated)加速剂，并涉及制备所述体系的方法。

背景技术

阻止位于不易接近的场所(如掩埋的管道，槽或隧道的壁)的流体泄漏是操作者可能会遇到的主要技术问题之一。在一些严重的情况下，流体损失的量可能是非常大的。因而会存在以下的高风险：泄漏不可能被修复而导致可能发生的危险事件(如果泄露的流体易燃、易爆、对环境有害或有毒的话)。

一般来说，为解决这个问题，操作者决定注入任意类型的堵漏体系如颗粒、纤维或水泥，希望漏洞会被填充或侵入并且希望它们可以恢复管道或槽中的防流体泄漏性。

另一种途径在于开发“智能”系统，其可以以受控方式设置并且可被注入到泄漏点本身。这样可以节省介于开始泄漏或溢出与修补然后恢复流体的存储或流动之间的大量时间。

那些堵漏体系可尤其但非排它地用于密封地下环境并且用于加固土壤和密封地下结构，诸如地下铁路隧道、下水道、地下停车场、蓄水池、游泳池、矿井和水坝。在许多已提出的技术方案中，可以提及的有水泥灌浆、硅酸盐灌浆和合成树脂灌浆。还特别推荐源自不饱和脂族酸，更特别地源自丙烯酸和甲基丙烯酸的合成树脂。因而，专利FR-A-1,113,937描述了使用丙烯酸衍生物，诸如丙烯酰胺、N-烷基丙烯酰胺、丙烯腈、丙烯酸烷基酯、金属丙烯酸盐，以及亚烷基二丙烯酰胺。

这些组合物的关键缺点在于这些化合物中的一些化合物的潜在毒性，尤其是在丙烯酰胺基组合物的情况下。

对可能与水接触的产品的非毒性生态要求已导致对替代化合物的研究。因此，专利GB-A-1,303,456描述了含丙烯酸羟烷基酯或甲基丙烯酸羟烷基酯(可与亚烷基二醇二丙烯酸酯或二甲基丙烯酸酯偶联)、可溶性银盐和金属过硫酸盐的组合物。这些组合物不能包含高浓度的单体，因为由它们的聚合所引起的放热会导致高膨胀并且导致形成泡沫，而这妨碍了某些应用，特别是在用于地下结构中裂缝堵漏的操作的情况下。这种组合物的主要缺点是设定时间的控制。实际上，在许多应用中，泄漏区域是不易接近的，而且经常远离泵送/注入设备。因此延缓剂已被评价为能够在远程位置使用，甚至是在升高的温度下，正如例如在GB 2226066(A)中所提及的。

一般来说，还没有任何体系能够在控制精度方面给出完全令人满意的结果，并且仍然迫切需要改进的凝胶化体系。

发明内容

本发明涉及这样的改进体系，并且更确切地涉及制备用以触发可聚合体系快速凝胶化的包囊型加速剂的方法。

更确切地，本发明涉及用于包囊化水溶性或水分散性单体(典型地，水溶性或分散性单体包括丙烯酸酯化或甲基丙烯酸酯化的聚氧化亚乙基和/或聚氧化亚丙基单体)的聚合加速剂的方法，所述方法包括以下步骤：

a)提供在油相中包含水溶液或分散体(称为W1)的反相乳液，该水溶液或分散体包含所述聚合活化剂，该油相是(或至少包含)异氰酸酯与羟基化聚烷基二烯(polyalkyldiene hydroxylated)或多元醇的可热固化混合物，

b)将步骤a)的反向乳液倒入水相(称为W2)中，以产生多重乳液水/油/水，其包含作为内部水相的活化剂液滴，并且然后，

c)在50-95℃的温度下加热在步骤b)中获得的多重乳液，以固化聚氨酯中的多异氰酸酯，并获得在分散于水(W2)中的聚氨酯壳中封装的活化剂液滴(W1)。

本发明还涉及特定的凝胶化体系，其基于根据步骤a)至c)获得的包囊型加速剂并且进一步包含水溶性或水分散性的丙烯酸酯化或甲基丙烯酸酯化的聚氧化亚乙基和/或聚氧化亚丙基单体以及一起的聚合引发剂如过氧化物。

这个凝胶化体系包含：

i)水溶性或水分散性单体，包括丙烯酸酯化或甲基丙烯酸酯化的聚氧化亚乙基和/或聚氧化亚丙基单体;

ii)分散在所述单体i)中的聚合引发剂，和

iii)在本发明方法中获得的包囊型聚合加速剂。

根据一种特定的实施方式，聚合引发剂ii)可与加速剂iii)一起包囊化。在这种情况下，引发剂和加速剂通常都存在于根据本发明方法获得的包囊内的内部水相中。这样的共同包囊化可以通过例如在本发明方法的步骤a)中提供在水溶液或分散体(W1)中既包含引发剂又包含加速剂的乳液而获得。