Proceso para aglutinar materiales de óxidos inorgánicos, no compactos, con resinas eterificadas de urea-formaldehído así como composiciones curadas de materiales de este tipo y resinas eterificadas de urea-formaldehído.

Método para aglutinar materiales de óxidos inorgánicos no consolidados seleccionados de grupo de

* materiales que comprenden partículas de materiales de óxidos inorgánicos y

* materiales de óxidos inorgánicos que presentan poros,

grietas, fracturas o fisuras,

poniendo en contacto los materiales inorgánicos con una composición curable que comprende al menos una resinade aminoplasto eterificada, curable, seguido de curado de la resina, caracterizado porque la resina de aminoplastoeterificada es una resina eterificada de urea-formaldehído que comprende unidades estructurales de las fórmulasgenerales (II) o (I) y (II)

en cuyo caso

* los residuos R1, R2, R3 y R4 representan sustituyentes seleccionados del grupo de H, -CH2-OH y -CH2-OR',

* R' representa un residuo de hidrocarburo alifático con 1 a 10 átomos de carbono

* x representa un número de 2 a 8, y

* y representa un número de 1 a 20

Con la condición de que al menos uno de los residuos R1, R2, R3 y R4 sea un residuo -CH2-OR',

y en cuyo caso la cantidad de la composición curable es de 0,5 a 60 % en peso respecto de los materialesinorgánicos y el curado se efectúa a una temperatura de más de 0°C a 280°C.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/061118.

Solicitante: BASF SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: 67056 LUDWIGSHAFEN ALEMANIA.

Inventor/es: SPINDLER,CHRISTIAN, NITSCHKE,CHRISTIAN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B22C1/22 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B22 FUNDICION; METALURGIA DE POLVOS METALICOS.B22C MOLDEO EN FUNDICION (moldeo de materiales refractarios en general B28B). › B22C 1/00 Composiciones de materiales refractarios para moldes o machos; Su estructura granular (materiales refractarios en general C04B 35/00 ); Características químicas o físicas de la fabricación de los moldes. › de resinas naturales o sintéticas.
  • C04B26/12 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C04 CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS; REFRACTARIOS.C04B LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES, p. ej. MORTEROS, HORMIGON O MATERIALES DE CONSTRUCCION SIMILARES; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS (vitrocerámicas desvitrificadas C03C 10/00 ); REFRACTARIOS (aleaciones basadas en metales refractarios C22C ); TRATAMIENTO DE LA PIEDRA NATURAL. › C04B 26/00 Composiciones para mortero, hormigón o piedra artificial que contienen solamente ligantes orgánicos. › Polímeros de condensación de aldehídos o cetonas.
  • C09K17/28 C […] › C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09K SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE SUSTANCIAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09K 17/00 Sustancias para acondicionar o estabilizar los suelos. › Polímeros de condensación urea-aldehído.
  • C09K17/40 C09K 17/00 […] › que contienen mezclas de compuestos orgánicos e inorgánicos.
  • C09K8/508 C09K […] › C09K 8/00 Composiciones para la perforación de orificios o pozos; Composiciones para el tratamiento de orificios o pozos, p. ej. para las operaciones de terminación o de reparación. › compuestos macromoleculares.
  • C09K8/512 C09K 8/00 […] › conteniendo agentes reticulantes.
  • C09K8/575 C09K 8/00 […] › conteniendo compuestos orgánicos.

PDF original: ES-2424950_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Proceso para aglutinar materiales de óxidos inorgánicos, no compactos, con resinas eterificadas de ureaformaldehído así como composiciones curadas de materiales de este tipo y resinas eterificadas de ureaformaldehído La presente invención se refiere a un proceso para aglutinar materiales de óxidos inorgánicos, no compactos, con formulaciones curables que comprenden resinas eterificadas de urea-formaldehído así como composiciones que pueden obtenerse mediante el proceso.

En la exploración de petróleo y gas, los hidrocarburos y las mezclas de hidrocarburo-agua acostumbradas se encuentran frecuentemente en capas no consolidadas de arena y roca. Durante la extracción, de la formación rocosa pueden liberarse partículas de arena con la mezcla de hidrocarburo - agua debido a las fuerzas de cizallamiento que aparecen durante la producción. Las partículas de arena pueden penetrar, por ejemplo, en la columna de explotación, en los dispositivos de bombeo sumergidos y en los instalados sobre la superficie, así como a separadores de agua y sistemas de tubería instalados, y allí conducir a una corrosión, una abrasión o perturbaciones en las funciones o reducciones funcionales.

Además se conoce que las perforaciones de producción pueden estimularse rompiendo roca que contiene hidrocarburo (conocido como fracturación) . Con el fin de mantener las grietas obtenidas abiertas durante un período prolongado aún en condiciones de producción, a las grietas generadas se bombean agentes de soporte tales como, por ejemplo, partículas de arena o de bauxita. Tal como se ha descrito tales partículas también pueden liberarse de las grietas. Junto a los problemas ya descritos, esto puede conducir adicionalmente a que las fisuras formadas en la roca se cierren nuevamente y la tasa de extracción del hidrocarburo producido descienda significativamente.

En el estado de la técnica se conocen diversas técnicas para impedir la liberación de arena junto con la mezcla de hidrocarburo-agua al agujero de perforación, a la columna de explotación subsiguiente y al equipo utilizado.

De esta manera, ejemplo, en la perforación de producción pueden instalarse empaques de grava y filtros de arena mecánicos con el fin de suprimir el transporte de arena afuera del agujero de perforación. Estos sistemas se describen, por ejemplo, en CA 2, 314, 392 o US 2008 217 002 A1.

Por otra parte, una resina muy fluida puede bombearse hacia la capa de arena no consolidada y curarse allí. En los sistemas descritos en el estado de la técnica puede adicionarse un agente de curado apropiado según la temperatura en el agujero de perforación, por ejemplo una mina orgánica. La resina puede bombearse a la formación junto con el agente de curado, directamente en forma líquida o aplicada en un soporte, como por ejemplo pequeñas partículas de arena. La resina aglutina de manera puntual en tal caso los granos de arena presentes en la formación de tal modo que los granos de arena ya no pueden liberarse pero que sin embargo sea posible para el hidrocarburo fluir a través de la arena ahora consolidada.

La resina curada tiene que ser estable frente a la hidrólisis durante un período prolongado en el agujero de perforación a las temperaturas que rigen en los reservorios de almacenamiento y además no debe poder disolverse por el hidrocarburo extraído.

De esta manera, GB 1, 172, 116 o GB 1, 453, 001 describen, por ejemplo, el empleo de sistemas de resinas con base en alcohol de furfurilo los cuales se bombean a la formación en un solvente orgánico. DE 28 43 452 y CA 2 637 696 describen sistemas a base de resinas epóxicas.

En otros campos de la industria también existe la necesidad de consolidar partículas inorgánicas por medio de medidas adecuadas como, por ejemplo, en la minería con el fin de impedir el desprendimiento de rocas sueltas al excavar o para proteger la roca de la intemperie o de la oxidación. De esta manera, CA 2 497 722 describe la utilización de sistemas de resinas elastoméricas de dos componentes que se aplican a la superficie de la roca y conducen allí a la formación de película.

Otros ejemplos comprende la prevención de generación de polvo o la consolidación de suelos. De esta manera, RU 2151301 describe la prevención de desarrollo de polvo aglutinando el polvo con butiral de polivinilo y arena.

La consolidación de arena en aplicaciones por encima de la tierra también es de gran interés industrial. De esta manera se producen cuerpos moldeados, también llamados moldes, para las más diversas aplicaciones, por ejemplo para fundición de metal, hechos de arena con la ayuda de aglutinantes. Así, las solicitudes CN 1075114 A, DE 24 00 908, DE 1012035 y JP 02 197 348 A2 describen la aplicación de resinas urea-formaldehído para preparar cuerpos moldeados en cuyo caso se emplean diferentes proporciones molares entre urea y formaldehído y diferentes agentes de curado.

Además es conocido adicionar otros aditivos para mejorar las propiedades de aplicación de tales cuerpos de moldeado, por ejemplo alcohol de furfurilo (DE 1160141) , hacer reaccionar resinas de urea-formaldehído en sulfonatos (Yang, Ming et al. Beijing Huagong Daxue Xuebao, Ziran Kexueban (2003) , 30 (4) , 81 - 84) o adicionar aditivos que contienen fenol (CS 247931) .

La consolidación de capas de arena, tanto arriba como debajo de la tierra, por medio de sistemas de ureaformaldehído es divulgada en US 2006 240995, US 6, 311, 773, RU 2048950 y US 5, 670, 567.

Es objetivo de la invención encontrar un proceso mejorado para aglutinar partículas inorgánicas de óxido no compactadas, principalmente de dióxido de silicio, con ayuda de resinas para una las más diversas aplicaciones. En este caso deben emplearse preferiblemente resinas a base de agua.

Por consiguiente, se encontró un proceso para aglutinar materiales de óxidos inorgánicos, no compactados, seleccionados del grupo de

• Materiales que comprende partículas de materiales de óxidos inorgánicos, y

• Materiales de óxidos inorgánicos que tienen poros, grietas, fracturas o fisuras, en cuyo caso los materiales inorgánicos se ponen en contacto con una composición curable que comprende al menos una resina curable,

seguido de curado térmico de la resina y en cuyo caso la resina es una resina eterificada de urea-formaldehído la cual comprende unidades estructurales de la fórmula general (II) o (I) y (II)

donde • los residuos R1, R2, R3 y R4 representan sustituyentes seleccionados del grupo de H, -CH2-OH y -CH2-OR’, 20 • R' representa un residuo de hidrocarburo alifático con 1 a 10 átomos de carbono,

• x representa un número de 2 a 8, y

• y representa un número de 1 a 20

con la condición de que al menos uno de los residuos R1, R2, R3 y R4 sea un residuo -CH2-OR’,

La cantidad de composición curable es de 0, 5 a 60 % en peso respecto de los materiales inorgánicos y el curado se 25 efectúa a una temperatura de más de 0°C a 280°C.

Además, se encontraron composiciones de partículas inorgánicas y de una resina endurecida las cuales pueden obtenerse mediante el proceso descrito.

En otra modalidad de la invención, la invención se refiere a una composición sólida que puede obtenerse mezclando una o varias resinas eterificadas de urea y formaldehído, uno o varios agentes de curado con partículas de dióxido 30 de silicio, agua y/u otro solvente, así como curando la mezcla obtenida a temperatura ambiente o a temperaturas elevadas.

En otra modalidad de la invención, la invención se refiere al uso de resinas eterificadas de urea-formaldehído así como de uno o varios agentes de curado para la producción de composiciones de arena sólidas, resistentes al agua.

Sobre la invención debe exponerse en particular lo siguiente: Para implementar la invención se emplea una composición curable que comprende al menos una resina eterificada de aminoplasto, a saber una resina eterificada de urea-formaldehído.

Las resinas de aminoplasto son conocidas fundamentalmente por el especialista. Se tratan de productos de policondensación con peso molecular relativamente bajo, constituidos por compuestos que tienen grupos NH y

compuestos de carbonilo. Ejemplos de compuestos que tienen grupos NH adecuados comprenden: urea, melamina, uretano o amina aromática. Los compuestos de carbonilo son preferiblemente formaldehído, pero también pueden ser aldehídos o cetonas superiores.

Las resinas eterificadas de aminoplasto también son conocidas fundamentalmente por el especialista. Se obtienen esterificando total o parcialmente los grupos OH de resinas de aminoplasto con alcoholes. Alcoholes adecuados... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Método para aglutinar materiales de óxidos inorgánicos no consolidados seleccionados de grupo de

• materiales que comprenden partículas de materiales de óxidos inorgánicos y

• materiales de óxidos inorgánicos que presentan poros, grietas, fracturas o fisuras,

poniendo en contacto los materiales inorgánicos con una composición curable que comprende al menos una resina de aminoplasto eterificada, curable, seguido de curado de la resina, caracterizado porque la resina de aminoplasto eterificada es una resina eterificada de urea-formaldehído que comprende unidades estructurales de las fórmulas generales (II) o (I) y (II)

en cuyo caso

• los residuos R1, R2, R3 y R4 representan sustituyentes seleccionados del grupo de H, -CH2-OH y -CH2-OR’,

• R' representa un residuo de hidrocarburo alifático con 1 a 10 átomos de carbono

• x representa un número de 2 a 8, y 15 • y representa un número de 1 a 20

Con la condición de que al menos uno de los residuos R1, R2, R3 y R4 sea un residuo -CH2-OR’,

y en cuyo caso la cantidad de la composición curable es de 0, 5 a 60 % en peso respecto de los materiales inorgánicos y el curado se efectúa a una temperatura de más de 0°C a 280°C.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque los compuestos de la fórmula (II) se obtienen haciendo 20 reaccionar compuestos de la fórmula (I) adicionalmente con un dialcohol de la fórmula general

3. Método según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la composición curable comprende además al menos un solvente.

4. Método según la reivindicación 3, caracterizado porque el solvente es agua o una mezcla de agua-alcohol.

5. Método según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la composición curable comprende además al menos un agente ácido de curado.

6. Método según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los materiales inorgánicos, oxídicos, no consolidados son dióxido de silicio y/o minerales de silicato.

7. Método según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque los materiales de óxidos inorgánicos no consolidados son partículas inorgánicas de óxidos.

8. Método según la reivindicación 7, caracterizado porque las partículas de óxidos inorgánicos presentan un tamaño de grano de 0, 01 a 2 mm.

9. Método según la reivindicación 7 o 8, caracterizado porque se mezclan las partículas de óxidos inorgánicos con la composición curable, se moldea en una pieza moldeada y se cura.

10. Composición sólida constituida por partículas inorgánicas y una resina curada que puede obtenerse mediante un método según una de las reivindicaciones 1 a 8.


 

Patentes similares o relacionadas:

Mezcla de material moldeable que contiene resoles y dióxido de silicio amorfo, moldes y núcleos fabricados a partir de ella y procedimiento para su fabricación, del 6 de Febrero de 2019, de ASK Chemicals GmbH: Mezcla de material moldeable para la fabricación de moldes o núcleos, que comprende al menos: a) un material base moldeable refractario, […]

Resinas modificadas de fenol, del 29 de Noviembre de 2017, de HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung: Uso de una resina modificada de fenol como aglutinante o componente de un aglutinante en el procedimiento de Cold-Box o en el procedimiento […]

Procedimiento para producir polímeros análogos a resinas de fenol-formaldehído, del 18 de Octubre de 2017, de Annikki GmbH: Procedimiento para la producción de polímeros análogos a resinas de fenol-formaldehído, en donde un componente fenólico se hace reaccionar con formaldehído, caracterizado […]

Composición de aglutinante que comprende tanino condensado y alcohol furfurílico y sus usos, del 28 de Diciembre de 2016, de ASK Chemicals L.P: Una mezcla de fundición que comprende: (i) una composición aglutinante que comprende: (a) un tanino condensado; y (b) alcohol furfurílico; […]

Sistemas aglutinantes de caja fría y mezclas para uso como aditivos para tales sistemas aglutinantes, del 28 de Septiembre de 2016, de HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung: Mezcla que puede prepararse haciendo reaccionar una pre-mezcla de (av) 1,0 a 50,0 por ciento en peso de ácido metanosulfónico (bv) uno o varios ésteres de […]

Composiciones de iniciadores de radicales libres que contienen hidroperóxido de t-butilo y su uso, del 25 de Noviembre de 2015, de ASK Chemicals L.P: Una composición epoxi que comprende: (a) una resina epoxi; y (b) una composición de iniciador de radicales libres que comprende una solución […]

Aglutinante a base de poliuretano para la fabricación de núcleos y moldes de fundición usando isocianatos que contienen un grupo uretonimina y/o un grupo carbodiimida, una mezcla de material a moldear que contiene el aglutinante y un procedimiento usando el aglutinante, del 25 de Marzo de 2015, de ASK Chemicals GmbH: Aglutinante para mezclas de material a moldear que presenta (A) uno o varios compuestos de poliol con al menos 2 grupos hidroxilo por molécula […]

Sistema de aglutinante a base de poliuretano para la fabricación de núcleos y moldes de fundición usando formales cíclicos, mezcla de material a moldear y procedimiento, del 31 de Diciembre de 2014, de ASK Chemicals GmbH: Aglutinante para mezclas de material a moldear que contiene (A) al menos un componente de resina fenólica como componente de poliol que presenta una resina fenólica, […]

Otras patentes de BASF SE