用于减少VOC和硅氧烷粉尘的硅氧烷组合物和方法技术

本发明专利技术提供了由高粘度硅氧烷制备的改良的防水石膏产品。本发明专利技术还提供了用于制备产品且减少所释放的硅氧烷粉尘量的燃料效率方法。

Silicone compositions and methods for reducing VOC and silicone dust

The present invention provides improved waterproof gypsum products prepared from high viscosity silicone. The invention also provides a fuel efficiency method for preparing the product and reducing the amount of the released silica dust.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关专利申请本专利申请要求其于2014年10月24日提交的美国专利申请14/523,016以及于2014年4月25日提交的美国临时专利申请61/984,206的优先杈，所述专利申请的完整公开内容以引用的方式全文并入本文。
本专利技术涉及具有改善的防水性且由至少一种高粘度硅氧烷制备的石膏产品。本专利技术还涉及制造其中硅氧烷粉尘水平和挥发性有机化合物(VOC)在制造期间减少的产品的燃料效率方法。
技术介绍
阻燃石膏面板和许多有用形状的其他产品可通过使石膏(也称为二水硫酸钙或石膏粉)脱水且再水合进行生产。此类石膏产品常用于建筑施工中。典型石膏产品包括干墙和石膏纤维板。干墙包括夹在覆盖片例如纸或聚合物毡之间的石膏核。石膏纤维板包括其中掺入纤维，但不使用覆盖片的石膏核，尽管石膏纤维板中的石膏核可用各种涂层进行涂布。因为石膏自身不是防水的，所以存在关于改善石膏产品的防水性的相当大量的工作。烃包括蜡和沥青在美国专利号2,198,776中提议用于减少水吸收。包括金属皂和硅酮的材料已用作成品石膏产品的表面上的涂层。然而，难以获得由具有一致的防水性的这些材料制成的涂层。美国专利4,411,701公开了在制备防水石膏成型产品中，将碱金属烷基硅醇盐或苯基硅醇盐连同氢氧化钙或氧化钙一起加入石膏中，而美国专利4,371,399公开了包含某些脂肪胺的防水石膏砂浆。美国专利7,294,195公开了包含基于羟基的纤维素和硅醇盐的防水石膏组合物。硅氧烷乳状液可加入石膏浆料中，并且这些乳状液可用于改善石膏产品的防水性。硅氧烷乳状液加入给予Englert的美国专利5,817,262中的石膏纤维板中。除硅氧烷乳状液之外，硅氧烷分散体也可用于改善石膏产品的防水性，如给予Miller的美国专利7,413,603中所述。将硅氧烷加入石膏浆料中显著改善所得到的石膏产品的防水性。例如，用于产生防水石膏产品的聚甲基氢硅氧烷的使用由EP1112986A1提供。在制造期间，对石膏产品实施干燥过程且暴露于高温。在烘箱(窑)中的干燥过程期间，硅氧烷蒸发离开石膏产品且被携带至燃烧器。硅氧烷的分解小片被燃烧且形成极细的粉末状硅氧烷粉尘。这种粉尘降低窑的干燥效率，并且导致设备包括燃烧器和风扇的磨损和毁坏增加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供具有改善的防水性和在干燥期间减少的硅氧烷蒸发的石膏产品。一个实施例提供了包括由高粘度硅氧烷配制的石膏核的石膏产品。合适的高粘度硅氧烷包括具有至少30cps的粘度的那些。合适的高粘度硅氧烷还包括具有至少40cps的粘度的那些。在一些实施例中，高粘度硅氧烷具有至少60cps的粘度。在一些产品中，高粘度硅氧烷以0.08％至1％的浓度使用。考虑了各种石膏产品，包括墙板和石膏纤维板。各种高粘度硅氧烷是合适的，包括甲基氢硅氧烷。进一步的实施例提供了用于制备石膏产品的方法，所述石膏产品具有改善的防水性和在制造期间总烃的减少的排放。该方法包括配制包含至少一种高粘度硅氧烷的石膏浆料且由浆料形成各种石膏产品的步骤。此类石膏产品可包括面板、板、地砖和天花板。附图说明图1是穿过包括覆盖片的石膏产品的横截面：和图2是穿过不包括覆盖片的石膏产品的横截面。具体实施方式本专利技术提供了由可抽泵、可流动的石膏浆料制备的石膏产品，所述石膏浆料包含至少一种高粘度硅氧烷。图1是一个实施例的横截面，其中石膏产品(10)包括石膏核(12)和覆盖片(14)，所述石膏核(12)由包含高粘度硅氧烷的石膏浆料形成，所述覆盖片(14)选自纸片和聚合物毡且应用于石膏核(12)的至少一个侧面。石膏核(12)还可包含其他添加剂，例如木纤维或纸纤维、有机填料和无机填料、粘合剂、消泡剂、去污剂、分散剂、着色剂和抗微生物剂。图2是另一个实施例的横截面，其中石膏产品(20)包括由包含高粘度硅氧烷的石膏浆料形成的石膏纤维板(22)。石膏纤维板(22)可任选由化学涂层(24)进行覆盖，所述化学涂层(24)可应用于石膏核的至少一个表面。石膏纤维板(22)还可包含其他添加剂，例如木纤维或纸纤维、有机填料和无机填料、粘合剂、消泡剂、去污剂、分散剂、着色剂和抗微生物剂。考虑的石膏产品包括但不限于面板、板、地砖、天花板以及具有各种定制设计的形状的产品。如本文使用的，术语石膏意指处于稳定二水合物状态的硫酸钙，即CaSO4X2H2O，并且包括天然存在的矿物质、合成衍生的等价物、以及由半水硫酸钙(灰泥)或无水硫酸钙的水合形成的二水合物材料。如本文使用的，术语“硫酸钙材料”意指以其形式中的任一种的硫酸钙，即无水硫酸钙、半水硫酸钙、二水硫酸钙及其混合物。能够形成聚合物/树脂的各种硅氧烷化合物也称为具有通式(R2SiO)n的聚硅氧烷，其中n是在聚合物中重复的R2SiO单元的次数，R可以是任何有机基团，包括乙烯基(CH2)、甲基(CH3)和苯基(C6H5)，可用于形成石膏产品中的聚合物基体。合适的有机硅氧烷还可包括包含Si键合的氢的有机氢硅氧烷。合适的有机氢硅氧烷包括可在商业名称下得自WackerChemicalCorporation或DowCorningChemical的甲基氢硅氧烷。在石膏工业中目前使用的硅氧烷的粘度通常为约20cps，并且它对于墙板甚至更少。这些硅氧烷视为低粘度硅氧烷。然而并且尽管有这个充分解决的概念，本专利技术人已出乎意料地发现高粘度/分子量硅氧烷代替常规制剂的使用导致VOC的显著减少。术语“高粘度硅氧烷”意指具有30cps以上的粘度的硅氧烷。本专利技术人已发现粘度从20cps增加到30cps以上可减少释放的总烃量。因为所生成的硅氧烷粉尘量与总烃量成正比，所以高粘度硅氧烷的使用导致硅氧烷粉尘的显著减少。至少在一些实施例中，高粘度硅氧烷是高分子量氢改性的硅氧烷，例如聚甲基氢硅氧烷，其具有至少36cps的粘度且适合聚合成硅酮。至少在一些实施例中，高粘度硅氧烷是高分子量氢改性的硅氧烷，例如聚甲基氢硅氧烷，其具有至少40cps的粘度且适合聚合成硅酮。至少在一些实施例中，高粘度硅氧烷是高分子量氢改性的硅氧烷，例如聚甲基氢硅氧烷，其具有至少50cps的粘度且适合聚合成硅酮。至少在一些实施例中，高粘度硅氧烷是高分子量氢改性的硅氧烷，例如聚甲基氢硅氧烷，其具有在60cps至80cps范围内的粘度且适合聚合成硅酮。至少在一些实施例中，高粘度硅氧烷是高分子量氢改性的硅氧烷，例如聚甲基氢硅氧烷，其具有至少80cps的粘度且适合聚合成硅酮。在一些实施例中，高粘度硅氧烷是具有36cps以上的粘度的硅氧烷。在一些实施例中，高粘度硅氧烷是具有40cps以上的粘度的硅氧烷。在一些实施例中，高粘度硅氧烷是具有50cps以上的粘度的硅氧烷。在一些实施例中，高粘度硅氧烷是具有60至80cps的粘度的硅氧烷。高粘度硅氧烷优选以乳状液或分散体的形式加入石膏浆料中。优选地，高粘度硅氧烷分散体与石膏浆料混合，如以引用的方式并入本文的美国专利7,413,603中所述。基于石膏浆料的重量，关于石膏浆料中的高粘度硅氧烷的最终浓度范围可为约0.08％至约1％、约0.1％至约0.8％或约0.4％至约0.5％。可加入各种加速剂以起始石膏产品中的硅氧烷的聚合。此类加速剂包括但不限于氧化镁。硅氧烷聚合加速剂可以各种浓度使用。在一些实施例中，硅氧烷聚合加速剂以0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含由硅氧烷配制的石膏核的石膏产品，其中所述硅氧烷粘度为至少30cps。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.25 US 61/984206;2014.10.24 US 14/5230161.一种包含由硅氧烷配制的石膏核的石膏产品，其中所述硅氧烷粘度为至少30cps。2.根据权利要求1所述的石膏产品，其中所述硅氧烷以0.08％至1％的浓度使用。3.根据权利要求1所述的石膏产品，其中所述石膏核夹在两个覆盖片之间，并且其中至少一个覆盖片是纸覆盖片。4.根据权利要求1所述的石膏产品，其中所述石膏核用防水涂层进行涂布，并且其中所述防水涂层包含甲基硅醇钾。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：许玉峰，W·栾，
申请(专利权)人：美国石膏公司，
类型：发明
国别省市：美国;US