防水有机硅乳液、表现出优异抗裂性的防水板及其制造方法技术

本发明专利技术涉及防水有机硅乳液、表现出优异的抗裂性的防水板及其制造方法，更具体而言，本发明专利技术涉及：包含硅油和乳化剂的防水有机硅乳液；包含水性石膏浆料的固化产物的防水板，该水性石膏浆料包含半水硫酸钙、硅油和特定催化剂，该防水板表现出了优异的抗裂性以及较低的总吸水率；及其制造方法。

Waterproof organosilicon emulsion, waterproof board showing excellent crack resistance and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】防水有机硅乳液、表现出优异抗裂性的防水板及其制造方法
本专利技术涉及防水有机硅乳液、表现出优异抗裂性的防水板及其制造方法，更具体而言，本专利技术涉及包含硅油和乳化剂的防水有机硅乳液、包含水性石膏浆料的固化产物的防水板、及其制造方法。水性石膏浆料包含半水硫酸钙、硅油和特定催化剂，并且展示出表现出优异的抗裂性和较低的总吸水率。
技术介绍
石膏板是一种具有出色隔音性且不易燃的轻质材料，其由于价格低廉而被广泛用作建筑内饰。用于建筑用石膏板的典型原料为半水硫酸钙，其通过对天然二水硫酸钙或经过脱硫的二水硫酸钙进行烧制以除去一些结晶水而制得。当半水硫酸钙与水反应时会产生热，并且会转化为具有结晶结构的二水硫酸钙。在此过程中，会很好地形成针状结晶结构，该结晶结构提高了石膏板的硬度，并且与石膏板的覆纸(coveringpaper)的纤维牢固紧密连接，从而得到被覆纸覆盖的石膏板。为了提高生产率并制造具有各种功能的石膏板，加入了各种添加剂。例如，发泡剂是一种重要添加剂，其能够通过在石膏板中形成孔隙从而使石膏板重量较轻。作为发泡剂，一般而言，使用可在石膏板中形成孔隙的表面活性剂。石膏板易于受潮，但是当石膏板具有防水功能时，则其可用在淋浴间的墙壁上。此外，作为防水剂，一般而言，会使用有机硅、沥青或石蜡，其中沥青价格低廉，但是仅有黑色这一种颜色。在通过使用乳化剂使石蜡具有水溶性之后，将其加入石膏板制造过程中。然而，石蜡通过覆盖石膏表面从而表现出防水性，因此需要大量的石蜡。此外，当应用于石膏时，仅会表现出短暂的防水功能。添加分散于水溶液中的石蜡，并且在石膏浆料制造过程中，使石蜡分散至浆料中。随着半水硫酸钙浆料生长为二水硫酸钙晶体，分散的石蜡转移至石膏表面。由于石蜡均匀分散在石膏表面上，因此提高了防水效果。然而，由于石蜡与石膏表面间的结合并不牢固，并且随着石膏板干燥过程中位于板中心处的生产用水移动至表面，石蜡也会移向表面或者发生凝聚，因此难以均匀地铺展在石膏表面上。因此，为了实现有效的防水功能，需要相对大量的石蜡，并且此后当石膏板中存在热变化时，石蜡可能会因有机材料而移动至角落或被稀释，因此难以预期得到稳定的防水性能。当使用有机硅化合物作为防水剂时，硅油的氢官能团在石膏浆料制造过程中发生水解，并转化为羟基官能团。其官能团与二水硫酸钙中的结晶水的羟基官能团反应并发生水解，因此硅油固定至固体形式的二水硫酸钙。通过该过程，硅油与二水硫酸钙之间形成牢固的化学键从而覆盖石膏表面，并且显示出防水性能的甲基与石膏表面垂直，因此石膏表面展示出有效的防水功能。然而，硅油具有高消泡性，因此其会消除石膏芯中由发泡剂产生的气泡。已有专利披露了一种化学稳定方法，其通过向表面活性剂中添加有机/无机稳定剂从而提高泡沫的稳定性(例如，美国未审查专利申请公开No.2006/0162839A1)，该方法适用于避免对固体石膏颗粒产生的泡沫的消泡作用，或者抑制石蜡的烃带来的消泡性，但是当使用有机硅类防水剂时却难以应用该方法，这是因为有机硅类防水剂具有高消泡性。近来，披露了包括改进的设备的物理解决方案(例如，EP1637302A1)，但是未能解决所有问题。
技术实现思路
[技术问题]本专利技术提供了一种有机硅乳液，即使当该有机硅乳液中含有少量硅油时，仍能够提供优异的防水性能，因此能够极大地降低原料成本，本专利技术还提供了展现出优异的抗裂性和低的总吸水率的防水板及其制造方法。[技术方案]本专利技术的防水板包含水性石膏浆料的固化产物，该水性石膏浆料包含半水硫酸钙、硅油和作为催化剂的碳酸盐岩矿物。本专利技术的制造防水板的方法包括：形成水性石膏浆料，该水性石膏浆料包含半水硫酸钙、硅油和作为催化剂的碳酸盐岩矿物；以及使水性石膏浆料固化。本专利技术的防水有机硅乳液包含硅油和乳化剂。根据本专利技术的一个方面，防水板包含水性石膏浆料的固化产物，该水性石膏浆料包含半水硫酸钙、硅油、乳化剂和催化剂。根据本专利技术的另一方面，提供了一种制造防水板的方法，包括：形成水性石膏浆料，该水性石膏浆料包含半水硫酸钙、硅油、乳化剂和催化剂；以及使水性石膏浆料固化。[有益效果]根据本专利技术，即使当使用少量硅油时，与石蜡相比，也能获得展现出优异的抗裂性和低的总吸水率的防水板。此外，当使用根据本专利技术的有机硅乳液时，硅油的消泡性受到抑制，从而使最终产品保持具有低密度、以及与使用石蜡时相同水平的气泡尺寸，即使当硅油量较低时，也能够展示出低的总吸水率(例如，6％以下)，并且能够极大降低原料成本。附图说明图1为根据本专利技术的石膏板的截面的光学显微图像，该石膏板是通过使用甲基氢聚硅氧烷(methylhydrogenpolysiloxane，MHP)(其为硅油)作为防水剂，并使用苯乙烯-马来酸(SMA)共聚物作为乳化剂而制得的。图2为石膏板的截面的光学显微图像，该石膏板是通过使用甲基氢聚硅氧烷(MHP)作为防水剂但未使用乳化剂而制得的。图3为石膏板的截面的光学显微图像，该石膏板是通过使用石蜡作为防水剂但未使用乳化剂而制得的。具体实施方式下面，将更详细地描述本专利技术。在本专利技术的一个方面中，根据本专利技术的防水板包含水性石膏浆料的固化产物，该水性石膏浆料包含半水硫酸钙、硅油和作为催化剂的轻烧白云石。可将石膏浆料的固化产物用作石膏板的芯。半水硫酸钙是通过对天然二水硫酸钙或脱硫二水硫酸钙进行烧制以部分除去结晶水而获得的。在本专利技术的防水板中，基于100重量％的石膏浆料，石膏浆料中半水硫酸钙的含量可为(例如)40重量％至80重量％，更具体为50重量％至70重量％。此外，基于100重量％的石膏浆料，本专利技术的石膏浆料中的水含量可为(例如)20重量％至60重量％，更具体为30重量％至50重量％。用于提供防水功能的硅油可包括经过至少部分加氢处理的直链或环状聚硅氧烷。这种聚硅氧烷在碱性环境中聚合时可形成高度交联的硅氧烷聚合物，并且该聚合物具有高防水性。更具体而言，所述聚硅氧烷可具有如下式所示的结构。该式中，R1独立地为氢或非氢取代基(例如，未取代的或卤素取代的烷基、环烷基、芳基或杂芳基)，并且多个R1中至少一个R1、更具体为10％以上(例如，10％至100％)的R1为氢；R2为如上所述的非氢取代基；n为1至200的整数。本文中，例如，烷基可具有1至4个碳原子，环烷基可具有5至10个碳原子，并且芳基可具有6至12个碳原子。杂芳基的成环原子的总数可为5至12，并且可具有选自N、O和S中的一种或多种杂原子。卤素可为氟、氯、溴或碘。此外，更具体而言，聚硅氧烷可具有如下式所示的结构。该式中，x和y分别为其所表示的结构单元的摩尔分数(molarfraction)，并且x+y＝1，其中x为0.1至1，y为0至0.9。根据本专利技术的示例性实施方案，使用包含甲基氢聚硅氧烷(MHP)的硅油作为所述硅油。本专利技术的防水板中，基于100重量份的半水硫酸钙，石膏浆料中硅油的含量可为(例如)0.04重量份至4重量份，更具体为0.1重量份至1.5重量份。当石膏浆料中硅油的含量远低于上述范围时，可能无法显示出所期望的防水性能，另一方面，当石膏浆料中硅油的含量远超过上述范围时，由于硅油特殊的消泡性，需要使用大量的石膏，浆料的粘度升高，因此石膏会在混合器中硬化。本专利技术中，可在石膏板的制造过程中直接加入硅油，或者，可利用表面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防水板，包含：水性石膏浆料的固化物，该水性石膏浆料包含半水硫酸钙、硅油和作为催化剂的碳酸盐岩矿物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.29 KR 10-2015-0092370;2015.06.29 KR 10-2011.一种防水板，包含：水性石膏浆料的固化物，该水性石膏浆料包含半水硫酸钙、硅油和作为催化剂的碳酸盐岩矿物。2.权利要求1所述的防水板，其中所述硅油包括具有如下式所示的结构的聚硅氧烷：其中R1独立地为氢或非氢取代基，并且多个R1中至少一个R1为氢；R2为如上所述的非氢取代基；n为1至200的整数。3.权利要求2所述的防水板，其中所述聚硅氧烷具有如下式所示的结构：其中x和y分别为其所表示的结构单元的摩尔分数，并且x+y＝1，其中x为0.1至1，y为0至0.9。4.权利要求1所述的防水板，其中所述碳酸盐岩矿物催化剂为霰石、方解石或白云石。5.权利要求4所述的防水板，其中所述白云石为经过700℃至1,000℃下的煅烧的轻烧白云石。6.权利要求1所述的防水板，其中，除了所述碳酸盐岩矿物之外，所述水性石膏浆料还包含碱性催化剂。7.一种制造防水板的方法，包括：形成包含半水硫酸钙、硅油和作为催化剂的碳酸盐岩矿物的水性石膏浆料；以及使所述水性石膏浆料固化。8.权利要求7所述的方法，其中利用所述硅油、所述碳酸盐岩矿物和所述半水硫酸钙的水性乳液或水性分散体以形成所述水性石膏浆料，并且使所述水性石膏浆料成型并固化。9.一种防水有机硅乳液，包含：硅油和乳化剂。10.权利要求9所述的防水有机硅乳液，其中所述硅油包括经过至少部分加氢处理的直链或环状聚硅氧烷。11.权利要求10所述的防水有机硅乳液，其中所述聚硅氧烷具有如下式所示的结构：其中R1独立地为氢或非氢取代基，并且多个R1中至少一个R1为氢；R2为如上所述的非氢取代基；n为1至200的整数。12.权利要求9所述的防水有机硅乳液，其中所述乳化剂为亲脂性单体和亲水性单体的共聚物或其盐形式、其水解形式、其磺化形式和部分或完全酯化形式。13.权利要求12所述的防水有机硅乳液，其中所述亲脂性单体为苯乙烯，并且其中所述亲水性单体选自由包含一个或多个羟基(-OH)的聚合性单体、卤代苯乙烯、马来酸或其酸酐、丙烯酸单体或其衍生物和甲基丙烯酸单体或其衍生物构成的组。14.权利要求9所述的防水有机硅乳液，其中所述乳化剂为选自由苯乙烯和烯丙醇的共聚物、苯乙烯和乙二醇的共聚物、苯乙烯和氯代苯乙烯的共聚物、苯乙烯和丙烯腈的共聚物、苯乙烯和马来酸或其酸酐的共聚物、枯烯-精加工苯乙烯和马来酸或其酸酐的共聚物...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜京勋，朴秀桓，高泰湖，朴钟现，许耕复，
申请(专利权)人：株式会社KCC，
类型：发明
国别省市：韩国,KR