硅氧烷的聚合可使用基于石膏的浆液来改进，所述浆液包括灰泥、Ｃ类粉煤灰、氧化镁和硅氧烷与水的乳液。此浆液是用于制造防水石膏物件的方法中，所述方法包括：制备硅氧烷和水的乳液，随后将所述浆液与灰泥、氧化镁和Ｃ类粉煤灰的干混合物组合。接着视需要使所述浆液成形，并且使所述灰泥凝固并使所述硅氧烷聚合。所得产物可用于制造防水石膏面板，其具有包括二水合硫酸钙晶体和硅树脂的交织基质的芯部，其中所述交织基质具有分散于其中包含氧化镁和来自Ｃ类粉煤灰的组分的催化剂。
Siloxane polymerization in wallboard
The polymerization of siloxane can be improved using gypsum based slurries, which include mortars, C, fly ash, Magnesium Oxide and silicone, and water emulsions. The slurry is a process for making waterproof gypsum articles comprising the preparation of an emulsion of siloxane and water, and then combining the slurry with a dry mixture of plaster, Magnesium Oxide and class C fly ash. The slurry is then formed as desired and the mortar is coagulated and the siloxane is polymerized. The product can be used in the manufacture of waterproof gypsum panel, the core has interwoven matrix including two hydrated calcium sulfate crystal and silicon resin, wherein the mixture matrix has dispersed therein a catalyst containing Magnesium Oxide and from class C fly ash components.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种制造包括硅氧烷的防水石膏产品的方法。更具体说来，本专利技术涉及 加入新颖催化剂以使石膏产品中的硅氧垸硬化。
技术介绍
基于石膏的建筑产品被普遍用于建筑物中。由石膏制成的墙板能够防火并且能够用 于构建几乎任何形状的墙壁。其主要用作内壁和天花板产品。石膏具有隔音特性。当被 损坏时，相对易于修补或更换。现有多种可应用于墙板的面层装饰，包括油漆和墙纸。 即使具有这些优势，石膏仍然是相对廉价的建筑材料。石膏也称为二水合硫酸钙、白土 (terra alba)或石膏粉(Iandplaster)。熟石膏(plaster of Paris)也称为煅烧石膏、灰泥、半水合硫酸钙。还可使用作为电厂烟气脱硫过程的副 产物的合成石膏。当开采生石膏时，通常发现其为二水合物的形式。在这种形式中，存 在约两个水分子的水与每一分子硫酸钙结合。为制造半水合物形式的石膏，可对石膏进行煅烧以分离出一部分水合的水，如以下 方程式所示CaS04'2H20—CaS04'l/2H20 + 3/2H20。可通过将灰泥与水混合并且使其凝固，利用使半水合硫酸钙与水反应以将半水合物 转化成二水合硫酸钙晶体的互锁(interlocking)基质来制造许多有用的石膏产品。随着 所述基质形成，产品浆液变得坚实并且能够保持所需的形状。随后必须通过干燥将过量 的水从产品中去除。在无添加剂阻止的情况下，当将凝固石膏浸入水中时，它会吸水而使重量增加多达 50%。吸水膨胀的板或面板会变形并且强度降低。这种特性对于可能暴露于水的产品来 说是不合需要的。在诸如浴室或厨房等区域中，高温和高湿相当常见，并且墙壁可能会 受喷溅。在这些区域中，优选使用石膏板，其展现防水性能，因此能够保持强度和尺寸 稳定性。已进行多次尝试来改进石膏产品的防水性能。已将各种烃(包括蜡、树脂和沥青)加到浆液中以便赋予凝固产品防水性能。众所周知，使用在石膏产品中形成硅树脂的硅 氧烷来赋予防水性能。尽管在石膏浆液中使用硅氧垸是一种赋予成品防水性能的有用方式，但也存在与其 有关的缺点。当将硅氧垸加到石膏浆液中以于原位形成硅树脂时，会减缓硬化。硅氧烷 形成反应性硅烷醇中间体，从而得到聚甲基硅酸，所述聚甲基硅酸会交联形成硅树脂。 所述反应进行缓慢，通常持续到石膏凝固之后，并且需要一到两周的时间来充分显现防 水性能。使用这种方法制造的墙板必须存放一段足够的时间，来使所述板在运输之前显 现防水性能。在一些情况中，硅氧烷可能无法在合理的时间内硬化，或者可能无法完全 硬化。在这些情况下，石膏板无法显现达到令人满意程度的防水性能。此外，无法完全 硬化将导致使用较大剂量的硅氧垸，从而导致原材料成本的增加。已知诸如碱土氧化物和氢氧化物的催化剂可加速灰泥浆液中硅氧垸的硬化反应。这 些催化剂相对易溶于水并且能够升高浆液的pH值。高pH值会干扰灰泥的再水合作用， 并且会与一些优选墙板添加剂发生不利反应。因此，尽管这些催化剂能促进硅氧垸聚合， 但基于其它方面考虑仍认为利用这些催化剂并不合乎人意。已知氧化镁("MgO")催化硅氧烷反应，但在催化剂反应性足够高以使硅氧垸完全 硬化的情况下，会引起所不希望的破裂。轻烧MgO具有使硅氧烷迅速硬化所需的活性， 但这种活性会导致不良副反应。这些副反应将产生氢，会引起产物膨胀并且使凝固的石 膏破裂。硬烧(hard-burned)或重烧(dead-burned) MgO具有较低反应性，但产生具有 较低防水性的产物。因此，当单独使用MgO时，很难使催化剂活性与所需的硅氧垸聚合 程度达到平衡。也存在很难驱动硅氧烷聚合的某些灰泥来源。石膏是各种形式硫酸钙、盐和各种铝 酸盐、硅酸盐和铝硅酸盐的复杂混合物。显然， 一些石膏来源包括一种或多种抑制硅树 脂形成的组分。当使用这些灰泥时，已知催化剂达不到小于5%吸水性的所需防水水平。因此，所属领域需要以合理的成本制造具有改进防水性的防水石膏物件的催化剂和 方法。这种催化剂应相对廉价、对于硅氧烷聚合具有良好活性，同时产生极少的不良副 反应。催化剂与其它常用石膏添加剂之间应存在极少干扰。
技术实现思路
通过本专利技术可满足或超越这些需求和其它需求，其将加速硅氧烷的聚合并且在一些 情况中降低满足ASTM 1398的规范所需的硅氧垸的量。更具体说来，可使用包括灰泥、C类粉煤灰(flyash)、氧化镁和硅氧烷与水的乳液的浆液来改进硅氧烷的聚合。这种浆液可用于制造防水石膏物件的方法中，所述方法包 括制备硅氧烷与水的乳液，随后将所述浆液与灰泥、氧化镁和C类粉煤灰的干燥混合 物组合。随后视需要使所述浆液成形，并且使灰泥凝固并使硅氧烷聚合。所得产物可用于制造防水石膏面板，其具有包括二水合硫酸钙晶体和硅树脂的交织 基质的芯部，其中所述交织基质具有包含氧化镁和来自C类粉煤灰的组分的催化剂分散 于其中。氧化镁和C类粉煤灰的混合物将催化硅氧烷的聚合，从而加速由所述浆液制造的产 品显现防水性能。防水产品(诸如墙板)无需存放很长时间来等待硅氧烷聚合反应的完 成。使用这种催化剂也增加反应的程度，使防水性能得到改进。使用粉煤灰和氧化镁的 组合也可达到小于5重量％的吸水率，而这是用单独任一种催化剂无法达到的。因此， 除引起聚合反应加速外，这种催化剂还使硅氧垸聚合更完全，从而使得硅氧垸的量在一 些情况下降低。由于硅氧垸是较为昂贵的墙板添加剂之一，故降低剂量可以节约原材料 成本。本专利技术的另一个优势在于产物的尺寸稳定性。用于催化这一反应的一些化合物随着 产物干燥而引起明显的膨胀。随着板内部膨胀，将会引起板外表面的破裂，从而导致板 损坏。使用粉煤灰和氧化镁将在成品中引起极少膨胀和极少的破裂。这种组合的粉煤灰和氧化镁催化剂还能通过使用各种氧化镁等级达到令人满意的聚 合。尽管现有技术只揭示重烧氧化镁适于充当硅氧烷聚合的催化剂，但当与粉煤灰组合 时，甚至还可使用硬烧或轻烧的氧化镁。这种特征使得石膏产品的制造商在选择准备用 于浆液中的氧化镁来源时更为自由。 附图说明无具体实施方式本专利技术广泛地涵盖，通过将可聚合硅氧垸加到用于制造基于石膏的物件的浆液中来 改进所述基于石膏的物件的防水性能。优选地，硅氧垸是以乳液的形式加入。随后使浆 液在促进硅氧烷聚合形成高度交联的硅树脂的条件下成形并干燥。将促进硅氧垸聚合形 成过高度交联的硅树脂的催化剂加到石膏浆液中。硅氧烷优选一般为氢改性的流体线性硅氧垸，但也可为氢改性的环状硅氧烷。所述 硅氧垸能够形成高度交联的硅树脂。所属领域技术人员众所周知此类流体，并且在市面有售并描述于专利文献中。通常，可用于实施本专利技术的氢改性线性硅氧烷包含具有以下 通式的重复单元的硅氧垸<formula>formula see original document page 7</formula>其中R表示饱和或不饱和单价烃基。在优选实施例中，R表示烷基并且最优选R为 甲基。在聚合过程中，通过縮合去除末端基团并且将硅氧烷基连接在一起形成硅树脂。 还发生链的交联。随着所得硅树脂形成，赋予石膏基质防水性。优选本专利技术的基于石膏的防水物件是用Wacker-Chemie GmbH公司(Munich, Germany)销售的名称为SILRES BS 94的硅氧烷，即一种无溶剂甲基氢硅氧垸流本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种浆液，其包含： 灰泥； Ｃ类粉煤灰； 氧化镁；和 硅氧烷和水的乳液。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：王旭明，刘清霞，保罗里德，余强，
申请(专利权)人：美国石膏公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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