有機矽高分子複合防水石膏及其製備方法
2023-05-07 00:42:56 1
專利名稱：有機矽高分子複合防水石膏及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種石膏，特別是涉及一種有機矽高分子複合防水石膏及其製備方法。
背景技術：
石膏製品是一種在建築工程上應用廣泛的建築材料。石膏製品質量輕、快凝，對火災、噪音、電磁輻射等具有較強的抵禦能力，在節能、環保、生態平衡等方面有其獨特的優點，在製造和使用中無毒、無味、無公害，因而又是一種理想的綠色建築材料。但是，由純的建築石膏製造的石膏建築製品耐水性能很低。隨著溼度的增加石膏製品的強度急劇降低和蠕變性增大，極易翹曲變形，因此，在使用上受到限制。為了擴大石膏製品的應用面，必須提高石膏製品的防水性。目前，提高石膏製品的防水性的方法主要是採用在石膏製品表面塗刷防水材料或內摻防水外加劑。第一種方法簡單易行，若能嚴格操作，可以取得較為理想的防水效果，但是一旦防水塗層被破壞，裸露的石膏在遇到水時被水溶蝕，塗層甚至剝落，降低防水性能。第二種方法讓石膏製品具有更強的防水能力，即使石膏製品的表層被破壞，內部也具有防水性。因此，內摻防水外加劑是製備防水石膏製品較為理想的方法。
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中國專利CN 102060492 A公開了一種由石膏粉、水泥、聚乙烯醇、鹽酸、早強劑和水組成的高強防水石膏製品。中國專利CN 102791799 A公開了一種矽樹脂乳液，以及使石膏疏水的方法，其中用H-矽氧烷和矽樹脂乳液處理石膏。該矽樹脂乳液儲存時間長，製備工藝較為複雜。中國專利CN 101560076公開了一種由石蠟-聚乙烯醇乳液和無機鹽類防水劑組成的石膏複合防水劑，使用時兩種組分需依次加入石膏。防水外加劑可分為無機外加劑、有機外加劑和複合外加劑，各有優缺。選擇合適的防水外加劑是製備具有優良防水性能的石骨製品的關鍵。
發明內容
本發明的目的在於提供一種具有優良防水性能的有機矽高分子複合防水石膏及其製備方法。所述有機矽高分子複合防水石膏按質量比的原料組成為:脫硫建築石骨:100 ；娃燒偶聯劑:0.I 3.0 ;催化劑:0.I 1.0 ;多羥基聚合物:0.I 1.0 ;水:80。所述脫硫建築石膏符合國家標準GB/T 9776-2008。所述矽烷偶聯劑是一類分子中同時含有兩種不同化學性質基團的有機矽化合物，其通式為YSiX3，其中，Y為疏水基團，如甲基、乙烯基、辛基等，X為可水解基團，如甲氧基、乙氧基等。所述催化劑可採用水溶性酸性化合物，所述水溶性酸性化合物可選自乙酸、鹽酸等中的一種。所述多羥基聚合物是一種含有多個羥基的水溶性高分子，如水溶性澱粉、水溶性纖維素等。所述有機矽高分子複合防水石膏的製備方法，包括以下步驟:I)將多羥基聚合物配成水溶液，得到組分A ;2)將催化劑溶解在水中，加入矽烷偶聯劑，攪拌至溶液澄清，得到組分B ；3)將組分A、組分B和餘量水混合，放入脫硫建築石膏，混合後注入模具，待石膏凝固後，脫模，乾燥，即得有機矽高分子複合防水石膏。本發明利用矽烷偶聯劑與多羥基聚合物反應，在石膏晶粒表面形成交聯的聚合物保護薄膜。同時矽烷偶聯劑將親水的羥基替換成疏水基團，降低表面能，進而改變表面與水的接觸角，使水分凝聚在一起形成液滴，阻截了水的滲入，達到防水目的。本發明的有機矽高分子複合防水石膏具有以下特點:1、產品外觀與純石膏製品無明顯差別。2、產品所內摻的外加劑用量少。外加劑的總用量不超過建築石膏重量的5%。3、產品所內摻的外加劑對石膏水化與凝結的影響小。影響石膏水化與凝結的因素主要是催化劑的用量， 在適當催化劑用量下，產品的水化與凝結與純石膏相比變化不大。4、產品質量輕且具有較高的強度。產品的表觀密度為0.92 1.05g/cm3，抗壓強度可達到6MPa以上。5、產品具有優良的長期防水性能。矽烷偶聯劑改變石膏晶粒的表面能，進而改變表面與水的接觸角，使水分凝聚在一起形成液滴，阻截了水的滲入，產品的2h吸水率可以達到不超過2%。當產品長期浸在水中時，交聯的聚合物薄膜溶脹，縮小石膏晶粒間的空隙，防止水的進一步滲入，產品的24h吸水率可以達到不超過5%，克服了單純使用矽烷偶聯劑的石膏製品長期浸水時防水效果變差的缺點。6、產品的製備工藝簡單，能耗少。產品的製備只需按步驟將各外加劑溶解在水中，並與建築石膏混合，待其凝結、脫模、乾燥，即可得到防水性能優良的石膏製品。本發明的有機矽高分子複合防水石膏製品可以廣泛應用到廚房、浴室等潮氣大的場所，對石膏應用領域的擴大有重要的意義。
具體實施例方式實施例1按如下組成稱取原料，製備本發明防水石膏製品:脫硫建築石膏:100g娃燒偶聯劑Al5I: 1.0g乙酸:0.5g水溶性澱粉:0.7g水:80g製備方法如下:
將0.7g的水溶性澱粉溶解在95 100°C的水中，配成質量分數為10%的澱粉水溶液，為組分A ;將0.5g的乙酸溶解在50g的水中，加入1.0g的矽烷偶聯劑A151，不斷攪拌至溶液澄清，為組分B ;將組分A、組分B和餘量水混合，放入IOOg的建築石膏，充分混合，攪拌2min,注入模具，刮平表面餘料，待石膏凝固後，脫模，乾燥，得到成品。對比例I按如下組成稱取原料，製備石膏製品:脫硫建築石膏:100g娃燒偶聯劑A151: 1.0g乙酸:0.5g水:80g製備方法如下:
將0.5g的乙酸溶解在80g的水中，加入1.0g的矽烷偶聯劑A151，不斷攪拌至溶液澄清，放入IOOg的建築石膏，充分混合，攪拌2min，注入模具，刮平表面餘料，待石膏凝固後，脫模，乾燥，得到成品。對比例2按如下組成稱取原料，製備石膏製品:脫硫建築石膏:100g水:80g製備方法如下:將IOOg的建築石膏放入80g的水中，充分混合,攪拌2min,注入模具,刮平表面餘料，待石膏凝固後，脫模，乾燥，得到成品。吸水率的測試方法如下:將石膏製品於40±2°C的烘箱內烘乾，用天平準確稱量其絕乾重量叫，然後在室溫下浸入水中，一定時間後從水中取出，用溼毛巾擦去表面水分，記為Hl2，利用下面公式計算其吸水率。E= (Hi2-Hi1) /Hi1 X 100%式中:E—石膏製品的吸水率(%)；In1 一吸水前石膏製品的質量；m2—吸水後石膏製品的質量。實施例1和對比例1、2的石膏製品吸水率比較參見表I。表I
權利要求
1.有機矽高分子複合防水石膏，其特徵在於按質量比的原料組成為: 脫硫建築石骨:100 ； 娃燒偶聯劑:0.1 3.0 ; 催化劑:0.1 1.0 ; 多羥基聚合物:0.1 1.0 ; 水:80。
2.如權利要求1所述有機矽高分子複合防水石膏，其特徵在於所述矽烷偶聯劑是一類分子中同時含有兩種不同化學性質基團的有機矽化合物，其通式為YSiX3，其中，Y為疏水基團，所述疏水基團為甲基、乙烯基或辛基，X為可水解基團，所述可水解基團為甲氧基或乙氧基。
3.如權利要求1所述有機矽高分子複合防水石膏，其特徵在於所述催化劑採用水溶性酸性化合物。
4.如權利要求3所述有機矽高分子複合防水石膏，其特徵在於所述水溶性酸性化合物選自乙酸或鹽酸。
5.如權利要求1所述有機矽高分子複合防水石膏，其特徵在於所述多羥基聚合物是一種含有多個羥基的水溶性高分子。
6.如權利要求5所述有機矽高分子複合防水石膏，其特徵在於所述含有多個羥基的水溶性高分子選自水溶性澱粉或水溶性纖維素。
7.如權利要求1所述有機矽高分子複合防水石膏的製備方法，其特徵在於包括以下步驟: 1)將多羥基聚合物配成水溶液，得到組分A; 2)將催化劑溶解在水中，加入矽烷偶聯劑，攪拌至溶液澄清，得到組分B； 3)將組分A、組分B和餘量水混合，放入脫硫建築石膏，混合後注入模具，待石膏凝固後，脫模，乾燥，即得有機矽高分子複合防水石膏。
全文摘要
有機矽高分子複合防水石膏及其製備方法，涉及一種石膏。提供一種具有優良防水性能的有機矽高分子複合防水石膏及其製備方法。所述有機矽高分子複合防水石膏按質量比的原料組成為脫硫建築石膏100；矽烷偶聯劑0.1～3.0；催化劑0.1～1.0；多羥基聚合物0.1～1.0；水80。將多羥基聚合物配成水溶液，得到組分A；將催化劑溶解在水中，加入矽烷偶聯劑，攪拌至溶液澄清，得到組分B；將組分A、組分B和餘量水混合，放入脫硫建築石膏，混合後注入模具，待石膏凝固後，脫模，乾燥，即得有機矽高分子複合防水石膏。
文檔編號C04B24/40GK103113076SQ20131005817
公開日2013年5月22日 申請日期2013年2月22日 優先權日2013年2月22日
發明者李磊, 陳明傑 申請人:廈門大學