專利名稱：有機(jī)硅高分子復(fù)合防水石膏及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石膏，特別是涉及一種有機(jī)硅高分子復(fù)合防水石膏及其制備方法。
背景技術(shù)：
石膏制品是一種在建筑工程上應(yīng)用廣泛的建筑材料。石膏制品質(zhì)量輕、快凝，對(duì)火災(zāi)、噪音、電磁輻射等具有較強(qiáng)的抵御能力，在節(jié)能、環(huán)保、生態(tài)平衡等方面有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在制造和使用中無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)公害，因而又是一種理想的綠色建筑材料。但是，由純的建筑石膏制造的石膏建筑制品耐水性能很低。隨著濕度的增加石膏制品的強(qiáng)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(kuò)大石膏制品的應(yīng)用面，必須提高石膏制品的防水性。目前，提高石膏制品的防水性的方法主要是采用在石膏制品表面涂刷防水材料或內(nèi)摻防水外加劑。第一種方法簡(jiǎn)單易行，若能嚴(yán)格操作，可以取得較為理想的防水效果，但是一旦防水涂層被破壞，裸露的石膏在遇到水時(shí)被水溶蝕，涂層甚至剝落，降低防水性能。第二種方法讓石膏制品具有更強(qiáng)的防水能力，即使石膏制品的表層被破壞，內(nèi)部也具有防水性。因此，內(nèi)摻防水外加劑是制備防水石膏制品較為理想的方法。
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中國(guó)專利CN 102060492 A公開了一種由石膏粉、水泥、聚乙烯醇、鹽酸、早強(qiáng)劑和水組成的高強(qiáng)防水石膏制品。中國(guó)專利CN 102791799 A公開了一種硅樹脂乳液，以及使石膏疏水的方法，其中用H-硅氧烷和硅樹脂乳液處理石膏。該硅樹脂乳液儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)，制備工藝較為復(fù)雜。中國(guó)專利CN 101560076公開了一種由石蠟-聚乙烯醇乳液和無(wú)機(jī)鹽類防水劑組成的石膏復(fù)合防水劑，使用時(shí)兩種組分需依次加入石膏。防水外加劑可分為無(wú)機(jī)外加劑、有機(jī)外加劑和復(fù)合外加劑，各有優(yōu)缺。選擇合適的防水外加劑是制備具有優(yōu)良防水性能的石骨制品的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有優(yōu)良防水性能的有機(jī)硅高分子復(fù)合防水石膏及其制備方法。所述有機(jī)硅高分子復(fù)合防水石膏按質(zhì)量比的原料組成為:脫硫建筑石骨:100 ；娃燒偶聯(lián)劑:0.I 3.0 ;催化劑:0.I 1.0 ;多羥基聚合物:0.I 1.0 ;水:80。所述脫硫建筑石膏符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9776-2008。所述硅烷偶聯(lián)劑是一類分子中同時(shí)含有兩種不同化學(xué)性質(zhì)基團(tuán)的有機(jī)硅化合物，其通式為YSiX3，其中，Y為疏水基團(tuán)，如甲基、乙烯基、辛基等，X為可水解基團(tuán)，如甲氧基、乙氧基等。所述催化劑可采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(gè)羥基的水溶性高分子，如水溶性淀粉、水溶性纖維素等。所述有機(jī)硅高分子復(fù)合防水石膏的制備方法，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，加入硅烷偶聯(lián)劑，攪拌至溶液澄清，得到組分B ；3)將組分A、組分B和余量水混合，放入脫硫建筑石膏，混合后注入模具，待石膏凝固后，脫模，干燥，即得有機(jī)硅高分子復(fù)合防水石膏。本發(fā)明利用硅烷偶聯(lián)劑與多羥基聚合物反應(yīng)，在石膏晶粒表面形成交聯(lián)的聚合物保護(hù)薄膜。同時(shí)硅烷偶聯(lián)劑將親水的羥基替換成疏水基團(tuán)，降低表面能，進(jìn)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(dá)到防水目的。本發(fā)明的有機(jī)硅高分子復(fù)合防水石膏具有以下特點(diǎn):1、產(chǎn)品外觀與純石膏制品無(wú)明顯差別。2、產(chǎn)品所內(nèi)摻的外加劑用量少。外加劑的總用量不超過(guò)建筑石膏重量的5%。3、產(chǎn)品所內(nèi)摻的外加劑對(duì)石膏水化與凝結(jié)的影響小。影響石膏水化與凝結(jié)的因素主要是催化劑的用量， 在適當(dāng)催化劑用量下，產(chǎn)品的水化與凝結(jié)與純石膏相比變化不大。4、產(chǎn)品質(zhì)量輕且具有較高的強(qiáng)度。產(chǎn)品的表觀密度為0.92 1.05g/cm3，抗壓強(qiáng)度可達(dá)到6MPa以上。5、產(chǎn)品具有優(yōu)良的長(zhǎng)期防水性能。硅烷偶聯(lián)劑改變石膏晶粒的表面能，進(jìn)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(chǎn)品的2h吸水率可以達(dá)到不超過(guò)2%。當(dāng)產(chǎn)品長(zhǎng)期浸在水中時(shí)，交聯(lián)的聚合物薄膜溶脹，縮小石膏晶粒間的空隙，防止水的進(jìn)一步滲入，產(chǎn)品的24h吸水率可以達(dá)到不超過(guò)5%，克服了單純使用硅烷偶聯(lián)劑的石膏制品長(zhǎng)期浸水時(shí)防水效果變差的缺點(diǎn)。6、產(chǎn)品的制備工藝簡(jiǎn)單，能耗少。產(chǎn)品的制備只需按步驟將各外加劑溶解在水中，并與建筑石膏混合，待其凝結(jié)、脫模、干燥，即可得到防水性能優(yōu)良的石膏制品。本發(fā)明的有機(jī)硅高分子復(fù)合防水石膏制品可以廣泛應(yīng)用到廚房、浴室等潮氣大的場(chǎng)所，對(duì)石膏應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大有重要的意義。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1按如下組成稱取原料，制備本發(fā)明防水石膏制品:脫硫建筑石膏:100g娃燒偶聯(lián)劑Al5I: 1.0g乙酸:0.5g水溶性淀粉:0.7g水:80g制備方法如下:
將0.7g的水溶性淀粉溶解在95 100°C的水中，配成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的淀粉水溶液，為組分A ;將0.5g的乙酸溶解在50g的水中，加入1.0g的硅烷偶聯(lián)劑A151，不斷攪拌至溶液澄清，為組分B ;將組分A、組分B和余量水混合，放入IOOg的建筑石膏，充分混合，攪拌2min,注入模具，刮平表面余料，待石膏凝固后，脫模，干燥，得到成品。對(duì)比例I按如下組成稱取原料，制備石膏制品:脫硫建筑石膏:100g娃燒偶聯(lián)劑A151: 1.0g乙酸:0.5g水:80g制備方法如下:
將0.5g的乙酸溶解在80g的水中，加入1.0g的硅烷偶聯(lián)劑A151，不斷攪拌至溶液澄清，放入IOOg的建筑石膏，充分混合，攪拌2min，注入模具，刮平表面余料，待石膏凝固后，脫模，干燥，得到成品。對(duì)比例2按如下組成稱取原料，制備石膏制品:脫硫建筑石膏:100g水:80g制備方法如下:將IOOg的建筑石膏放入80g的水中，充分混合,攪拌2min,注入模具,刮平表面余料，待石膏凝固后，脫模，干燥，得到成品。吸水率的測(cè)試方法如下:將石膏制品于40±2°C的烘箱內(nèi)烘干，用天平準(zhǔn)確稱量其絕干重量叫，然后在室溫下浸入水中，一定時(shí)間后從水中取出，用濕毛巾擦去表面水分，記為Hl2，利用下面公式計(jì)算其吸水率。E= (Hi2-Hi1) /Hi1 X 100%式中:E—石膏制品的吸水率(%)；In1 一吸水前石膏制品的質(zhì)量；m2—吸水后石膏制品的質(zhì)量。實(shí)施例1和對(duì)比例1、2的石膏制品吸水率比較參見表I。表I
權(quán)利要求
1.有機(jī)硅高分子復(fù)合防水石膏，其特征在于按質(zhì)量比的原料組成為: 脫硫建筑石骨:100 ； 娃燒偶聯(lián)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(quán)利要求1所述有機(jī)硅高分子復(fù)合防水石膏，其特征在于所述硅烷偶聯(lián)劑是一類分子中同時(shí)含有兩種不同化學(xué)性質(zhì)基團(tuán)的有機(jī)硅化合物，其通式為YSiX3，其中，Y為疏水基團(tuán)，所述疏水基團(tuán)為甲基、乙烯基或辛基，X為可水解基團(tuán)，所述可水解基團(tuán)為甲氧基或乙氧基。
3.如權(quán)利要求1所述有機(jī)硅高分子復(fù)合防水石膏，其特征在于所述催化劑采用水溶性酸性化合物。
4.如權(quán)利要求3所述有機(jī)硅高分子復(fù)合防水石膏，其特征在于所述水溶性酸性化合物選自乙酸或鹽酸。
5.如權(quán)利要求1所述有機(jī)硅高分子復(fù)合防水石膏，其特征在于所述多羥基聚合物是一種含有多個(gè)羥基的水溶性高分子。
6.如權(quán)利要求5所述有機(jī)硅高分子復(fù)合防水石膏，其特征在于所述含有多個(gè)羥基的水溶性高分子選自水溶性淀粉或水溶性纖維素。
7.如權(quán)利要求1所述有機(jī)硅高分子復(fù)合防水石膏的制備方法，其特征在于包括以下步驟: 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，加入硅烷偶聯(lián)劑，攪拌至溶液澄清，得到組分B； 3)將組分A、組分B和余量水混合，放入脫硫建筑石膏，混合后注入模具，待石膏凝固后，脫模，干燥，即得有機(jī)硅高分子復(fù)合防水石膏。
全文摘要
有機(jī)硅高分子復(fù)合防水石膏及其制備方法，涉及一種石膏。提供一種具有優(yōu)良防水性能的有機(jī)硅高分子復(fù)合防水石膏及其制備方法。所述有機(jī)硅高分子復(fù)合防水石膏按質(zhì)量比的原料組成為脫硫建筑石膏100；硅烷偶聯(lián)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，加入硅烷偶聯(lián)劑，攪拌至溶液澄清，得到組分B；將組分A、組分B和余量水混合，放入脫硫建筑石膏，混合后注入模具，待石膏凝固后，脫模，干燥，即得有機(jī)硅高分子復(fù)合防水石膏。
文檔編號(hào)C04B24/40GK103113076SQ20131005817
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月22日
發(fā)明者李磊, 陳明杰 申請(qǐng)人:廈門大學(xué)