申请日2007.02.27
公开(公告)日2009.08.05
IPC分类号C04B28/14; C04B24/38; C04B24/42; C04B111/27
摘要
本发明涉及由熟石膏基组合物形成的生石膏基产品的防水处理方法，其中向所述组合物中加入至少一种含聚硅氧烷的复合物和至少一种含预糊化淀粉的复合物。本发明也涉及含有聚硅氧烷和至少一种含有预糊化淀粉的复合物的熟石膏基防水组合物，及其用途。
权利要求书
1、由熟石膏基组合物形成的生石膏基产品的防水处理方法，其特 征在于，向所述组合物中添加至少一种含聚硅氧烷的复合物和至少一 种含预糊化淀粉的复合物。
2、根据权利要求1的方法，其特征在于，所述聚硅氧烷选自以下 式(I)或(II)的直链或环状氢聚硅氧烷，
或者它们的混合物，
其中：
-R1和R2相同或不同，独立地代表
直链或支化C1-C8烷基;
C1-C4烷氧基;C3-C10环烷基;
C6-C14单环、双环或三环芳基，其未被取代或被至少一个C1-C4 烷基或C2-C12烯基所取代;
单环或双环芳烷基，其中芳基是C6-C10的，烷基是C1-C4的，该 芳烷基未被取代或被至少一个C1-C4烷基或C2-C12烯基所取代;
包含至少一个选自O、N和S的杂原子的C5-C12单环或双环杂芳 基;
C2-C12烯基;
或C2-C12炔基;
-n，m，p和q为0至200的整数，其中1 3、根据权利要求1或2之一的方法，其特征在于，所述含聚硅氧 烷的复合物是油状或水包油乳液型的。 4、根据权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，所述含聚 硅氧烷的复合物在该组合物中以相对于熟石膏粉末为0.01%至1.5% 重量的比例存在。 5、根据权利要求4的方法，其特征在于，所述含聚硅氧烷的复合 物在该组合物中以相对于熟石膏粉末为0.05%至0.25%重量的比例存 在。 6、根据权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于，所述含有 预糊化淀粉的复合物由以下物质的预糊化获得：玉米淀粉、小麦淀粉、 马铃薯淀粉、番薯淀粉、木薯淀粉、巴西竹芋淀粉、稻淀粉、蜡玉米 淀粉或它们的混合物，或者含有它们的面粉。 7、根据权利要求1至6中任一项的方法，其特征在于，所述含预 糊化淀粉的复合物在该组合物中以相对于熟石膏粉末为0.025%至2% 重量的比例存在。 8、根据权利要求7的方法，其特征在于，所述含预糊化淀粉的复 合物在该组合物中以相对于熟石膏粉末为0.10%至1%重量的比例存 在。 9、根据权利要求1至8中任一项的方法，其特征在于，该熟石膏 基组合物还含有至少一种选自流化剂或分散剂、发泡剂、凝固阻滞剂、 凝固促进剂、高温抗收缩剂、粘结剂、天然淀粉、粘合剂、再煅烧抑 制剂、蜡、增稠剂、防沉剂、自流平剂、杀生物剂、pH调节剂、着色 剂、增强材料、阻燃剂和填料的添加剂。 10、由熟石膏基组合物形成的生石膏基产品的防水处理方法，其 特征在于，该方法包括制备基于熟石膏、水、至少一种含聚硅氧烷的 复合物和至少一种含预糊化淀粉的复合物的混合物的步骤，所述复合 物如权利要求1至8之一中所定义。 11、根据权利要求10的方法，其特征在于，加入至少一种选自流 化剂或分散剂、发泡剂、凝固阻滞剂、凝固促进剂、高温抗收缩剂、 粘结剂、天然淀粉、粘合剂、再煅烧抑制剂、蜡、增稠剂、防沉剂、 自流平剂、杀生物剂、pH调节剂、着色剂、增强材料、阻燃剂和填料 的添加剂。 12、熟石膏基防水组合物，其特征在于，该组合物包含至少一种 如权利要求1至5中任一项所定义的含聚硅氧烷的复合物和至少一种 如权利要求1或6至8中任一项所定义的含预糊化淀粉的复合物。 13、根据权利要求12的组合物，其特征在于，该组合物包含含有 聚硅氧烷的复合物和至少一种含预糊化淀粉的复合物，该聚硅氧烷选 自以下式(I)或(II)的直链或环状氢聚硅氧烷， 或者它们的混合物， 其中： -R1和R2相同或不同，独立地代表 直链或支化C1-C8烷基; C1-C4烷氧基;C3-C10环烷基; C6-C14单环、双环或三环芳基，其未被取代或被至少一个C1-C4 烷基或C2-C12烯基所取代; 单环或双环芳烷基，其中芳基是C6-C10的，烷基是C1-C4的，该 芳烷基未被取代或被至少一个C1-C4烷基或C2-C12烯基所取代; 包含至少一个选自O、N和S的杂原子的C5-C12单环或双环杂芳 基; C2-C12烯基; 或C2-C12炔基; -n，m，p和q为0至200的整数，其中1 14、根据权利要求12或13之一的组合物，其特征在于，所述含 有聚硅氧烷的复合物在该组合物中以相对于熟石膏粉末为0.01%至 1.5%重量的比例存在，并且所述含有预糊化淀粉的复合物在该组合物 中以相对于熟石膏粉末为0.025%至2%重量的比例存在。 15、熟石膏基防水组合物的制备方法，其特征在于，该方法包括 制备基于熟石膏、水、至少一种含聚硅氧烷的复合物和至少一种含预 糊化淀粉的复合物的混合物的步骤，所述复合物如权利要求1至8之 一中所定义。 16、权利要求12至14中任一项的组合物用于制造模塑或挤出制 品的用途。 17、权利要求16的用途，用于制造熟石膏砖或熟石膏板。 18、含有熟石膏基防水组合物的模塑制品、板或砖，其中所述组 合物包含如权利要求1至8之一所定义的至少一种含聚硅氧烷的复合 物和至少一种含预糊化淀粉的复合物。 19、组合含有如权利要求1至8之一所定义的至少一种含聚硅氧 烷的复合物和至少一种含预糊化淀粉的复合物的产品，用于联合使用 在由熟石膏基组合物形成的生石膏基产品的防水处理方法中。 说明书 由熟石膏基组合物形成的生石膏基产品的防水处理方法 技术领域 背景技术 作为原材料的生石膏，无论是天然或合成来源的，均为二水硫酸 钙。粉末状的这种生石膏首先经过焙烧从而脱水生成半水硫酸钙或无 水硫酸钙或这两种形式的混合物。这种脱水的产物被称作熟石膏。通 过将此熟石膏与水混合得到一种浆料，其固化重新形成生石膏(二水 硫酸钙)。为了获得适于流动以使之成形为所需产品的浆料，在浆料中 使用过量的水。在产品的干燥过程中，这些多余的水被蒸发掉，在产 品中留下微孔。这种多孔性导致产品在例如浸泡过程中吸水。降低产 品的这种吸水性构成了本发明的目的。 必要时，可向浆料中加入适当的添加剂，例如凝固促进剂、凝固 阻滞剂、减轻重量用产品、流变改性剂、填料、纤维、其它功能性添 加剂如淀粉、有机硅油、蜡或在此领域中常用的任何其它添加剂。 该生石膏为多孔性且亲水性的产品，当有水存在时其会吸水。 由熟石膏基组合物形成的生石膏基产品中的水分吸收将特别表现 为机械强度的降低以及在应力作用下这些制品变形的可能性。 因此，人们设法减少生石膏的吸水，以便赋予生石膏基产品以与 其用途相适应的机械稳定性。 利用有机硅赋予生石膏基组合物以高防水性记载于例如专利EP 0 171 018和US 5 814 411中，其中防水剂与泡沫一起引入。 通过加入烷基氢化聚硅氧烷和瓜耳胶的熟石膏防水处理方法在专 利申请WO99/50200中已有记载。 专利申请DE 102 20659记载了含有硅氧烷和醚化淀粉衍生物的生 石膏基组合物。 现已发现，向熟石膏基组合物中加入含聚硅氧烷的复合物 (composé)以及至少一种含有预糊化(prégélifié)淀粉的复合物，能 够赋予由该组合物制备的生石膏基产品以高防水性，即与不含预糊化 淀粉的配方相比显著降低其吸水性。 出人意料地，已发现添加预糊化淀粉可显著减少获得这种吸水性 降低所需的有机硅的量，而若使用天然淀粉则并非如此。这是因为已 发现，当制造熟石膏板时，传统上加入浆料中的天然淀粉是部分水解 的天然淀粉，对降低石膏板吸水性没有显著作用。 有利地，还发现加入预糊化淀粉在防水方面可获得与加入瓜耳胶 相当的结果，甚至会更好，同时可以优化生产成本。 发明内容 因此，根据第一个方面，本发明涉及由熟石膏基组合物形成的生 石膏基产品的防水处理方法，其特征在于，向所述组合物中加入至少 一种含聚硅氧烷的复合物和至少一种含预糊化淀粉的复合物。 根据优选的方面，所述聚硅氧烷可选自例如以下式(I)或(II) 的直链或环状氢聚硅氧烷， 或它们的混合物， 其中： -R1和R2相同或不同，独立地表示 直链或支化C1-C8烷基; C1-C4烷氧基;C3-C10环烷基; C6-C14单环、双环或三环芳基，该芳基未被取代或被至少一个 C1-C4烷基或C2-C12烯基所取代; 单环或双环芳烷基，其中芳基是C6-C10的，烷基是C1-C4的，该 芳烷基未被取代或被至少一个C1-C4烷基或C2-C12烯基所取代; 包含至少一个选自O、N和S的杂原子的C5-C12单环或双环杂芳 基; C2-C12烯基; 或C2-C12炔基; -n，m，p和q为0至200的整数，其中1 优选地，所述聚硅氧烷每个分子中具有至少一个与硅原子相连的 自由(libre)氢原子。 上述R1和R2的定义中提到的基团和官能团的非限定性的实例说 明如下。 “直链或支化C1-C8烷基”例如是指甲基、乙基、丙基、异丙基、 正丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基、戊基、己基、辛基。 “C1-C4烷氧基”例如是指直链或支化基团，如甲氧基、乙氧基、丙 氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基或异丁氧基。 “C3-C10环烷基”例如是指环丙基、环丁基、环戊基或环己基。 “C6-C14单环、双环或三环芳基”例如是指苯基、联苯基、萘基或 蒽基，所述基团被取代或未被取代。 “单环或双环芳烷基，其中芳基是C6-C10的，烷基是C1-C4的”例 如是指苄基、苯乙基、苯丙基、三苯甲基或萘甲基，所述基团被取代 或未被取代。 “包含至少一个选自O、N和S的杂原子的C5-C12单环或双环杂 芳基”例如是指吡咯基、呋喃基、噻吩基、吡啶基、吲哚基、苯并吡咯 基、苯并呋喃基、苯并苯硫基，苯并噻吩基、苯并咪唑基、苯并嘌呤 基、喹啉基(quinoléyle)、异喹啉基、咪唑基、噻唑基、噻二唑基、 噁唑基、噁二唑基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基或嘌呤基。 “C2-C12烯基”应理解为含一个或多个双键的烃基，例如乙烯基、 烯丙基或巴豆酰基。 “C2-C12炔基”应理解为含一个或多个叁键的烃基，例如乙炔基、 炔丙基、丁炔基、戊炔基或己炔基。 本发明优选的聚硅氧烷为例如聚甲基氢硅氧烷和聚甲基乙烯基硅 氧烷。 优选地使用含油状或水包油乳液型聚硅氧烷的复合物。 优选地，所述包含聚硅氧烷的复合物在该组合物中以相对于熟石 膏粉末为0.01%至1.5%重量，特别是以相对于熟石膏粉末为0.05%至 0.25%重量的比例存在。 含预糊化淀粉的复合物可例如由以下物质的预糊化获得：玉米淀 粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、番薯淀粉、木薯淀粉(amidon de tapioca)、 巴西竹芋淀粉(amidon de manioc)、稻淀粉、蜡玉米淀粉或它们的混 合物，或者含有它们的面粉(farines)。 “预糊化淀粉”应理解为经过了目的在于使之在不加热的情况下可 溶于液体或适于在液体中分散的处理的淀粉。 在此处理之后，获得所谓“预糊化(prégélifié)”或“预凝胶化 (prégélatinisé)”的淀粉，这两个术语可在本说明书中无区别地使用。 预糊化处理可根据已知技术，在高于淀粉糊化温度下加热所述复 合物而实施。 根据常规技术，淀粉也可通过交联剂或在致电离辐射作用下交联。 含有预糊化淀粉的复合物可以是粉末状或水溶液形式的。 优选地，含有预糊化淀粉的复合物在该组合物中以相对于熟石膏 粉末为0.025%至2%重量，特别是以相对于熟石膏粉末为0.10%至1% 重量的比例存在。 其中添加了含有聚硅氧烷的复合物和含有预糊化淀粉衍生物的复 合物的熟石膏组合物还可以含有至少一种在本领域中常规使用的添加 剂，如流化剂或分散剂、发泡剂、凝固阻滞剂、凝固促进剂、高温抗 收缩剂、粘结剂、天然淀粉、粘合剂、再煅烧抑制剂(inhibiteur de recalcination)、蜡、增稠剂、防沉(antiaffaissement)剂、自流平 (autonivelant)剂、杀生物剂、pH调节剂、着色剂、增强材料、阻燃 剂或填料。 根据随后的方面，本发明还涉及如上所述的防水处理方法，其包 括制备基于熟石膏、水、至少一种含聚硅氧烷的复合物和至少一种含 预糊化淀粉的复合物的混合物的步骤，所述复合物如以上所定义。 本发明还涉及熟石膏基防水组合物，其含有如上定义的至少一种 含聚硅氧烷的复合物和至少一种含预糊化淀粉的复合物。 本发明还涉及熟石膏基防水组合物的制备方法，其包括制备混合 物的步骤，所述混合物基于熟石膏、水、至少一种含聚硅氧烷的复合 物以及至少一种含预糊化淀粉的复合物，所述复合物如以上所定义。 根据另一方面，本发明还涉及这种组合物用于制造模塑或挤出制 品的用途，例如制造熟石膏砖或熟石膏板;本发明还涉及包含这种组 合物的模塑或挤出制品，例如砖或板。 事实上，根据本发明的防水处理方法和防水组合物能够获得防水 性能满足现行标准的生石膏基产品。 对此，可参照标准NF EN 520，其中分别定义了在浸入水中2小 时后，对应于总吸水量等于或小于5%(H1级)、等于或小于10%(H2 级)以及等于或小于25%(H3级)的吸水等级H1、H2和H3。 特别地，本发明的防水处理方法和防水组合物可用来制造根据标 准NF EN 520的H1、H2和H3级的所谓“吸水减少”的板材，或希望 减少本体内水分或减少表面水分的任何其他类型的生石膏基板，例如 通过纤维(例如合成纤维、纤维素纤维、玻璃纤维、矿物纤维)或网 (grille)、或纱(voile)、或这些不同增强成分联用来增强的板材。 这种类型的板材已记载于例如待批标准Pr NF EN 15283-1(织物 增强石膏板)和Pr NF 15283-2(纤维石膏板)中。 本发明还涉及组合(en association)含有以上所定义的至少一种 含聚硅氧烷的复合物和至少一种含预糊化淀粉的复合物的产品，用于 联合(conjointe)使用在由熟石膏基组合物形成的生石膏基产品的防 水处理方法中。 “联合使用”应理解为是指使用至少一种含聚硅氧烷的复合物和至 少一种含预糊化淀粉的复合物以用于获得所希望的防水性能，即产品 吸水性降低，含聚硅氧烷的复合物和含预糊化淀粉的复合物可以被同 时或分别引入到熟石膏基组合物中。 具体实施方式 以下实施例非限定性地阐释本发明。 实施例1： 1)小板材的制备 制备由以下组分构成的粉末混合物(其用量相对于1kg熟石膏来 表示) —1kg熟石膏(基于天然生石膏) —4.25g瓜耳胶或预糊化淀粉粉末 —4.7g淀粉(Collofilm121，Amylum，Tate&Lyle) —0.05g凝固阻滞剂(PlastRetard，SICIT) 该混合物被加至由740g水，2.9g流化剂(Proxmat M115-40， Synthron)和有机硅油(H68，Rhodia，法国)(其用量见下表1)组 成的液体混合物中。 通过以1500-2500转/分旋转的直径8cm的分散盘进行混合。 在通过以1000转/分旋转的直径为8cm的分散盘搅拌1至1.5分 钟期间，加入52g泡沫，该泡沫是通过在200ml水中由2g发泡剂 (Millifoam，Huntsman)制得的。 由此获得尺寸为150×75×12mm的生石膏小板材，将其在微波炉 中快速干燥约25分钟，直至残余湿分约为3%，然后使之在40℃烘箱 中干燥至恒重。 2)吸水的测定 根据标准NF EN 520通过浸泡进行吸水测定。 简单地说，将这些小板材浸在水中(23±2℃)，时间为2h±2min， 并测定其质量增量，以百分数表示。 结果见下表1。 表1 有机硅 (g/kg熟石膏)预糊化淀粉 (g/kg熟石膏)瓜耳胶 (g/kg熟石膏)吸水率 (%质量) 对比配方1 仅使用有机硅 4.4-- 4.9 配方2 使用预糊化淀粉 (Solvitose H8，AVEBE) 1.7 4.25- 1.5 配方3 使用预糊化淀粉(Paselli WA，AVEBE) 1.7 4.25- 1.5 对比配方4 使用瓜耳胶(Rhoximat 3407，RHODIA) 1.7- 4.25 1.6 结果显示，包含有机硅和预糊化淀粉的本发明配方2和3具有比 只包含更大量有机硅的对比配方1要低的吸水率。 此外，本发明配方具有比对比配方4要低的吸水率，其中对比配 方4中含有相同量的有机硅，但以瓜耳胶代替了预糊化淀粉。