有机硅高分子复合防水石膏及其制备方法

摘要

有机硅高分子复合防水石膏及其制备方法，涉及一种石膏。提供一种具有优良防水性能的有机硅高分子复合防水石膏及其制备方法。所述有机硅高分子复合防水石膏按质量比的原料组成为：脱硫建筑石膏：100；硅烷偶联剂：0.1～3.0；催化剂：0.1～1.0；多羟基聚合物：0.1～1.0；水：80。将多羟基聚合物配成水溶液，得到组分A；将催化剂溶解在水中，加入硅烷偶联剂，搅拌至溶液澄清，得到组分B；将组分A、组分B和余量水混合，放入脱硫建筑石膏，混合后注入模具，待石膏凝固后，脱模，干燥，即得有机硅高分子复合防水石膏。

权利要求

1.有机硅高分子复合防水石膏的制备方法，其特征在于所述有机硅高分子复合防水石膏按质量比的原料组成为：脱硫建筑石膏：100；

硅烷偶联剂：0.1～3.0；

催化剂：0.1～1.0；所述催化剂选自乙酸或盐酸；

多羟基聚合物：0.1～1.0；

水：80；

所述制备方法，包括以下步骤：

1)将多羟基聚合物配成水溶液，得到组分A；

2)将催化剂溶解在水中，加入硅烷偶联剂，搅拌至溶液澄清，得到组分B；

3)将组分A、组分B和余量水混合，放入脱硫建筑石膏，混合后注入模具，待石膏凝固后，脱模，干燥，即得有机硅高分子复合防水石膏。

2.如权利要求1所述有机硅高分子复合防水石膏的制备方法，其特征在于所述硅烷偶联剂是一类分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化合物，其通式为YSiX3，其中，Y为疏水基团，所述疏水基团为甲基、乙烯基或辛基，X为可水解基团，所述可水解基团为甲氧基或乙氧基。

3.如权利要求1所述有机硅高分子复合防水石膏的制备方法，其特征在于所述多羟基聚合物是一种含有多个羟基的水溶性高分子。

4.如权利要求3所述有机硅高分子复合防水石膏的制备方法，其特征在于所述含有多个羟基的水溶性高分子选自水溶性淀粉或水溶性纤维素。

说明书

有机硅高分子复合防水石膏及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种石膏，特别是涉及一种有机硅高分子复合防水石膏及其制备方法。

背景技术

[0002] 石膏制品是一种在建筑工程上应用广泛的建筑材料。石膏制品质量轻、快凝，对火灾、噪音、电磁辐射等具有较强的抵御能力，在节能、环保、生态平衡等方面有其独特的优点，在制造和使用中无毒、无味、无公害，因而又是一种理想的绿色建筑材料。但是，由纯的建筑石膏制造的石膏建筑制品耐水性能很低。随着湿度的增加石膏制品的强度急剧降低和蠕变性增大，极易翘曲变形，因此，在使用上受到限制。为了扩大石膏制品的应用面，必须提高石膏制品的防水性。

[0003] 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内掺防水外加剂。第一种方法简单易行，若能严格操作，可以取得较为理想的防水效果，但是一旦防水涂层被破坏，裸露的石膏在遇到水时被水溶蚀，涂层甚至剥落，降低防水性能。第二种方法让石膏制品具有更强的防水能力，即使石膏制品的表层被破坏，内部也具有防水性。因此，内掺防水外加剂是制备防水石膏制品较为理想的方法。

[0004] 中国专利CN 102060492 A公开了一种由石膏粉、水泥、聚乙烯醇、盐酸、早强剂和水组成的高强防水石膏制品。中国专利CN 102791799 A公开了一种硅树脂乳液，以及使石膏疏水的方法，其中用H-硅氧烷和硅树脂乳液处理石膏。该硅树脂乳液储存时间长，制备工艺较为复杂。中国专利CN 101560076公开了一种由石蜡-聚乙烯醇乳液和无机盐类防水剂组成的石膏复合防水剂，使用时两种组分需依次加入石膏。防水外加剂可分为无机外加剂、有机外加剂和复合外加剂，各有优缺。选择合适的防水外加剂是制备具有优良防水性能的石膏制品的关键。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种具有优良防水性能的有机硅高分子复合防水石膏及其制备方法。

[0006] 所述有机硅高分子复合防水石膏按质量比的原料组成为：

[0007] 脱硫建筑石膏：100；

[0008] 硅烷偶联剂：0.1～3.0；

[0009] 催化剂：0.1～1.0；

[0010] 多羟基聚合物：0.1～1.0；

[0011] 水：80。

[0012] 所述脱硫建筑石膏符合国家标准GB/T 9776-2008。

[0013] 所述硅烷偶联剂是一类分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化合物，其通式为YSiX3，其中，Y为疏水基团，如甲基、乙烯基、辛基等，X为可水解基团，如甲氧基、乙氧基等。

[0014] 所述催化剂可采用水溶性酸性化合物，所述水溶性酸性化合物可选自乙酸、盐酸等中的一种。

[0015] 所述多羟基聚合物是一种含有多个羟基的水溶性高分子，如水溶性淀粉、水溶性纤维素等。

[0016] 所述有机硅高分子复合防水石膏的制备方法，包括以下步骤：

[0017] 1）将多羟基聚合物配成水溶液，得到组分A；

[0018] 2）将催化剂溶解在水中，加入硅烷偶联剂，搅拌至溶液澄清，得到组分B；

[0019] 3）将组分A、组分B和余量水混合，放入脱硫建筑石膏，混合后注入模具，待石膏凝固后，脱模，干燥，即得有机硅高分子复合防水石膏。

[0020] 本发明利用硅烷偶联剂与多羟基聚合物反应，在石膏晶粒表面形成交联的聚合物保护薄膜。同时硅烷偶联剂将亲水的羟基替换成疏水基团，降低表面能，进而改变表面与水的接触角，使水分凝聚在一起形成液滴，阻截了水的渗入，达到防水目的。

[0021] 本发明的有机硅高分子复合防水石膏具有以下特点：

[0022] 1、产品外观与纯石膏制品无明显差别。

[0023] 2、产品所内掺的外加剂用量少。外加剂的总用量不超过建筑石膏重量的5%。

[0024] 3、产品所内掺的外加剂对石膏水化与凝结的影响小。影响石膏水化与凝结的因素主要是催化剂的用量，在适当催化剂用量下，产品的水化与凝结与纯石膏相比变化不大。

[0025] 4、产品质量轻且具有较高的强度。产品的表观密度为0.92～1.05g/cm3，抗压强度可达到6MPa以上。

[0026] 5、产品具有优良的长期防水性能。硅烷偶联剂改变石膏晶粒的表面能，进而改变表面与水的接触角，使水分凝聚在一起形成液滴，阻截了水的渗入，产品的2h吸水率可以达到不超过2%。当产品长期浸在水中时，交联的聚合物薄膜溶胀，缩小石膏晶粒间的空隙，防止水的进一步渗入，产品的24h吸水率可以达到不超过5%，克服了单纯使用硅烷偶联剂的石膏制品长期浸水时防水效果变差的缺点。

[0027] 6、产品的制备工艺简单，能耗少。产品的制备只需按步骤将各外加剂溶解在水中，并与建筑石膏混合，待其凝结、脱模、干燥，即可得到防水性能优良的石膏制品。

[0028] 本发明的有机硅高分子复合防水石膏制品可以广泛应用到厨房、浴室等潮气大的场所，对石膏应用领域的扩大有重要的意义。

具体实施方式

[0029] 实施例1

[0030] 按如下组成称取原料，制备本发明防水石膏制品：

[0031] 脱硫建筑石膏：100g

[0032] 硅烷偶联剂A151：1.0g

[0033] 乙酸：0.5g

[0034] 水溶性淀粉：0.7g

[0035] 水：80g

[0036] 制备方法如下：

[0037] 将0.7g的水溶性淀粉溶解在95～100℃的水中，配成质量分数为10%的淀粉水溶液，为组分A；将0.5g的乙酸溶解在50g的水中，加入1.0g的硅烷偶联剂A151，不断搅拌至溶液澄清，为组分B；将组分A、组分B和余量水混合，放入100g的建筑石膏，充分混合，搅拌2min，注入模具，刮平表面余料，待石膏凝固后，脱模，干燥，得到成品。

[0038] 对比例1

[0039] 按如下组成称取原料，制备石膏制品：

[0040] 脱硫建筑石膏：100g

[0041] 硅烷偶联剂A151：1.0g

[0042] 乙酸：0.5g

[0043] 水：80g

[0044] 制备方法如下：

[0045] 将0.5g的乙酸溶解在80g的水中，加入1.0g的硅烷偶联剂A151，不断搅拌至溶液澄清，放入100g的建筑石膏，充分混合，搅拌2min，注入模具，刮平表面余料，待石膏凝固后，脱模，干燥，得到成品。

[0046] 对比例2

[0047] 按如下组成称取原料，制备石膏制品：

[0048] 脱硫建筑石膏：100g

[0049] 水：80g

[0050] 制备方法如下：

[0051] 将100g的建筑石膏放入80g的水中，充分混合，搅拌2min，注入模具，刮平表面余料，待石膏凝固后，脱模，干燥，得到成品。

[0052] 吸水率的测试方法如下：

[0053] 将石膏制品于40±2℃的烘箱内烘干，用天平准确称量其绝干重量ml，然后在室温下浸入水中，一定时间后从水中取出，用湿毛巾擦去表面水分，记为m2，利用下面公式计算其吸水率。

[0054] E=(m2-m1)/ml×100%

[0055] 式中：E—石膏制品的吸水率(%)；

[0056] ml一吸水前石膏制品的质量；

[0057] m2—吸水后石膏制品的质量。

[0058] 实施例1和对比例1、2的石膏制品吸水率比较参见表1。

[0059] 表1

[0060]

[0061] 实施例2