[发明专利]用于防水石膏纤维产品的组合物和方法

说明书

与相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2014年4月10日提交的美国临时申请61/977,885，以及于2015年1月26日提交的美国专利申请14/604,960的优先权利益，所述申请的完整公开内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及包含硅氧烷且具有改善的防水性的涂布的石膏纤维产品，以及制造其中硅氧烷粉尘水平在制造期间减少的产品的燃料效率(fuel-efficient)方法。

背景技术

阻燃石膏面板和许多有用形状的其他产品可通过使石膏(也称为二水硫酸钙或石膏粉)脱水且再水合进行生产。此类石膏产品常用于建筑施工中。

因为石膏自身不是防水的，所以存在关于改善石膏产品的防水性的相当大量的工作。烃包括蜡和沥青在美国专利号2,198,776中提议用于减少水吸收。包括金属皂和硅酮的材料已用作成品石膏产品的表面上的涂层。然而，难以获得由具有一致的防水性的这些材料制成的涂层。

美国专利4,411,701公开了在制备防水石膏成型产品中，将碱金属烷基硅醇盐或苯基硅醇盐连同氢氧化钙或氧化钙一起加入石膏中，而美国专利4,371,399公开了包含某些脂肪胺的防水石膏砂浆。美国专利7,294,195公开了包含基于羟基的纤维素和硅醇盐的防水石膏组合物。

硅氧烷乳状液可加入石膏浆料中，并且这些乳状液可用于改善石膏产品的防水性。硅氧烷乳状液加入给予Englert的美国专利号5,817,262中的纤维板石膏产品中。除硅氧烷乳状液之外，硅氧烷分散体也可用于改善石膏产品的防水性，如给予Miller的美国专利7,413,603中所述。

将硅氧烷加入石膏浆料中显著改善所得到的石膏产品的防水性。然而，在窑中干燥时使石膏产品暴露于高温，并且在该高温暴露期间，硅氧烷中的一些非故意地从石膏产品中蒸发，并且转换为氧化硅，也称为硅氧烷粉尘。随着硅氧烷粉尘在窑中累积，需要不时停止生产以清洁窑且去除硅氧烷粉尘。窑在可被清洁之前必须冷却，随后在石膏产品的生产可再次重新开始之前再次重新加热。这些反复冷却/加热循环导致燃料损失和能量浪费。另外，硅氧烷粉尘可在气体燃烧器、热空气喷嘴以及窑系统内的其他设备上累积，从而促使设备更不有效地操作且增加进一步的燃料成本。硅氧烷粉尘还可在风扇上累积，从而促使它们变得不平衡，导致过早的轴承失败和高维护成本。

发明内容

本发明的目的在于提供具有改善的防水性和在干燥期间减少的硅氧烷蒸发的石膏纤维产品。本发明的目的还在于提供减少生产期间生成的硅氧烷粉尘的量的燃料效率方法。

一个实施例提供了包括核和涂层的石膏纤维产品，其中所述核包含石膏和硅氧烷，并且所述涂层包含碱金属有机硅醇盐，其中所述核在至少一个侧面上用涂层进行涂布，并且其中硅氧烷的至少一部分在所述石膏纤维产品的表面处交联。

一个进一步实施例提供了制备防水石膏纤维产品的方法，其中石膏浆料用硅氧烷乳状液制备且形成为滤饼，允许静置，用包含碱金属有机硅醇盐的涂层涂布，并且硅氧烷在窑中干燥期间在所述石膏纤维产品的表面处交联。

本发明还提供了用于减少窑中生成的硅氧烷粉尘的量的方法，其中石膏浆料用硅氧烷制备且形成为成形的滤饼，允许静置且用包含碱金属有机硅醇盐的涂层涂布。

附图说明

图1描绘了穿过石膏纤维产品一部分的横截面；

图2描绘了关于用碱金属有机硅醇盐涂布的产品的防水性测试的比较结果；

图3描绘了关于各种硅氧烷量的防水性测试的比较结果；

图4描绘了与其中碱金属有机硅醇盐掺入石膏核中的石膏纤维产品相比较，关于用碱金属有机硅醇盐涂布的石膏纤维产品的防水性测试的比较结果；

图5报告了通过包含硅氧烷且在两个侧面上用包含碱金属有机硅醇盐的涂层涂布的石膏纤维产品释放的总烃量的减少；

图6A报告了对于用包含碱金属有机硅醇盐的涂层涂布的石膏纤维产品，实现可比较的防水性所需的硅氧烷剂量的减少；

图6B报告了通过图6A中所示的石膏纤维产品释放的总烃量。

具体实施方式