用于減少VOC和硅氧烷粉塵的硅氧烷組合物和方法技術

本發明專利技術提供了由高粘度硅氧烷制備的改良的防水石膏產品。本發明專利技術還提供了用于制備產品且減少所釋放的硅氧烷粉塵量的燃料效率方法。

Silicone compositions and methods for reducing VOC and silicone dust

The present invention provides improved waterproof gypsum products prepared from high viscosity silicone. The invention also provides a fuel efficiency method for preparing the product and reducing the amount of the released silica dust.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】相關專利申請本專利申請要求其于2014年10月24日提交的美國專利申請14/523,016以及于2014年4月25日提交的美國臨時專利申請61/984,206的優先杈，所述專利申請的完整公開內容以引用的方式全文并入本文。
本專利技術涉及具有改善的防水性且由至少一種高粘度硅氧烷制備的石膏產品。本專利技術還涉及制造其中硅氧烷粉塵水平和揮發性有機化合物(VOC)在制造期間減少的產品的燃料效率方法。
技術介紹
阻燃石膏面板和許多有用形狀的其他產品可通過使石膏(也稱為二水硫酸鈣或石膏粉)脫水且再水合進行生產。此類石膏產品常用于建筑施工中。典型石膏產品包括干墻和石膏纖維板。干墻包括夾在覆蓋片例如紙或聚合物氈之間的石膏核。石膏纖維板包括其中摻入纖維，但不使用覆蓋片的石膏核，盡管石膏纖維板中的石膏核可用各種涂層進行涂布。因為石膏自身不是防水的，所以存在關于改善石膏產品的防水性的相當大量的工作。烴包括蠟和瀝青在美國專利號2,198,776中提議用于減少水吸收。包括金屬皂和硅酮的材料已用作成品石膏產品的表面上的涂層。然而，難以獲得由具有一致的防水性的這些材料制成的涂層。美國專利4,411,701公開了在制備防水石膏成型產品中，將堿金屬烷基硅醇鹽或苯基硅醇鹽連同氫氧化鈣或氧化鈣一起加入石膏中，而美國專利4,371,399公開了包含某些脂肪胺的防水石膏砂漿。美國專利7,294,195公開了包含基于羥基的纖維素和硅醇鹽的防水石膏組合物。硅氧烷乳狀液可加入石膏漿料中，并且這些乳狀液可用于改善石膏產品的防水性。硅氧烷乳狀液加入給予Englert的美國專利5,817,262中的石膏纖維板中。除硅氧烷乳狀液之外，硅氧烷分散體也可用于改善石膏產品的防水性，如給予Miller的美國專利7,413,603中所述。將硅氧烷加入石膏漿料中顯著改善所得到的石膏產品的防水性。例如，用于產生防水石膏產品的聚甲基氫硅氧烷的使用由EP1112986A1提供。在制造期間，對石膏產品實施干燥過程且暴露于高溫。在烘箱(窯)中的干燥過程期間，硅氧烷蒸發離開石膏產品且被攜帶至燃燒器。硅氧烷的分解小片被燃燒且形成極細的粉末狀硅氧烷粉塵。這種粉塵降低窯的干燥效率，并且導致設備包括燃燒器和風扇的磨損和毀壞增加。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供具有改善的防水性和在干燥期間減少的硅氧烷蒸發的石膏產品。一個實施例提供了包括由高粘度硅氧烷配制的石膏核的石膏產品。合適的高粘度硅氧烷包括具有至少30cps的粘度的那些。合適的高粘度硅氧烷還包括具有至少40cps的粘度的那些。在一些實施例中，高粘度硅氧烷具有至少60cps的粘度。在一些產品中，高粘度硅氧烷以0.08％至1％的濃度使用。考慮了各種石膏產品，包括墻板和石膏纖維板。各種高粘度硅氧烷是合適的，包括甲基氫硅氧烷。進一步的實施例提供了用于制備石膏產品的方法，所述石膏產品具有改善的防水性和在制造期間總烴的減少的排放。該方法包括配制包含至少一種高粘度硅氧烷的石膏漿料且由漿料形成各種石膏產品的步驟。此類石膏產品可包括面板、板、地磚和天花板。附圖說明圖1是穿過包括覆蓋片的石膏產品的橫截面：和圖2是穿過不包括覆蓋片的石膏產品的橫截面。具體實施方式本專利技術提供了由可抽泵、可流動的石膏漿料制備的石膏產品，所述石膏漿料包含至少一種高粘度硅氧烷。圖1是一個實施例的橫截面，其中石膏產品(10)包括石膏核(12)和覆蓋片(14)，所述石膏核(12)由包含高粘度硅氧烷的石膏漿料形成，所述覆蓋片(14)選自紙片和聚合物氈且應用于石膏核(12)的至少一個側面。石膏核(12)還可包含其他添加劑，例如木纖維或紙纖維、有機填料和無機填料、粘合劑、消泡劑、去污劑、分散劑、著色劑和抗微生物劑。圖2是另一個實施例的橫截面，其中石膏產品(20)包括由包含高粘度硅氧烷的石膏漿料形成的石膏纖維板(22)。石膏纖維板(22)可任選由化學涂層(24)進行覆蓋，所述化學涂層(24)可應用于石膏核的至少一個表面。石膏纖維板(22)還可包含其他添加劑，例如木纖維或紙纖維、有機填料和無機填料、粘合劑、消泡劑、去污劑、分散劑、著色劑和抗微生物劑。考慮的石膏產品包括但不限于面板、板、地磚、天花板以及具有各種定制設計的形狀的產品。如本文使用的，術語石膏意指處于穩定二水合物狀態的硫酸鈣，即CaSO4X2H2O，并且包括天然存在的礦物質、合成衍生的等價物、以及由半水硫酸鈣(灰泥)或無水硫酸鈣的水合形成的二水合物材料。如本文使用的，術語“硫酸鈣材料”意指以其形式中的任一種的硫酸鈣，即無水硫酸鈣、半水硫酸鈣、二水硫酸鈣及其混合物。能夠形成聚合物/樹脂的各種硅氧烷化合物也稱為具有通式(R2SiO)n的聚硅氧烷，其中n是在聚合物中重復的R2SiO單元的次數，R可以是任何有機基團，包括乙烯基(CH2)、甲基(CH3)和苯基(C6H5)，可用于形成石膏產品中的聚合物基體。合適的有機硅氧烷還可包括包含Si鍵合的氫的有機氫硅氧烷。合適的有機氫硅氧烷包括可在商業名稱下得自WackerChemicalCorporation或DowCorningChemical的甲基氫硅氧烷。在石膏工業中目前使用的硅氧烷的粘度通常為約20cps，并且它對于墻板甚至更少。這些硅氧烷視為低粘度硅氧烷。然而并且盡管有這個充分解決的概念，本專利技術人已出乎意料地發現高粘度/分子量硅氧烷代替常規制劑的使用導致VOC的顯著減少。術語“高粘度硅氧烷”意指具有30cps以上的粘度的硅氧烷。本專利技術人已發現粘度從20cps增加到30cps以上可減少釋放的總烴量。因為所生成的硅氧烷粉塵量與總烴量成正比，所以高粘度硅氧烷的使用導致硅氧烷粉塵的顯著減少。至少在一些實施例中，高粘度硅氧烷是高分子量氫改性的硅氧烷，例如聚甲基氫硅氧烷，其具有至少36cps的粘度且適合聚合成硅酮。至少在一些實施例中，高粘度硅氧烷是高分子量氫改性的硅氧烷，例如聚甲基氫硅氧烷，其具有至少40cps的粘度且適合聚合成硅酮。至少在一些實施例中，高粘度硅氧烷是高分子量氫改性的硅氧烷，例如聚甲基氫硅氧烷，其具有至少50cps的粘度且適合聚合成硅酮。至少在一些實施例中，高粘度硅氧烷是高分子量氫改性的硅氧烷，例如聚甲基氫硅氧烷，其具有在60cps至80cps范圍內的粘度且適合聚合成硅酮。至少在一些實施例中，高粘度硅氧烷是高分子量氫改性的硅氧烷，例如聚甲基氫硅氧烷，其具有至少80cps的粘度且適合聚合成硅酮。在一些實施例中，高粘度硅氧烷是具有36cps以上的粘度的硅氧烷。在一些實施例中，高粘度硅氧烷是具有40cps以上的粘度的硅氧烷。在一些實施例中，高粘度硅氧烷是具有50cps以上的粘度的硅氧烷。在一些實施例中，高粘度硅氧烷是具有60至80cps的粘度的硅氧烷。高粘度硅氧烷優選以乳狀液或分散體的形式加入石膏漿料中。優選地，高粘度硅氧烷分散體與石膏漿料混合，如以引用的方式并入本文的美國專利7,413,603中所述。基于石膏漿料的重量，關于石膏漿料中的高粘度硅氧烷的最終濃度范圍可為約0.08％至約1％、約0.1％至約0.8％或約0.4％至約0.5％。可加入各種加速劑以起始石膏產品中的硅氧烷的聚合。此類加速劑包括但不限于氧化鎂。硅氧烷聚合加速劑可以各種濃度使用。在一些實施例中，硅氧烷聚合加速劑以0.本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種包含由硅氧烷配制的石膏核的石膏產品，其中所述硅氧烷粘度為至少30cps。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.04.25 US 61/984206;2014.10.24 US 14/5230161.一種包含由硅氧烷配制的石膏核的石膏產品，其中所述硅氧烷粘度為至少30cps。2.根據權利要求1所述的石膏產品，其中所述硅氧烷以0.08％至1％的濃度使用。3.根據權利要求1所述的石膏產品，其中所述石膏核夾在兩個覆蓋片之間，并且其中至少一個覆蓋片是紙覆蓋片。4.根據權利要求1所述的石膏產品，其中所述石膏核用防水涂層進行涂布，并且其中所述防水涂層包含甲基硅醇鉀。5.根據...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許玉峰，W·欒，
申請(專利權)人：美國石膏公司，
類型：發明
國別省市：美國;US