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CN113880492B - 一种石膏防水改性剂及生产方法、一种防潮石膏制品及制备方法 - Google Patents

一种石膏防水改性剂及生产方法、一种防潮石膏制品及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种石膏防水改性剂及生产方法、一种防潮石膏制品及制备方法，涉及石膏建筑材料领域，解决了现有技术中因石膏防水改性效果不佳，导致石膏制品防潮、防霉效果不好的问题，其技术方案要点是：通过石蜡包裹后的碱性材料与防水剂共同作用，能够在石膏的表面生成良好的憎水膜。通过该种方案可以使石膏防水改性剂的效果更好，使石膏制品取得更好的防潮和防霉效果。

Description

一种石膏防水改性剂及生产方法、一种防潮石膏制品及制备 方法
技术领域
本发明涉及石膏建筑材料领域，更具体地说，它涉及一种石膏防 水改性剂及生产方法、一种防潮石膏制品及制备方法。
背景技术
磷石膏的主要成分为二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)，将其制备成 以半水硫酸钙(CaSO4·0.5H2O)为主要成分的建筑石膏或高强石膏 后，可用于制备石膏建材制品。石膏属于气硬性胶凝材料，且溶解度 为2.08g/L，在我国南方潮湿环境中应用时会出现力学性能降低、受 潮变形、吸潮发霉等问题。现有技术通过甲基硅油类产品对石膏进行 改性，但效果并不理想，因此需要找到一种新的方案对磷石膏进行改 性生产石膏制品。
发明内容
针对上述问题，申请人对石膏改性过程中的理化反应做了深入的 研究后发现：采用改性的甲基硅油对磷石膏制品进行防潮改性时，由 于磷石膏中含有的水溶性磷酸降低了液相环境的pH，使改性的甲基 硅油与溶液中的羟基无法进行脱水聚合，从而导致在石膏晶体表面不 能形成具有改变表面能的憎水膜，影响了石膏建材制品防潮性能的改 善。在掺入碱性物质后液相环境的pH会提高，但同时由于H+的减少， 使CaOH-+SO4 2-+H+→CaSO4·2H2O的反应动力降低，造成石膏的凝 结时间无法调控或甚至无法凝结，从而影响了石膏制品的稳定生产。 因此需要找到一种合适的引入碱性物质的方法，在防水效果和石膏凝 结效果之间找到平衡。
本发明提供一种石膏防水激发剂，使用该防水剂进行磷石膏制品 生产，可以达到良好的防潮性能。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种石膏防水改性剂，包含防水剂和激发剂；所述防水剂为甲基 硅油；所述激发剂包括石蜡包裹的碱性物质。
将碱性物质通过石蜡包裹，延缓碱性物质的释放时间，在前期主 要以石膏水化凝固反应为主；在石膏水化后期(0.5～5h)逐步释放碱 性物质，提高体系中OH-，保证改性的甲基硅油与溶液中的羟基能够 顺利进行缩聚反应形成憎水膜。采用上述防水改性剂对石膏进行改性 后，可以在不影响石膏水化凝结的基础上，提升石膏的防水性能。
进一步的，所述碱性物质至少包括水泥、灰钙、电石渣和氢氧化 钾中的一种；所述石蜡与碱性物质比为4:6至4:10。
上述碱性物质为易获取的碱性物质。同时根据石膏制品的不同种 类，可以选择适合的碱性物质。采用上述比例，可以使石蜡充分包裹 碱性物质。避免石蜡过多，造成激发剂结块，降低防水改性效果；避 免石蜡过少，碱性物质不能充分包裹，提前释放OH-降低石膏凝结速 度。
本发明还提供一种石膏防水改性剂的生产方法，石蜡与碱性物质 进行混合，将碱性物质通过石蜡包裹形成激发剂；将激发剂与防水剂 混合后形成石膏防水改性剂。石蜡与碱性物质混合过程中采用搅拌机 进行搅拌，搅拌时间为2～20min，使得石蜡能够充分的包裹碱性物质。
本发明还提供一种防潮石膏制品，包含上述的石膏防水改性剂。 一方面是在生产中使用上述石膏防水剂；另一方面在石膏制品成品中 能够检测出上述石膏防水改性剂或者其产物。
本发明还提供一种防潮石膏制品的制备方法，包含如下步骤：
A：将石蜡与碱性物质进行混合形成激发剂；
B：将石膏与激发剂进行搅拌20～600s，形成预混后的干粉；
C：将防水剂与水搅拌形成混合后的溶液；
D：将干粉与溶液进行混合，搅拌20～60s形成浆料；
E：将浆料浇筑进成型模具，凝固硬化后，脱模形成防潮石膏制 品。
进一步的提供一种防潮石膏制品的制备方法，所述石膏制品为石 膏砌块；石膏为建筑石膏；碱性物质为水泥；激发剂中石蜡与水泥的 比值为2:2.5至2:3；所述步骤B中添加增强材料一同搅拌。
在生产中添加增强材料，可以增加石膏制品的强度。增强材料为 玻璃纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维中的至少一种。
进一步的，在所述步骤B中添加增强材料一同搅拌。
在所述步骤C中添加缓凝剂一同搅拌。
在生产中添加增强材料，可以增加石膏制品的强度。增强材料为 玻璃纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维中的至少一种。纤维长度为6～20mm。
在生产中增加缓凝剂，是在一定范围内延长石膏凝结的时间，便 于浆料的转移至模具，避免转移过程中凝固不能完成生产。
进一步的，一种防潮石膏制品的制备方法，所述石膏制品为石膏 空心条板；石膏为建筑石膏与高强石膏混合物，其比例为6:3至6:4； 碱性物质为电石渣；激发剂中石蜡与电石渣的比值为2:2.5至2:3。
进一步的，一种防潮石膏制品的制备方法，其特征是：所述石膏 制品为装饰石膏制品；石膏为高强石膏；碱性物质为氢氧化钾；激发 剂中石蜡与氢氧化钾的比值为3:6至3:8。
进一步的，一种防潮石膏制品的制备方法，其特征是：所述石膏 制品为无纸面石膏板；石膏为建筑石膏与高强石膏混合物，其比例为 2:7至3:7；碱性物质为灰钙；激发剂中石蜡与灰钙的比值为2:2.5至 2:3。
本发明提供一种防潮石膏制品的生产配方，生产配方包括如下成 分：石膏95～100份、防水剂0.1～3.0份、激发剂0.5～5.0份、水35～80 份。
进一步的还包括缓凝剂0～1.0份、增强材料0.1～1份。
进一步的所述石膏为高强石膏和建筑石膏中的至少一种；所述防 水剂为甲基硅酸钠、甲基含氢硅油、甲基硅树脂中的至少一种；所述 缓凝剂为羧酸、羧酸盐、磷酸盐、蛋白类缓凝剂、氨基酸缓凝剂中的 至少一种；所述增强材料为玻璃纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维中的 至少一种。
进一步的所述激发剂包括石蜡包裹的碱性物质；所述碱性物质至 少包括水泥、灰钙、电石渣和氢氧化钾中的一种；所述石蜡与碱性物 质比为4:6至4:10。
本发明中所涉及的碱性物质，是指能够释放OH-的碱性物质，而 非广义上提供电子的物质。
本发明中涉及的石蜡，可以是乳化石蜡，也可以是固态石蜡，固 态石蜡在使用时，需要加热溶解，在溶解状态下与碱性物质混合。
本发明所指的石膏，主要为磷石膏。
本发明中所述的包裹，是将碱性物质与石蜡混合后，形成一定粒 径的颗粒状物质或粉末状物质。颗粒状物质内部为碱性物质，外部覆 盖有石蜡。
采用上述方案生产的磷石膏制品在45±2℃干燥后，浸入水中浸 泡2h的重量增加≤3.5％，高于国家标准30％；浸水48h抗压强度软 化系数≥0.6，达到国家标准。达到了良好的防水效果。石膏吸水性 能降低，防潮效果好，石膏就不容易发霉，因此达到了良好的使用效 果。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清 楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例
实施例提供一种石膏防水改性剂，包含防水剂和激发剂；防水剂 为甲基硅酸钠、甲基含氢硅油、甲基硅树脂中的至少一种；所述激发 剂包括石蜡包裹的碱性物质。
根据使用场景的不同，可以选择不同的碱性物质与石蜡配合形成 不同类型激发剂。常见的使用场景及对应的配合方式如下：
使用场景 激发剂类型 石蜡用量 碱性物质
石膏砌块用 水泥基 石蜡40％ 水泥60％
石膏空心条板用 电石渣基 石蜡40％ 电石渣60％
石膏装饰制品用 氢氧化钾基 石蜡30％ 氢氧化钾70％
无纸面石膏板用 灰钙基 石蜡40％ 灰钙60％
上述表格中的百分比为物质在激发剂中质量的百分比。
根据使用场景的不同，也可以选择不同的防水剂与激发剂配合形 成不同类型的防水改性剂。
使用场景 防水剂用量 激发剂用量
石膏砌块用 甲基硅酸钠3份 水泥基3份
石膏空心条板用 甲基含氢硅油1份 电石渣基5份
石膏装饰制品用 甲基硅树脂2份 氢氧化钾基0.5份
无纸面石膏板用 甲基硅酸钠2份 灰钙基1份
上述表格中的份以物质质量为基础单位。
上述中的石蜡在实际使用中，根据原料的采购方便程度，可以选 择乳化石蜡或者固态石蜡。当使用固态石蜡包裹时应首先将固态石蜡 进行融化。融化后与碱性物质混合，最后与防水剂混合形成最终产品。
上述使用场景下的不同配方，不代表只有该配方能够达到防水改 性效果。在本发明构思下，对于配方的调整，均在本专利所要求的保 护范围内。
根据使用条件的不同，产品可以制作成不同的形态。例如制作成 颗粒或粉末状或加水制作成溶液状、悬浮液状态。不论哪种形态，均 在本专利所要求的保护范围。
本实施例还提供了一种石膏防水改性剂的生产方法，包含如下步 骤：
石蜡与碱性物质进行混合，将碱性物质通过石蜡包裹形成激发 剂；碱性物质与石蜡混合通过搅拌机搅拌，搅拌的时间为1～20min。
将激发剂与防水剂混合后形成石膏防水改性剂；激发剂与防水剂 混合是通过搅拌机搅拌混合，搅拌的时间为1～20min。
上述工艺方法中的物质，可以参考实施例1中的相关比例。
如采用固态石蜡，本实施还包括将石蜡融化的步骤。
上述实施例的搅拌时间，根据配比量等决定。
如最终产品采用溶液作为产品形态，本实施例还包括，将石膏防 水改性剂加水搅拌的步骤。
本实施例还提供了一种防潮石膏制品。
在制作该石膏制品的过程中，加入了石蜡包裹的碱性物质作为激 发剂，以及防水剂；在石膏制品的成品中能够检测到石蜡包裹的碱性 物质，以及防水剂形成的憎水膜。
碱性物质至少包括水泥、灰钙、电石渣和氢氧化钾中的一种。
防水剂至少包括甲基硅酸钠、甲基含氢硅油、甲基硅树脂中的一 种。
本实施例还提供了一种防潮石膏制品的制备方法，包含如下步 骤：
A：石蜡与碱性物质进行混合，将碱性物质通过石蜡包裹形成激 发剂；碱性物质至少包括水泥、灰钙、电石渣和氢氧化钾中的一种。
B：将石膏与激发剂进行搅拌20～120s，形成预混后的干粉；在 部分石膏制品中，加入增强材料对石膏制品进行改进，获得更高的强 度；增强材料为玻璃纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维中的至少一种； 所述的石膏为建筑石膏或者高强石膏的一种或两种。
C：将防水剂与水搅拌形成混合后的溶液；在部分石膏制品中需 要加入缓凝材料，避免浆料在转移的过程中迅速凝结，导致入模失败； 缓凝剂为羧酸、羧酸盐、磷酸盐、蛋白类缓凝剂、氨基酸缓凝剂中的 至少一种；防水剂为甲基硅酸钠、甲基含氢硅油、甲基硅树脂中的至 少一种。
D：将干粉与溶液进行混合，搅拌20～60s形成浆料；
E：将浆料浇筑进成型模具，凝固硬化后，脱模形成防潮石膏制 品。
生产工艺的配方为，石膏95～100份、防水剂0.1～3.0份、缓凝剂0～1.0份、激发剂0.5～5.0份、增强材料0.1～1份、水35～80份。
石膏为高强石膏和建筑石膏中的至少一种；所述防水剂为甲基硅 酸钠、甲基含氢硅油、甲基硅树脂中的至少一种；所述缓凝剂为羧酸、 羧酸盐、磷酸盐、蛋白类缓凝剂、氨基酸缓凝剂中的至少一种；所述 增强材料为玻璃纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维中的至少一种；所述 激发剂包括石蜡包裹的碱性物质；所述碱性物质至少包括水泥、灰钙、 电石渣和氢氧化钾中的一种；所述石蜡与碱性物质比为4:6至4:10。
为了更好的阐明本实施例的优势。实施例1、对比例1、对比例 2，比较了几种常见防潮石膏制品的浸水2h吸水率、凝结时间。
实施例1
实施例1一种防潮石膏制品的制备方法，包含如下步骤：
A：石蜡与碱性物质进行混合，将碱性物质通过石蜡包裹形成激 发剂；碱性物质至少包括水泥、灰钙、电石渣和氢氧化钾中的一种。
B：将石膏与激发剂进行搅拌20～120s，形成预混后的干粉；在 部分石膏制品中，加入增强材料对石膏制品进行改进，获得更高的强 度；增强材料为玻璃纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维中的至少一种； 所述的石膏为建筑石膏或者高强石膏的一种或两种。
C：将防水剂与水搅拌形成混合后的溶液；在部分石膏制品中需 要加入缓凝材料，避免浆料在转移的过程中迅速凝结，导致入模失败； 缓凝剂为羧酸、羧酸盐、磷酸盐、蛋白类缓凝剂、氨基酸缓凝剂中的 至少一种；防水剂为甲基硅酸钠、甲基含氢硅油、甲基硅树脂中的至 少一种。
D：将干粉与溶液进行混合，搅拌20～60s形成浆料；
E：将浆料浇筑进成型模具，凝固硬化后，脱模形成防潮石膏制 品。
具体配方如下：
Figure BDA0003328671190000101
对比例1：
对比例1一种防潮石膏制品的制备方法，包含如下步骤：
A：将石膏与激发剂进行搅拌20～120s，形成预混后的干粉；在 部分石膏制品中，加入增强材料对石膏制品进行改进，获得更高的强 度；增强材料为玻璃纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维中的至少一种； 所述的石膏为建筑石膏或者高强石膏的一种或两种。
B：将防水剂与水搅拌形成混合后的溶液；在部分石膏制品中需 要加入缓凝材料，避免浆料在转移的过程中迅速凝结，导致入模失败； 缓凝剂为羧酸、羧酸盐、磷酸盐、蛋白类缓凝剂、氨基酸缓凝剂中的 至少一种；防水剂为甲基硅酸钠、甲基含氢硅油、甲基硅树脂中的至 少一种。
C：将干粉与溶液进行混合，搅拌20～60s形成浆料；
D：将浆料浇筑进成型模具，凝固硬化后，脱模形成防潮石膏制 品。具体配方如下：
Figure BDA0003328671190000111
Figure BDA0003328671190000121
对比例2
对比例2一种防潮石膏制品的制备方法，包含如下步骤：
A：将石膏增强材料搅拌形成预混后的干粉；增强材料为玻璃纤 维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维中的至少一种；所述的石膏为建筑石膏 或者高强石膏的一种或两种。
B：将防水剂与水搅拌形成混合后的溶液；在部分石膏制品中需 要加入缓凝材料，避免浆料在转移的过程中迅速凝结，导致入模失败； 缓凝剂为羧酸、羧酸盐、磷酸盐、蛋白类缓凝剂、氨基酸缓凝剂中的 至少一种；防水剂为甲基硅酸钠、甲基含氢硅油、甲基硅树脂中的至 少一种。
C：将干粉与溶液进行混合，搅拌20～60s形成浆料；
D：将浆料浇筑进成型模具，凝固硬化后，脱模形成防潮石膏制 品。
具体配方如下：
Figure BDA0003328671190000131
上述试验测试条件一致。
在比较实施例1与对比例1、对比例2的基础上得出如下结论：
1、从实施例1与对比例1可以看出。与单纯碱性物质作为激发 剂相比，通过石蜡包裹激发剂，石膏制品的凝结时间加快60％以上。
2、从实施例1与对比例2可以看出。与不添加激发剂相比，加 入石蜡包裹的激发剂，石膏制品2h吸水率，降低90％以上。吸水率 的降低，表明石膏制品的防水、防潮效果更好。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限 制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做 出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到 专利法的保护。

Claims (10)

1.一种石膏防水改性剂，其特征是：包含防水剂和激发剂；所述激发剂包括石蜡包裹的碱性物质。
2.根据权利要求1所述的一种石膏防水改性剂，其特征是：所述碱性物质至少包括水泥、灰钙、电石渣和氢氧化钾中的一种或几种；所述石蜡与碱性物质比为4:6至4:10；所述防水剂为甲基硅酸钠、甲基含氢硅油、甲基硅树脂中的至少一种。
3.一种石膏防水改性剂的生产方法，包含如下步骤：
石蜡与碱性物质进行混合，将碱性物质通过石蜡包裹形成激发剂；
将激发剂与防水剂混合后形成石膏防水改性剂。
4.一种防潮石膏制品，其特征是：包含权利要求1所述的石膏防水改性剂。
5.一种防潮石膏制品的制备方法，包含如下步骤：
A：石蜡与碱性物质进行混合，将碱性物质通过石蜡包裹形成激发剂；
B：将石膏与激发剂进行搅拌20～600s，形成预混后的干粉；
C：将防水剂与水搅拌形成混合后的溶液；
D：将干粉与溶液进行混合，搅拌20～60s形成浆料；
E：将浆料浇筑进成型模具，凝固硬化后，脱模形成防潮石膏制品。
6.根据权利要求5所述的一种防潮石膏制品的制备方法，其特征是：
在所述步骤B中添加增强材料一同搅拌；
在所述步骤C中添加缓凝剂一同搅拌。
7.一种防潮石膏制品的生产配方，其特征在于：生产配方包括如下成分：石膏95～100份、防水剂0.1～3.0份、激发剂0.5～5.0份、水35～80份；所述激发剂包括石蜡包裹的碱性物质。
8.根据权利要求7所述的一种防潮石膏制品的生产配方，其特征在于还包括缓凝剂0～1.0份、增强材料0.1～1份。
9.根据权利要求8所述的一种防潮石膏制品的生产配方，其特征是：所述石膏为高强石膏和建筑石膏中的至少一种；所述防水剂为甲基硅酸钠、甲基含氢硅油、甲基硅树脂中的至少一种；所述缓凝剂为羧酸、羧酸盐、磷酸盐、蛋白类缓凝剂、氨基酸缓凝剂中的至少一种；所述增强材料为玻璃纤维、聚丙烯纤维、玄武岩纤维中的至少一种。
10.根据权利要求7所述的一种防潮石膏制品的制备方法，其特征是：所述碱性物质至少包括水泥、灰钙、电石渣和氢氧化钾中的一种；所述石蜡与碱性物质比为4:6至4:10。
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