[发明专利]具有增强耐水性的轻质石膏产品

说明书

本发明涉及具有暴露表面的石膏(gypsum)产品，和提供具有增强耐水性(water resistance)的这样的产品。

包括石膏块、无纸石膏(paperless gypsum)板以及还有石膏饰面(facing)的石膏产品可遭受水分吸收问题，尤其是在所述产品打算用在潮湿或湿润环境中时，因为这样的产品具有容易进水的暴露表面。

测试“耐湿”墙板的标准方法需要其具有例如不大于5%的吸水率-其例如表示为由在20℃的水中浸没2小时的300mm×300mm板样品吸收的水的重量百分数。这种耐湿板可用在存在板有限的暴露于湿气的风险的情况下。

为获得耐湿性，已经提出了可将疏水性添加剂结合到用于形成所述板的熟石膏(plaster)浆料中。

例如，如我们的欧洲专利957070中描述的，疏水性添加剂可为有机硅；这样的疏水性添加剂的使用需要热固化，避免这样的热固化所包含的能量输入需求将是有利的。在WO2008/152519中还已经提出了胶乳共聚物，但尚不清楚得到的熟石膏是否具有长期耐水性。

仍然期望提高凝固(set)石膏产品在潮湿条件下的机械性质，并生产具有降低的开孔率的所述产品，因为该性质能够提高耐水性。

特别地，存在对于具有改进的在与水延长接触后的强度性质，且可在温和干燥制度(regime)下制备的耐水石膏产品的需求。

根据本发明，提供一种生产耐水石膏产品的方法，其中所述石膏产品由如下物质制备：能凝固的含水硫酸钙分散体，其具有小于0.4到1的水与固体的比率，所述分散体具有遍布其中分布的具有不透水(water-impervious)表面的轻质中空体；能够在所述硫酸钙分散体的存在下水合的能水合接合剂(如硫铝酸钙)，所述能水合接合剂是与所述分散体中过量的水具有反应性的。由此，能水合接合剂与水反应，优选没有明显的热输入，以填充另外可由在固化期间过量水的存在产生的孔。

能水合接合剂典型地为硫铝酸钙接合剂，所述硫铝酸钙接合剂是这样的：其与分散体中的水反应以形成钙矾石。

能水合接合剂以足以与由硫酸钙与水反应产生的过量水反应的量存在，所述过量水例如为基于水硬性粉末的重量(即，基于包含能水合接合剂的在硫酸钙分散体中的能凝固的固体的重量)的5-15重量％。基于相同基础，更优选的量为约10%，例如8-12%。

分散体中的硫酸钙典型地是已知适合于低需水量熟石膏的硫酸钙；实例包括α-熟石膏、无水石膏II或无水石膏III。所述分散体可进一步包含其它材料以使其需水量最小化，例如一种或多种高效减水剂(superplasticiser)。所述硫酸钙可选地为具有高性能高效减水剂的β-熟石膏。

所述轻质中空体可例如是膨胀聚苯乙烯珠粒、颗粒状软木、中空球或由凝固后聚合的聚合物泡沫制备的球(使得所述球不可渗水)。中空体各自具有一个或多个孔穴(void)或封闭的空穴(cavity)，在每个中空体中的孔穴或空穴具有密闭孔的性质(其不允许与各自的中空体的表面气体和/或液体连通)。在每个这样的中空体中，孔穴或空穴被中空体的不透水表面包围。基于水硬性粉末的重量，所述中空体典型地以0.5-2重量%的量存在。

在本发明的一些实施方式中，特别优选所述分散体包含至少一种具有显著的疏水性的添加剂；这样添加剂典型地是至少一种两亲化合物，如皂(soap)。这样的皂的优选实例是长链脂肪酸盐，如钙、锌、镁和/或铝的硬脂酸盐。这样的皂包含烃链(其对疏水性有贡献)且还有羧酸盐基团(其对亲水性有贡献)—因此这是它们可定性为两亲物的原因。基于水硬性粉末的重量，其优选量为1-15%。

所述分散体可进一步包含在碱性环境中固化以形成疏水性有机硅树脂的防水剂(water repellent)。这样的实例为烷基/乙烯基烷氧基硅烷、烷基/乙烯基硅氧烷、烷基/乙烯基硅烷醇、烷基硅酸酯(siliconate)及其混合物。商购获得的适宜实例是Wacker Silres BS16和BS1260。在一些实施方案中，防水剂或其前体可为粉末形式。

分散体可进一步包含纤维增强物，例如特别是玻璃纤维增强物；当存在玻璃纤维增强物时，特别优选分散体还包含例如上段描述的防水剂。

用于构成所述分散体的固体可以干组分的形式提供，以与水原位组合形成所述分散体。可提供这样的干混以原位铸造轻质块。

在使用中，允许分散体凝固以形成熟石膏体，如块或板、或应用于墙面等的饰面层。