CN103922639A - 一种石膏专用粉末防水剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可显著提高石膏基材憎水性能、且适合于干粉砂浆使用的石膏专用粉末防水剂，该粉末防水剂包括重量组分为15-30％的有机硅聚合物、20-30％的硅藻土、30-50％的白炭黑和5-10的偏高龄土；有机硅聚合物为甲基硅酸盐、有机硅烷或有机硅氧烷中的一种或几种，硅藻土为SiO2含量90%以上的硅藻土。本发明的石膏专用粉末防水剂，利用多孔高纯硅质材料对有机硅聚合物进行吸附，在保证有机硅聚合物活性的前提下，能使有机硅聚合物得到很好分散和贮存，本发明的防水剂配方简单、原料来源广泛、且无需复杂的制备工艺，能够显著增加石膏材料的憎水性，提高石膏的软化系数，具有添加量低、耐水性能好的优点，特别适合于石膏基干混砂浆使用。

Description

一种石膏专用粉末防水剂
技术领域
    本发明涉及一种防水剂，尤其涉及一种可显著提高石膏基材憎水性能的防水剂，更具体是涉及一种可显著提高石膏基材憎水性能、且适合于干粉砂浆使用的石膏专用粉末防水剂。
背景技术
石膏属于气硬性材料，具有凝结硬化快、防火性能好、装饰性好、和有一定调温调湿作用等优点，广泛应用于建材行业。但石膏材料一个致命的弱点是耐水性差，通常情况下具有较强的吸湿性和吸水性，在吸水后强度损失可达70％，并且容易发生翘曲变形，这使石膏材料的应用范围受到一定的限制，因此，对于耐水石膏的研究一直是国内外颇受重视的课题。为解决石膏耐水性差的问题，本领域的技术人员通过各种途径和措施进行石膏防水性能的研究，大体有三种方法：1、在石膏基材表面涂覆或涂刷防水材料；2、在石膏中掺加磨细的矿渣或火山灰质材料，以提高石膏的密实性，从而提高石膏的耐水性；3、在石膏中掺加水乳型防水剂，利用水乳型防水剂能与石膏基材形成网状结构，以改善石膏的防水性能。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，但一旦被涂覆的表面或局部出现缺陷，裸露的石膏遇水时被水溶蚀，防水性能则大大降低；第二种方法是石膏与活性材料混合、水化后，相互反应生成了硫铝酸钙等水化产物，虽然提高了耐水性能，但由于掺加的火山灰质材料会使石膏制品的白度降低，影响其装饰性，且容易造成后期的开裂；第三种方法则既能保持石膏材料的装饰效果，又能达到防水的目的。
干混砂浆是指经干燥筛分处理的骨料、无机胶凝材料和添加剂等按一定比例进行物理混合而成的一种颗粒状或粉状，以袋装或散装的形式运至工地，加水拌和后即可直接使用的物料。随着干粉砂浆在国内的兴起，石膏基干粉砂浆也逐步走向市场，虽然在石膏中掺加水乳型防水剂能达到很好的防水效果，但由于水乳型防水剂是液体，不能用于干粉砂浆，因此，寻找一种防水性能好、不影响石膏材料装饰性、且适合于干粉砂浆使用的防水剂，是本领域技术人员致力研究的课题。
发明内容
为克服以上存在的问题，本发明的目的是提供一种可显著提高石膏基材憎水性能、且适合于干粉砂浆使用的石膏专用粉末防水剂。
为实现以上目的，本发明的石膏专用粉末防水剂，包括重量组分为15-30％的有机硅聚合物、20-30％的硅藻土、30-50％的白炭黑和5-10的偏高龄土；有机硅聚合物为甲基硅酸盐、有机硅烷或有机硅氧烷中的一种或几种，硅藻土为SiO2含量90%以上的硅藻土。
上述有机硅烷优选辛基三乙基硅烷、异辛基三乙基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷。
上述有机硅氧烷优选甲基氢环硅氧烷、聚甲基氢硅氧烷、二甲基氢硅氧烷。
上述有机硅氧烷优选聚甲基氢硅氧烷，也即含氢硅油。
为了更好提高吸附有机硅聚合物的能力，上述白炭黑优选粒径为200－1500目的气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、超细二氧化硅凝胶或气凝胶。
为了更好提高吸附有机硅聚合物的能力，上述硅藻土优选煅烧加工后的硅藻土。
为了更好提高石膏基材的强度，上述偏高龄土是高岭土在600-900℃下煅烧形成的粒径大于200目的无水硅酸铝。
上述粉末防水剂在石膏粉料中的添加量为石膏粉料重量的0.5－5.0％。
本发明的石膏专用粉末防水剂，采用有机硅聚合物作为憎水材料，同时采用硅藻土、白碳黑等多孔高纯硅质材料对有机硅聚合物进行吸附，由于这些硅质材料与有机硅聚合物几乎不发生反应，在保证有机硅聚合物活性的前提下，使得有机硅聚合物在硅质材料的孔隙中能得到良好的分散和贮存，当这种防水剂加入到石膏材料时，有机硅聚合物会从硅质材料的孔隙中渗透出来，与石膏材料发生反应，生成具有防水作用的有机硅网络，使石膏基材具有很好的憎水性；而添加一定量的偏高岭土，有助于平衡硅质材料对石膏强度的影响。本发明的石膏专用粉末防水剂，配方简单、原料来源广泛、且无需复杂的制备工艺，能够显著增加石膏材料的憎水性，提高石膏的软化系数，具有添加量低、耐水性能好的优点，特别适合于石膏基干混砂浆使用。
具体实施方式
实施例1
1、配方（重量比）
甲基硅酸钾                                30%
经煅烧SiO2含量90%以上的硅藻土            20%
粒径为1500目的气相二氧化硅               45%
粒径大于200目的偏高岭土                   5%
2、性能测试
按上表重量比，将各组分搅拌均匀配制成粉末状防水剂，以重量比4.0 %添加到石膏粉料中，加入按石膏粉料重60％的水量，混合均匀制成砌块，按照JC/T698-1998《石膏砌块》标准进行防水性能检测，测得结果如下：
测试项目 空白砌块 添加4.0 %防水剂的砌块
2小时吸水率 34% 13%
24小时吸水率 41% 22%
软化系数 0.32 0.56
由以上检测结果可以看出，添加有4.0％实施例1的粉末状防水剂的石膏砌块，其吸水率明显下降，软化系数明显提高。
实施例2
1、配方（重量比）
含氢硅油                             25%
经煅烧SiO2含量90%以上的硅藻土          25%
粒径为800目的沉淀二氧化硅            40%
粒径大于200目的偏高岭土              10%
2、性能测试
按上表重量比，将各组分搅拌均匀配制成粉末状防水剂，以重量比2 %添加到石膏粉料中，加入按石膏粉料重60％的水量，混合均匀制成砌块，按照JC/T698-1998《石膏砌块》标准进行防水性能检测，测得结果如下：
测试项目 空白砌块 添加2.0%防水剂的砌块
2小时吸水率 34% 6%
24小时吸水率 41% 10%
软化系数 0.32 0.76
由以上检测结果可以看出，添加有2.0％实施例2粉末状防水剂的石膏砌块，其吸水率明显下降，软化系数明显提高，且采用含氢硅油作为憎水材料，添加量更少、效果更明显。
实施例3
1、配方
异辛基三乙基硅烷和异辛基三乙氧基硅烷混合物     20%
经煅烧SiO2含量90%以上的硅藻土                30%
粒径为500目的沉淀二氧化硅                   40%
粒径大于200目的偏高岭土                     10%
2、性能测试
按上表质量比，将各组分搅拌均匀配制成粉末状防水剂，以重量比4.0 %添加到石膏粉料中，加入按石膏粉料重60％的水量，混合均匀制成砌块，按照JC/T698-1998《石膏砌块》标准进行防水性能检测，测得结果如下：
测试项目 空白砌块 添加4.0 %防水剂的砌块
2小时吸水率 34% 9%
24小时吸水率 41% 14%
软化系数 0.32 0.63
由以上检测结果可以看出，添加有4.0％实施例3粉末状防水剂的石膏砌块，其吸水率明显下降，软化系数明显提高，采用有机硅烷作为憎水材料，效果比甲基硅酸钾好，但比含氢硅油差。
    本发明的粉末状防水剂可广泛应用于各种石膏基材料或制品，应用于石膏干混砂浆是最佳的方案，如果不考虑成本，也可以直接加到石膏浆料中，或用水调成液体对石膏制品进行浸泡。

Claims (8)

1.一种石膏专用粉末防水剂，其特征在于：所述粉末防水剂包括重量组分为15-30％的有机硅聚合物、20-30％的硅藻土、30-50％的白炭黑和5-10的偏高龄土；有机硅聚合物为甲基硅酸盐、有机硅烷或有机硅氧烷中的一种或几种，硅藻土为SiO2含量90%以上的硅藻土。
2.根据权利要求1所述的石膏专用粉末防水剂，其特征在于：所述有机硅烷为辛基三乙基硅烷、异辛基三乙基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷。
3. 根据权利要求1所述的石膏专用粉末防水剂，其特征在于：所述有机硅氧烷为甲基氢环硅氧烷、聚甲基氢硅氧烷、二甲基氢硅氧烷。
4. 根据权利要求3所述的石膏专用粉末防水剂，其特征在于：所述有机硅氧烷为聚甲基氢硅氧烷。
5. 根据权利要求1、2或3所述的石膏专用粉末防水剂，其特征在于：所述白炭黑为粒径200－1500目的气相二氧化硅、沉淀二氧化硅、超细二氧化硅凝胶或气凝胶。
6. 根据权利要求5所述的石膏专用粉末防水剂，其特征在于：所述硅藻土为煅烧加工后的硅藻土。
7. 根据权利要求6所述的石膏专用粉末防水剂，其特征在于：所述偏高龄土是高岭土在600-900℃下煅烧形成的粒径大于200目的无水硅酸铝。
8. 根据权利要求7所述的石膏专用粉末防水剂，其特征在于：所述粉末防水剂在石膏粉料中的添加量为石膏粉料重量的0.5－5％。
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