CN105531244B - 包含至少一个轮廓表面的纤维水泥制品 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于改善纤维水泥制品的疏水性的方法，所述方法包括以下步骤：提供包含至少一个轮廓表面的纤维水泥制品；在所述至少一个轮廓表面上施加无水硅烷基液体；使所述无水硅烷基液体渗透到所述纤维水泥制品中。

Description

包含至少一个轮廓表面的纤维水泥制品
技术领域
本发明涉及具有改善的疏水性的纤维水泥制品，并涉及改善这样的纤维水泥产品的疏水性的方法。
背景技术
纤维水泥制品是众所周知的。不过在一些气候条件下，通常在潮湿环境下，水可渗透进制品的纤维水泥基质中。通常，需要保护纤维水泥制品以防渗水，所述水可对机械性质、耐气候环境如霜冻、制品的老化以及在一些情况中纤维水泥制品的外观造成负面的影响。
例如，通过缓慢溶解存在于基质中的盐，所述水可用作载剂以将所述盐带到表面。这样的作用(称为风化)使得白色痕迹在表面上变得可见。
为了避免这些负面影响，使用使纤维水泥制品更疏水的制剂(疏水剂)，并将其应用到纤维水泥制品的表面。这样，在很大程度上防止了水渗入到纤维水泥基质中，很大程度上减少了风化。
不过，应注意，当对有轮廓的(例如研磨过的)表面施加常用疏水剂时，疏水剂自身在应用和干燥后在表面上留下痕迹。
发明内容
本发明的一个目的是提供具有至少一个有轮廓的(通常为研磨过的)表面的纤维水泥(cement)制品，在所述表面上施加疏水剂而不会留下所述疏水剂的痕迹。
根据本发明的第一方面，提供一种改善纤维水泥制品的疏水性的方法。该方法包括以下步骤：
·提供包含至少一个轮廓表面的纤维水泥制品；
·在所述至少一个轮廓表面上施加无水硅烷基液体；
·使所述无水硅烷基液体渗透到所述纤维水泥制品中。
使所述无水硅烷基液体沿着所述纤维水泥制品的外部轮廓表面渗透到纤维水泥基质的孔中。
术语液体是指在环境温度(21℃)和环境压力(1035hPa)下液态的。在这些条件下物质是液体：当该物质的体积保持不变而该物质的形状适应于提供该物质的容器时。
根据本发明的一些实施方式，所述无水硅烷基液体可以是无溶剂的硅烷基液体。
当使用硅烷基和/或硅氧烷基水稀释的液体时，发现在纤维水泥制品的轮廓表面上注意到白色残留物痕迹。用溶剂稀释的硅烷基和/或硅氧烷基液体为纤维水泥制品提供改善的疏水性时，经常但不总是看到变色的斑点。这两种可见效果都被视为缺陷，从而使所述纤维水泥制品被拒绝或被认为是受损的。
无水的优选无溶剂的硅烷基液体包含一种或多种硅烷(SiR4，4个R基团中的每个都独立地为有机基团)，其还包含一种或多种低聚物硅氧烷(H(R2SiO)nOH，R基团中的每个独立地为有机基团)。根据优选的实施方式，所述无水以及优选的无溶剂硅烷基液体可包含烷基三乙氧基硅烷或甚至由烷基三乙氧基硅烷组成。
更优选地，使用的无水及优选的无溶剂硅烷基液体包含至少50重量％，甚至高于75重量％的硅烷。最优选的，所述无水和无溶剂硅烷基液体包含等于或高于99重量％的硅烷。
所述无水及优选的无溶剂硅烷基液体提供了具有改善的疏水性的处理的表面。所述无水及优选的无溶剂硅烷基液体用作所谓的疏水剂。
已发现，气体疏水剂不适合用于带轮廓的纤维水泥制品，特别不适用于凹口和/或凹槽被研磨的表面。所述其它疏水剂不能沿着凹口的内部角落渗透进纤维水泥材料中，从而留下聚合的疏水剂的痕迹。
虽然不能完全理解原因，但当在带轮廓的纤维水泥制品(特别是沿其表面具有凹口或凹槽)上用作疏水剂时，会发现无水及优选的无溶剂硅烷基液体也会沿着凹口的内角渗透进纤维水泥材料中，而不留下可见痕迹。
通过根据本发明的第一方面的方法得到的纤维水泥制品的平均密度可为0.35-2kg/m3，例如0.4-1.9kg/m3。所述平均密度是相对于具有代表性的表面和厚度的平均密度。所述制品在其带有轮廓的表面的密度可稍微高于在不带有轮廓的体积和表面处的整个制品的密度。这是由于例如轮廓化作用而造成的，如研磨等。
使用无水及优选的无溶剂硅烷基液体的益处对于具有较高密度的纤维水泥制品是最显著的。使用根据本发明的方法可得到的或得到的纤维水泥制品优选具有的密度为0.9-2kg/m3，例如1.1-1.95kg/m3，更优选为1.15-1.9m/kg3。
所述纤维水泥制品具有的疏水性表示为：在水平应用中用RILEM测试第11.4号进行48小时后所述纤维水泥制品具有的水吸收少于1.5ml。优选地，根据所述测试，所述水吸收甚至少于每48小时1ml。
这是通过使用无水及优选的无溶剂硅烷基液体作为疏水剂得到的。当所述无水及优选的无溶剂硅烷基液体还包含硅氧烷时，可得到大大改善的形成液珠的效果(beadingeffect)。
根据本发明的一些实施方式，所述无水硅烷基液体可在至少一个轮廓表面上施用的量少于150g/m2，但大于10g/m2。
更优选地，施用于轮廓表面的量少于120g/m2或甚至少于90g/m2。更优选地，施用于轮廓表面的量多于40g/m2或甚至多于50g/m2或甚至多于60g/m2。
应理解，纤维水泥制品的另一边和表面，特别当所述制品是纤维水泥板时，也可用相同或不同的疏水剂处理。
所述纤维水泥制品可以是任何类型的制品，但通常是具有平面形状的制品。
根据本发明的一些实施方式，所述纤维水泥制品可以是纤维水泥板。
纤维水泥板是本领域众所周知的。所述纤维水泥制品由纤维水泥浆料制得(其在所谓的生坯纤维水泥制品中形成)并固化。
一定程度上取决于采用的固化方法，所述纤维水泥浆料通常含有水、工艺纤维或增强纤维(两者可都是天然有机纤维(通常为纤维素纤维)或合成的有机纤维(聚乙烯醇(polyvynilalcohol)、聚丙烯腈、聚丙烯、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚乙烯等))、水泥，例如波特兰(Portland)水泥、石灰石、白垩、生石灰、熟石灰或消石灰、研磨砂、硅砂粉、石英粉、无定形二氧化硅、冷凝硅灰(condensed silica fume)、氧化硅微粉、金属高岭土、硅石灰、云母、珍珠岩、蛭石、氢氧化铝、颜料、消泡剂、絮凝剂和其它添加剂。
所述生坯纤维水泥制品通常通过在空气中固化(空气固化的纤维水泥制品)或在压力下在水蒸汽存在下和升高的温度中固化(蒸压釜固化(autoclave crued))来进行固化。对于蒸压釜固化的制品，通常在所述纤维水泥浆料中加入砂。所述蒸压釜固化通常导致在所述纤维水泥制品中存在(埃)的雪硅钙石(Tobermorite)。
纤维水泥板通常用众所周知的哈谢克法(Hatschek-process)、流浆法(flow-onprocess)或马格纳尼法(Magnani-process)制备。
根据实施方式，所述纤维水泥板可具有至少一个平坦且不带有轮廓的表面。所述至少一个平坦且不带轮廓的表面可与纤维水泥制品的轮廓表面相对。
所述纤维水泥板优选具有的厚度最厚至45mm。根据本发明的纤维水泥板可具有的厚度小于等于35mm，任选地仅小于等于30mm，或甚至仅小于等于25mm，具有的高度通常高达4m，具有的宽度通常宽达1.5m。所述板的最优选厚度为4-40mm，例如5-35mm，如5-20mm，更优选为5-16mm，如5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm或15mm。所述纤维水泥板的高度可优选为1.5-4m，最优选为2-4m，例如2.5-3.7m，如2.5m、2.6m、2.7m、2.8m、2.9m、3.0m、3.1m、3.2m、3.3m、3.4m、3.5m、3.6m和3.7m。所述纤维水泥板的宽度可优选为0.6-1.75m，最优选为0.6-1.5m，例如0.75-1.5m，如1.0m、1.1m、1.2m、1.3m、1.4m或1.5m。
优选地，所述纤维水泥制品是具有两个基本平坦表面的纤维水泥板，所述表面中的一个或两个(优选只有一个)是轮廓化的。所述轮廓可以是无规轮廓或无规状轮廓。这样轮廓的例子可以是木材的轮廓。
或者所述轮廓是重复轮廓，例如局部陷入到矩形或正方形表面中的棋板轮廓。
所述轮廓可包括下陷部分或表面，其由侧面限定，所述侧面在下陷的表面与所述侧面之间具有呈90°至约180°的角，优选大于90°，例如大于95°或大于100°，但小于175°，例如小于170°或小于165°例如小于160°甚至小于155°或小于150°。内角和可能的外角可具有尖锐的定界或可为圆化的，通常具有小的弯曲半径。
根据本发明的一些实施方式，所述纤维水泥制品可以是具有至少一个包含至少一个凹槽的表面的纤维水泥板。根据本发明的一些实施方式，所述轮廓表面包括多个均匀分布在表面上的凹槽，所述凹槽都具有相同的方向和相同的深度。
在根据垂直于凹槽方向的平面的截面上，所述凹槽可具有的横截面是三角形、梯形、长方形或正方形、椭圆形、圆形等。
根据本发明的一些实施方式，在根据垂直于凹槽方向的平面的截面上，所述凹槽可具有梯形的横截面，所述凹槽具有平坦的底部和两个侧面，底部和每个侧面之间的角度为90°至约180°，优选大于90°，例如大于95°或大于100°，但小于175°，例如小于170°或小于165°，例如小于160°甚至小于155°或小于150°。
所述凹槽的深度优选大于0.1mm，更优选为0.15-1.0mm，例如0.15-0.5mm。在所述凹槽底部的最大宽度优选为2-20mm，最优选为4-15mm。
例如，所述凹槽可具有梯形横截面且以均匀的距离逐个分布。这样，根据垂直于所述凹槽方向的平面的所述轮廓的截面具有阶梯波形状(step-waveshape)。
相邻凹槽之间的上表面的宽度优选大于1mm，通常大于2mm或大于3mm。
根据本发明的一些实施方式，所述无水硅烷基液体可渗透进所述轮廓表面至少1mm。
根据本发明的一些实施方式，所述纤维水泥制品可以是蒸压釜固化的纤维水泥制品。或者所述纤维水泥制品可以是空气固化的纤维水泥制品。
根据本发明的一些实施方式，所述纤维水泥制品可用哈谢克法获得。根据本发明的一些实施方式，所述纤维水泥制品可用流浆法获得。根据本发明的一些实施方式，所述纤维水泥制品可用马格纳尼法获得。
根据本发明的一些实施方式，可通过在轮廓表面上喷洒无水硅烷基液体来施用所述无水硅烷基液体。
这样的喷洒可通过任何已知的喷洒方式装置来进行。如果喷洒轮廓化的表面，所示喷嘴的位置相对于所述被喷洒的表面可具有一定角度，以保证在所述轮廓表面上喷洒均匀量的液体。任选地，所述喷嘴可具有动态可变的方向。
根据本发明的一些实施方式，可通过在轮廓表面上刷涂或辊涂无水硅烷基液体来施用所述无水硅烷基液体。
所述刷子和/或辊优选需要足够软、有弹性和/或可压缩，从而使它们在较低的下陷部分中也能与轮廓表面接触。
根据本发明的一些实施方式，提供含有至少一个轮廓表面的纤维水泥制品包括提供用哈谢克法制备的生坯纤维水泥板，以及在所述生坯纤维水泥纤维板固化后轮廓化所述纤维水泥板的至少一个表面。
生坯纤维水泥制品应理解为在所述制品成形后但在水泥固化前直接得到的制品。
所述生坯纤维水泥制品可在固化前压制。
根据本发明的一些实施方式，所述生坯纤维水泥板可用蒸压釜固化法固化。
根据本发明的一些实施方式，所述轮廓表面可通过研磨所述纤维水泥制品来提供。
根据本发明的纤维水泥制品具有至少一个，可能多于一个被轮廓化的(具体为研磨的或碾磨的)表面。
纤维水泥制品包含优选在所述纤维水泥制品的水泥固化后提供的至少一个轮廓表面。这样的轮廓表面应理解为固化后轮廓表面。
所述轮廓表面可通过轮廓化生坯纤维水泥制品的表面、通过将一个轮廓压制入所述生坯纤维水泥制品的表面中来提供。甚至可在所述生坯纤维水泥制品制备过程中通过使用带有轮廓表面的设备轮廓化，所述轮廓表面在提供生坯纤维水泥制品的过程中接触所述纤维水泥浆料。
最优选地，在所述生坯纤维水泥制品固化后提供所述轮廓表面。这通常可通过研磨来实现。
所述研磨可使用合适的研磨工具(例如铣刀)进行，所述研磨工具通常具有金刚石涂覆的硬质金属的切割表面。
根据本发明的第二方面，提供根据本发明第一方面得到的纤维水泥制品。
根据本发明的第二方面，提供纤维水泥制品，其包括至少一个轮廓表面，所述纤维水泥制品包含沿所述至少一个轮廓表面的多孔纤维水泥基质，其特征在于，在所述沿所述至少一个轮廓表面的基质的孔中存在源自无水硅烷基液体的无水硅烷基疏水剂。
根据本发明的一些实施方式，所述轮廓表面可没有硅烷残留物和硅氧烷残留物。
独立权利要求和从属权利要求列出了本发明的具体特征和优选特征。从属权利要求的特征可适当地与独立权利要求或其它从属权利要求的特征结合，和/或与在上述说明书和/或下文中列出的特征结合。
本发明的上述和其它特性、特征和优点会在下文详细说明中结合附图变得显而易见，其通过例子说明本发明的原理。本说明书仅为了举例，而不是限制本发明的范围。下述引用的参考图是指附图。
附图说明
图1a是根据本发明的具有一个固化后轮廓表面的轮廓化的纤维水泥制品的俯视示意图。
图1b是根据本发明的具有一个固化后轮廓表面的图1a的轮廓化的纤维水泥制品的一部分的侧视示意图。
图2是根据本发明的改善具有一个固化后轮廓表面的轮廓化的纤维水泥制品疏水性的方法的示意图。
在不同附图中，相同的附图标记表示相同、相似或类似的元件。
示例性实施方式的描述
本发明将描述具体实施方式。
应注意，权利要求中使用的术语“包含”不应解释为被限制为其后列出的部分，其不排除其它元件或步骤。因此，其应被理解为指出所述特征、步骤或组分的存在，但这并不排除一种或多种其它特征、步骤或组分或其组合的存在或添加。因此，表述"包括部件A和B的装置"不应被限制为所述装置仅由部件A和B构成。其表示对于本发明，所述装置的相关部件仅为A和B。
整个说明书中，参考“一个实施方式”或“一种实施方式”。这样的参考表示在相关实施方式中描述的具体的特征包含在本发明的至少一个实施方式中。因此，在说明书中各处出现的短语“在一个实施方式中”或“在一种实施方式中”不一定全部都涉及同一个实施方式，虽然它们可能会涉及同一个实施方式。此外，具体特征或特性可以任何合适的方式在一个或多个实施方式中结合，这对于本领域普通技术人员而言是显而易见的。
当参考的是一个范围，除非另外说明，应理解所述范围包括端值。
所述纤维水泥制品，在图1中是纤维水泥板100，包括一个轮廓表面102，所述轮廓表面通过在蒸压釜中固化纤维水泥板100后研磨梯形样的凹槽110提供。研磨前的所述固化的纤维水泥制品是购自石棉水泥公司(Eternit NV)的EQUITONE[Tectiva]。
用合适的研磨工具研磨后，为轮廓表面102提供疏水剂，该疏水剂是无水硅烷基液体。使用的液体列举在表1中。在测试4-9中使用的疏水剂是无水硅烷基液体，即根据本发明的方法。测试4、6、7和8中的疏水剂也是无溶剂的。
在每种情况中，通过向所述轮廓表面喷洒所述液体来施用该产品。轮廓表面的宽度E为1.22m，高度L为2.5m，得到的表面为3.05m2。轮廓表面的每表面单元的液体量为80g/m2。
表1
1:购自道康宁公司(Dow Corning)；
2:购自雷玛士公司(Remmers)
3:购自杜穆勒/赢创公司(Demula/Evonik)
让所述液体渗透进所述轮廓表面之后，所述液体渗透进所述表面至平均深度D，从而得到区域120，在该区域120中所述疏水剂存在于多孔纤维水泥基质中。
在水平应用中用RILEM测试第11.4号测试所述轮廓表面的疏水性。同样注意所述疏水剂的白色残留物的表现(有或无)，疏水剂的形成液珠的效果用1(水滴被所述表面吸收或仍然呈现为液滴，其中表面与液滴之间的接触角为90°或更小)至5(表面上的液滴仍然为珠状，接触角几乎为180°)的评分表征。结果示于表2中。
表面Sx和液滴外表面之间的接触角是在表面Sx与液滴表面之间的接触点处的，通过对所述液滴的外表面作截面得到的曲线的切线与垂直于所述表面Sx的平面之间所成的角，所述角朝向所述液滴体积。
表2
如注意到的，使用无水硅烷基疏水剂的测试4-9，没有留下疏水剂的白色残留物。
如从图1a和1b中所看到的，所述轮廓是阶梯波形状的轮廓122，其具有梯形状的凹槽110，凹口深度R为2mm，顶部宽度T为8mm，凹口宽度W为12mm。板100的总厚度A为10mm，在所述凹槽的较低表面或底部124的剩余厚度B为8mm。底部124和每个侧面126和128之间的倾斜角为110°，从而提供具有斜坡宽度S的斜坡。
图2中显示了根据本发明提供纤维水泥制品的方法的示意图。
用于改善纤维水泥制品疏水性的方法包括提供生坯纤维水泥制品(优选为板)的第一步骤200。这可通过哈谢克法完成。
该生坯板可任选地在任选步骤210中压缩，随后所述生坯纤维水泥板通过空气固化或蒸压釜固化法在步骤220中固化。
在下一步230中，通过例如研磨为所述固化的制品提供轮廓表面。
随后在下一步240中，例如通过向至少一个轮廓表面喷洒，来施用无水硅烷基疏水剂。
让施用的疏水剂在步骤250中渗透，得到根据本发明的制品。所述疏水剂通过所述表面渗透进所述纤维水泥制品的纤维水泥基质的孔中。在所述表面上，没有留下所述疏水剂的可见残留物。
应理解，虽然已讨论了优选的实施方式和/或材料以提供根据本发明的实施方式，但可对本发明做出各种改性或改变而不偏离本发明的构思和范围。

Claims (14)

1.一种用于改善包含至少一个轮廓表面的纤维水泥制品的疏水性的方法，所述纤维水泥制品是纤维水泥板，该纤维水泥板的至少一个轮廓表面包含至少一个凹槽，所述方法包括以下步骤：
●提供包含所述至少一个轮廓表面的纤维水泥制品；
●在所述至少一个轮廓表面上施加无水硅烷基液体，所述无水硅烷基液体包含硅氧烷；
●使所述无水硅烷基液体渗透到所述纤维水泥制品中。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无水硅烷基液体是无溶剂的硅烷基液体。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，无水硅烷基液体施用于所述至少一个轮廓表面上的量少于150g/m2，但大于10g/m2。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述轮廓表面包括多个均匀分布在所述表面上的凹槽，所述凹槽全都具有相同的方向和相同的深度。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述凹槽在根据垂直于所述凹槽的方向的截面上具有梯形横截面，所述凹槽具有平坦的底部和两个侧面，所述底部和每个所述侧面之间的夹角为90°至180°，但是不等于180°。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，通过向所述轮廓表面喷洒所述无水硅烷基液体来施用所述无水硅烷基液体。
7.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，通过向所述轮廓表面刷涂或辊涂所述无水硅烷基液体来施用所述无水硅烷基液体。
8.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述提供含有至少一个轮廓表面的纤维水泥制品包括提供用哈谢克法制备的生坯纤维水泥板，以及在所述生坯纤维水泥纤维板固化后轮廓化所述纤维水泥板的至少一个表面。
9.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述生坯纤维水泥板用蒸压釜固化法固化。
10.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，通过研磨所述纤维水泥制品来提供所述轮廓表面。
11.一种根据前述任一项权利要求得到的包含至少一个轮廓表面的纤维水泥制品。
12.一种纤维水泥制品，其包含至少一个轮廓表面，所述至少一个轮廓表面包含至少一个凹槽，所述纤维水泥制品包括沿所述至少一个轮廓表面的多孔纤维水泥基质，其特征在于，在沿所述至少一个轮廓表面的所述基质的孔中存在无水硅烷基疏水剂，所述无水硅烷基液体包含硅氧烷。
13.如权利要求11-12中任一项所述的纤维水泥制品，其特征在于，所述纤维水泥制品是蒸压釜固化的纤维水泥制品。
14.将无水硅烷基液体用于改善具有至少一个轮廓表面的纤维水泥制品的轮廓表面的疏水性的用途，所述至少一个轮廓表面包含至少一个凹槽,所述无水硅烷基液体包含硅氧烷。
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