耐水性水泥制品及其制造方法技術

本發明專利技術涉及耐水性水泥制品及其制造方法。具體地，本發明專利技術涉及一種纖維氈面水泥制品，包括：(a)水泥芯；和(b)包括聚合物或礦物纖維以及在其至少一個表面上的疏水性涂層的第一纖維氈，其中疏水性涂層與水泥芯接觸。本發明專利技術還具體涉及一種制造纖維氈面水泥制品的方法，以及一種制造耐水性水泥制品的方法，包括：(a)制備硅氧烷水分散液，其中該分散液包括約4wt％～約8wt％的硅氧烷；(b)將硅氧烷分散液與水泥混合物混合以提供水泥漿料；(c)將水泥漿料沉積在基材上；和(d)使水泥漿料固化，由此提供水泥制品。

【技術實現步驟摘要】
本申請是申請日為2008年2月7日、申請號為200880004796. O、專利技術名稱為“”的專利技術專利申請的分案申請。對相關申請的交叉引用本申請要求2007年4月20日提交的美國專利申請11/738316和20075年2月12日提交的美國臨時專利申請60/889487的權益，其全部公開內容通過引用合并于此。
技術介紹
諸如石膏板和水泥板等水泥制品用于各種應用中，其中一些要求一定程度的耐水性。傳統的紙面水泥制品在高濕條件下或暴露在室外時，性能并不是一直很好。由此，對于這種應用，通常理想的是使用玻璃或聚合物類纖維氈代替紙來覆面的水泥制品。在水泥芯中使用改善芯材料自身耐水性的添加劑也是有利的。諸如石膏板和水泥板等水泥制品的制造工藝通常包括將水泥漿料沉積在第一覆面材料上，并用相同類型的第二覆面材料覆蓋濕漿料，使得水泥漿料夾在兩層覆面材料之間。之后，干燥除去漿料中多余的水。在最終干燥之前，使水泥漿料固化以制造固體制品。因此，水泥制品的制造工藝通常要求覆面材料具有充分的滲透性，以便在干燥工藝中能夠從水泥漿料中除去多余的水。例如，無紡纖維玻璃氈經常用作覆面材料，其中纖維之間的空間提供滲透性。然而，纖維覆面材料的滲透性使制造工藝更難，這是因為沉積在纖維氈覆面材料上的水泥漿料易于滲透氈而在網架和裝配線上產生漿料堆積。漿料堆積必須定期處理。增加漿料的粘度可減少滲透過纖維氈覆面材料的漿料量，但由于例如在混合、沉淀、干燥或固化特性上的變化，所需的高粘度并不總是最適于現有工廠生產工藝。此外，纖維氈覆面材料的滲透性也降低水泥制品的耐水性，因為在使用期間，水可滲入氈并與水泥芯接觸。為了緩減此問題，有時涂布疏水性樹脂外部涂層。但是，這通常需要實施額外的后加工步驟，增加成本且不方便。另一種方法是通過在水泥漿料中包含疏水性添加劑以進一步提高水泥芯材料的耐水性。用于此目的的優選添加劑為硅氧烷油。然而，使用這種添加劑的方法需要在其實施和效率上進一步改善。由此，仍需要一種新的耐水性水泥制品，以及制備這種制品的方法。
技術實現思路
在一個方面，本專利技術提供一種纖維氈面水泥制品，包括(a)水泥芯；和(b)包括聚合物或礦物纖維以及在其至少一個表面上的疏水性涂層的第一纖維氈，其中疏水性涂層與水泥芯接觸。在另一個方面，本專利技術提供一種制造纖維氈面水泥制品的方法，包括(a)將水泥漿料沉積在包括聚合物或礦物纖維及其至少一個表面上的疏水性涂層的第一纖維氈上，其中水泥漿料沉積在疏水性涂層上；和(b)使水泥漿料固化，由此提供纖維氈面水泥制品。在又一個方面，本專利技術提供一種制造耐水性水泥制品的方法，包括(a)制備在水中包括約4wt% 約8wt%硅氧烷的硅氧烷水分散液；(b)將硅氧烷分散液與水泥混合物混合以提供水泥漿料；(c)將水泥漿料沉積在基材上；和(d)使水泥漿料固化，由此提供水泥制品。由此處提供的本專利技術的說明書，本專利技術的這些和其它優點以及其它專利技術性特征將是顯而易見的。具體實施例方式根據本專利技術，纖維氈面水泥制品的實施方式包括(a)水泥芯和(b)包括聚合物或礦物纖維以及在其至少一個表面上的疏水性涂層的第一纖維氈，其中疏水性涂層與水泥芯接觸。理想地，疏水性涂層在加工過程中防止制品的水泥芯以任何實際程度滲入第一纖維氈。第一纖維氈包括任何適宜類型的聚合物或礦物纖維或者它們的組合。適宜纖維的非限制性實例包括玻璃纖維、聚酰胺纖維、芳族聚酰胺纖維、聚丙烯纖維、聚酯纖維(例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯醇(PVOH)、聚乙酸乙烯酯(PVAc)、纖維素纖維(例如棉花、人造纖維等)等)以及它們的組合。此外，氈的纖維可為疏水或親水的、涂敷或未涂敷的。當然，纖維的選擇部分取決于將使用水泥制品的應用類型。例如，當水泥制品用于需要耐熱或耐火的應用時，在纖維氈內應使用適當的耐熱或耐火纖維。第一纖維氈可為紡織的或無紡的，但優選無紡氈。無紡氈包括用粘結劑粘結在一起的纖維。粘結劑可為通常用于氈工業中的任何粘結劑。適宜的粘結劑包括但不限于，脲甲醛、三聚氰胺甲醛、硬脂酸化三聚氰胺甲醛、聚酯、丙烯酸樹脂、聚乙酸乙烯酯、用聚乙酸乙烯酯或丙烯酸、苯乙烯丙烯酸聚合物改性或共混的脲甲醛或三聚氰胺甲醛以及它們的組合。適宜的纖維氈包括可購得的用作水泥制品覆面材料的氈。水泥制品的第一纖維氈包括在其至少一個表面上的疏水性涂層，該疏水性涂層與水泥芯接觸。可使用任何疏水性涂層材料。優選地，疏水性涂層提供具有疏水度的表面，使得涂到該表面上的水呈現約70°或更大的接觸角，例如約70° 約130°，或者呈現約90°或更大的接觸角,例如約90° 約120°。接觸角可用任何適當技術測定。適宜的疏水性涂層材料的實例包括但不限于以下組合物，其包括，或其必要組成為，或其組成為滑石、蠟、硅類化合物(例如硅烷或硅氧烷)、疏水性樹脂、脂肪酸(例如油酸)及其鹽(例如多價鹽)、聚乙二醇(PEG)以及長鏈烴和氟碳表面活性劑(例如具有12個或更多個碳原子)以及它們的組合。涂層材料可用本領域已知的任何方法以液體或固體材料(例如樹脂、濕分散粉末、干粉末或膜)涂到第一纖維氈上。例如，疏水性涂層材料可通過刷涂、噴涂、輥涂、澆注、浸潰、篩撒或覆涂疏水性涂層材料進行涂布。諸如粉末等固體材料在涂布之前可用任何常用溶劑(例如水、醇等)或分散劑分散，只要溶劑或分散劑與纖維氈材料不發生反作用。還可使用腐蝕纖維氈的表面纖維并由此增強涂層材料粘附到氈的能力的溶劑。優選地，所用任何溶劑或分散劑都易干且不會留下阻礙涂層粘附到纖維氈上的殘留物。液體或分散的涂層材料可具有適合涂布到纖維氈的任何粘度。通常，液體或分散的涂層材料的粘度可為約50 200克雷布斯單位(KU)(約300 20000cP)，例如約80 150克雷布斯單位(KU)(約800 8000cP)。考慮到，纖維氈的表面為不規則表面，涂層材料不需要提供完全連續的涂層。例如，當使用液體或粉末涂層組合物時，涂層材料會落入氈的纖維之間的空隙中，在涂層中留下間隙或孔隙。然而，優選以足夠量涂布涂層材料以提供連續且理想地與第一纖維氈的尺寸共同擴張的涂層。涂布第一纖維氈的疏水性涂層優選為層的形式。該層理想地足夠厚，以使得在生產過程能減緩或防止水泥漿料滲透過第一纖維氈。不希望受任何具體理論的限制，確信與不含疏水層和/或物理阻塞纖維氈孔隙的纖維氈相比，由于疏水層上水泥漿料的表面張力減小，疏水層能夠減緩或阻止漿料滲透。通常，涂層將在氈(和任何用于粘結氈纖維的樹脂粘結劑)上提供層，該層的平均厚度為至少約25微米(例如至少約25 約500微米)、至少約100微米(例如至少約100 約500微米或約200 約400微米)，或至少約200微米(例如約200 約500微米或約200 約400微米)，或者甚至至少約300微米(例如約300 約500微米或約300 約400微米)。根據本專利技術的優選方面，第一纖維氈并非充分嵌入水泥芯內。優選地，將小于約50%的氈厚嵌入水泥芯內，更優選將小于約30%、小于約15%、小于約10%，或者甚至是小 于約2% (例如小于約1%)的氈厚嵌入水泥芯內。不希望受任何具體理論的限制，確信第一纖維氈的疏水性涂層在生產過程中至少在某種程度上防止第一纖維氈嵌入到水泥芯中。在本專利技術相關且優選的方面，至少一部分水泥芯粘附到疏水性本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種纖維氈面水泥制品，包括：(a)水泥芯；和(b)包括聚合物或礦物纖維以及在其至少一個表面上的疏水性涂層的第一纖維氈，其中所述疏水性涂層與所述水泥芯接觸。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：迪克·C·恩布雷希特，劉清俠，邁克爾·P·沙克，王旭明，大衛·保羅·米勒，邁克爾·L·博林德，保羅·里德，唐納德·L·羅埃夫斯，拉斐爾·布里，
申請(專利權)人：美國石膏公司，
類型：發明
國別省市：