[發明專利]疏水性礦物和填充材料

有效

• 申請號: 200680025873.1
• 申請日: 2006-07-13
• 公開（公告）號: CN101223117A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: P·M·舍瓦利耶
• 申請（專利權）人: 陶氏康寧公司
• 主分類號: C04B24/42
• 分類號: C04B24/42;C04B28/14;C08G77/08;C04B28/02;C04B103/65;C04B103/44
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 王健

[0001]本發明涉及制造疏水性和/或防水性礦物和填充材料，特別是石膏(gypsum)和石膏產品的方法。具體地說，通過在該方法過程中添加通過在酸性條件下將某些可水解的硅烷例如烷基烷氧基硅烷、芳基烷氧基硅烷、鏈烯基烷氧基硅烷、和它們的混合物預水解而得到的聚硅氧烷的某些水溶液，從而提供疏水性和/或防水性。

[0002]通過將灰泥(stucco)與水混合以生產淤漿來制造石膏產品例如石膏板。將該淤漿供給到一張紙板上，用另一張紙板覆蓋，并且將其從模塑平臺上通過以成型為鑲嵌條。石膏板條最初是柔軟的，但隨后由于硫酸鈣半水合物(灰泥)再水合為硫酸鈣二水合物(石膏)而迅速凝固，和因此硬化，并且被切割為石膏板的獨立的平板。

[0003]具體地，由基礎材料包括紙板形式的紙、灰泥、水、淀粉、和添加劑例如促進劑和泡沫體生產石膏板。也添加用于制造石膏板的其他添加劑，包括延緩劑例如蛋白質和有機酸；粘度改進劑；阻燃劑(anti-burning?agent)；防水化學品例如聚硅氧烷和蠟乳液；玻璃纖維；耐火性增強劑例如蛭石、粘土和氣相法白炭黑；和聚合物例如聚乙烯醇。如上所述，壁板或石膏板是用紙板覆蓋的大而薄的石膏平板。本發明涉及用于將聚硅氧烷引入石膏、石膏產品或另一種礦物或填料中以賦予防水性的改進方法。

[0004]WO-A-81/01702描述了制備含有石膏粉、水、常規的添加劑和壓載材料的石膏灰漿的方法，包括在制造過程中添加所述材料，在制備石膏粉末中、在將粉末和水混合中或向混合的水中或向濕的灰漿中添加烷氧基硅烷和任選的溶劑和任選的表面活性劑(tenside)/乳化劑/表面活性劑(surfactant)和任選的硅烷醇聚合催化劑和任選的在混合的水中提供酸或堿性反應條件的物質和任選的由活性二氧化硅組成的細粉。

[0005]在本發明的一個實施方案中，提供制備礦物和/或填充材料的方法，包括：

(i)通過在加酸水解催化劑的存在下使可水解的硅烷或可水解的硅烷混合物水解從而制備含有聚硅氧烷的水解產物；和

(ii)將該聚硅氧烷水解產物與礦物和/或填料、和任選的水和/或用于該水解產物縮合的催化劑結合。

[0006]本發明的方法可以用于處理寬范圍的粉末形式的礦物或填料。

[0007]本發明的方法可以用于制備其他類型的疏水性和/或耐水性材料例如礦物和填料。一些代表性的例子包括未水合的、部分水合的、或水合的，鈉、鉀、鎂、鈣和鋇的氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、鉻酸鹽、堿式碳酸鹽(carbonate?hydroxide)、氫氧化物、磷酸鹽、磷酸氫鹽、硝酸鹽、氧化物和硫酸鹽；二氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁、三氫氧化鋁、蛭石、二氧化硅包括氣相法白炭黑、熔凝硅石、沉淀二氧化硅、石英、砂和硅凝膠；稻殼灰、陶瓷和玻璃珠、沸石、含水硅酸鈣、二氧化硅-炭黑復合材料、官能化的碳納米管、水泥、飛灰、板巖粉、膨潤土、粘土、云母、高嶺土、滑石、碳酸鈣、硅灰石、聚合物填料、橡膠粒子、木粉、木纖維、纖維素和含纖維素的產品、芳族聚酰胺纖維、尼龍纖維、棉纖維或玻璃纖維。

[0008]一個例子是在制備疏水性石膏和石膏產品中，盡管可以將本發明應用于其他礦物和填料，但將針對石膏對本發明進行說明。本文所使用的術語“石膏”意在指所有固體形式的硫酸鈣包括硫酸鈣二水合物CaSO₄·2H₂O。術語“灰泥”意在指硫酸鈣半水合物CaSO₄·0.5H₂O，但為了使該發明也應理解為其脫水物或無水物衍生物而通常稱為熟石膏或燒石膏?；夷嗤ㄟ^將石膏加熱而除去3/2H₂O分子而制造。根據本發明制備疏水性和/或耐水性石膏和石膏產品的方法可以被用于制備來源于所有石膏和灰泥源，包括天然石膏(硫酸鈣二水合物)、來自石膏板廢品站的合成石膏、或在將二氧化硫轉化為合成石膏的燃煤發電廠生產的合成石膏(脫硫石膏(desulphogypsum))和其他形式的合成石膏例如鈦石膏、氟石膏或磷石膏的疏水性石膏和石膏產品。本發明的方法特別適合于處理粉末形式的灰泥，如在制備石膏產品例如石膏板中使用那樣。

[0009]因此，一個實施方案特別涉及如下制造疏水性和/或耐水性石膏和石膏產品的方法：

(i)通過在酸性條件下將可水解的硅烷或可水解的硅烷混合物水解從而制備含有聚硅氧烷的水解產物；

(ii)將該聚硅氧烷水解產物與灰泥和/或石膏、和任選的水和/或堿性催化劑結合以形成淤漿；和

(iii)將該淤漿排出到支撐體或模具上，和對該淤漿進行干燥以形成疏水性石膏或疏水性石膏產品。