耐水性水泥制品及其制造方法

專利名稱：耐水性水泥制品及其制造方法
耐水性水泥制品及其制造方法本申請是申請日為2008年2月7日、申請號為200880004796. O、發明名稱為“耐水性水泥制品及其制造方法”的發明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。
背景技術：
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。

發明內容
在一個方面，本發明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，本發明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，本發明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。由此處提供的本發明的說明書，本發明的這些和其它優點以及其它發明性特征將是顯而易見的。
具體實施例方式根據本發明，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)。根據本發明的優選方面，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。在本發明相關且優選的方面，至少一部分水泥芯粘附到疏水性涂層上。應理解的是,第一纖維租具有兩個覆面表面面向外的表面和面向水泥芯的表面。根據本發明，面向水泥芯的第一纖維氈的表面包括疏水性涂層。面向外的表面不需要包括疏水性涂層。然而，根據本發明的一個實施方式，纖維氈面向外的表面也可包括在此說明的疏水性涂層。或者，面向外的表面可用本領域公知的任何方法進行其它處理，或者可保持未處理。水泥制品可選擇地包括含有聚合物或礦物纖維的第二纖維氈，其中水泥芯放置在第一纖維氈和第二纖維氈之間。第二纖維氈可與第一纖維氈相同或不同。此外，第二纖維氈可包括在此說明的疏水性涂層，或者可不含這種涂層。當水泥制品為板或盤(例如石膏板、水泥板等)的形式時，第二纖維租優選在材料和相對于水泥芯的取向上都與第一纖維租相同，或者具有與第一纖維氈十分相似的膨脹和收縮性能，由此減少或消除水泥制品的翹曲。當第二纖維氈與第一纖維氈相同時，應理解的是，第一和第二纖維氈可通過連續的單片材料來提供，例如通過折疊單片纖維氈以使其包裹在水泥芯的周圍。水泥芯可包括任何材料、物質、或者包含或來自水凝水泥的組合物以及任何適宜的添加劑。可用于水泥芯的材料的非限制性實例包括波特蘭水泥、栗色水泥(sorrelcement)、礦渣水泥、粉煤灰水泥、鋁酸鈣水泥、水溶性硫酸鈣無水石膏、α -半水硫酸鈣、β-半水硫酸鈣、天然、合成或化學改性的半水硫酸鈣、二水硫酸鈣(“石膏”、“硬石膏”或“水石膏”)以及它們的混合物。在此使用的術語“硫酸鈣材料”是指以上提及的任何形式的硫酸隹丐。添加劑可為通常用于制造諸如石膏板或水泥板等水泥制品的任何添加劑。這些添加劑包括但不限于，諸如礦棉、連續或切斷的玻璃纖維(也稱作玻璃絲)、珍珠巖、粘土、蛭石、碳酸鈣、聚酯和紙纖維等結構添加劑；以及諸如發泡劑、填充劑、促進劑、糖等化學添加劑；諸如磷酸鹽、膦酸鹽、硼酸鹽等增強劑；緩凝劑；粘結劑(例如淀粉和膠乳)；著色劑；殺真菌劑；抗微生物劑等。這些或其它添加劑的一些使用實例例如在美國專利6，342，284,6, 632，550,6, 800，131,5, 643，510,5, 714，001 和 6，774，146 以及美國專利公布2004/0231916AU2002/0045074A1 和 2005/0019618A1 中進行了說明。優選地，水泥芯包括硫酸鈣材料、波特蘭水泥或者它們的混合物。有利地，水泥芯還包括適量的諸如娃類材料(例如娃燒、娃氧燒或娃樹脂基體)等疏水劑以改善芯材料的耐水性。還優選水泥芯包括硅氧烷催化劑，例如氧化鎂(例如重燒氧化鎂)、粉煤灰(例如C級粉煤灰)或者它們的混合物。硅氧烷和硅氧烷催化劑可用任何適宜的方法以任何適宜量加入，該方法為在此說明的有關制備本發明的耐水性水泥制品的方法，或者例如在美國專利公布2006/0035112A1或2007/0022913A1中說明的方法。理想地，水泥芯還包括諸如磷酸鹽(例如在美國專利6，342，284,6, 632，550和6，800，131以及美國專利公布2002/0045074AU2005/0019618A1和2007/0022913A1中說明的多磷酸鹽)等強度改善劑和/或預共混的不穩定和穩定的脂肪酸鹽(例如在美國專利5，683，635和5，643，510中說明)。水泥芯可包括紙或玻璃纖維，但優選基本不含紙和/或玻璃纖維(例如包括低于約Iwt %、低于約O. 5wt %、低于約O.1wt %，或者甚至低于約O. 05wt %的紙和/或玻璃纖維，或者不含這種纖維)。水泥制品可為適于所需應用的任何類型或形狀。水泥制品的非限制性實例包括任何尺寸或形狀的石膏板材和水泥板材。水泥制品可用任何適宜方法制備，包括但不限于在此說明的創造性方法。根據本發明，制備纖維氈面水泥制品的方法的實施方式包括(a)將水泥漿料沉積在包括聚合物或礦物纖維的第一纖維氈上，其中第一纖維氈在其至少一個表面上包括疏水性涂層，且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。根據本發明，制備水泥制品的方法可通過在本領域已知的用于制造纖維氈面水泥制品的現有石膏板生產線上實施。簡單地說，該工藝通常包括將纖維氈材料放到傳送帶或靠著傳送帶的網架上，然后放置在混合機的排出管下(例如本領域已知的出口-罐-進料口裝置或者在美國專利6，494，609和6，874，930中說明的裝置)。將水泥漿料的各組分進料給包括排出管的混合機，它們在混合機內經攪拌形成水泥漿料。可將泡沫加入到排出管內(例如在美國專利5，683，635和6，494，609中說明的出口中)。將水泥漿料排放到纖維氈覆面材料上。需要時，將漿料在纖維氈覆面材料上展開，且可選擇地用第二覆面材料覆蓋，第二面材料可為纖維氈或其它類型的覆面材料(例如紙、箔、塑料等)。將由此提供的濕水泥部件傳送到將制品尺寸制成所需厚度的成形處和將制品切成所需長度的一個或多個刀片區域以提供水泥制品。使水泥制品固化，且可選擇地用干燥工藝(例如風干或將水泥制品通過干燥爐)除去多余的水。用于執行此類步驟的上述各步驟以及工藝和設備是本領域已知的。在諸如石膏和水泥板等水泥制品的制造中也經常在沉積初始漿料之前將較厚層的漿料沉積在覆面材料上，并利用振動以消除沉積漿料中的大孔隙或氣囊。而且，有時也使用本領域已知的硬邊。這些步驟或組成部分(厚漿料層、振動和/或硬邊)能夠可選擇地與本發明結合使用。根據制備水泥制品的方法，所用第一纖維氈的所有方面如關于本發明的水泥制品所作說明。盡管水泥漿料與第一纖維氈的疏水性涂層接觸，但水泥漿料優選基本不滲入第一纖維氈，由此防止第一纖維氈以任何實際程度嵌入水泥漿料。優選地，水泥漿料滲入低于約50%的氈厚度，更優選低于約30%、低于約15%、低于約10%，或者甚至低于約2% (例如低于約1% )的氈厚度。最優選地，水泥漿料一點也不滲透過氈上的疏水性涂層。根據本發明相關且優選的方面，至少一部分水泥漿料優選粘附在疏水性涂層上。在第一纖維氈傳送到生產線上之前，可將疏水性涂層涂布到第一纖維氈上。或者，可在生產線上將疏水性涂層涂布到第一纖維氈上。在這點上，本發明的方法可進一步包括在第一纖維氈上沉積水泥漿料之前將疏水性涂層沉積到第一纖維氈上。正如在此之前所述，可使用任何適宜的疏水性涂層材料。疏水性涂層可通過本領域任何一種技術沉積在第一纖維氈上，例如刷涂、噴涂、輥涂、澆注、浸涂、篩撒或覆涂疏水性涂層材料。當以液體涂布時，疏水性涂層優選在將水泥漿料沉積到第一纖維氈上之前干燥。疏水性涂層可用任何適宜方法干燥，例如對涂層或包含涂層的氈供熱。可選擇地，制備纖維氈面水泥制品的方法可進一步包括在使水泥漿料固化之前，將水泥漿料與第二纖維氈接觸，其中水泥漿料布置在第一纖維氈和第二纖維氈之間。第一和第二纖維氈的所有其它方面如關于本發明的水泥制品所作說明。水泥漿料包括前文關于水泥制品的水泥芯所述適宜的或優選的任何水泥材料和添加劑以及用于提供適宜粘度的足量的水。當用坍塌試驗測定時，水泥漿料通常產生一個直徑為約5 " 約8 "(或者約IOcm 約20cm)的餅形，例如約6 " 約7 "(或者約15cm 約18cm)。用坍塌試驗測定漿料粘度的程序是本領域已知的。簡單地說，2"(或者5cm)直徑的管內裝有4" (IOcm)高的漿料。在5秒鐘內從生產線上對漿料取樣，將漿料從管內釋放到平坦的水平面上并展開成餅形。當漿料停止展開時，測定漿料餅的最寬直徑(在漿料餅為非圓形(例如橢圓形)時，將漿料餅的最寬直徑與最寬直徑垂直方向上的漿料餅直徑平均)。制備纖維氈面水泥制品的方法的其它方面如關于本發明的水泥制品所作說明。在此并未具體說明的制備纖維氈面水泥制品的方法的那些方面可通過常規水泥制品、特別是纖維氈面水泥制品的制造中已知并使用的技術來提供。在一個相關方面，本發明提供一種制備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)將水泥漿料沉積在覆面或其它類型的基材上；和(d)使水泥漿料固化，由此提供水泥制品。可使用任何適于對水泥混合物提供耐水性的硅氧烷。硅氧烷可為環狀氫改性硅氧烷，或者優選線型氫改性硅氧烷。硅氧烷理想為液體(例如硅氧烷油)。通常，在本發明的實踐中適用的線型氫改性硅氧烷包括具有通式-Si(H) (R)-O-的重復單元的硅氧烷，其中R表不飽和或不飽和一價烴基。在優選的實施方式中，R表不燒基，且最優選R為甲基。優選的硅氧烷能夠形成高度交聯的硅樹脂。在聚合過程中，端基通過縮聚除去并硅氧烷基連接在一起以形成硅樹脂。也發生鏈的交聯。所得硅樹脂在石膏基體形成時對其提供耐水性。適宜的此類硅氧烷可購得，并在專利文獻中進行了說明(例如瓦克化學有限責任公司(德國，慕尼黑)銷售的商品名為SILRES BS 94的低溶劑或無溶劑甲基氫硅氧烷液體)。硅氧烷分散液優選通過將硅氧烷和水以足量加入到混合機中以提供在水中包括約4wt% 約8wt%娃氧燒、優選約4wt% 約氧燒的分散液,并加工該混合物以制成分散液來制備。更優選地，分散液包括在水中高于4wt%和/或低于8wt%的硅氧烷。作為示例，分散液可包括在水中從約4. lwt% >4. 2wt%>4. 3wt%>4. 4wt% >4. 5wt%到約5wt%>6wt%或7wt%的硅氧烷。優選地，分散液包括在水中的硅氧烷液滴，其中液滴具有約50微米或更小的平均粒徑，優選約30微米或更小，或者甚至是約20微米或更小(例如約10微米或更小)。更優選地，液滴具有粒徑分布，使得約75%或更多、80%或更多、85%或更多、甚至90%或更多或者甚至95%或更多的液滴具有約50微米或更小的平均粒徑，優選約30微米或更小，或者甚至是約20微米或更小(例如約10微米或更小)。分散液中硅氧烷液滴的粒徑和粒徑分布可用常規技術測定，例如通過動態光散射分析測定。根據本發明的優選方面，將分散液穩定，使得硅氧烷液滴在足以使分散液與水泥芯的其它組分混合期間內在水中仍保持分散(即，硅氧烷相與水相沒有實際分離)。例如，根據本發明的優選方面，分散液將具有穩定性，使得混合后立即取出并使其靜止的分散液樣品在I分鐘內(例如2分鐘內)在樣品表面上不呈現出可視液滴聚結。理想地，使用高剪切或超高剪切混合機在水中分散硅氧烷。高剪切或超高剪切混合機可為能夠制造硅氧烷在水中的分散液的任何混合機，在分散液中硅氧烷液滴具有上述粒徑或粒徑分布特性。合適類型的高剪切混合機包括機械剪切混合機，例如銷型、葉片型、轉子-定子型和圓盤型混合機以及液壓剪切混合機。優選的混合機為那些能夠產生約9000 約15000英尺/分鐘(FPM)(或者約40 約80米/秒(mps))的葉片端速，例如為約10000 約12000FPM(或者約50 約60mps)。可使用的高剪切混合機的非限制性實例包括 Silverson Machines 公司(East Longmeadow, MA)制造的 312/45MS 高剪切混合機(20hp, 3600RPM)和 Charles Ross & Son 公司(Hauppauge, NY)制造的 X-系列乳化混合機(30 75HP)，例如 ME-430XS-6、ME-440XS-9、ME-475XS-12、HSM709X-40、HMS712X-75。硅氧烷和水可單獨或一起、同時或以任何次序先后引入分散混合機中，優選高剪切混合機。當分散液通過間歇混合制備時，水優選在硅氧烷之前加入。但對于連續生產法間歇混合通常是不方便或不經濟的。由此，優選使用串聯分散混合機，以便以連續方式生產分散液，其中硅氧烷和水以適當比例連續且同時供應給串聯分散混合機。硅氧烷水分散液優選不包括乳化劑或分散劑。硅氧烷水分散液與水泥混含物混含以提供水泥漿料。本領域技術人員應理解，水泥混合物包括固體組分和液體組分。作為示例，在水中包括上述量的硅氧烷的硅氧烷分散液可直接引入包含水泥混合物的固體組分和/或液體組分的混合機(例如板式混合機)中。但優選硅氧烷分散液首先與水泥混合物的液體組分(例如水)混合，然后與水泥混合物的固體組分混合(例如將硅氧烷分散液加入到定量水或其它水中，隨后送到板式混合機中)。基于最終水泥產品(例如固化、干燥的水泥產品)的重量，硅氧烷分散液優選以足以在最終水泥產品中提供約O. 3wt% 約2wt%、例如約O. 5wt% 約1. 5wt%或約O. 6wt% 約lwt%的硅氧烷含量的量加入到水泥混合物中。例如，假定為1500Ibs/msf的水泥板材(例如標準1/2"的石膏板材)，硅氧烷分散液能夠以足以在最終的水泥產品(例如固化、干燥的水泥產品)中提供約5Ibs硅氧烷/lOOOsq. ft 約30Ibs硅氧烷/lOOOsq. ft (或者約20克硅氧烷/平方米 約150克硅氧烷/平方米)、例如約7Ibs硅氧烷/lOOOsq. ft 約20Ibs硅氧烷/lOOOsq. ft (或者約30克硅氧烷/平方米 約100克硅氧烷/平方米)或者甚至約IOIbs硅氧烷/lOOOsq. ft 約14Ibs硅氧烷/lOOOsq. ft (或者約50克硅氧烷/平方米 約70克硅氧烷/平方米)的量加入到水泥混合物中。水泥漿料可選擇地包括硅氧烷催化劑，例如粉煤灰、特別是C級粉煤灰、氧化鎂、特別是重燒氧化鎂或者最優選它們的組合。基于干的水泥組分重量(例如灰泥的干重)，粉煤灰優選以約O.1 % 約5%的量使用。基于干水泥組分重量(例如灰泥的干重)，氧化鎂優選以約O. 1% 約O. 5%的量使用。粉煤灰與氧化鎂的比例理想地為約2 :1 約3 :1。水泥漿料的其它方面如前文關于根據本發明制備氈面水泥制品的方法所作說明。制備硅氧烷水乳液并使水乳液與水泥漿料混合的其它方面如美國專利公布2007/0022913A1中所作說明。如本文關于制備纖維氈面水泥制品的方法所作說明，水泥漿料可根據已知方法沉積在基材上并在現有生產線上進行，只要纖維氈面材料無需用作基材。相反地，基材可為任何合適的基材，例如通常用于覆面水泥制品的任何覆面材料(例如紙覆面材料)。但優選基材為包括聚合物或礦物纖維的纖維氈覆面材料。將包括聚合物或礦物纖維的第一纖維氈用作基材特別有利，其中第一纖維氈在其至少一個表面上具有疏水性涂層。當使用這種基材時，進一步優選在纖維氈的疏水性涂層上沉積漿料。此外，可有利地使用第一和第二纖維氈，其中水泥漿料布置在纖維氈之間。適宜的此類纖維氈、疏水性涂層以及使用它們以提供水泥制品的方法如關于本發明的纖維氈面水泥制品和用于制備纖維氈面水泥制品的方法所作說明。制備耐水性水泥制品的方法的所有其它方面如關于纖維氈面水泥制品或制造氈面水泥制品的方法所作說明。在此未具體描述的制備耐水性水泥制品的方法的各方面可通過常規水泥制品、特別是纖維氈面水泥制品制造中已知并使用的技術來提供。實施例1以下實施例說明根據本發明的纖維氈面水泥制品的制備。制備兩種類型的纖維氈包括全部是玻璃纖維的第一氈和包括85wt%玻璃纖維和15wt%聚酯纖維共混物的第二氈。兩種氈均是無紡的，且包括19wt%的三聚氰胺甲醛/丙烯酸粘結劑。水泥衆料通過表I中提供的配方在板式混合機內制備。用Silverson Machines公司(East Longmeadow, MA)制造的高剪切混合機(例如312/45MS高剪切混合機(20hp，3600rpm))和 Charles Ross & Son 公司(Hauppauge, NY)制造的 X-系列乳化混合機(60Hz，3，600rpm)將漿料的硅氧烷組分分散在水中(例如4.1 4. 4wt%的硅氧烷水分散液)，并引入用于制備漿料的定量水中。將纖維氈固定以用作水泥板材的正面(向下形成)和背面(向上形成)。使氈通過拉緊和取向系統，并使正面氈折疊以在所需板寬度(例如48")上形成所需厚度(例如5/8")和所需側邊(例如正方形)。優選地，將疏水性涂層涂布到正面氈上。使正面氈從板式混合機下方通過，并將水泥漿料沉積在正面氈上。在沉積水泥漿料之前并不沉積稠厚層，并關閉任何漿料振動裝置以有助于減少漿料滲透過氈。表I
權利要求
1.一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。
2.根據權利要求1所述的水泥制品，其中所述疏水性涂層包括滑石、蠟、疏水性樹脂、硅類化合物、脂肪酸或其鹽、聚乙二醇、具有12個或更多個碳原子的烴或氟碳表面活性劑或它們的組合。
3.根據權利要求1所述的水泥制品，其中所述疏水性涂層提供厚度至少為約25微米的層。
4.根據權利要求1所述的水泥制品，其中聚合物或礦物纖維為玻璃纖維、聚酯纖維或它們的組合。
5.根據權利要求1所述的水泥制品，進一步包括含有聚合物或礦物纖維的第二纖維氈，其中所述水泥芯放置在所述第一纖維氈和所述第二纖維氈之間。
6.根據權利要求1所述的水泥制品，其中所述水泥芯基本不含礦物纖維或紙纖維。
7.根據權利要求1所述的水泥制品，其中所述水泥芯包括疏水性添加劑。
8.根據權利要求7所述的水泥制品，其中所述疏水性添加劑為硅類材料。
9.根據權利要求1所述的水泥制品，其中所述水泥芯包括不穩定的脂肪酸鹽和穩定的脂肪酸鹽。
10.根據權利要求1所述的水泥制品，其中所述水泥芯包括多磷酸鹽。
11.根據權利要求10所述的水泥制品，其中所述多磷酸鹽為三偏磷酸鈉。
12.一種制造纖維氈面水泥制品的方法，包括 (a)將水泥漿料沉積在第一纖維氈上，所述第一纖維氈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，其中所述水泥漿料沉積在所述疏水性涂層上；和 (b)使所述水泥漿料固化，由此提供纖維氈面水泥制品。
13.根據權利要求12所述的方法，其中所述疏水性涂層包括滑石、蠟、疏水性樹脂、硅類化合物、脂肪酸或其鹽、聚乙二醇、具有12個或更多個碳原子的烴或氟碳表面活性劑或它們的組合。
14.根據權利要求12所述的方法，其中所述方法進一步包括在將所述水泥漿料沉積在所述第一纖維氈上之前，將疏水性涂層沉積在所述纖維氈上。
15.根據權利要求14所述的方法，其中所述方法進一步包括在將所述水泥漿料沉積在所述第一纖維氈上之前，干燥所述疏水性涂層。
16.根據權利要求14所述的方法，其中所述疏水性涂層提供厚度至少為約25微米的層。
17.根據權利要求12所述的方法，其中所述聚合物或礦物纖維為玻璃纖維、聚酯纖維或它們的組合。
18.根據權利要求12所述的方法，進一步包括在使所述水泥漿料固化之前，將所述水泥漿料與第二纖維氈接觸，其中所述水泥漿料放置在所述第一纖維氈和所述第二纖維氈之間。
19.根據權利要求12所述的方法，其中所述水泥漿料基本不含紙纖維或礦物纖維。
20.根據權利要求12所述的方法，其中所述水泥漿料包括疏水性添加劑。
21.根據權利要求20所述的方法，其中所述疏水性添加劑為硅氧烷。
22.根據權利要求12所述的方法，其中將所述水泥漿料在包括排出管的混合機內混合，并且在將所述漿料沉積在所述第一纖維氈之前，將泡沫加入到所述排出管內的水泥漿料中。
23.根據權利要求12所述的方法，其中所述水泥漿料包括預共混的不穩定脂肪酸鹽和穩定的脂肪酸鹽。
24.根據權利要求12所述的方法，其中所述水泥漿料包括多磷酸鹽。
25.根據權利要求24所述的方法，其中所述多磷酸鹽為三偏磷酸鈉。
全文摘要
本發明涉及耐水性水泥制品及其制造方法。具體地，本發明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。
文檔編號B28B19/00GK102991013SQ20121035550
公開日2013年3月27日 申請日期2008年2月7日 優先權日2007年2月12日
發明者迪克·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 申請人:美國石膏公司