憎水劑、其制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)屬于建筑外墻用材料，特別是涉及一種巖棉、玻纖和膨脹珍珠巖憎水劑、其 制備方法、及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 建筑外墻保溫系統(tǒng)是建筑節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)的保溫材料由于使用了大量易燃 的材料，導(dǎo)致了眾多火災(zāi)，造成的人員和財(cái)產(chǎn)損失非常大。
[0003] 要做到外墻保溫體系真正阻燃，必須使用巖棉等無機(jī)不燃材料做保溫材料，然而 這些無機(jī)材料極易吸潮，吸潮后保溫性能急劇下降，并且增加重量，導(dǎo)致外墻保溫系統(tǒng)變形 和失效甚至脫落的危險(xiǎn)。
[0004] 市場(chǎng)目前在無機(jī)保溫材料主要使用的是巖棉、礦棉、玻纖和膨脹珍珠巖。在這些材 料用于建筑外墻，國家也頒布了標(biāo)準(zhǔn)GB/T25975-2010,對(duì)憎水率、短期吸水率和長(zhǎng)期吸水率 等提出了明確要求。為規(guī)范無機(jī)保溫材料提供了質(zhì)量判斷依據(jù)。
[0005] 而這些保溫材料選擇的就是天然是多空的結(jié)構(gòu)，極易吸水。典型的處理工藝是：玻 纖巖棉是用酚醛+憎水劑+硅烷配成的溶液噴在高溫巖棉表面，從而憎水劑在巖棉表面形 成憎水膜，從而達(dá)到憎水。所以憎水劑必須是與水、酚醛和硅烷相容性好，才能應(yīng)用到巖棉 和玻纖憎水處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種憎水劑、其制備方法、及其應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的 不足。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0008] 本申請(qǐng)實(shí)施例公開一種憎水劑，按照重量份包括：
[0009] 活性聚硅氧烷20~70份；
[0010] 烷基三乙氧基硅烷0~5份；
[0011] 乳化劑0~10份；
[0012] 防霉劑0.1~2份；
[0013] 消泡劑0· 5~2份，以及
[0014] 去離子水10. 4~79. 4份。
[0015] 優(yōu)選的，在上述的憎水劑中，所述乳化劑為直鏈或支鏈C12/C14脂肪醇聚氧乙烯醚 和聚醋酸乙烯混合物。
[0016] 優(yōu)選的，在上述的憎水劑中，所述活性聚硅氧烷是指含功能性官能團(tuán)聚二甲基硅 氧燒的總稱，分子式為：
[0017] Rl-(MeR3Si-0-)n-(Me2Si-O-) n-R2 ；
[0018] 其中，
[0019] Rl:甲氧基、乙氧基、乙烯基甲氧基、氨基、羥基、乙烯基、或氫；
[0020] R2:甲氧基、乙氧基、乙烯基甲氧基、氨基、羥基、乙烯基、或氫；
[0021] R3:烷基C1-C6、氫、或乙烯基；
[0022] m，η為1-1000的鏈節(jié)重復(fù)。
[0023] 優(yōu)選的，在上述的憎水劑中，所述乳化劑為直鏈或支鏈C12/C14脂肪醇聚氧乙烯醚 和聚醋酸乙烯混合物。
[0024] 優(yōu)選的，在上述的憎水劑中，所述消泡劑為有機(jī)硅類消泡劑。
[0025] 優(yōu)選的，在上述的憎水劑中，所述防霉劑選自可以抑制霉菌生長(zhǎng)的有酚類、氯酚 類、或有機(jī)錫鹽。
[0026] 相應(yīng)的，本申請(qǐng)實(shí)施例還公開了一種憎水劑的制備方法，將活性聚硅氧烷和烷基 三乙氧基硅烷混勻后加入乳化劑，同時(shí)常溫下剪切成膏狀物，然后加入去離子水，同時(shí)將防 霉劑和消泡劑加入，得到憎水劑。
[0027] 本申請(qǐng)實(shí)施例還公開了憎水劑在巖礦棉、玻纖或膨脹珍珠巖上的應(yīng)用。
[0028] 優(yōu)選的，在上述的應(yīng)用中，所述憎水劑的用量為巖礦棉、玻纖或膨脹珍珠巖干重的 0· 1%~0· 5%〇
[0029] 優(yōu)選的，在上述的應(yīng)用中，所述憎水劑稀釋后直接噴涂于所述巖礦棉、玻纖或膨脹 珍珠巖上，噴涂過程中，巖礦棉、玻纖或膨脹珍珠巖的表面溫度控制在300~400 °C。
[0030] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0031] (1)、本發(fā)明的憎水劑完全滿足GB/T25975外墻保溫用巖棉標(biāo)準(zhǔn)，使得無機(jī)材料成 為高端外墻保溫材料有了質(zhì)量保證，實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，具有經(jīng)濟(jì)意義。
[0032] (2)、有機(jī)硅作為無毒無害、耐高低溫、耐老化的材料，這種材料處理的巖棉、玻纖 具有長(zhǎng)期耐久性，配方具有優(yōu)越性。
[0033] (3)、本發(fā)明配方選擇材料為活性聚硅氧烷和硅烷的混合體系，提高了憎水性能， 同時(shí)由于使用了消泡劑，使得乳液在使用過程中不會(huì)因?yàn)榕菽e累而導(dǎo)致活性成分的吸 收，從而保證了有機(jī)硅樹脂成膜的穩(wěn)定性，確保產(chǎn)品應(yīng)用的穩(wěn)定性，乳液制定工藝簡(jiǎn)單有 效。應(yīng)用到巖棉、玻纖和膨脹珍珠巖的技術(shù)可行性非常強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 本申請(qǐng)實(shí)施例公開了一種憎水劑，按照重量份包括：
[0035] 活性聚硅氧烷20~70份；
[0036] 烷基三乙氧基硅烷0~5份；
[0037] 乳化劑0~10份；
[0038] 防霉劑0· 1~2份；
[0039] 消泡劑0· 5~2份，以及
[0040] 去離子水10. 4~79. 4份。
[0041] 在上述憎水劑中，（活性）聚硅氧烷是指（含功能性官能團(tuán)）聚二甲基硅氧烷的 總稱，分子式如下：R1_ (MeR3Si-0_)m- (Me2Si-0_) n-R2,其中
[0042] Rl:甲氧基、乙氧基、乙烯基甲氧基、氨基、羥基、乙烯基、氫；
[0043] R2:甲氧基、乙氧基、乙烯基甲氧基、氨基、羥基、乙烯基、氫；
[0044] R3:烷基C1-C6,氫，乙烯基；
[0045] m, η為1-1000的鏈節(jié)重復(fù)。
[0046] 乙氧基硅烷為：R4-Si-(0-C2H5) 3,其中
[0047] R4 :C1_C8烷基（甲基、乙基…）。
[0048] 乳化劑：是乳濁液的穩(wěn)定劑，是一類表面活性劑。乳化劑的作用是：當(dāng)它分散在分 散質(zhì)的表面時(shí)，形成薄膜或雙電層，可使分散相帶有電荷，這樣就能阻止分散相的小液滴互 相凝結(jié)，使形成的乳濁液比較穩(wěn)定。
[0049] 乳化劑選自非離子型：直鏈或支鏈(：12/(：14脂肪醇聚氧乙烯醚和聚醋酸乙烯混合 等。乳化劑的選擇，是基于產(chǎn)品乳液的穩(wěn)定性和于酚醛樹脂的相容性而定的。我們選擇的 乳化劑，實(shí)踐證明與巖棉和玻纖用酚醛樹脂相容性非常好。
[0050] 乳化工藝：材料在乳化劑幫助下通過高速剪切或者均質(zhì)機(jī)使得不相容的兩相物質(zhì) 形成穩(wěn)定的液體，乳液有微乳和巨乳。
[0051] 消泡劑，使用有機(jī)硅類消泡劑必須是水乳劑型或者自乳化型的消泡劑，其中水乳 劑型主材料是聚硅氧烷和氣相白炭黑混合后乳化成水包油乳液，該乳液具有抑制泡沫和 消除泡沫的功能，且由于是聚硅氧烷類，所以與體系相容性好；另外也可以選擇自乳化聚 醚硅油消泡劑用來消泡抑泡。
[0052] 消泡劑用有機(jī)硅類消泡劑，來滿足去泡和抑制泡沫，否則產(chǎn)品在使用過程中，產(chǎn)生 大量泡沫，有效成分無法進(jìn)入到巖棉和玻纖微孔內(nèi)部，導(dǎo)致憎水率下降。
[0053] 本案的整個(gè)配方的設(shè)計(jì)含有乳化劑+帶功能團(tuán)的聚二甲基硅氧烷+硅烷+水+防 霉劑+含硅消泡劑，綜合性能反映出該配方生產(chǎn)的憎水劑在作為巖棉、玻纖和膨脹珍珠巖 的處理液配置的方便性、最終處理產(chǎn)品達(dá)到憎水率超過99%。
[0054] 這個(gè)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在使用過程中和巖棉和玻纖用的酚醛樹脂溶液的相容性，使用 過程中的無泡沫，從而噴灑在玻纖、巖棉表面的均勻性，最終的結(jié)果使得被處理后的玻纖、 巖棉產(chǎn)品具有優(yōu)異憎水性。
[0055] 性能的提高來自帶功能性聚硅氧烷+功能性硅烷的活性成分，這些活性成分在配 置巖棉、玻纖處理液時(shí)，加入量是〇. 2%憎水劑，33%的酚醛樹脂+66. 5%水+少量硅烷助 劑，所以如果憎水劑和酚醛不相容，有效成分將發(fā)生絮凝，有效成分減少，在使用過程中可 能堵塞噴嘴，從而導(dǎo)致使用失效或者有效含量降低。處理后的產(chǎn)品憎水率低。同時(shí)，如果配 置的處理液，導(dǎo)致大量氣泡，也會(huì)影響計(jì)量栗計(jì)量問題，同時(shí)噴出瞬間大量泡沫產(chǎn)生，使得 玻纖、巖棉的表面吸收降低，最終也影響有效成分，從而影響憎水率。
[0056] 配方中帶功能性官能團(tuán)聚二甲基硅氧烷+硅烷，相互可以反應(yīng)，在巖棉和玻纖的 微孔中吸附后，加溫且在酸堿條件下反應(yīng)成硅樹脂膜，硅樹脂膜具有憎水、透氣功能。
[0057] 其反應(yīng)機(jī)理如下：
[0058] 功能性硅烷乙氧基水解后形成的3官能的羥基與2官能團(tuán)的聚硅氧烷的功能性集 團(tuán)反映，脫出低分子乙醇，鏈在不斷增長(zhǎng)，形成網(wǎng)狀硅樹脂膜：
[0059] Rl- (MeR3Si-O-) m- (Me2Si-O-) n-R2+R4-Si- (O-C2H5) 3-
[0060] Rl- (MeR3Si-O-)m- (Me2Si-O-) n-R2Si. - (O-C2H5) R4+2H0-C2H5
[0061] 本發(fā)明通過下列實(shí)施例作進(jìn)一步說明：根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。 然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí)施例所描述的具體的物料比、工藝條件及其結(jié)果僅用 于說明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。
[0062] 實(shí)施例1
[0063] 本實(shí)施例中，活性聚硅氧烷為RMMeRSSi-O-KMeAi-O-h-I^，其中Rl為甲氧 基，R2為甲氧基，R3為甲基，m為30, η為15。乳化劑為脂肪醇聚氧乙烯醚和聚醋酸乙烯混 合。消泡劑為聚硅氧烷和氣相白炭黑混合后乳化成水包油乳液。
[0064] 將20重量份活性聚硅氧烷和2重量份烷基三乙氧基硅