憎水剂、其制备方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本申请属于建筑外墙用材料，特别是涉及一种岩棉、玻纤和膨胀珍珠岩憎水剂、其 制备方法、及其应用。
【背景技术】
[0002] 建筑外墙保温系统是建筑节能的关键环节。传统的保温材料由于使用了大量易燃 的材料，导致了众多火灾，造成的人员和财产损失非常大。
[0003] 要做到外墙保温体系真正阻燃，必须使用岩棉等无机不燃材料做保温材料，然而 这些无机材料极易吸潮，吸潮后保温性能急剧下降，并且增加重量，导致外墙保温系统变形 和失效甚至脱落的危险。
[0004] 市场目前在无机保温材料主要使用的是岩棉、矿棉、玻纤和膨胀珍珠岩。在这些材 料用于建筑外墙，国家也颁布了标准GB/T25975-2010,对憎水率、短期吸水率和长期吸水率 等提出了明确要求。为规范无机保温材料提供了质量判断依据。
[0005] 而这些保温材料选择的就是天然是多空的结构，极易吸水。典型的处理工艺是：玻 纤岩棉是用酚醛+憎水剂+硅烷配成的溶液喷在高温岩棉表面，从而憎水剂在岩棉表面形 成憎水膜，从而达到憎水。所以憎水剂必须是与水、酚醛和硅烷相容性好，才能应用到岩棉 和玻纤憎水处理。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种憎水剂、其制备方法、及其应用，以克服现有技术中的 不足。
[0007] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0008] 本申请实施例公开一种憎水剂，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] 乳化剂0~10份；
[0012] 防霉剂0.1~2份；
[0013] 消泡剂0· 5~2份，以及
[0014] 去离子水10. 4~79. 4份。
[0015] 优选的，在上述的憎水剂中，所述乳化剂为直链或支链C12/C14脂肪醇聚氧乙烯醚 和聚醋酸乙烯混合物。
[0016] 优选的，在上述的憎水剂中，所述活性聚硅氧烷是指含功能性官能团聚二甲基硅 氧烧的总称，分子式为：
[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、羟基、乙烯基、或氢；
[0020] R2:甲氧基、乙氧基、乙烯基甲氧基、氨基、羟基、乙烯基、或氢；
[0021] R3:烷基C1-C6、氢、或乙烯基；
[0022] m，η为1-1000的链节重复。
[0023] 优选的，在上述的憎水剂中，所述乳化剂为直链或支链C12/C14脂肪醇聚氧乙烯醚 和聚醋酸乙烯混合物。
[0024] 优选的，在上述的憎水剂中，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
[0025] 优选的，在上述的憎水剂中，所述防霉剂选自可以抑制霉菌生长的有酚类、氯酚 类、或有机锡盐。
[0026] 相应的，本申请实施例还公开了一种憎水剂的制备方法，将活性聚硅氧烷和烷基 三乙氧基硅烷混匀后加入乳化剂，同时常温下剪切成膏状物，然后加入去离子水，同时将防 霉剂和消泡剂加入，得到憎水剂。
[0027] 本申请实施例还公开了憎水剂在岩矿棉、玻纤或膨胀珍珠岩上的应用。
[0028] 优选的，在上述的应用中，所述憎水剂的用量为岩矿棉、玻纤或膨胀珍珠岩干重的 0· 1%~0· 5%〇
[0029] 优选的，在上述的应用中，所述憎水剂稀释后直接喷涂于所述岩矿棉、玻纤或膨胀 珍珠岩上，喷涂过程中，岩矿棉、玻纤或膨胀珍珠岩的表面温度控制在300~400 °C。
[0030] 与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0031] (1)、本发明的憎水剂完全满足GB/T25975外墙保温用岩棉标准，使得无机材料成 为高端外墙保温材料有了质量保证，实现了质的飞跃，具有经济意义。
[0032] (2)、有机硅作为无毒无害、耐高低温、耐老化的材料，这种材料处理的岩棉、玻纤 具有长期耐久性，配方具有优越性。
[0033] (3)、本发明配方选择材料为活性聚硅氧烷和硅烷的混合体系，提高了憎水性能， 同时由于使用了消泡剂，使得乳液在使用过程中不会因为泡沫积累而导致活性成分的吸 收，从而保证了有机硅树脂成膜的稳定性，确保产品应用的稳定性，乳液制定工艺简单有 效。应用到岩棉、玻纤和膨胀珍珠岩的技术可行性非常强。
【具体实施方式】
[0034] 本申请实施例公开了一种憎水剂，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] 乳化剂0~10份；
[0038] 防霉剂0· 1~2份；
[0039] 消泡剂0· 5~2份，以及
[0040] 去离子水10. 4~79. 4份。
[0041] 在上述憎水剂中，（活性）聚硅氧烷是指（含功能性官能团）聚二甲基硅氧烷的 总称，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、羟基、乙烯基、氢；
[0043] R2:甲氧基、乙氧基、乙烯基甲氧基、氨基、羟基、乙烯基、氢；
[0044] R3:烷基C1-C6,氢，乙烯基；
[0045] m, η为1-1000的链节重复。
[0046] 乙氧基硅烷为：R4-Si-(0-C2H5) 3,其中
[0047] R4 :C1_C8烷基（甲基、乙基…）。
[0048] 乳化剂：是乳浊液的稳定剂，是一类表面活性剂。乳化剂的作用是：当它分散在分 散质的表面时，形成薄膜或双电层，可使分散相带有电荷，这样就能阻止分散相的小液滴互 相凝结，使形成的乳浊液比较稳定。
[0049] 乳化剂选自非离子型：直链或支链(：12/(：14脂肪醇聚氧乙烯醚和聚醋酸乙烯混合 等。乳化剂的选择，是基于产品乳液的稳定性和于酚醛树脂的相容性而定的。我们选择的 乳化剂，实践证明与岩棉和玻纤用酚醛树脂相容性非常好。
[0050] 乳化工艺：材料在乳化剂帮助下通过高速剪切或者均质机使得不相容的两相物质 形成稳定的液体，乳液有微乳和巨乳。
[0051] 消泡剂，使用有机硅类消泡剂必须是水乳剂型或者自乳化型的消泡剂，其中水乳 剂型主材料是聚硅氧烷和气相白炭黑混合后乳化成水包油乳液，该乳液具有抑制泡沫和 消除泡沫的功能，且由于是聚硅氧烷类，所以与体系相容性好；另外也可以选择自乳化聚 醚硅油消泡剂用来消泡抑泡。
[0052] 消泡剂用有机硅类消泡剂，来满足去泡和抑制泡沫，否则产品在使用过程中，产生 大量泡沫，有效成分无法进入到岩棉和玻纤微孔内部，导致憎水率下降。
[0053] 本案的整个配方的设计含有乳化剂+带功能团的聚二甲基硅氧烷+硅烷+水+防 霉剂+含硅消泡剂，综合性能反映出该配方生产的憎水剂在作为岩棉、玻纤和膨胀珍珠岩 的处理液配置的方便性、最终处理产品达到憎水率超过99%。
[0054] 这个优势主要体现在使用过程中和岩棉和玻纤用的酚醛树脂溶液的相容性，使用 过程中的无泡沫，从而喷洒在玻纤、岩棉表面的均匀性，最终的结果使得被处理后的玻纤、 岩棉产品具有优异憎水性。
[0055] 性能的提高来自带功能性聚硅氧烷+功能性硅烷的活性成分，这些活性成分在配 置岩棉、玻纤处理液时，加入量是〇. 2%憎水剂，33%的酚醛树脂+66. 5%水+少量硅烷助 剂，所以如果憎水剂和酚醛不相容，有效成分将发生絮凝，有效成分减少，在使用过程中可 能堵塞喷嘴，从而导致使用失效或者有效含量降低。处理后的产品憎水率低。同时，如果配 置的处理液，导致大量气泡，也会影响计量栗计量问题，同时喷出瞬间大量泡沫产生，使得 玻纤、岩棉的表面吸收降低，最终也影响有效成分，从而影响憎水率。
[0056] 配方中带功能性官能团聚二甲基硅氧烷+硅烷，相互可以反应，在岩棉和玻纤的 微孔中吸附后，加温且在酸碱条件下反应成硅树脂膜，硅树脂膜具有憎水、透气功能。
[0057] 其反应机理如下：
[0058] 功能性硅烷乙氧基水解后形成的3官能的羟基与2官能团的聚硅氧烷的功能性集 团反映，脱出低分子乙醇，链在不断增长，形成网状硅树脂膜：
[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] 本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。 然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用 于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
[0062] 实施例1
[0063] 本实施例中，活性聚硅氧烷为RMMeRSSi-O-KMeAi-O-h-I^，其中Rl为甲氧 基，R2为甲氧基，R3为甲基，m为30, η为15。乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和聚醋酸乙烯混 合。消泡剂为聚硅氧烷和气相白炭黑混合后乳化成水包油乳液。
[0064] 将20重量份活性聚硅氧烷和2重量份烷基三乙氧基硅