專利名稱：用于石膏木質(zhì)光纖產(chǎn)品的防水添加劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種添加劑，用于改善木質(zhì)石膏產(chǎn)品的防水性。本發(fā)明涉及一種乳劑，這種乳劑包括一種蠟或者蠟的混合物，一種烷基苯酚，至少一種表面活性劑，一種聚奈磺酸，和一種淀粉絡(luò)和物；乳劑用于改善石膏木質(zhì)光纖產(chǎn)品的防水特性。本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)所述乳劑的方法。
背景技術(shù)：
石膏(硫酸鈣二水化合物)的特性使其廣泛用于工業(yè)和建筑業(yè)產(chǎn)品之上，尤其是石膏板。它是廣泛應(yīng)用價格低廉的原材料，通過脫水和再水合的過程，可以被再鑄型，用模具或者其他的工具使其成為有用的形狀。石膏板的基礎(chǔ)材料是人造的，這種材料來自硫酸鈣(石膏)的半氫氧化物，通常稱為灰泥，這種灰泥是通過祛除二水化合物中的水相的這種熱轉(zhuǎn)換過程完成的。
在制作石膏板的過程中，石膏泥漿必須流在一個紙質(zhì)的基層上。在接下來的過程中，泥漿/基層組合物被鑄型，即將這種組合物通過軸滾之間，同時在鑄型的過程中，一個紙制的背板形成于被鑄型的石膏泥漿之上。因此，石膏泥漿必須具有充分的流動性，以至于可以制造出形狀合適的石膏板。流動性是指石膏泥漿的流動能力。
對于石膏板制造很重要的一點是，石膏泥漿在有限的程度內(nèi)可以被塑型。發(fā)泡性是指其產(chǎn)生泡沫的能力。當(dāng)石膏泥漿和紙制基層通過塑型用的軸滾時，必定有一定數(shù)量的石膏泥漿回流，并積累在軸滾夾上，如此以至穩(wěn)定流量的石膏泥漿被輸送到塑型用軸滾之處。發(fā)泡性對泥漿石膏在軸滾夾處回流的能力十分重要?？梢詰?yīng)用塑型金屬板，來減少輥子的應(yīng)用，但是發(fā)泡性對于成品密度的控制十分重要。
因為石膏板制造過程的連續(xù)特性，其中石膏泥漿流在基層上，而基層通過塑型的軸滾，在塑型之后石膏泥漿流動的寬度對于保持石膏板成品的尺寸是十分關(guān)鍵的。石膏泥漿停止流動的時間是預(yù)先設(shè)定的。因此，預(yù)先設(shè)定的時間是石膏泥漿的重要特性。石膏泥漿的規(guī)定時間也是它的一個重要特性。規(guī)定時間是指石膏泥漿在加熱干燥，至固體石膏板完成時所用的時間。正如在技術(shù)領(lǐng)域中所共知的，在連續(xù)的石膏板制造過程中，石膏泥漿具有一個一致的規(guī)定時間是非常重要的。
石膏板吸水，這將降低墻板的強度。已有技術(shù)中的產(chǎn)品，像普通的石膏板，石膏片，石膏塊，石膏鑄件和類似的物質(zhì)，都相對的具有很少的防水能力。例如，當(dāng)普通的石膏板，浸泡在水中，將迅速吸收大量水分，而損失很大強度。實際的測試表明，當(dāng)一個2英尺乘以4英尺的圓柱體石膏板核心材料浸泡在70°F的水中，圓柱體在浸泡40分鐘后表現(xiàn)出36％的吸水率。
石膏木質(zhì)光纖(GWF)不同于普通的石膏墻板產(chǎn)品，它同已建立的泥漿、石膏和木質(zhì)光纖相結(jié)合。例如，用于建筑工業(yè)的，還有木材、刨花板、纖維板、華夫刨花板、夾板、可回收的紙漿和紙、以及高密度板。這些材料相對于石膏來說，具有較好的張力和撓曲強度。但是他們費用較高，防火性差，并且當(dāng)暴露于潮濕環(huán)境下的時候，容易膨脹扭曲。因此，需要有一種纖維制的材料來改善這些建筑產(chǎn)品的受限制的特性。
現(xiàn)有技術(shù)中的嘗試，是將所需要的特性同和石膏和纖維質(zhì)光纖，特別是木質(zhì)光纖結(jié)合在一起，但是效果甚微。另外的嘗試是將纖維質(zhì)光纖加入到石膏灰泥和/或石膏板核心中，但只生產(chǎn)出了很少的或是強度沒有增進的產(chǎn)品，因為，在此之前，沒有真正的完成有意義的光纖和石膏之間的粘合。美國專利號4,238,178；4,239,716；4,392,896和4,645,548公開了最近的例子，其中木質(zhì)光纖或者其他天然的光纖被混合在灰泥中(硫酸鈣半氫氧化合物)以對再水合的石膏板提供強度。
美國專利號4,734,163教導(dǎo)了一種方法，在原始的或著未煅燒的石膏被細細研磨，并加入5-10％的水。被搗碎的物質(zhì)被部分的脫水，形成一個餅狀，并進一步用壓力滾脫水，直到水和固體的比率小于0.1。將餅切成綠板，其中，在被縱向切削，在雙剛盤中壓縮，并將其放入高壓滅菌器中，將高壓滅菌器的溫度升高到大約140°C使石膏轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徕}α半氫氧化合物。接下來在容器中冷卻，半氫氧化合物再水合為二氫氧化合物，并使石膏板完整。石膏板即生產(chǎn)完成。
Baig的美國專利號5,320,677描述了一個用石膏和增強型材料的宿主粒子而生產(chǎn)的復(fù)合材料，如木質(zhì)纖維素光纖。復(fù)合材料通過將石膏和增強型材料的宿主粒子混合而生產(chǎn)的，如木質(zhì)光纖，在一種緩沖水合泥漿中。泥漿在高壓滅菌器中被加熱，優(yōu)選的在壓力下，使石膏轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徕}α半氫氧化合物。熱的、變性的泥漿通過流漿箱瀉出一個連續(xù)的帶狀輸送機，型號類似于造紙生產(chǎn)中所用的。其中泥漿被盡量的脫水，以祛除結(jié)合的水分，在將半氫氧化物再水合為泥漿之前。結(jié)果的材料是一個均質(zhì)體，包括石膏物理結(jié)晶同宿主散狀顆粒的結(jié)合。結(jié)果墊子被干燥在加熱對流或高壓烘干爐中，所需要的板被切割成理想的三維空間結(jié)構(gòu)。Baig教導(dǎo)了一種泥漿結(jié)晶改性，但是沒有教導(dǎo)使用另外的添加劑來改善終產(chǎn)品防水性。
現(xiàn)有技術(shù)中的產(chǎn)品，如普通的石膏板，石膏線，石膏塊，石膏鑄件，防水性差。
Song的美國專利US6,010,596加入了蠟乳液包含一種石蠟碳氫化合物、褐煤蠟、聚乙烯醇、水和乳液到一種包含基底石膏和木質(zhì)纖維熱泥漿。乳液包括非離子物質(zhì)和一種陽離子表面活性劑。當(dāng)泥漿還是較熱狀態(tài)的時候，泥漿通過流漿箱瀉出一個連續(xù)的帶狀輸送機，型號類似于造紙生產(chǎn)中所用的。以形成一個過濾器塊并轉(zhuǎn)移盡可能多的水分。Song沒有教導(dǎo)一種乳液包括新的組合物，該組合物包括蠟、一種烷基苯酚，至少一種表面活性劑，一種聚奈磺酸和一種堿金屬氫氧化物。
發(fā)明概述本發(fā)明所述實施例提供了一種添加劑乳液和一種制備乳液的方法，所述方法是關(guān)于在石膏木質(zhì)光纖復(fù)合材料產(chǎn)品生產(chǎn)中，有關(guān)的吸水性、粘度控制、穩(wěn)定性和泥漿流動性。
在一個實施例中，本發(fā)明提供了一種乳液，包括至少一種蠟、一種烷基苯酚、至少一種表面活性劑、一種聚奈磺酸、一種堿金屬氫氧化物和水。聚奈磺酸和一種堿金屬氫氧化物反應(yīng)生成一種聚奈磺酸鈉鹽。本實施例的乳液可以加入到熱的甚至是沸騰的水中，乳液不發(fā)生分離或者凝化。本發(fā)明所述乳液，在室溫下是可傾倒的液體，并且可以穩(wěn)定的貯存一段時間。本發(fā)明所述乳液，加入到石膏木質(zhì)光纖復(fù)合產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，可以改善產(chǎn)品的防水性。
在另一個實施例中，本發(fā)明提供了一種乳液，這種乳液包括至少一種蠟、一種烷基苯酚、至少一種表面活性劑、一種聚奈磺酸，一種堿金屬氫氧化物、水和淀粉。
在另一個實施例中，本發(fā)明提供了一種乳液，這種乳液包括至少一種蠟、一種烷基苯酚、至少一種表面活性劑、一種聚奈磺酸、一種堿金屬氫氧化物和一種配位淀粉。
在另一個實施例中，本發(fā)明提供了一種方法，這種方法用于制備一種乳液，包括如下步驟(a)將一種組合物，加熱到185°F到210°F，這種組合物包括至少一種蠟、一種烷基苯酚、至少一種表面活性劑，以便提供一種蠟相混合物；(b)將一種組合物，加熱到185°F到210°F，這種組合物包括聚奈磺酸、一種堿金屬氫氧化物和水，以便提供一種水相混合物；(c)將水相混合物和蠟相混合物混合；(d)將(c)步驟中的混合物均質(zhì)化；(e)冷卻均質(zhì)化混合物，并且冷卻的速率可以有效的控制均質(zhì)化混合物的穩(wěn)定性和粘度。
本發(fā)明所述另外一個實施例，是將使用本發(fā)明所述乳液的木質(zhì)光纖復(fù)合材料的方法同普通的造紙生產(chǎn)過程相比較。
本發(fā)明的另一個實施例是，一種乳液，包括第一種蠟，熔點為120°F，含量為基于乳液總重的30-45％；一種皂化蠟，含量為乳液總重的3％-5％；一種組合的表面活性劑，含量為乳液總重的0.5％-5％；一種烷基苯酚，含量為含量為乳液總重的0.5％-10％；一種聚奈磺酸，含量為乳液總重的0.25％-5％，水的含量為乳液總重的45-65％；以及一種堿金屬氫氧化物，含量為乳液總重的0.5-3％。
發(fā)明詳述石膏木質(zhì)光纖產(chǎn)品(GWF)不同于普通的石膏墻板產(chǎn)品，它同已建立的泥漿、石膏和木質(zhì)光纖相結(jié)合為一體，比率為5到50份的木質(zhì)光纖和相應(yīng)數(shù)量的石膏，以達到100％的組成。不同于石膏墻板產(chǎn)品，本發(fā)明是通過一種機械裝置同泥漿相混合，并且需要從屬添加劑，并且該添加劑在生產(chǎn)過程中不影響泥漿的流動性，但是內(nèi)在的控制發(fā)泡過程，并利用濕末端的流漿箱，將GWF泥漿傾斜到一個真空金屬網(wǎng)中以形成初始的墊子形狀，并且在壓縮之后脫水，并通過一系列的真空帶狀軸滾，進入到干燥爐中，進行最后的脫水。所加入作為添加劑的乳液不能在真空帶上引起電鍍或爆裂。本發(fā)明所述GWF沒有結(jié)合紙面和紙背，而是有一個非紙制核心，這種核心具同常規(guī)的使用的覆蓋物生產(chǎn)中的產(chǎn)品具有相似的性能。
獨特的組合物及其比率是C24-C36或者更長的聚合烷基苯酚，各種蠟、從山梨聚糖酯、六油酸鹽脂肪酸酯、聚乙氧基山梨酸脂肪酸酯選出的雙表面活性劑，和一種聚奈磺酸鹽，組合而成的穩(wěn)定的蠟乳液，這種乳液適合于結(jié)合在GWF復(fù)合材料中。一種的結(jié)構(gòu)如表1所示

各種光纖材料的水合緩沖分散劑的方法，在商業(yè)上生產(chǎn)紙張和板制品的過程中是共知的。在這種方法中，光纖的水合分散劑，附著劑和其他成份，作為需要的和必要的，流淌在一個移動的支持線圈上，如Fourdrinier or Oliver墊狀塑型機械，用于脫水，分散系統(tǒng)可以利用重力脫水，之后使用真空抽期的設(shè)備抽水；潮濕的墊子被壓縮成為特定的厚度，在軸滾和支持線圈之間，以祛除多余的水份。壓縮的墊子在加熱爐中被烘干或強制通過空氣烘干爐，烘干的材料被切削為所需要的空間結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的一個實施例，還進一步表明了一種方法，該方法可以制備石膏木質(zhì)光纖產(chǎn)品，其中包括步驟(a)混合泥漿中包括5-50％的木質(zhì)泥漿，5-50％的石膏，1-3％的本發(fā)明所述乳液，以上百分比基于泥漿和水的總重；(b)將泥漿置于一個真空金屬網(wǎng)上，以形成墊子外形；(c)將步驟(b)中的墊子部分烘干；(d)通過一系列真空帶狀軸滾，壓縮步驟(c)中的墊子(e)在烘干爐中烘干壓縮步驟(d)中的墊子。
在泥漿中的水含量足夠用來將泥漿分配到真空金屬網(wǎng)上以形成墊子形狀，不同的石膏木質(zhì)光纖產(chǎn)品，可以被制造通過這種方法，包括墻板和蓋板。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，通過使用淀粉混合物，如酸改良性的，羥乙基化的，氧化的和/或陽離子化的的淀粉，同如配位試劑和聚奈磺酸鹽，連同聚合苯酚相結(jié)合，所有的都在正確的連接關(guān)系當(dāng)中，顯著的不足可以被克服，并且，所得的蠟質(zhì)乳液具有超強的吸水控制的表現(xiàn)，添加劑就制成了。更進一步的是，本發(fā)明所述復(fù)合材料的功能是作為抗建筑添加劑，將蠟制物置于真空帶上。
進一步發(fā)現(xiàn)，硼酸鹽成份，鉬酸鹽化合物、鉬化合物是極其有效的配位試劑。此處，本發(fā)明中鉬酸鹽和鉬化合物將被優(yōu)選的作為鉬的成份。有用的配位試劑的例子為(但不局限于所述的例子)，硼酸鈉、硼酸鎂、和其他硼酸鹽化合物；鉬酸銨、鉬酸鈉、鉬酸鎂和其他鉬酸鹽化合物；二硫化鉬和其他鉬的化合物。
配位試劑(例如，四硼酸鈉十水化合物、鉬酸鈉二水化合物、二硫化鉬或者其他化合物)和改性淀粉的比率在很大才程度上影響著板/泥漿方法中其他必要特性的控制，如泡沫支撐和和泥漿添加劑的兼容性。
研究還發(fā)現(xiàn)，這些組合物，和他們之間的比率，對于闡明這種穩(wěn)定的可重復(fù)實施的蠟狀乳液是十分重要的，并且是在特定生產(chǎn)過程中的必要步驟。比率的范圍，淀粉硼酸鹽，或淀粉鉬酸鹽，或淀粉鉬化合物的范圍大約為4∶1到20∶1(重量比)。
本發(fā)明中另一個實施例，表明石膏木質(zhì)光纖產(chǎn)品，包括木質(zhì)光纖，石膏和本發(fā)明中的蠟乳液。在石膏木質(zhì)光纖墻板生產(chǎn)中，很重要的是使成品具有防水性，從而可以通過一個詳細的木板吸水測試來實現(xiàn)對對最大吸水率的控制。例如，美國標準測試材料ASTM1396和如下所述的測試。
乳液的制備，本發(fā)明的一個實施例中，水，配位試劑(一種硼酸鹽化合物，或者鉬化合物)和一種淀粉只最先被放置在一起，以使配位淀粉可以用于本發(fā)明所述的實施例中。
乳液的制備在本發(fā)明的一個實施例中，水，一種配位試劑(是，一種硼酸鹽化合物，一種鉬酸鹽化合物，或者一種鉬化合物)和一種淀粉，是最先混合的，以形成配位淀粉，用于本發(fā)明的實施例中，接下來的，聚奈磺酸鹽聚合物和氫氧化鉀加入到配位淀粉的混合溶液中。將這種混合物至于185°F到205°F的溫度下，放置，直至淀粉到達其最大的凝膠狀態(tài)，這種凝膠狀態(tài)經(jīng)常發(fā)生在20-到分鐘之后。將蠟狀化合物同聚合狀態(tài)的羥基苯酚相結(jié)合，并在185°F到205°F的溫度下。因此，蠟狀物相加入到水相當(dāng)中，并發(fā)生反映，形成配位的表面活性劑。一種去污劑/分散劑通過組合物和聚合羥基苯酚和聚奈磺酸鹽的反映而形成，以改變蠟的晶體結(jié)構(gòu)并允許蠟的晶體抵抗其自身的電鍍或者耦合，并保持分離狀態(tài)直至他們將電極傳遞至石膏。反應(yīng)系統(tǒng)通過壓力為2,000到4,000psi的均質(zhì)器，之后在規(guī)定的速度下冷卻，以控制完成的蠟質(zhì)乳液的穩(wěn)定性和黏度的控制。均質(zhì)化的溶液存在于溫度為135°F到145°F的均質(zhì)器中。混合物之后冷卻至80°F到110°F。要控制冷卻速度以避免蠟狀物質(zhì)的再結(jié)晶和溶液的破壞。
用于本發(fā)明的詞匯“蠟乳液”，表示一種水合的乳液，該乳液含有一種或多種蠟，其中所述的蠟可以被乳化通過使用一種或多種表面活性劑。蠟乳液必須包括一種蠟或是適合于提供終產(chǎn)品防水特性的蠟制品，蠟或是蠟制品必須可以結(jié)合到制備產(chǎn)品的石膏或木質(zhì)光纖中去。
乳液用加熱的蠟、一種烷基苯酚、和至少一種表面活性劑(蠟相混合物)在一個容器中制成，并且水、聚奈磺酸鈉、一種堿金屬氫氧化物(水相混合物)在另外一個容器中。兩種混合物都被加熱，混合，加熱的溫度從185°F到210°F。然后，水相混合物被傾倒在蠟相混合物當(dāng)中。將最后的混合物置于均質(zhì)器當(dāng)中。在均質(zhì)化過程中，分散的膠囊直徑從0.6微米到1.8微米。
但是，分散的顆粒直徑可以從0.5微米到2.5微米。這種水平的均質(zhì)化可以得到，例如，通過使雙孔均質(zhì)器，在2,000-4000psig條件下操作，優(yōu)選的是2500-3000psig。
均質(zhì)化的混合物被冷卻，在均質(zhì)化的步驟之后，冷卻的速率可以有效的控制穩(wěn)定性和均質(zhì)化混合物的粘度。均質(zhì)化混合物的粘度范圍在30-200cps.，優(yōu)選的是80-100cps。最優(yōu)選的是，均質(zhì)化混合物被冷卻從185°F到100°F。這種效果可以通過將均質(zhì)化的混合物通過一個冷卻冷卻卷浸入到水中，并保持在室溫下。
HLB數(shù)值親水/親脂平衡(HLB)數(shù)值描述了混合物和它在水中溶解性的關(guān)系。一個乳化器具有一個低的HLB的數(shù)值，并成為油可溶解性的，和一個高HLB數(shù)值將趨于水溶解性的。典型的，一個水溶性的乳化器或者他們的混合，用于形成一個油/水乳液，就像此處描述的，或者可溶性的油或者蠟，或者得一些除垢的方法。因此，HLB數(shù)值可以用于描述或者用于挑選合適的乳化器或者乳化系統(tǒng)。
當(dāng)兩個或者更多的成分聯(lián)合起來的時候，混合物的HLB數(shù)值是個體的HLB數(shù)值的重量平均值。下述公式可以用于混合物質(zhì)的HLB數(shù)值。
其中，Q1＝材料1的重量；HLB1＝材料1的HLB數(shù)值Q2＝材料2的重量；HLB2＝材料2的HLB數(shù)值Qn＝材料n的重量；HLBn＝材料n的HLB數(shù)值吸水測試本發(fā)明所述復(fù)合材料的吸水效果使用下述過程測定1)作紙漿混合3.2克紙和200克水在混合器中，設(shè)置低速攪拌2分鐘；
2)攪拌加熱紙漿在加熱皿上，直到190°F，之后加入3.18克的B-基礎(chǔ)灰泥，并連續(xù)攪拌直到達到190°F。
3)在一個加熱平皿上并攪拌混合物，加入0.32克受熱抵抗添加劑(HRA)，如煅燒的石膏和0.067克造紙用明礬。將剩余物從加熱皿中移除出來，計算本發(fā)明乳液的抗水性(WR)使用任意的吸液管。計算方法1/X克WR，其中X是乳液中固體含量。例如，如果固體含量是40％，1/0.4＝2.5克乳液相對于熱混合物。近似的是，在生產(chǎn)線上的3％WR使用水平。將混合物置于加熱平板上，攪拌并保持溫度1分鐘。
4)真空-過濾器-紙漿/泥漿混合物，生產(chǎn)篩選餅。使用如上所述的設(shè)備，使用30秒。祛除篩選餅在鋁盤上，切削濾紙。允許餅在室溫下放置20分鐘，之后置于180°F的爐中30分鐘，然后在100°F干燥至恒重。
5)稱重干燥餅。將餅浸入在水中30分鐘，屏蔽掉過渡的水重量，并再次對餅稱重。計算吸水率。
材料不同來源的石膏可以用于本發(fā)明的復(fù)合產(chǎn)品中去。在本發(fā)明中所用的詞匯“石膏”表示了在穩(wěn)定二水化合物狀態(tài)的硫酸鈣；如CaSO42H2O，并包括其中天然的礦石，二水化合物材料是硫酸鈣半氫氧化合物或無水石膏，如本發(fā)明中所使用的詞匯“硫酸鈣材料”，硫酸鈣可以有自己的任何形式，命名為硫酸鈣無水石膏，硫酸鈣半氫氧化合物，硫酸鈣二水化合物或是他們的混合。石膏可以從礦石煅燒能量植物得來，如杜克電力公司和Kentucky Power。
此處所使用的詞匯“石膏木質(zhì)光纖”(GWF)包括了石膏和宿主粒子的混合物，如木質(zhì)光纖。但是，來氫氧化石膏樣本的所需水的數(shù)量將同純樣品數(shù)量不同。在組合物中石膏的含量是5-50份，基于混合物總重。木質(zhì)光纖被廣泛的應(yīng)用于木質(zhì)家具制造的現(xiàn)有技術(shù)。木質(zhì)光纖的例子包括，軟木源，如松樹、云杉、冷杉；硬木源，如像木，楓木，桉樹，白楊，山毛櫸。
用于制造本發(fā)明所述個中實施例的蠟制品，可以選自商業(yè)上已知的各種蠟，這些蠟的熔點在120°F至150°F，優(yōu)選的是135°F至145°F。這樣的蠟代表性的是底揮發(fā)性，在標準的熱解重量分析中，重量流失率小于10％。并且，這些蠟的油含量少于1％(重量)。蠟是相對高分子量物質(zhì)，具有平均C36的碳鏈長度，即碳鏈含有36個碳原子或更多。一種優(yōu)選的蠟是Honeywell 3816。這種蠟的含量范圍是乳液總重的30-45％。
另一個優(yōu)選實施例的蠟是褐煤蠟和Honeywell 3816的組合。在這個優(yōu)選實施例中，褐煤蠟的含量為乳液總重的3-5％，Honeywell3816的含量為乳液總重的30-45％。
在特定的實施例中，竟一種或多種蠟皂化是有益的。在這種方法中，皂化蠟的功能是一種添加的表面活性劑。用于這方面的蠟制品限于蠟具有一個酸度值或一種皂化值和熔點大于120°F。這種蠟的皂化可以通過將蠟同一個強的基礎(chǔ)材料，如氫氧化鈉或氫氧化鉀等。本發(fā)明中可以被皂化的蠟包括，褐煤蠟、巴西棕櫚蠟、蜂蠟、月桂蠟、蓖麻子蠟、日本蠟、椰子蠟、鯨蠟、甘蔗蠟、毛脂蠟、已經(jīng)其他蠟。皂化一種蠟所需要的基礎(chǔ)材料可以被計算，基于蠟的皂化值。例如，皂化值被分為1000等份的氫氧化鉀以加入到每克蠟中。
堿金屬氫氧化物選自氫氧化鈉和氫氧化鉀。堿金屬氫氧化物的含量范圍是基于乳液總重的0.5-3％。
表面活性劑包括山梨聚糖酯。適合的山梨聚糖酯包括，但是不限于如下例子，山梨聚糖脂肪酸酯，六油酸鹽脂肪酸酯、聚乙氧基山梨酸脂肪酸酯選出的雙表面活性劑，和一種聚奈磺酸鹽，聚山梨酯以及他們的組合。一個例子是山梨糖醇酐脂肪酸酯用于本發(fā)明的例子是SPAN60，SPAN60是山梨醇酐單硬脂酸酯。SPAN60可以從ICIAmericas，Inc.，Wilmington，Delaware購得，另一個山梨糖醇酐脂肪酸酯用于本發(fā)明的例子是TWEEN60，其中TWEEN60是聚氧乙烯山梨糖酐單硬脂酸酯。其中，TWEEN60可以從ICI Americas，Inc.，Wilmington，Delaware購得。表面活性劑的含量為乳液總重的0.5-5％。
多于一種表面活性劑可以在乳液中使用。優(yōu)選的表面活性劑的組合可以是聚山梨酸酐硬脂和山梨醇酐硬脂，其中表面活性劑的含量范圍是0.5-5％。
在一種實施例中，用于本發(fā)明乳液中的淀粉是配位淀粉。淀粉可以被原位配位，在乳液生產(chǎn)過程中，或是淀粉可以在加入到乳液中之前，預(yù)先配位。優(yōu)選的是，將淀粉和配位試劑混合，配位試劑如硼酸鹽化合物或鉬化合物。作為配位實際的成份包括用于配位淀粉的其他化合物包括重硼酸銨，戊硼銨、戊硼鉀、四硼酸鉀、焦硼酸鋰和硼酸鎂化合物；鉬酸鋇、鉬酸鈣、鉬酸鋰、鉬酸鈉；和其他鉬化合物。本發(fā)明用于形成配位淀粉的淀粉包括(但是并不局限于這些例子)，玉米、稻米、小麥、土豆、西米椰子和其他淀粉。配位試劑(一種硼酸鹽化合物、一種鉬酸鹽化合物或者一種鉬化合物)和淀粉的比率對于乳液中配位淀粉的功能性非常重要。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，比率可以低到1∶20，以重量比為基礎(chǔ)。比率可以高達1∶3.5，但是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在這個比率或者更高比率中，在乳液中，需要大量的淀粉以保持石膏混合物和石膏產(chǎn)品中的所需特性的平衡。這些所需特性包括，流動性、起泡性和防水性。
將烷基苯酚結(jié)合到乳液中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這將對終產(chǎn)物的低吸水性非常重要。此處所述的“烷基苯酚”的石炭酸成份具有長的碳鏈集團。碳鏈集團可以是直鏈或是支鏈。長鏈的羥基集團可以是C24-C34(24到34個碳鏈長度)。這樣的羥基苯酚包括長鏈，C24-C34，聚合為亞甲基羥基苯酚，苯酚鹽，苯酚鈣，長支鏈苯酚鈣，長直鏈苯酚鈣和沒有胺集團取代的馬來酸的配位聚合物。用于本發(fā)明復(fù)合材料的一個例子如下所示

在乳液中烷基苯酚的含量為基于乳液總重的0.5-10％。
淀粉成份，如酸改性淀粉、氫氧化的、氧化的和/或離子化的淀粉可以被加入到乳液中。淀粉含量為乳液總重的0.1-2％。
殺菌劑/殺真菌劑可以被包括在本發(fā)明當(dāng)中，殺真菌劑的一個例子METASOL D3TA，是3，5-二甲基-四水化合物-1，3，5，2H-噻二嗪-2-硫銅。METASOL D3TA可以從Ondo-Nalco，Houston，Texas獲得。
本發(fā)明需要聚奈磺酸鈉鹽，聚奈磺酸鈉鹽的一個例子是DISALGPS.聚奈磺酸和一種堿金屬氫氧化物起反應(yīng)，以得到聚奈磺酸鹽。DISAL GPS可以從Handy Chemical，Montreal，Quebec，Canada得到。
包括聚奈磺酸的蠟乳液下述表2提供了乳液制作的例子，根據(jù)本發(fā)明的實施例。重量單位為克
表2

可選擇的是，本發(fā)明所述乳液可以包括有用的配位試劑，如硼酸成份或鉬化合物。本發(fā)明所述乳液包括淀粉。本發(fā)明所述乳液可以包括配位淀粉，所述配位淀粉是通過將淀粉同配位試劑混合而成，配位試劑選自硼酸成份，鉬化合物及類似的成份。
根據(jù)本發(fā)明的宗旨，公開了一種乳液，和用這種乳液制備的石膏制品。乳液用于賦予石膏制品以防水性。并且，特定的實施例和本發(fā)明的最佳實施方式已經(jīng)在此詳述，這些實施例僅僅是例證性質(zhì)的。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，各種變化和元素的等同物的替代都沒有偏離本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種乳液，包括至少一種蠟；一種羥基苯酚；至少一種表面活性劑；聚奈磺酸；一種堿金屬氫氧化物；和水。
2.如權(quán)利要求1所述乳液，其中所述的堿金屬氫氧化物為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
3.如權(quán)利要求1所述乳液，其中所述羥基苯酚是C24-C36的同亞甲基相結(jié)合的羥基苯酚。
4.如權(quán)利要求3所述乳液，其中所述的C24-C36的同亞甲基相結(jié)合的羥基苯酚的含量為乳液總重0.5-10％。
5.如權(quán)利要求1所述乳液，其中表面活性劑選自山梨聚糖酯和聚山梨酯或他們的組合。
6.如權(quán)利要求5所述乳液，其中山梨聚糖酯是山梨醇酐單硬脂酸酯。
7.如權(quán)利要求6所述乳液，其中山梨醇酐單硬脂酸酯的含量為乳液總重的0.5-5％。
8.如權(quán)利要求5所述乳液，其中所述聚山梨酯是聚氧乙烯山梨糖酐單硬脂酸酯。
9.如權(quán)利要求8所述乳液，其中聚氧乙烯山梨糖酐單硬脂酸酯的含量為乳液總重的0.5-5％。
10.如權(quán)利要1所述乳液，其中表面活性劑是由山梨醇酐單硬脂酸酯和聚氧乙烯山梨糖酐單硬脂酸酯組成的。
11.如權(quán)利要求10所述乳液，其中所述的山梨醇酐單硬脂酸酯和聚氧乙烯山梨糖酐單硬脂酸酯的組合的含量為乳液總重的0.5-5％。
12.如權(quán)利要求1所述乳液，其中第一種蠟的熔點是120°F，第二種蠟是一種皂化蠟。
13.如權(quán)利要求12所述乳液，其中第一種蠟的含量是乳液總重的30-45％，第二種蠟的含量是乳液總重的3-5％。
14.如權(quán)利要求1所述乳液，其中聚奈磺酸的含量是乳液總重的0.25-5％。
15.如權(quán)利要求1所述乳液，還包括淀粉。
16.如權(quán)利要求15所述乳液，其中淀粉是配位淀粉，包括一種淀粉和一種配位試劑，所述配位試劑選自硼酸鹽化合物和鉬化合物。
17.如權(quán)利要求16所述乳液，其中淀粉選自改性淀粉、酸改性淀粉、氫氧化淀粉、氧化淀粉和陽離子化淀粉。
18.如權(quán)利要求17所述乳液，其中淀粉是酸改性淀粉。
19.如權(quán)利要求16所述乳液，其中配位試劑和淀粉的重量比為1∶4至1∶20。
20.一種制備乳液的方法，包括如下步驟(a)將一種組合物，加熱到185°F到210°F，這種組合物包括至少一種蠟、一種烷基苯酚、至少一種表面活性劑，以便提供一種蠟相混合物；(b)將一種組合物，加熱到185°F到210°F，這種組合物包括聚奈磺酸、一種堿金屬氫氧化物和水，以便提供一種水相混合物；(c)將水相混合物和蠟相混合物混合；(d)將(c)步驟中的混合物均質(zhì)化；(e)冷卻均質(zhì)化混合物，并且冷卻的速率可以有效的控制均質(zhì)化混合物的穩(wěn)定性和粘度。
21.如權(quán)利要求20所述方法，其中堿金屬氫氧化物是氫氧化鈉或氫氧化鉀。
22.如權(quán)利要求20所述方法，其中所述羥基苯酚是C24-C36的同亞甲基相結(jié)合的羥基苯酚。
23.如權(quán)利要求20所述方法，其中表面活性劑是山梨聚糖酯和聚山梨酯的組合。
24.如權(quán)利要求20所述乳液，其中第一種蠟的熔點是120°F，第二種蠟是皂化蠟。
25.如權(quán)利要求20所述方法，其中一種配位淀粉，包括淀粉和一種配位試劑，所述配位試劑選自硼酸鹽化合物和鉬化合物。
26.一種乳液，包括第一種蠟，熔點至少為120°F，含量為乳液總重的30-45％；一種皂化蠟，含量為乳液總重的3-5％；一種表面活性劑的組合物，含量為乳液總重的0.5-5％；一種烷基苯酚，含量為乳液總重的0.5-10％；一種聚奈磺酸，含量為乳液總重的0.25-5％；水，含量為乳液總重的45-65％；一種堿金屬氫氧化物，含量為乳液總重的0.5-3％。
27.如權(quán)利要求26所述乳液，還包括一種配位淀粉，所述配位淀粉包括一種淀粉，一種配位試劑，所述配位試劑包括硼酸鹽化合物和鉬化合物。
28.一種制備石膏木質(zhì)光纖產(chǎn)品的方法，包括如下步驟(a)混合泥漿中包括5-50％的木質(zhì)泥漿，5-50％的石膏，1-3％的權(quán)利要求27所述乳液，以上百分比基于泥漿和水的總重；(b)將泥漿置于一個真空金屬網(wǎng)上，以形成墊子外形；(c)將步驟(b)中的墊子部分烘干；(d)通過一系列真空帶狀軸滾，壓縮步驟(c)中的墊子(e)在烘干爐中烘干壓縮步驟(d)中的墊子。
29.如權(quán)利要求28所述方法，其中所述蠟乳液包括第一種蠟，熔點至少為120°F，含量為乳液總重的30-45％；一種皂化蠟，含量為乳液總重的3-5％；一種表面活性劑的組合物，含量為乳液總重的0.5-5％；一種烷基苯酚，含量為乳液總重的0.5-10％；一種聚奈磺酸，含量為乳液總重的0.25-5％；水，含量為乳液總重的45-65％；一種堿金屬氫氧化物，含量為乳液總重的0.5-3％。
30.如權(quán)利要求29所述方法，其中蠟乳液還包括一種配位淀粉，該配位淀粉包括一種淀粉和一種配位試劑，所述配位試劑選自硼酸鹽化合物以及鉬化合物。
31.一種用權(quán)利要求28所述方法制造的墻板。
32.一種用權(quán)利要求29所述方法制造的墻板。
33.一種用權(quán)利要求30所述方法制造的墻板。
34.一種用權(quán)利要求28所述方法制造的蓋板。
35.一種用權(quán)利要求29所述方法制造的蓋板。
36.一種用權(quán)利要求30所述方法制造的蓋板。
37.一種石膏木質(zhì)光纖產(chǎn)品，包括(a)一種木質(zhì)光纖；(b)石膏和(c)一種蠟乳液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可以賦予石膏木質(zhì)光纖產(chǎn)品防水性質(zhì)的乳液。在一個實施例中，乳液包括至少一種蠟，一種羥基苯酚，至少一種表面活性劑；一種聚奈磺酸鹽，和一種配位淀粉。在另一個實施例中，乳液包括蠟或蠟制品的組合，一種烷基苯酚，至少一種表面活性劑，聚奈磺酸，一種堿金屬氫氧化物和一種配位淀粉。
文檔編號C09D191/06GK1723255SQ03825674
公開日2006年1月18日 申請日期2003年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者史蒂文·J·萬特林, 博內(nèi)爾·S·瑟帕卡 申請人:博登化學(xué)公司