[發明專利]低物化能墻板及其制造方法

無效

• 申請號: 200810092096.3
• 申請日: 2008-01-11
• 公開（公告）號: CN101284714A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 凱文·J·蘇拉斯;梅雷迪思·韋爾;馬克·U·波拉特
• 申請（專利權）人: 西里厄斯材料有限責任公司
• 主分類號: C04B9/00
• 分類號: C04B9/00;C04B9/11;C04B12/00;C04B12/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 宋莉

技術領域

本發明涉及墻板芯體的新型組合物和用于制造這種芯體的方法，具體來說，本發明涉及與生產傳統石膏墻板所需能量相比減少了制造墻板所需能量的芯體和方法。

背景技術

石膏墻板用于建造住宅和商業建筑，以形成內墻和天花板并且在某些情況下形成外墻。因為其較容易安裝并且需要最少的修整，石膏墻板在建造住宅和辦公建筑中是用于上述目的的優選材料。

石膏墻板由硬化的包括石膏的芯體組成，該芯體表面帶有紙或其它適于接收例如涂料的涂層的纖維材料。石膏墻板通常通過以下方式制造：將主要由煅燒的石膏組成的含水芯體漿料置于兩張紙之間從而形成夾層結構。各種類型的覆蓋紙在本領域是已知的。可使該含水石膏芯體漿料通過煅燒的石膏的再水合而固化或硬化，通常還繼之以在干燥機中熱處理以便除去多余的水。在石膏漿料已固化(即，與存在于該含水漿料中的水起反應)并且干燥之后，該成型的板材被切割成所需尺寸。用于生產石膏墻板的方法在本領域是已知的。

最初，用于制造石膏墻板的芯體組合物的常規方法包括在高速混合裝置中對干配料進行預混合。該干配料通常包括半水合硫酸鈣(灰泥)、促凝劑以及防干劑(例如淀粉)。該干配料與芯體組合物的“濕”(含水的)部分一起在混合裝置中混合。該濕部分可包括第一組分，其包括水、紙漿與可選地一種或多種流動性增強劑的混合物，以及緩凝劑。紙漿溶液提供了主要部分的形成芯體組合物的石膏漿料中的水。第二濕組分可包括上述增強劑、泡沫材料(foam)和如需要的其它常規添加劑的混合物。上述干和濕部分一起構成最終形成石膏墻板芯體的含水的石膏漿料。

該石膏墻板芯體的主要配料是半水合硫酸鈣，其通常被稱為“煅燒的石膏”、“灰泥”或“熟石膏”。灰泥有許多期望的物理性能，包括但不限于，耐火性、熱穩定性和比重尺寸穩定性(hydrometric?dimensional?stability)、抗壓強度和中性的pH值。一般地，灰泥通過干燥、研磨以及煅燒天然石膏礦石(即二水合硫酸鈣)制備。在制造灰泥中的干燥步驟包括使天然石膏礦石通過回轉窯去除例如來自雨雪而存在于礦石中的任何水份。然后將該干燥的礦石研磨到期望的細度。該干燥的研細的石膏可被稱為“石膏粉”而不管其用途目的。該石膏粉被用作用于轉化成灰泥的煅燒過程中的原料。

制造灰泥過程中的煅燒(或脫水)步驟通過加熱石膏粉來進行，其產生半水合硫酸鈣(灰泥)和水蒸汽。

這樣的煅燒過程步驟在“煅燒爐”中進行，不少類型的煅燒爐對于本領域的技術人員來說都是已知的。

煅燒的石膏直接與水反應并且當與適當比例的水混合時可“固化”。然而，該煅燒過程本身的能量消耗巨大。使用單級和多級裝置煅燒石膏的幾種方法已經被描述，例如在美國專利5954497中所描述的。

通常，在石膏板的制造過程中，可包括減輕重量和增加其它性能的若干添加劑的石膏漿料沉積在移動的紙(或玻璃纖維墊(glassfiber?matt))基底上，該基底本身支撐在長的運輸帶上。然后，將第二紙基底放在漿料上以構成石膏板的第二面并且該夾層結構經過成型臺(forming?station)，其確定石膏板的寬度和厚度。在這種連續操作中，石膏漿料在穿過成型臺之后開始固化。當產生足夠的固化時，該板被切割成可用于市售的長度，然后經過板干燥機。此后，在銷售之前，如果需要將所述板修剪、上帶(taped)、捆扎(bundled)、裝運和儲存。

大多數石膏墻板是以4英尺寬和8英尺長的板材銷售的。板材的厚度自1/4英寸到1英寸變化，其取決于具體的等級和應用，其中1/2”(英寸)或5/8”(英寸)的厚度是常見的。生產石膏墻板的多種板材尺寸和厚度用于各種應用。這種板易于使用并且能易于刻痕和折斷(score?and?snap)以便沿較整齊的線使它們斷裂。

由于某些原因，生產石膏墻板的方法超過百年之久。它在能量豐富且便宜而且溫室氣體問題未知的時候得到了發展。這是重要的特性。雖然多年來已經改善了石膏墻板技術以便包括耐火性作為某些墻板的特性，并且對石膏墻板的檢測也已經標準化(例如以ASTM?C1396)，但在主要的制造步驟方面幾乎沒有變化，并且大多數墻板仍然由煅燒的石膏制成。

如圖1所示，其展示了生產石膏墻板的典型方法中的主要步驟，生產石膏墻板需要大量能量。“物化能”被定義為最終產品“在產品的生產中從原材料階段到送貨所需的總能量”。如圖1所示，生產石膏墻板的四個步驟(干燥石膏、煅燒石膏、用熱水混合漿料以及干燥板材)消耗了相當多的能量。因此，石膏的物化能以及產生的溫室氣體都很高。然而，當今少有代替石膏墻板的其它建筑材料存在。