[發(fā)明專利]提高石膏板強(qiáng)度的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201180058805.6
• 申請(qǐng)日: 2011-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103249691A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·R·維特博爾德;B·L·彼得森;D·R·布萊克本
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 美國(guó)石膏公司
• 主分類號(hào): C04B28/14
• 分類號(hào): C04B28/14;C04B38/10;B01F17/00
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11280
• 代理人: 徐舒

相關(guān)申請(qǐng)

根據(jù)35USC119(e)，本申請(qǐng)要求2010年12月29日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)No.61/427,862的優(yōu)先權(quán)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及加強(qiáng)石膏板的方法。更具體地，它涉及在加入石膏漿料的泡沫泡周圍形成外殼以增強(qiáng)泡沫泡的壁。

背景技術(shù)

石膏板廣泛用作建筑材料。由石膏制備的壁板阻燃，并且可以用在建造幾乎任何形狀的壁中。它主要用作內(nèi)壁或外壁或天花板產(chǎn)品。石膏具有隔音性質(zhì)。如果石膏變得受損，其相對(duì)容易修補(bǔ)或替換。存在各種可以施用到壁板上的裝飾性修整，包括涂漆和壁紙。即使具有所有這些優(yōu)點(diǎn)，但它仍然是相對(duì)低廉的建筑材料。

壁板成本低的一個(gè)原因是它們通過(guò)快速高效的工藝制得。半水合硫酸鈣在水存在下水合形成二水合硫酸鈣晶體互鎖的基體，造成它凝結(jié)并變堅(jiān)硬。在混合器中制備包含半水合硫酸鈣和水的漿料。在獲得均勻混合物時(shí)，將該漿料連續(xù)沉積在運(yùn)動(dòng)的表面上，該表面任選地包括飾面材料。第二飾面材料任選在漿料平滑至恒定厚度并且成型為連續(xù)條帶之前施用到其上。將由此形成的連續(xù)條帶在帶上運(yùn)送直至經(jīng)煅燒的石膏凝結(jié)，之后切割條帶形成期望長(zhǎng)度的板，并將這些板運(yùn)送通過(guò)干燥爐以除去多余的水分。由于這些步驟中的每一個(gè)僅花費(fèi)幾分鐘，因此任何工藝步驟的小變化都可以導(dǎo)致生產(chǎn)工藝總體沒(méi)有效率。

形成漿料加入的水量超過(guò)完成水合反應(yīng)所需的量。過(guò)量水分賦予漿料充分的流動(dòng)性，從而流出混合器并流到待成型為合適寬度和厚度的飾面材料上。隨著產(chǎn)物開(kāi)始凝結(jié)，水淤積在二水合物晶體之間的空隙中。水合反應(yīng)利用一些淤積水繼續(xù)該反應(yīng)，繼續(xù)在淤積水中和周圍形成晶體基體。在水合反應(yīng)完成時(shí)，占據(jù)淤積區(qū)的未用的水通過(guò)蒸發(fā)離開(kāi)基體。當(dāng)所有水已蒸發(fā)時(shí)，石膏基體中留下空隙空間。如果使用大量的過(guò)量水分，該空隙空間更大更多。

安裝石膏板的人因連續(xù)移動(dòng)并抬起板而變得疲憊。因此有利的是制造輕量容易處理的板。可以通過(guò)向石膏漿料中加入泡沫來(lái)制造輕量板。發(fā)泡劑如肥皂可以加入漿料中，使得通過(guò)混合作用產(chǎn)生泡沫。在某些情況下，發(fā)泡劑用于先產(chǎn)生泡沫，泡沫在其離開(kāi)混合器之前或之后加入漿料中。選擇發(fā)泡劑以產(chǎn)生在水合發(fā)生時(shí)積極聚結(jié)的泡沫。泡沫泡尺寸分布來(lái)自于“活性(active)”泡沫。隨著水合反應(yīng)進(jìn)行，石膏基體在泡沫泡周圍形成，當(dāng)凝結(jié)石膏形成和泡沫泡破裂時(shí)在基體中留下泡沫空隙。

可能難以獲得產(chǎn)生可接受板強(qiáng)度的泡沫空隙分布。理想的泡沫是產(chǎn)生小泡沫泡的“活性”泡沫，這些小泡沫泡聚結(jié)以連續(xù)產(chǎn)生大、小泡沫泡分布。非常小的許多泡沫空隙在它們之間具有非常薄的石膏基體壁。可以導(dǎo)致最終板具有差的壓縮強(qiáng)度。形成非常大的泡沫空隙可以在板表面造成不均勻，使其美學(xué)上不可接受。用在漿料中的添加劑還可以造成泡沫泡變得過(guò)度不穩(wěn)定，迅速聚結(jié)成大泡沫泡。其它添加劑，包括一些聚羧酸鹽分散劑使泡沫過(guò)度穩(wěn)定，以致于小泡沫泡不能結(jié)合。已表明產(chǎn)生具有適當(dāng)泡沫泡尺寸平衡的泡沫泡以制造強(qiáng)石膏板是困難的工作。

發(fā)明內(nèi)容

采用制造強(qiáng)石膏板的方法改善這些或其它問(wèn)題中的一個(gè)或多個(gè)，該方法包括在泡沫泡與石膏漿料的界面處形成硬化外殼結(jié)構(gòu)的方法。增強(qiáng)組分選自促凝劑、水溶性聚磷酸鹽、三偏磷酸鈉、水溶性聚磷酸鹽與淀粉的混合物、硼酸、纖維、甘油及其組合。接著將增強(qiáng)組分與發(fā)泡劑和水混合形成肥皂水性混合物。由肥皂水性混合物產(chǎn)生泡沫，接著將泡沫加入石膏漿料中。上述混合步驟的具體順序?qū)τ诒景l(fā)明方法不認(rèn)為是關(guān)鍵的，可考慮可替代的步驟順序。

在一些實(shí)施方案中，相比將添加劑加入石膏漿料中，上述方法還使得更成本有效地使用添加劑。通過(guò)在泡沫水、發(fā)泡劑、肥皂水性混合物和/或泡沫中包含增強(qiáng)組分，添加劑僅在它表現(xiàn)最好的位置接觸石膏。當(dāng)泡沫與石膏漿料混合時(shí)，該漿料包圍充滿增強(qiáng)組分的泡沫泡。隨著漿料硬化和凝結(jié)，它從泡沫泡中吸收水，最終使泡沫泡破裂，這使得泡沫泡留下的空隙的內(nèi)表面上或附近具有相對(duì)高濃度的添加劑。在另一實(shí)施方案中，在泡沫泡與石膏漿料的界面處形成硬化外殼結(jié)構(gòu)的方法包括：選擇增強(qiáng)組分，將發(fā)泡劑和增強(qiáng)組分與水混合形成肥皂水性混合物，由肥皂水性混合物產(chǎn)生泡沫，以及將泡沫加入包含水硬組分的石膏漿料中，其中由漿料形成石膏板，該石膏板相比泡沫中缺少增強(qiáng)劑的板具有增加的強(qiáng)度。

具體實(shí)施方式

改進(jìn)的石膏板通過(guò)首先混合發(fā)泡劑、增強(qiáng)組分和泡沫水以制備泡沫，之后將其加入石膏漿料中來(lái)制造。泡沫的單獨(dú)制備將增強(qiáng)組分直接置入泡沫而不是石膏漿料中，在石膏漿料中它被其它組分稀釋和/或與其它組分競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)入肥皂泡。