[发明专利]低重量和密度的耐火石膏面板

说明书

相关专利申请的交叉引用

本部分继续申请要求2010年6月7日提交的在先美国专利申请No.12/795,125的权益，所述美国专利申请No.12/795,125为2006年6月7日提交的美国专利申请No.11/449,177的延续申请，所述美国专利申请No.11/449,177要求2005年6月9日提交的美国临时专利申请No.60/688,839的优先权，并于2010年6月8日授权为美国专利No.7,731,794，所述专利的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

如上引用的在先申请涉及制备包含含磷酸盐的组分、预胶化淀粉和萘磺酸盐分散剂的石膏浆料的方法，以及通过所述方法制得的产品。所述在先申请也涉及通过将含磷酸盐的组分、预胶化淀粉和萘磺酸盐分散剂引入用于制备面板的浆料中，从而增加低重量和密度的石膏面板的干强度的方法。

背景技术

诸如石膏面板的常规含石膏的产品具有许多优点，如低成本和易加工性，尽管当切割或钻孔产品时可产生大量的石膏粉尘。在在先申请中已通过将淀粉和其他成分引入用于制备这种产品的浆料中而在制备含石膏的产品中实现了各种改进。淀粉可增加含石膏的产品（包括石膏面板）的挠曲强度和压缩强度。

通常必要的是在含有预胶化淀粉的石膏浆料中使用大量的水，以确保浆料的适当流动性。遗憾的是，所述水的大部分必须最终通过加热而去除，由于在加热过程中所用的燃料的高成本，这是昂贵的。加热步骤也是耗时的。如在先申请中所说明，已发现萘磺酸盐分散剂的使用可增加浆料的流动性，因此克服了水需求的问题。另外，也发现如果萘磺酸盐分散剂的使用量足够高，则其可交联至预胶化淀粉以在干燥之后结合石膏晶体，由此增加石膏复合材料的干强度。

在过去未认识到含磷酸盐的组分会影响石膏浆料的水需求。然而，如在在先申请中所说明，本发明人发现，在特定分散剂的存在下将含磷酸盐的组分的量增加至至今为止的水平有可能使用出乎意料的降低量的水而获得适当的浆料流动性，甚至在高淀粉量的存在下。当然，这是高度有利的，因为这转而降低了燃料使用，并降低了与随后的水去除处理步骤相关的处理时间。本发明人也发现，可通过在用于制备面板的浆料中使用萘磺酸盐分散剂以及预胶化淀粉来增加石膏面板的干强度。

在先申请的发明包括石膏面板，所述石膏面板包括在两个基本上平行的覆盖片材之间形成的凝固石膏组合物，所述凝固石膏组合物为使用水、灰泥、预胶化淀粉、萘磺酸盐分散剂和任选的水溶性磷酸盐（优选三偏磷酸钠）的含石膏的浆料制得的凝固石膏组合物。该石膏面板具有高强度，以及比常规石膏面板低得多的重量。另外，在切割、锯切、折断或钻孔根据该实施例制得的面板时产生少得多的粉尘。

在先申请的发明的另一实施例包括一种制备石膏面板的方法，所述方法包括混合包含水、灰泥、预胶化淀粉和萘磺酸盐分散剂的含石膏的浆料，其中所述预胶化淀粉以至少约0.5重量%直至约10重量%的量（以灰泥重量计）存在。将所得含石膏的浆料沉积于第一纸质覆盖片材，并将第二纸质覆盖片材置于经沉积的浆料上以形成石膏面板。在含石膏的浆料充分硬化以用于切割之后，切割石膏面板，并干燥所得石膏面板。含石膏的浆料可任选地包含含磷酸盐的组分，例如三偏磷酸钠。其他常规成分也可在浆料中使用，视情况包括促进剂、粘结剂、纸纤维、玻璃纤维和其他已知成分。通常添加肥皂泡沫以降低最终石膏面板产品的密度。

本发明通常涉及具有良好的隔热性质、良好的耐热收缩性、良好的耐火性，以及（在本发明的一些方面）良好的耐水性的低重量和密度的石膏面板。

在建筑和其他建造应用中所用的石膏面板（如石膏墙板或天花板面板）通常包括具有由纸、玻璃纤维或其他合适的材料制成的覆盖片材的石膏芯。石膏面板通常通过如下方式制得：混合“灰泥”与水和其他成分以制备用于形成面板芯的浆料。

如本领域通常理解，灰泥主要包括一种或多种形式的煅烧石膏，即经受脱水（通常通过加热）以形成无水石膏或半水石膏（CaSO₄·1/2H₂O）的石膏。煅烧石膏可包括来自天然或合成来源的β半水合硫酸钙、α半水合硫酸钙、水溶性硫酸钙无水石膏，或这些的任意者或全部的混合物。当将煅烧石膏引入用于形成面板芯的浆料中时，其开始水合过程，所述水合过程在石膏面板的形成过程中完成。当所述水合过程适当地完成时，其产生多种结晶形式的凝固石膏二水合物（即CaSO₄·2H₂O的形式）的通常连续的结晶基质。