[发明专利]用于制备具有内部产生的泡沫的轻质石膏组合物的方法及由其制备的产品

说明书

一种用于制备发泡石膏浆料的硫酸钙半水合物与(a)明矾和碳酸钙和/或(b)沸石和过碳酸钠的石膏基组合物。一种由所述组合物制备发泡石膏浆料的方法。一种由所述组合物制备发泡石膏产品的方法。一种具有填充有所述发泡石膏产品的腔体的腔壁。

技术领域

本发明涉及一种用于制备发泡石膏浆料的方法和组合物以及由浆料制备的石膏产品，其中空隙嵌入产品结构中。该产品的用途包括应用这种可控的快速凝固石膏基泡沫材料作为腔体(大或小)或裂缝填料。

背景技术

通常，含石膏的胶结产品是通过以下方式制造的：制备煅烧石膏(α型或β型半水硫酸钙和/或硫酸钙无水石膏)、水和其它组分的混合物以根据情况形成胶结浆料。在制造胶结制品时，胶结浆料和所需的添加剂通常在连续混合器中共混，如例如美国专利第3,359,146号中所述。例如，在典型的石膏面板制造工艺中，通过将煅烧石膏(通常称为“灰泥”)均匀分散在水中以形成水性煅烧石膏浆料来生产石膏板。水性煅烧石膏浆料通常是通过将灰泥和水以及其它添加剂插入到混合器中以连续方式生产的，所述混合器含有用于搅拌内容物以形成均匀石膏浆料的装置。浆料连续地导向且通过混合器的排放出口并且进入连接到混合器排放出口的排放导管。水性泡沫可以在混合器和/或排放导管中与水性煅烧石膏浆料组合以制备发泡浆料。

应了解，此背景描述已由发明人创建以辅助读者，并且不应视为所指出的问题中的任何问题本身在本领域中已被理解的指示。虽然在一些方面和实施例中所描述的原理可以缓解在其它系统中固有的问题，但是应了解，所保护的创新的范围由所附权利要求书限定，并且不由任何所公开的特征解决本文中所提到的任何具体问题的能力限定。因此，一直需要新的和改进的含凝固石膏的产品，以及用于制备它们的组合物和方法，其解决、避免或最小化上述问题。

发明内容

通过碳酸盐源(例如碳酸钙)和酸性活化剂(例如硫酸铝)之间的化学反应实现石膏基材料的快速发泡。该化学反应产生二氧化碳气体作为副产物，其用作发泡剂，产生具有受控或调节的气泡结构的最终材料。本发明/概念展示了可控的快速凝固石膏基泡沫材料作为腔体(大或小)或裂缝填料的应用。

通过使用泡沫结构化材料，可以实现具有低密度和改进的绝缘性能(例如热、声)的填充材料。可针对特定应用调整特定物理特性。这些材料可以通过喷涂或填充或其它方式施加在裂缝/腔体/压痕中。一旦施加，化学反应导致内部产生气体(二氧化碳)，导致填充间隙或空隙的材料膨胀。或者当作为泡沫倾注时，部分大多膨胀，膨胀的最后阶段的将填充间隙或空隙。

材料的发泡和膨胀的量和速率由原料的浓度和浆料凝固前的反应速率决定。湿或干或固化状态下的密度、隔音和隔热性以及机械性能等性质也由原料浓度和反应速率决定。

本发明的产生气体的发泡特性可用于各种产品，包括腔体填充物、裂缝填料、绝缘材料、石膏面板、石膏灰泥、防火密封剂、轻质天花板砖、接缝化合物、涂料和纹理产品。直到粉末与水混合才开始化学反应，导致在泡孔基质内气体释放。初始反应稍微延迟，允许在发泡过程加剧之前操纵湿混合物。

因此，通过使用泡沫结构化材料可以实现具有低密度和改进的绝缘性能(例如热、声等)的填充材料。这些材料可以通过喷涂或倾注或其它任何方式施加于任何形式中，如裂缝/腔体/压痕。一旦施加或在施加材料的机械装置之前，化学反应导致内部产生气体(二氧化碳)，导致填充间隙或空隙的材料膨胀。

本发明提供一种石膏基组合物，其包含成分的混合物，基于100重量份所述成分在干燥(不包括水)基础上，所述成分包含：

50至98重量％硫酸钙半水合物；

用于产生气体的化合物的组合，其选自以下组成的组：

-1.5至50重量％，优选3至20重量％碳酸钙，和1.5至30重量％，优选3至15重量％选自硫酸铝和硫酸铝钾，优选硫酸铝的至少一种铝化合物的第一组合，用于产生CO2气体；和/或