用于制造石膏纤维板的低纤维煅烧方法技术

用于制造石膏纤维素纤维板的一种节能有效的方法，包括在将石膏以及纤维素纤维在一个反应器中进行共煅烧之前将第一部分的纤维素纤维加入石膏中，将第二部分的纤维素纤维在其离开该反应器形成第二浆料之后加入该浆料中，将该浆料进行沉淀以形成一个垫，将该垫脱水，将该垫进行再水化并且然后对该垫进行最终处理以形成一个最终的石膏纤维素纤维板。与由相同成分组成的但是全部纤维都是在反应器之前加入石膏中的石膏纤维板相比，当所加入的第二部分的纤维素纤维是在最终的板中所使用总的纤维素纤维的５０％或更多时，可以实现高达约４０％至约５０％的蒸汽能使用量的降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及适合用于建筑应用的一种改进的石膏纤维素纤维复合面板，这 些建筑应用是用于壁板天花板应用，框架以及护套元件，护墙板元件、以及其他建筑结构类 型，它们具有显著更低的密度以及更高的柔性同时显著降低了总的纤维素纤维的量，该纤 维素纤维在将另外的纤维素纤维浆料加入煅烧的石膏以及纤维素纤维的浆料中之前加入 石膏中与石膏在一个反应器中进行反应用于煅烧石膏，使浆料形成一个垫，将其进行脱水、 再水化成石膏并且然后干燥以形成一个纤维增强的石膏纤维壁板面板(以下称为“石膏纤 维板面板”或“GFP”)。
技术介绍
石膏纤维板面板已经用于建筑行业来形成住宅和/或商用结构的内部的以及外 部的墙壁。然而，此类常规的面板的缺点是它们没有足够的挠曲韧性达到使此类面板可以 与基于木材的面板如胶合板或定向刨花板(OSB)相比的程度。建筑结构在它们的寿命期间经受多种冲击荷载(例如，冰雹损害、来自由于龙卷 风或飓风而投掷在建筑物上的物体的损害)。并非所有建筑的护套面板都是足够坚固以经 受此类冲击荷载。在必须证明耐冲击荷载性的地方，对护套面板进行测量以确定该面板可 以抵抗而不损坏的冲击。如本说明书中所表征的挠曲韧性被测量为等于对于在三点弯曲中负载的一个样 品在挠度负荷下的总面积对比挠曲的曲线。挠曲韧性的一个例子是根据ASTM D1037试验方法对于在一个3-点弯曲中负载的 一个挠性样品测量为在荷载下的总面积对比挠曲的曲线。实现了显著的挠曲韧性的基于木材的面板通常是胶合板或定向刨花板(OSB)，它 们由胶粘在一起的木质薄木板或大的木片组成。这些面板可以提供挠曲韧性，但是每种都 是可燃的并且在船用胶合板之外的许多情况下，这些面板在暴露于水中时不是耐用的。由 水硬水泥形成的面板将可以抵抗水，但是比这些木质面板重很多。人们相信目前没有在可 比的成本下可得到的面板，它能提供本专利技术的挠曲韧性同时避免胶合板或OSB的不足。此外，对于配置为在建筑环境中与胶合板以及OSB类似表现的石膏纤维面板的需 要意味着这些面板是可钉的并且可以使用常规的锯以及其他常规的木工工具进行切割或 加工。该面板应当是能够使用切割木材的圆形锯来切割。该面板还应当是能够用钉子或 螺钉固定到框架上。该面板在暴露于水中时应当在尺寸上是稳定的，S卩，它应当尽可能小的膨胀，优选小于根据ASTM C 1278所测量的0.1%。尽管其他石膏纤维板面板产品在一个2小时浸泡 试验中可以具有高达10%的水分摄入，对于某些石膏纤维板面板的标准规格列出了在一个 2小时浸泡中5%的水分摄入。该面板应当不是生物可降解的或受昆虫攻击的或腐烂。然 而，该面板应当为外部最终处理系统提供一个可粘合的基底。具有约714kg/m3(501b/ft3)至约 1000kg/m3(701b/ft3)的密度的一个 0. 5 英寸 (12.7mm)厚的石膏纤维板面板(GFP)的挠曲强度是至少5. 2MPa(750psi)、并且优选大于 6. 9MPa (IOOOpsi)，如根据ASTM D1037试验所测量的。应当明确的是目前可得的基于石膏纤维以及基于木材的产品或复合材料满足了 以上的性能特征的一些、但并非全部。具体来说，对于改进的基于石膏纤维的面板存在着一 种需要，它们是轻型的具有改进的挠曲韧性并且它们通过提供不可燃性以及耐水性而超过 了目前使用的石膏纤维板以及基于木材的能力。尽管玻璃纤维已经被用于增强石膏板以及石膏纤维板，但是已经建议用其他纤维 来增强石膏板，例如金属纤维、木质或纸纤维、碳纤维或聚合物纤维。授予M. Baig的美国专利号5，320，677 (将其通过引用全文结合在此)披露了一种 复合石膏/木质纤维(GWF)材料产品以及用于形成该产品的方法，其中将石膏颗粒的一个 稀浆料以及纤维素的纤维在压力下加热以便通过在木质纤维的存在下煅烧该石膏将生石 膏转化成硫酸钙半水化物。溶解的硫酸钙润湿了纤维中的空隙并且所产生的半水化物最终 在该纤维素纤维空隙中在原位形成了结晶。然而，令人希望的是进一步改进GWF以降低面 板的密度并且改进其柔性、降低在GWF生产过程中不能容易地再水化成石膏的未反应的半 水化物的量、并且降低面板的固化时间、同时显著地降低将石膏煅烧成硫酸钙半水化物所 要求的蒸汽能的量值。授予Lyrm等人的美国专利号6，508，895 (将其通过引用结合在此)披露了一种无 纸石膏/纤维板，通过使用一种方法它与石膏/纤维板相比具有改进的耐冲击性，该方法中 形成了一种多层石膏/纤维板，在该板的背面埋入一个柔性的网、优选是纤维玻璃网以提 供改进的耐冲击性。在该方法中，该网是在干燥之前对板进行的压制之前被送入该面板的 成形区域中。可任选地，可以将一个第二层网植入该石膏/纤维板的顶层中。授予Schaefer等人的美国专利号4，199，366A(将其通过引用结合在此)披露了 一种纤维增强的水泥材料，它具有基于该材料的总体积至少2体积％的量值的短的聚乙烯 醇纤维。这些纤维具有在约4%和8%之间的断裂伸长以及具有大于130g/分特克斯的模 量。还披露了用于生产该材料的一种方法。授予Gordon等人的美国专利号4，306，911A(将其通过引用结合在此)披露了用 于生产一种纤维强化的水压获得的固化材料的一种方法。授予Meier等人的美国专利号4，339，273A(将其通过引用结合在此)披露了用于 生产一种纤维增强的、水压固化组合物的一种方法、所生产的组合物及其用途。授予Vondran的美国专利号5，298，071A(将其通过引用结合在此)披露了一种纤 维可水化的水泥组合物，该组合物包括在可水化的水泥粉末中的一种均勻分散的相互研磨 的纤维(interground fiber)。授予Englert的美国专利号5，817，262A (通过引用将其全文结合在此)披露了用 于制造一种具有改进的耐湿性的石膏木质纤维板的方法，它是通过向煅烧的石膏和木质纤维的浆料中在高于半水化物将再水化成石膏的点的温度下加入一种水性硅氧烷乳液。授予Song的美国专利号6，010，596 (通过引用将其全文结合在此)披露了一种方 法，该方法通过向煅烧的石膏以及木质纤维浆料中在硫酸钙半水化物将再水化成石膏之前 加入一种蜡乳液来制造一种耐湿性石膏木质纤维板。授予Lyrm的美国专利号6，221，521B1 (通过引用将其全文结合在此)披露了一种 三层无纸纤维增强的石膏/纤维板产品，它是不可燃的并且在其芯层中使用了按重量计不 超过3%的有机材料并且向其多个表面层中的煅烧的石膏中加入了 10% -30%的纸增强纤 维。授予Baig的美国专利号6，268，042B1 (通过引用将其全文结合在此)披露了在家 具中使用的一种高强度低密度的纤维板面板，它是由矿棉、轻型骨料、20%至35%的纤维素 纤维、粘合剂以及高达23%的石膏固体制成的。授予Carbo等人的美国专利号6，406，779B1 (通过引用将其全文结合在此)披露 了一种无纸石膏/纤维板，它由煅烧的石膏制成并且加入了通过加入一种热可固化的底胶 而具有改进的表面特征的纤维素纤维，该底胶包括一种成膜的聚合物材料的水性乳液。授予Lyrm等人的美国专利号6，508，895B2 (通过引用将其全文结合在此)披露了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造石膏纤维板面板的方法，该方法包括：向一个反应器中提供包括石膏以及一个第一部分的纤维素纤维的一种水性浆料，将该石膏以及一个第一部分的纤维素纤维在一个反应器中进行反应以生产一种煅烧的结晶石膏以及纤维素纤维的浆料，在该反应器步骤之后用一个第二部分的纤维素纤维来均匀地增强该煅烧的石膏以及纤维素纤维的浆料以形成一个第二浆料，沉淀该第二浆料以形成一个垫，使该垫脱水，使该形成的垫再水化成为一个石膏纤维素纤维垫，并且然后进行干燥，将该形成的垫切割并且最终处理成一个最终的石膏纤维板的面板。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-12-20 11/962031一种用于制造石膏纤维板面板的方法，该方法包括向一个反应器中提供包括石膏以及一个第一部分的纤维素纤维的一种水性浆料，将该石膏以及一个第一部分的纤维素纤维在一个反应器中进行反应以生产一种煅烧的结晶石膏以及纤维素纤维的浆料，在该反应器步骤之后用一个第二部分的纤维素纤维来均匀地增强该煅烧的石膏以及纤维素纤维的浆料以形成一个第二浆料，沉淀该第二浆料以形成一个垫，使该垫脱水，使该形成的垫再水化成为一个石膏纤维素纤维垫，并且然后进行干燥，将该形成的垫切割并且最终处理成一个最终的石膏纤维板的面板。2.如权利要求1所述的方法，其中未水化的半水化物的量从最终面板中未水化的半水 化物的水平降低了大于50%，这些最终面板是由与该石膏进行煅烧的所有纤维素纤维组成 的。3.如权利要求1所述的方法，其中该最终面板包括0.0至3. 0重量％的未水化的半水 化物。4.如权利要求1所述的方法，其中提供给该反应器的石膏是处于一种水性浆料的形 式，并且加入该反应器中的该第一部分的纤维素纤维也是处于一种水性浆料的形式，并且 该两个浆料在进入该反应器之前一起进行共混。5.如权利要求4所述的方法，其中该第二部分的纤维素纤维也被加入处于一种水性浆 料形式的该煅烧的石膏以及纤维素纤维的浆料之中。6.如权利要求1所述的方法，其中该第一部分的纤维素纤维基于该反应步骤之前的干 燥基重是该水性浆料的约3. Owt. %至4. 5wt. %。7.如权利要求1所述的方法，其中该石膏纤维板面板中总的纤维素纤维含量是按重量 计约8%至10%。8.如权利要求1所述的方法，其中在该反应器中该石膏以及纤维素纤维的浆料的稠度 是按重量计约25%至30%。9.如权利要求1所述的方法，其中纤维素纤维总量的约50wt.%...

【专利技术属性】
技术研发人员：MS斯金纳，RG兰格，D布莱克本，
申请(专利权)人：美国石膏公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]