复合轻量石膏墙板制造技术

本发明专利技术提供了一种轻量复合石膏板，包括泡沫低密度凝固石膏芯、顶部非泡沫（或低泡沫）粘结高密度层和底部非泡沫（或低泡沫）粘结高密度层，通过顶部非泡沫（或低泡沫）粘结高密度层结和在泡沫低密度凝固石膏芯上的顶部板层，以及通过底部非泡沫（或低泡沫）粘结高密度层结合在泡沫低密度凝固石膏芯上的底部板层。该泡沫石膏芯和非泡沫（或低泡沫）粘结层由石膏浆制成，该石膏浆包含灰泥、预凝胶淀粉、并优选包含萘磺酸盐分散剂和三偏磷酸钠。含石膏浆中使用肥皂泡沫时，该泡沫石膏芯的密度约为３０ｐｃｆ。石膏板具有轻量和高强度。本发明专利技术还提供了制备该石膏板的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及独特的具有高强度的轻量复合石膏板。本专利技术还涉及利用独特的含石膏浆形成泡沬低密度凝固(set)石膏板芯和非泡沫(或低泡沫)粘 结高密度层来制造这种轻量复合石膏板的方法，该粘结高密度层将顶部和底 部板层(coversheet)粘结到该板芯。
技术介绍
石膏(二水合硫酸钙)的某些性质使其在制造工业和建筑产品(如石膏 墙板)的应用上备受欢迎。石膏是一种丰富的，通常很便宜的原料，其通过 脱水和再水合过程，可被铸造、模塑或以其它方式形成有用的形状。制成石 膏墙板和其它石膏制品的基底材料是硫酸钙的半水合物形式 (CaS(Vl/2H20)，通常称为"灰泥"，它是由硫酸钙的二水合物形式 (CaSCV2H20)热转换，从中除去1-1/2水分子而生成。传统的含石膏产品如石膏墙板具有很多优点，例如低成本和易于加工。 利用淀粉作为制造含石膏产品的浆体中的成分己经在制造这些产品方面实现 了各种改进。例如，预凝胶淀粉可增强含石膏产品包括石膏墙板的抗弯强度 和耐压强度。已知的石膏墙板包含小于约101bs/MSF水平的板淀粉。在含预凝胶淀粉的石膏浆中有必要使用大量的水，以便保证浆体有适当 的流动性。但是，大部分水最终必须通过干燥去除，而干燥费用昂贵，因为 干燥过程使用高成本的燃料。干燥步骤也很费时。人们发现使用萘磺酸盐分 散剂能增强浆体的流动性，由此克服对水的需求问题。此外，人们还发现如 果使用水平(量)够高，萘磺酸盐分散剂能交联到预凝胶淀粉上，以便在干 燥后将石膏晶体粘结到一起，由此增强石膏复合品的干强度。在过去，人们 没有认识到三偏磷酸盐影响石膏浆的水需求。然而，本专利技术人发现在特定分 散剂的存在下，将三偏磷酸盐水平增加到目前未知的水平上可能以出人意料 的减少的水量，实现浆体适当的流动性，甚至在高水平淀粉存在下。这当然是非常可取的，因为它反过来减少干燥的燃料用量以及与后来水去除处理步 骤相关的处理时间。因此，本专利技术人还发现石膏墙板的干强度可通过在用于 制造墙板的浆体中使用萘磺酸盐分散剂结合预凝胶淀粉来增强。传统的石膏墙板具有用于工作的足够强度，并满足标准测试要求如钉拉阻力(771b)和芯硬度(lllb)。然而，传统墙板质重，通常重达1600-1700 lb/MSF。如果能找到一种生产板重(密度)大大降低而对钉拉阻力和硬度特 性无不良影响的高强度石膏墙板的方法，这将是对本领域的有用贡献。人们还知道在制造石膏墙板中，粘结层可用以促进纸板层对凝固石膏芯 的粘着或粘结。通常，这些粘结层相对很厚，约为7mil-25mil，甚至达到 50mil (mil，密尔)。预计较薄的粘结层较难适用并显示出其它缺点。但 是，使用这些厚的粘结层会减少成品墙板中的芯硬度。这些干粘结层中的最 终密度大于约70pcf-90pcf。术语"pcf"定义为磅每立方英尺(lb/ft3)。如果 能找到一种用更薄、更轻的粘结层来制造低密度凝固石膏板，而不削弱芯硬 度或其它重要板性质的方法，这将是对本领域的有用贡献。
技术实现思路
本专利技术一般包括一种轻量石膏复合板，包括具有一顶面和一底面的一泡 沫低密度凝固石膏芯，该泡沫低密度凝固石膏芯用含石膏浆制成，该含石膏 浆包括灰泥，以及基于灰泥重量，约0.5-10%重量的预凝胶淀粉，约0.1-3.0% 重量的萘磺酸盐分散剂和约0.12-0.4%重量的三偏磷酸钠，该轻量石膏复合墙 板还包括一覆盖在泡沬低密度凝固石膏芯的顶面上的顶部非泡沫(或低泡 沫)粘结高密度层， 一覆盖在泡沫低密度凝固石膏芯的底面上的底部非泡沫 (或低泡沬)粘结高密度层， 一顶部板层以及一底部板层，其中该顶部板层 通过顶部非泡沫(或低泡沬)粘结高密度层结合在泡沬低密度凝固石膏芯 上，该底部板层通过底部非泡沫(或低泡沫)粘结高密度层结合在泡沬低密 度凝固石膏芯上。该轻量石膏复合板的顶部和底部非泡沫(或低泡沫)粘结高密度层包括 含石膏浆总量约10%-16%的重量。在一种优选的实施方式中，覆盖在泡沫低 密度凝固石膏芯的顶面上的顶部非泡沫(或低泡沫)粘结高密度层包括含石膏浆总量约6-9%的重量，而覆盖在泡沫低密度凝固石膏芯的底面上的底部非泡沫(或低泡沫)粘结高密度层包括含石膏浆总量约4-6%的重量。具体实施例方式人们意外地发现，用更薄、更轻的顶部和底部非泡沫(或低泡沫)粘结 高密度层制备泡沫低密度凝固石膏芯以达到重顶部(面)板层和底部(背) 板层的良好结合，可获得具有钉拉阻力、芯硬度和板强度的复合石膏板。本专利技术的复合石膏板包含一具有顶面和底面的泡沫低密度凝固石膏芯， 一覆盖在泡沫低密度凝固石膏芯的顶面上的顶部非泡沫(或低泡沫)粘结高 密度层， 一具有泡沫低密度凝固石膏芯-表面的顶部(或面)板层，该顶部板 层通过顶部非泡沫(或低泡沬)粘结高密度层结合在泡沫低密度凝固石膏芯 上， 一覆盖在泡沫低密度凝固石膏芯的底面上的底部非泡沫(或低泡沬)粘 结高密度层，以及一具有泡沫低密度凝固石膏芯-表面的底部(或背)板层， 该底部板层通过底部非泡沫(或低泡沬)粘结高密度层结合在泡沫低密度凝固石膏芯上。优选地，该顶部板层为重量约601b/MSF(厚度约18mil)的纸。 此外，顶部(面)板层和底部(背)板层大体上与泡沫低密度凝固石膏芯平 行。泡沫低密度凝固石膏芯由含灰泥的泡沫石膏浆制成，并包含预凝胶淀 粉，以及优选包含萘磺酸盐分散剂，还优选包含三偏磷酸钠。该顶部和底部 非泡沫(或低泡沫)粘结高密度层可包括石膏浆总量约10%-16%的重量。根据本专利技术的一种实施方式，可提供由含石膏、预凝胶淀粉、萘磺酸盐 分散剂和三偏磷酸钠的泥浆制成的成品复合石膏板。萘磺酸盐分散剂以基于 干灰泥重量约0.1%-3%重量的量存在。预凝胶淀粉以基于配方中干灰泥重量 的至少约0.5%重量，高至约10%重量的量存在。三偏磷酸钠以基于配方中干 灰泥重量的约0.12%-0.4%重量的量存在。浆体中可能用到的其它成分包括粘 合剂、纸纤维、玻璃纤维和促进剂。新配制的含石膏桨中可添加产生空气间 隙的肥皂泡沫，以帮助降低最终含石膏产品例如石膏墙板或复合石膏板中的 泡沫低密度凝固石膏芯的密度。约0.5%-10%重量的预凝胶淀粉，约0.1%-3.0%重量的萘磺酸分散剂，以 及最低限度的至少约0.12%重量、高至约0.4%重量的三偏磷酸盐(均基于石 膏浆中使用的干灰泥的重量)的组合意外并大大地增加了石膏浆的流动性。这大大降低了生产具有足够流动性的用于制备含石膏浆产品如石膏墙板的石 膏浆的需水量。三偏磷酸钠盐的水平，其至少约为标准配方(三偏磷酸钠) 两倍，被认为可促进萘磺酸盐分散剂的分散活性。空气伺隙会降低泡沫低密度凝固石膏芯和板层之间的粘结强度。因为一 半以上的复合石膏板体积可由泡沫引起的空气间隙组成，这些泡沫会妨碍泡 沫低密度凝固石膏芯和纸板层之间的粘结。这可以通过在石膏芯上涂覆板层 之前，在接触该石膏芯的顶部板层和底部板层的表面上设置非泡沫(或低泡 沫)粘结高密度层来解决。这种非泡沬或者低泡沫粘结高密度层配方除了不 添加肥皂，或添加的肥皂(泡沬)的量大大降低外，通常与石膏浆芯配方相 同。可选地，为了形成该粘结层，可从芯配方中机械地除去泡沫，或在泡沫 低密度凝固石膏芯/面纸界面上涂覆不同的无泡沫配方。肥皂泡沬需要被引入本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合轻量石膏板，包括：　一泡沫低密度凝固石膏芯，其具有一顶面和一底面，该泡沫低密度凝固石膏芯用包含灰泥、预凝胶淀粉和泡沫的含石膏浆制成；　一顶部非泡沫高密度粘结层，其厚度约２ｍｉｌ－７ｍｉｌ，覆盖在所述泡沫低密度凝固石膏芯的 顶面；　一底部非泡沫高密度粘结层，其厚度约２ｍｉｌ－７ｍｉｌ，覆盖在所述泡沫低密度凝固石膏芯的底面；　一顶部板层，以及　一底部板层；　其中所述顶部板层通过所述顶部非泡沫高密度粘结层结合在泡沫低密度凝固石膏芯上，且所述 底部板层通过所述底部非泡沫高密度粘结层结合在泡沫低密度凝固石膏芯上，并且其中所述复合板的１／２英寸厚的干重约１０００ｌｂ／ＭＳＦ或更低，钉拉阻力至少约７７ｌｂ／ＭＳＦ，芯硬度至少约１１ｌｂ／ＭＳＦ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：于强，卫新戴维宋，
申请(专利权)人：美国石膏公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]