低尘石膏墙板制造技术

本发明专利技术提供具有高空隙体积的低尘低密度石膏墙板产品，其对应于约１０－３０ｐｃｆ的低密度。该墙板具有一形成于两个大体平行的板层之间的凝固石膏芯，该凝固石膏芯优选总空隙体积为约８０％－９２％，并由包含灰泥、预凝胶淀粉和萘磺酸盐分散剂的浆体制成。预凝胶淀粉和萘磺酸盐分散剂的组合还为凝固石膏晶体粘结在一起时提供一种胶状作用。该墙板配方，和小气泡空隙（以及水隙）一起，在切割、锯、掘、折、钉或拧紧、或钻孔该含石膏产品时提供粉尘控制。本发明专利技术还提供一种制造所述低尘低密度石膏产品的方法，包括在凝固石膏芯中引入足够量的肥皂泡沫以形成包含气隙、优选约８０％－９２％的总空隙体积，对应于凝固石膏芯密度为约１０ｐｃｆ－３０ｐｃｆ。按照本方法生产的墙板大大减少在加工期间产生的粉尘。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种生产石膏墙板的方法，其中加工墙板期间粉尘的产生大 大降低。更具体地，该方法包括引入足够量的肥皂泡沫以在凝固石膏芯中形 成约80%-90%的总空隙体积，对应于凝固石膏芯密度为约10pcf-30pcf，该方 法在加工期间提供明显降低的粉尘形成。本专利技术还涉及一种利用该方法制造 的低尘石膏墙板。
技术介绍
石膏(二水合硫酸钙)的某些性能使其在制造工业和建筑产品如石膏墙 板的应用中很受欢迎。石膏是一种丰富和廉价的原料，其通过脱水和再水合 过程，可以铸造、模塑或以其它方式形成有用的形状。作为石膏墙板和其它 石膏产品制造来源的基底材料是硫酸钙的半水合物形式(CaS04'l/2H20), 通常称作"灰泥"，它是由硫酸钙的二水合物形式(CaSO+2H20)加热转化， 从中除去1-1/2分子水产生。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， 然而当这些产品被切割或钻孔时会产生大量的石膏粉尘。利用淀粉作为制造 含石膏产品的浆体成分已经在制造这些产品方面实现了各种改进。预凝胶淀 粉，像胶水一样，可增强包括石膏墙板在内的含石膏产品的抗弯强度和耐压 强度。已知的石膏墙板包含小于约101bs/MSF水平的淀粉。为了保证浆体有适当的流动性，在含预凝胶淀粉的石膏浆中还有必要使 用大量的水。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。研究发现使用萘磺酸盐 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，研究还发现 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合到一起，由此增强石膏复合品的干强度。因此，预凝 胶淀粉和萘磺酸盐分散剂的结合在粘合凝固石膏晶体中提供了类似胶水的作 用。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，本发 明人发现在特定分散剂的存在下，将三偏磷酸盐的水平增加到目前未知的水 平上可能以出人意料地减少的水量，甚至在高水平淀粉存在下，实现浆体适 当的流动性。这当然是非常可取的，因为它反过来减少了干燥的燃料用量以 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。本专利技术的石膏板应区别于不具有夹层(face sheet)的吸声板或砖。并 且，本专利技术的石膏板应区别于包含聚苯乙烯作为轻量骨料的吸声板或砖。重 要的是，上述吸声板或砖不符合适用于石膏墙板的很多ASTM标准。例如， 已知的吸声板不具有包括本专利技术在内的石膏墙板所需的抗弯强度。相反，为 了使吸声板或砖符合ASTM标准，吸声板或砖的暴露表面需要具有中空空洞 或凹陷，这在石膏墙板中是不合需要的，并且会对钉拉阻力性质产生不利影 响。粉尘产生是所有墙板安装时的潜在问题。例如，当石膏墙板通过切割、 锯、掘、折、钉或拧紧、或钻孔被加工时会产生大量的石膏粉尘。对于本发 明揭露内容而言，"粉尘"和"粉尘产生"指在含石膏产品加工期间，例如通过 切割、锯、掘、刻/折、钉或拧紧、或钻孔该板，粉尘释放进入周围工作空 间。加工通常还可包括正常板处理，包括在运输、携带和安装期间意外地刮 或刨削该板时产生的粉尘。如果找到一种粉尘产生大大降低的生产低密度墙 板的方法，将是对本领域特别有用的贡献。
技术实现思路
本专利技术通常包括一种低尘石膏墙板，其包括在两个大体平行的板层之间 形成的一凝固石膏芯，该凝固石膏芯具有约75%-95%的总空隙体积，该石膏芯是由包含水、灰泥、预凝胶淀粉和萘磺酸盐分散剂的含石膏浆制成，其中预凝胶淀粉是以基于灰泥重量约0.5-10%重量的量存在。优选地，萘磺酸盐 分散剂是以基于干灰泥重量约0.1-3.0%重量的量存在。可选地，三偏磷酸钠 是以基于灰泥重量至少约0.12%重量的量存在。在一种优选的实施方式中， 三偏磷酸钠是以基于干灰泥重量约0.12-0.4%重量的量存在。在一种优选的实施方式中，本专利技术包括一种低尘石膏墙板，其包括在两 个大体平行的板层之间形成的含有预凝胶淀粉和萘磺酸盐分散剂的一凝固石 膏芯，该凝固石膏芯具有约80%-92%的总空隙体积，其中总空隙体积的至少 60%包含平均直径小于约IOO微米的气隙(airvoid)，且凝固石膏芯的密度 为约10pcf-30pcf。术语"pcf，定义为磅每立方英尺(lb/ft3)。该凝固石膏芯由 包含灰泥、预凝胶淀粉和萘磺酸盐分散剂的含石膏浆制成，其中预凝胶淀粉 是以基于灰泥重量约0.5-10%重量的量存在。优选地，萘磺酸盐分散剂是以 基于干灰泥重量约0.1-3.0%重量的量存在。根据本专利技术制造的石膏墙板具有高强度，但重量比传统墙板低的多。此 外，研究发现通过确保凝固石膏芯的总芯空隙体积为约70%-95%，并优选为 约80%-92%，在切割、锯、掘、折、钉或拧紧、或钻孔根据本专利技术制造的墙 板时，产生的粉尘也减少很多。在另一种实施方式中，本专利技术建立一种制造高强度、低粉尘的石膏墙板 的方法，即通过混合包含水、灰泥、预凝胶淀粉和萘磺酸盐分散剂的含石膏 浆，其中萘磺酸盐分散剂是以基于干灰泥重量约0.1-3.0%重量的量存在，预 凝胶淀粉是以基于灰泥重量，至少约0.5%高至约10%重量的量存在，并且添 加足够的肥皂泡沫至含石膏浆，以在成品墙板中形成约75%-95%的包含气隙 的总空隙体积。将产生的含石膏浆沉积在第一纸的或其它适当板层上，然后 将第二纸或其它适当板层置于该沉积浆体上以形成石膏墙板。当含石膏浆硬 化到足以用于切割时，切割该石膏墙板，并干燥由此产生的石膏墙板，以在 成品墙板中提供具有约75%-95%的包含气隙的总空隙体积的凝固石膏芯。所 述含石膏浆可选择地包含三偏磷酸盐，例如三偏磷酸钠。其它常规成分也可 用于该浆体中，视情况包含促进剂、粘结剂、防水剂、纸纤维、玻璃纤维、 粘土、杀菌剂和其它己知成分。在另一种实施方式中，本专利技术建立一种使用低尘石膏墙板的方法，即通过提供具有一总空隙体积为约75%-95%的凝固石膏芯的低尘石膏墙板，其中 总空隙体积的至少60%包含平均直径小于约IOO微米的气隙以及包含平均直 径小于约5微米的水隙(watervoid)，以产生石膏粉尘的方式(如切割、 锯、掘、刻/折、钉或拧紧、或钻孔)加工该墙板；以及在空隙中捕获相当大 一部分石膏粉尘。附图简要说明附图说明图1是说明本专利技术一种实施方式的铸造石膏立方体样品(11: 08) 15X 放大的扫描电子显微照片。图2是说明本专利技术一种实施方式的铸造石膏立方体样品(11: 30) 15X 放大的扫描电子显微照片。图3是说明本专利技术一种实施方式的铸造石膏立方体样品(11: 50) 15X 放大的扫描电子显微照片。图4是说明本专利技术一种实施方式的铸造石膏立方体样品(11: 08) 50X 放大的扫描电子显微照片。图5是说明本专利技术一种实施方式的铸造石膏立方体样品(11: 30) 50X 放大的扫描电子显微照片。图6是说明本专利技术一种实施方式的铸造石膏立方体样品(11: 50) 50X 放大的扫描电子显微照片。图7是说明本专利技术一种实施方式的铸造石膏立方体样品(11: 50) 500X 放大的扫描电子显微照片。图8是说明本专利技术一种实施方式的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低尘石膏墙板，包括：　在两个大体平行的板层之间形成的一凝固石膏芯，该凝固石膏芯具有约７５％至约９５％的总空隙体积。

【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]