專利名稱：石膏組合物及相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及石膏組合物和石膏組合物的制備方法。更具體地，本發(fā)明涉及凝固的低密度石膏組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
凝固的石膏(二水硫酸鈣)是一種許多類型的制品中通常含有的公知材料。例如，凝固的石膏是用常規(guī)燒石膏制得的成品(如用熟石膏進(jìn)行粉飾的建筑物內(nèi)墻)中的主要成分，也是常見(jiàn)的用于建筑物的內(nèi)墻和天花板的內(nèi)墻干飾面的紙飾面石膏板的主要成分。而且，凝固的石膏是石膏/纖維素復(fù)合纖維板及其制品的主要成分，并且在填平石膏板邊緣結(jié)合處的制品中也含有它。許多特殊材料，例如用于精密機(jī)加工的造型和塑模的材料生產(chǎn)的制品也含有大量的凝固石膏。
這些含石膏制品通常是由燒石膏(半水硫酸鈣和/或無(wú)水硫酸鈣)和水(若合適，還可有其它的成分)形成混合物制得的。該混合物被鑄型成所需要的形狀或鑄型在所需要的表面上，然后通過(guò)燒石膏與水反應(yīng)形成結(jié)晶的水合石膏(二水硫酸鈣)的基質(zhì)以使其硬化而形成凝固(即再水合)石膏?？尚纬赡痰氖嗑w的嵌合(interlocking)基質(zhì)的燒石膏的水合是所需要。從而賦予含石膏制品中的石膏結(jié)構(gòu)以強(qiáng)度。利用適度的加熱除去剩余的自由水(即未反應(yīng)的水)來(lái)得到干制品。
人們繼續(xù)努力，通過(guò)用低密度的材料(例如發(fā)泡的珍珠巖或氣泡)替代凝固的石膏基質(zhì)的一部分來(lái)制造許多這種重量較輕的含石膏制品，以提高例如其吸聲和/或絕緣性能以及處理和運(yùn)輸效率。但是，以前用以制造重量相當(dāng)輕的含石膏制品的的努力并不完全令人滿意，這是因?yàn)?，例如?dāng)用大量的泡沫產(chǎn)生出足以得到低密度的含石膏制品的孔隙率時(shí)，這些制品可能仍不能達(dá)到所需要的例如吸聲和絕緣性能。結(jié)果，生產(chǎn)低密度的含石膏制品易受到由提供的較大量的發(fā)泡劑可能產(chǎn)生的副作用的影響，有時(shí)仍不能得到所需要的結(jié)果。最近，美國(guó)專利5,041,333公開了由纖維狀燒石膏形成的石膏板。纖維狀燒石膏的制備耗時(shí)且昂貴，因此用纖維狀燒石膏制造石膏板也很昂貴。
生成密度足夠低的含石膏制品的另一個(gè)問(wèn)題是在制造、處理和工業(yè)應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)兼顧其尺寸穩(wěn)定性。例如，在制造凝固的石膏制品時(shí)，在石膏凝固后，通常在基質(zhì)中留有大量的自由水(即未反應(yīng)的水)。在干燥凝固的石膏以除去剩余水的過(guò)程中，在水蒸發(fā)時(shí)，基質(zhì)中嵌合的凝固石膏晶體有靠攏的趨勢(shì)。此時(shí)，當(dāng)水從石膏基質(zhì)的晶隙離去時(shí)，凝固石膏用于抵抗石膏晶體上的水施加的毛細(xì)水壓力的自然力使該基質(zhì)趨于收縮。隨著含水的燒石膏混合物中水量的增加，缺乏尺寸穩(wěn)定性愈發(fā)成為問(wèn)題。
甚至在得到了最終的干燥制品后也需要關(guān)注尺寸穩(wěn)定性。尤其是在改變了溫度和濕度的條件下，凝固的石膏例如容易膨脹或收縮。例如，石膏板的石膏基質(zhì)的晶隙中吸收水分或處于高濕度下的磚由于致使受潮的板膨脹而加劇了下陷問(wèn)題。
如果這種尺寸的不穩(wěn)定性可以避免或減少，就會(huì)產(chǎn)生有各種優(yōu)點(diǎn)。例如，如果石膏板在干燥時(shí)不收縮，現(xiàn)有的石膏板生產(chǎn)方法將會(huì)產(chǎn)出更多的產(chǎn)品，依賴其具有精致的形狀和尺寸比例的所需要的含石膏制品(如用于造型和塑模)可更好地達(dá)到其使用目的。
從而，由上述的內(nèi)容將理解本領(lǐng)域需要無(wú)須含有大量的輕質(zhì)填充劑或由發(fā)泡產(chǎn)生的氣泡即可具有低密度的凝固石膏組合物。也將理解本領(lǐng)域需要表現(xiàn)出增強(qiáng)的尺寸穩(wěn)定性、絕緣性和/或吸聲性能的低密度的凝固石膏組合物。本發(fā)明提供了這樣的一種凝固的石膏組合物及其制備方法。本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點(diǎn)以及其它的有創(chuàng)新的特點(diǎn)可從本文的描述中明顯看出。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種凝固的石膏組合物及其制備方法。優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明的凝固的石膏組合物是低密度的，并且證實(shí)了它具有增強(qiáng)的尺寸穩(wěn)定性(如抗收縮)、絕緣性和/或吸聲性能。
一方面，本發(fā)明提供了一種由這樣的方法制備的凝固的石膏組合物，該方法包括使用至少燒石膏和水形成混合物。理想的是，用于制備混合物的水和燒石膏的重量比至少約是3∶1。該實(shí)施方式中，也就是用含有至少30wt.％非纖維狀燒石膏來(lái)形成凝固的石膏組合物。該混合物保持在足以使燒石膏形成凝固石膏基質(zhì)的條件下。
另一方面，本發(fā)明提供了一種由這樣的方法制備的凝固的石膏組合物，該方法包括使用至少燒石膏和水形成混合物，其中用于制備混合物的水和燒石膏的重量比至少約是4.5∶1。該混合物保持在足以使燒石膏形成凝固石膏基質(zhì)的條件下。
另一方面，本發(fā)明提供了一種由這樣的方法制備的凝固的石膏組合物，該方法包括使用燒石膏、水和增強(qiáng)材料形成混合物，該增強(qiáng)材料選自三偏磷酸鹽化合物、具有500-3000個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元的多磷酸銨、聚羧基化合物、表面活性劑以及它們的結(jié)合。本發(fā)明的該實(shí)施方式中，用于制備混合物的水和燒石膏的重量比至少約是3∶1。該混合物保持在足以使燒石膏形成凝固石膏基質(zhì)的條件下。
再一方面，本發(fā)明提供了一種凝固的石膏組合物，該石膏組合物含有嵌合凝固石膏基質(zhì)的連續(xù)相。該基質(zhì)包括石膏和蒸發(fā)的水的孔隙。根據(jù)蒸發(fā)的水的孔隙率“EWVV”測(cè)試(下面將描述)，基質(zhì)理想的蒸發(fā)的水的孔隙率至少約是69％。本發(fā)明的該實(shí)施方式中，即用含有至少30wt.％非纖維狀燒石膏的燒石膏來(lái)形成凝固的石膏組合物。
另一方面，本發(fā)明提供了一種凝固的石膏組合物，該石膏組合物含有嵌合凝固石膏基質(zhì)的連續(xù)相，其中，該基質(zhì)包括石膏和蒸發(fā)的水的孔隙，并且根據(jù)EWVV測(cè)試基質(zhì)的蒸發(fā)的水的孔隙率至少約是69％。本發(fā)明的該實(shí)施方式中，凝固的石膏組合物由增強(qiáng)材料制得，該增強(qiáng)材料選自三偏磷酸鹽化合物、具有500-3000個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元的多磷酸銨、聚羧基化合物、表面活性劑以及它們的結(jié)合。
另一方面，本發(fā)明提供了一種凝固的石膏組合物，該石膏組合物含有嵌合凝固石膏基質(zhì)的連續(xù)相，其中，該基質(zhì)包括石膏和蒸發(fā)的水的孔隙，并且根據(jù)EWVV測(cè)試蒸發(fā)的水的孔隙率至少約是80％(例如80-97％)。
例如，本發(fā)明的石膏組合物可以板的形式提供。該板可以制品的形式提供，例如諸如墻板、門芯、結(jié)構(gòu)絕緣板系統(tǒng)組件、吸聲磚、絕緣板或類似物。此時(shí)，該制品還可包括多重板(例如多層板)。例如，該制品可以包括第二個(gè)更致密的石膏板，從而使第二石膏板的密度大于含有本發(fā)明石膏組合物的板的密度。
參考附圖和下面詳細(xì)描述的優(yōu)選實(shí)施方式可以很好地理解本發(fā)明。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一方面的一種石膏板層復(fù)合體的示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一方面的天花板磚形式的制品的透視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的另一方面的層狀復(fù)合體的示意圖。
本發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明提供了一種低密度凝固石膏組合物，該石膏組合物含有嵌合凝固石膏基質(zhì)的連續(xù)相，其中該基質(zhì)有提高的蒸發(fā)的水的孔隙率。該低密度凝固石膏組合物優(yōu)選由含有高比率的水與燒石膏的混合物(如膏劑)制得。
燒石膏可以是纖維狀或非纖維狀。如美國(guó)專利2,341,426所述，非纖維狀的燒石膏是指可由現(xiàn)有技術(shù)的工藝在常壓下在煅燒爐中制得。纖維狀的燒石膏如美國(guó)專利4,029,512和5,041,333中所述。優(yōu)選至少30wt.％的石膏組合物由非纖維狀的燒石膏形成。更優(yōu)選至少50wt.％的石膏組合物由非纖維狀的燒石膏形成，并且在一些實(shí)施方式中，用于制造膏劑(或混合物)以鑄型成該創(chuàng)新的石膏組合物的燒石膏實(shí)質(zhì)上由非纖維狀的燒石膏組成。
燒石膏可以α型半水硫酸鈣、β型半水硫酸鈣、水溶性無(wú)水硫酸鈣或其混合物的形式存在。優(yōu)選燒石膏包括至少30％的β型半水硫酸鈣，更優(yōu)選至少50％的β型半水硫酸鈣。一些實(shí)施方式中，燒石膏實(shí)質(zhì)上由β型半水硫酸鈣組成。
尤其是，本發(fā)明的凝固石膏組合物的特征在于，由于凝固基質(zhì)的連續(xù)相中存在高的蒸發(fā)的水的孔隙率，從而使其具有相對(duì)疏松和開放的結(jié)構(gòu)。在用于制備凝固石膏組合物的混合物中，例如利用高比率的水與燒石膏來(lái)產(chǎn)生高的蒸發(fā)的水的孔隙率。凝固石膏的嵌合基質(zhì)由各種尺寸和形狀的晶體組成，在某種程度上取決于用于制備凝固石膏組合物的混合物中水與燒石膏的比率。例如，一些實(shí)施方式中，晶體相對(duì)長(zhǎng)(例如，至少在一個(gè)方向上約為10-40μm或更長(zhǎng))和/或可以是各種構(gòu)型，如針型、小片等或它們的結(jié)合。
更重要的是，盡管凝固石膏組合物中有高的蒸發(fā)的水孔隙率，本發(fā)明的凝固石膏組合物有所需要的低密度，仍可證明它有充分的強(qiáng)度和有利的抗機(jī)械變形(如抗下陷)。而且，本發(fā)明的凝固石膏組合物表現(xiàn)出尺寸穩(wěn)定性，從而在制備凝固石膏組合物的過(guò)程中抗收縮(例如由于干燥應(yīng)力引起的收縮)，甚至在制備凝固石膏組合物的過(guò)程中存在高濃度的水亦如此。另外，凝固石膏組合物中高的蒸發(fā)的水孔隙率有助于賦予所需要的吸聲性能，這是因?yàn)榕c高的蒸發(fā)的水孔隙率有關(guān)的疏松結(jié)構(gòu)提供了在凝固石膏組合物中用于吸聲的更大的空間，從而減少了被本發(fā)明的凝固石膏組合物反射和通過(guò)其傳遞的聲音的量。
根據(jù)本發(fā)明，凝固石膏組合物含有嵌合凝固石膏基質(zhì)的連續(xù)相。該基質(zhì)包括石膏和提高的蒸發(fā)的水孔隙率。蒸發(fā)的水孔隙率與連續(xù)相有關(guān)，連續(xù)相排除了不連續(xù)性而不是蒸發(fā)的水孔隙，例如，由于組合物中紙纖維、輕質(zhì)填充劑或泡沫氣孔的存在而產(chǎn)生的不連續(xù)性。一些實(shí)施方式中，基質(zhì)的蒸發(fā)的水孔隙率根據(jù)EWVV測(cè)試至少約是69％(例如約69％-約97％)。優(yōu)選蒸發(fā)的水孔隙率根據(jù)EWVV測(cè)試至少是約74％-約95％。例如，在一些情形下，基質(zhì)的蒸發(fā)的水孔隙率根據(jù)EWVV測(cè)試至少是約79％-約89％。
一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的凝固的石膏組合物由這樣的方法制得，該方法包括使用燒石膏和水以水和燒石膏的重量比至少約是3∶1形成混合物。該混合物保持在足以使燒石膏形成凝固石膏基質(zhì)的條件下。當(dāng)用于制備混合物的燒石膏包括至少30wt.％非纖維燒石膏時(shí)，優(yōu)選水和燒石膏的重量比為約3∶1-約12∶1。更優(yōu)選用于制備混合物的水和燒石膏的重量比至為約4.5∶1-約9∶1，更加優(yōu)選用于制備混合物的水和燒石膏的重量比為約5∶1-約8∶1。這些實(shí)施方式中，非纖維狀燒石膏優(yōu)選β型半水硫酸鈣。
一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的凝固的石膏組合物的制備方法包括形成混合物(如膏劑)，它包括水和纖維狀或非纖維狀燒石膏或以各種方法結(jié)合或制備的纖維狀和非纖維狀燒石膏的組合，水和燒石膏的重量比至少是約4.5∶1-約12∶1。更理想地，該實(shí)施方式中用于制備混合物的水和燒石膏的重量為約5∶1-約8∶1，更優(yōu)選為約5∶1-約7∶1。
理想的是，本發(fā)明的凝固石膏組合物有相對(duì)低的密度。如嚴(yán)格來(lái)講，一些實(shí)施方式中，凝固石膏組合物有約20lb/ft3(≈320kg/m3)或更小的密度，如約15lb/ft3(≈240kg/m3)或更小，或一些實(shí)施方式中，為約12lb/ft3(≈192kg/m3)或更小。
優(yōu)選本發(fā)明的凝固的石膏組合物由包含一種或多種增強(qiáng)材料的含水的燒石膏混合物制得，以在制備凝固的石膏組合物的過(guò)程中提高強(qiáng)度和/或尺寸穩(wěn)定性(如通過(guò)減小由干燥應(yīng)力引起的收縮)。理想的是，增強(qiáng)材料的選擇應(yīng)不會(huì)拖延形成本發(fā)明的凝固石膏組合物的速度或是有不利的影響。例如，增強(qiáng)材料可選自三偏磷酸鹽化合物、具有500-3000個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元的多磷酸銨、聚羧基化合物或表面活性劑。本發(fā)明的實(shí)踐中可利用每一類型的一種或多種增強(qiáng)材料。也可以利用增強(qiáng)材料的多種組合。例如可以利用一種三偏磷酸鹽化合物和一種或多種多磷酸銨、一種聚羧基化合物和一種表面活性劑。還可以利用例如多磷酸銨和一種或多種三偏磷酸鹽化合物、一種聚羧基化合物和一種表面活性劑。
在制備凝固的石膏組合物時(shí)，可以往含水的燒石膏混合物中加入適量的增強(qiáng)材料，如占燒石膏重量的約0.01％-約5％。優(yōu)選加入或摻雜含水燒石膏混合物中的增強(qiáng)材料的量占燒石膏重量的約0.1％-約5％，更優(yōu)選加入或摻雜含水燒石膏混合物中的增強(qiáng)材料的量占燒石膏重量的約0.5％-約2％。
尤其優(yōu)選使用三偏磷酸鹽化合物(如鹽或其陰離子部分)。在燒石膏的水合以形成凝固的石膏的過(guò)程中，三偏磷酸鹽化合物的摻雜導(dǎo)致了凝固的石膏的強(qiáng)度的提高，包括其抗機(jī)械變形(例如下陷)的提高。在這方面，發(fā)現(xiàn)利用三偏磷酸鹽化合物使強(qiáng)度的提高尤其理想，這是因?yàn)槟淌嗟拿芏鹊臏p小和嵌合基質(zhì)中蒸發(fā)的水孔隙率的提高。三偏磷酸鹽化合物可以是以鹽的形式，例如三偏磷酸鈉、三偏磷酸鈣、三偏磷酸鈉鈣、三偏磷酸鉀、三偏磷酸銨、三偏磷酸鋰等。也可以用這些鹽的組合。一些實(shí)施方式中，三偏磷酸鹽化合物是三偏磷酸鈉。
如果摻雜的話，三偏磷酸鹽化合物可以單獨(dú)加入，或是與至少一種具有500-3000個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元的多磷酸銨、至少一種聚羧基化合物和/或一種表面活性劑一起加入。如果加入的話，用于制造凝固的石膏組合物的水/燒石膏混合物中，三偏磷酸鹽化合物加入量或摻雜量?jī)?yōu)選占燒石膏重量的約0.1％-約2％，更優(yōu)選加入或摻雜含水燒石膏混合物中的三偏磷酸鹽化合物的量占燒石膏重量的約0.5％-約1％。
多磷酸銨(如鹽或其陰離子部分)優(yōu)選具有1000-3000個(gè)重復(fù)單元。如果摻雜的話，用于制造凝固的石膏組合物的多磷酸銨加入或摻雜水/燒石膏混合物中的量?jī)?yōu)選占燒石膏重量的約0.1％-約2％，更優(yōu)選加入或摻雜含水的燒石膏混合物中的多磷酸銨化合物的量占燒石膏重量的約0.5％-約1％。
聚羧基化合物(如酸、鹽或其陰離子部分)包括至少兩種羧基鹽或離子基團(tuán)，至少兩種羧酸基團(tuán)，或至少一種羧酸鹽或離子基團(tuán)和至少一種羧酸基團(tuán)。優(yōu)選聚羧基化合物可溶于水。聚羧基化合物是有益的，這被認(rèn)為是因?yàn)楫?dāng)形成凝固石膏的嵌合基質(zhì)時(shí)，它們有助于晶體的結(jié)合。結(jié)果聚羧基化合物理想地提高了強(qiáng)度，從而有助于減少在處理和加工過(guò)程中對(duì)凝固石膏組合物的損壞，并且增強(qiáng)了凝固石膏組合物的尺寸穩(wěn)定性。本發(fā)明優(yōu)選的聚羧基化合物有100,000道而頓-1百萬(wàn)道而頓的分子量。分子量越高，因?yàn)檎扯忍叨焕硐?，而分子量較低(銳減至100,000道而頓以下)則效果也較小。
一些實(shí)施方式中，聚羧基化合物具有約200,000道而頓-約700,000道而頓的分子量，優(yōu)選有約400,000道而頓-約600,000道而頓(如約500,000道而頓)。例如，聚羧基化合物可選自但不局限于聚丙烯酸鹽、聚甲基丙烯酸鹽、聚乙基丙烯酸鹽等或它們的組合。一些實(shí)施方式中，聚羧基化合物是聚丙烯酸鹽，此時(shí)，聚丙烯酸鹽優(yōu)選有約200,000道而頓-約700,000道而頓的分子量，更優(yōu)選有約400,000道而頓-約600,000道而頓。例如，ACRYSOL644是一種合適的聚丙烯酸鹽，可從Rohm&Haas，Philadelphia，pennsylvania購(gòu)得。
如果摻雜的話，用于制造凝固的石膏組合物的水/燒石膏混合物中加入或摻雜的聚羧基化合物優(yōu)選占燒石膏重量的約0.05％-約2％，更優(yōu)選加入或摻雜含水燒石膏混合物中的聚羧基化合物的量占燒石膏重量的約0.1％-約0.4％。
值得一提的是，聚羧基化合物可以單獨(dú)加入或是與其它增強(qiáng)材料一起加入。例如，聚羧基化合物可以與一種三偏磷酸鹽化合物、一種有500-3000個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元(如1000-3000重復(fù)磷酸鹽單元)的多磷酸銨和/或一種表面活性劑一起加入。
在制造本發(fā)明的凝固的石膏組合物的過(guò)程中，將一種或多種表面活性劑加入水/燒石膏混合物中，有益于減少混合物的表面張力，從而有助于減少干燥應(yīng)力，以致于使凝固石膏組合物的收縮減至最小。在這點(diǎn)上，認(rèn)為是通過(guò)減少燒石膏的含水混合物的表面張力，減少了液體施加在石膏晶體的毛細(xì)水壓力，由于石膏晶體對(duì)水溶液的相應(yīng)的抵抗力，當(dāng)未反應(yīng)的水溶液從基質(zhì)蒸發(fā)時(shí)，從而使嵌合的晶體狀基質(zhì)結(jié)構(gòu)收縮的趨勢(shì)減弱了。因此，在本發(fā)明的實(shí)踐中，尤其有用的表面活性劑的特征是具有將水的表面張力減少至約40dyne/cm或更小的能力。更優(yōu)選的是，表面活性劑的特征是具有將水的表面張力減少至約35dyne/cm或更小的能力。合適的表面活性劑的例子包括但不限于乙?；叶蓟砻婊钚詣?、含氟表面活性劑和含硅表面活性劑?？梢詫⒁环N或多種表面活性劑摻雜到混合物中以形成凝固的石膏組合物，也可使用不同類型的表面活性劑的各種組合。
典型的乙?；叶蓟砻婊钚詣┦荄YNOL604，可從AirProducts of Lehigh Valley，Pennsylvania購(gòu)得。典型的含氟表面活性劑可以是烷基磺酸鈉型陰離子氟表面活性劑(如LODYNES-103A)、烷基銨氯化物型陽(yáng)離子氟表面活性劑(如LODYNES-106A)或烷基氨基酸型兩性氟表面活性劑(如LODYNES-100)。適用于本發(fā)明的典型的表面活性劑也可以是市售的如LODYNES-228M的含氟/含硅的表面活性劑的混合。LODYNE系列的表面活性劑可從Ciba of Basel，Switzerland購(gòu)得。
表面活性劑可以任何適宜的有效量加入。優(yōu)選加入或摻雜水/燒石膏混合物的表面活性劑的量為約0.01％-約1％，更優(yōu)選加入或摻雜含水的燒石膏混合物中的表面活性劑的量占燒石膏重量的約0.05％-約0.2％。值得一提的是，表面活性劑可以作為唯一的增強(qiáng)材料加入到石膏組合物中，或是與其它增強(qiáng)材料的組合一起加入，例如與三偏磷酸鹽化合物、具有500-3000個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元(如1000-3000個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元)的多磷酸銨、聚羧基化合物或它們的混合物一起加入。
石膏組合物也可包含任選的添加劑，例如但不局限于增強(qiáng)劑、粘結(jié)劑(如乳膠聚合物)、發(fā)泡珍珠巖、液體發(fā)泡劑形成的氣孔、淀粉如預(yù)膠化的淀粉或纖維狀的支柱底板(如在含有本發(fā)明石膏組合物的石膏板上)?？蓪⑦@些任選的添加劑的各種組合摻雜到凝固的石膏組合物中。若需要，也可將這些添加劑摻雜到還含有一種或多種增強(qiáng)材料的凝固的石膏組合物中。
若需要，本發(fā)明石膏組合物可含有任選的增強(qiáng)劑，以提高加工過(guò)程中強(qiáng)度和的過(guò)濾效率，這將在下面詳細(xì)描述。例如，增強(qiáng)劑可以含有纖維素(如紙)纖維、礦物纖維、其它合成纖維等或它們的結(jié)合。增強(qiáng)劑如紙纖維可以適量加入。例如，一些實(shí)施方式中，增強(qiáng)劑的量占凝固石膏組合物重量的約2％-約15％。
為了更便于減小密度，本發(fā)明的凝固石膏組合物可選擇性地含有由液體發(fā)泡劑(與蒸發(fā)的水孔隙正好相反)產(chǎn)生的氣孔。尤其是，在制備過(guò)程中，如電流板的生產(chǎn)過(guò)程中，可將液體泡沫加入含水的燒石膏中。在本發(fā)明的實(shí)踐中，可利用任何適宜的發(fā)泡劑，例如PFM33，其可從GEO speciality chemicals，Ambler，pennsylvania得到。
另外，石膏組合物也可選擇性地含有淀粉，如預(yù)膠化的淀粉或用酸改性的淀粉。預(yù)膠化的淀粉的摻雜提高了凝固且干燥的石膏模壓品的強(qiáng)度，并且在濕度增加的條件下(如與水和燒石膏比率的增加有關(guān)的情況下)避免了紙分層或?qū)⒓埛謱拥娘L(fēng)險(xiǎn)降至最低。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員會(huì)明了原料淀粉預(yù)膠化的方法，如在至少約185°F(≈85℃)的溫度下在水中煮原料淀粉，或用其它的方法。合適的預(yù)膠化的淀粉的例子包括但不局限于PCF1000淀粉(由Lauhoff Grain Company購(gòu)得)、AMERIKOR 818和HQM PREGEL淀粉(均由Archer DanielsMidland Company購(gòu)得)。如果摻雜，預(yù)膠化的淀粉可以任何適量存在。例如，如果摻雜，可將預(yù)膠化的淀粉加入用于形成凝固石膏組合物的混合物中，以使其以占凝固石膏組合物重量的0.5％-10％的量存在。
石膏組合物還可含有纖維狀的支柱底板(mat)。纖維狀的支柱底板可以是紡織或無(wú)紡的。優(yōu)選纖維狀的支柱底板由可容納水合時(shí)石膏組合物的膨脹的材料組成。例如，纖維狀的支柱底板可以是紙支柱底板、纖維玻璃支柱底板或其它的合成纖維支柱底板。一些實(shí)施方式中，纖維狀支柱底板是無(wú)紡的并且可含有纖維玻璃。理想的是，在鑄型過(guò)程中，可將纖維狀的支柱底板貼在石膏模壓品的表面上，以形成平面，并改善完整性、外觀和在生產(chǎn)、處理和應(yīng)用領(lǐng)域中干燥石膏模壓品的可操作性。另外，纖維狀的支柱底板可用作成品(如天花板磚)的暴露面，從而提供了一個(gè)有美感的、另人愉悅的、整體式的、理想光滑的外觀。如果加入，纖維狀的支柱底板可以具有任何合適的厚度。例如一些實(shí)施方式中，纖維狀的支柱底板的厚度為約0.003英尺(≈0.0076cm)-約0.15英尺(≈0.381cm)。
一些實(shí)施方式中，例如，當(dāng)本發(fā)明的石膏組合物存在某些制品如吸聲磚中，吸聲性能(如噪音的減小)是理想的。本發(fā)明的石膏組合物根據(jù)ASTM E1042-92優(yōu)選表現(xiàn)出至少為約0.4的噪音減小系數(shù)，更優(yōu)選其噪音減小系數(shù)是1.0或接近1.0。例如一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的石膏組合物顯示出至少是約0.5的噪音減小系數(shù)，甚至更優(yōu)選其噪音減小系數(shù)是約0.6，還更優(yōu)選其噪音減小系數(shù)至少是約0.7，甚至更優(yōu)選其噪音減小系數(shù)至少是約0.8，并且還更優(yōu)選其噪音減小系數(shù)至少是約0.9。一般來(lái)說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明，隨著凝固石膏的嵌合基質(zhì)中蒸發(fā)的水孔隙率以及用于制備凝固石膏組合物的混合物中水與燒石膏的比率的增加，吸聲值(如通過(guò)測(cè)量噪音減小系數(shù)得到的)也增加。
另一方面，本發(fā)明提供了一種含有本發(fā)明的石膏組合物的制品。例如，可以是墻板、門芯、結(jié)構(gòu)絕緣板系統(tǒng)組件、吸聲磚、絕緣板等的形式。
除本發(fā)明的凝固石膏組合物外，制品可含有第二種凝固石膏組合中，它比本發(fā)明的凝固石膏組合物更致密。例如，本發(fā)明的石膏組合物和更致密的第二種石膏組合物可以包括在不同的石膏板中，板是層狀的，從而在制品中形成了復(fù)合石膏板。優(yōu)選第二種石膏板的密度至少約是20lb/ft3(≈320kg/m3)，更優(yōu)選密度至少約是30lb/ft3(≈479kg/m3)，并且更優(yōu)選密度至少約是40lb/ft3(≈639kg/m3)。第二種凝固石膏組合物的密度可以更高(如至少約50lb/ft3(≈799kg/m3)，至少約60lb/ft3(≈959kg/m3)，或更高)。相對(duì)來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的凝固石膏組合物優(yōu)選小于20lb/ft3(≈320kg/m3的密度，如小于約15lb/ft3(≈240kg/m3)的密度，或小于約12lb/ft3(≈192kg/m3)的密度。
致密的石膏板的存在是理想的，這是因?yàn)槔缢峁┝诵纬杀景l(fā)明的低密度凝固石膏組合物的封套(envelope)。而且，致密的石膏板的提供了例如加工過(guò)程中的濕強(qiáng)度和最終復(fù)合體中的干強(qiáng)度。致密的石膏板的加入也可理想地增強(qiáng)了防火和抗下陷，同時(shí)也反射聲音(而本發(fā)明的低密度石膏板吸聲)，從而有助于使聲音穿透含有該石膏復(fù)合體的制品的程度降至最低。
參考圖1示意性地說(shuō)明了復(fù)合體10。復(fù)合體10包括含有本發(fā)明的凝固石膏組合物的第一石膏板12，還包括含有第二種凝固石膏組合物的第二石膏板14，因此它比第一石膏板12更致密。增強(qiáng)支柱底板(如多孔支柱底板)可任選地夾在板12和板14之間，以便于生產(chǎn)低密度板12，并且提高復(fù)合體10的整體強(qiáng)度。復(fù)合體10中，板12和4可以是任何適宜的厚度。例如，第一板12的厚度可以是0.5英寸(≈1.27cm)-2英寸(≈5.08cm)，而第二板14的厚度可以是0.0625英寸(≈0.159cm)-0.25英寸(≈0.635cm)。
第一石膏板12包括第一表面16和第二表面18，第二石膏板14包括第一表面20和第二表面22。石膏板12的表面16與石膏板14的表面20接觸。纖維狀的支柱底板24貼在石膏板12的表面18上。復(fù)合體10還可包括位于石膏板14的表面22上的墻板紙26。
圖2說(shuō)明典型制品即天花板磚28中的復(fù)合體10。如圖1所示，致密板、本發(fā)明的低密度凝固石膏板和纖維狀的支柱底板分別以數(shù)字14、12和24表示。天花板磚28包括壁架30，以便于使用中懸掛安裝。
圖3說(shuō)明兩個(gè)復(fù)合體10A和10B結(jié)合形成的多層復(fù)合體32(如含有多于一種的組合物)。多層復(fù)合體32包括第一石膏板12A和12B和更致密的第二石膏板14A和14B。墻板紙26A和26B分別位于石膏板14A和14B的外表面22A和22B上。兩個(gè)復(fù)合體10A和10B可以任何適宜的方式結(jié)合。例如，復(fù)合體10A和10B可通過(guò)粘結(jié)層34結(jié)合。盡管圖1顯示出了粘結(jié)層34，復(fù)合體10A和10B可通過(guò)任何的其它合適的材料來(lái)結(jié)合，該材料例如但不限于石膏、粘結(jié)劑、膠水、乳膠、粘合劑等。應(yīng)理解，一些實(shí)施方式中(如利用多步工藝)，如果需要，單個(gè)的第一石膏板12可夾在兩個(gè)致密的第二石膏板14A和14B之間。
現(xiàn)在來(lái)描述本發(fā)明的凝固的石膏組合物的制備方法，形成燒石膏和水的混合物(如膏劑或懸浮液)。本發(fā)明的凝固的石膏組合物的的蒸發(fā)的水的孔隙率隨著用于制備含水的燒石膏混合物中的水與燒石膏的重量比成比例的變化，該混合物鑄型成凝固的石膏組合物。因此，用于制備該混合物的水與燒石膏的重量比越高，凝固石膏嵌合基質(zhì)中的蒸發(fā)的水孔隙率越大，并且凝固石膏組合物的密度越低。
優(yōu)選地，用于制備該混合物的水與含有至少30wt.％的非纖維狀燒石膏的燒石膏的重量比至少為約3∶1更優(yōu)選約3∶1-約12∶1。一些實(shí)施方式中，用于制備該混合物的水與含有至少30wt.％的非纖維狀燒石膏的燒石膏的重量比為約4.5∶1-約9∶1，或者用于制備該混合物的水與含有至少30wt.％的非纖維狀燒石膏的燒石膏的重量比為約5∶1-約8∶1。應(yīng)理解，本發(fā)明的實(shí)踐中，可利用纖維狀和非纖維狀燒石膏各種比例的混合物。當(dāng)凝固石膏組合物由大于70％的纖維狀燒石膏形成時(shí)，用于制備該混合物的水與燒石膏的重量比為約4.5∶1-約12∶1，優(yōu)選該實(shí)施方式中水與燒石膏的重量比為約4.5∶1-約9∶1，更優(yōu)選水與燒石膏的重量比為約5∶1-約8∶1。
鑄型混合物之前，可將一種或多種增強(qiáng)材料加入燒石膏的含水混合物中，該增強(qiáng)材料如三偏磷酸鹽化合物、具有500-3000個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元的多磷酸銨、聚羧基化合物、表面活性劑或它們的結(jié)合。加入燒石膏的含水混合物中的增強(qiáng)材料量?jī)?yōu)選基于形成混合物的燒石膏的加入量。
也是在鑄型混合物之前，含水的燒石膏混合物可任選地加入添加劑，例如但不局限于增強(qiáng)劑(如纖維)、粘合劑(如乳膠等聚合物)、發(fā)泡珍珠巖、形成可將孔隙引入凝固基質(zhì)組合物中的泡沫的液體發(fā)泡劑、淀粉(如預(yù)膠化的淀粉)、加速劑、延緩劑、殺蟲劑、殺真菌劑、殺菌劑、防水劑、本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員知道的其它添加劑，以及它們的組合。
理想的是，在濕的時(shí)候攪拌包括增強(qiáng)材料和其它任選的添加劑的含水的燒石膏混合物，然后鑄型(如成板型)。在鑄型過(guò)程中，可任選地將本文所述的纖維狀支柱底板貼在混合物的表面上。為了減少干燥成本，如需要，可過(guò)濾該濕的石膏模壓品(如在約20-約50mmHg下)，從而在燒石膏整個(gè)水合后除去過(guò)量的水。然后將過(guò)濾或未過(guò)濾的石膏模壓品干燥(如在爐或窯中)以形成干燥的凝固石膏組合物。
重要的是，本發(fā)明的石膏組合物表現(xiàn)出尺寸穩(wěn)定性，尤其是在加工過(guò)程中的抗收縮性。在此，凝固的石膏組合物在制備過(guò)程中產(chǎn)生了約2％或更小的收縮，更優(yōu)選收縮約是1％或更小，甚至更優(yōu)選收縮約是0.1％或更小。尤其令人驚訝的是，可制成具有如此低的收縮程度的如此低密度的凝固石膏組合物。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，干燥后可進(jìn)行進(jìn)一步的處理。例如，凝固的石膏組合物可用表面涂料、樹脂和/或硅酸鹽浸漬，以增強(qiáng)石膏組合物和改善其物理、化學(xué)和機(jī)械性能。
嚴(yán)格舉例來(lái)說(shuō)，用于制備低密度凝固石膏板的典型工藝流程圖可闡述如下灰泥，加速劑和其它干燥添加劑↓所需要的水，紙纖維漿+Acrysol 644↓發(fā)泡劑(表面活性劑溶液)↓混合/攪拌(濕)↓石膏模壓品/最終凝固↓干燥(強(qiáng)度提高)流程1為了形成復(fù)合體(如用于制品中的)，提供了在接近每一邊緣處有雙折痕的墻板紙。理想的是將折痕邊緣折疊以形成托架。將石膏膏劑的致密層置于來(lái)自石膏板混合機(jī)的紙上，該層的厚度和布置的調(diào)節(jié)是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)知道的。使剩余的含水石膏組合物經(jīng)過(guò)另外的混合工藝以加入更多的水(如需要，可加入增強(qiáng)材料和/或本文所述的任選添加劑)，以制備形成本發(fā)明的低密度凝固石膏組合物的混合物。然后用輥?zhàn)?、清潔設(shè)備等本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的設(shè)備將用于低密度層的膏劑置于致密層上。如果需要，可貼敷紡織或無(wú)紡纖維狀支柱底板。
這些復(fù)合體的形成可在常規(guī)石膏板生產(chǎn)線上進(jìn)行凝固工藝。當(dāng)復(fù)合體幾乎水合時(shí)，低密度板的上部可任選地穿孔，以提高干燥性能，并且增強(qiáng)其噪音減少性能。然后用例如板刀或高壓切割噴嘴將復(fù)合體切成所需要的長(zhǎng)度。然后可將該板干燥，如使有紙的一側(cè)向下，而無(wú)紙或纖維狀支柱底板的一側(cè)向上。
其它整飾的變化取決于所需要的制品。例如，對(duì)于天花板磚，整飾涉及鋸成所需要的尺寸、定型、涂覆和包裝。也可涉及其它應(yīng)用的整飾工藝，例如面層壓(紙邊向外)、后層壓(紙邊向里)、尺寸整飾(鋸邊)和所需要的涂覆工藝。
本發(fā)明的凝固石膏組合物的蒸發(fā)的水孔隙率由下面描述的蒸發(fā)的水孔隙率(EWVV)測(cè)試來(lái)確定。測(cè)試使用掃描電子顯微鏡和成像顯微鏡分析來(lái)確定凝固石膏的嵌合基質(zhì)中水的孔隙率。由于發(fā)泡劑或類似物，該測(cè)試能區(qū)分凝固石膏組合物中的孔隙。
準(zhǔn)備(EWVV)測(cè)試時(shí)，首先制備出凝固石膏組合物。然后按如下方法制備用于SEM分析的凝固石膏組合物的試樣首先將環(huán)氧樹脂(用Buhler環(huán)氧樹脂)和環(huán)氧樹脂硬化劑在高真空條件下放入單個(gè)杯中以除去氣體。除氣后，在引入極小量的空氣的旋轉(zhuǎn)杯中，將環(huán)氧樹脂和硬化劑以6∶1的比例在常壓下混合5分鐘。然后將內(nèi)置有混合物和該樣品的杯放在橡膠安裝杯中，然后置于高真空條件下。接著用遙控電機(jī)使環(huán)氧樹脂杯傾斜進(jìn)入其位置，從而將環(huán)氧樹脂混合物倒在石膏樣品上。將空氣緩慢引入小室，加壓驅(qū)使環(huán)氧樹脂進(jìn)入所有的空間以形成凝固石膏。在固化之前，將樣品簽插入環(huán)氧樹脂中，以避免確認(rèn)樣品出現(xiàn)混亂。
固化后用120微米，隨后是75微米、45微米和15微米金屬粘結(jié)的金剛石輪進(jìn)行的研磨，研磨足夠的樣品以提供石膏樣品的橫截面圖。
研磨之后進(jìn)行拋光，用9微米(30分鐘)和1微米(30分鐘)的METADI(可從Buhler，Lake Bluff，Illinois購(gòu)得)，在TEXMET(也可從Buhler購(gòu)得)上的油基金剛石漿液以120RPM的轉(zhuǎn)速進(jìn)行。
然后用裝有碳附著的Denton Vacuum Desk II噴鍍系統(tǒng)將樣品涂覆上一薄層碳。應(yīng)注意在拋光的橫截面上提供均勻的碳涂層，以避免圖像采集時(shí)亮度和對(duì)比度的波動(dòng)。
然后將每一個(gè)樣品涂上銀粉，以使在300X放大倍數(shù)下SEM成像時(shí)提供磨光的接觸。所有的樣品在裝有固態(tài)后散射電子探測(cè)器的Topcon SM300 SEM中成像。肉眼選擇成像，從而分析的面積僅為凝固石膏基質(zhì)的連續(xù)相，該基質(zhì)包括蒸發(fā)的水孔隙，并且排除了大尺寸的不連續(xù)性，例如，泡沫氣孔、紙纖維等，它們不是嵌合的凝固石膏基質(zhì)的連續(xù)相的一部分。SEM分析使用本文所述的計(jì)算機(jī)軟件，按照King等“An Effective SEM-Based Image Analysis System for QuantitativeMineralogy”Kona Powder and Particle，No.11(1993)(其引入本文作為參考)中描述的方法進(jìn)行。圖像分析提供了凝固石膏組合物的嵌合基質(zhì)的蒸發(fā)的水孔隙率。
下面的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，當(dāng)然不應(yīng)構(gòu)成對(duì)其范圍的任何限制。
實(shí)施例1實(shí)驗(yàn)室制備石膏模壓品和各種測(cè)試過(guò)程根據(jù)本發(fā)明制備凝固的含石膏組合物樣品，并且比較它們的干燥密度、噪音減少值(NRC)和干燥收縮。
通過(guò)干混300g β半水硫酸鈣和2.0g含二水硫酸鈣的細(xì)研磨顆粒的凝固加速劑，該二水硫酸鈣涂有糖以維持效率并且經(jīng)過(guò)如美國(guó)專利3,573,947(其引入本文作為參考)所述加熱，以各種水與灰泥(如燒石膏)的比例來(lái)制備石膏模壓品。然后在5升的WARING混料器中，將樣品與溫度為70°F(≈21℃)的各種量的水龍頭的水混合，使其浸濕5秒鐘并且在低速下混合10-25秒。水與灰泥(即燒石膏)的量是變化的，以使水與灰泥比例為約1∶1-約9∶1。將由此形成的膏劑注入所需要的模子中，來(lái)制備石膏模壓品(6英寸直徑和半英寸厚度的環(huán))。在半水硫酸鈣凝固形成石膏模壓品(二水硫酸鈣)之后，將該環(huán)從模子中移出，并且在112°F(≈44.4℃)下在通風(fēng)爐中干燥至少24時(shí)或直到其重量不再改變?yōu)橹?。然后用干燥的石膏模壓品作EWVV測(cè)試，測(cè)量其密度、NRC以及干燥收縮。
石膏模壓品的密度由測(cè)得的體積和重量得到。石膏模壓品的收縮由其干燥前后的尺寸差計(jì)算得到。石膏模壓品的NRC值由標(biāo)準(zhǔn)阻抗管測(cè)試(每ASTM過(guò)程的ASTM E1042-92)得到。石膏模壓品的蒸發(fā)的水孔隙率由上述的蒸發(fā)的水孔隙率測(cè)試得到。
下表1總結(jié)了EWVV測(cè)試結(jié)果，它是三個(gè)測(cè)試樣品的平均值。結(jié)果顯示有約87％的純石膏樣品(有約13％的雜質(zhì))。EWVV值直接隨著用于制備凝固石膏嵌合基質(zhì)的燒石膏的純度的變化而變化。因此，用具有高純度的燒石膏意味具有著EWVV值高。用雜質(zhì)百分?jǐn)?shù)大的燒石膏意味著具有低的EWVV值。在300X放大倍數(shù)下分析每一個(gè)樣品的十個(gè)圖像，對(duì)這十個(gè)圖像進(jìn)行上述對(duì)EWVV測(cè)試的圖像分析。總結(jié)的測(cè)量值是十個(gè)圖像分析的平均值，基于EWVV測(cè)試自身，估計(jì)有約+/-5％的實(shí)驗(yàn)誤差。
表中TMP表示三偏磷酸鈉；APP表示多磷酸銨；PC表示分子量為約500,000的聚(丙烯酸)；和S表示能夠降低鑄型凝固石膏的燒石膏混合物的水的表面張力約40dynes/cm的表面活性劑。
表I

表I中的數(shù)據(jù)表明，凝固石膏嵌合基質(zhì)的水孔隙率隨著水與燒石比例的變化而變化。尤其是，可以看出凝固石膏組合物的EWVV值隨著混合物中水與灰泥的比例的增加而增加，該混合物形成了凝固石膏組合物。數(shù)據(jù)也表明意想不到的高比例的水與灰泥也可用于制備具有蒸發(fā)的水孔隙程度非常高的凝固石膏嵌合基質(zhì)。從表II可以看出，由于這些組合物的低密度和/或吸收性能，它們是有益的。
表II表明，用各種水與灰泥的比例以及根據(jù)本發(fā)明的各種增強(qiáng)材料來(lái)制備凝固石膏組合物。為了達(dá)到對(duì)比的目的，也包括了不含有增強(qiáng)材料的凝固石膏組合物。
表II

表II中的數(shù)據(jù)進(jìn)一步表明根據(jù)本發(fā)明可以制備出低密度凝固石膏組合物。數(shù)據(jù)還表明，隨著用于含水燒石膏混合物(該混合物形成了凝固石膏組合物)中水與灰泥比例的增加，凝固石膏組合物的密度降低了。密度的降低是由于用高比例的水與灰泥制成的凝固石膏組合物中蒸發(fā)的水孔隙程度的提高。
數(shù)據(jù)還表明，測(cè)量NRC值可知，提高的吸聲性能可由本發(fā)明使用高比例的水與灰泥制成的凝固石膏組合物來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于在這些組合物中沒(méi)有其它有助于吸聲的如紙纖維等的吸聲添加劑，可以認(rèn)為表II中給出的NRC值是凝固石膏嵌合基質(zhì)本身的值。凝固石膏嵌合基質(zhì)的高的NRC值使制備具有高NRC值的低密度石膏基吸聲磚成為可能，并且還可通過(guò)選擇添加劑和其它本領(lǐng)域已知的提高吸聲性能的技術(shù)來(lái)進(jìn)一步提高其吸聲行為。另外，利用本發(fā)明的高NRC的組合物，用更少的紙或其它已知的吸聲增強(qiáng)劑并且仍能達(dá)到吸聲磚的要求或超過(guò)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是可能的。
而且，根據(jù)本發(fā)明用增強(qiáng)材料制得的低密度凝固石膏組合物比不用增強(qiáng)材料制得的低密度凝固石膏組合物更不易收縮。因此，各種尺寸或形狀的凝固石膏組合物，包括例如板、吸聲磚、護(hù)墻板、門芯等，可以制成標(biāo)準(zhǔn)尺寸和公差而無(wú)大的收縮和隨之而來(lái)的損失(如刮磨)。
本文所引用的所有的參考文獻(xiàn)，包括專利、專利申請(qǐng)和出版物，它們的全部?jī)?nèi)容引入本文作為參考。
通過(guò)側(cè)重于優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，很明顯對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以利用優(yōu)選實(shí)施方式的變化形式，這意味著本發(fā)明除了具體描述的方式外，可以其它的形式實(shí)施。因此，本發(fā)明包括所有的包含于所附權(quán)利要求定義的精神和范圍內(nèi)的改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種由下面的方法制備的凝固石膏組合物，該方法包括制備一種至少由燒石膏、水和增強(qiáng)材料形成的混合物，該增強(qiáng)材料選自三偏磷酸鹽化合物、具有500-3000個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元的多磷酸銨、聚羧基化合物、表面活性劑以及它們的結(jié)合，其中混合物中存在的水和燒石膏的重量比至少約是3∶1；和將該混合物保持在足以使燒石膏形成凝固石膏的嵌合基質(zhì)的條件下。
2.權(quán)利要求1的石膏組合物，其中增強(qiáng)材料是三偏磷酸鈉或三偏磷酸鈉和至少一種具有1000-3000個(gè)重復(fù)單元的多磷酸銨。
3.權(quán)利要求45的石膏組合物，其中聚羧基化合物是分子量為約200,000道而頓-約700,000道而頓的聚丙烯酸。
4.權(quán)利要求1的石膏組合物，其中表面活性劑選自乙?；叶蓟砻婊钚詣⒑砻婊钚詣?、含硅表面活性劑和它們的結(jié)合。
5.權(quán)利要求1的石膏組合物，其中表面活性劑的特征在于它具有將表面張力減少至約40dyne/cm或更低的能力。
6.權(quán)利要求1的石膏組合物，其中所述的組合物根據(jù)ASTME1042-92有至少約0.4的噪音減少系數(shù)。
7.權(quán)利要求1的石膏組合物，其中所述的組合物進(jìn)一步由下述的至少一種形成纖維狀的支柱底板、粘合劑、發(fā)泡珍珠巖、淀粉、增強(qiáng)劑和由液體泡沫形成的氣孔。
8.權(quán)利要求1的石膏組合物，其中用于制備混合物的水和燒石膏的重量比至少是約4.5∶1-約9∶1。
9.權(quán)利要求1的石膏組合物，其中β半水硫酸鈣至少占所述燒石膏重量的50％。
10.一種含有石膏板的制品，其中該石膏板包括權(quán)利要求1所述的石膏組合物。
11.權(quán)利要求10的制品，還含有第二個(gè)石膏板，并且所述的第二石膏板的密度大于該石膏組合物的密度。
12.權(quán)利要求10的制品，其中該第二石膏板有至少約20lb/ft3的密度，并且其中石膏組合物有小于約20lb/ft3的密度。
13.權(quán)利要求11的制品，還含有墻板紙，其中墻板紙置于第二石膏板上。
14.權(quán)利要求11的制品，還含有第三個(gè)石膏板，并且所述的第三石膏板的密度大于該石膏組合物的密度。
15.權(quán)利要求14的制品，還含有第二種石膏組合物，并且所述的第二石膏組合物的密度小于該第二石膏板和第三石膏板的密度。
16.權(quán)利要求1的石膏組合物，其中用于形成混合物的增強(qiáng)材料的量約占所述燒石膏重量的約0.01％-約5％。
17.權(quán)利要求1的石膏組合物，其中增強(qiáng)材料是一種三偏磷酸化合物和一種聚羧基化合物，或一種具有500-3000個(gè)重復(fù)磷酸單元的多磷酸銨和聚羧基化合物。
18.權(quán)利要求1的石膏組合物，其中用于制備混合物的水和燒石膏的重量比是約3∶1-約12∶1。
19.權(quán)利要求1的石膏組合物，其中用于制備混合物的水和燒石膏的重量比是約5∶1-約8∶1。
20.權(quán)利要求1的石膏組合物，其中凝固石膏組合物最多收縮約2％.
21.一種制備凝固石膏組合物的方法，它包括制備一種至少由燒石膏、水和增強(qiáng)材料形成的混合物，該增強(qiáng)材料選自三偏磷酸鹽化合物、具有500-3000個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元的多磷酸銨、聚羧基化合物、表面活性劑以及它們的結(jié)合，其中用于制備該混合物的水和燒石膏的重量比至少約是3∶1；和將該混合物保持在足以使燒石膏形成凝固石膏的嵌合基質(zhì)的條件下。
全文摘要
公開了一種凝固的石膏組合物及其制備方法。凝固的石膏組合物包含具有高的水孔隙率的嵌合的凝固石膏基質(zhì)的連續(xù)相和/或由含有高的水與燒石膏比的混合物(如膏劑)制得。還公開了一種含有該凝固的石膏組合物的制品。
文檔編號(hào)E04C1/40GK1366514SQ01801042
公開日2002年8月28日 申請(qǐng)日期2001年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月25日
發(fā)明者Q·余, S·維拉馬蘇納尼, F·T·約內(nèi)斯 申請(qǐng)人:美國(guó)石膏公司