專利名稱：生產(chǎn)多層粘接產(chǎn)品的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)粘接產(chǎn)品如預(yù)制建筑組件的方法和裝置。這種產(chǎn)品的實(shí)例包括石膏板、隔板、天花板、玻璃增強(qiáng)石膏板和石膏纖維板。
諸如石膏板的產(chǎn)品由基本原料、紙板式紙、石膏(灰泥)、水、淀粉和諸如促凝劑和泡沫材料的添加劑制得。也可加入石膏板制造領(lǐng)域內(nèi)已知的其它添加劑，如緩凝劑(如蛋白質(zhì)、有機(jī)酸)、粘度調(diào)節(jié)劑(如超增塑劑)、阻燃劑、防水化學(xué)物(如聚硅氧烷，蠟乳狀液)、玻璃纖維、防火增強(qiáng)劑(如蛭石、粘土和/或煅制氧化硅)和聚合化合物(如PVA，PVOH)。墻板或石膏板是覆蓋著紙板的大而薄的石膏板。
使用的石膏或由天然石膏(二水合硫酸鈣)制得，或由一些化學(xué)工藝的副產(chǎn)品合成石膏制得，通常為β型。應(yīng)用最普遍的副產(chǎn)品形態(tài)源自許多燃煤發(fā)電站中使用的煙氣脫硫工藝，被稱為脫硫石膏(DSG)，其一般是純度高于95％的石膏。在很難得到DSG的地方，其它高質(zhì)量合成形態(tài)石膏，諸如磷石膏和鈦石膏也可使用合成石膏運(yùn)到石膏板廠時，已經(jīng)處于特定形態(tài)。然而，它通常游離水含量高，一般在進(jìn)行下一階段煅燒之前要進(jìn)行干燥。將天然石膏粉碎是必需的，通常在此階段要使天然石膏干燥。稱為煅燒的下一階段(使用天然石膏或合成石膏)除去結(jié)晶中的化合水以生產(chǎn)石膏粉(灰泥)。這使二水合硫酸鈣化合物(石膏)轉(zhuǎn)化為半水合硫酸鈣，通常稱為灰泥、煅燒石膏或“熟石膏(Plaster of Paris)”。
然后石膏粉與水混合形制成漿液。然后將生產(chǎn)的漿液加到連續(xù)片式紙板上，覆蓋第二層紙板，然后通過模制平臺成型為封閉帶。石膏板帶最初是軟的，但隨后因半水合硫酸鈣重新水合轉(zhuǎn)化為二水合硫酸鈣而快速凝固，變硬，并被切割成單個的板。根據(jù)需要將板干燥并完成。
盡管漿液是被灌入模具以得到理想的形狀和大小，制造天花板和隔板采用相同的工藝。如果需要纖維板，漿液也含纖維，如纖維素，紙或玻璃纖維。
可通過許多添加劑來控制漿液的凝固和硬化。一般應(yīng)用晶種促凝劑(異相成核)使?jié){液快速凝固。晶種促凝劑一般是特意磨碎而具有高比表面積(應(yīng)用BET/氮?dú)獗砻娣e分析大于1.5m2/g，一般為3-5m2/g)的二水合硫酸鈣(石膏)。此外，使用共研磨劑改善這種促凝劑的效能和濃度。剛與水混合時，這些共研磨劑也能保護(hù)二水合硫酸鈣促凝劑暫時不作為成核位置。對于石膏板生產(chǎn)，使用0.1-2％(w:w灰泥)的晶種促凝劑，但一般使用0.5％(w:w灰泥)。另外可溶性鹽如硫酸鉀(K2SO4)是已知的促凝劑，它能有利地影響硫酸鈣溶液的溶解動力學(xué)。
已知為了生產(chǎn)具有改進(jìn)吸聲特性的石膏板，需要使用低純度(通常為＜90％的天然石膏)。存在于低純度石膏中的雜質(zhì)，尤其是粘土，被認(rèn)為能通過改善內(nèi)阻尼特性和降低板硬度而提高它的吸聲性能。此外，使用低純度天然石膏時，生產(chǎn)石膏板所必需增加的石膏質(zhì)量也改進(jìn)了吸聲性能。然而，存在于低純度天然石膏中的其它雜質(zhì)會使原料難于處理。例如，需要使用阻燃劑，增加淀粉或水的用量，或使用其它添加劑以抵銷這些有害雜質(zhì)存在的影響。已知僅增加由高純度石膏制成石膏板的質(zhì)量會導(dǎo)致不需要的較高板硬度。
本發(fā)明的目的是緩解上述與生產(chǎn)石膏板產(chǎn)品有關(guān)的問題。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種隨后權(quán)利要求書要求保護(hù)的石膏板的制備方法。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供一種制備石膏板的方法，包括步驟a)將半水合硫酸鈣(灰泥)與水混合，形成含水漿液，b)把未煅燒石膏加入所述漿液，c)將漿液排放至載體上，以形成一張石膏板，其中，所述未煅燒石膏的比表面積低于0.3m2/g。
未煅燒DSG(合成石膏)顆粒用作石膏板漿液中的惰性填料。顆粒的表面積太大而不能與水發(fā)生有效程度反應(yīng)，這樣僅保持為微粒分散在石膏板混合物中。此方法有利于生產(chǎn)具有改進(jìn)吸聲性能的板。在生產(chǎn)工廠很容易得到DSG。DSG用做惰性填料會提供成本利益，因?yàn)樽鳛樘盍系钠渌蠠o需獲得。
如果未煅燒石膏作為惰性填料加入漿液前沒有干燥，那么它固有水分提供整個生產(chǎn)工藝需要較少水的優(yōu)點(diǎn)。這也提供節(jié)約成本的好處。
優(yōu)選未煅燒石膏的比表面積在0.1-0.3m2/g內(nèi)。
優(yōu)選未煅燒石膏的比表面積在0.1-0.2m2/g內(nèi)。
優(yōu)選未煅燒石膏在被加入所述漿液之前進(jìn)行干燥。
存在于組合物中的未煅燒石膏為灰泥的約5-50％w:w。
存在于組合物中的未煅燒石膏更優(yōu)選為灰泥的約10-30％w:w。
存在于組合物中的未煅燒石膏更優(yōu)選為灰泥的約10-20％w:w。
組合物可進(jìn)一步包含已經(jīng)被壓碎或碾碎的，添加到漿液為墻板混合物提供附加體積的現(xiàn)有墻板。
未煅燒石膏可是合成石膏。
同樣根據(jù)本發(fā)明，提供一種粘接組合物，它包含灰泥、未煅燒石膏和水的混合物，其中至少一些未煅燒石膏的比表面積低于0.3m2/g。
現(xiàn)在將參考下述附圖通過實(shí)施例描述本發(fā)明

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的設(shè)備簡圖。
圖2是說明現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)石膏板方法的流程圖。
圖3是說明本發(fā)明實(shí)施方案的流程圖。
圖3a是說明本發(fā)明另一實(shí)施方案的流程圖。
圖4是未煅燒合成石膏的粒度分布(PSD)，根據(jù)本發(fā)明DSG應(yīng)用于石膏板混合物。
圖5顯示了本發(fā)明中含未煅燒合成石膏，DSG填料的石膏板在100倍放大比率下的微觀結(jié)構(gòu)圖。
參考圖1，第一層紙10從滾筒12供應(yīng)到傳送機(jī)或帶14上，儲存容器16裝半水合硫酸鈣和水的漿液，儲存容器16具有與管道20相連的出口18。儀表與所述管道20連接，用于測量和控制流經(jīng)管道20的灰泥量。
另一個管道24與所述管道20和另兩個儲存容器26和28連接。儲存容器26和28每個裝有用于石膏板工藝的適當(dāng)添加劑。這樣的添加劑可包含加入已知量以促進(jìn)生產(chǎn)的緩凝劑(如蛋白質(zhì)、有機(jī)酸)、粘度調(diào)節(jié)劑(如超增塑劑)、阻燃劑、防水化學(xué)物(如聚硅氧烷，蠟乳狀液)、玻璃纖維、防火增強(qiáng)劑(如蛭石、粘土和/或煙硅石)、聚合化合物(如PVA，PVOH)和其它常規(guī)添加劑。
管道24在其出口處與混合器30相連。水容器32與另一添加劑儲存容器34的管道36連接。容器34儲存另外的添加劑如發(fā)泡劑或水。水和灰泥(煅燒石膏)與其它需要的添加劑如促凝劑或緩凝劑在混合器中一起混合。此方法為石膏板生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所熟知。
未煅燒合成石膏與灰泥混合，然后經(jīng)由儲存容器42直接加入混合器30中。混合器具有出口(未示出)，以將其內(nèi)部混合組分以漿液形式傳送到紙10上。
然后混合物通過出口被傳送到移動帶14上的紙10上。
然后為漿液流提供膠粘劑或粘合劑，且在其上表面提供另一層紙46。因此漿液被夾在兩張紙或紙板10和46之間，這兩張紙就成為合成石膏板的面層。
合成板的厚度由成型站50控制，隨后應(yīng)用適當(dāng)?shù)臋C(jī)械設(shè)備切割或刻痕折疊，并使薄片紙10，46的搭接邊緣膠合來制備板。當(dāng)形成的漿液傳輸?shù)秸谝苿拥膫鬏攷r，另外的引導(dǎo)裝置保持板的厚度和寬度。石膏面板切割后送到干燥器進(jìn)行干燥。
現(xiàn)在參考圖2，簡單示出生產(chǎn)石膏板已知方法的流程圖。合成石膏以粉狀形態(tài)運(yùn)到工廠，它的游離水含量高，需要干燥。潮濕的合成石膏粉41被送入干燥器43，將合成石膏粉中的游離水(濕氣)除去，產(chǎn)生干燥的未煅燒石膏粉。一般這樣得到的合成石膏的游離水含量為5-25％，其通過專用干磨機(jī)處理。這種干磨機(jī)能瓦解任何結(jié)塊，在此處理階段不粉碎石膏。在大約450℃，熱燃燒氣用于除去游離濕氣，但不會引起石膏的任何煅燒。
稱為煅燒的下一階段45使二水合硫酸鈣(CaSO4.2H2O)轉(zhuǎn)化為半水合硫酸鈣(CaSO4.1/2H2O)。然后煅燒石膏(灰泥)經(jīng)儲存容器16被送入石膏板工藝。
圖3的流程圖顯示了本發(fā)明的一個實(shí)施方案。在此實(shí)施方案中，一些已在干燥器43中干燥的未煅燒合成石膏被移走，并在直接加料到混合器30之前與灰泥混合。
未煅燒合成石膏與漿液混合，這樣石膏板混合物含約80％煅燒合成石膏和20％未煅燒合成石膏。然而，10-30％未煅燒合成石膏是優(yōu)選的，5-50％未煅燒DSG是可接受的。
在發(fā)明的這一實(shí)施方案中，作為添加劑加入混合器30的未煅燒合成石膏在進(jìn)入混合器之前就以傳統(tǒng)方法干燥過。然而，在發(fā)明的另一實(shí)施方案中，如圖3a所示，合成石膏未經(jīng)干燥就以含高濕氣含量(5-25％游離水)的未處理方式加入到混合器30中的漿液中。可加水改進(jìn)工藝過程。有利的，本實(shí)施方案使此方法需要較少的處理水，取消了干燥步驟，從而降低了成本。
圖3a還顯示出附加輸入再循環(huán)石膏板49，它為正在生產(chǎn)的石膏板提供附加體積。此附加體積進(jìn)一步改進(jìn)了石膏板的吸聲性能。
也可以想象未煅燒石膏作為漿液(也就是與水混合)可直接加入混合器中。
當(dāng)未煅燒合成石膏被加入混合器時，如通常預(yù)料的那樣，并不是所有的都作為促凝劑，這是因?yàn)槭囝w粒太大并保持惰性。
圖4是用于本發(fā)明的合成石膏，DSG的典型粒度分布(PSD)。此DSG的比表面積(SSA)低于0.3m2/g。
圖5是最終石膏板混合物中未煅燒DSG分布的實(shí)施例。DSG顆粒清晰可見，表現(xiàn)為較大暗黑結(jié)構(gòu)51。
有利地，由于本方法中可得到DSG，使用未煅燒DSG來提供附加重量，從而使墻板產(chǎn)生吸聲性能，這是具有成本效益的。不需要其它添加劑抵銷未煅燒DSG作為填料的影響，因?yàn)槲挫褵鼶SG不與方法中的任何組分發(fā)生反應(yīng)，并為改善吸聲性能有利地降低了板硬度。因此它作為惰性填料，能有效提供石膏板體積，并因此改善板的吸聲性能。
通過實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。下述實(shí)施例并不打算限制發(fā)明范圍。
實(shí)施例1石膏板生產(chǎn)線用于此試驗(yàn)。試驗(yàn)方法為保持干燥器的蒸發(fā)負(fù)荷為常數(shù)，并調(diào)整灰泥和干燥DSG添加物以維持目標(biāo)板重量。干燥未煅燒DSG以10.2kg/m2板的量加入石膏板混合物。未煅燒DSG顆粒包含表面積在0.1-0.3m2/g之內(nèi)的顆粒。
表I
基于灰泥和干燥DSG含量計(jì)算水表。從上述試驗(yàn)結(jié)果明顯看出，加入未煅燒DSG提供節(jié)水優(yōu)勢，因?yàn)槿绻挫褵鼶SG作為惰性填料加入，石膏板生產(chǎn)工藝就需要較少量水。加入高達(dá)20％(w:w灰泥)干燥未煅燒DSG對石膏板生產(chǎn)沒有或幾乎沒有有害效果。驚人的是當(dāng)DSG顆粒保持惰性時，沒有觀察到另外的過程促凝效果。加入25％(w:w灰泥)干燥未煅燒DSG使蒸發(fā)負(fù)荷降低0.32kg/m2，這相當(dāng)于使機(jī)械能力和其作業(yè)限速提高8.2％。
表II表示表I試驗(yàn)在生產(chǎn)時間段的過程進(jìn)料速率，還是基于灰泥和干燥DSG含量計(jì)算水表。
表II
實(shí)施例2在生產(chǎn)線上進(jìn)行石膏板試驗(yàn)，本發(fā)明要生產(chǎn)吸聲板(即具有隔音性能的板)。石膏板包含合成灰泥和20wt％干燥未煅燒DSG。此板隨后進(jìn)行吸聲性能測試，表III顯示了標(biāo)準(zhǔn)100％煅燒DSG板和由具有吸聲性能的天然巖石制成的標(biāo)準(zhǔn)吸聲板的對比。
表III在無填料70S50石膏結(jié)構(gòu)雙頭螺柱上的雙層12.5mm板的加權(quán)空氣載聲降低指數(shù)(Rw)
(根據(jù)BS EN ISO 140-31995進(jìn)行試驗(yàn))從上述試驗(yàn)結(jié)果明顯看出，與由100％煅燒DSG制得的板相比，加入作為惰性填料的未煅燒DSG能改善板的吸聲性能。此外，這一性能類似于使用低純度天然巖石制得的板。
實(shí)施例3在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行石膏板生產(chǎn)試驗(yàn)，本發(fā)明測量在DSG合成灰泥中加入干燥未煅燒DSG的凝固時間。水表為70％(ml100g灰泥)，加入0.35％促凝劑和0.5％淀粉(w:w灰泥)。
表IV凝固時間和粘和結(jié)果
另外，加入高達(dá)20wt％未煅燒DSG對含水石膏漿液的凝固時間或?qū)κ喟宓恼澈蜎]有不利影響。
權(quán)利要求
1.一種制備石膏板的方法，包括步驟a)將半水合硫酸鈣(灰泥)與水混合，制成含水漿液，b)把未煅燒石膏加入所述漿液，c)將漿液排放至載體上，使得形成一張石膏板，其中，所述未煅燒石膏的比表面積低于0.3m2/g。
2.如權(quán)利要求1所述的制備石膏板的方法，其中未煅燒石膏的比表面積在0.1-0.3m2/g內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的制備石膏板的方法，其中未煅燒石膏的比表面積在0.1-0.2m2/g內(nèi)。
4.如權(quán)利要求1所述的制備石膏板的方法，其中未煅燒石膏在被加入所述漿液之前進(jìn)行干燥。
5.如權(quán)利要求1所述的制備石膏板的方法，其中未煅燒石膏與水混合并作為漿液加入灰泥和水的混合物中。
6.如權(quán)利要求1-5所述的制備石膏墻板的方法，其中未煅燒石膏的粒度分布一般在0.1-1000微米內(nèi)。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的制備石膏墻板的方法，其中存在的未煅燒石膏的重量是半水合硫酸鈣重量(w:w)的5-50％。
8.如權(quán)利要求1-7任一所述的制備石膏墻板的方法，其中存在的未煅燒石膏的重量是半水合硫酸鈣(w:w)重量的約10-25％。
9.如權(quán)利要求1-7任一所述的制備石膏墻板的方法，其中存在于組合物中未煅燒石膏的量是半水合硫酸鈣(w:w)重量的約20％。
10.如前述任一權(quán)利要求所述的制備石膏墻板的方法，其中未煅燒石膏是合成石膏。
11.如權(quán)利要求11所述的制備石膏墻板的方法，其中未煅燒合成石膏是脫硫石膏。
12.根據(jù)前述任一權(quán)利要求的方法，其中現(xiàn)有石膏墻板被壓碎到適當(dāng)大小并被加入漿液中為墻板混合物提供附加體積。
13.一種粘接組合物，包含粘接原料、水和脫硫石膏的混合物，其中至少一些脫硫石膏的比表面積小于0.3m2/g。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的粘接組合物，其中至少一些脫硫石膏顆粒的尺寸在0.1-1000微米內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的粘接組合物，其中存在于組合物中的脫硫石膏的量為灰泥的約5-50％w:w。
16.根據(jù)權(quán)利要求13或14的粘接組合物，其中存在于組合物中的脫硫石膏的量為灰泥的約10-30％w:w。
17.根據(jù)權(quán)利要求13或14的粘接組合物，其中存在于組合物中的脫硫石膏的量為灰泥的約10-20％w:w。
18.根據(jù)權(quán)利要求13或14的粘接組合物，其中存在于組合物中的脫硫石膏的量為灰泥的約20％w:w。
19.根據(jù)權(quán)利要求13-18任一的粘接組合物，進(jìn)一步包含已經(jīng)被壓碎或碾碎的，添加到漿液為墻板混合物提供附加體積的現(xiàn)有墻板。
20.根據(jù)權(quán)利要求13-19任一的粘接組合物，其中未煅燒石膏是未煅燒合成石膏。
21.由權(quán)利要求1的方法生產(chǎn)的粘接墻板。
22.含權(quán)利要求10的組合物的粘接墻板。
全文摘要
通過混合半水合硫酸鈣(灰泥)和水形成漿液來制備石膏板。比表面積低于0.3m
文檔編號C04B28/14GK1956933SQ200480022989
公開日2007年5月2日 申請日期2004年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月24日
發(fā)明者溫弗萊德·約翰·約瑟夫·斯皮克曼, 卡恩·伊安·艾恩賽德 申請人:Bpb股份有限公司