專利名稱：提高抗永久性變形的石膏制品和制備該制品的方法和組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備含凝固石膏的制品的方法和組合物，所述制品例如包括石膏板、增強(qiáng)石膏復(fù)合板、灰泥、可機(jī)加工材料、接縫處理材料和隔音瓦，并且涉及這些制品的制備方法和組合物。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及通過(guò)使用一種或多種增強(qiáng)材料，提高抗永久性變形(例如抗下垂)的含凝固石膏的制品。本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方案涉及這類制品的制備方法，包括在增強(qiáng)材料的存在下水化燒石膏，所述的增強(qiáng)材料使經(jīng)如此水化的凝固石膏具有提高的強(qiáng)度，抗永久性變形(例如抗下垂)和尺寸穩(wěn)定性(例如在凝固石膏干燥期間無(wú)收縮)。在制備凝固石膏制品時(shí)，增強(qiáng)材料還會(huì)賦予它們其它改進(jìn)的性能和優(yōu)點(diǎn)。在本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案中，用一種或多種增強(qiáng)材料處理凝固石膏，以使含石膏的制品(以下簡(jiǎn)稱為石膏制品)具有類似的(如果不相同)增強(qiáng)、抗永久性變形(例如抗下垂)、尺寸穩(wěn)定性和使石膏制品具有其它改進(jìn)的性能和優(yōu)點(diǎn)。在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，本發(fā)明的凝固石膏制品含有較大量的鹽酸鹽，但總體上避免了這種鹽濃度對(duì)石膏制品的不利影響。
大多數(shù)這類石膏制品的制備是形成燒石膏(半水硫酸鈣和/或無(wú)水硫酸鈣)和水(以及適當(dāng)?shù)钠渌M分)的混合物，將該混合物澆鑄到要求形狀的模具中或表面上，通過(guò)燒石膏與水反應(yīng)，形成結(jié)晶水化石膏基質(zhì)(二水硫酸鈣)，使混合物硬化，形成凝固(即再水化)石膏。隨后通常還要進(jìn)行溫和的加熱，以除去剩余的游離(未反應(yīng)的)水，獲得干制品。通過(guò)所需的燒石膏水化過(guò)程形成了凝固石膏晶體交聯(lián)基質(zhì)，由此使石膏制品中的石膏結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度。
如果為了使石膏制品更能抵抗使用期間可能會(huì)有的應(yīng)力，而提高其組分凝固石膏晶體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，那么上述所有的石膏制品將受益。
人們一直在努力用較低密度的材料(例如膨脹珍珠巖或氣孔)來(lái)代替部分凝固石膏基質(zhì)，以制備更輕質(zhì)的許多這類石膏制品。在這種情況下，因?yàn)樘峁┑兔芏戎破窂?qiáng)度的凝固石膏量較少，因此，需要使凝固石膏的強(qiáng)度提高到標(biāo)準(zhǔn)水平以上，剛好保持整個(gè)制品強(qiáng)度達(dá)到現(xiàn)有技術(shù)中較高密度制品的水平。
此外，在許多這類石膏制品的構(gòu)件中，尤其是在高濕度和高溫，或甚至在負(fù)荷條件下，需要有較高的抗永久性變形性(例如抗下垂)。人眼一般不能察覺每?jī)捎⒊唛L(zhǎng)的石膏板下垂小于約0.1英寸的石膏板下垂。因此，要求石膏制品在其使用期限內(nèi)能抵抗永久性變形。例如，石膏板和瓦通常以使其垂直放置的方式儲(chǔ)存或使用。如果在這些制品中的凝固石膏基質(zhì)不能足夠地抵抗永久變形，尤其是在高濕高溫，甚至在負(fù)載的情況下，所述制品在其通過(guò)底部結(jié)構(gòu)固定或支撐的點(diǎn)之間的區(qū)域內(nèi)開始下垂。這可能是難看的，并且可能導(dǎo)致制品難以使用。在許多應(yīng)用中，石膏制品必須承受負(fù)載，例如，隔熱或冷凝負(fù)荷，而沒有可察覺的下垂。因此，不斷需要能形成具有提高抗永久性變形能力(如抗下垂)的凝固石膏。
在石膏制品的制備、加工和工業(yè)應(yīng)用過(guò)程中，也要求石膏制品中的凝固石膏具有較好的尺寸穩(wěn)定性。尤其是在溫度和濕度改變的條件下，凝固石膏會(huì)收縮或膨脹。例如，當(dāng)暴露在高濕度和高溫下的石膏板或石膏瓦中的石膏基質(zhì)的晶體間隙吸收水分時(shí)，由于吸濕的板發(fā)生膨脹，會(huì)加劇下垂。另外，在凝固石膏制品的制備過(guò)程中，通常會(huì)有大量的游離(未反應(yīng)的)水在石膏凝固后保留在基質(zhì)中。該游離水通常隨后通過(guò)輕度加熱除去。當(dāng)蒸發(fā)水離開石膏基質(zhì)的晶體間隙時(shí)，基質(zhì)由于凝固石膏固有力的作用，傾向于收縮(即水將基質(zhì)中交聯(lián)的(interlocking)凝固石膏晶體之間分開的部分保持一起，當(dāng)水蒸發(fā)時(shí)，所述晶體然后運(yùn)動(dòng)相互靠近)。
如果這種尺寸不穩(wěn)定性可以避免或減小，那么會(huì)有許多優(yōu)點(diǎn)。例如，如果石膏板在干燥期間不收縮，那么用現(xiàn)有的石膏板生產(chǎn)方法將能生產(chǎn)更多的制品，而且需要依賴于保持精確形狀和尺寸比例(例如在制模和成模中使用)的石膏制品可更好地用來(lái)達(dá)到它們的目的。例如，一些欲用于建筑內(nèi)墻表面的灰泥由于在干燥期間不收縮而具有優(yōu)點(diǎn)，這樣可使用較厚層的灰泥，而無(wú)需擔(dān)心開裂，也無(wú)需多次涂覆薄層并使得在層與層施加之間要花費(fèi)長(zhǎng)的時(shí)間使其進(jìn)行充分的干燥。
一些特種類型的石膏制品還存在其它特殊的問(wèn)題。例如，低密度石膏制品的制備常常使用發(fā)泡劑，在燒石膏漿料(可流動(dòng)的含水混合物)中產(chǎn)生水泡，當(dāng)形成凝固石膏時(shí)，在制品中產(chǎn)生相應(yīng)的永久性空隙。這常會(huì)帶來(lái)的問(wèn)題是因?yàn)樗褂玫暮菽旧硎遣环€(wěn)定的，因此在形成凝固石膏前，許多水泡會(huì)聚集，并從較稀的漿料中逸出(就像氣泡浴中的氣泡一樣)，所以，為了獲得要求密度的制品，就得使用大量的發(fā)泡劑，以在凝固石膏中產(chǎn)生要求量的空隙。這樣成本就增加，并且化學(xué)發(fā)泡劑對(duì)石膏制品的其它組分或特性產(chǎn)生有害作用的危險(xiǎn)增大。因此，希望的是能降低凝固石膏制品中產(chǎn)生要求量空隙所需的發(fā)泡劑量。
現(xiàn)實(shí)中還需要一種新型、經(jīng)改進(jìn)的用于生產(chǎn)凝固石膏制品的組合物和方法，所述的石膏制品由含高濃度(即按混合物中硫酸鈣材料的重量計(jì)至少0.015％(重量))的氯離子或其鹽的混合物制成。氯離子或其鹽可以是硫酸鈣材料本身或混合物中使用的水(例如海水或含鹽的地下水)中的雜質(zhì)，它們?cè)诒景l(fā)明之前不能被用來(lái)制備穩(wěn)定的凝固石膏制品。
現(xiàn)實(shí)中還需要一種新型、經(jīng)改進(jìn)的用于處理凝固石膏的組合物和方法，以改善其強(qiáng)度、抗永久性變形(例如抗下垂)和尺寸穩(wěn)定性。
現(xiàn)實(shí)中一直需要一種新型、經(jīng)改進(jìn)的凝固石膏制品，和生產(chǎn)所述制品的組合物和方法，以解決、避免或減少上面提到的問(wèn)題。本發(fā)明滿足了這些需求。
本發(fā)明的概括本發(fā)明人令人驚奇地發(fā)現(xiàn)了意外地滿足上述需求的凝固石膏制品和用來(lái)制備它們的組合物和方法。本發(fā)明的每個(gè)實(shí)施方案滿足了一種或多種這樣的需求。
提高抗永久性變形的本發(fā)明的凝固石膏制品是根據(jù)本發(fā)明制備的，其制備是通過(guò)首先形成硫酸鈣材料、水和適量的一種或多種選自以下組的增強(qiáng)材料的混合物，該增強(qiáng)材料包括縮合磷酸，每一種含有2個(gè)或更多磷酸單元；和縮合磷酸鹽或縮合磷酸根離子，每一種含有2個(gè)或更多磷酸鹽單元。
然后將上述混合物保持在足以使硫酸鈣材料形成改進(jìn)的凝固石膏材料的條件下。
正如本文中使用的，術(shù)語(yǔ)“硫酸鈣材料”是指無(wú)水硫酸鈣；半水硫酸鈣；二水硫酸鈣；鈣離子和硫酸根離子；或它們中任一種或所有的混合物。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，硫酸鈣材料主要是半水硫酸鈣。在這種情況下，所有的上述增強(qiáng)材料將使所形成的凝固石膏具有提高的抗永久性變形性。但是，有些增強(qiáng)材料(例如下列的鹽，或其陰離子部分三偏磷酸鈉(這里也稱為STMP)，具有6-27個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元的六偏磷酸鈉(這里也稱為SHMP)和具有1000-3000個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元的聚磷酸銨(這里也稱為APP))將提供優(yōu)選的優(yōu)點(diǎn)，例如較大地提高了抗下垂性。此外，甚至當(dāng)僅以STMP濃度的四分之一加入時(shí)，APP提供的抗下垂性與由STMP提供的相同。
在本發(fā)明的一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，這是通過(guò)向用來(lái)生產(chǎn)凝固石膏制品的燒石膏和水的混合物中加入三偏磷酸根離子來(lái)實(shí)現(xiàn)的(正如本文使用的，術(shù)語(yǔ)“燒石膏”是指α半水硫酸鈣，β半水硫酸鈣，水溶性無(wú)水硫酸鈣或它們中任何或所有的混合物，術(shù)語(yǔ)“凝固石膏”和“水化石膏”是指二水硫酸鈣)。當(dāng)混合物中的水自發(fā)地與燒石膏反應(yīng)形成凝固石膏時(shí)，我們意外地發(fā)現(xiàn)與不合三偏磷酸根離子的混合物形成的凝固石膏相比，該凝固石膏具有提高的強(qiáng)度，抗永久性變形(例如抗下垂)和尺寸穩(wěn)定性。改進(jìn)這些特性的機(jī)理尚不清楚。
此外，本發(fā)明人意想不到地發(fā)現(xiàn)三偏磷酸根離子(像APP一樣)不會(huì)延緩燒石膏形成凝固石膏的速率。事實(shí)上，在三偏磷酸根離子的添加使用范圍內(nèi)，加入量較大時(shí)，實(shí)際上加速燒石膏形成凝固石膏的水化速率。由于凝固石膏的強(qiáng)度增加，這是特別令人驚奇的，因?yàn)槿藗兺ǔＵJ(rèn)為在石膏技術(shù)中，磷酸或磷酸鹽物質(zhì)延緩凝固石膏的形成并降低所形成石膏的強(qiáng)度。這對(duì)大多數(shù)這類物質(zhì)來(lái)說(shuō)是事實(shí)，但對(duì)三偏磷酸根離子來(lái)說(shuō)卻不是這樣。
因此，一般來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方案提供了生產(chǎn)凝固石膏制品的方法，這種石膏制品具有提高的強(qiáng)度、抗永久性變形(例如抗下垂)和尺寸穩(wěn)定性，所述方法包括形成燒石膏、水和三偏磷酸根離子的混合物，使該混合物保持在足以使燒石膏轉(zhuǎn)變成凝固石膏的條件(例如優(yōu)選低于約120F的溫度)下。
在本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述方法是一種生產(chǎn)石膏板的方法，所述的石膏板含有夾在紙或其它材料的覆蓋板之間凝固石膏夾層的芯。板的制備是形成燒石膏、水和三偏磷酸根離子的可流動(dòng)混合物(漿液)，將該混合物沉積在覆蓋板之間，使得到的組件凝固和干燥。
雖然當(dāng)由此形成的板具有全部要求的改進(jìn)特性--提高的強(qiáng)度、抗永久性變形(例如抗下垂)和尺寸穩(wěn)定性時(shí)，但已經(jīng)觀察到出于未知的原因，當(dāng)板由于一些原因變得潮濕或在生產(chǎn)期間不完全干燥時(shí)，石膏芯和覆蓋板(通常含有紙)之間的結(jié)合強(qiáng)度會(huì)喪失或甚至失效，即使當(dāng)該板含有典型的非預(yù)膠凝化的淀粉(例如酸改性的淀粉)時(shí)也是這樣，所述的淀粉通常賦予更好的紙與芯結(jié)合的整體性。覆蓋板會(huì)從石膏板上剝離下來(lái)，而這是令人難以接受的。本發(fā)明人幸運(yùn)地還發(fā)現(xiàn)了解決這種可能附帶問(wèn)題的方法。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過(guò)在生產(chǎn)漿料中加入預(yù)膠凝化的淀粉可避免帶來(lái)這個(gè)問(wèn)題。然后使該淀粉分布在整個(gè)所形成的石膏芯中，并且已經(jīng)令人驚奇地發(fā)現(xiàn)這樣做避免了削弱芯和覆蓋板之間的結(jié)合。
因此，在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，提供了生產(chǎn)進(jìn)一步改進(jìn)的石膏板的組合物和方法。所述組合物含有水、燒石膏、三偏磷酸根離子和預(yù)膠凝化淀粉的混合物。所述方法包括形成這種混合物，使它們沉積在覆蓋板之間，并使得到的組件凝固和干燥。
在需要生產(chǎn)輕質(zhì)石膏板的情況下，本發(fā)明提供了生產(chǎn)這種輕質(zhì)石膏板的組合物和方法。所述組合物含有水、燒石膏、三偏磷酸根離子和水泡沫的混合物，所述方法包括形成這種混合物，使它們沉積在覆蓋板之間，并使得到的組件凝固和干燥。這種組合物和方法提供了輕質(zhì)板，是因?yàn)樗菽呐菰谒冒宓哪淌嘈局挟a(chǎn)生相應(yīng)氣孔的緣故。板的整體強(qiáng)度要比現(xiàn)有技術(shù)的混合物中包括水泡沫生產(chǎn)的板高，因?yàn)橛糜谛纬杀景l(fā)明板的混合物中的三偏磷酸根離子使強(qiáng)度提高。例如，按本發(fā)明制備的1/2英寸厚的天花板的抗永久性變形(例如抗下垂)要比使用現(xiàn)有技術(shù)的組合物和方法制得的5/8英寸厚的天花板好。因此，本發(fā)明可以明顯節(jié)省生產(chǎn)天花板的費(fèi)用。
本發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)混合物中除了含有水泡沫外，還含有三偏磷酸根離子時(shí)還具有其它的優(yōu)點(diǎn)。即已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)混合物中含有三偏磷酸根離子時(shí)，在形成的石膏制品中，所使用的每單位量的水泡沫會(huì)產(chǎn)生成比例更高的氣孔(更多的總氣孔體積)。其原因尚不清楚，但是，有利的結(jié)果是要在凝固石膏制品中產(chǎn)生要求量的氣孔體積，只要使用少量的發(fā)泡劑。這本身又降低了生產(chǎn)成本，減少了化學(xué)發(fā)泡劑對(duì)石膏制品其它組分或特性有害作用的危險(xiǎn)。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，提供了包括凝固石膏和增強(qiáng)材料的復(fù)合板，它們按如下方式制備在表面上形成或沉積混合物，其中該混合物含有補(bǔ)強(qiáng)材料、硫酸鈣材料、水和適量的一種或多種選自以下組的增強(qiáng)材料，所述增強(qiáng)材料包括縮合的磷酸，每一種含有2個(gè)或更多磷酸單元；和縮合磷酸鹽或縮合磷酸根離子，每一種含有2個(gè)或更多磷酸鹽單元。然后使混合物保持在足以使硫酸鈣材料形成凝固石膏材料的條件下。
本發(fā)明還提供了包括凝固石膏和基質(zhì)顆粒的復(fù)合板，至少部分凝固石膏位于和靠近易于接近的基質(zhì)顆粒的空隙處。該板是通過(guò)在表面上形成或沉積混合物制備的，其中該混合物含有基質(zhì)顆粒；半水硫酸鈣，至少其部分是以晶體的形式位于和靠近基質(zhì)顆粒的空隙處；水；和適量的一種或多種選自以下組的增強(qiáng)材料，所述增強(qiáng)材料包括縮合的磷酸，每一種含有2個(gè)或更多磷酸單元；和縮合磷酸鹽或縮合磷酸根離子，每一種含有2個(gè)或更多磷酸鹽單元。然后使該混合物保持在足以使半水硫酸鈣形成凝固石膏的條件下，由此通過(guò)半水硫酸鈣晶體在基質(zhì)顆粒的空隙中和靠近基質(zhì)顆粒的空隙處的原位水化，形成位于和靠近易于接近的基質(zhì)顆粒空隙處的凝固石膏部分。
本發(fā)明還提供了含凝固石膏的可機(jī)加工的制品，它們通過(guò)形成混合物來(lái)制備，所述混合物含有淀粉、可水再分散的聚合物顆粒、硫酸鈣材料、水和適量的一種或多種選自以下組的增強(qiáng)材料，所述增強(qiáng)材料包括縮合的磷酸，每一種含有2個(gè)或更多磷酸單元；和縮合磷酸鹽或縮合磷酸根離子，每一種含有2個(gè)或更多磷酸鹽單元。然后使該混合物保持在足以使硫酸鈣材料形成凝固石膏材料的條件下。
本發(fā)明還提供了用于修飾石膏板邊緣之間接縫的凝固石膏產(chǎn)品，所述產(chǎn)品通過(guò)將一種混合物填入到接縫處來(lái)制備，所述混合物含有粘結(jié)劑、增稠劑、非均化劑、硫酸鈣材料、水和適量的一種或多種選自以下組的增強(qiáng)材料，所述增強(qiáng)材料包括縮合的磷酸，每一種含有2個(gè)或更多磷酸單元；和縮合磷酸鹽或縮合磷酸根離子，每一種含有2個(gè)或更多磷酸鹽單元。然后使該混合物保持在足以使硫酸鈣材料形成凝固石膏材料的條件下。
本發(fā)明還提供了含凝固石膏的隔音瓦，通過(guò)在盤槽中形成或沉積一種混合物而制備，所述混合物含有膠凝化淀粉、礦物棉、硫酸鈣材料、水和適量的一種或多種選自以下組的增強(qiáng)材料，所述增強(qiáng)材料包括縮合磷酸，每一種含有2個(gè)或更多磷酸單元；和縮合磷酸鹽或縮合磷酸根離子，每一種含有2個(gè)或更多磷酸鹽單元。然后使該混合物保持在足以使硫酸鈣材料形成凝固石膏材料的條件下。
本發(fā)明還提供了另一類型的含凝固石膏的隔音瓦，通過(guò)在盤槽中形成或沉積一種混合物而制備，所述混合物含有膠凝化淀粉、膨脹珍珠巖顆粒、纖維增強(qiáng)劑、硫酸鈣材料、水和適量的一種或多種選自以下組的增強(qiáng)材料，所述增強(qiáng)材料包括縮合的磷酸，每一種含有2個(gè)或更多磷酸單元；和縮合磷酸鹽或縮合磷酸根離子，每一種含有2個(gè)或更多磷酸鹽單元。然后使該混合物保持在足以使硫酸鈣材料形成凝固石膏材料的條件下。
本發(fā)明還提供了凝固石膏制品，通過(guò)形成增強(qiáng)材料、二水硫酸鈣和水的混合物來(lái)制備。更具體地說(shuō)，這些實(shí)施方案包括用增強(qiáng)材料處理石膏澆鑄體。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)形成的增強(qiáng)材料、水和二水硫酸鈣的混合物提供的凝固石膏制品具有提高的強(qiáng)度、抗永久性變形(例如抗下垂)和尺寸穩(wěn)定性。這種后凝固處理可通過(guò)添加增強(qiáng)材料，通過(guò)用增強(qiáng)材料噴霧或浸濕二水硫酸鈣澆鑄體來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這種后凝固處理的情況下，增強(qiáng)材料可以選自下列組中磷酸，每一種含有1個(gè)或多個(gè)磷酸單元；縮合磷酸鹽或縮合磷酸根離子，每一種含有2個(gè)或更多磷酸鹽單元；和正磷酸的一元鹽或單價(jià)離子。
在本發(fā)明的一些實(shí)施方案中，提供了用混合物生產(chǎn)凝固石膏制品的組合物和方法，所述混合物含有高濃度的氯離子或其鹽(即按混合物中的硫酸鈣材料計(jì)至少0.015％(重量))。氯離子或其鹽可以是硫酸鈣材料本身或混合物中使用的水(例如海水或含鹽的地下水)中的雜質(zhì)，它們?cè)诒景l(fā)明之前不能被用來(lái)制備穩(wěn)定的凝固石膏制品。
在根據(jù)本發(fā)明的硫酸鈣材料的預(yù)凝固處理中，還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些增強(qiáng)材料阻礙形成凝固石膏的水化速度，并且不利地影響凝固石膏制品的強(qiáng)度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在混合物中以適當(dāng)方式包含適量的促凝劑，可以改善甚至克服這種阻礙和對(duì)強(qiáng)度的不利影響。
還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的說(shuō)明可以制造具有希望形狀的石膏板。在本發(fā)明之前，規(guī)則石膏平板形狀的改變一般是用水潤(rùn)濕石膏板，使石膏板弱化并使其更富于柔性，然后按要求改變石膏板的形狀，然后等待石膏板干燥。但是，這種現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生許多制造和安裝上的缺點(diǎn)，因?yàn)槿趸喟宀⑹蛊涓挥谌嵝砸员闶蛊淇梢愿淖兂梢蟮男螤钏璧臐?rùn)濕需要大量的時(shí)間，即至少1小時(shí)或更多，12個(gè)小時(shí)也不是不常見的。此外，該現(xiàn)有技術(shù)不能容易地改變?yōu)橄Ｍ陌逍螤睢Ｈ绻鍥]有適當(dāng)?shù)厝趸?，則難以按要求改變板的形狀。即需要更大的力來(lái)按要求改變板的形狀，如果施加太大的力，板會(huì)斷裂。因此，非常需要縮短潤(rùn)濕時(shí)間并更容易制造和安裝要求形狀的石膏板的方法和組合物。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案，例如，可以用含有任何增強(qiáng)材料(如在上面的本發(fā)明概述中和下列實(shí)施例中所述的)的氯化物水溶液噴灑石膏平板，來(lái)弱化石膏板并使其更富于柔性。然后用比現(xiàn)有技術(shù)小的力容易地改變?cè)撘讶趸腋挥谌嵝缘氖喟宓男螤畹揭蟮男螤睿驗(yàn)樵鰪?qiáng)材料的有利作用，在石膏板干燥之后，將保持變形后的石膏板的要求的形狀。
圖2是將按本發(fā)明制備的石膏板的抗下垂性與市售的石膏板相比較的曲線圖，其中采用常規(guī)的U形釘固定和螺釘擰緊天花板連接件裝配所有的試驗(yàn)板。
圖3是將按本發(fā)明制備的石膏板的抗下垂性與市售的石膏板相比較的曲線圖，其中采用常規(guī)的F2100天花板連接件(即膠粘劑)來(lái)裝配所有的試驗(yàn)板。
圖4是按本發(fā)明制備的石膏板的下垂偏差效果與市售石膏板相比較的圖。
圖5是描繪按本發(fā)明處理石膏板的下垂偏差效果圖，所述石膏板是用包括預(yù)先凝固和經(jīng)干燥石膏(即二水硫酸鈣)的石膏板制備的。
本發(fā)明組合物中含有的三偏磷酸鹽可包括任何水溶性三偏磷酸鹽，它們不會(huì)與組合物的其它組分發(fā)生不利的相互影響。一些實(shí)用鹽的實(shí)例包括三偏磷酸鈉、三偏磷酸鉀、三偏磷酸銨、三偏磷酸鋰、三偏磷酸鋁和這些鹽的混合物。三偏磷酸鈉是優(yōu)選的。它易于從市場(chǎng)上買到，例如由St.Louis,Missouri的Solutia公司，即以前是St.Louis,Missouri的Monsanto公司的一個(gè)單位購(gòu)得。
為了在實(shí)施本發(fā)明優(yōu)選的一種方法中使用，可將三偏磷酸鹽溶解在燒石膏的含水混合物中，使三偏磷酸根離子的濃度按燒石膏的重量計(jì)為約0.004-2.0％(重量)。三偏磷酸根離子的優(yōu)選濃度為約0.04-0.16％(重量)。更優(yōu)選的濃度是約0.08％(重量)。如果在實(shí)施本發(fā)明的一些實(shí)施方案中要求易于貯存和運(yùn)輸，那么可將三偏磷酸鹽預(yù)溶解在水中并以水溶液的形式混合到混合物中。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的一個(gè)實(shí)施方案，在燒石膏水化形成凝固石膏期間，三偏磷酸根離子僅需存在于燒石膏的含水混合物中。因此，雖然通常更方便地，并由此優(yōu)選地將三偏磷酸根離子在早期階段混合到混合物中，但也可在稍后階段使三偏磷酸根離子混合到燒石膏和水的混合物中。例如，在制備典型的石膏板時(shí)，將水和燒石膏一起加入到混合裝置中，充分地進(jìn)行混合，然后通常沉積到位于傳送帶上的覆蓋板上，在大量的燒石膏發(fā)生再水化，形成凝固石膏前，將第二塊覆蓋板置于沉積的混合物上。雖然在其制備期間，在混合裝置中更方便地將三偏磷酸根離子加入到所述混合物中，但也可在后期階段加入三偏磷酸根離子，例如剛好在將第二塊板置于沉積物上之前，將三偏磷酸根離子的水溶液噴灑到經(jīng)沉積的燒石膏含水混合物上，以便三偏磷酸根離子水溶液浸濕到沉積的混合物中，并且當(dāng)發(fā)生整體水化，形成凝固石膏時(shí)有它們存在。
將三偏磷酸根離子加入到混合物中的其它替代方法對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯然的，當(dāng)然也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，可用一種三偏磷酸鹽預(yù)涂覆一塊或兩塊覆蓋板，以便當(dāng)沉積的燒石膏含水混合物與覆蓋板接觸時(shí)，三偏磷酸鹽溶解并且引起三偏磷酸根離子遷移進(jìn)入該混合物。另一種替代方法是甚至在加熱形成燒石膏前，使三偏磷酸鹽與生石膏混合，以便當(dāng)將燒石膏與水混合，發(fā)生再水化時(shí)，該鹽就已經(jīng)存在。
使三偏磷酸根離子加入到混合物中的其它替代方法是通過(guò)任何適當(dāng)?shù)姆绞?，例如用含三偏磷酸鹽的溶液噴霧或浸濕凝固石膏，將三偏磷酸根離子加入到凝固石膏中。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)三偏磷酸根離子可通過(guò)加工凝固石膏中使用的常規(guī)紙片材遷移到凝固石膏中。
在本發(fā)明中使用的燒石膏可以以在現(xiàn)有技術(shù)的相應(yīng)實(shí)施方案中使用的典型形式和濃度存在。它可以是天然或合成的α半水硫酸鈣、β半水硫酸鈣、水溶性無(wú)水硫酸鈣或它們中的任何或全部的混合物。在一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，使用α半水硫酸鈣，因其產(chǎn)生具有較高強(qiáng)度的凝固石膏。在其它優(yōu)選的實(shí)施方案中，使用β半水硫酸鈣或β半水硫酸鈣和水溶性無(wú)水硫酸鈣的混合物。
在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，可以使用常規(guī)量的其它常規(guī)添加劑，以賦予所要求的特性和便于制造生產(chǎn)，例如水泡沫、促凝劑、緩凝劑、再煅燒抑制劑、粘結(jié)劑、粘附劑、分散助劑、均化劑或非均化劑、增稠劑、殺菌劑、殺真菌劑、pH調(diào)節(jié)劑、著色劑、增強(qiáng)材料、阻燃劑、防水劑、填料和它們的混合物。
在一些優(yōu)選的本發(fā)明實(shí)施方案中，所述方法和組合物用來(lái)制備石膏板，所述石膏板包括夾在覆蓋板之間的凝固石膏材料的芯，三偏磷酸根離子按上述用量和方式使用。另一方面，可以用與現(xiàn)有技術(shù)中制備石膏板的相應(yīng)組合物和方法相同的組分和相同的方式來(lái)使用該組合物和方法，例如，如美國(guó)專利US4009062和2985219中公開的，將它們引入本文作為參考。采用這種優(yōu)選的本發(fā)明組合物和方法制備的板具有改進(jìn)的強(qiáng)度、抗永久性變形和尺寸穩(wěn)定性。
在制備石膏板的優(yōu)選方法和組合物中，所述板的表層板含有紙，也使用預(yù)膠凝化的淀粉，以避免在極其潮濕的條件下另外稍微增大的紙脫層的危險(xiǎn)。原料淀粉的預(yù)膠凝化是通過(guò)在至少185F的溫度下，在水中煮或按其它眾所周知的方法實(shí)現(xiàn)的。
一些起本發(fā)明目的作用的易于得到的預(yù)膠凝化的淀粉的實(shí)例是(由它們的商品名稱來(lái)標(biāo)記)PCF1000淀粉，由Lauhoff Grain公司銷售；AMERIKOR818和HQM PREGEL淀粉，都由Archer Daniels Midland公司銷售。
為了在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中使用預(yù)膠凝化的淀粉，應(yīng)使它們?cè)跓嗪旌衔镏械暮堪礋嗟闹亓坑?jì)為約0.08-0.5％(重量)。優(yōu)選的預(yù)膠凝化淀粉的含量為約0.16-0.4％(重量)。更優(yōu)選的含量為約0.3％(重量)。如果現(xiàn)有技術(shù)中相應(yīng)的實(shí)施方案也含有未經(jīng)預(yù)膠凝化的(如許多情況下所進(jìn)行的)淀粉，那么本發(fā)明實(shí)施方案中的預(yù)膠凝化淀粉還可用于全部或部分代替現(xiàn)有技術(shù)中通常使用的淀粉。
在使用發(fā)泡劑在凝固石膏制品中產(chǎn)生空隙，以提供輕質(zhì)制品的本發(fā)明實(shí)施方案中，可使用任何常規(guī)的已知可用于制備發(fā)泡凝固石膏制品的發(fā)泡劑。許多這樣的發(fā)泡劑是眾所周知的，易于購(gòu)得，例如從Ambler,Pennsylvania的GEO Specialty Chemicals處購(gòu)得。實(shí)用發(fā)泡劑的進(jìn)一步描述例如參見美國(guó)專利US4676835；5158612；5240639和5643510；和1995年6月22日公開的PCT國(guó)際申請(qǐng)公開WO95/16515。
在許多情況下，優(yōu)選地在石膏制品中產(chǎn)生較大的空隙，以保持其強(qiáng)度。這可以通過(guò)使用產(chǎn)生泡沫的發(fā)泡劑來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中所產(chǎn)生的泡沫當(dāng)與燒石膏漿料接觸時(shí)不太穩(wěn)定。優(yōu)選地，這可通過(guò)摻入大量的已知能產(chǎn)生不太穩(wěn)定泡沫的發(fā)泡劑與少量的已知能產(chǎn)生較穩(wěn)定泡沫的發(fā)泡劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。
這類發(fā)泡劑混合物可以“脫機(jī)”預(yù)混合，即與制備發(fā)泡石膏制品的工藝分開地進(jìn)行。但是，優(yōu)選地是同時(shí)和連續(xù)地，作為該工藝的整體“在線”部分來(lái)混合這類發(fā)泡劑。例如，這可通過(guò)泵送不同發(fā)泡劑的單獨(dú)料流，并將該料流一起或剛好在其之前輸送到泡沫發(fā)生器中，泡沫發(fā)生器的作用是產(chǎn)生隨后注入和與燒石膏漿料混合的水泡沫流。通過(guò)這種方式的混合，可以簡(jiǎn)單和有效地調(diào)節(jié)(例如改變各單獨(dú)料流中一種或兩種的流速)混合料中發(fā)泡劑的比例，以在發(fā)泡的凝固石膏制品中產(chǎn)生要求的空隙特征。這種調(diào)節(jié)將根據(jù)對(duì)最終制品的試驗(yàn)，以確定這種調(diào)節(jié)是否需要來(lái)進(jìn)行。美國(guó)專利US5643510和1995年12月22日提出的共同未決美國(guó)專利申請(qǐng)08/577367進(jìn)一步描述了這種“在線”混合和調(diào)節(jié)。
用于產(chǎn)生不穩(wěn)定泡沫的一類發(fā)泡劑的實(shí)例具有下式ROSO3ΘM(Q)其中R表示具有2-20個(gè)碳原子的烷基，M表示陽(yáng)離子。優(yōu)選地，R表示具有8-12個(gè)碳原子的烷基。
用于產(chǎn)生穩(wěn)定泡沫的一類發(fā)泡劑的實(shí)例具有下式CH3(CH2)XCH2(OCH2CH2)YOSO3ΘM(J)其中X表示2-20的數(shù)，Y表示0-10的數(shù)并且至少50％(重量)的發(fā)泡劑中該值大于0，而M表示陽(yáng)離子。
在本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，將具有上式(Q)和(J)的發(fā)泡劑一起混合，使得式(Q)發(fā)泡劑和式(J)(Y為0)的發(fā)泡劑部分一起占所形成的發(fā)泡劑混合物中的86-99％(重量)。
在本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，水泡沫已經(jīng)由具有下式的預(yù)混合發(fā)泡劑產(chǎn)生CH3(CH2)XCH2(OCH2CH2)YOSO3ΘM(Z)其中X表示2-20的數(shù)，Y表示0-10的數(shù)并且在至少50％(重量)的發(fā)泡劑中該值為0，而M表示陽(yáng)離子。優(yōu)選地，式(Z)發(fā)泡劑的86-99％(重量)中Y為0。
在本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述方法和組合物用于制備含凝固石膏和補(bǔ)強(qiáng)材料顆粒的復(fù)合板，以上述濃度和方式使用了三偏磷酸根離子。特別優(yōu)選地是復(fù)合制品含有凝固石膏和基質(zhì)顆粒，至少部分凝固石膏位于和靠近易于接近的基質(zhì)顆粒的空隙中。本發(fā)明組合物含有一種混合物，混合物包括在其內(nèi)部具有易于接近的空隙的基質(zhì)顆粒；燒石膏，其至少部分以晶體形式位于和靠近基質(zhì)顆粒的空隙處；和水溶性三偏磷酸鹽。該組合物可與水混合，形成本發(fā)明的水、其內(nèi)部具有易于接近的空隙的基質(zhì)顆粒、燒石膏(至少其部分以晶體形式位于和靠近基質(zhì)顆粒的空隙處)和三偏磷酸根離子的混合物。本方法包括形成這種混合物，將該混合物沉積在一個(gè)表面上或注入模具中，使它們凝固和干燥。在其它方面，可用與現(xiàn)有技術(shù)中制備復(fù)合板相應(yīng)的組合物和方法相同的組分和方式使用該組合物和方法，現(xiàn)有技術(shù)例如，正如美國(guó)專利US5320677公開的，這里引入本文作為參考。
在本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述方法和組合物用于制備可機(jī)加工材料，以上述濃度和方式使用了三偏磷酸根離子。在這些實(shí)施方案的一些優(yōu)選形式中，所述組合物含有燒石膏、水溶性三偏磷酸鹽、淀粉和可水再分散性聚合物顆粒的混合物。該組合物與水混合，形成本發(fā)明的水、燒石膏、三偏磷酸根離子、淀粉和可水再分散性聚合物顆粒的混合物。本方法包括形成這種混合物，將該混合物沉積在一個(gè)表面上或注入模具中，使它們凝固和干燥。就其它方面而言，除了引入三偏磷酸鹽和三偏磷酸根離子外，可用與現(xiàn)有技術(shù)中制備可機(jī)加工灰泥材料相應(yīng)的組合物和方法相同的組分和方式使用該組合物和方法，現(xiàn)有技術(shù)例如，正如美國(guó)專利US5534059公開的，這里引入本文作為參考。
在本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述方法和組合物用于制備修飾石膏板邊緣之間接縫處使用的材料，以上述濃度使用了三偏磷酸鹽或三偏磷酸根離子。就其它方面而言，除了引入三偏磷酸鹽和三偏磷酸根離子外，可用與現(xiàn)有技術(shù)中用于制備接縫修飾材料相應(yīng)的組合物和方法相同的組分和方式使用該組合物和方法，現(xiàn)有技術(shù)例如，美國(guó)專利US3297601公開的，這里引入本文作為參考。在這種實(shí)施方案的一些優(yōu)選形式中，所述組合物含有燒石膏、水溶性三偏磷酸鹽、粘結(jié)劑、增稠劑和非均化劑的混合物。該組合物可與水混合，形成本發(fā)明的燒石膏、三偏磷酸根離子、粘結(jié)劑、增稠劑和非均化劑的混合物。本方法包括形成這種混合物，將該混合物注入到石膏板邊緣之間的接縫處，使它們凝固和干燥。
在這種優(yōu)選的接縫修飾實(shí)施方案中，粘結(jié)劑、增稠劑和非均化劑選自對(duì)于接縫復(fù)合物技術(shù)中那些熟練的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)眾所周知的組分。例如，粘結(jié)劑可以是常規(guī)的膠乳粘結(jié)劑，聚(乙酸乙烯酯)和乙烯-乙酸乙烯酯共聚物是優(yōu)選的，它們?cè)诮M合物中的含量為約1-15％(重量)。實(shí)用的增稠劑的實(shí)例是纖維素增稠劑，例如乙羥基乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、甲基羥丙基纖維素或羥乙基纖維素，它們?cè)诮M合物中的含量為約0.1-2％(重量)。合適的非均化劑的實(shí)例是硅鎂土、海泡石、膨潤(rùn)土和蒙脫石粘土，它們?cè)诮M合物中的含量為約1-10％(重量)。
在本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述方法和組合物用于制備隔音瓦，使用了上述濃度的三偏磷酸根離子。在這種實(shí)施方案的一些優(yōu)選形式中，所述組合物含有水、燒石膏、三偏磷酸根離子、膠凝化淀粉和礦物棉的混合物或水、燒石膏、三偏磷酸根離子、膠凝化淀粉、膨脹珍珠巖顆粒和纖維增強(qiáng)劑的混合物。所述方法包括形成這種混合物，將該混合物澆鑄到盤槽中，使它們凝固和干燥。就其它方面而言，除了引入三偏磷酸根離子外，可用與現(xiàn)有技術(shù)中制備隔音瓦相應(yīng)的組合物和方法相同的組分和方式實(shí)施該組合物和方法，例如，正如美國(guó)專利US5395438和3246063公開的，這里引入本文作為參考。
下面的實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明一些優(yōu)選的實(shí)施方案，并將它們與本發(fā)明范圍外的方法和組合物進(jìn)行比較。除非另有說(shuō)明，組合物和混合物中各材料的濃度按基于燒石膏重量的％(重量)計(jì)?？s略語(yǔ)“STMP”0表示三偏磷酸鈉，縮略語(yǔ)“TMP”表示三偏磷酸鹽。
實(shí)施例1實(shí)驗(yàn)室立方體抗壓強(qiáng)度根據(jù)本發(fā)明制備石膏制品試樣，并與采用不同方法和組合物制備的試樣就抗壓強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比。根據(jù)ASTM C472-93進(jìn)行該試驗(yàn)。
用干混合制備試樣500gβ半水硫酸鈣；0.6g的促凝劑，含有用糖涂覆的二水硫酸鈣磨細(xì)顆粒，以保持有效性，并根據(jù)美國(guó)專利3573947(其內(nèi)容本文引作參考)所述加熱；和0g添加劑(對(duì)照(control)試樣)，0.5-2g STMP(優(yōu)選的本發(fā)明試樣)或0.5-2g其它磷酸鹽添加劑(比較(comparative)試樣)。然后在2升WARING混合器中，將試樣與700ml溫度為70F的自來(lái)水混合，使它們浸濕5秒鐘，并以低速混合10秒鐘。將由此形成的漿料澆鑄到模具中，制備立方體(每側(cè)2英寸)。在半水硫酸鈣凝固，形成石膏(二水硫酸鈣)后，從模具中取出立方體，在112F的通風(fēng)爐中干燥至少72小時(shí)，或直到它們的重量停止改變。經(jīng)干燥的立方體具有的密度為約44磅/英尺3(pcf)。
在SATEC試驗(yàn)機(jī)上測(cè)定每一塊立方體的抗壓強(qiáng)度。三個(gè)試樣的平均值作為結(jié)果示于下列表1中。對(duì)照試樣的強(qiáng)度值發(fā)生改變，因?yàn)槭褂昧烁鞣N來(lái)源的β半水硫酸鈣和/或不同批料的β半水硫酸鈣。表中結(jié)果示出了按磅/英寸2(psi)測(cè)定的抗壓強(qiáng)度和與有關(guān)的對(duì)照組相比強(qiáng)度的變化％(％Δ)。估計(jì)測(cè)定值具有試驗(yàn)誤差為約+/-5％(因此，示出的與對(duì)照組相比的強(qiáng)度的增加為10％時(shí)，實(shí)際上在5-15％范圍內(nèi))。
表1抗壓強(qiáng)度
表1數(shù)據(jù)說(shuō)明本發(fā)明試樣(STMP)與對(duì)照組相比，強(qiáng)度通常明顯增加，而比較例試樣的強(qiáng)度通常增加很小，或者強(qiáng)度未增加，或者強(qiáng)度甚至明顯下降。
實(shí)施例2抗永久性變形(實(shí)驗(yàn)室石膏板抗下垂性)在實(shí)驗(yàn)室中，根據(jù)本發(fā)明制備石膏板試樣，并與采用本發(fā)明范圍外的方法和組合物制備的試樣板就抗永久性變形進(jìn)行對(duì)比。
通過(guò)在5升WARING混合器中以低速混合混合料10秒鐘制備試樣1.5kgβ半水硫酸鈣；2g上述促凝劑；2升自來(lái)水；和0g添加劑(對(duì)照試樣)，3gSTMP(本發(fā)明試樣)或3g其它添加劑(比較試樣)。將由此形成的漿料澆鑄到盤槽中，制備石膏平板試樣，每件試樣的大小約為6×24×1/2英寸。在半水硫酸鈣凝固形成石膏(二水硫酸鈣)后，在112F爐中干燥該板，直到它們的重量停止改變。記錄最終測(cè)定的每塊板的重量。為了避免在潮濕條件下覆蓋紙對(duì)石膏板下垂性能的影響，在這些板上未貼紙貼面。
然后將每塊干燥板平放在兩個(gè)1/2英寸寬支承體上的水平位置上，支承體的長(zhǎng)度延伸支承板的整個(gè)寬度，在板的每一端有一個(gè)支承體。在90F溫度和90％相對(duì)濕度的連續(xù)周圍條件下，使該板在這種位置下保持一段特定的時(shí)間(在該實(shí)施例中為4天)。然后通過(guò)測(cè)定板頂表面中心到板端部頂面邊緣之間的假想水平面之間的距離(用英寸表示)來(lái)確定板的下垂程度。認(rèn)為板的凝固石膏基質(zhì)的抗永久性變形與板的下垂程度成反比。因此，下垂程度越大，含凝固石膏基質(zhì)的板的相對(duì)抗永久性變形就越低。
表2中示出了抗永久性變形的試驗(yàn)，包括添加劑的組成和濃度(基于半水硫酸鈣計(jì)的％重量)，板的最終重量和測(cè)定的下垂程度。在比較試樣中使用的添加劑(在本發(fā)明范圍外)代表了在高濕度條件下，已嘗試用來(lái)改進(jìn)抗石膏板下垂的其它物質(zhì)。
表2石膏板下垂的程度
表2數(shù)據(jù)表明根據(jù)本發(fā)明制備的板(STMP)要比對(duì)照組的板和非本發(fā)明的比較板更抗下垂(因此也更抗永久性變形)。此外，根據(jù)本發(fā)明制備的板的下垂率為每2英尺長(zhǎng)的板下垂大大小于0.1英寸，因此人的肉眼不易觀察到。
實(shí)施例3抗永久性變形(生產(chǎn)線石膏板的抗下垂性)

圖1示出了制品重量的比較，圖2和3示出了這類制品的抗下垂性。本發(fā)明室內(nèi)1/2英寸天花板的制品重量(即將三偏磷酸鹽與燒石膏和水混合)與由美國(guó)石膏公司(United States Gypsum Company)制備的室內(nèi)1/2英寸SHEETROCK常規(guī)石膏板的重量相同。圖1中所示的平均1/2英寸室內(nèi)天花板是由國(guó)家石膏公司(National Gypsum Company)制備的Gold Bond高強(qiáng)天花板。圖1所示的平均5/8英寸石膏板是由美國(guó)石膏公司制備的SHEETROCK5/8英寸Firecode型X石膏板。
圖2是按本發(fā)明制備的石膏板的抗下垂性與上述市售的石膏板的抗下垂性的對(duì)比圖，其中采用常規(guī)的U型釘固定和螺釘擰緊的天花板連接件安裝所有的試驗(yàn)板。
圖3是按本發(fā)明制備的石膏板的抗下垂性與上述市售的石膏板的抗下垂性的對(duì)比圖，其中采用常規(guī)的F2100兩部分聚氨酯粘合劑天花板連接件安裝所有的試驗(yàn)板。
下面是詳細(xì)說(shuō)明制備圖2和3中描述的在下垂比較中使用的天花板的石膏板和其它構(gòu)造A．石膏板-1．1/2英寸×48英寸×96英寸，按本發(fā)明制備。
2．1/2英寸×48英寸×96英寸，國(guó)家石膏公司Gold Bond高強(qiáng)天花板。
3．1/2英寸×48英寸×96英寸，由美國(guó)石膏公司制備的常規(guī)SHEETROCK石膏板。
4．5/8英寸×48英寸×96英寸，由美國(guó)石膏公司制備的SHEETROCKFirecode型X石膏板。B．構(gòu)架-18英寸高×102英寸長(zhǎng)，由R.J.Cole公司接縫化合物-USG凝灰?guī)r凝固HES接縫化合物連接的標(biāo)稱為2英寸×3英寸木材制備。接縫帶-USG纖維玻璃網(wǎng)自粘附接縫帶。C．蒸汽阻擋層涂料-#4512銀蒸汽阻擋層(Silver Vapor Barrier)，項(xiàng)目246900。D．絕緣體-Delta噴吹絕緣體(Blowing Insulation)噴吹棉，巖棉礦物纖維。E．噴霧紋理(Texture)-USG SHEETROCK天花板噴霧紋理QT中等聚合(medium poly)。F．緊固件-1英寸冠(c.)×1.25英寸長(zhǎng)(1g.)×Ga.U型釘，和#6×1.25長(zhǎng)干砌壁螺旋釘。Foamseal公司的F2100兩組分聚氨酯粘合劑。天花板結(jié)構(gòu)A．將2×4塊連接于構(gòu)架兩端，以制成構(gòu)架框架。B．用F2100粘合劑將12(12)塊石膏板連接到構(gòu)架框架上。石膏板上測(cè)定的平均卷邊(bead)寬為1英寸。C．小心地抬起天花板，將它們放置在預(yù)先構(gòu)建的四面墻的頂部，構(gòu)成8英尺×48英尺的房屋。D．將天花板組件連接到墻的頂板上，在墻的周圍用#8×3.5英寸的螺釘固定。采用螺釘和U型釘將石膏板連接到構(gòu)架上，構(gòu)成第二天花板。也要將其抬起并連接到四面(4)墻上。
在每塊天花板中，采用3(3)塊各種類型的石膏板構(gòu)成2(2)個(gè)天花板。機(jī)械固定一個(gè)天花板(參見圖2)，而同時(shí)僅用F2100聚氨酯粘合劑固定另一天花板(參見圖3)。將不同石膏板類型的石膏板交替沿天花板放平。所使用的構(gòu)架長(zhǎng)為8英尺5英寸，高為18英寸，中心相距(“o.c.”)24英寸隔開。
使用1英寸冠×1.25英寸長(zhǎng)×16Ga.的U型釘在沿接合處中心距7英寸和#6×1.25英寸長(zhǎng)的干砌壁螺釘在沿著現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)架中心12英寸處機(jī)械固定天花板。
粘附連接天花板沿著構(gòu)架使用約1.25英寸的卷邊(bead)。在現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)架的一側(cè)上和沿著石膏接合處構(gòu)架的兩側(cè)上的卷邊使用卷邊。
連接石膏板使其包裝了紙的邊緣平行于構(gòu)架弦桿排列。
在用膠帶粘貼石膏接合處后，測(cè)定起始位置。接著，用蒸汽阻擋層涂料涂覆天花板，然后噴涂紋理(textured)。在紋理化后，立即讀取第二次讀數(shù)。然后向構(gòu)架的頂部吹巖棉絕緣材料。然后讀取第三次讀數(shù)。在向構(gòu)架頂部吹絕緣材料時(shí)，使溫度和濕度升高。目標(biāo)溫度和濕度為90°F和90％的相對(duì)濕度。將這些條件保持7天，同時(shí)每天早晨和下午測(cè)定偏差。在7天后，打開房屋，使它們降低至室溫。再讀取另外3(3)天的下垂測(cè)定值，然后結(jié)束試驗(yàn)。
如圖2和3所示，按本發(fā)明制備的石膏板的抗下垂性要明顯好于其它的石膏板，并低于每2英尺長(zhǎng)的板下垂約0.1英寸的人的肉眼可觀察限值。
實(shí)施例4實(shí)驗(yàn)室石膏板的抗拔釘性將按本發(fā)明生產(chǎn)的、在實(shí)驗(yàn)室制備的典型紙面石膏板試樣就抗拔釘性與對(duì)照板進(jìn)行比較?？拱吾斝允菑?fù)合測(cè)定石膏板芯強(qiáng)度、其紙面板強(qiáng)度以及紙和石膏之間的結(jié)合。該試驗(yàn)測(cè)定拔起通過(guò)板的帶頭釘子直到板上出現(xiàn)明顯破裂所需的最大力，并根據(jù)ASTM C473-95進(jìn)行。
在HOBART混合器中以中等速度混合40秒制備漿料3.0kgβ半水硫酸鈣；5g上述促凝劑；10gLC-211淀粉(現(xiàn)有技術(shù)配方中通常包括的用于形成石膏板的干磨酸改性的非預(yù)膠凝化小麥淀粉，由ArcherDaniels Midland Milling公司銷售)；20g錘式破碎的細(xì)紙纖維；3升自來(lái)水；0-6gSTMP；和0-30gPCF1000預(yù)膠凝化的玉米淀粉，由Lauhoff Grain公司銷售。
將由此形成的漿料澆鑄到盤槽中的紙頂上，然后向其頂表面上鋪紙，制備平的石膏板試樣，每塊的尺寸為14×24×1/2英寸。在一面上的紙是具有馬尼拉外褶(ply)的多褶(multi-ply)，在另一面上的紙是多褶的新聞紙條(newsline)，兩者都是典型的石膏板工業(yè)中制備紙面石膏板使用的紙。然后將每塊板保持在350F爐中，直到它們失重25％(重量)，然后轉(zhuǎn)移并保持在112F的爐中，直到它們達(dá)到恒重。
測(cè)定最終的板重和抗拔釘性。結(jié)果示于表3中。
表3抗拔釘性
表3結(jié)果表明與對(duì)照板相比，按本發(fā)明制備的板具有很高的整體強(qiáng)度(抗拔釘性)。
實(shí)施例5生產(chǎn)線石膏板的尺寸穩(wěn)定性和抗永久性變形在典型的大規(guī)模生產(chǎn)線上，在工業(yè)石膏板制備裝置中制備紙面泡沫石膏板。用各種濃度的三偏磷酸根離子制備石膏板，并與對(duì)照板(未加三偏磷酸根離子制備)就尺寸穩(wěn)定性和抗永久性變形性進(jìn)行對(duì)比。在制備一些石膏板時(shí)，除了使用三偏磷酸根離子外，均采用現(xiàn)有技術(shù)中生產(chǎn)石膏板的方法和組分的典型方法和組分制備石膏板。各組分和其大概的重量百分比(用按所使用的燒石膏重量計(jì)較窄的范圍表示)示于表4中。
表4生產(chǎn)石膏板的組分
在表4中促凝劑包括如美國(guó)專利3573947中所述的糖涂覆的二水硫酸鈣的磨細(xì)顆粒，其中，在其制備過(guò)程中，不加熱所述促凝劑；淀粉是購(gòu)自Lauhoff Grain公司的干磨酸改性HI-BOND淀粉；分散劑是DILOFLO，購(gòu)自賓州，Ambler的GEO特種化學(xué)品公司(Specialty Chemicals)的萘磺酸鹽；紙纖維是錘式破碎的細(xì)紙纖維；緩凝劑是VERSENEX 80，一種可購(gòu)自華盛頓Kirkland的Van Walters &的Rogers的螯合劑；發(fā)泡劑是WITCOLATE1276，購(gòu)自Greenwich,Connecticut的Witco公司；三偏磷酸鈉購(gòu)自St.Louis,MiSSouri的Monsanto公司；再煅燒抑制劑是CERELOSE2001，用于干燥期間減少板端(board end)再煅燒的右旋糖。
在4英尺寬的連續(xù)生產(chǎn)線上生產(chǎn)石膏板向混合器中連續(xù)地加入各組分并進(jìn)行混合，形成含水漿料(在單獨(dú)的泡沫產(chǎn)生系統(tǒng)中，使用發(fā)泡劑產(chǎn)生水泡沫；通過(guò)混合器將泡沫輸入到漿料中)；連續(xù)地在移動(dòng)的傳送帶上的紙面板(貼面紙)沉積該漿料；將另一塊紙面板(底面紙)覆蓋在沉積漿料上，形成1/2英寸厚的石膏板；當(dāng)半水硫酸鈣水化，形成二水硫酸鈣，其水化程度足以使?jié){料硬化到足以精確地切割時(shí)，切割移動(dòng)的石膏板，使得單塊板的尺寸為約12×4英尺和1/2英寸厚；在加熱的多層烘干爐中干燥該石膏板。
然后如實(shí)施例2所述，通過(guò)測(cè)定下垂性來(lái)確定所述板的抗永久性變形，不同的只是將生產(chǎn)的板切割成約1英尺×4英尺(該1英尺是在生產(chǎn)線的方向上，即平行方向上)的試驗(yàn)板。在將試驗(yàn)板置于90F的溫度和90％相對(duì)濕度的環(huán)境下24、48和96小時(shí)后，進(jìn)行下垂測(cè)定。表5示出了用各種濃度的三偏磷酸根離子生產(chǎn)的本發(fā)明試樣和在本發(fā)明試樣生產(chǎn)前后立即生產(chǎn)的對(duì)照試樣(0％三偏磷酸鈉)的結(jié)果。
表5生產(chǎn)線石膏板的下垂(1英尺×4英尺板)
表5數(shù)據(jù)表明當(dāng)STMP的濃度增加時(shí)，與對(duì)照板相比，按本發(fā)明制備的石膏板的抗下垂性逐漸增大(因此抗永久性變形性逐漸增大)。
表5A進(jìn)一步示出了由本發(fā)明組合物和方法提供的抗下垂性。更具體地說(shuō)，表5A示出了下垂，即根據(jù)ASTM C473-95測(cè)定的尺寸為1英尺×2英尺，配方與上述表4相同的生產(chǎn)線石膏板的加濕偏差。表5A示出了按照ASTM C473-95測(cè)定的抗下垂趨勢(shì)與圖5所示的長(zhǎng)石膏板(1英尺×4英尺)的抗下垂趨勢(shì)相同。
表5A生產(chǎn)線石膏板的ASTM C473-95加濕偏差試驗(yàn)的結(jié)果
還測(cè)定濕的12×4英尺生產(chǎn)線石膏板和最終干燥的12×4英尺生產(chǎn)線石膏板(根據(jù)ASTM C473-95測(cè)定)，以確定干燥后它們的寬度和長(zhǎng)度的收縮量。板越收縮，它們的尺寸穩(wěn)定性就越差。結(jié)果示于表6中。
表6生產(chǎn)線石膏板的收縮率
表6數(shù)據(jù)表明了按本發(fā)明制備的板的尺寸穩(wěn)定性比對(duì)照組的板好。在STMP的添加量為0.04％和以上時(shí)，沒有發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)度和寬度的收縮。
實(shí)施例6在加濕和冷凝條件下的抗下垂性(生產(chǎn)線石膏板)附加的試驗(yàn)說(shuō)明了本發(fā)明組合物和方法提供的抗下垂性。更具體地說(shuō)，試驗(yàn)生產(chǎn)線天花板，其中可控冷凝是在置于天花板和擱柵之間的蒸汽阻擋層處進(jìn)行。該試驗(yàn)的方法如下。建造小規(guī)模的擱樓和室內(nèi)圍墻。將小擱樓的頂部和側(cè)面空間絕緣，保持冷卻，以在天花板處獲得可控的冷凝。天花板的面積為8英尺×8英尺，門框的尺寸為2英尺×8英尺，中心距(o.c.)為24英寸。室內(nèi)空間的頂部和側(cè)面由6密爾聚合物(poly)蒸汽阻擋層包圍，并提高室內(nèi)空間的濕度，以在天花板處獲得可控的冷凝。
將兩塊4英尺×8英尺的試驗(yàn)材料的板(一塊是試驗(yàn)制品，一塊是對(duì)照制品)并排連接到構(gòu)架上，在板的上面直接設(shè)置有6密爾聚乙烯的蒸汽阻擋層。板的端部未被固定。通過(guò)蒸汽加濕器提高室內(nèi)的濕度，同時(shí)使用窗式空調(diào)裝置降低擱樓內(nèi)的溫度。調(diào)節(jié)加濕器的蒸汽輸出，直到在天花板上面的蒸汽阻擋層處發(fā)生恒定的冷凝。整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中不一定保持恒溫和恒定的濕度。因此，結(jié)果應(yīng)該被認(rèn)為是試驗(yàn)制品和對(duì)照制品之間的抗下垂性能的相對(duì)測(cè)量，沒有試圖預(yù)測(cè)限定條件環(huán)境下的下垂量。
然后沿著板周期性地測(cè)定三個(gè)位置處(每對(duì)構(gòu)架之間的中跨處)的天花板的下垂，給出了每次試驗(yàn)每塊制品總共6次偏差的讀數(shù)。在每次下垂測(cè)定中，還記錄擱樓和室內(nèi)圍墻范圍內(nèi)的溫度。
對(duì)于背景信息而言，下面示出了理論露點(diǎn)條件(假定室內(nèi)溫度恒定在70°F)。
室溫 室內(nèi)相對(duì)濕度擱樓溫度70°F50％51°F70°F60％56°F70°F70％60°F70°F80％63°F70°F90％68°F
試驗(yàn)是采用下列材料在19天的期限內(nèi)進(jìn)行的1/2英寸按本發(fā)明的生產(chǎn)線石膏板；和5/8英寸前述的Firecode型X石膏板。結(jié)果示于下列圖4中，并示出了按本發(fā)明制備的石膏板的下垂量始終比對(duì)照組(即前述的5/8英寸Firecode型X石膏板)的小。
在該試驗(yàn)中，在第8天讀出后立即施加在每個(gè)構(gòu)架之間的中跨上的分布負(fù)荷為1.0磅/線性英尺。施加的該負(fù)荷明顯地增加了對(duì)照板的下垂，但是，對(duì)本發(fā)明板的影響不大。如圖4所示，按本發(fā)明制備的石膏板的下垂偏差明顯低于人的肉眼觀察的范圍，即每2英尺長(zhǎng)小于0.1英寸。
實(shí)施例7生產(chǎn)線石膏板的抗拔釘性在典型的大規(guī)模生產(chǎn)線上，在石膏板制備裝置中制備另一套紙面泡沫石膏板。用三種濃度的三偏磷酸根離子制備該石膏板，并與對(duì)照板(未加三偏磷酸根離子制備)就抗拔釘性進(jìn)行對(duì)比。
除了在一些板的制備中使用三偏磷酸根離子外，均采用現(xiàn)有技術(shù)石膏板生產(chǎn)方法和組分中的典型方法和組分制備石膏板。其組分和其重量百分比與上述表4中所列的相同。實(shí)施例5中描述了所述板的制備方法。
根據(jù)ASTM C473-95測(cè)定抗拔釘性。表7中示出了用各種濃度的三偏磷酸根離子制備的本發(fā)明試樣和在本發(fā)明試樣制備前后立即制備的對(duì)照試樣(0％三偏磷酸鈉)的結(jié)果。
表7生產(chǎn)線石膏板的抗拔釘性
表7結(jié)果表明與對(duì)照板相比，按本發(fā)明制備的石膏板具有更高的整體強(qiáng)度(抗拔釘性)。
實(shí)施例8生產(chǎn)線石膏板紙結(jié)合整體性在典型的大規(guī)模生產(chǎn)線上，在石膏板制備裝置中制備另一套紙面泡沫石膏板。用各種濃度的三偏磷酸根離子、預(yù)膠凝化的淀粉和未預(yù)膠凝化的淀粉制備所述板，并與對(duì)照板(未加三偏磷酸根離子或預(yù)膠凝化淀粉)就石膏板芯和其貼面紙之間結(jié)合的整體性(在調(diào)節(jié)到極其潮濕和加濕條件下后)進(jìn)行對(duì)比。
除了在一些板的制備中引入三偏磷酸根離子和預(yù)膠凝化的淀粉和改變未預(yù)膠凝化的淀粉的濃度外，均采用現(xiàn)有技術(shù)石膏板生產(chǎn)方法和組分中典型的方法和組分制備石膏板。其組分和重量百分比與上述表4中所列的相同。在實(shí)施例5中描述了所述板的制備方法。
試驗(yàn)中使用的預(yù)膠凝化淀粉是PCF1000，購(gòu)自Lauhoff Grain公司。未預(yù)膠凝化的淀粉是HI-BOND，購(gòu)自Lauhoff Grain公司的干磨酸改性未預(yù)膠凝化淀粉。
在生產(chǎn)線制備石膏板后，將該板切割成尺寸為4×6×1/2英寸(該4英寸是在生產(chǎn)線的方向上)的試樣。然后通過(guò)使覆蓋紙外表面總區(qū)域的正面與完全浸透水的布在90F溫度和90％的相對(duì)濕度的環(huán)境下保持接觸約6小時(shí)，然后除去濕布，使板試樣在相同的環(huán)境下緩慢干燥，直到它們達(dá)到恒重(通常約3天)，來(lái)調(diào)節(jié)這些每一塊小塊板試樣。然后在板試樣的背面上距一個(gè)6英寸邊緣2.5英寸并與該6英寸邊緣平行處刻出一根1/8英寸深的直刻痕。然后使該板芯沿著該刻痕折斷，又不使板的正面上的紙破壞或承受應(yīng)力，接著使板試樣較大一塊(2.5×6英寸)旋轉(zhuǎn)，向下施加力，同時(shí)使小塊試樣的其背面向上保持靜態(tài)和水平，目的是施加力，從大塊板上剝離下板正面上的貼面紙。增加該力直到兩塊板完全分開。然后檢測(cè)大塊板的正面，以確定貼面紙完全從芯表面上剝離(也稱為“完全剝離”)的表面百分率。表8中示出了該百分率，用“％結(jié)合失敗”表示。
表8生產(chǎn)線石膏板紙結(jié)合失敗
表8數(shù)據(jù)示出了在極其潮濕的條件下，紙與芯結(jié)合失敗的問(wèn)題STMP使該問(wèn)題更加嚴(yán)重；增加典型的未預(yù)膠凝化淀粉(HI-BOND)的濃度不會(huì)使該問(wèn)題減輕；加入一些預(yù)膠凝化淀粉(PCF1000)則減輕或消除了該問(wèn)題。
實(shí)施例9二水硫酸鈣的后處理在本發(fā)明一些其它的優(yōu)選實(shí)施方案中，用三偏磷酸根離子水溶液，以足以將三偏磷酸根離子溶液均勻分散在二水硫酸鈣澆鑄體中的方式處理二水硫酸鈣澆注體，以提高再干燥后凝固石膏制品的強(qiáng)度、抗永久性變形(例如抗下垂)和尺寸穩(wěn)定性。更具體地說(shuō)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用三偏磷酸根離子處理二水硫酸鈣澆鑄體，提高了強(qiáng)度，抗永久性變形(例如抗下垂)和尺寸穩(wěn)定性的程度與將三偏磷酸根離子加入到燒石膏中的實(shí)施方案所達(dá)到的效果類似。因此，將三偏磷酸根離子加入到凝固石膏中的實(shí)施方案提供了制備改進(jìn)石膏制品的新型組合物和方法，所述石膏制品包括(但不僅限于此)板、鑲板、灰泥、瓦、石膏/纖維素纖維復(fù)合材料等。因此，由本發(fā)明的該實(shí)施方案將有利地獲得需要嚴(yán)格控制抗下垂性的任何石膏基制品。所述處理還可使石膏澆鑄體的強(qiáng)度提高約15％。可通過(guò)噴霧或用含三偏磷酸根離子的水溶液浸濕，使0.04-2.0％(按石膏重量計(jì))的三偏磷酸根離子滲入到石膏澆鑄體中，然后再干燥石膏澆鑄體。
下面是后處理凝固石膏的兩種方法1)將灰泥和其它添加劑(干基) 2)將灰泥和其它添加劑(干基)+水制成漿料 +水制成漿料↓↓發(fā)泡(降低重量或密度)混合/攪拌(濕法)↓↓石膏澆鑄/最終凝固 石膏澆鑄/最終凝固和干燥 ↓↓用STMP進(jìn)行后處理用STMP進(jìn)行后處理 (噴霧表面)(噴霧或浸濕)↓↓干燥石膏制品再干燥石膏澆鑄體↓↓改進(jìn)的石膏制品改進(jìn)的石膏制品在上述兩種方法中，優(yōu)選以以下含量和方式提供三偏磷酸根離子水溶液，以足以使二水硫酸鈣澆鑄體中的三偏磷酸根離子的濃度(按二水硫酸鈣的重量計(jì))達(dá)到約0.04-0.16％(重量)。
用上述第一種方法降低下垂偏差(即抗下垂)的有益效果示于圖5中。圖5中示出了制備5塊板并試驗(yàn)其下垂偏差的結(jié)果。板的干基重量為750-785g。對(duì)照板在石膏澆鑄/最終凝固和干燥后未再被施加任何溶液。板上標(biāo)記僅施加水的板是指只向凝固和干燥的石膏澆鑄體噴霧水，然后再干燥。板上標(biāo)記STMP溶液的板是指向凝固和干燥的石膏澆鑄體噴霧了1％(重量)的三偏磷酸根離子水溶液，然后再干燥。板上標(biāo)記石膏-STMP溶液的板是指向凝固和干燥的石膏澆鑄體噴霧了用石膏飽和并含1％(重量)三偏磷酸根離子的水溶液混合物，然后再干燥。通常，優(yōu)選地是噴霧含0.5-2％濃度的三偏磷酸根離子溶液。在STMP溶液板和石膏-STMP溶液板中的三偏磷酸根離子的最終含量按用于制備石膏澆鑄體的灰漿重量計(jì)為0.2％和按所形成的凝固石膏板的重量計(jì)為0.17％。
實(shí)施例10高鹽材料的處理本發(fā)明的另一些實(shí)施方案涉及用含高濃度氯離子或其鹽(即按混合物中硫酸鈣材料的重量計(jì)至少0.015％(重量)，更通常為0.02-1.5％(重量))的硫酸鈣材料和水的混合物制備凝固石膏制品。氯離子或其鹽可以是硫酸鈣材料本身和混合物中使用的水(例如海水或含鹽地下水)中的雜質(zhì)，它們?cè)诒景l(fā)明之前不能被用來(lái)制備穩(wěn)定的凝固石膏制品，是因?yàn)楦綆У膯?wèn)題，例如砂眼、紙結(jié)合失敗、端面燃燒(end burning)、較差的抗永久性變形、低強(qiáng)和低尺寸穩(wěn)定性。
表9中的試驗(yàn)涉及按與實(shí)施例2描述的相同方式制備和處理的石膏板，所不同的只是在混合物中加入了各種含量的氯離子和各種含量的三偏磷酸根離子。按實(shí)施例2描述的相同方式試驗(yàn)下垂偏差。
表9用含不同添加量的STMP和氯化鈉的灰漿制備石膏立方體(2×2×2)/板芯(24×6×0.5)澆注體的試驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果
表10中的試驗(yàn)示出了通過(guò)用三偏磷酸根離子處理可使用含高濃度氯離子或基鹽的混合物。按與實(shí)施例4相同的方式制備和處理該板，所不同的只是在混合物中加入了各種含量的氯離子和各種含量的三偏磷酸根離子。按與實(shí)例8相同的方式試驗(yàn)石膏板芯和其貼面紙之間的結(jié)合整體性。
表10用灰漿制備的試驗(yàn)室澆注石膏板(24×14×0.5)在各種STMP,PCF1000及LC-211淀粉和鹽添加劑下的紙與板芯結(jié)合的試驗(yàn)結(jié)果
表11示出了用三偏磷酸根離子和PFC1000淀粉處理板的高鹽酸鹽物質(zhì)(灰漿中的氯化鈉含量為0.08-0.16％(重量))，該板另外按與上述實(shí)施例5相同的方式制備和處理。如表11所示，與未加氯化鈉的對(duì)照板相比，所述處理導(dǎo)致拔釘強(qiáng)度增加(按與實(shí)施例4的相同方式，即ASTM C473-95測(cè)定)并提供了類似的結(jié)合性能(按與實(shí)施例8相同的方式測(cè)定)。此外，用三偏磷酸根離子進(jìn)行處理，明顯地改進(jìn)了加濕下垂，甚至鹽酸鹽加入量高達(dá)0.3％。
表11
表12示出了用三偏磷酸根離子和PFC1000淀粉處理石膏板的含更高(比表11中的高)鹽酸鹽物質(zhì)(灰漿中的鹽酸鹽含量為0.368％(重量))，該板按與上述實(shí)施例5相同的方式另外制備和處理。如表12所示，與對(duì)照板相比，所述處理導(dǎo)致拔釘強(qiáng)度增加(按與實(shí)施例4的相同方式，即ASTM C473-95測(cè)定)并提供了更好的結(jié)合性能(按與實(shí)施例8相同的方式測(cè)定)。
表12
實(shí)施例11用各種增強(qiáng)材料處理燒石膏在上述優(yōu)選實(shí)施方案的實(shí)施例中，增強(qiáng)材料是三偏磷酸根離子。但是，通常落入上述增強(qiáng)材料一般定義范圍內(nèi)的任何增強(qiáng)材料在燒石膏的處理中將產(chǎn)生積極的效果(例如提高了抗永久性變形)。通常使用的增強(qiáng)材料是縮合的磷酸，每一種含有2個(gè)或更多磷酸單元；和縮合的磷酸鹽或縮合磷酸根離子，每一種含有2個(gè)或更多磷酸鹽單元。
這類增強(qiáng)材料的特定實(shí)施例包括例如下列的酸或鹽、或它們的陰離子部分分子式為(NaPO3)3的三偏磷酸鈉、具有6-27個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元和分子式為Nan+2PnO3n+1的六偏磷酸鈉(其中n=6-27)、分子式為K4P2O7的焦磷酸四鉀、分子式為Na3K2P3O10的三磷酸三鈉二鉀、分子式為Na5P3O10的三磷酸鈉、分子式為Na4P2O7的焦磷酸四鈉、分子式為Al(PO3)3的三偏磷酸鋁、分子式為Na2H2P2O7的酸式焦磷酸鈉、具有1000-3000重復(fù)磷酸鹽單元并具有分子式為(NH4)n+2PnO3n+1的聚磷酸銨(其中n=1000-3000)、或具有2個(gè)或更多重復(fù)磷酸單元并具有分子式為Hn+2PnO3n+1的多磷酸(其中n為2或以上)。
表13、14和15中示出了使用這類增強(qiáng)材料處理燒石膏的結(jié)果。
在表13中，在石膏板和立方體的制備過(guò)程中，使用各種增強(qiáng)材料處理燒石膏。按與上述實(shí)施例2相同的方式制備和處理所述板。按與上述實(shí)施例1相同的方式制備和處理立方體。所不同的只是在這兩種情況下，使用各種不同的增強(qiáng)材料，而不是僅僅使用的三偏磷酸根離子。按與上述實(shí)施例2相同的方式測(cè)定加濕的下垂偏差。按與上述實(shí)施例1相同的方式測(cè)定抗壓強(qiáng)度。
在表14中，在石膏板和立方體的制備過(guò)程中，使用多磷酸處理燒石膏。按與實(shí)施例2相同的方式制備和處理板。按與上述實(shí)施例1相同的方式制備和處理立方體。所不同的只是在這兩種情況下，使用各種不同的增強(qiáng)材料，而不是僅僅使用的三偏磷酸根離子。按與上述實(shí)施例2相同的方式測(cè)定加濕的下垂偏差。按與上述實(shí)施例1相同的方式測(cè)定抗壓強(qiáng)度。
在表15中，在石膏板和立方體的制備過(guò)程中，使用聚磷酸銨(“APP”)處理燒石膏。按與上述實(shí)施例2相同的方式制備和處理板。按與上述實(shí)施例1相同的方式制備和處理立方體。所不同的只是在這兩種情況下，使用各種不同的增強(qiáng)材料，而不是僅僅使用的三偏磷酸根離子。按與上述實(shí)施例2相同的方式測(cè)定加濕的下垂偏差。按與上述實(shí)施例1相同的方式測(cè)定抗壓強(qiáng)度。
表13、14和15的結(jié)果示出了當(dāng)在凝固石膏制品的生產(chǎn)中使用增強(qiáng)材料處理燒石膏時(shí)，與對(duì)照組相比，在上述增強(qiáng)材料定義范圍內(nèi)試驗(yàn)的所有材料使制品具有明顯的抗永久性變形。
表13用具有各種磷酸鹽和鹽酸鹽添加劑的灰漿制備的石膏立方體(2×2×2)和板(24×6×0.5)的試驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果
表14用具有多磷酸添加劑的灰漿制備的石膏立方體(2×2×2)/板(24×6×0.5)的試驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果
表15用具有聚磷酸銨添加劑的灰漿制備的石膏立方體(2×2×2)/板(24×6×0.5)的試驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果
實(shí)施例12用各種增強(qiáng)材料處理二水硫酸鈣澆鑄體通常，落入上述增強(qiáng)材料一般定義范圍內(nèi)的任何增強(qiáng)材料在二水硫酸鈣澆鑄體的處理過(guò)程中將產(chǎn)生積極的效果(例如提高了抗永久性變形和提高了強(qiáng)度)。通常使用的增強(qiáng)材料是磷酸，每一種含有1或多個(gè)磷酸單元；縮合磷酸鹽或縮合磷酸根離子，每一種含有2個(gè)或更多磷酸鹽單元；正磷酸的一元鹽或單價(jià)離子。
表16中示出了使用這些增強(qiáng)材料處理二水硫酸鈣澆鑄體的結(jié)果。
在表16中，使用各種不同的材料處理板和立方體形式的凝固和干燥的二水硫酸鈣。按與上述實(shí)施例2相同的方式制備板，并按與實(shí)施例9相同的方式進(jìn)一步處理該板。按與上述實(shí)施例1相同的方式制備立方體并按與實(shí)施例9類似的方式進(jìn)一步處理該立方體。所不同的只是在這兩種情況下，使用各種不同的增強(qiáng)材料，而不是僅僅使用的三偏磷酸根離子。按與上述實(shí)施例2相同的方式測(cè)定加濕的下垂偏差。按與上述實(shí)施例1相同的方式測(cè)定抗壓強(qiáng)度。
表16的結(jié)果示出了當(dāng)用于處理凝固和干燥的二水硫酸鈣澆注體時(shí)，與對(duì)照組相比，在上述增強(qiáng)材料定義范圍內(nèi)試驗(yàn)的所有材料使所得制品具有明顯的抗永久性變形性和明顯提高的強(qiáng)度。
表16用灰漿制備的具有各種磷酸鹽和鹽酸鹽添加劑的后處理石膏立方體(2×2×2)/板(24×6×0.5)的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果
熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，在根據(jù)本發(fā)明的凝固石膏制品的制造過(guò)程中，可以使用寬的pH范圍，即大于或等于3.5。
在根據(jù)本發(fā)明的石膏板的制造過(guò)程中，pH操作范圍優(yōu)選為約5.0-9.0，更優(yōu)選的是約6.5-7.5。
實(shí)施例13克服緩凝和強(qiáng)度降低在根據(jù)本發(fā)明的硫酸鈣材料的凝固前處理中，還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些增強(qiáng)材料將阻礙形成凝固石膏的水化速度，并且不利地影響凝固石膏制品的強(qiáng)度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過(guò)在混合物中以合適的量和方式引入促凝劑可以緩解或甚至克服這種阻礙和對(duì)強(qiáng)度的不利影響。在下表17中表明這一點(diǎn)。根據(jù)上述實(shí)施例1制備一種漿料，使用六偏磷酸鈉作為增強(qiáng)材料。使用ASTM C472試驗(yàn)一部分漿料，測(cè)定達(dá)到凝固石膏98％水化所需的時(shí)間。使用另一部分漿料制造根據(jù)實(shí)施例1的立方體，以試驗(yàn)抗壓強(qiáng)度。為此，可以使用可用于加速凝固石膏形成速度的已知材料的任何一種。為此目的的優(yōu)選的促凝劑是在上述實(shí)施例1中確定的促凝劑。
表17促凝劑在克服緩凝和強(qiáng)度降低的作用
實(shí)施例14賦予石膏板要求的形狀還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明的說(shuō)明可以制造具有要求形狀的石膏板。在本發(fā)明之前，規(guī)則石膏平板形狀的改變一般通過(guò)用水潤(rùn)濕板來(lái)弱化石膏板并使其更富于柔性，然后按要求改變石膏板的形狀，然后，等待石膏板干燥。但是，這種現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生許多制造和安裝缺點(diǎn)，因?yàn)槿趸喟宀⑹蛊涓挥谌嵝远蛊淇梢愿淖兂梢蟮男螤钏蟮臐?rùn)濕需要花費(fèi)大量的時(shí)間，即至少1小時(shí)或更多的時(shí)間，12小時(shí)也不是不常見的。此外，該現(xiàn)有技術(shù)不容易用來(lái)使石膏板容易地改變成要求的形狀。如果石膏板沒有合適地弱化，則難以按要求改變石膏板的形狀，即，需要更大的力來(lái)按要求改變石膏板的形狀，如果施加太大的力，石膏板會(huì)破壞。因此，非常需要縮短潤(rùn)濕時(shí)間并改進(jìn)要求形狀的石膏板的制造和安裝容易程度的方法和組合物。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案，例如，可以用含有任何增強(qiáng)材料(如上述實(shí)施例和本發(fā)明的概述中所述的)的氯化物水溶液噴灑石膏平板，使石膏板弱化并使其更富于柔性。然后，用比現(xiàn)有技術(shù)更小的力，可以容易地使經(jīng)弱化且更富于柔性的石膏板改變成要求的形狀，并且在干燥后將保持變形后的板的希望的形狀，因?yàn)樵鰪?qiáng)材料的有利作用，特別是抗永久變形性。
更具體地，例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)向石膏板噴灑含有上述增強(qiáng)材料的鹽酸鹽溶液或各種鹽酸鹽溶液(如氯化鈉、氯化鈣、氯化鎂、氯化鉀、氯化鋁等)的混合物，5/16”、3/8”和1/2”厚的規(guī)則石膏平板可以經(jīng)如此弱化改變成希望的形狀。為了獲得最優(yōu)選的結(jié)果，可以使用潤(rùn)濕劑(如Union Carbide Chemical & Plastic Company,Inc.出售的TergitolNP-9；Shell Chemical Company出售的Neodol1-7和Neodol1-5，和BASF Corporation出售的Icono TDA-6和Iconol DA-6)，以便達(dá)到快速有效的弱化處理?？梢允褂玫矸?如A.E.Staley ManufacturingCompany出售的Stapol 580和Stapol 630)來(lái)改進(jìn)最終的紙與芯的結(jié)合，并提高改變形狀的板的強(qiáng)度。如果由于潤(rùn)濕劑的發(fā)泡特性而使發(fā)泡成為一種問(wèn)題，可以在鹽溶液中含有除泡劑。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，向石膏板的一面施加上述鹽溶液和其他處理材料，而另一面未處理，以保持石膏板的未處理面上的抗張強(qiáng)度，以防石膏板在其形狀改變過(guò)程中破裂。
所處理的板可以是例如任何典型的紙面石膏板，并使用這種板的任何典型添加劑和石膏配料。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述石膏板有內(nèi)部增強(qiáng)材料，如分散的纖維(例如玻璃、紙和/或合成纖維)。
根據(jù)本發(fā)明，任何尺寸和厚度的石膏板可以改變其形狀。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方案，通過(guò)用含有(以溶液的總重量為基準(zhǔn))0.05重量％氯化鈉、0.05重量％三偏磷酸鈉、0.05重量％Tergitol NP-9表面活性劑(潤(rùn)濕劑)和0.025重量％Stapol 580(改性的玉米淀粉)的“彎曲”溶液處理石膏板的一面，可改變5/16”、3/8”和1/2”紙面石膏板的形狀。用上述優(yōu)選的彎曲溶液噴灑各種厚度的4’×4’USG SHEETROCK牌墻板的紙面石膏板，其方式使得充分地用約2磅彎曲溶液浸透5/16”板，用約4磅彎曲溶液浸透3/8”板，用約6磅彎曲溶液浸透1/2”板。通過(guò)處理處理石膏墻板的一面進(jìn)行試驗(yàn)，無(wú)論處理面是正面還是背面，結(jié)果都是相同的。結(jié)果表示于表18。
如表18所示，在根據(jù)本發(fā)明處理后，可以按要求改變各種厚度的石膏墻板的形狀。如表所示，在施加彎曲溶液和板彎曲之間所需的時(shí)間只有幾分鐘，而不是現(xiàn)有技術(shù)所需的數(shù)小時(shí)。
對(duì)于每種板厚，最小彎曲半徑(即可以獲得的彎曲程度的量度；該半徑越小，可以獲得的彎曲程度越大)表示于表18中。在每種情況下，最小半徑明顯小于現(xiàn)有已知技術(shù)可以獲得的最小半徑。通常，在固有的更弱的寬度方向，石膏板可以進(jìn)一步彎曲。
石膏板在建筑現(xiàn)場(chǎng)的處理和裝配的優(yōu)選的方法如下。
取鹽酸鹽、淀粉、增強(qiáng)材料、潤(rùn)濕劑、和要求的水量↓溫和地把它們混合在一起，獲得均勻的彎曲溶液↓
在石膏板的一面噴灑彎曲溶液↓等待5-25分鐘把石膏板彎曲到要求的曲率，裝配石膏板，并使石膏板自然干燥用溶液重量表示的用量0.05-1％的鹽酸鹽；0.05-0.3％的潤(rùn)濕劑；0.05-0.5％的增強(qiáng)材料；0.025-0.2％的淀粉。此外，如果需要，在彎曲溶液中可以含有除泡劑(例如Henkel Corporation出售的FoamMaster)，用量為溶液重量的0.01-0.05％。
可以在石膏板干燥之前的任何時(shí)間單獨(dú)、聯(lián)合或分幾次向石膏板施加鹽酸鹽、潤(rùn)濕劑和增強(qiáng)材料，以獲得本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
表18用本發(fā)明的彎曲溶液處理的各種厚度的石膏板的等待時(shí)間和最小彎曲半徑
上文具體地借助于其某些優(yōu)選的實(shí)施方案已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是應(yīng)該理解在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種改變和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1．制備具有提高抗永久性變形的凝固石膏制品的方法，包括形成硫酸鈣材料、水、促凝劑和一種或多種選自以下組中的增強(qiáng)材料的混合物，所述增強(qiáng)材料包括縮合磷酸，每一種含有2個(gè)或更多磷酸單元；和縮合磷酸鹽或縮合磷酸根離子，每一種含有2個(gè)或更多磷酸鹽單元，和使該混合物保持在足以使硫酸鈣材料形成凝固石膏材料的交聯(lián)基質(zhì)的條件下，已向該混合物中加入的增強(qiáng)材料或各種增強(qiáng)材料的量和方式使得凝固石膏制品的抗永久性變形要比混合物中未含所述增強(qiáng)材料的情形大，加入促凝劑的量和方式使得凝固石膏制品的強(qiáng)度大于混合物中不含促凝劑時(shí)應(yīng)有的強(qiáng)度。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中混合物中增強(qiáng)材料的濃度按硫酸鈣材料的重量計(jì)為約0.004-2.0％(重量)。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中混合物中增強(qiáng)材料的濃度按硫酸鈣材料的重量計(jì)為約0.04-0.16％(重量)。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中混合物中增強(qiáng)材料的濃度按硫酸鈣材料的重量計(jì)為約0.08％(重量)。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中增強(qiáng)材料包括一種或多種下列的酸或鹽，或其陰離子部分三偏磷酸鈉、具有6-27個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元的六偏磷酸鈉、焦磷酸四鉀、三磷酸三鈉二鉀、三磷酸鈉、焦磷酸四鈉、三偏磷酸鋁、酸式焦磷酸鈉、具有1000-3000個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元的聚磷酸銨、或具有2個(gè)或更多重復(fù)磷酸單元的多磷酸。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中混合物還含有預(yù)膠凝化的淀粉。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中硫酸鈣材料包括一種或多種下列材料無(wú)水硫酸鈣；半水硫酸鈣；或鈣離子和硫酸根離子。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中硫酸鈣材料包括半水硫酸鈣。
9．根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中增強(qiáng)材料包括一種或多種下列的鹽或它們的陰離子部分三偏磷酸鈉、具有6-27個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元的六偏磷酸鈉和具有1000-3000個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元的聚磷酸銨。
10．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中混合物還含有至少0.015％(重量)(按混合物中硫酸鈣材料重量計(jì))的氯離子或鹽酸鹽。
11．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中混合物含有0.02-1.5％(重量)(按混合物中硫酸鈣材料重量計(jì))的氯離子或鹽酸鹽。
12．按權(quán)利要求10的方法制備的凝固石膏制品。
13．具有提高抗下垂性的石膏板，包括夾在覆蓋板之間的芯材料，其中芯材包括凝固石膏的交聯(lián)基質(zhì)，所述的板按包括以下步驟的方法制備在覆蓋板之間形成或沉積混合物，其中所述混合物含有硫酸鈣材料、水、促凝劑和一種或多種選自以下組的增強(qiáng)材料，所述增強(qiáng)材料包括縮合磷酸，每一種含有2個(gè)或更多磷酸單元；和縮合磷酸鹽或縮合磷酸根離子，每一種含有2個(gè)或更多磷酸鹽單元，和使該混合物保持在足以使硫酸鈣材料形成凝固石膏的交聯(lián)基質(zhì)的條件下，向混合物中加入的增強(qiáng)材料或各種增強(qiáng)材料的量和方式應(yīng)使得石膏板的抗下垂性要比混合物中未該含增強(qiáng)材料的情形大所加入促凝劑的量和方式使得石膏板的強(qiáng)度大于混合物中不含促凝劑時(shí)應(yīng)有的強(qiáng)度。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的石膏板，其中混合物中增強(qiáng)材料的濃度按硫酸鈣材料的重量計(jì)為約0.004-2.0％(重量)。
15．根據(jù)權(quán)利要求13的石膏板，其中混合物中增強(qiáng)材料的濃度按硫酸鈣材料的重量計(jì)為約0.04-0.16％(重量)。
16．根據(jù)權(quán)利要求13的石膏板，其中混合物中增強(qiáng)材料的濃度按硫酸鈣材料的重量計(jì)為約0.08％(重量)。
17．根據(jù)權(quán)利要求13的石膏板，其中增強(qiáng)材料包括一種或多種下列的酸或鹽，或其陰離子部分三偏磷酸鈉、具有6-27個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元的六偏磷酸鈉、焦磷酸四鉀、三磷酸三鈉二鉀、三磷酸鈉、焦磷酸四鈉、三偏磷酸鋁、酸式焦磷酸鈉、具有1000-3000個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元的聚磷酸銨、或具有2個(gè)或更多重復(fù)磷酸單元的多磷酸。
18．根據(jù)權(quán)利要求13的石膏板，其中硫酸鈣材料包括一種或多種下列材料無(wú)水硫酸鈣；半水硫酸鈣；或鈣離子和硫酸根的離子。
19．根據(jù)權(quán)利要求13的石膏板，其中硫酸鈣材料包括半水硫酸鈣。
20．根據(jù)權(quán)利要求19的石膏板，其中增強(qiáng)材料包括一種或多種下列的鹽或它們的陰離子部分三偏磷酸鈉、具有6-27個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元的六偏磷酸鈉和具有1000-3000個(gè)重復(fù)磷酸鹽單元的聚磷酸銨。
21．根據(jù)權(quán)利要求13的石膏板，其中混合物還含有至少0.015％(重量)(按混合物中硫酸鈣材料重量計(jì))的氯離子或鹽酸鹽。
22．根據(jù)權(quán)利要求13的石膏板，其中混合物含有0.02-1.5％(重量)(按混合物中硫酸鈣材料重量計(jì))的氯離子或鹽酸鹽。
23．根據(jù)權(quán)利要求21的石膏板，其中混合物還含有預(yù)膠凝化的淀粉。
24．根據(jù)權(quán)利要求13的石膏板，其中混合物還含有預(yù)膠凝化的淀粉。
25．根據(jù)權(quán)利要求24的石膏板，其中混合物中預(yù)膠凝化淀粉的濃度按硫酸鈣材料的重量計(jì)為約0.08-0.5％(重量)。
26．根據(jù)權(quán)利要求24的石膏板，其中混合物中預(yù)膠凝化淀粉的濃度按硫酸鈣材料的重量計(jì)為約0.16-0.4％(重量)。
27．根據(jù)權(quán)利要求24的石膏板，其中混合物中預(yù)膠凝化淀粉的濃度按硫酸鈣材料的重量計(jì)為約0.3％(重量)。
28．根據(jù)權(quán)利要求13的石膏板，其中所述芯材具有均勻分布其中的空隙；并且所述混合物進(jìn)一步含有水泡沫。
29．根據(jù)權(quán)利要求28的石膏板，其中水泡沫由具有下式的發(fā)泡劑或發(fā)泡劑的混合物形成CH3(CH2)XCH2(OCH2CH2)YOSO3ΘM其中X表示2-20的數(shù)，Y表示0-10的數(shù)并且至少50％(重量)的發(fā)泡劑或發(fā)泡劑的混合物中該值為0，而M表示陽(yáng)離子。
30．根據(jù)權(quán)利要求29的石膏板，其中發(fā)泡劑或發(fā)泡劑混合物的86-99％(重量)中的Y為0。
31．根據(jù)權(quán)利要求13的石膏板，其中混合物還含有預(yù)膠凝化淀粉和水泡沫。
32．一種成型石膏板的生產(chǎn)方法，包括制備一種含有水、至少一種鹽酸鹽、潤(rùn)濕劑和一種或多種選自以下組的增強(qiáng)材料的均勻水溶液，所述增強(qiáng)材料包括磷酸，每一種含有1個(gè)或多個(gè)磷酸單元；縮合磷酸鹽或縮合磷酸根離子，每一種含有2個(gè)或更多磷酸鹽單元；和正磷酸的一元鹽或單價(jià)離子，和以足以弱化石膏板的量和方式向石膏板施加該均勻水溶液，使得石膏板的形狀可以改變，按要求改變石膏板的形狀，使石膏板干燥來(lái)生產(chǎn)成型的石膏板，施加到石膏板上的鹽酸鹽、增強(qiáng)材料或多種增強(qiáng)材料和潤(rùn)濕劑的量和方式使得在較短時(shí)間內(nèi)獲得成型的石膏板改變的形狀，并且成型的石膏板的抗永久性變形性高于不向石膏板施加鹽酸鹽、增強(qiáng)材料和潤(rùn)濕劑的情況。
33．根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，所施加的溶液還包含預(yù)凝膠化的淀粉。
34．根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，所施加的溶液還包含除泡劑。
35．根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，所施加的溶液的鹽酸鹽濃度為溶液重量的0.05-1.0％。
36．根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，所施加的溶液的潤(rùn)濕劑濃度為溶液重量的0.05-0.3％。
37.根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，所施加的溶液的增強(qiáng)材料濃度為溶液重量的0.05-0.5％。
38．根據(jù)權(quán)利要求33的方法，其中，所施加的溶液的淀粉濃度為溶液重量的0.025-0.2％。
39．根據(jù)權(quán)利要求34的方法，其中，所施加的溶液的除泡劑濃度為溶液重量的0.01-0.05％。
40．根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，石膏板是紙面板。
41．根據(jù)權(quán)利要求32的方法，其中，均勻水溶液僅施加到石膏板的一面上。
42．根據(jù)權(quán)利要求32的方法制造的成型石膏板。
43．一種生產(chǎn)成型石膏板的方法，包括向石膏板施加含有水和潤(rùn)濕劑的均勻水溶液，向石膏板施加包含水和至少一種鹽酸鹽的均勻水溶液，在使石膏板干燥之前，向石膏板施加一種包含一種或多種增強(qiáng)材料的溶液，所述增強(qiáng)材料選自下列組中磷酸，每一種包含1個(gè)或多個(gè)磷酸單元；縮合磷酸的鹽或縮合磷酸根離子，每一種包含2個(gè)或更多磷酸鹽單元；和正磷酸的一元鹽或單價(jià)離子，按要求改變石膏板的形狀，使石膏板干燥，獲得成型的石膏板，已經(jīng)施加到石膏板上的鹽酸鹽、增強(qiáng)材料或多種增強(qiáng)材料、和潤(rùn)濕劑的量和方式使得在較短的時(shí)間內(nèi)獲得成型石膏板改變的形狀，并且成型石膏板的抗永久性變形性大于不向石膏板施加鹽酸鹽、增強(qiáng)材料和潤(rùn)濕劑的情況。
44．根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中，在石膏板干燥之前，還向石膏板施加含有預(yù)凝膠化淀粉的溶液。
45．根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中，在石膏板干燥之前，還向石膏板施加含有除泡劑的溶液。
46．根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中，所施加的含鹽酸鹽的溶液的鹽酸鹽濃度為溶液重量的0.05-1.0％。
47．根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中，所施加的含潤(rùn)濕劑的溶液的潤(rùn)濕劑濃度為溶液重量的0.05-0.3％。
48．根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中，所施加的含增強(qiáng)材料或多種增強(qiáng)材料的溶液的增強(qiáng)材料濃度為溶液重量的0.05-0.5％。
49．根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中，所施加的含淀粉的溶液的淀粉濃度為溶液重量的0.025-0.2％。
50．根據(jù)權(quán)利要求45的方法，其中，所施加的含除泡劑的溶液的除泡劑濃度為溶液重量的0.01-0.05％。
51．根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中，所述石膏板是紙面板。
52．根據(jù)權(quán)利要求43的方法，其中，所述鹽酸鹽、增強(qiáng)材料或多種增強(qiáng)材料、和潤(rùn)濕劑僅施加到石膏板的一面上。
53．一種根據(jù)權(quán)利要求43的方法制造的成型石膏板。
全文摘要
本發(fā)明提供了具有提高抗永久性變形的凝固石膏制品和其制備方法，該方法包括形成硫酸鈣材料、水和適量的一種或多種選自以下組的增強(qiáng)材料的混合物，所述增強(qiáng)材料包括縮合磷酸，每一種含有2個(gè)或更多磷酸單元；和縮合磷酸鹽或縮合磷酸根離子，每一種含有2個(gè)或更多磷酸鹽單元。然后使該混合物保持在足以使硫酸鈣材料形成凝固石膏材料的條件下。
文檔編號(hào)E04C2/04GK1318039SQ9981089
公開日2001年10月17日 申請(qǐng)日期1999年2月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月30日
發(fā)明者余強(qiáng), S·W·蘇西克, B·E·格羅扎, R·J·姆利納克, F·T·瓊斯, F·M·博納特 申請(qǐng)人:美國(guó)石膏公司