中的粘度、冷卻結(jié)束時的粘度等的數(shù)據(jù)的良好工具。 對于膠化程度，在過量水（特別是在67重量％下和67重量％以上）的存在下進(jìn)行DSC測 量。如果淀粉/水混合物的水含量小于67%，則膠化溫度將隨著水含量的減小而增加。當(dāng) 可得的水有限時，難以熔化淀粉晶體。當(dāng)?shù)矸?水混合物的水含量達(dá)到67%時，無論將多 少更多的水添加至淀粉/水混合物中，膠化溫度均保持恒定。膠化起始溫度表示膠化的開 始溫度。膠化結(jié)束溫度表示膠化的結(jié)束溫度。膠化焓表示在膠化過程中熔化的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的 量。通過使用來自淀粉DSC熱譜圖的焓，可指示膠化程度。
[0027] 不同的淀粉具有不同的膠化起始溫度、結(jié)束溫度和膠化焓。因此，不同的淀粉可在 不同的溫度下變成完全膠化。應(yīng)了解，當(dāng)在過量水中將淀粉加熱至超過膠化的結(jié)束溫度時， 淀粉完全膠化。另外，對于任何特定的淀粉，如果將淀粉加熱至膠化的結(jié)束溫度以下，則淀 粉將部分膠化。因此，當(dāng)在過量水的存在下將淀粉加熱至例如如DSC所測定的膠化結(jié)束溫 度以下時，將發(fā)生部分和不完全膠化。當(dāng)在過量水的存在下將淀粉加熱至例如如DSC所測 定的膠化結(jié)束溫度以上時，將發(fā)生完全膠化?？梢砸圆煌姆绞剑ɡ缤ㄟ^將淀粉加熱至 膠化結(jié)束溫度以下以形成部分膠化）調(diào)節(jié)膠化程度。例如，如果用于完全膠化淀粉的焓為 4J/g，則當(dāng)DSC顯示淀粉的膠化焓僅為2J/g時，這意味著50 %的淀粉已膠化。當(dāng)通過DSC 測量時，完全膠化的淀粉不具有DSC熱譜圖膠化峰（焓=OJ/g)。
[0028] 如所述，膠化程度可為任何合適的量，如約50%或更大等。然而，更小的膠化程度 更接近于顆粒淀粉，并可能不會充分利用本發(fā)明的一些實施例的強(qiáng)度增強(qiáng)、更好（更完全） 的分散和/或水需求降低。因此，在一些實施例中，優(yōu)選的是存在更高的膠化程度，例如至 少約60 %，至少約70 %，至少約80 %，至少約90 %，至少約95 %，至少約97 %，至少約99 % 或完全（100% )膠化。可將具有更低膠化程度的淀粉添加至漿料，且另外的膠化（例如至 100%)在窯中發(fā)生。為了添加至漿料，對于"完全膠化的"，應(yīng)了解淀粉在其膠化溫度下或 在其膠化溫度以上或其他溫度充分熱煉，以獲得完全膠化，如可由DSC技術(shù)看出。盡管在冷 卻時可預(yù)期小程度的倒退（retrogradation)，但淀粉仍然如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所認(rèn)識的 那樣被理解為"完全膠化的"以在一些實施例中添加至石膏漿料中。相比之下，為了本文所 述的VM法的目的，在進(jìn)行粘度測量時不接受這種倒退。
[0029] 在一些實施例中，預(yù)膠化淀粉的中等范圍粘度可為約20厘泊至約700厘泊，如約 20厘泊至約500厘泊或約30厘泊至約200厘泊。在本發(fā)明的實施例中，當(dāng)在VMA法下測 試時，預(yù)膠化淀粉的粘度可為例如如以下表1A、IB和IC中所列。在表中，"X"表示"約[頂 行中的對應(yīng)的值]至約[最左列中的對應(yīng)的值]"的范圍。所指出的值表示以厘泊計的預(yù) 膠化淀粉的粘度。為了易于表示，應(yīng)了解每個值表示"約"所述值。例如，表IA中的第一個 "X"為"約20厘泊至約25厘泊"的范圍。表的范圍為起點和終點之間，并包括起點和終點。
[0030] 表IA
[0031]



[0038] 因此，預(yù)膠化淀粉的粘度可具有表1A、IB或IC中所述的前述端點中的任意者之間 并包括所述任意者的范圍。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有中等范圍粘度特性的預(yù)膠化淀粉令人驚訝地且出乎 意料地可以以相對低的量（基于固體/固體）包含于漿料中，并仍然獲得板中明顯的強(qiáng)度 增強(qiáng)。因此，在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，具有中等范圍粘度特性的預(yù)膠化淀粉以灰泥的約5 重量％或更少（例如約〇. 1重量％至約5重量％ )或甚至更少，如灰泥的約3重量％或更 少的量包含于石膏漿料中。例如，可包含灰泥的約〇. 1重量％至約4重量％，約0. 1重量％ 至約3重量％，約0. 1重量％至約2重量％，約0. 1重量％至約1.5重量％等的量的預(yù)膠化 淀粉。已發(fā)現(xiàn)，在一些實施例中，將漿料中的中等范圍粘度的淀粉的量增加超出這些范圍不 會有效改進(jìn)強(qiáng)度，因為當(dāng)添加甚至更多的淀粉時強(qiáng)度水平可多少達(dá)到平穩(wěn)。然而，如果需 要，尤其是在接受減小的強(qiáng)度返回時，可使用更高的淀粉量。例如但不優(yōu)選地，在一些實施 例中，可使用大于灰泥的約5重量％，例如約0. 1重量％至約10重量％的淀粉量。
[0040] 在本發(fā)明的實施例中，預(yù)膠化淀粉的量可例如如以下表2A和2B中所列。在表中， "X"表示"約[頂行中的對應(yīng)的值]至約[最左列中的對應(yīng)的值]"的范圍。所指出的值表 示作為灰泥的重量百分比的淀粉量。為了易于表示，應(yīng)了解每個值表示"約"所述值。例如， 第一個"X"為"灰泥的約0. 1重量％的淀粉至灰泥的約0. 25重量％的淀粉"。表的范圍為 起點和終點之間，并包括起點和終點。
[0041] 表 2A


[0046] 因此，預(yù)膠化淀粉的量可具有表2A或2B中所述的前述端點中的任意者之間并包 括所述任意者的范圍。
[0047] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，具有所需中等范圍粘度特性的預(yù)膠化淀粉可與其他淀粉組 合。例如，顯示所需中等范圍粘度特性的預(yù)膠化淀粉可與其他淀粉組合，以提高芯強(qiáng)度和 紙-芯結(jié)合，特別是如果接受水需求的一定增加的話。因此，在本發(fā)明的一些實施例中，石 膏漿料可包含具有中等范圍粘度特性的一種或多種預(yù)膠化淀粉，以及一種或多種其他類型 的淀粉。其他淀粉可包括例如粘度為20厘泊以下和/或700厘泊以上的預(yù)膠化淀粉。一 個例子為預(yù)膠化玉米淀粉（例如具有超過700厘泊，如約773厘泊的粘度）。其他淀粉也 可為例如非預(yù)膠化淀粉（如酸改性的淀粉）以及未膠化的烷基化淀粉（例如乙基化淀粉） 等的形式。淀粉的組合可在添加至石膏漿料中之前預(yù)混（例如任選地與其他組分（如灰泥 等）在干混合器中或與其他濕潤成分在濕混合器中）或者它們可每次一個地包含于石膏漿 料中或它們的任意變型。可包含任意合適比例的具有中等范圍粘度特性的預(yù)膠化淀粉和其 他淀粉。例如，具有中等范圍粘度特性的預(yù)膠化淀粉的淀粉含量（其為待添加至石膏漿料 中的總淀粉含量的百分比）可為例如至少約10重量％，如至少約20重量％，至少約30重 量％，至少約40重量％，至少約50重量％，至少約60重量％，至少約70重量％，至少約80 重量％，至少約90重量％，至少約95重量％，至少約99重量％，至少約100重量％或其間 的任意范圍。在示例性實施例中，具有中等范圍粘度特性的預(yù)膠化淀粉與其他淀粉的比例 可為約 25 : 75,約 30 : 70,約 35 : 65,約 50 : 50,約 65 : 35,約 70 : 30,約 75 : 25 等。
[0048] 在一些實施例中，本發(fā)明包含具有冷水溶解度的預(yù)膠化淀粉。預(yù)膠化（其為使淀 粉為冷水可溶的過程）通常需要在過量的水中熱煉淀粉。在某些情況中，不希望通過該方 法制備預(yù)膠化淀粉。擠出（其為加熱和機(jī)械剪切的組合）為可用于制備低水分含量的預(yù)膠 化淀粉的一種能量有效的方法。淀粉的擠出可產(chǎn)生冷水可溶的經(jīng)擠出的預(yù)膠化淀粉。冷水 溶解度定義為具有在室溫下（約25°C)在水中的任意量的溶解度。據(jù)發(fā)現(xiàn)，顯示在冷水中 的溶解度的淀粉可為石膏產(chǎn)品（例如墻板）的強(qiáng)度提供明顯的益處。本發(fā)明的冷水可溶的 淀粉具有大于約30%的冷水溶解度，并且當(dāng)將其添加至凝固石膏芯中時，其可增加石膏芯 的強(qiáng)度。預(yù)膠化淀粉在水中的溶解度定義為溶解于室溫水中的淀粉的量除以淀粉總量，并 可使用實例14的方法測得。
[0049] 在一些實施例中，預(yù)膠化淀粉的冷水溶解度為約30 %至約75 %。在其他實施例 中，經(jīng)擠出的預(yù)膠化淀粉的冷水溶解度為約50%至約75%。在本發(fā)明的實施例中，經(jīng)擠出 的預(yù)膠化淀粉的冷水溶解度可為例如如表2C中所列。在表中，"X"表示"約[頂行中的對 應(yīng)的值]至約[最左列中的對應(yīng)的值]"的范圍。所指出的值表示經(jīng)擠出的預(yù)膠化淀粉的 冷水溶解度（表2C)。為了易于表示，應(yīng)了解每個值表示"約"所述值。例如，表2C中的第 一個"x"為"約3〇%至約35%"的范圍。表的范圍為起點和終點之間，并包括起點和終點。
[0050]表2C
[0051]
[0052] 盡管不希望受限于任何特定的理論，但據(jù)信在擠出過程中機(jī)械能和熱能的組合是 淀粉的冷水溶解度的原因。據(jù)信當(dāng)?shù)矸劢?jīng)歷擠出時，淀粉分子之間的氫鍵被破壞。當(dāng)經(jīng)擠 出的淀粉溶解于水中時，淀粉與水分子形成氫鍵。在預(yù)膠化過程之后，經(jīng)擠出的預(yù)膠化淀粉 分子與石膏晶體自由氫鍵結(jié)合，由此賦予石膏產(chǎn)品更高的強(qiáng)度。因此，由于顯示在冷水中的 溶解度的淀粉改進(jìn)了石膏墻板的強(qiáng)度，因此與常規(guī)淀粉相比需要更少的淀粉。
[0053] 根據(jù)冷水粘度測定（CWVA)法（參見實例16)，本發(fā)明的水溶性的經(jīng)擠出的預(yù)膠化 淀粉可具有任何合適的冷水粘度。在一些實施例中，冷水可溶的淀粉具有約20厘泊至約 300厘泊的粘度。具有本發(fā)明的粘度范圍的預(yù)膠化淀粉需要更少的水，從而降低了對石膏漿 料中的水需求的影響。在本發(fā)明的實施例中，預(yù)膠化淀粉的粘度可為例如表2D中所列。在 表中，"X"表示"約[頂行中的對應(yīng)的值]至約[最左列中的對應(yīng)的值]"的范圍。所指出 的值表示預(yù)膠化淀粉的粘度（表2D)。為了易于表示，應(yīng)了解每個值表示"約"所述值。例 如，表2D中的第一個"X"為"約20厘泊至約40厘泊"的范圍。表的范圍為起點和終點之 間，并包括起點和終點。
[0054] 表 2D
[0055]
[0056] 在另一方面，本發(fā)明提供了一種制備具有冷水溶解度的經(jīng)擠出的預(yù)膠化淀粉的方 法。經(jīng)擠出的預(yù)膠化淀粉通過如下方式制得：混合至少水和淀粉以制備濕淀粉，將所述濕淀 粉擠出通過擠出機(jī)，并干燥淀粉。擠出機(jī)為通常用于熔化和加工聚合物的機(jī)器。本發(fā)明的 淀粉在擠出機(jī)（如WengerTX52雙螺桿擠出機(jī)）中預(yù)膠化。通常，擠出機(jī)包括用以遞送進(jìn) 料材料的進(jìn)料斗、包括用于調(diào)節(jié)聚合物與增塑劑（例如水）的加熱夾套的預(yù)調(diào)節(jié)器、包括加 熱區(qū)的擠出機(jī)模塊頭和沖模組件。沖模組件通常包括板、墊片和沖模頭。對于本發(fā)明，將淀 粉和水預(yù)混并進(jìn)料至擠出機(jī)。在一些實施例中，可將額外的水添加至擠出機(jī)。在擠出過程 中，加熱元件和機(jī)械剪切的組合熔化并預(yù)膠化淀粉。在擠出之后，將預(yù)膠化淀粉干燥至足夠 的水分含量，然后研磨成粉末。盡管擠出機(jī)的沖?？蔀槿魏巫銐虻臏囟?，但沖模溫度通常超 過淀粉晶體的熔化溫度。在本發(fā)明的實施例中，擠出機(jī)的溫度可例如如表2E中所列。在表 中，"X"表示"約[頂行中的對應(yīng)的值]至約[最左列中的對應(yīng)的值]"的范圍。所指出的 值表示擠出機(jī)溫度（表2E)。為了易于表示，應(yīng)了解每個值表示"約"所述值。例如，表2E 中的第一個"X"為"約90°C至約100°C"的范圍。表的范圍為起點和終點之間，并包括起點 和終點。
[0057]表 2E
[0058]
[0059]在擠出過程中濕淀粉的水含量也是冷水溶解度的重要參數(shù)。濕淀粉可具有任意水 含量，但通常具有小于約25 %的水含量。在一些實施例中，濕淀粉具有約12 %至約25 %的 水含量。據(jù)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)矸劬哂懈偷乃趾繒r，擠出過程產(chǎn)生具有更大冷水溶解度的預(yù)膠 化淀粉。盡管不希望受限于任何特定理論，但據(jù)信存在更少的水導(dǎo)致在擠出過程中更大的 摩擦。增加的摩擦可增加淀粉中自氫鍵的破壞。使用水含量小于約25%的淀粉由擠出產(chǎn) 生的預(yù)膠化淀粉可具有大于約30%的冷水溶解度。在本發(fā)明的實施例中，濕淀粉的水含量 可為例如如表2F中所列。在表中，"X"表示"約[頂行中的對應(yīng)的值]至約[最左列中的 對應(yīng)的值]"的范圍。所指出的值表示以灰泥重量計濕淀粉的水分含量（％)(表2F)。為 了易于表示，應(yīng)了解每個值表示"約"所述值。例如，表2F中的第一個"X"為"約12%至約 13%"的范圍。表的范圍為起點和終點之間，并包括起點和終點。
[0060]表 2F
[0061]
[0062]在又一方面，本發(fā)明提供了一種制備包括芯的墻板的方法，所述芯包含具有冷水 溶解度的預(yù)膠化淀粉。混合水、灰泥和冷水溶解度大于約30%的至少一種預(yù)膠化淀粉，以形 成漿料。淀粉可以以任何合適的方式制得，如本文描述的那些。具有冷水溶解度的淀粉可以 以本文描述的量包含于灰泥漿料中。在一些實施例中，冷水可溶的淀粉以灰泥的約〇.1重 量％至約5重量％的量包含于灰泥漿料中。本發(fā)明的預(yù)膠化淀粉可以以濕潤或干燥形式添 加，但優(yōu)選作為干燥粉末添加。冷水可溶的淀粉的粒度可為任意尺寸。在一些實施例中，粒 度為約100微米至約400微米。在本發(fā)明的實施例中，預(yù)膠化淀粉的粒度可為例如如表2G 中所列。在表中，"X"表示"約[頂行中的對應(yīng)的值]至約[最左列中的對應(yīng)的值]"的范 圍。所指出的值表示預(yù)膠化淀粉的粒度（表2G)。為了易于表示，應(yīng)了解每個值表示"約" 所述值。例如，表2G中的第一個"X"為"約100微米至約125微米"的范圍。表的范圍為 起點和終點之間，并包括起點和終點。
[0063] 表 2G
[0064]
[0065] 預(yù)膠化淀粉粉末可在制造灰泥漿料的過程中添加至干燥成分中。將漿料設(shè)置于第 一覆蓋片材與第二覆蓋片材之間，以形成作為面板前體的濕組件。漿料包含水、灰泥和至少 一種預(yù)膠化淀粉；所述淀粉具有大于約30%的冷水溶解度。切割面板以形成板。干燥所述 板。在干燥之后，可根據(jù)需要進(jìn)行最終定尺寸（例如切割）和加工。根據(jù)一些實施例，淀粉 可在包括于漿料中之前被化學(xué)改性（以相對于預(yù)膠化步驟的任意順序）。本發(fā)明的墻板包 括凝固石膏芯，所述凝固石膏芯具有比在無淀粉的情況下制得的凝固石膏芯更大的壓縮強(qiáng) 度。
[0066] 除了淀粉組分之外，漿料配制為包含水、水泥、發(fā)泡劑（有時簡稱為"泡沫"）和所 需的其他添加劑?；夷嗫蔀榱蛩徕}a半水合物、硫酸鈣P半水合物和/或硫酸鈣無水石膏 的形式?；夷嗫蔀槔w維的或非纖維的?？砂l(fā)泡劑，以在凝固石膏的連續(xù)結(jié)晶基質(zhì)內(nèi)形 成氣穴分布。在一些實施例中，發(fā)泡劑包含主要重量部分的不穩(wěn)定組分和次要重量部分的 穩(wěn)定組分（例如，其中組合不穩(wěn)定和穩(wěn)定/不穩(wěn)定的共混物）。不穩(wěn)定組分與穩(wěn)定組分的重 量比有效用于在凝固石膏芯內(nèi)形成氣穴分布。參見例如美國專利5, 643, 510、6, 342, 284和 6, 632, 550。已發(fā)現(xiàn)合適的空隙分布和壁厚（獨立地）可有效用于提高強(qiáng)度，尤其是在低密 度板（例如約 35pcf(561kg/m3)以下）中。參見例如US2007/0048490 和US2008/0090068。 蒸發(fā)水空隙（其通常具有直徑為約5ym或更小的空隙）也貢獻(xiàn)總空隙分布以及前述氣（泡 沫）穴。在一些實施例中，孔隙尺寸大于約5微米的空隙與孔隙尺寸為約5微米或更小的空 隙的體積比為約〇. 5 : 1至約9 : 1，例如，約0. 7 : 1至約9 : 1，約0. 8 : 1至約9 : 1， 約1.4 : 1至約9 : 1，約1.8 : 1至約9 : 1，約2. 3 : 1至約9 : 1，約0. 7 : 1至約 6 : 1，約 1.4 : 1至約 6 : 1，約 1.8 : 1 至約 6 : 1，約 0. 7 : 1至約 4 : 1，約 1.4 : 1 至約4 : 1，約 1.8 : 1至約 4 : 1，約 0. 5 : 1至約2. 3 : 1，約 0. 7 : 1至約2. 3 : 1， 約0. 8 : 1至約2. 3 : 1，約1.4 : 1至約2. 3 : 1，約1.8 : 1至約2. 3 : 1等。在一些 實施例中，發(fā)泡劑以例如小于灰泥的約0. 5重量％，如約0. 01 %至約0. 5%，約0. 01 %至約 0. 4