動(dòng)性和強(qiáng)度。
[0238] 實(shí)例12-在不同水灰泥比（WSR)下的石膏漿料的流動(dòng)性
[0239] 該實(shí)例表明了通過預(yù)膠化玉米粉的酸改性對(duì)石膏漿料的流動(dòng)性的影響。如實(shí)例8 所述使用坍落測(cè)試測(cè)量流動(dòng)性。所用的石膏漿料制劑示于表3中，不同的是根據(jù)WSR調(diào)節(jié) 水量。坍落測(cè)試結(jié)果示于表12中。
[0240]表 12
[0241]
[0242] 該實(shí)例表明，酸改性的預(yù)膠化玉米粉甚至在水降低15%之后也可保持石膏漿料的 流動(dòng)性。
[0243] 實(shí)例13-立方體制劑和壓縮強(qiáng)度測(cè)試
[0244] 該實(shí)例描述了包含實(shí)驗(yàn)室熱煉的酸改性淀粉的立方體的立方體壓縮強(qiáng)度測(cè)試。制 劑由石膏漿料形成，所述石膏漿料對(duì)于對(duì)照物預(yù)膠化玉米淀粉具有1. 〇的水/灰泥比，對(duì)于 實(shí)驗(yàn)室熱煉的酸改性的玉米淀粉（Clinton277)具有0. 9的水/灰泥比，且淀粉量設(shè)定為 灰泥的2重量％。用于對(duì)照物和實(shí)驗(yàn)室熱煉的酸改性的玉米淀粉的制劑公開于表13中。通 過以各種速率添加泡沫，將立方體的密度設(shè)定為25至45鎊立方英尺（400kg/m3至721kg/ m3)之間。
[0245] 對(duì)于對(duì)照實(shí)驗(yàn)，將預(yù)膠化玉米淀粉稱重至包含灰泥和HRA的干混物中。將水、三偏 磷酸鈉10 %溶液、分散劑和阻滯劑稱量至Hobart混合器的混合碗中。將干混物倒入Hobart混合器的混合碗中，浸泡15秒，并以速度II混合30秒。對(duì)于泡沫制劑，形成PFM33皂的 0. 5%溶液，然后與空氣混合以制備空氣泡沫。使用泡沫發(fā)生器將空氣泡沫添加至漿料中。 泡沫發(fā)生器以足以獲得所需板密度的速率運(yùn)行。在泡沫添加之后，立即傾倒?jié){料至略高于 模具頂部的點(diǎn)。一旦灰漿凝固就刮掉過量物。模具已用脫模劑（DW40)噴霧。
[0246] 為了制備實(shí)驗(yàn)室熱煉的酸改性的玉米淀粉（Clinton277)，將酸改性的玉米淀粉 分散于水中，并在連續(xù)攪拌下加熱至沸騰達(dá)IOmin。然后將淀粉溶液冷卻至78°F(25°C)， 并轉(zhuǎn)移至Hobart混合器的混合碗中。將三偏磷酸鈉10%溶液、分散劑和阻滯劑添加至 Hobart混合器的混合碗中并混合。將灰泥和HRA的干混物倒入淀粉溶液中，浸泡15秒，并 在速度II下混合30秒。對(duì)于泡沫制劑，形成PFM33皂的0. 5%溶液，然后與空氣混合以制 備空氣泡沫。使用泡沫發(fā)生器將空氣泡沫添加至漿料中。泡沫發(fā)生器以足以獲得所需板密 度的速率運(yùn)行。在泡沫添加之后，立即傾倒?jié){料至略高于模具頂部的點(diǎn)。一旦灰漿凝固就 刮掉過量物。模具已用脫模劑（DW40)噴霧。
[0247] 在立方體硬化之后，將立方體從模具中移出，然后在110°F(43°C)下干燥48小 時(shí)。在從烘箱中移出之后，使立方體在室溫下冷卻1小時(shí)。使用MTS系統(tǒng)（#SATEC型）測(cè) 量壓縮強(qiáng)度。連續(xù)施加載荷且無0. 04英寸/min(I. 02mm/min)速度下的沖擊（15至40psi/ s(103. 4 至 275. 8kPa/s)的恒定速率）。
[0248]表 13
[0251] 兩個(gè)淀粉類型的跡線示于圖2中，其中密度沿著水平軸線作圖，強(qiáng)度沿著豎直軸 線作圖。圖2顯示，相比于WSR為I. 0的預(yù)膠化玉米淀粉，WSR為0. 9的實(shí)驗(yàn)室煮沸的酸改 性的玉米淀粉（Clinton277)提供具有更高壓縮強(qiáng)度的立方體。對(duì)于251b/ft3至401b/ ft3(400kg/m3至721kg/m3)的立方體密度，觀察至Ij所述增加的強(qiáng)度。該實(shí)例顯示，包含實(shí)驗(yàn) 室煮沸的酸改性的玉米淀粉（Clinton277)的組合物在低密度下具有更高的壓縮強(qiáng)度，并 需要更少的水。
[0252] 實(shí)例14-冷水可溶的預(yù)膠化淀粉和壓縮強(qiáng)度
[0253] 該實(shí)例描述了使用中試規(guī)模擠出形成冷水可溶的預(yù)膠化淀粉（Clinton277)的 方法，以及包含經(jīng)擠出的預(yù)膠化淀粉的立方體的壓縮強(qiáng)度。
[0254] 因此，Clinton277酸改性淀粉（9%水分含量，100kg)和水（4. 4kg)在圓筒中混 合。將酸改性淀粉混合物添加至WengerTX52雙螺桿擠出機(jī)中。將另外的水（8.Ikg)添 加至擠出機(jī)中。擠出機(jī)桶中的總水分含量為20%。擠出機(jī)條件在以下表15中描述。預(yù)膠 化淀粉作為相對(duì)干燥的膨脹材料從擠出機(jī)中移出。干燥淀粉，直至其具有約10%的水分含 量，然后研磨成粉末。當(dāng)用于制備石膏產(chǎn)品時(shí)，可在制造過程中將干燥粉末添加至干燥成分 中。
[0255]表 14
[0258] 預(yù)膠化淀粉的冷水溶解度通過如下方法測(cè)量。通過在攪拌下將水（80mL，室溫 (25°C))和干燥淀粉（4.000g)添加至燒杯而形成濕淀粉。濕淀粉攪拌20min，然后轉(zhuǎn)移至IOOmL量筒中。添加水直至IOOmL線，然后倒轉(zhuǎn)量筒三次以混合漿料。使?jié)竦矸墼谑覝叵路?置30min。將上清液（IOg)從漿料頂部轉(zhuǎn)移至去皮重的盤中。在將盤加熱過夜（43°C)之 后，稱量剩余固體。淀粉的溶解度（％)在以下等式中描述。
[0259] 溶解度（％ )=溶解固體的重量八0.4叉100)
[0260] 根據(jù)實(shí)例13的工序，使用冷水可溶的經(jīng)擠出的預(yù)膠化淀粉制備立方體。立方體具 有541b/ft3(865kg/m3)的密度。經(jīng)擠出的淀粉（Clinton277)的冷水溶解度顯示對(duì)立方體 強(qiáng)度的明顯影響（表15)。顆粒淀粉不可溶于水中，并產(chǎn)生壓縮強(qiáng)度為1561psi(10.76MPa) 的立方體。然而，通過擠出制得的預(yù)膠化淀粉可溶于水中，并產(chǎn)生具有更大強(qiáng)度的立方 體。立方體的壓縮強(qiáng)度隨著淀粉的冷水溶解度的增加而增加。另外，起始于具有更低水 分含量（約10% )的淀粉產(chǎn)生更大的水溶解度（直至71% )，并產(chǎn)生具有更大壓縮強(qiáng)度 (1844psi(12.71MPa))的立方體。
[0261] 表 15
[0262]
[0263] 根據(jù)實(shí)例13的工序，使用冷水可溶的酸改性的預(yù)膠化淀粉和預(yù)膠化玉米淀粉制 備立方體。立方體具有291b/ft3(465kg/m3)的密度。相比于常規(guī)淀粉，經(jīng)擠出的淀粉賦予更 大的立方體強(qiáng)度（表16)。含有經(jīng)擠出的Clinton277的石膏泡沫漿料的流動(dòng)性增加26%， 含有經(jīng)擠出的淀粉的泡沫立方體的壓縮強(qiáng)度增加19%。
[0264] 表 16
[0265]
[0266] 實(shí)例15-冷水可溶的預(yù)膠化淀粉的小型制備
[0267] 該實(shí)例示出了在各種條件下通過實(shí)驗(yàn)室規(guī)模擠出制得的預(yù)膠化酸改性淀粉 (Clinton277)的冷水溶解度。
[0268] 因此，使用實(shí)驗(yàn)室規(guī)模擠出機(jī)（Micro18,LeistritzMIC)使酸改性淀粉經(jīng)受擠 出?；旌系矸酆陀糜谥付ㄋ趾康乃璧乃?，在塑料袋中密封，并平衡過夜。在過夜平衡 之后，將濕淀粉進(jìn)料至擠出機(jī)中。檢查擠出機(jī)溫度、淀粉的水分含量（在膠化之前）、沖模開 口尺寸和磷酸三鈣的量對(duì)25°C下的溶解度的影響（參見表17)。在小規(guī)模下，添加劑（磷 酸三鈣）不影響淀粉溶解度。增加材料流動(dòng)性的因素（如高水分含量和大沖模開口）與淀 粉溶解度負(fù)相關(guān)。據(jù)發(fā)現(xiàn)，大規(guī)模測(cè)試可能需要更低的水分含量和更高的擠出溫度（參見 實(shí)例14)。
[0269] 表 17
[0270]
[0271] 實(shí)例16-冷水粘度試驗(yàn)方法
[0272] 該實(shí)例描述了本文稱為"CWVA法"的冷水粘度測(cè)量試驗(yàn)方法。當(dāng)在本文指代冷水 粘度時(shí)，除非另外指出，否則其是根據(jù)CWVA法的。
[0273] 將干燥淀粉（40g)稱量至水（25°C)中，以獲得400g的總重量，并同時(shí)在500RPM下 攪拌lOmin。使用具有同心圓筒，和具有葉片幾何形狀（直徑為28mm，長(zhǎng)度為42. 05mm)的標(biāo) 準(zhǔn)杯（直徑為 3〇臟）的DiscoveryHR_2HybridRheometer(TA儀器公司（TAInstruments Ltd))測(cè)量粘度。將50g溶液轉(zhuǎn)移至圓筒單元中。樣品的粘度在25°C下在IOOs1的剪切速 率下測(cè)量lmin。
[0274] 在描述本發(fā)明的上下文（特別是在權(quán)利要求書的上下文）中術(shù)語(yǔ)"一種"和"所述" 和"至少一種"和類似的指示的使用應(yīng)解釋為涵蓋單數(shù)和復(fù)數(shù)，除非本文另外指出或上下文 明確矛盾。除非在本文另外指出或上下文明確否認(rèn)，否則術(shù)語(yǔ)"至少一種"和之后的一種或 多種項(xiàng)目的列表（例如"A和B中的至少一種"）的使用應(yīng)解釋為意指選自所列項(xiàng)目的一個(gè) 項(xiàng)目（A或B)或所列項(xiàng)目中的兩種或更多種的任意組合（A和B)。除非另外指出，術(shù)語(yǔ)"包 含"、"具有"、"包括"和"含有"應(yīng)解釋為開放式術(shù)語(yǔ)（即意指"包括但不限于"）。本文數(shù)值 范圍的列舉僅旨在用作單獨(dú)提及落入該范圍內(nèi)的每個(gè)分立的值的速記方法，除非本文另外 指出，且每個(gè)分立的值引入說明書中，就像其在本文單獨(dú)列舉一樣。本文所述的所有方法可 以任何合適的順序進(jìn)行，除非本文另外指出或上下文明確矛盾。本文提供的任何和所有實(shí) 例或示例性語(yǔ)言（例如"如"）的使用僅旨在更好地說明本發(fā)明，而不對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行 限制，除非另外聲明。本發(fā)明的語(yǔ)言不應(yīng)理解為表示對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施為必要的任何非聲 稱的元素。
[0275] 本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在本文描述，包括本發(fā)明人已知的對(duì)于進(jìn)行本發(fā)明最好的方 式。在閱讀前述說明書后，那些優(yōu)選實(shí)施例的變化對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是顯而易見的。 本發(fā)明人預(yù)期本領(lǐng)域技術(shù)人員在適當(dāng)時(shí)采用這種變化，且本發(fā)明人希望以不同于本文所特 別描述那樣實(shí)施本發(fā)明。因此，本發(fā)明包括由應(yīng)用法律所允許的所附權(quán)利要求列舉的主題 的所有改變和等同。此外，本發(fā)明涵蓋在其所有可能的變化中的上述元素的任何組合，除非 本文另外指出或上下文明確矛盾。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 板，其包括： 設(shè)置于兩個(gè)覆蓋片材之間的凝固石膏芯，所述芯由包含灰泥、水和至少一種預(yù)膠化淀 粉的漿料形成，其中當(dāng)在所述淀粉經(jīng)受根據(jù)VM法的條件的同時(shí)測(cè)量粘度時(shí)，所述淀粉具 有約20厘泊至約700厘泊的粘度特性。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的板，其中根據(jù)VM法，所述淀粉的粘度特性為約30厘泊至約 200厘泊。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的板，其中相比于不具有所述淀粉的凝固石膏芯，所述淀粉 有效增加所述凝固石膏芯的芯硬度。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的板，其中所述淀粉要求用以將漿料流動(dòng)性保持在 與不使用所述淀粉的情況相同的水平而添加至漿料中的所需的過量水的量的增加，所述增 加小于根據(jù)VM法粘度特性大于700厘泊（例如773厘泊）的淀粉所需的過量水的量的增 加。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的板，其中所述淀粉具有灰泥的約0. 5重量％至約 3重量％的量。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的板，其中所述淀粉為酸改性的淀粉。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的板，其中水/灰泥比為約0. 55至約0. 8。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的板，其中所述板具有約24pcf (384kg/m3)至約 35pcf(561kg/m3)的密度。9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的板，其中所述漿料包含第二類型的淀粉，所述第 二類型的淀粉為（a)未膠化的、（b)根據(jù)VM法具有20厘泊以下的粘度特性的預(yù)膠化淀粉 或（c)根據(jù)VM法具有700厘泊以上的粘度特性的預(yù)膠化淀粉。10. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的板，其中所述第二類型的淀粉包括烷基化淀粉。11. 根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的板，其中所述漿料還包含至少發(fā)泡劑，所述發(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，發(fā)泡劑的量和不穩(wěn)定組 分與穩(wěn)定組分的重量比有效用以在所述凝固石膏芯內(nèi)形成空隙分布。12. 根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的板，其中所述漿料還包含萘磺酸鹽分散劑。13. 根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的板，其中所述漿料還包含三偏磷酸鈉。14. 根據(jù)權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的板，其中當(dāng)所述板以約1/2英寸（I. 3cm)的厚 度澆鑄時(shí)，所述板具有至少約65鎊（29. 5kg)的拔釘阻力，并具有至少約Illb (5kg)的芯硬 度，如根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)C473所測(cè)定。15. 包含水、灰泥和至少一種預(yù)膠化淀粉的漿料，其中當(dāng)在所述淀粉經(jīng)受根據(jù)VM法的 條件的同時(shí)測(cè)量粘度時(shí)，所述淀粉具有約20厘泊至約700厘泊的粘度特性。16. 制備板的方法，所述方法包括： (a) 混合至少水、灰泥和至少一種預(yù)膠化淀粉以形成漿料，其中當(dāng)根據(jù)VM法測(cè)量粘度 時(shí)，所述淀粉具有約20厘泊至約700厘泊的粘度特性； (b) 將所述漿料設(shè)置于第一覆蓋片材與第二覆蓋片材之間，以形成濕組件； (c) 將所述濕組件切割成板；以及 (d) 干燥所述板。17. 接合配混物，其包含： (a) 碳酸鈣； (b) 至少一種預(yù)膠化淀粉，其中所述淀粉具有約20厘泊至約700厘泊的粘度，且其中所 述粘度根據(jù)VM法測(cè)得。18. 包括吸聲部件的吸聲面板，所述吸聲部件包括纖維和至少一種預(yù)膠化淀粉，其中所 述淀粉具有約20厘泊至約700厘泊的粘度，其中所述粘度根據(jù)VM法測(cè)得，且其中所述面 板根據(jù)ASTM C 423-02具有至少約0. 5的降噪系數(shù)。19. 板，其包括： 設(shè)置于兩個(gè)覆蓋片材之間的凝固石膏芯，所述芯由包含灰泥、水和至少一種預(yù)膠化淀 粉的漿料形成； 所述淀粉具有大于約30 %的冷水溶解度； 相比于使用冷水溶解度小于約30%的淀粉制得的凝固石膏芯，所述凝固石膏芯具有更 大的壓縮強(qiáng)度。20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的板，其中所述淀粉具有約30%至約75%的冷水溶解度。21. 根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的板，其中所述淀粉具有約0. 1重量％至約5重量％的 量，以灰泥重量計(jì)。22. 根據(jù)權(quán)利要求19-21中任一項(xiàng)所述的板，其中所述板具有約24pcf (384kg/m3)至約 35pcf(561kg/m3)的密度。23. 制備板的方法，所述方法包括： (a) 混合至少水、灰泥和至少一種預(yù)膠化淀粉，以形成漿料， (b) 將所述漿料設(shè)置于第一覆蓋片材與第二覆蓋片材之間，以形成濕組件， (c) 將所述濕組件切割成板，以及 (d) 干燥所述板； 所述淀粉具有大于約30 %的冷水溶解度； 相比于使用冷水溶解度小于約30%的淀粉制得的凝固石膏芯，所述凝固石膏芯具有更 大的壓縮強(qiáng)度。24. 制備預(yù)膠化淀粉的方法，所述方法包括： (a) 混合至少水和非膠化淀粉，以制備濕淀粉， (b) 將所述濕淀粉設(shè)置于具有在約90°C或更大的溫度下的沖模的擠出機(jī)中，以及 (c) 干燥所述淀粉； 所述預(yù)膠化淀粉具有大于約30 %的冷水溶解度。25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述預(yù)膠化淀粉具有約30 %至約75 %的冷水溶 解度。26. 根據(jù)權(quán)利要求24或25所述的方法，其中所述擠出機(jī)沖模在約150°C或更大的溫度 下。27. 根據(jù)權(quán)利要求24-26中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述濕淀粉具有淀粉的小于約25 重量％的水含量。
【專利摘要】本發(fā)明公開了與具有中等范圍粘度(即約20厘泊至約700厘泊)的預(yù)膠化淀粉和經(jīng)擠出的預(yù)膠化淀粉相關(guān)的產(chǎn)品(例如面板)、漿料和方法。
【IPC分類】C04B28/14, C08B30/14
【公開號(hào)】CN105121475
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380064231
【發(fā)明人】Y·桑, C·C·李, C·陳, W·D·宋
【申請(qǐng)人】美國(guó)石膏公司
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2013年10月14日
【公告號(hào)】CA2887346A1, EP2912071A2, US20140113128, WO2014066079A2, WO2014066079A3