石膏组合物及相关方法技术

公开了一种凝固的石膏组合物及其制备方法。凝固的石膏组合物包含具有高的水孔隙率的嵌合的凝固石膏基质的连续相和／或由含有高的水与烧石膏比的混合物（如膏剂）制得。还公开了一种含有该凝固的石膏组合物的制品。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的来说涉及石膏组合物和石膏组合物的制备方法。更具体地，本专利技术涉及凝固的低密度石膏组合物及其制备方法。
技术介绍
凝固的石膏(二水硫酸钙)是一种许多类型的制品中通常含有的公知材料。例如，凝固的石膏是用常规烧石膏制得的成品(如用熟石膏进行粉饰的建筑物内墙)中的主要成分，也是常见的用于建筑物的内墙和天花板的内墙干饰面的纸饰面石膏板的主要成分。而且，凝固的石膏是石膏/纤维素复合纤维板及其制品的主要成分，并且在填平石膏板边缘结合处的制品中也含有它。许多特殊材料，例如用于精密机加工的造型和塑模的材料生产的制品也含有大量的凝固石膏。这些含石膏制品通常是由烧石膏(半水硫酸钙和/或无水硫酸钙)和水(若合适，还可有其它的成分)形成混合物制得的。该混合物被铸型成所需要的形状或铸型在所需要的表面上，然后通过烧石膏与水反应形成结晶的水合石膏(二水硫酸钙)的基质以使其硬化而形成凝固(即再水合)石膏。可形成凝固的石膏晶体的嵌合(interlocking)基质的烧石膏的水合是所需要。从而赋予含石膏制品中的石膏结构以强度。利用适度的加热除去剩余的自由水(即未反应的水)来得到干制品。人们继续努力，通过用低密度的材料(例如发泡的珍珠岩或气泡)替代凝固的石膏基质的一部分来制造许多这种重量较轻的含石膏制品，以提高例如其吸声和/或绝缘性能以及处理和运输效率。但是，以前用以制造重量相当轻的含石膏制品的的努力并不完全令人满意，这是因为，例如当用大量的泡沫产生出足以得到低密度的含石膏制品的孔隙率时，这些制品可能仍不能达到所需要的例如吸声和绝缘性能。结果，生产低密度的含石膏制品易受到由提供的较大量的发泡剂可能产生的副作用的影响，有时仍不能得到所需要的结果。最近，美国专利5,041,333公开了由纤维状烧石膏形成的石膏板。纤维状烧石膏的制备耗时且昂贵，因此用纤维状烧石膏制造石膏板也很昂贵。生成密度足够低的含石膏制品的另一个问题是在制造、处理和工业应用过程中应兼顾其尺寸稳定性。例如，在制造凝固的石膏制品时，在石膏凝固后，通常在基质中留有大量的自由水(即未反应的水)。在干燥凝固的石膏以除去剩余水的过程中，在水蒸发时，基质中嵌合的凝固石膏晶体有靠拢的趋势。此时，当水从石膏基质的晶隙离去时，凝固石膏用于抵抗石膏晶体上的水施加的毛细水压力的自然力使该基质趋于收缩。随着含水的烧石膏混合物中水量的增加，缺乏尺寸稳定性愈发成为问题。甚至在得到了最终的干燥制品后也需要关注尺寸稳定性。尤其是在改变了温度和湿度的条件下，凝固的石膏例如容易膨胀或收缩。例如，石膏板的石膏基质的晶隙中吸收水分或处于高湿度下的砖由于致使受潮的板膨胀而加剧了下陷问题。如果这种尺寸的不稳定性可以避免或减少，就会产生有各种优点。例如，如果石膏板在干燥时不收缩，现有的石膏板生产方法将会产出更多的产品，依赖其具有精致的形状和尺寸比例的所需要的含石膏制品(如用于造型和塑模)可更好地达到其使用目的。从而，由上述的内容将理解本领域需要无须含有大量的轻质填充剂或由发泡产生的气泡即可具有低密度的凝固石膏组合物。也将理解本领域需要表现出增强的尺寸稳定性、绝缘性和/或吸声性能的低密度的凝固石膏组合物。本专利技术提供了这样的一种凝固的石膏组合物及其制备方法。本专利技术的这些和其它优点以及其它的有创新的特点可从本文的描述中明显看出。专利技术概述本专利技术提供了一种凝固的石膏组合物及其制备方法。优点在于，本专利技术的凝固的石膏组合物是低密度的，并且证实了它具有增强的尺寸稳定性(如抗收缩)、绝缘性和/或吸声性能。一方面，本专利技术提供了一种由这样的方法制备的凝固的石膏组合物，该方法包括使用至少烧石膏和水形成混合物。理想的是，用于制备混合物的水和烧石膏的重量比至少约是3∶1。该实施方式中，也就是用含有至少30wt.％非纤维状烧石膏来形成凝固的石膏组合物。该混合物保持在足以使烧石膏形成凝固石膏基质的条件下。另一方面，本专利技术提供了一种由这样的方法制备的凝固的石膏组合物，该方法包括使用至少烧石膏和水形成混合物，其中用于制备混合物的水和烧石膏的重量比至少约是4.5∶1。该混合物保持在足以使烧石膏形成凝固石膏基质的条件下。另一方面，本专利技术提供了一种由这样的方法制备的凝固的石膏组合物，该方法包括使用烧石膏、水和增强材料形成混合物，该增强材料选自三偏磷酸盐化合物、具有500-3000个重复磷酸盐单元的多磷酸铵、聚羧基化合物、表面活性剂以及它们的结合。本专利技术的该实施方式中，用于制备混合物的水和烧石膏的重量比至少约是3∶1。该混合物保持在足以使烧石膏形成凝固石膏基质的条件下。再一方面，本专利技术提供了一种凝固的石膏组合物，该石膏组合物含有嵌合凝固石膏基质的连续相。该基质包括石膏和蒸发的水的孔隙。根据蒸发的水的孔隙率“EWVV”测试(下面将描述)，基质理想的蒸发的水的孔隙率至少约是69％。本专利技术的该实施方式中，即用含有至少30wt.％非纤维状烧石膏的烧石膏来形成凝固的石膏组合物。另一方面，本专利技术提供了一种凝固的石膏组合物，该石膏组合物含有嵌合凝固石膏基质的连续相，其中，该基质包括石膏和蒸发的水的孔隙，并且根据EWVV测试基质的蒸发的水的孔隙率至少约是69％。本专利技术的该实施方式中，凝固的石膏组合物由增强材料制得，该增强材料选自三偏磷酸盐化合物、具有500-3000个重复磷酸盐单元的多磷酸铵、聚羧基化合物、表面活性剂以及它们的结合。另一方面，本专利技术提供了一种凝固的石膏组合物，该石膏组合物含有嵌合凝固石膏基质的连续相，其中，该基质包括石膏和蒸发的水的孔隙，并且根据EWVV测试蒸发的水的孔隙率至少约是80％(例如80-97％)。例如，本专利技术的石膏组合物可以板的形式提供。该板可以制品的形式提供，例如诸如墙板、门芯、结构绝缘板系统组件、吸声砖、绝缘板或类似物。此时，该制品还可包括多重板(例如多层板)。例如，该制品可以包括第二个更致密的石膏板，从而使第二石膏板的密度大于含有本专利技术石膏组合物的板的密度。参考附图和下面详细描述的优选实施方式可以很好地理解本专利技术。附图简述附图说明图1是根据本专利技术的一方面的一种石膏板层复合体的示意图。图2是根据本专利技术的另一方面的天花板砖形式的制品的透视图。图3是根据本专利技术的另一方面的层状复合体的示意图。本专利技术的详细描述本专利技术提供了一种低密度凝固石膏组合物，该石膏组合物含有嵌合凝固石膏基质的连续相，其中该基质有提高的蒸发的水的孔隙率。该低密度凝固石膏组合物优选由含有高比率的水与烧石膏的混合物(如膏剂)制得。烧石膏可以是纤维状或非纤维状。如美国专利2,341,426所述，非纤维状的烧石膏是指可由现有技术的工艺在常压下在煅烧炉中制得。纤维状的烧石膏如美国专利4,029,512和5,041,333中所述。优选至少30wt.％的石膏组合物由非纤维状的烧石膏形成。更优选至少50wt.％的石膏组合物由非纤维状的烧石膏形成，并且在一些实施方式中，用于制造膏剂(或混合物)以铸型成该创新的石膏组合物的烧石膏实质上由非纤维状的烧石膏组成。烧石膏可以α型半水硫酸钙、β型半水硫酸钙、水溶性无水硫酸钙或其混合物的形式存在。优选烧石膏包括至少30％的β型半水硫酸钙，更优选至少50％的β型半水硫酸钙。一些实施方式中，烧石膏实质上由β型半水硫酸钙组成。尤其是，本专利技术的凝固石本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由下面的方法制备的凝固石膏组合物，该方法包括： 制备一种至少由烧石膏、水和增强材料形成的混合物，该增强材料选自三偏磷酸盐化合物、具有５００－３０００个重复磷酸盐单元的多磷酸铵、聚羧基化合物、表面活性剂以及它们的结合，其中混合物中存在的水和烧石膏的重量比至少约是３∶１；和 将该混合物保持在足以使烧石膏形成凝固石膏的嵌合基质的条件下。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：Q余，S维拉马苏纳尼，FT约内斯，
申请(专利权)人：美国石膏公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]