在石膏墙板中高的羟乙基化淀粉水平和高的分散剂水平制造技术

本发明专利技术总体上提供了包括灰泥、一种羟乙基化的淀粉、萘磺酸盐分散剂、以及三偏磷酸钠的含石膏的浆料。该萘磺酸盐分散剂是以基于干灰泥的重量按重量计约０．１％－３．０％的量存在。该羟乙基化的淀粉是以基于该配方中的干灰泥的重量从按重量计约０．５％到按重量计约１０％的量存在。该三偏磷酸钠是以基于干灰泥的重量按重量计约０．１％－０．４％的量存在。其他浆添加剂可以包括促进剂类、粘合剂类、纸纤维、玻璃纤维、以及其他已知的成分。本发明专利技术还包括用这些浆料制造的含石膏产品例如轻质石膏墙板，以及制造轻质石膏墙板的一种方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请是2006年11月2日提交的美国专利申请号11/592,481的部分继续申请，本申请也是2006年6月7日提交的美国专利申请号11/449,177的部分继续申请，并且本申请也是2006年6月2日提交的美国专利申请号11/445,906的部分继续申请，各项申请都要求2005年6月9日提交的美国临时申请号60/688,839的权益。上述各项专利申请的全部内容均通过引用结合在此。
本专利技术涉及制造包含一种羟乙基化的淀粉、一种萘磺酸盐分散剂、以及三偏磷酸钠的石膏浆的一种方法，以及由其制造的产品。它还涉及在用于制造这些产品的浆料中通过使用与一种羟乙基化的淀粉和三偏磷酸钠结合的一种萘磺酸盐分散剂而提高含石膏产品(包括墙板)的干强度的一种方法。
技术介绍
石膏(二水合硫酸钙)的某些特性使它在制造工业和建筑产品(如石膏墙板)的应用中很受欢迎。石膏是一种充裕的并且总体上廉价的原料，通过脱水和再水合的方法，可以将其铸造、模塑或以其他方式形成有用的形状。制造石膏墙板和其他石膏产品所来源的基体材料是硫酸钙的半水合物形式(CaSO4·1/2H2O)，通常称作“灰泥”，它是通过硫酸钙的二水合物形式(CaSO4·2H2O)的加热转化(从中去除了1-1/2水分子)而生成的。常规的含石膏产品(如石膏墙板)具有许多优点，例如低成本和易于加工性，然而当这些产品被切割或钻孔时会产生大量的石膏粉尘。使用淀粉作为在用于制造这些产品的浆料中的成分已经在制造这些含石膏产品中实现了不同的改进。预胶凝淀粉，像胶水一样，可以提高包括石膏墙板的含石膏产品的挠曲强度和抗压强度。已知的石膏墙板包含小于约10lbs/MSF水平的淀粉。为了保证该浆料有适当的可流动性，在含预胶凝淀粉的石膏浆料中还有必要使用大量的水。不幸的是，该水的大部分最终必须通过干燥除去，而这是昂贵的，因为在该干燥过程中使用高成本的燃料。这一干燥步骤也是费时的。已经发现使用萘磺酸盐分散剂能提高这些浆料的流动性，由此克服该需水问题。此外，还已经发现如果使用水平足够高，这些萘磺酸盐分散剂能交联到该预胶凝淀粉上，以便在干燥后将石膏晶体粘合到一起，由此提高该石膏复合物的干强度。因此，该预胶凝淀粉和该萘磺酸盐分散剂的组合在将凝固石膏晶体粘合到一起上提供了类似胶水的作用。在过去，没有认识到三偏磷酸盐影响石膏浆料的水需求。然而，诸位专利技术人已经发现，在一种特定分散剂的存在下将该三偏磷酸盐的水平增加到迄今未知的水平上使之有可能用出人意料地减少的水实现浆料的适当的可流动性量，甚至是在高淀粉水平的存在下。这当然是所非常希望的，因为它进而减少了用于干燥的燃料使用连同与随后的除水处理步骤相关的加工时间。因此，诸位专利技术人还已经发现，石膏板的干强度可以通过在用于制造该墙板的浆料中使用与预胶凝淀粉结合的一种萘磺酸盐分散剂而提高。-->本专利技术的石膏墙板应区别于不具有面层薄板的吸声板或砖。并且，本专利技术的墙板应区别于包括聚苯乙烯作为一种轻质骨料的吸声板或砖。重要的是，上述吸声板或砖不符合适用于石膏墙板的多项ASTM标准。例如，已知的吸声板不具有石膏墙板(包括本专利技术的那些)所要求的挠曲强度。相反，为了使吸声板或砖符合ASTM标准，这些吸声板或砖的暴露表面需要具有中空的空隙或凹陷，这些空隙或凹陷在石膏墙板中是不希望的，并且会对拔钉阻力特性产生不利影响。粉尘产生是在所有墙板安装的过程中的一个潜在问题。例如，当石膏墙板通过切割、锯割、开槽、折断、钉或螺钉固定、或钻孔进行加工时，会产生大量的石膏粉尘。为了本披露的目的，“起尘”和“粉尘产生”是指在一种含石膏产品的加工过程中，例如通过切割、锯割、开槽、划刻/折断、钉或螺钉固定、或钻孔该墙板，气载尘埃释放进入周围的工作空间中。加工总体上还可以包括正常的板处理，包括在运输、搬运、和安装过程中出乎意料地刮削或磕碰这些板时产生的粉尘。如果可以找到一种方法来生产低密度墙板，其中显著降低这种粉尘产生，将是对本领域的一项特别有用的贡献。预胶凝淀粉可以提供有用的含石膏的浆料。与常规的、酸改性的淀粉比较，预胶凝淀粉的一个缺点是需水量更高。因此，要求更高的水-灰泥之比以便用预胶凝淀粉制造一种具有适合墙板形成的流动性的一种浆料。而且，如果可以找到增加在一种包含一种替代的淀粉、一种萘磺酸盐分散剂、以及三偏磷酸钠的特别的含石膏的浆料中的流动性、同时保持足够的强度或者提高在一种成品石膏墙板中的强度的方法，将是对本领域的一种有用的贡献。
技术实现思路
本专利技术总体上包括一种包括灰泥、一种羟乙基化的淀粉、萘磺酸盐分散剂、以及三偏磷酸钠的浆料。该萘磺酸盐分散剂以基于干灰泥的重量按重量计约0.1％-3.0％的量存在。该羟乙基化的淀粉以基于该配方中的干灰泥重量的从按重量计约0.5％到按重量计约10％的量存在。该三偏磷酸钠以基于干灰泥的重量按重量计约0.1％-0.4％的量存在。其他浆料添加剂可以包括促进剂类、粘合剂类、纸或玻璃纤维类以及其他已知的组分。本专利技术还包括用这些浆料制造的含石膏产品。一种优选的含石膏产品是石膏墙板。在本实施方案中，本专利技术构成石膏墙板，该石膏墙板包括在两个基本上平行的覆盖薄板之间形成的一个凝固石膏组合物，该凝固石膏组合物是使用水、灰泥、一种羟乙基化的淀粉、一种萘磺酸盐分散剂、以及三偏磷酸钠的含石膏的浆料制造的。根据本专利技术制造的石膏墙板具有出乎意料的高强度，然而重量比常规板低得多。在另一个实施方案中，本专利技术构成一种通过混合含石膏的浆料来制造石膏墙板的方法，该浆料包括水、灰泥、一种羟乙基化的淀粉、萘磺酸盐分散剂、以及三偏磷酸钠，其中该羟乙基化的淀粉以基于灰泥的重量至少按重量计约0.5％高达按重量计约10％的量存在。将该合成的含石膏的浆料沉积在一个第一纸覆盖薄板上，并且将一个第二纸覆盖薄板放置在该沉积的浆料上以形成一种石膏墙板。在该含石膏的浆料已经硬化至足够切割之后，切割该石膏墙板，并且干燥该合成的石膏墙板。其他常规的成分也将用于该浆料中，包括适当时，促进剂类、粘合剂类、纸纤维、玻璃纤维、以及其他已知的成分。通常加入一种肥-->皂泡以减少该石膏墙板产品的密度。本专利技术总体上包括一种低尘石膏墙板，该低尘石膏墙板包括在两个基本上平行的覆盖薄板之间形成的一个凝固石膏芯，该凝固石膏芯具有的总空隙体积为从约75％到约95％，该凝固石膏芯由一种含石膏的浆料制成，该含石膏的浆料包括水、灰泥、预胶凝淀粉、以及一种萘磺酸盐分散剂，其中该预胶凝淀粉以基于灰泥的重量从按重量计约0.5％到按重量计约10％的量存在。优选地，该萘磺酸盐分散剂以基于干灰泥的重量按重量计约0.1％-3.0％的量存在。任选地，三偏磷酸钠以基于灰泥的重量按重量计至少约0.12％的量存在。在一个优选的实施方案中，该三偏磷酸钠以基于干灰泥的重量按重量计约0.12％-0.4％的量存在。在一个优选的实施方案中，本专利技术包括低尘石膏墙板，该低尘石膏墙板在两个基本上平行的覆盖薄板之间形成的、包括预胶凝淀粉以及一种萘磺酸盐分散剂的一个凝固石膏芯，该凝固石膏芯具有的总空隙体积为从约80％到约92％，其中至少60％的总空隙体积包括平均直径小于约100微米的空气空隙，并且该凝固石膏芯具有的密度为从约10pcf到约30pcf。术语“pcf”被定义为磅每立方英尺(lb\本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻质高强度石膏墙板，包括：在两个基本上平行的覆盖薄板之间形成的一个凝固石膏组合物，该凝固石膏组合物是使用一种含石膏的浆料制造的，该含石膏的浆料包括：水、灰泥、一种羟乙基化的淀粉、一种萘磺酸盐分散剂、以及三偏磷酸钠，其中该羟乙基化的淀粉是以基于灰泥的重量从按重量计约０．５％到按重量计约１０％的量存在，其中该萘磺酸盐分散剂是以基于灰泥的重量从按重量计约０．１％到按重量计约３．０％的量存在，并且其中该三偏磷酸钠是以基于灰泥的重量从按重量计约０．１％到按重量计约０．４％的量存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-10-31 11/9322111.一种轻质高强度石膏墙板，包括：在两个基本上平行的覆盖薄板之间形成的一个凝固石膏组合物，该凝固石膏组合物是使用一种含石膏的浆料制造的，该含石膏的浆料包括：水、灰泥、一种羟乙基化的淀粉、一种萘磺酸盐分散剂、以及三偏磷酸钠，其中该羟乙基化的淀粉是以基于灰泥的重量从按重量计约0.5％到按重量计约10％的量存在，其中该萘磺酸盐分散剂是以基于灰泥的重量从按重量计约0.1％到按重量计约3.0％的量存在，并且其中该三偏磷酸钠是以基于灰泥的重量从按重量计约0.1％到按重量计约0.4％的量存在。2.如权利要求1所述的轻质高强度石膏墙板，其中该萘磺酸盐分散剂是处于包含按重量计约40％至约45％的萘磺酸盐的一种水溶液的形式，并且该水溶液是以基于灰泥的重量从按重量计约0.5％到按重量计约2.5％的量存在。3.如权利要求1所述的轻质高强度石膏墙板，其中该羟乙基化的淀粉是以基于灰泥的重量按重量计约3％的量存在。4.如权利要求1所述的轻质高强度石膏墙板，其中该墙板具有的干重为约1000lb/MSF至约1400lb/MSF。5.如权利要求3所述的轻质高强度石膏墙板，其中该墙板具有的干重为约1200lb/MSF。6.如权利要求1所述的轻质高强度石膏墙板，其中该水/灰泥之比为约0.8。7.一种含石膏的浆料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：余强，SL特蕾西，
申请(专利权)人：美国石膏公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]