防火石膏板制造技术

一种连续形成多层板材的方法，包括制造石膏浆料，然后将石膏浆料分成至少首级石膏浆料和次级石膏浆料。形成具有水和膨胀材料的添加剂浆料，然后加入到次级石膏浆料以制造可膨胀层浆料，该膨胀层浆料覆盖在饰面材料的至少一部分上。首级石膏浆料分布在饰面材料上的次级石膏浆料和膨胀层浆料上以形成芯体。可选择地，另一层，边缘涂层，被施加在膨胀层上用于附加防火。边缘涂层包括第二膨胀材料。在失火期间，膨胀层膨胀以增加暴露于火中的石膏板的厚度并且边缘涂层膨胀以密封相邻石膏板之间的间隙。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种石膏板产品和制造该石膏板产品的方法。更特别地，本发 明涉及一种利用膨胀表层而具有改进的防火性能的石膏板。
技术介绍
石膏板是已经使用多年的已知建筑产品。它们主要用作室内墙壁和天花 板产品，而且在一定程度上用作室外产品。包括硫酸钙半水化合物和水的浆料(slurry)用于形成芯体，且在搅拌器下方移动的纸面平装板上连续沉积。第 二纸面平装板施加在其上且所成的组件形成板形。硫酸钙半水化合物或灰泥与 充足的水反应以将半水化合物灰泥转换成联锁(interlocking) 二水硫酸韩晶 体矩阵，使它凝固并变得坚固。这样形成的连续带材在皮带上传输直到煅烧石 膏凝固，且之后该带材被切割以形成所需长度的板材，该板材被传输通过干燥 炉以消除过多的湿气。该二水化合物晶体中的化学结合水有利于该石膏板的耐火特性。当暴露 于热或火中时，该二水合物转变回半水化合物或甚至无水石膏的形式。水合作 用的过量的水以蒸汽的形式被蒸馏出去。当蒸汽释放时，随着来自火焰的热能 被用于推动脱水反应和蒸发水分，通过石膏板的热传递被降低。较厚的石膏板 比较薄的石膏板更加耐火，因为热量穿透石膏板的整个厚度以蒸馏全部晶体水 需要花费更长时间。结晶水的损失通常导致石膏的收縮。因为损失了大量晶体水，并且原始 的紧密的联锁石膏矩阵被放松，该石膏产品在火焰下也变得非常脆并且失去了 它的强度和完整性。由于收縮，在石膏板内会形成很大的裂缝。收縮也引起在 达缘接缝处的石膏板之间的开口放大。边缘接缝的放大、大裂缝和其他开口使 得热量和热气加速传递通过该墙壁，且也使得火焰到达石膏板后面的木立筋(wood stud)而进一步为火焰增加燃料。已知将特定纤维、矿石和/或无机微粒引入石膏芯体以改善石膏板的耐火性能。在美国专利No.4，647，486中教导了使用玻璃纤维保持石膏板强度和完 整性。该专利也公开了将无水硫酸钙II (calcium sulfate anhydrite II) 加入到芯体浆料中以降低收縮。将膨胀(expandable)材料加入石膏芯体中也fi经用作改善这些板的耐 火性能的方法。当该墙板在火焰面前加热时，膨胀材料膨胀以至少部分代替所 移除的水分。与非膨胀石膏芯体相比，这种墙板将花费更多时间烧穿或形成大 裂缝。但是，整个石膏芯体都使用膨胀材料是相对昂贵的且引起健康和环境问 题，因为需要大量无机添加剂用于均匀散布在整个石膏浆料中。将珍珠岩和/或蛭石添加到墙板中用于防火是本领域公知的。美国专利 No. 3， 376， 147公开了将珍珠岩和蛭石添加到石膏板材中。该参考文献教导了 这些材料是可膨胀的并且当暴露于火中时将膨胀。玻璃纤维也可选择地添加到 芯体复合物(composition)中。在美国专利No. 3, 462， 341中描述了在具有增 大的边缘浓度的墙壁中的玻璃纤维的分布。美国专利No. 5， 601， 888教导了石 膏复合物的制造，该石膏复合物包括石膏、纸纤维和一个或更多个性能增强物 质，例如无机纤维、粘土、蛭石和聚合物粘合剂。这些参考文献都没有示出共 同起作用以改善耐火性能的芯体和涂层的结合。墙壁或地板/天花板组件着火测试简单地测量该系统在标准ASTM (美国试 验与材料学会)E119测试程序中达到指定的限制标准所花费的时间。对于墙 壁组件，该限制标准定义为热能通过墙壁的路径，在墙壁的未暴露表面上超过 所规定的温升，在着火过程中该墙壁承载双重设计载荷的能力(对于承重墙)， 或水通过该组件射出。根据ASTM C36，按照ASTM E119测试，当应用在承重 木立筋墙壁的每个表面上的单层中时，5/8-英寸(16mm)厚X型板必须具备不 小于一小时耐火等级。1/2-英寸(12mm) X型板在相同组件上必须具备45分 钟的耐火等级。第二类型的耐火石膏板，已知为类型C (增强的X型)，甚至提供更好的 性能。除了玻璃纤维添加剂，C型板材还包括特殊矿物，该特殊矿物在加热时 膨胀，稍微弥补由于石膏熔化和脱水导致的板材收縮。这有助于增加石膏芯体 的稳定性，显著增强板材的耐火性能。
技术实现思路
5本领域存在对具有改善的耐火性能而不需要大量典型膨胀材料的石膏板 的需求。本领域也存在对能用于石膏板上的耐火层的需求，该石膏板膨胀以改 善防火性能。具有包括石誉和高温抗收缩材料的芯体的石膏板满足这些和其他需求。 所述芯体形成在具有至少二个相对表面和二个相对边缘的板材内。边缘和/或 表面至少之一涂覆膨胀层，该膨胀层包括具有高于芯体密度的石膏矩阵和膨胀 或可扩充材料。饰面材料覆盖该膨胀层的至少一部分。连续形成多层板材的方法包括制造石膏浆料，然后将石膏浆料分成至少 首级石膏浆料和次级石膏浆料。形成具有水和膨胀材料的添加剂浆料，然后加 入到次级石膏浆料以制造覆盖在整个或至少一部分饰面材料上的膨胀层浆料。 首级石膏浆料分布在饰面材料上的首级石膏浆料和膨胀层浆料上以形成芯体。可选择地，另一层，边缘涂层，被施加到膨胀层以用于附加防火。边缘 涂层包括第二膨胀材料。在着火过程中，边缘涂层膨胀以密封相邻石膏板之间 的间隙。对于所用膨胀材料的数量，它增加到膨胀层而非芯体浆料，这更多地增 加厚度，从而改善了耐火性能。如果期望相同的耐火性，可以降低该膨胀材料 的膨胀材料数量，由此降低材料成本。降低加入石膏板的添加剂数量也降低了产品的整体重量。除了由于限制 添加剂数量而节省成本，板材重量的降低也降低了运输成本并减少了搬运或安 装板材的工人的疲劳。附图说明图l是本专利技术石膏板和基底的剖视图；和图2是示出具有可选择的边缘涂层的本专利技术石膏板的剖视图。具体实施例方式现在参考图1，本专利技术包括多层石膏板，通常为IO，该多层石膏板包括 芯体12，膨胀层14和饰面材料16。该板材的附加层或覆盖层内含物是可预料 的。石膏板10包括至少二个相对表面20， 22和二个相对边缘24， 26。在石 膏板的制造过程中，芯体材料12的连续带材被生产并切割形成单个板材，通常以30表示。每个板材30优选地包括至少二组相对边缘。有一组相对切割边 缘(未示出)，在该切割边缘处板材30彼此分离，并且有一组相对最终(finished)边缘24， 26。该板材芯体12由首级石膏浆料制成，该首级石膏桨料包括硫酸钙半水化 合物，抗收縮材料和水。包括相同成分的次级浆料用于制造膨胀层14。每种 成分的细节和在每种浆料中它们各自的数量将在下文更详细描述。板材芯体12和膨胀层14的基本成分是石膏，也可称为石膏粉(landplaster)，生石膏(termalba)或二水硫酸钙。通过向灰泥中加水形 成浆料以将石膏制成板材，灰泥也就是已知的熟石膏、煅烧石膏或硫酸钙半水 化合物。硫酸钙半水化合物与水化合以形成二水硫酸钙晶体的联锁矩阵。任何 包括硫酸钙半水化合物、无水硫酸钙或包含它们两者的煅烧石膏可用于任一浆 料中。硫酸钙半水化合物能产生至少二普通晶体类型，a和3类型。3硫酸钙 半水化合物通常用于石膏板板材中，但是也想到由a硫酸钙半水化合物或ct和 0半水化合物的混合物制成的板材也可用于本专利技术。e -煅烧灰泥是在首级和 次级浆料中优选的硫酸钙半水化合物。可以想到，无水石膏被用作煅烧石膏的 较少组分，优选地在每种浆料中的量小于该煅烧石膏含量的重量20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层石膏板，包括：　芯体，其包括石膏和高温抗收缩材料，所述芯体形成在具有至少二个相对表面和二个相对边缘的板中；　膨胀层，其覆盖由一个或更多个所述表面，一个或更多个所述边缘及其组合所组成的组的至少一部分，所述膨胀层包括具有高于 所述芯体密度的石膏矩阵和第一膨胀材料；和　饰面材料，其覆盖所述膨胀层的至少一部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：于强，弗雷德里克T琼斯，刘庆夏，
申请(专利权)人：美国石膏公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]