制造耐水石膏物品的方法和由其形成的物品技术

一种制造耐水石膏物品的方法，包括：将在水中的耐水添加剂超声处理以形成一种乳液；将该乳液、烧结的石膏、以及计量水结合以形成一种浆料；并且成形和凝固该浆料以形成该耐水石膏物品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造耐水石膏物品的方法和由其形成的物品
技术介绍
本披露总体上涉及ー种改进的、制造耐水石膏物品的方法，并且更具体地涉及降低制造耐水石膏物品所需要的耐水添加剂量。石膏是天然产生的材料，它可以存在于较老的盐湖床中、火山沉积物中和粘土床中。在化学意义上，石膏是ニ水合硫酸钙(CaSO4 *2H20)。这种材料还是作为各种エ业过程的副产物而产生的。当将ニ水合硫酸钙充分加热时，即在ー个被称为烧结的过程时，将水合物的水赶出并且可以形成半水合硫酸钙(CaSO4 1/2H20)或者无水硫酸钙(CaSO4),这取决于所暴露的温度和时间。如在此使用的，术语“烧结的石膏”是指半水合以及无水形式的硫酸钙。烧结的石膏能够与水反应以形成ニ水合硫酸钙，这是ー种相当坚硬和刚性的产物，在此被称为“凝固石膏”。一种常见的石膏产品的例子是石膏板，它广泛用作结构建筑面板。一般而言，石膏板包括ー个由烧结石膏的水性浆料制成的内芯，将其水合以形成凝固石膏。典型地，这种板具有粘附到其两个面上的村里。常用的村里可以包括一种纸片或玻璃纤维毡片。凝固石膏的特征是，它具有吸水的趋势。举例而言，当将不含耐水添加剂的石膏内芯浸没在温度为70华氏度(° F)的水中两小时，它可以吸收多达40至50重量百分比(wt.%)的水。在石膏产品被暴露于水或高湿度的多种应用中，这种特征是不希望的。石膏的吸水倾向于降低产品的強度，使得产品容易滋生微生物、并容易导致贴面物的层离。石膏板例如可以用在建筑物的外部，在此它用作底层并用例如铝或木侧衬(siding)的材料覆盖。这类石膏板通常被称为“石膏外売”，并且经常经受显著的对水和/或湿气的暴露。石膏板还可以用在浴室中作为底层表面，该表面用塑料或陶瓷贴砖覆盖并且为此目的它被称为“贴砖背衬板”。在如以上这些的应用中，重要的是石膏板展示出良好的耐水性。已经报道，许多不同的添加剂对于向石膏产品赋予耐水性而言是有效的。ー些耐水添加剂的例子包括腊，浙青，金属共鸣物(metallic resonate),有机热塑性聚合物包括合成热塑性聚合物、硅氧烷、硅醇盐、以及类似物。然而，因为与其耐水特性相关的疏水本质，它们是不溶于水的。由于石膏产品一般是从烧结石膏的水性浆料形成的，因此难以将这类耐水添加剂充分分散到石膏中。一种常见的解决方案是在水中使疏水添加剂乳化并将其加入石膏浆料中。然而，当前的乳化耐水添加剂的方法造成了添加剂的不充分分散，这可能要求将比满足吸收目标所需的更多的添加剂加入到石膏浆料中。对于ー些耐水添加剤，如硅氧烷，这可能导致材料和操作成本的显著增加。相应地，对于改进的制造耐水石膏物品的方法仍有需要。专利技术概述在此披露的是用于制造耐水石膏物品的方法。在一个实施方案中，制造耐水石膏 物品的方法包括用超声处理装置来超声处理ー种在水中的耐水添加剤，该装置被配置为向该添加剂和水施加超声能量以形成ー种乳液；将该乳液、计量水和烧结的石膏結合，以形成ー种石膏浆料；并且成形和凝固该石膏浆料以形成该耐水石膏物品。 在另一个实施方案中，该方法包括用超声处理装置来超声处理一种在水中的耐水添加剤，该装置被配置为向该添加剂和水施加超声能量以形成ー种乳液；将该乳液、烧结的石膏和计量水结合，以形成ー种石膏浆料；将该石膏浆料分散到ー个第一贴面片材上；在该分散的石膏浆料的、与该第一贴面片材相对的侧面上放置ー个第二贴面片材；并且凝固该石骨衆料以形成该耐水石骨板。在另ー个实施方案中，ー个耐水石膏板包括ー个石膏内芯，该内芯具有ー个平面式的第一面和ー个第二面，其中该内芯包括基于内芯中成分(不包括计量水)的总重量约0.01重量百分比到约20重量百分比的有机聚硅氧烷、硅醇盐、或包括以上至少ー者的组合；以及粘附到至少该石膏内芯的第一面上的一种贴面材料。在仍另ー个实施方案中，一种生产耐水石膏浆料的系统包括ー个超声处理装置，被配置为用来向在水中的耐水添加剂施加超声能量，以使该耐水添加剂基本完全分散在水中并且形成ー种乳液；以及ー个多叶混合器(pin mixer)，该多叶混合器与该超声处理装置处于液体连通，其中该多叶混合器被配置为将ー种烧结的石膏、计量水以及该乳液完全混合，以形成一种石膏浆料。上述的和其他的特性通过以下附图和详细说明来举例说明。附图简要说明现在參考附图，其中类似的元件用类似的数字表示，附图是用于形成乳液并将其混合到石膏浆料中的一个系统的示例性实施方案的示意图。本专利技术的详细说明在此披露的是用于制造耐水石膏物品、具体是石膏板的方法。在一个实施方案中，制造耐水石膏物品的方法包括超声处理ー种耐水添加剂和水以形成乳液；将该乳液与烧结的石膏和水混合，以形成ー种水性石膏浆料；并且成形并凝固该浆料，以形成ー种耐水石膏物品。耐水添加剂和水的超声处理可以使用被配置为向添加剂和水施加超声能量的任何装置来完成。在与石膏浆料混合之后，可凝固的浆料可以在凝固过程中成型，以形成ー种基于凝固石膏的、耐水的物品，如ー个石膏板。所希望的是将耐水添加剂快速、完全地分散到石膏浆料中。将耐水添加剂完全地分散到浆料中，将造成整体具有均匀耐水特性的ー种耐水石膏物品。耐水添加剂在浆料中的不一致的混合和不均匀的分散可能导致具有不规则、不连续耐水特性的石膏物品，由此负面地影响物品在湿的和/或潮湿条件下的耐久度。如上所提及的，为了试图避免这种不均匀的分散，当前的制造石膏浆料的方法使用的添加剂量大于在添加剂能够均匀分散的情况下获得目标吸收率所需的添加剂量。通过使用过量的耐水添加剤，与制造耐水石膏物品相关的材料成本变得更高。某些类型的耐水添加剂(例如硅氧烷)的成本可能是昂贵的。因此，所希望的是使用最少量的必需的耐水添加剂来为石膏物品提供均匀的耐水特性。如在此所述的方法将使用超声能量来超声处理这些耐水添加剤，以形成耐水添加剂在水中的基本完全的分散体。通过超声处理的耐水添加剂在乳液中的基本完全的分散允许该耐水添加剂向该石膏浆料中基本完全的混合。由于在石膏浆料中基本完全的混合，耐水添加剂在由该耐水石膏浆料形成的整个物品中是均匀存在的。另外，因为耐水添加剂在乳液中的基本完全的分散，不需要加入过量的添加剂来确保满足吸收目标(如通常由现有方法所采用的)。事实上，已经出人意料地发现，将耐水添加剂在水中进行超声处理导致在石膏浆料中要求的耐水添加剂少于现有标准制造方法实现相同的吸收目标所要求的耐水添加剤。強烈的超声作用提供了将该耐水添加剂基本上完全分散在水中以形成乳液所需的能量。超声频率震荡可以提供所希望的剪切、冲击和挤压效果，以产生均匀的乳液，其中添加剂是基本完全分散的。如上提及的，超声处理的步骤可以用任何超声处理装置进行，该装置被配置为对乳液组分施加超声能量。典型地，超声处理装置具有插入到耐水添加剂与水的混合物中的超声处理探针(horn)或探头，以便将声波能量发射到溶液中。在一个示例性实施方案中，超声处理装置是在约I千赫兹(kHz)到约90kHz的频率下工作；确切地是从约20kHz到约40kHz或者其中的任何范围或范围组合。一种示例性的超声处理装置是超声处理器。超声处理器对ー种或多种液体施加超声能量以进行超声处理，包括但不限于均匀化、解离、乳化、分散化、降低粒径(研磨)、等等。用于如在此描述的用途的一种示例性超声处理器是由 Hieschle本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：A·普里兹比茨，
申请(专利权)人：佐治亚太平洋石膏有限责任公司，
类型：发明
国别省市：