[发明专利]复合轻量石膏墙板

说明书

本申请是申请日为2007年8月29日，发明名称为“复合轻量石膏墙板”，申请号为200780040271.8的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及独特的具有高强度的轻量复合石膏板。本发明还涉及利用独特的含石膏浆形成泡沫低密度凝固（set）石膏板芯和非泡沫（或低泡沫）粘结高密度层来制造这种轻量复合石膏板的方法，该粘结高密度层将顶部和底部板层（cover sheet）粘结到该板芯。

背景技术

石膏（二水合硫酸钙）的某些性质使其在制造工业和建筑产品（如石膏墙板）的应用上备受欢迎。石膏是一种丰富的，通常很便宜的原料，其通过脱水和再水合过程，可被铸造、模塑或以其它方式形成有用的形状。制成石膏墙板和其它石膏制品的基底材料是硫酸钙的半水合物形式（CaSO₄·1/2H₂O），通常称为“灰泥”，它是由硫酸钙的二水合物形式（CaSO₄·2H₂O）热转换，从中除去1-1/2水分子而生成。

传统的含石膏产品如石膏墙板具有很多优点，例如低成本和易于加工。利用淀粉作为制造含石膏产品的浆体中的成分已经在制造这些产品方面实现了各种改进。例如，预凝胶淀粉可增强含石膏产品包括石膏墙板的抗弯强度和耐压强度。已知的石膏墙板包含小于10lbs/MSF水平的板淀粉。

在含预凝胶淀粉的石膏浆中有必要使用大量的水，以便保证浆体有适当的流动性。但是，大部分水最终必须通过干燥去除，而干燥费用昂贵，因为干燥过程使用高成本的燃料。干燥步骤也很费时。人们发现使用萘磺酸盐分散剂能增强浆体的流动性，由此克服对水的需求问题。此外，人们还发现如果使用水平（量）够高，萘磺酸盐分散剂能交联到预凝胶淀粉上，以便在干燥后将石膏晶体粘结到一起，由此增强石膏复合品的干强度。在过去，人们没有认识到三偏磷酸盐影响石膏浆的水需求。然而，本发明人发现在特定分散剂的存在下，将三偏磷酸盐水平增加到目前未知的水平上可能以出人意料的减少的水量，实现浆体适当的流动性，甚至在高水平淀粉存在下。这当然是非常可取的，因为它反过来减少干燥的燃料用量以及与后来水去除处理步骤相关的处理时间。因此，本发明人还发现石膏墙板的干强度可通过在用于制造墙板的浆体中使用萘磺酸盐分散剂结合预凝胶淀粉来增强。

传统的石膏墙板具有用于工作的足够强度，并满足标准测试要求如钉拉阻力（77lb）和芯硬度（11lb）。然而，传统墙板质重，通常重达1600-1700lb/MSF。如果能找到一种生产板重（密度）大大降低而对钉拉阻力和硬度特性无不良影响的高强度石膏墙板的方法，这将是对本领域的有用贡献。

人们还知道在制造石膏墙板中，粘结层可用以促进纸板层对凝固石膏芯的粘着或粘结。通常，这些粘结层相对很厚，约为7mil-25mil，甚至达到50mil（mil，密尔）。预计较薄的粘结层较难适用并显示出其它缺点。但是，使用这些厚的粘结层会减少成品墙板中的芯硬度。这些干粘结层中的最终密度大于约70pcf-90pcf。术语“pcf”定义为磅每立方英尺（lb/ft3）。如果能找到一种用更薄、更轻的粘结层来制造低密度凝固石膏板，而不削弱芯硬度或其它重要板性质的方法，这将是对本领域的有用贡献。

发明内容

本发明一般包括一种轻量石膏复合板，包括具有一顶面和一底面的一泡沫低密度凝固石膏芯，该泡沫低密度凝固石膏芯用含石膏浆制成，该含石膏浆包括灰泥，以及基于灰泥重量，约0.5-10%重量的预凝胶淀粉，约0.1-3.0%重量的萘磺酸盐分散剂和约0.12-0.4%重量的三偏磷酸钠，该轻量石膏复合墙板还包括一覆盖在泡沫低密度凝固石膏芯的顶面上的顶部非泡沫（或低泡沫）粘结高密度层，一覆盖在泡沫低密度凝固石膏芯的底面上的底部非泡沫（或低泡沫）粘结高密度层，一顶部板层以及一底部板层，其中该顶部板层通过顶部非泡沫（或低泡沫）粘结高密度层结合在泡沫低密度凝固石膏芯上，该底部板层通过底部非泡沫（或低泡沫）粘结高密度层结合在泡沫低密度凝固石膏芯上。

该轻量石膏复合板的顶部和底部非泡沫（或低泡沫）粘结高密度层包括含石膏浆总量约10%-16%的重量。在一种优选的实施方式中，覆盖在泡沫低密度凝固石膏芯的顶面上的顶部非泡沫（或低泡沫）粘结高密度层包括含石膏浆总量约6-9%的重量，而覆盖在泡沫低密度凝固石膏芯的底面上的底部非泡沫（或低泡沫）粘结高密度层包括含石膏浆总量约4-6%的重量。

具体实施方式