[发明专利]石膏/纤维素纤维组合物及其制备的吸声砖

说明书

本发明涉及用于制造顶棚吸声砖和壁板的吸声砖组合物。更具体地说，本发明涉及能全部或部分替代通常在吸声顶棚砖中使用的矿棉纤维的、以石膏/纤维素纤维组合物为基本成分的吸声砖组合物。本发明也涉及在水-成毡法中使用制造吸声顶棚砖及壁板的新颖石膏/纤维素纤维/轻质骨料组合物。

矿棉与轻质骨料的稀含水分散体的水-成毡工艺是一种制造吸声顶棚砖的工业化方法。在该方法中，含矿棉、轻质骨料、粘结剂以及根据需要或必要的其它成分的分散体流在一个移动着的多孔载持网上(如Fourdrinier或Oliver毡成形机)脱水。分散体首先经自身重量脱水，然后再经真空装置抽吸；湿的矿棉毡在鼓风加热干燥炉中干燥。干燥后物料可按所需大小切割，并必要时在表面进行涂饰如用油漆涂饰，由此制成吸声顶棚砖和壁板。

许多年来，吸声顶棚砖也是通过湿浆模塑或铸塑(如美国专利1769519)方法制造的。根据该专利的介绍，包括粒状矿棉纤维、填料、着色剂及粘结剂(具体说是淀粉凝胶)的模塑组合物是用来模塑或铸塑砖的砖体的。将该混合物或组合物置在已用纸张或金属箔覆盖的适用的盘内，然后用刮板或辊筒将组合物刮平至所需的厚度。可用刮板或辊筒对其表面进行修饰如细长缝。然后将填满矿棉浆或组合物的盘放置在炉中干燥或固化。从盘中取出已干燥的片材，为了得到所要求的厚度并防止翘曲，可对其一个面或两个面进行处理以获得光滑的表面。随后将片材切割成符合要求大小的砖。

在我们的美国专利5320677中，我们公开了制造这种砖的复合材料和制造方法。其中，研磨过的石膏在稀的纤维素浆料中在压力下镀烧。将未煅烧、经研磨的石膏与纤维素纤维及足量的水混合形成稀浆料，然后在压力下加热浆料以煅烧石膏，使石膏转变为α硫酸钙半水合物。制得的共烧材料是由与硫酸钙晶体呈物理结合的纤维素纤维所构成的。这种结合不仅使硫酸钙与纤维素纤维之间产生良好的键合，而且当α半水合物再水化成为二水合物(石膏)时，可阻止硫酸钙脱离纤维素纤维而发生迁移。

共煅烧的石膏/纤维素纤维材料可在冷却前直接干燥以形成稳定的、可再水化的α半水合物的复合物以供下面使用。另一方面，通过分离再水化时不需要的过量水分，使复合物颗粒成形为所需的形状或形态，然后将颗粒再水化为固定的稳定化的石膏/纤维素纤维复合材料，能使共煅烧材料直接转变成可使用的产品。

矿棉吸声砖是多孔性的，多孔性能很好地吸收声音。先有技术(美国专利3498404，5013405及5047120)也公开了将矿物填充料如膨胀珍珠岩掺入组合物中来提高其吸音性能和减轻重量的方法。

本发明的目的是提供高吸声砖组合物，以用来制造较采用水-成毡法制造的矿棉砖具有更好吸声性能的吸声制品。

本发明提供适用于制造吸声砖的组合物，该组合物主要包括石膏、纤维素纤维、轻质骨料及粘结剂，其中含至少约15％(重量)的石膏、至少13％(重量)纤维素纤维(以干燥固体的重量计)。

本发明也提供适用于制造吸声砖的湿态组合物，它主要包括矿棉、石膏、纤维素纤维、轻质骨料及粘结剂，其中含至少约10％(重量)的矿棉、至少约10％(重量)的石膏及至少13％(重量)的纤维素纤维。一种特别优选的组合物是采用石膏/纤维素纤维复合材料，其中石膏与纤维素纤维是在加压下经共煅烧后，纤维素纤维与硫酸钙晶体是呈物理结合的。由本发明组合物制造的吸声砖具有合格的物理性能，可用作悬挂的顶棚系统。此外，含废新闻纸和/或废(碎)石膏墙板的组合物不会引起环境问题。

本发明的吸声砖组合物是基于在采用水-成毡法制造顶棚砖或壁板时，以石膏/纤维素纤维组合物作为矿棉的替代物(或部分替代或全部替代)。除了石膏和纤维素纤维外，组合物还含有轻质骨料与粘结剂，组合物也可含其它添加剂，如吸声顶棚砖配方通常包括白土、絮凝剂及表面活性剂。如上所述，组合物可含一些矿棉(少量的)，然而，业已发现，本发明组合物可用来制造不含矿棉的吸声砖和壁板。