Гипсовая суспензия, содержащая альфа-полугидрат сульфата кальция, гипсокартонная плита, получаемая с использованием данной гипсовой суспензии, а также способ изготовления указанной гипсокартонной плиты

Номер патента: 24029

Опубликовано: 16.05.2011

Авторы: ЛЮ Цянся, СУН Вэйсинь Дэвид, Юй, Цян

Есть еще 8 страниц.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Настоящее изобретение относится к применению альфа-полугидрата сульфата кальция (альфа-полугидрат) в производстве изделий на основе гипса, в частности, гипсокартонных плит. Настоящее изобретение также относится к способу уменьшения водопотребности суспензий, применяемых в производстве изделий, в частности, гипсокартонных плит, содержащих гипс, а конкретнее, к суспензиям гипса, содержащих только альфа-полугидрат или альфа-полугидрат в сочетании с бета-полугидратом. Изобретение также относится к способу увеличения механической прочности гипсокартонных плит в сухом состоянии с использованием альфа-полугидрата.
Реализация изобретения позволяет получать гипсокартонные плиты с использованием гипсовых суспензий с высокой скоростью гидратации, содержащих только альфа-полугидрат, который измельчен до определенного гранулометрического состава и имеет удельную поверхность по Блейну в диапазоне от примерно 3100см2/г до примерно 9000см2/г, или в сочетании с бета-полугидратом.

Текст

Смотреть все

(51) 04 11/00 (2009.01) 04 28/08 (2009.01) 32 13/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДАННОЙ ГИПСОВОЙ СУСПЕНЗИИ,А ТАКЖЕ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УКАЗАННОЙ ГИПСОКАРТОННОЙ ПЛИТЫ(57) Настоящее изобретение относится к применению альфа-полугидрата сульфата кальция(альфа-полугидрат) в производстве изделий на основе гипса, в частности, гипсокартонных плит. Настоящее изобретение также относится к способу уменьшения водопотребности суспензий,применяемых в производстве изделий, в частности,гипсокартонных плит, содержащих гипс, а конкретнее, к суспензиям гипса, содержащих только альфа-полугидрат или альфа-полугидрат в сочетании с бета-полугидратом. Изобретение также относится к способу увеличения механической прочности гипсокартонных плит в сухом состоянии с использованием альфа-полугидрата. Реализация изобретения позволяет получать гипсокартонные плиты с использованием гипсовых суспензий с высокой скоростью гидратации,содержащих только альфа-полугидрат, который измельчен до определенного гранулометрического состава и имеет удельную поверхность по Блейну в диапазоне от примерно 3100 см 2/г до примерно 9000 см 2/г, или в сочетании с бета-полугидратом.(72) СУН Вэйсинь ДэвидЮЙ ЦянЛЮ Цянся(73) ЮНАЙТИД СТЕЙТС ДЖИПСЭМ КОМПАНИ,(74) Болотов Юрий Альбертович Кульжамбекова Сауле Даниаровна Пастухова Ольга Васильевна Бутабаева Джаннета Жалоловна 24029 Настоящее изобретение относится к применению альфа-полугидрата сульфата кальция (альфаполугидрат) в производстве изделий на основе гипса, в частности, гипсокартонных плит. Настоящее изобретение также относится к способу уменьшения водопотребности суспензий,применяемых в производстве изделий, в частности,гипсокартонных плит содержащих гипс, а конкретнее, к суспензиям гипса, содержащих только альфа-полугидрат или альфа-полугидрат в сочетании с бета-полугидратом. Изобретение также относится к способу увеличения механической прочности гипсокартонных плит в сухом состоянии,в которых используется альфа-полугидрат. Определенные свойства гипса(дигидрат сульфата кальция) делают его весьма популярным в производстве промышленных и строительных материалов, в частности гипсокартонных плит. Запасы гипса неиссякаемы и он является недорогим исходным материалом, который после процесса дегидратации (или кальцинации) и регидратации(повторная гидратация), может быть отлит,сформован или иным образом принять пригодные формы. Сырьем для изготовления гипсокартонных плит и других изделий из гипса является полугидрат сернокислого кальция(отделочный,штукатурный гипс),который получают в процессе термической обработки дигидрата сернокислого кальция (422), в ходе которой удаляют 1-1/2 молекулы воды. После регидратации полугидрат растворяется, кристаллы гипса выпадают в осадок, а кристаллическая масса схватывается и становится твердой, представляя собой застывший гипсовый материал. Существует две категории гипса, альфаполугидрат и бета-полугидрат, которые получают разными способами кальцинации. Альфаполугидрат (или гипс альфа-типа) обжигают под давлением. Бета-полугидрат (или гипс бета-типа) получают посредством обжига в варочном котле при атмосферном давлении. Стукко, используемый для изготовления гипсокартонных плит, является исключительно бета-полугидратом. Альфаполугидрат не используется для производства гипсокартонных плит в промышленных объемах, в первую очередь, по причине его более медленной скорости гидратации по сравнению с бетаполугидратом (что потребовало бы более медленную скорость движения производственной линии), и более низкими параметрами прочности, в то время как вообще альфа-полугидрат используют при плотности, обычной для производства стеновых плит. Однако было бы полезным иметь возможность использовать альфа-полугидрат или смесь альфаполугидрата и бета-полугидрата в производстве гипсокартонных плит, поскольку альфа-полугидрат является легкодоступным сырьем, обладающим рядом исключительно полезных свойств, таких как существенно более низкое потребление воды для получения нужной подвижности по сравнению с бета-полугидратом и более высокая плотность 2 затвердевшей отливки, намного большая прочность,и более высокая поверхностная твердость. Для получения нужной подвижности гипсовых суспензий (так называемого гипсового теста) необходимо значительное количество воды. К сожалению, большую часть этой воды впоследствии необходимо удалить посредством нагрева, что ведет к удорожанию процесса по причине высокой стоимости топлива. Кроме того, на нагрев уходит много времени. Это означает, что если бы альфаполугидрат можно было использовать в производстве стеновых панелей, то это значительно снизило бы водопотребность и, следовательно,энергозатраты и время, необходимые для производства стеновых панелей. Нами было обнаружено, что если альфаполугидрат измельчить до образования небольших частиц (как описано, ниже), то можно значительно увеличить скорость его гидратации без потери его других желательных свойств, включая низкую водопотребность. И действительно было обнаружено, что можно достигнуть такой скорости гидратации альфа-полугидрата в суспензиях для изготовления стеновых плит, которая вполне приемлема для производства гипсокартонных плит. В одном своем воплощении изобретение относится к гипсокартонной плите, состоящей из затвердевшей гипсовой композиции, находящейся между двумя параллельными листами облицовочного картона при этом затвердевшая гипсовая композиция получена из гипсовой суспензии из воды и измельченного альфаполугидрата. Альфа-полугидрат имеет гранулометрический состав в следующих диапазонах(0,1)примерно 3 - 5, (0,5)примерно 14 - 50, (0,9) - примерно 40 - 100,и удельную поверхность по Блейну в пределах от примерно 3100 см 2/г до примерно 9000 см 2/г. В суспензии также применяются другие традиционные наполнители, включая, в зависимости от ситуации,дисперсанты(например нафталинсульфонаты),добавки,повышающие прочность (например триметафосфаты),ускорители,связывающие вещества,крахмал,бумажное волокно,стекловолокно и другие известные наполнители. Для уменьшения плотности готовых гипсокартонных плит можно добавлять мыльную пену. В другом варианте воплощения изобретение представляет собой способ изготовления гипсокартонной плиты, в котором вымешивают гипсовую суспензию содержащую воду и измельчнный альфа-полугидрат,имеющий гранулометрический состав в следующих диапазонах(0,1)примерно 3 - 5(0,5)примерно 14 - 50(0,9) - примерно 40 - 100,и удельную поверхность по Блейну в пределах от примерно 3100 см 2/г до примерно до 9000 см 2/г. Полученную гипсовую суспензию выкладывают на первый бумажный покровный лист, а второй 24029 бумажный покровный лист размещают на выложенную суспензию для формирования гипсокартонной плиты. После затвердевания гипсовой суспензии, достаточного для резки,гипсокартонную плиту разрезают и высушивают. Также в суспензии применяют другие общепринятые наполнители,включая,при необходимости,дисперсанты(например,нафталинсульфонаты),повышающие прочность добавки (например,триметафосфаты),ускорители,связывающие вещества,крахмал,бумажное волокно,стекловолокно и другие известные наполнители. Для уменьшения плотности готовых гипсокартонных плит может быть добавлена мыльная пена. В еще одном варианте воплощения изобретение представляет собой гипсокартонную плиту и суспензии,используемые для изготовления стеновых панелей, в которых все содержание стукко или его часть является измельченным альфаполугидратом с размером частиц в указанных выше пределах. Там, где альфа-полугидрат не является полностью компонентом стукко, другой компонент стукко является бета-полугидратом. Водопотребность таких суспензий для изготовления гипсокартона далее понижают путем добавления в раствор примерно 0,12-0,4 мас. в пересчете на массу сухого стукко соли триметафосфата вместе с нафталинсульфонатом в качестве дисперсанта в количестве примерно 0,5-2,5 мас. в пересчете на массу сухого стукко в композиции. Другие общепринятые наполнители также применяются в суспензии,включая,при необходимости,ускорители, связывающие вещества, крахмал бумажное волокно, стекловолокно и другие известные наполнители. Для уменьшения плотности готовых гипсокартонных плит может быть добавлена мыльная пена. Краткое описание чертежей Фиг. 1. график гранулометрического состава альфа-полугидрата и бета-полугидрата в одном из вариантов воплощения изобретения Фиг. 2. график скорости гидратации смеси тонко измельченного альфа-полугидрата и бетаполугидрата в соотношении 5050 и скорость гидратации 100-ного альфа-полугидрата Фиг. 3. график прочности при сжатии смеси тонко измельченного альфа-полугидрата и бетаполугидрата в соотношении 5050 (по массе) и прочности при сжатии 100-ного бета-полугидрата Фиг. 4. гистограмма, показывающая величину осадки как меры подвижности композиции гипсовой суспензии (Состав В) в одном из вариантов воплощения настоящего изобретения Фиг. 5. график прочности композиции гипсовой суспензии (Состав А) в одном из вариантов воплощения настоящего изобретения Фиг. 6. график данных испытаний на определение усилия при извлечении гвоздей из гипсокартонных плит, изготовленных из смеси тонко измельченного альфа-полугидрата и бетаполугидрата в соотношении 5050 (по массе), в одном из вариантов воплощения настоящего изобретения Фиг.7. график данных испытаний на определение усилия при извлечении гвоздей из гипсокартонных плит, изготовленных из 100-ного измельченного альфа-полугидрата в соответствии с одним из вариантов воплощения настоящего изобретения. В настоящем изобретении было неожиданно обнаружено, что гипсокартонную плиту можно получать,используя альфа-полугидрат,измельченный до размера частиц в определенных пределах. Для этих целей может быть использовано стандартное промышленное оборудование для размола. Можно использовать оборудование механического дробления, например, ударные или шаровые дробилки. Гранулометрический составальфаполугидрата является решающей характеристикой изобретения и должен быть в следующих диапазонах(0,1)примерно 3 - 5(0,5)примерно 14 - 50(0,9) - примерно 40 - 100. Диапазон размера частиц можно определить при помощи 2000 или других промышленных измерительных приборов. Вышеуказанные величины представляют собой процентное содержание по объему, т.е.(0,1) указывает на то, что 10 частиц от общего объема имеют диаметр меньше или равный примерно 3 5, тогда как остальные 90 имеют диаметр более 3 - 5(0,5) указывает на то, что 50 от общего объема частиц имеют диаметр меньше или равный примерно 14 - 50, в то время как 50 имеют диаметр более 14 - 50(0,9) указывает на то,что 90 от общего объема частиц имеют диаметр меньше или равный примерно 40 - 100, тогда как остальные 10 имеют диаметр более 40 - 100. Предпочтительно, чтобынаходился в следующих диапазонах(0,1)примерно 3 - 5(0,5)примерно 14 - 20(0,9)примерно 40 - 50. Один предпочтительный альфа-полугидрат имеет(0,1)5,(0,5)50,(0,9)100. Другой более предпочтительный альфа-полугидрат имеет(0,1)5 ,(0,5)20,(0,9)50. Еще один более предпочтительный альфа-полугидрат имеет(0,1)3,(0,5)14,(0,9)40. Особо предпочтительный альфа-полугидрат имеет(0,1)3,(0,5)14,1,(0,9)45,9. Кроме того, удельная поверхность измельченных частиц по Блейну должна быть около 31009000 см 2/г, предпочтительно примерно 35006000 см 2/г и более предпочтительно около 3900 см 2/г. Удельную поверхность по Блейну можно определить при помощи приборов, поставляемых компанией. (,),или иными промышленными измерительными приборами. На основе данных анализа ,промышленного бета-полугидрата составляет(0,1)2,1,(0,5)9,2,(0,9)49,1. Промышленный измельченный альфа-полугидрат обычно имеет 3 24029 следующий(0,1)4,4,(0,5)36,8,(0,9)169, тогда как не измельченный альфа-полугидрат имеет следующий(0,1)17,4,(0,5)64,5, (0,9)162,8. Промышленный измельченный альфа-полугидрат обычно имеет удельную поверхность по Блейну примерно 2700 см 2/г. Все эти величины выпадают из эффективного рабочего диапазона воплощений в соответствии с настоящим изобретением. В воплощениях изобретения, где альфаполугидрат применяется в сочетании с бетаполугидратом, альфа-полугидрат и бета-полугидрат предпочтительно необходимо смешивать до введения в суспензию. Для этих целей можно использовать любое стандартное смесительное оборудование или подобную аппаратуру. Например,в экспериментальных целях, мелко измельченный альфа-полугидрат и бета-полугидрат можно поместить в пластиковый мешок, который затем необходимо заклеить и встряхнуть вручную для приготовления смеси. Особенно предпочтительная смесь альфа-полугидрат и бета-полугидрат имеет соотношение 5050 (по весу). Соотношение вода/стукко, или , является важным экономическим параметром, поскольку избыток воды необходимо удалять нагревом, что дорого по причине высокой стоимости топлива,применяемого в процессе нагрева. Полезно иметь количество технологической воды и, следовательно, на низком уровне. В воплощениях настоящего изобретения,может колебаться от примерно 0,2 примерно до 1,0. В предпочтительном воплощении,может колебаться от примерно 0,4 примерно до 0,5, и этот диапазон показывает на существенно пониженную водопотребность. Кроме того, обнаружено, что гипсовые суспензии,приготовленные из альфа-полугидрата в соответствии с настоящим изобретением, сохраняют отличную подвижность при очень низком , к примеру, от примерно 0,2 примерно до 0,3. Также гипсокартонные плиты, изготовленные из таких растворов, показывают отличную прочность при сжатии. Комбинация не менее чем примерно 0,12 0,4 мас. соли триметафосфата и примерно 0,52,5 мас. нафталинсульфоната в качестве дисперсанта (в обоих случаях в пересчете на массу сухого стукко в гипсовой суспензии) неожиданно и значительно улучшает подвижность гипсовой суспензии в дополнение к уже значительному улучшению подвижности,полученному в результате использования альфа-полугидрата в соответствии с настоящим изобретением. Это еще более снижает количество воды для получения гипсовой суспензии со значительной подвижностью для использования в изготовлении гипсокартонных плит. Считают, что уровень соли триметафосфата,который, по меньшей мере, в два раза превышает его уровень в обычных составах (как триметофосфат натрия), усиливает диспегирующую активность нафталинсульфоната. Следует отметить, что во всех воплощениях настоящего изобретения необходимо использовать сочетание нафталинсульфоната в 4 качестве дисперсанта и водорастворимого метафосфата или полифосфата (и предпочтительно водорастворимого триметафосфата). Нафталинсульфонатные дисперсанты,используемые в настоящем изобретении, включают в себя полинафталинсульфоновую кислоту и ее соли(полинафталинсульфонаты) и производные, которые являются продуктами конденсации нафталинсульфоновых кислот и формальдегида. Особо подходящие полинафталинсульфонаты включают в себя нафталинсульфонаты натрия и кальция. Средний молекулярный вес нафталинсульфонатов колеблется между примерно 3000 и примерно 20000, хотя желательно, чтобы молекулярный вес находился между примерно 8000 и 10000. Дисперсант с более высокой молекулярной массой обладает более высокой вязкостью, что приводит к более высокой водопотребности состава. К пригодным нафталинсульфонатам относятся(,). Предпочтительно использовать нафталинсульфонаты в форме водного раствора, например, в количестве 40-45 мас. в пересчете на массу сухого вещества. Используемые в настоящем изобретении полинафталинсульфонаты имеют следующую общую структурную формулу где 2, а М - натрий, калий, кальций и т.п. Нафталинсульфонатный дисперсант следует использовать в пределах от примерно 0,5 мас. до примерно 2,5 мас. в пересчете на массу сухого стукко, используемого в составе композиции гипсовой суспензии. Предпочтительный диапазон нафталинсульфонатного дисперсанта находится от примерно 0,5 мас. до примерно 1,5 мас. в пересчете на массу сухого стукко, более предпочтительный диапазон от примерно 0,7 мас. до примерно 1,5 мас. в пересчете на массу сухого стукко, и самый предпочтительный диапазон от примерно 0,7 мас. до примерно 1,2 мас. в пересчете на массу сухого стукко. В соответствии с настоящим изобретением можно использовать любой подходящий водорастворимый метафосфат или полифосфат. Предпочтительно использовать соли триметафосфата, включая двойные соли, т.е. соли триметафосфата с двумя катионами. Особенно полезные соли триметафосфата включают триметафосфат натрия, триметофосфат калия,триметафосфат кальция,двойной триметафосфат натрия и кальция, триметафосфат 24029 лития, триметафосфат аммония, и т.п., либо их сочетания. Предпочтительная соль триметафосфата триметафосфат натрия. Предпочтительно использовать соль триметафосфата в форме водного раствора, например, в диапазоне примерно 1015 мас. в пересчете на массу сухого вещества. Также можно использовать другие циклические и ациклические полифосфаты, как описано в патенте США 6,409,825 (.), включенном в данное описание в качестве ссылки. Триметафосфат натрия является известной добавкой к гипсовым композициям, хотя обычно он используется в диапазоне от примерно 0,05 мас. до примерно 0,08 мас. в пересчете на массу сухого стукко, применяемого в гипсовой суспензии. В воплощениях настоящего изобретения триметафосфат натрия(или другой водорастворимый метафосфат или полифосфат) должен присутствовать в диапазоне от примерно 0,12 мас. до примерно 0,4 мас. в пересчете на массу сухого стукко, применяемого в составе гипсовой суспензии. Предпочтительный диапазон триметафосфата натрия (или водорастворимого метафосфата или полифосфата) находится от примерно 0,12 мас. до примерно 0,3 мас. в пересчете на массу сухого стукко, применяемого в составе гипсовой суспензии. Крахмалы, включая пептизированный крахмал,можно использовать в гипсовых суспензиях,получаемых в соответствии с настоящим изобретением. Предпочтительным пептизированным крахмалом является пептизированный кукурузный крахмал, например, пептизированная кукурузная мука, поставляемая компанией(.,), которая имеет следующие типичные показатели влажность 7,5, белок 8,0, масло 0,5,грубые волокна 0,5, зола 0,3 когезионная прочность 0,48(футов на квадратный дюйм) насыпная плотность в рыхлом состоянии 35,0 /3(фунт/фут 3). Пептизированный кукурузный крахмал может быть использован в количестве до 10 мас. в пересчете на массу сухого стукко, применяемого в составе гипсовой суспензии. К другим пригодным крахмалам относятся кислотно-модифицированные крахмалы, например,кислотно-модифицированная кукурузная мука,поставляемая компанией(. ,) под названием -. Этот крахмал имеет следующие типичные характеристики влажность 10,0, масло 1,4, растворимые компоненты 17,0, щелочная подвижность 98,0,насыпная плотность в рыхлом состоянии 30 /3, и 20 раствор с рН 4,3. Другой пригодный крахмалне пептизированный пшеничный крахмал, например/ (, , ), с максимальным содержанием растворимых компонентов 25,0. Еще один неожиданный результат настоящего изобретения можно получить, если соединить сочетание нафталенсульфоната как дисперсанта и соли триметафосфата с пептизированным кукурузным крахмалом и, по выбору, бумажным волокном или стекловолокном. Гипсокартонная плита, изготовленная из композиций, полученных из этих трех составляющих, обладает повышенной прочностью и пониженным весом, и более экономически целесообразна ввиду пониженной водопотребности в ее производстве. В гипсовых композициях в соответствии с настоящим изобретением можно применять ускорители, например, ускоритель подвижности(пластичности) гипса , как описано в патенте США 6,409,825 (.), который включен в описание в качестве ссылки. Желаемый ускоритель термостойкости (, ) может быть получен при сухом растирании природного гипса (дигидрата сульфата кальция). Для изготовленияможно использовать небольшое количество добавок (обычно примерно 5 мас.) таких как сахар, декстроза, борная кислота и крахмал. Предпочтение отдается сахару или декстрозе. Еще один пригодный ускоритель ускоритель схватывания гипса или климатоустойчивый ускоритель(,), как описано в патенте США 3,573,947,который включен в описание в качестве ссылки. Гипсокартонная плита,изготовленная в соответствии с воплощениями настоящего изобретения, состоит из покровных листов или поверхностных листов, с прослойкой из сердечника,который получен из затвердевшей гипсовой суспензии. В соответствии с изобретением,гипсовые суспензии содержат измельченный альфаполугидрат с размером частиц, указанном выше, или смесь альфа-полугидрата и бета-полугидрата. Затвердевший гипсовый сердечник находится между двумя параллельными покровными листами,например, бумажными покровными листами. В данной области известны различные типы бумажных покровных листов, и все эти типы бумажных покровных листов можно использовать в настоящем изобретении. Также можно использовать покровные листы из стекловолокна или полимерного волокна. Следующие примеры дополнительно иллюстрируют настоящее изобретение. Однако их нельзя толковать как ограничивающие объем настоящего изобретения. Кальцинирование обеспечивает экономичный способ получения альфа-полугидрата. Однако полученный промышленным способом альфаполугидрат невозможно легко гидратировать так,как это требуется для производства гипсокартона. Обнаружено, что измельчение обычного альфаполугидрата, как показано в Примере 1, до нужного гранулометрического состава , как показано на фиг. 1, ускоряет процесс гидратации, как показано ниже на фиг.2 и в таблице 1. Пример 1 Получение тонко измельченного альфаполугидрата Не измельченный альфа-полугидрат измельчают на ударной мельнице модели-1,поставляемой компанией( 5, ), при 60 Гц и 1,8 / (фунт/мин).сырья и тонко измельченного вещества показан на фиг. 1. Полученный тонко измельченный альфаполугидрат смешивают с бета-полугидратом в соотношении 5050 (по массе) в лабораторной мешалке с двойным корпусом. Как показано на фиг.1,тонко измельченного альфа-полугидрата сильно похож набетаполугидрата. Для сравнения также показанне измельченного альфа-полугидрата. Как показано на фиг.2, скорость гидратации смеси мелко измельченного альфа-полугидрата и Образцы альфа компонента в 5050 стукко бета-полу гидрата в соотношении 5050 значительно снижена по сравнению с 100-ным альфаполугидратом, несмотря на то, что образец 100 ного альфа-полугидрата был также мелко измельчен. Скорость гидратации определяли с использованием способа, описанного в Примере 2 патента США 6,815,04 (.),включенном сюда в качестве ссылки. В таблице 1 показано улучшение времени гидратации типичных смесей. Обычный не измельченный альфа-полугидрат с 0,5 мас.и 0,5 мас. поташа (или бисульфата натрия) Измельченный напри 33 Гц альфаполугидрат с 0,5 мас.Измельченный напри 60 Гц альфаполугидрат с 0,5 мас.Измельченный напри 60 Гц альфаполугидрат с 0,5 мас.и 0,5 мас. поташа Измельченный напри 60 Гц альфаполугидрат с 1 мас. природного гипса и 0,5 мас. поташа Суспензия для обычных гипсокартонных плит Все 5050 смеси содержали 1,0 мас. . Как показано в Таблице 1, время достижения 98-ной гидратации (в обжиговой печи) снижается с примерно 12 мин до 8,8 минут по мере оптимизации смесей. Фактически, когда в тонко измельченном альфа-полугидрате присутствовал необожженный гипс (422, т.е. природный гипс), гидратация происходила еще быстрее - 7,8 мин. Следовательно, тонкое измельчение альфаполугидрата позволяет решить проблему медленной скорости гидратации. Пример 2 Прочность при сжатии смесей альфа/бетаполугидратов Как показано на фиг.3 смесь тонко измельченного альфа-полугидрата и бетаполугидрата в пропорции 5050 (по массе) в общем имеет кубиковую прочность (при лабораторных испытаниях) соответствующую 100-ному бетаполугидрату. Прочность при сжатии (в ), как показано на фиг.3, определяли на кубиках из чистого стукко, изготовленных только из воды и стукко (без пены) с разной плотностью в фунтах на кубический фут . Смесь не измельченного альфа-полугидрата и бета-полугидрата в пропорции 5050 (по массе) давала плохие результаты по прочности. Пример 3 Образец состава гипсовой суспензии Составы гипсовой суспензии показаны ниже в Таблице 2. Вес значения в Таблице 2 выражены в массовых процентах в пересчете на общую массу сухого стукко. Компонент Смесь тонко измельченного альфа-полугидрата и бета-полугидрата соотношении 5050 (по массе) Триметафосфат натрия Дисперсант (нафталинсульфонат) Пептизированный крахмал Климатоустойчивый ускорительСоотношение вода / стукко 24029 Пример 4 Влияние Состава В на водопотребность Как показано в Таблице 2, для приготовления гипсовых суспензий был использован Состав В с высоким содержанием соли триметафосфата и крахмала. Как было обнаружено, композиции суспензии, такие как Состав В, обладают отличной подвижностью при низком . Как показано на фиг.4,водопотребность поддерживалась на существенно низком уровне при использовании Состава В. В целях измерения подвижности суспензии проводили испытание на осадку как описано ниже. Испытание смеси на осадку. Это испытание проводили с суспензией для сердцевины гипсокартонных плит, взятых из мешалки. Испытание проводили на пластине из плексигласа размером 12 на 12 дюймов таким образом, чтобы можно было измерить диаметр суспензии, не дожидаясь ее затвердевания. Суспензию брали из мешалки, расположенной, по возможности, как можно ближе к перемешивающему устройству. Цилиндрическую отливку с гладкой оболочкой из латуни или полихлорвинила (ПВХ) размером 2 на 4 дюйма быстро наполняли образцом испытуемой суспензии,а избыток убирали. Затем цилиндрическую отливку быстро поднимали прямо вверх для получения лепешки из гипса. После этого проводили замер гипсовой лепешки. Диаметр полученной гипсовой лепешки находится в пределах 5-10 дюймов. Это испытание повторяли до тех пор, пока не получали результаты трех последовательных испытаний в пределах 1/8 дюйма,и эту величину регистрировали как диаметр конуса осадки (размер конуса). На всю процедуру испытания не должно уходить более 15 секунд. Пример 5 Влияние Состава А на прочность при сжатии Обнаружено, что композиции суспензий, такие как Состав А (Таблица 2), проявляют повышенную прочность при сжатии при проведении кубиковых тестов. Как показано на фиг. 5 прочность при сжатии кубиков различной плотности была, по меньшей мере, на примерно 10 выше при использовании Состава А по сравнению с испытаниями композиций не содержащих крахмал или крахмал и дисперсант. Следует подчеркнуть,что нафталинсульфонатный дисперсант всегда необходим для достижения низкогов суспензии. Прочность при сжатии определяли в соответствии с требованиями стандартаС 472 (стандарт Американского общества по испытанию материалов) и в соответствии с описанием патента США(.), включенном сюда в качестве ссылки. Пример 6 Испытания на определение усилия при извлечении гвоздей из гипсокартонных плит,изготовленных из смеси тонко измельченного альфа-полугидрата и бета-полугидрата в соотношении 5050 (по массе). Образцы гипсокартонных плит были изготовлены в соответствии с патентом США 6,342,284 (.), включенном сюда в виде ссылки. Сюда входит отдельное образование пены,и введение пены в раствор с остальными составляющими как описано в Примере 5 настоящего описания. В целях демонстрации превосходных рабочих характеристик смеси тонко измельченного альфаполугидрата и бета-полугидрата в соотношении 5050(по массе),нафталинсульфонатного дисперсанта и триметафосфатной соли, образцы гипсокартонных плит были изготовлены при 0,472. Как показано на фиг.6, гипсокартонные плиты,изготовленные из смеси тонко измельченного альфа-полугидрата и бетаполугидрата в соотношении 5050 (по массе),1 мас. нафталинсульфонатного дисперсанта в пересчете на массу стукко и 0,3 мас. триметафосфатной соли в пересчете на массу стукко, показали гораздо более высокие значения,чем гипсокартонные плиты, изготовленные из смесей 5050 (по массе) обычных фабричных альфаполугидрата и бета-полугидрата (с такими же добавками) при 0,55 . Было изготовлено два набора опытных плит с использованием тонко измельченного альфа-полугидрата и бетаполугидрата. Испытания на определение усилия при извлечении гвоздей из гипсокартонных плит были проведены в соответствии с требованиями стандартаС-473. Кроме того, отмечается, что типовая гипсокартонная плита имеет толщину примернодюйма и массу от 1600 до 1800 фунтов на 1000 квадратных футов, или /. ( отраслевое стандартное сокращение - тысяча квадратных футов единица измерения для коробок/ящиков,гофрированного материала и стенового картона.) Пример 7 Суспензии, полученные с использованием 100 ного тонко измельченного альфа-полугидрата. Если бы 100-ный тонко измельченный альфаполугидрат, полученный как описано в Примере 1,использовали в составах суспензии,то водопотребность была бы гораздо меньше по сравнению с растворами, приготовленными с использованием бета-полугидрата. Кроме того, если бы 100-ный тонко измельченный альфаполугидрат использовали в составах суспензии с триметафосфатной солью и нафталинсульфонатным дисперсантом, как описано в Примере 3,водопотребность была бы еще ниже, т.е. значениенаходилось бы в пределах 0,2-0,3. Как показано на фиг.7, гипсокартонные плиты,изготовленные с использованием 100-ного измельченного альфа-полугидрата в соответствии с настоящим изобретением, показали отличные значения в испытаниях на определение усилия при извлечении гвоздей, которые отвечают или превосходят отраслевые стандарты. Три набора тестовых плит было изготовлено с использованием 100-ного измельченного альфа-полугидрата. 7 24029 Здесь были описаны предпочтительные воплощения настоящего изобретения, включая наилучший способ реализации изобретения,известный изобретателям. Однако следует понимать, что проиллюстрированные воплощения являются лишь примерами, и не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Гипсокартонная плита,содержащая затвердевшую гипсовую композицию,расположенную между двумя параллельными покровными листами, при этом затвердевшая гипсовая композиция поучена из гипсовой суспензии содержащей воду и измельченный альфаполугидрат сульфата кальция (альфа-полугидрат) с гранулометрическим составом в следующих диапазонах(0,1)примерно 3-5(0,5)примерно 14-50(0,9)примерно 40-100 и с удельную поверхности по Блейну в пределах от примерно 3100 см 2/г до примерно 9000 см 2/г. 2. Гипсокартонная плита по п.1, отличающаяся тем, что измельченный альфа-полугидрат имеет гранулометрический состав в следующих диапазонах(0,1)примерно 3-5(0,5)примерно 14-20(0,9)примерно 40-50 и удельную поверхность по Блейну в пределах от примерно 3500 см 2/г до примерно 6000 см 2/г. 3. Гипсокартонная плита по п.1, отличающаяся тем, что измельченный альфа-полугидрат имеет гранулометрический состав(0,1)примерно 3, (0,5)примерно 14,1,(0,9)примерно 45,9 и удельную поверхность по Блейну примерно 3900 см 2/г. 4. Гипсокартонная плита по п.1, отличающаяся тем, что гипсовая суспензия дополнительно содержит триметафосфат натрия в количестве не менее примерно 0,12 мас. в пересчете на массу альфаполугидрата, и нафталинсульфонатный диспергент в количестве от примерно 0,5 мас. до примерно 2,5 мас. в пересчете на массу альфаполугидрата. 5. Гипсокартонная плита по п.4, отличающаяся тем, что гипсовая суспензия дополнительно содержит крахмал. 6. Гипсокартонная плита по п.5, отличающаяся тем,что крахмал представляет собой пептизированный кукурузный крахмал в количестве до примерно 6 мас. в пересчете на массу альфаполугидрата. 7. Гипсокартонная плита по п.1, отличающаяся тем, что гипсовая суспензия дополнительно содержит бета-полугидрат. 8. Гипсокартонная плита по п.7, отличающаяся тем, что соотношение альфа-полугидрата к бетаполугидрату составляет примерно 5050 (по массе). 9. Гипсокартонная плита по п.7, отличающаяся тем, что гипсовая суспензия дополнительно 8 содержит триметафосфат натрия в количестве не менее примерно 0,12 мас. в пересчете на общую массу альфа-полугидрата и бета-полугидрата, и нафталинсульфонатный диспергент в количестве от примерно 0,5 мас. до примерно 2,5 мас. в пересчете на общую массу альфа-полугидрата и бета-полугидрата. 10. Гипсокартонная плита по п.8,отличающаяся тем, что гипсовая суспензия дополнительно содержит триметафосфат натрия в количестве не менее примерно 0,12 мас. в пересчете на общую массу альфа-полугидрата и бета-полугидрата,и нафталинсульфонатный диспергент в количестве от примерно 0,5 мас. до примерно 2,5 мас. в пересчете на общую массу альфа-полугидрата и бета-полугидрата. 11. Гипсокартонная плита по п.10,отличающаяся тем, что гипсовая суспензия дополнительно содержит крахмал. 12. Гипсокартонная плита по п.11,отличающаяся тем, что крахмал представляет собой пептизированный кукурузный крахмал в количестве до примерно 6 мас. в пересчете на общую массу альфа-полугидрата и бетаполугидрата. 13. Гипсокартонная плита по п.1,отличающаяся тем, что покровные листы содержат бумагу. 14. Гипсовая суспензия, содержащая воду и измельченный альфа-полугидрат сульфата кальция(альфа-полугидрат) который имеет гранулометрический состав в следующих диапазонах(0,1)примерно 3-5(0,5)примерно 14-50(0,9)примерно 40-100 и удельную поверхность по Блейну в диапазоне от примерно 3100 см 2/г до примерно 9000 см 2/г. 15. Гипсовая суспензия по п.14, отличающаяся тем, что измельченный альфа-полугидрат имеет гранулометрический состав в следующих диапазонах(0,1)примерно 3-5(0,5)примерно 14-20(0,9)примерно 40-50 и удельную поверхность по Блейну в диапазоне от примерно 3500 см 2/г до примерно 6000 см 2/г. 16. Гипсовая суспензия по п.14, отличающаяся тем, что измельченный альфа-полугидрат имеет гранулометрический состав(0,1)примерно 3,(0,5)примерно 14,1, (0,9)примерно 45,9 и удельную поверхность по Блейну примерно 3900 см 2/г. 17. Гипсовая суспензия по п.14, отличающаяся тем, что дополнительно содержит триметафосфат натрия в количестве не менее примерно 0,12 мас. в пересчете на массу альфа-полугидрата и нафталинсульфонатный диспергент в количестве от примерно 0,5 мас. до примерно 2,5 мас. в пересчете на массу альфа-полугидрата. 18. Гипсовая суспензия по п.14, отличающаяся тем, что дополнительно содержит бета-полугидрат. 24029 19. Способ изготовления гипсокартонной плиты,при котором осуществляются следующие этапы(а) вымешивают гипсовую суспензию содержащую воду и измельченный альфаполугидрат сульфата кальция (альфа-полугидрат),имеющий гранулометрический состав в следующих диапазонах(0,1)примерно 3-5(0,5)примерно 14-50(0,9)примерно 40-100 и удельную поверхность по Блейну в диапазоне от примерно 3100 см 2/г до примерно 9000 см 2/г. выкладывают гипсовую суспензию на первый покровный лист(с) укладывают второй покровный лист на выложенную суспензию для формирования гипсокартонной плиты нарезают гипсокартонную плиту после затвердевания гипсовой суспензии, достаточного для нарезки и(е) высушивают гипсокартонную плиту. 20. Способ по п.19, отличающийся тем, что измельченный альфа-полугидрат имеет гранулометрический состав в следующих диапазонах(0,1)примерно 3-5(0,5)примерно 14-20(0,9)примерно 40-50 и удельную поверхность по Блейну в пределах от примерно 3500 см 2/г до примерно 6000 см 2/г. 21. Способ по п.19, отличающийся тем, что измельченный альфа-полугидрат имеет гранулометрический составом(0,1)примерно 3, (0,5)примерно 14,1,(0,9)примерно 45,9 и удельную поверхность по Блейну примерно 3900 см 2/г. 22. Способ по п.19, отличающийся тем, что гипсовая суспензия дополнительно содержит триметафосфат натрия в количестве не менее 0,12 мас. в пересчете на массу альфа-полугидрата и нафталинсульфонатный диспергент в количестве от примерно 0,5 мас. до примерно 2,5 мас. в пересчете на массу альфа-полугидрата. 23. Способ по п.19, отличающийся тем, что гипсовая суспензия дополнительно содержит бетаполугидрат. 24. Способ по п.19, отличающийся тем, что первый покровный лист и второй покровный лист изготовлены из бумаги.

МПК / Метки

МПК: C04B 11/00, B32B 13/00, C04B 28/08

Метки: плита, сульфата, плиты, также, гипсокартонная, способ, данной, альфа-полугидрат, гипсовой, изготовления, гипсокартонной, гипсовая, суспензия, указанной, суспензии, содержащая, использованием, кальция, получаемая

Код ссылки

<a href="https://kz.patents.su/16-24029-gipsovaya-suspenziya-soderzhashhaya-alfa-polugidrat-sulfata-kalciya-gipsokartonnaya-plita-poluchaemaya-s-ispolzovaniem-dannojj-gipsovojj-suspenzii-a-takzhe-sposob-izgotovleniya-uka.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Гипсовая суспензия, содержащая альфа-полугидрат сульфата кальция, гипсокартонная плита, получаемая с использованием данной гипсовой суспензии, а также способ изготовления указанной гипсокартонной плиты</a>

Похожие патенты