專利名稱：制造耐水石膏物品的方法和由其形成的物品的制作方法
制造耐水石膏物品的方法和由其形成的物品
背景技術(shù)：
本披露總體上涉及ー種改進(jìn)的、制造耐水石膏物品的方法，并且更具體地涉及降低制造耐水石膏物品所需要的耐水添加劑量。石膏是天然產(chǎn)生的材料，它可以存在于較老的鹽湖床中、火山沉積物中和粘土床中。在化學(xué)意義上，石膏是ニ水合硫酸鈣(CaSO4 *2H20)。這種材料還是作為各種エ業(yè)過程的副產(chǎn)物而產(chǎn)生的。當(dāng)將ニ水合硫酸鈣充分加熱時(shí)，即在ー個(gè)被稱為燒結(jié)的過程時(shí)，將水合物的水趕出并且可以形成半水合硫酸鈣(CaSO4 1/2H20)或者無水硫酸鈣(CaSO4),這取決于所暴露的溫度和時(shí)間。如在此使用的，術(shù)語“燒結(jié)的石膏”是指半水合以及無水形式的硫酸鈣。燒結(jié)的石膏能夠與水反應(yīng)以形成ニ水合硫酸鈣，這是ー種相當(dāng)堅(jiān)硬和剛性的產(chǎn)物，在此被稱為“凝固石膏”。一種常見的石膏產(chǎn)品的例子是石膏板，它廣泛用作結(jié)構(gòu)建筑面板。一般而言，石膏板包括ー個(gè)由燒結(jié)石膏的水性漿料制成的內(nèi)芯，將其水合以形成凝固石膏。典型地，這種板具有粘附到其兩個(gè)面上的村里。常用的村里可以包括一種紙片或玻璃纖維氈片。凝固石膏的特征是，它具有吸水的趨勢。舉例而言，當(dāng)將不含耐水添加劑的石膏內(nèi)芯浸沒在溫度為70華氏度(° F)的水中兩小時(shí)，它可以吸收多達(dá)40至50重量百分比(wt.%)的水。在石膏產(chǎn)品被暴露于水或高濕度的多種應(yīng)用中，這種特征是不希望的。石膏的吸水傾向于降低產(chǎn)品的強(qiáng)度，使得產(chǎn)品容易滋生微生物、并容易導(dǎo)致貼面物的層離。石膏板例如可以用在建筑物的外部，在此它用作底層并用例如鋁或木側(cè)襯(siding)的材料覆蓋。這類石膏板通常被稱為“石膏外売”，并且經(jīng)常經(jīng)受顯著的對水和/或濕氣的暴露。石膏板還可以用在浴室中作為底層表面，該表面用塑料或陶瓷貼磚覆蓋并且為此目的它被稱為“貼磚背襯板”。在如以上這些的應(yīng)用中，重要的是石膏板展示出良好的耐水性。已經(jīng)報(bào)道，許多不同的添加劑對于向石膏產(chǎn)品賦予耐水性而言是有效的。ー些耐水添加劑的例子包括臘，浙青，金屬共鳴物(metallic resonate),有機(jī)熱塑性聚合物包括合成熱塑性聚合物、硅氧烷、硅醇鹽、以及類似物。然而，因?yàn)榕c其耐水特性相關(guān)的疏水本質(zhì)，它們是不溶于水的。由于石膏產(chǎn)品一般是從燒結(jié)石膏的水性漿料形成的，因此難以將這類耐水添加劑充分分散到石膏中。一種常見的解決方案是在水中使疏水添加劑乳化并將其加入石膏漿料中。然而，當(dāng)前的乳化耐水添加劑的方法造成了添加劑的不充分分散，這可能要求將比滿足吸收目標(biāo)所需的更多的添加劑加入到石膏漿料中。對于ー些耐水添加剤，如硅氧烷，這可能導(dǎo)致材料和操作成本的顯著增加。相應(yīng)地，對于改進(jìn)的制造耐水石膏物品的方法仍有需要。發(fā)明概述在此披露的是用于制造耐水石膏物品的方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，制造耐水石膏 物品的方法包括用超聲處理裝置來超聲處理ー種在水中的耐水添加剤，該裝置被配置為向該添加劑和水施加超聲能量以形成ー種乳液；將該乳液、計(jì)量水和燒結(jié)的石膏結(jié)合，以形成ー種石膏漿料；并且成形和凝固該石膏漿料以形成該耐水石膏物品。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，該方法包括用超聲處理裝置來超聲處理一種在水中的耐水添加剤，該裝置被配置為向該添加劑和水施加超聲能量以形成ー種乳液；將該乳液、燒結(jié)的石膏和計(jì)量水結(jié)合，以形成ー種石膏漿料；將該石膏漿料分散到ー個(gè)第一貼面片材上；在該分散的石膏漿料的、與該第一貼面片材相對的側(cè)面上放置ー個(gè)第二貼面片材；并且凝固該石骨衆(zhòng)料以形成該耐水石骨板。在另ー個(gè)實(shí)施方案中，ー個(gè)耐水石膏板包括ー個(gè)石膏內(nèi)芯，該內(nèi)芯具有ー個(gè)平面式的第一面和ー個(gè)第二面，其中該內(nèi)芯包括基于內(nèi)芯中成分(不包括計(jì)量水)的總重量約
0.01重量百分比到約20重量百分比的有機(jī)聚硅氧烷、硅醇鹽、或包括以上至少ー者的組合；以及粘附到至少該石膏內(nèi)芯的第一面上的一種貼面材料。在仍另ー個(gè)實(shí)施方案中，一種生產(chǎn)耐水石膏漿料的系統(tǒng)包括ー個(gè)超聲處理裝置，被配置為用來向在水中的耐水添加劑施加超聲能量，以使該耐水添加劑基本完全分散在水中并且形成ー種乳液；以及ー個(gè)多葉混合器(pin mixer)，該多葉混合器與該超聲處理裝置處于液體連通，其中該多葉混合器被配置為將ー種燒結(jié)的石膏、計(jì)量水以及該乳液完全混合，以形成一種石膏漿料。上述的和其他的特性通過以下附圖和詳細(xì)說明來舉例說明。附圖簡要說明現(xiàn)在參考附圖，其中類似的元件用類似的數(shù)字表示，附圖是用于形成乳液并將其混合到石膏漿料中的一個(gè)系統(tǒng)的示例性實(shí)施方案的示意圖。本發(fā)明的詳細(xì)說明在此披露的是用于制造耐水石膏物品、具體是石膏板的方法。在一個(gè)實(shí)施方案中，制造耐水石膏物品的方法包括超聲處理ー種耐水添加劑和水以形成乳液；將該乳液與燒結(jié)的石膏和水混合，以形成ー種水性石膏漿料；并且成形并凝固該漿料，以形成ー種耐水石膏物品。耐水添加劑和水的超聲處理可以使用被配置為向添加劑和水施加超聲能量的任何裝置來完成。在與石膏漿料混合之后，可凝固的漿料可以在凝固過程中成型，以形成ー種基于凝固石膏的、耐水的物品，如ー個(gè)石膏板。所希望的是將耐水添加劑快速、完全地分散到石膏漿料中。將耐水添加劑完全地分散到漿料中，將造成整體具有均勻耐水特性的ー種耐水石膏物品。耐水添加劑在漿料中的不一致的混合和不均勻的分散可能導(dǎo)致具有不規(guī)則、不連續(xù)耐水特性的石膏物品，由此負(fù)面地影響物品在濕的和/或潮濕條件下的耐久度。如上所提及的，為了試圖避免這種不均勻的分散，當(dāng)前的制造石膏漿料的方法使用的添加劑量大于在添加劑能夠均勻分散的情況下獲得目標(biāo)吸收率所需的添加劑量。通過使用過量的耐水添加剤，與制造耐水石膏物品相關(guān)的材料成本變得更高。某些類型的耐水添加劑(例如硅氧烷)的成本可能是昂貴的。因此，所希望的是使用最少量的必需的耐水添加劑來為石膏物品提供均勻的耐水特性。如在此所述的方法將使用超聲能量來超聲處理這些耐水添加剤，以形成耐水添加劑在水中的基本完全的分散體。通過超聲處理的耐水添加劑在乳液中的基本完全的分散允許該耐水添加劑向該石膏漿料中基本完全的混合。由于在石膏漿料中基本完全的混合，耐水添加劑在由該耐水石膏漿料形成的整個(gè)物品中是均勻存在的。另外，因?yàn)槟退砑觿┰谌橐褐械幕就耆姆稚?，不需要加入過量的添加劑來確保滿足吸收目標(biāo)(如通常由現(xiàn)有方法所采用的)。事實(shí)上，已經(jīng)出人意料地發(fā)現(xiàn)，將耐水添加劑在水中進(jìn)行超聲處理導(dǎo)致在石膏漿料中要求的耐水添加劑少于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)制造方法實(shí)現(xiàn)相同的吸收目標(biāo)所要求的耐水添加剤。強(qiáng)烈的超聲作用提供了將該耐水添加劑基本上完全分散在水中以形成乳液所需的能量。超聲頻率震蕩可以提供所希望的剪切、沖擊和擠壓效果，以產(chǎn)生均勻的乳液，其中添加劑是基本完全分散的。如上提及的，超聲處理的步驟可以用任何超聲處理裝置進(jìn)行，該裝置被配置為對乳液組分施加超聲能量。典型地，超聲處理裝置具有插入到耐水添加劑與水的混合物中的超聲處理探針(horn)或探頭，以便將聲波能量發(fā)射到溶液中。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，超聲處理裝置是在約I千赫茲(kHz)到約90kHz的頻率下工作；確切地是從約20kHz到約40kHz或者其中的任何范圍或范圍組合。一種示例性的超聲處理裝置是超聲處理器。超聲處理器對ー種或多種液體施加超聲能量以進(jìn)行超聲處理，包括但不限于均勻化、解離、乳化、分散化、降低粒徑(研磨)、等等。用于如在此描述的用途的一種示例性超聲處理器是由 Hieschler Ultra SOni CSル制造的 UlPlOOOhd。在此處說明的制造方法中可以采用多種耐水添加剤。所使用的耐水添加劑的類型將部分取決于所希望的有待從該石膏漿料形成的物品。示例性的物品可以包括但不限于石膏結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，通常稱為石膏墻板、干燥墻壁、石膏板、貼磚背襯板、石膏板條、和石膏外売。凝固的、耐水的石膏將會(huì)包括這些示例性物品的內(nèi)芯。在一個(gè)實(shí)施方案中，石膏結(jié)構(gòu)產(chǎn)品(例如墻板)的所希望的耐水性是使得當(dāng)根據(jù)ASTM方法C-473進(jìn)行測試時(shí)，它吸收了小于約10%、確切是小于約7. 5%、且更確切是小于約5%的水。示例性的耐水添加包括但不限干蠟或蠟乳液，金屬共鳴物，矢車菊和高錳酸鉀，不溶于水的熱塑性有機(jī)材料如石油、天然浙青、松焦油、和煤焦油，熱塑性合成聚合物如聚(こ酸こ烯酯)、聚(氯こ烯)，こ酸こ烯酯和氯こ烯的共聚物，以及丙烯酸聚合物，金屬松香皂，可溶于水的堿土金屬鹽，燃油，芳香族異氰酸酯和ニ異氰酸酷，有機(jī)聚硅氧烷如有機(jī)氫-聚硅氧烷、硅醇鹽，以上的混合物，以及類似物。在一個(gè)實(shí)施方案中，該石膏漿料中可以包含兩種或更多種耐水添加剤，并且為了實(shí)現(xiàn)基本相似的耐水特性，當(dāng)與現(xiàn)有的用于制造耐水石膏組合物所要求的量時(shí)，在此描述的方法有效地降低了該耐水添加劑對于這些添加劑中至少ー種所需要的量。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，對于在此描述的方法，該耐水添加劑包括ー種有機(jī)聚硅氧烷、硅醇鹽、或者其組合。示例性的有機(jī)聚硅氧烷可以包括，例如在美國專利號 3，455，710,3, 623，895,4, 136，687,4, 447，498 和 4，643，771 中涉及的那些類型。有機(jī)聚硅氧烷耐水添加劑的這種類型的ー個(gè)實(shí)例是聚(甲基氫硅氧烷)。耐水添加劑是以有效地實(shí)現(xiàn)上述吸收目標(biāo)的量來使用。實(shí)際的量將取決于各種因素，如所用的ー種或多種耐水添加劑的類型、有待從組合物形成的產(chǎn)品、所希望的產(chǎn)品密度、等等。考慮到這些因素，耐水添加劑是以有效地提供的約0.01wt%至約30wt%、確切地約0. lwt%至15wt%、更確切地是約lwt%到約10wt%的添加劑的量來加入。例如，當(dāng)使用娃氧燒作為耐水添加劑時(shí)，制造石膏組合物的凝固產(chǎn)品包括約0. 01wt%到約20wt%、確切地是約0. lwt%到約15wt%、并且更確切地約lwt%到約10wt%的硅氧烷。換言之，在由在此描述的方法形成的石膏組合物中所需要的硅氧烷的量表示為，與本領(lǐng)域已知的方法所要求的硅氧烷的量相比，降低了約1%到約20%、確切地約5%到約18%、并且更確切地約10%到約17%。類似地，當(dāng)使用硅醇鹽作為耐水添加劑時(shí)，制造石膏組合物的凝固產(chǎn)品包括約0. 01wt%到 約20wt%、確切地是約0. lwt%到約15wt%、并且更確切地約lwt%到約10wt%的添加劑。再一次，從另一方面，在由在此描述的方法形成的石膏組合物中所需要的硅醇鹽的量表示為，與本領(lǐng)域已知的方法所要求的硅醇鹽的量相比，降低了約1%到約50%、確切地約10%到約40%、并且更確切地約20%到約30%。當(dāng)組合使用硅氧烷和硅醇鹽作為耐水添加劑時(shí)，硅氧烷包括該添加劑的約0. 01 丨％到約20wt%、確切地是約0. 1 丨％到約15wt%、并且更確切地約lwt% 到約 10wt%。除非另外指出，否則如在此與耐水添加劑相關(guān)地使用的術(shù)語“wt%”是指基于制造凝固石膏物品的組合物的組分總重量的重量百分比，包括在乳液中的任何水，但是不包括為了形成其水性漿料而向該石膏組合物中加入的額外量的水。除了本發(fā)明的超聲處理在水中的耐水添加劑以形成乳液并將乳液與石膏漿料結(jié)合的方法之外，本披露的石膏組合物可以根據(jù)常規(guī)的方法來生產(chǎn)。一般而言，這初始地涉及 將水、石膏和任何其他干燥組分在ー個(gè)混合器中結(jié)合以形成ー種水性漿料。乳液可以在產(chǎn)生水性漿料的同時(shí)與石膏結(jié)合，或者乳液可以在已經(jīng)形成石膏漿料之后加入。在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，乳液是在石膏漿料形成時(shí)加入的。用于制備本披露的耐水石膏組合物的關(guān)鍵組分是燒結(jié)的石膏、水和乳液。如在下面更全面描述的，該組合物是由燒結(jié)的石膏以及包括該乳液的其他組分的ー種水性漿料制成的。在常規(guī)方式中，漿料(除了乳液)的組分是作為干燥成分預(yù)混合的，并且隨后進(jìn)料到通常稱為多葉混合器的這種類型的一臺(tái)混合器中。隨后將水和其他液體組分、包括乳液計(jì)量送入該多葉混合器中，在那里它們與所希望的干燥組分混合以形成該水性石膏漿料。耐水石膏組合物的主要成分是燒結(jié)的石膏，這種石膏能夠用水進(jìn)行水合以形成凝固石膏。因此，可以使用無水硫酸鈣或半水合硫酸鈣，包括其a或0形式。在石膏產(chǎn)品例如石膏壁板的制造中，通常從燒結(jié)的石膏的ー個(gè)測量的量和ー個(gè)水量來形成ー種漿料，該水量在某種程度上超過水合該石膏所需要的量。所加入用于水合該石膏的水有時(shí)被稱為“計(jì)量的”或“計(jì)量用的”水。在制造根據(jù)本披露的耐水石膏組合物時(shí)，示例性的組合物包括至少約75wt%、確切地至少約80wt%、并且更確切地至少約83wt%的燒結(jié)的石膏。石膏漿料可以包括其他任選的添加剤，包括但不限于凝固加速劑、凝固阻滯劑、發(fā)泡劑、增強(qiáng)纖維、耐火添加剤、黏度控制劑、分散劑/乳化剤、以及類似物。例如，為了降低石膏物品(如壁板的石膏內(nèi)芯)的重量(密度)，可以將發(fā)泡劑或皂類加入漿料中，如長鏈的烷基磺酸鹽。由發(fā)泡劑提供的引入空氣的作用有效地降低了石膏物品的密度。然而，對于石膏物品如壁板，降低密度可能影響到在凝固石膏內(nèi)芯與紙貼面物之間的粘結(jié)強(qiáng)度。為了抵消這種效果，也可以將淀粉粘結(jié)劑加入到石膏漿料中。乳化劑可以用于協(xié)助干燥組分在整個(gè)石膏漿料中的分散。示例性的乳化劑可以包括但不限干保護(hù)性膠體，如可以包含高達(dá)40mol百分比的こ?；木郅诚┐?，明膠，有機(jī)膠質(zhì)，和纖維素衍生物如可溶于水的甲基纖維素；陰離子乳化劑如長鏈脂肪酸、有機(jī)磺酸和酸性硫酸酯的堿金屬和銨鹽，例如月桂酸鈉、異丙基萘磺酸鈉、ニ辛基磺基琥珀酸鈉、三こ醇油酸銨、月桂醇磺酸鈉、以及對應(yīng)的鉀、鋰、銣、銫化合物；陽離子乳化剤，如硬脂基氯化銨；以及非離子型乳化剤，如聚氧化こ烯醚和山梨聚糖單月桂酸醚的單或多羥脂肪醇酯或者芳香族羥基化合物。乳化劑的確切性質(zhì)不是至關(guān)重要的。將漿料的成分在多葉混合器中完全混合，其中漿料的一致性使得該漿料能夠通過該多葉混合器的ー個(gè)或多個(gè)出ロ分散到一個(gè)承載在傳送帶上的移動(dòng)的貼面片材上。在生產(chǎn)ー個(gè)石膏物品如壁板時(shí)，典型地將另ー個(gè)貼面片材放置在該漿料頂部上以便將其夾在兩個(gè)移動(dòng)的貼面片材之間。該貼面片材可以是紙，但是它們也可以包括另ー種材料，例如像塑料紗幕、非織物或織物纖維玻璃氈、以及類似物。所獲得的板的厚度是由ー個(gè)成形輥控制的，并且板的邊緣是通過適當(dāng)?shù)臋C(jī)械裝置形成的，這些裝置將這些貼面片材的重疊的邊緣連續(xù)地刮擦、折疊并膠粘?？梢允褂闷渌囊龑?dǎo)件來在正在凝固的漿料在移動(dòng)的帶上行進(jìn)時(shí)保持厚度和寬度。所希望的板長度在連續(xù)操作中進(jìn)行切割。一般通過加熱該板來加速過量的水從內(nèi)芯中的蒸發(fā)，在燒結(jié)的石膏的水合過程中不涉及這種蒸發(fā)。本披露的耐水石膏漿料還可 以用于制造“無面的”耐水石膏產(chǎn)品，也就是不包括一個(gè)紙、玻璃氈或類似材料的貼面片材的產(chǎn)品。這樣的產(chǎn)品典型地包含增強(qiáng)纖維，例如纖維素纖維，如木質(zhì)或紙質(zhì)纖維、玻璃纖維或其他礦物纖維、以及聚丙烯或其他合成聚合物纖維。增強(qiáng)纖維可以包括例如制造該凝固石膏產(chǎn)品的干燥組合物的約10wt%到20wt%。這樣ー種產(chǎn)品的密度典型地是在約50到約80磅/立方英尺的范圍內(nèi)?，F(xiàn)在參考

圖1，展示了用于制造耐水石膏物品的一個(gè)系統(tǒng)的一部分的示意圖。在系統(tǒng)100中，兩個(gè)耐水添加劑供應(yīng)器是可用的。當(dāng)形成該乳液時(shí)，系統(tǒng)100可以采用耐水添加劑中的ー個(gè)或兩個(gè)。在一個(gè)實(shí)施方案中，可以使用這些耐水添加劑之ー來形成乳液，而另ー種添加劑可以直接進(jìn)料到被配置為形成該石膏漿料的混合器中。如在圖I中所示，ー個(gè)第一耐水添加劑供應(yīng)器102包括ー個(gè)供應(yīng)泵104、ー個(gè)流量計(jì)106、以及多個(gè)止回閥108。該供應(yīng)泵、流量計(jì)、以及止回閥一起被配置為控制該第一耐水添加劑到ー個(gè)超聲處理裝置110和/或一個(gè)多葉混合器112的流量。類似地，ー個(gè)第二耐水添加劑供應(yīng)器120包括ー個(gè)供應(yīng)泵114、ー個(gè)流量計(jì)116、以及多個(gè)止回閥118，它們被配置為控制該第二耐水添加劑到該超聲處理裝置110和/或該多葉混合器112的流量。當(dāng)轉(zhuǎn)向到超聲處理裝置110時(shí)，這些耐水添加劑中的一種或兩種可以與ー個(gè)水源122混合且進(jìn)料到超聲處理裝置110中。多個(gè)閥門124可以用于控制每種耐水添加劑和水到該超聲處理裝置110的流量。超聲處理裝置110被配置為形成一種如上詳述的乳液。一旦形成，該乳液可以進(jìn)料到多葉混合器112中用干與石膏漿料成分進(jìn)行混合。ー個(gè)閥門系統(tǒng)124可以安置在超聲處理裝置110的出口側(cè)，以控制乳液流到該多葉混合器112的流量和壓力。如所提及的，該石膏、其他干燥的添加劑和乳液用計(jì)量水結(jié)合，并且在多葉混合器112中緊密混合以形成石膏漿料。可以將乳液進(jìn)料到多葉混合器中的多個(gè)不同位置處，以便有效地混合成石膏漿料。用于向多葉混合器112加入漿料的位置的例子可以包括通過多葉混合器的吸入器(breather) 126加入乳液、或在計(jì)量水進(jìn)入混合器之前將乳液加入水中。在一個(gè)實(shí)施方案中，可以將該乳液在多于ー個(gè)位置處加入到多葉混合器112中。在ー個(gè)示例性實(shí)施方案中，進(jìn)料樹(feed tree) 128可以用于將ー種或多種成分,包括該乳液,進(jìn)料到多葉混合器112中。進(jìn)料樹128被配置為提供ー個(gè)中心點(diǎn)，以便進(jìn)料這些成分中的每ー種。進(jìn)料樹可以具有任何數(shù)量的端ロ，在這些端ロ中可以進(jìn)料這些成分，并且其數(shù)量將取決于對于石膏漿料的所需要的成分?jǐn)?shù)量。如在圖I中所示，進(jìn)料樹128包括5個(gè)分離的進(jìn)料端ロ 130，每種耐水添加剤、該乳液、該石膏、以及額外的任選的添加劑各有ー個(gè)端ロ。計(jì)量水從該樹的ー個(gè)中心管132流下，以協(xié)助將干燥成分和乳液沖洗到多葉混合器112的主進(jìn)料端ロ中。再一次，將計(jì)量水、乳液和干燥成分計(jì)量送入多葉混合器中，在此它們被結(jié)合以形成水性石膏漿料，這種漿料從排出管道136出現(xiàn)。這種漿料可以通過在排出管道136中的ー個(gè)或多個(gè)出ロ沉積在ー個(gè)水平移動(dòng)的貼面材料的連續(xù)網(wǎng)(如多層紙或預(yù)涂覆的纖維玻璃氈)上。所沉積的量可以是按本領(lǐng)域中已知的方法控制的。如在此披露的方法使用超聲能量對耐水添加劑和水進(jìn)行超聲處理，以形成耐水添加劑在基于液體的乳液中基本完全的分散。通過超聲處理耐水添加劑在乳液中的基本完全的分散允許將耐水添加劑基本完全地混合到石膏漿料中。由于在石膏漿料中這種基本完全的混合，耐水添加劑在由耐水石膏漿料形成的整個(gè)物品中是均勻存在的。此外，因?yàn)槟退砑觿┰谌橐褐谢就耆姆稚?，不需要加入額外量的添加劑(如現(xiàn)有方法通常采用的)。事實(shí)上，為了達(dá)到相同的吸收目標(biāo)，用超聲能量對在水中的耐水添加劑進(jìn)行超聲處理所要求的在石膏漿料中的耐水添加劑少于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)制造方法。在此披露的范圍是包含性的并且是和可結(jié)合的(例如“高達(dá)約25wt%、或更確切地約5wt%到約20wt%”的范圍包含了 “約5wt%到約25wt%”的范圍的端點(diǎn)以及所有中間值等等)?！敖Y(jié)合”包括共混、混合、攙和、反應(yīng)產(chǎn)物等等。此外，術(shù)語“第一”、“第二”等等在此不 表示任何順序、數(shù)量或重要性，而是用于將ー個(gè)元件與另ー個(gè)相區(qū)別，并且術(shù)語“ー個(gè)/一種(a/an)”不表示數(shù)量上的限制，而是表示存在至少ー個(gè)所引用的項(xiàng)目。修飾語“約”與一個(gè)數(shù)量相關(guān)使用時(shí)包括所描述的值并且具有上下文所表明的含義(例如包括與特定量值的測量相關(guān)的誤差度)。如在此使用的，后綴“(s)”意圖包括它所修飾的術(shù)語的單數(shù)和復(fù)數(shù)兩者，由此包括ー個(gè)或多個(gè)該術(shù)語。在整個(gè)說明書中的引用“ー個(gè)實(shí)施方案”、“另ー個(gè)實(shí)施方案”、“某個(gè)實(shí)施方案”諸如此類，是指在與該實(shí)施方案相關(guān)地描述的ー個(gè)特定的元素(例如特性、結(jié)構(gòu)、和/或特征)包括在至少ー個(gè)在此描述的實(shí)施方案中，并且可以存在于或者可以不存在于其他實(shí)施方案中。此外，應(yīng)理解的是，所描述的元素可以在不同的實(shí)施方案中按任何適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行組合。雖然已經(jīng)參考各示例性實(shí)施方案描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不背離本發(fā)明范圍的情況下，可以對其進(jìn)行各種修改并且可以用等效元素來替換其元素。此外，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性范圍的情況下，可以進(jìn)行許多修改以便使特定的情況或材料適用于本發(fā)明的傳授內(nèi)容。因此，所預(yù)期的是，本發(fā)明不受限于為了執(zhí)行本發(fā)明所披露的具體實(shí)施方案，但是本發(fā)明將包括落入所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)的所有實(shí)施方案。此外，術(shù)語第一、第二等等的使用是用于將ー個(gè)元件與另ー個(gè)進(jìn)行區(qū)分。另外，術(shù)語ー個(gè)/ ー種、等等的使用并不表明數(shù)量的限制，而是表明存在至少ー個(gè)所引用的項(xiàng)目。
權(quán)利要求
1.一種制造耐水石膏物品的方法，包括 將在水中的ー種耐水添加劑用一臺(tái)超聲處理裝置進(jìn)行超聲處理，該超聲處理裝置被配置為對該添加劑和水施加超聲能量，以使其形成ー種乳液； 將該乳液、計(jì)量水、以及燒結(jié)的石膏結(jié)合，以形成ー種石膏漿料；并且 成形并凝固該石膏漿料，以形成該耐水的石膏物品。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中該超聲處理所處的功率和時(shí)間有效地使得該耐水添加劑基本完全地分散在水中。
3.如權(quán)利要求1-2所述的方法，包括使該超聲處理裝置在約I千赫茲到約90千赫茲的頻率下工作。
4.如權(quán)利要求1-3所述的方法，進(jìn)ー步包括向該乳液和/或漿料中加入ー種凝固加速劑、凝固阻滯劑、發(fā)泡劑、增強(qiáng)纖維、耐火劑、黏度控制劑、乳化剤、或包括上述至少ー項(xiàng)的組合。
5.如權(quán)利要求1-4所述的方法，其中該耐水添加劑包括一種蠟、蠟-浙青、浙青、金屬共鳴物、矢車菊和高錳酸鉀、不溶于水的熱塑性有機(jī)材料、熱塑性合成聚合物、金屬松香皂、溶于水的堿土金屬鹽、燃油、芳香族異氰酸酷、芳香族ニ異氰酸酷、有機(jī)聚硅氧烷、硅醇鹽、或包括上述耐水添加劑中至少ー項(xiàng)的組合。
6.如權(quán)利要求1-4所述的方法，進(jìn)ー步包括將該乳液加入該漿料中，該乳液的量為有效地提供約0. 01重量百分比到約20. 0重量百分比的耐水添加剤，基于該物品中這些成分總重量、包括該乳液的水但不包括計(jì)量水。
7.如權(quán)利要求1-4所述的方法，其中該耐水添加劑包括 聚(甲基氫硅氧烷)、硅醇鹽、或包括上述耐水添加劑中至少ー項(xiàng)的組合。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)ー步包括將該乳液加入該漿料中，該乳液的量為有效地提供約0. 01重量百分比到約20. 0重量百分比的聚(甲基氫硅氧烷)、硅醇鹽、或其組合，基于該物品中這些成分總重量、包括該乳液的水但不包括計(jì)量水。
9.如權(quán)利要求1-8所述的方法，其中當(dāng)根據(jù)ASTM方法C-2473的浸沒測試進(jìn)行測試吋，該耐水石膏物品吸收小于約10%的水。
10.如權(quán)利要求1-9所述的耐水石膏物品，其中該物品包括石膏板、干墻、石膏壁板、石骨板條、貼磚背襯板、或石骨外殼。
11.一種制造耐水-石膏板的方法，包括 將在水中的ー種耐水添加劑用一臺(tái)超聲處理裝置進(jìn)行超聲處理，該超聲處理裝置被配置為對該添加劑和水施加超聲能量，以使其形成ー種乳液； 將該乳液、燒結(jié)的石膏、以及計(jì)量水結(jié)合，以形成ー種石膏漿料；并且 將該石膏漿料分散到ー個(gè)第一貼面片材上； 將ー個(gè)第二貼面片材放置到該第一貼面片材的、與所分散的石膏漿料相反的側(cè)面上；并且 凝固該石骨衆(zhòng)料，以形成該耐水的石骨板。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中該超聲處理所處的功率和時(shí)間有效地使得該耐水添加劑基本完全地分散在水中。
13.如權(quán)利要求11-12所述的方法，包括使該超聲處理裝置在約I千赫茲到約90千赫茲的頻率下工作。
14.如權(quán)利要求11-13所述的方法，進(jìn)ー步包括向該乳液和/或漿料中加入ー種凝固加速劑、凝固阻滯劑、發(fā)泡劑、增強(qiáng)纖維、耐火劑、黏度控制劑、乳化剤、或包括上述至少ー者的組合。
15.如權(quán)利要求11-14所述的方法，其中該耐水添加劑包括一種蠟、蠟-浙青、浙青、金屬共鳴物、矢車菊和高錳酸鉀、不溶于水的熱塑性有機(jī)材料、熱塑性合成聚合物、金屬松香皂、溶于水的堿土金屬鹽、燃油、芳香族異氰酸酷、芳香族ニ異氰酸酷、有機(jī)聚硅氧烷、硅醇鹽、或包括上述耐水添加劑中至少ー項(xiàng)的組合。
16.如權(quán)利要求11-15所述的方法，進(jìn)ー步包括將該乳液加入該漿料中，乳液的量為有效地提供約0. 01重量百分比到約20. 0重量百分比的耐水添加剤，基于該物品中這些成分總重量、包括該乳液的水但不包括計(jì)量水。
17.如權(quán)利要求11-15所述的方法，其中該耐水添加劑包括 聚(甲基氫硅氧烷)、硅醇鹽、或包括上述耐水添加劑中至少ー項(xiàng)的組合。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)ー步包括將該乳液加入該漿料中，該乳液的量為有效地提供約0. 01重量百分比到約20. 0重量百分比的聚(甲基氫硅氧烷)、硅醇鹽、或其組合，基于該物品中這些成分總重量、包括該乳液的水但不包括計(jì)量水。
19.如權(quán)利要求11-18所述的方法，其中當(dāng)根據(jù)ASTM方法C-2473的浸沒測試進(jìn)行測試時(shí)，該耐水石膏物品吸收小于約10%的水。
20.—種耐水石骨板,包括 ー個(gè)石膏內(nèi)芯，該石膏內(nèi)芯具有ー個(gè)平面式的第一面和ー個(gè)第二面，其中該內(nèi)芯包括約0.01重量百分比到約20重量百分比的有機(jī)聚硅氧烷、硅醇鹽、或包括上述至少ー種的組合，基于該內(nèi)芯的這些成分的總重量、不包括計(jì)量水；以及 ー種粘附到該石膏內(nèi)芯的至少該第一面上的貼面材料。
21.—種用于生產(chǎn)耐水石膏衆(zhòng)料的系統(tǒng),包括 ー個(gè)超聲處理裝置，該超聲處理裝置被配置為對在水中的ー種耐水添加劑施加超聲能量，以便使該耐水添加劑基本上完全分散在水中并且形成ー種乳液；以及 與該超聲處理裝置處于流體連通的一個(gè)多葉混合器，其中該多葉混合器被配置為將燒結(jié)的石膏、計(jì)量水、以及該乳液完全混合，以形成ー種石膏漿料。
22.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，進(jìn)一歩包括ー個(gè)進(jìn)料樹，該進(jìn)料樹被配置為將該燒結(jié)的石膏、水、和乳液中的至少ー項(xiàng)引導(dǎo)進(jìn)該多葉混合器中。
全文摘要
一種制造耐水石膏物品的方法，包括將在水中的耐水添加劑超聲處理以形成一種乳液；將該乳液、燒結(jié)的石膏、以及計(jì)量水結(jié)合以形成一種漿料；并且成形和凝固該漿料以形成該耐水石膏物品。
文檔編號C04B11/00GK102666424SQ201080058369
公開日2012年9月12日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者A·普里茲比茨 申請人:佐治亞-太平洋石膏有限責(zé)任公司