擠出的石膏基材料的制作方法
【專利說明】擠出的石實(shí)基材料 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明一般設(shè)及石膏基材料的生產(chǎn)，W及更特別地設(shè)及通過擠出石膏基材料制備 的產(chǎn)品（例如，屋面瓦、墻板等）。
【背景技術(shù)】
[0002] 石膏產(chǎn)品一般是使用大量的水形成漿料來生產(chǎn)的，所述漿料太濕而不能擠出。因 此，已經(jīng)開發(fā)了各種減水要素來降低含水量，使得可W使用擠出方法生產(chǎn)石膏基材料。例 如，參見第7, 172, 403號(hào)美國專利，將其整體引入本文作為參考。
[0003] 然而，仍然需要可W被擠出的流變學(xué)改性的石膏基材料（例如，屋面瓦、墻板等）。
[0004] 發(fā)巧概沐
[0005] 本發(fā)明提供了可W被擠出的流變學(xué)改性的石膏基材料（例如，屋面瓦、墻板等）。
[0006] 更具體地，本發(fā)明提供了可擠出的石膏基材料，所述石膏基材料是由包含W干重 百分比計(jì)約40至90%的石膏、W干重百分比計(jì)約0. 1至50%的第二材料、W干重百分比計(jì) 約1至20 %的增強(qiáng)纖維、W干重百分比計(jì)約0. 5至10%的流變改性劑、W干重百分比計(jì)約 0. 1至8%的緩凝劑、占總的濕材料重量10至50%的水的混合物形成的。
[0007]另外，本發(fā)明提供了通過W下步驟制造可擠出的石膏基材料的方法：將石膏、第二 材料、增強(qiáng)纖維、流變改性劑和緩凝劑與水混合；使用擠出機(jī)將混合物通過模具擠出；W及 使擠出的混合物凝固。
[0008] 附圖的簡要說巧
[0009]為了更充分理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在請參考本發(fā)明的詳細(xì)說明W及附圖， 其中：
[0010] 不適用。
[0011] 發(fā)巧詳沐
[0012] 雖然W下詳細(xì)地討論了本發(fā)明的各種實(shí)施方案的形成和使用，然而應(yīng)該理解的 是，本發(fā)明提供了多種適用的發(fā)明構(gòu)思，所述發(fā)明構(gòu)思可W在各種各樣的具體上下文中體 現(xiàn)。本文中討論的具體實(shí)施方案僅說明了形成和使用本發(fā)明的具體方式，而不是界定本發(fā) 明的范圍。
[0013]如W下將描述的，本發(fā)明提供了可擠出的石膏基材料，所述石膏基材料是由包含W干重百分比計(jì)約40至90%的石膏、W干重百分比計(jì)約0. 1至50%的第二材料、W干重百 分比計(jì)約1至20%的增強(qiáng)纖維、W干重百分比計(jì)約0. 5至10%的流變改性劑、W干重百分 比計(jì)約0. 1至8%的緩凝劑、占總的濕材料重量10至50%的水的混合物形成的。
[0014] 凝固之前，濕狀態(tài)的石膏（熟石膏（PlasterofParis)，半水合硫酸巧）可W從流 變學(xué)上被改性為粘±樣材料，運(yùn)樣能夠使用被稱為擠出的常規(guī)粘±制備方法。
[0015]為了擠出，制備感覺和行為與可塑粘±相似的、具有大約10-50wt. %的水和適當(dāng) 的流變改性滲和劑（admixture)的石膏材料。所述材料的觸摸感覺是可塑的/可變形的， 并且可W使用粘±擠出機(jī)與粘±類似地被擠出，在粘±擠出機(jī)中，所述材料被螺旋鉆向前 傳送通過筒并連續(xù)地通過模具成形為具有形狀穩(wěn)定性的最終形狀。
[0016] 根據(jù)含水量和流變改性滲和劑的量，擠出的材料可W具有更高或更低的形狀穩(wěn)定 性。
[0017] 為了在凝固（硬化）之前允許有足夠的時(shí)間擠出石膏基材料，在使用微量添加的 合適緩凝劑例如Sodate?扣SG產(chǎn)品）或巧樣酸鋼的情況下，凝固時(shí)間可W被延遲達(dá)數(shù)小時(shí)。 Sodate?是熟石膏、巧樣酸鋼和結(jié)晶二氧化娃的混合物。擠出之后，所述材料將在數(shù)小時(shí)內(nèi) 達(dá)到成品的最終強(qiáng)度。
[0018] 石膏可W用作與諸如沙、水泥、飛灰、爐渣、巖石、玻璃纖維、塑料纖維、聚乙締醇 (PVA)纖維、膨脹的輕質(zhì)骨料等或其組合的多種材料結(jié)合的、復(fù)合材料組合物中的含水的粘 合劑，當(dāng)在流變學(xué)上改性時(shí)，其可W如上所述地被擠出。
[0019] 所述流變改性劑落入W下類別：（1)多糖及其衍生物；(2)蛋白質(zhì)及其衍生物；W 及（3)合成的有機(jī)材料。多糖流變改性劑可W進(jìn)一步被細(xì)分為：(a)纖維素基材料及其衍 生物，化）淀粉基材料及其衍生物和（C)其它多糖。
[0020] 合適的纖維素基流變改性劑包括，例如甲基徑乙基纖維素（M肥0、徑甲基乙基 纖維素（HMEC)、簇甲基纖維素（CMC)、甲基纖維素（MC)、乙基纖維素巧C)、徑乙基纖維素 (肥C)、徑乙基丙基纖維素（肥PC)或徑丙基甲基纖維素（HPMC)等。
[0021] 合適的淀粉基材料包括，例如，小麥淀粉、預(yù)膠凝的小麥淀粉、馬鈴馨淀粉、預(yù)膠凝 的馬鈴馨淀粉、支鏈淀粉、直鏈淀粉、海凝膠（seagel)、淀粉醋酸醋、淀粉徑乙基酸、離子淀 粉、長鏈烷基淀粉、糊精、氨基淀粉、憐酸醋淀粉和雙醒淀粉。 W22] 普遍優(yōu)選的流變改性劑為甲基徑丙基纖維素，其實(shí)例為Methoce1? 240和MethocelTM240S，兩者購自美國的DOW化學(xué)。
[0023] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，石膏基材料的組成范圍可W為：
[0024]
陽0巧]所述石膏可W為W重量計(jì) 40%、41%、42%、43%、44%、45%、44%、47%、48%、 49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、55%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、 64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、 79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%或90%或其之間的其它的 增量百分tk(incrementalpercentage)。
[0026]水可W為W重量計(jì) 10 %、11 %、12 %、13 %、14 %、15 %、16 %、17 %、18 %、19 %、 20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、：34%、 35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、44%、47%、48%、49% 或 50%或其之間的其它的增量百分比。
[0027] 第二材料可W為W重量計(jì) 0. 1%、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、 11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、 26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、：34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、 41%、42%、43%、44%、45%、44%、47%、48%、49%或50%或其之間的其它的增量百分比。
[0028] 增強(qiáng)纖維可W為W重量計(jì) 1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、 12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%或20%或其之間的其它的增量百分比。
[0029] 流變改性劑可W為W重量計(jì) 0. 5%、0. 6%、0. 7%、0. 8%、0. 9%、1. 0%、1. 1%、 1. 2 %、1. 3 %、1. 4 %、1. 5 %、1. 6 %、1. 7 %、1. 8 %、1. 9 %、2. 0 %、2. 1 %、2. 2 %、2. 3 %、 2. 4 %、2. 5 %、2. 6 %、2. 7 %、2. 8 %、2. 9 %、3. 0 %、3. 1 %、3. 2 %、3. 3 %、3. 4 %、3. 5 %、 3. 6 %、3. 7 %、3. 8 %、3. 9 %、4. 0 %、4. 1 %、4. 2 %、4. 3 %、4. 4 %、4. 5 %、4. 6 %、4. 7 %、 4. 8 %、4. 9 %、5. 0 %、5. 1 %、5. 2 %、5. 3 %、5. 4 %、5. 5 %、5. 6 %、5. 7 %、5. 8 %、5. 9 %、 6. 0 %、6. 1 %、6. 2 %、6. 3 %、6. 4 %、6. 5 %、6. 6 %、6. 7 %、6. 8 %、6. 9 %、7. 0 %、7. 1 %、 7. 2 %、7. 3 %、7. 4 %、7. 5 %、7. 6 %、7. 7 %、7. 8 %、7. 9 %、8. 0 %、8. 1 %、8. 2 %、8. 3 %、 8. 4 %、8. 5 %、8. 6 %、8. 7 %、8. 8 %、8. 9 %、9. 0 %、9. 1 %、9. 2 %、9. 3 %、9. 4 %、9. 5 %、 9. 6%、9. 7%、9. 8%、9. 9%、10. 0%或其之間的其它的增量百分比。
[0030] 緩凝劑可W為W重量計(jì) 0. !%、〇. 2%、0. 3%、0. 4%、0. 5%、0. 6%、0. 7%、0. 8%、 0. 9 %、1. 0 %、1. 1 %、1. 2 %、1. 3 %、1. 4 %、1. 5 %、1. 6 %、1. 7 %、1. 8 %、1. 9 %、2. 0 %、 2. 1 %、2. 2 %、2. 3 %、2. 4 %、2. 5 %、2. 6 %、2. 7 %、2. 8 %、2. 9 %、3. 0 %、3. 1 %、3. 2 %、 3. 3 %、3. 4 %、3. 5 %、3. 6 %、3. 7 %、3. 8 %、3. 9 %、4. 0 %、4. 1 %、4. 2 %、4. 3 %、4. 4 %、 4. 5 %、4. 6 %、4. 7 %、4. 8 %、4. 9 %、5. 0 %、5. 1 %、5. 2 %、5. 3 %、5. 4 %、5. 5 %、5. 6 %、 5. 7 %、5. 8 %、5. 9 %、6. 0 %、6. 1 %、6. 2 %、6. 3 %、6. 4 %、6. 5 %、6. 6 %、6. 7 %、6. 8 %、 6. 9%、7. 0%、7. 1%、7. 2%、7. 3%、7. 4%、7. 5%、7. 6%、7. 7%、7. 8%、7. 9%或 8. 0%或其 之間的其它的增量百分比。
[0031] 另外，本發(fā)明提供了通過W下步驟制造可擠出的石膏基材料的方法：將石膏、第二 材料、增強(qiáng)纖維、流變改性劑和緩凝劑與水混合；使用擠出機(jī)將所述混合物通過模具擠出； W及使擠出的混合物凝固（例如，最長2至3小時(shí)等）。
[0032] 另外的步驟可W包括：（1)干燥擠出的混合物；似固化擠出的混合物；（3)將擠 出的混合物模塑、切割、修剪、砂磨或縷銳成規(guī)定的形狀（例如，屋面瓦、墻板等）；(4)使用 防水劑噴涂擠出的混合物；和/或（5)通過在一個(gè)或多個(gè)表面上印刷至少一種圖像、在一個(gè) 或多個(gè)表面上層壓飾面、或者在一個(gè)或多個(gè)表面上刻蝕至少一種圖像來裝飾擠出的混合物 的一個(gè)或多個(gè)表面。 陽的引 局而瓦
[0034] 石膏基屋面瓦可W由含水（16-25wt. % )的濕狀態(tài)下的、已經(jīng)在流變學(xué)上改性從 而具有粘±樣性質(zhì)的熟石膏（半水合硫酸巧）生產(chǎn)。
[0035] 屋面瓦可粘上和混凝上技術(shù)領(lǐng)域中已知的多種方式生產(chǎn)：
[0036] 1)使用粘±擠出機(jī)通過模具擠出而成為屋面瓦的最終形狀。
[0037] 2)使用粘±擠出機(jī)通過模具擠出而成為厚度等于或大于瓦片的最終厚度W及寬 度允許為一個(gè)或多個(gè)瓦片寬度的片。通過將所述片在垂直壓力下置于下半模之上，或者運(yùn) 行所述片通過成形壓延機(jī)來將所述片成形為最終瓦片的形狀。
[0038] 3)在垂直壓力或類似方式下在下模和上模之間擠出隨后成形為最終瓦片