BR112017010217B1

BR112017010217B1 - Painel de gipsita

Info

Publication number: BR112017010217B1
Application number: BR112017010217-0A
Authority: BR
Inventors: Laura Brooks; Nicola Jupp; Joanna Sparkes; Adam Richardson; Nicolas Jones; Jan Rideout
Original assignee: Saint-Gobain Placo Sas
Priority date: 2014-11-20
Filing date: 2015-11-19
Publication date: 2022-05-03
Also published as: JP2017536318A; BR112017010217A2; TR201909054T4; CO2017005627A2; TWI686528B; EP3221528B1; RU2714419C2; KR20170086487A; MX2017005628A; SG11201703423YA; CL2017000968A1; AU2015348037C1; HUE044583T2; WO2016079530A1; CU20170064A7; PE20171541A1; AU2015348037A1; CN107001142A; CA2966084C; AU2015348037B2

Abstract

Um produto de gipsita tem um primeiro aditivo polimérico e um segundo aditivo polimérico distribuído no mesmo, em que o primeiro aditivo polimérico é um polímero sintético e o segundo aditivo polimérico é amido. Foi verificado que a combinação de amido e polímero sintético pode resultar em uma ou mais das vantagens seguintes na fabricação e desempenho de produtos de gipsita: - resistência melhorada; - maior facilidade de fabricação devido à fluidez aumentada de pastas fluidas de estuque contendo ambos os aditivos; e - resistência melhorada a expansão higroscópica.

Description

Campo da invenção

[001] A presente invenção se refere a painéis para uso na construção de edifícios. Em particular, a presente invenção se refere a painéis para fornecer divisórias nos quais itens tais como pias, televisões, ou radiadores podem ser fixados.

Fundamentos da invenção

[002] Painéis de peso leve tais como placa de gesso (por exemplo, placa de gesso de gipsita), placa de poliestireno e placa de fibra são comumente usadas para fornecer divisórias dentro de edifícios. Suas vantagens para esta aplicação incluem o fato que eles são leves e rápidos de instalar.

[003] No entanto, em certos casos, tais painéis de peso leve podem ter a desvantagem de que eles não são fortes o suficiente para suportar acessórios (por exemplo, pias, televisões, radiadores, extintores de incêndio, prateleiras e qualquer outro item que exige junção ao painel). Em tais casos, o peso do acessório pode fazer com que os meios de fixação (por exemplo, parafusos) sejam puxados para fora do painel, de modo que o acessório cai da divisória.

[004] Tipicamente, este problema foi destinado a fornecer folhas de madeira compensada para aumentar a resistência de fixação do painel. Neste caso, a folha de madeira compensada é fornecida no lado do painel, oposto àquele no qual o acessório deve estar localizado. A folha de madeira compensada pode fornecer resistência melhorada para reter um ou mais meios de fixação (por exemplo, parafusos) empregados para segurar o acessório no painel. Tipicamente, a folha de madeira compensada é posicionada dentro da estrutura da divisória, e a placa de gesso então fixada na madeira compensada, de modo que ele se situa fora da estrutura da divisória.

[005] Como uma alternativa, meios de suporte de metal podem ser fornecidos. Estes podem compreender placas de fixação, canais, correias, ou prendedores de metal. Como é o caso para folhas de madeira compensada, os meios de suporte de metal são posicionados geralmente no lado do painel, oposto àquele no qual o acessório deve ser segurado, e agem para receber e segurar meios de fixação, por exemplo, parafusos para fixação, que são usados para fixar o acessório no painel.

[006] Ambos destes arranjos têm a desvantagem que eles exigem que os painéis e os componentes de suporte adicionais sejam fixados um no outro no local. Além do mais, quando meios de suporte de metal são usados, uma pluralidade de tais meios de suporte pode ser necessária para suportar o conjunto completo de meios de fixação exigidos para segurar o acessório no painel. Desse modo, o processo de instalação pode ser caro e consumir tempo.

[007] Além disso, a adição de meios de suporte de metal ou folhas de madeira compensada aumenta o peso e espessura da divisória, e/ou resulta em uma redução no espaço da parede da cavidade. Em geral, a própria madeira compensada deve ser cortada no tamanho no local, aumentando desse modo o tempo exigido para instalação e possivelmente levando a liberação de poeira e componentes potencialmente prejudiciais.

[008] Por esse motivo, existe uma necessidade para fornecer painéis melhorados que são capazes de reter meios de fixação e suportar acessórios, e que não exijam processos de instalação que consomem tempo.

Resumo da invenção

[009] Investigações têm sido realizadas com relação ao uso de aditivos poliméricos para reforçar produtos de gipsita. Surpreendentemente, foi verificado que usando uma combinação de amido e um polímero sintético, certas vantagens na fabricação e desempenho de produtos de gipsita podem ser alcançadas.

[0010] Por esse motivo, em um primeiro aspecto, a presente invenção pode fornecer um produto de gipsita que compreende um primeiro aditivo polimérico e um segundo aditivo polimérico distribuídos no mesmo, em que o primeiro aditivo polimérico é um polímero sintético e o segundo aditivo polimérico é amido.

[0011] Foi verificado que a combinação de amido e um polímero sintético pode resultar em uma ou mais das vantagens seguintes na fabricação e desempenho de produtos de gipsita: • resistência aumentada; • maior facilidade de fabricação devido à fluidez aumentada de pastas fluidas de estuque contendo ambos os aditivos; e • resistência aumentada à expansão higroscópica.

[0012] Tipicamente, o primeiro aditivo polimérico está presente em uma quantidade igual a ou maior do que o segundo aditivo polimérico. No entanto, em certos casos, o primeiro aditivo polimérico pode estar presente em uma quantidade que é menor do que 40% da quantidade total do primeiro e segundo aditivo polimérico, possivelmente menor do que 30%.

[0013] Em geral, a quantidade total do primeiro e segundo aditivo polimérico é maior do que 3% em peso em relação à gipsita, preferivelmente maior do que 4% em peso. Tipicamente, a quantidade total do primeiro e segundo aditivo polimérico é menor do que 15% em peso em relação à gipsita, preferivelmente menor do que 13% em peso.

[0014] Preferivelmente, o amido está presente em uma quantidade de 1,0% ou mais, em relação ao peso do produto de gipsita, preferivelmente 1,25% em peso ou mais, mais preferivelmente 2,0% em peso ou mais.

[0015] Preferivelmente, o primeiro aditivo polimérico é acetato de polivinila.

[0016] O amido pode ser derivado de trigo, batata, tapioca, ou milho, por exemplo. Preferivelmente, o amido é derivado de milho. Em certas modalidades, o amido é um amido natural (isto é, um amido não modificado). Em outras modalidades, o amido pode ser um amido modificado, por exemplo, um amido afinado com ácido.

[0017] Em certas modalidades, o amido é um amido substituído, tal como descrito em US7048794, que é incorporada aqui por referência. Amidos substituídos são derivados de amidos que foram reagidos quimicamente para substituir um ou mais dos grupos funcionais hidroxila. Tipicamente, o processo envolve eterificação ou esterificação de um amido ou amido modificado que acrescenta ligações éter ou éster ao longo da cadeia principal de polímero de amido. Este processo é distinto de outras modificações feitas tipicamente em amidos tais como oxidação, afinamento com ácido, reticulação, e pré-gelatinização, embora tais processos também possam ser aplicados ao amido, antes ou após a substituição com um ou mais tipos de funcionalidades.

[0018] Pensa-se que amidos substituídos agem como aglutinantes eficientes para a fase orgânica de placas de gesso, por exemplo, gipsita, aumentando desse modo a resistência do núcleo da placa de gesso. Preferivelmente, o amido é insolúvel em água fria, mas dissolve a uma temperatura de processamento superior durante a formação, assentamento, ou secagem da placa de gesso. Isto é pensado para limitar a migração excessiva do amido, de modo que ele permanece no núcleo da placa de gesso, para fornecer um aglutinante para os cristais de gipsita.

[0019] O amido substituído pode compreender amido hidroxietilado, hidroxipropilado e/ou acetilado. Preferivelmente, o amido é um amido hidroxietilado.

[0020] O amido pode ser um amido migratório ou um amido não migratório. Amidos não migratórios são amidos que são retidos dentro do núcleo da placa de gesso e não migram para a superfície da placa. Em contraste, amidos migratórios tipicamente migram para a superfície da placa de gesso e servem ao propósito de melhorar a ligação do núcleo da placa de gesso com o revestimento de papel (se usado).

[0021] Um exemplo de um amido não migratório que pode ser usado na presente invenção é dextrina.

[0022] Preferivelmente, no caso em que o amido está presente em um nível de pelo menos 3% em peso em relação à gipsita, o amido é um amido migratório. Surpreendentemente, foi verificado que nestes teores relativamente altos de amido, mesmo amido migratório será retido dentro do núcleo da placa de gesso em quantidades suficientes a fim de intensificar a resistência de fixação da placa de gesso. Ao mesmo tempo, o amido migratório pode ajudar a melhorar a ligação do núcleo da placa de gesso em um revestimento de papel (se usado), de modo que não existe necessidade de incluir múltiplas variedades de amido dentro da placa de gesso.

[0023] No caso em que o amido está presente em um nível de pelo menos 3% em peso em relação à gipsita, é geralmente preferido que o amido seja um amido natural, em vez de amido pré-gelatinizado. Nestes níveis relativamente altos de amido, é considerado que amido pré-gelatinizado confere viscosidade excessiva à pasta fluida de gipsita.

[0024] Em outros casos, o amido pode ser um amido pré-gelatinizado.

[0025] Em certas modalidades, o amido pode ser selecionado para ter uma baixa viscosidade (por exemplo, uma viscosidade Brookfield de menor do que 60 cps) a uma temperatura de menor do que 60°C, e uma viscosidade muito superior (por exemplo, uma viscosidade Brookfield de acima de 10000 cps) a uma temperatura de 70°C. Tais amidos são descritos, por exemplo, em US8252110, que é incorporada aqui por referência. Estes amidos têm uma reologia que é fortemente dependente da temperatura: pensa-se que, a baixas temperaturas, o amido pode ser disperso no núcleo a fim de penetrar dentro dos espaços intercristalinos. Assim que a temperatura está acima de 600C, a viscosidade do amido aumenta rapidamente até um nível muito alto para assegurar que o amido realmente permaneça no núcleo e não migre para a interface núcleo/revestimento.

[0026] Em certos casos, o amido o amido pode ser incorporado dentro do produto de gipsita pela adição de farinha (por exemplo, farinha de trigo) na pasta fluida de estuque.

[0027] Preferivelmente, o produto de gipsita inclui fibras embebidas no mesmo. Tipicamente, as fibras estão presentes em uma quantidade maior do que 2% em peso em relação à gipsita, preferivelmente maior do que 3% em peso. Tipicamente, as fibras estão presentes em uma quantidade menor do que 10% em peso em relação à gipsita preferivelmente menor do que 7% em peso. Em geral, as fibras são fibras de vidro.

[0028] Preferivelmente, o produto de gipsita é substancialmente livre de boro. Aditivos de boro são considerados por representar um risco à saúde e segurança durante a fabricação do produto de gipsita.

[0029] Em certas modalidades, o produto de gipsita é uma placa de gesso. Em geral, a placa de gesso tem revestimentos de papel. Estes revestimentos de papel podem compreender tanto fibras de celulose como fibras de vidro, à medida que se pensa que isto melhore a resistência ao fogo da placa de gesso. Em outros casos, a placa de gesso pode ter uma esteira parcialmente ou completamente embebida em sua superfície, por exemplo, uma esteira de vidro.

[0030] Em certas modalidades, o produto de gipsita compreende um aditivo hidrofóbico, tal como óleo de silicone ou cera.

[0031] Em certas modalidades, o produto de gipsita pode conter um biocida.

[0032] Em certas modalidades, o produto de gipsita pode conter um agente anti-encolhimento tal como vermiculita, microsílica, e/ou argila não expandidas, a fim de melhorar a resistência ao fogo do produto.

[0033] Certas modalidades podem incluir espuma ou agregados de peso leve tal como perlita. Tais aditivos são conhecidos na técnica para produzir placas de densidade inferior tendo espessura aceitável.

Descrição detalhada

[0034] A invenção será descrita agora apenas como forma de exemplo.

[0035] Placas de gesso de gipsita foram preparadas usando a metodologia geral seguinte:

[0036] Estuque e outros aditivos secos foram pesados dentro de um saco e agitados para misturar os mesmos. Água e aditivos úmidos foram pesados dentro de uma tigela. As fibras foram pesadas, adicionadas aos aditivos úmidos na tigela, e misturados uns com os outros usando um misturador elétrico durante 60 s.

[0037] Os aditivos em pó secos foram adicionados aos aditivos úmidos na tigela e misturados com o misturador elétrico durante 30 s.

[0038] A pasta fluida resultante foi colocada (como um sanduíche) entre as duas folhas de forro de papel e deixada hidratar durante 25 minutos medidos a partir do tempo de misturação. A placa foi então deixada secar em um forno durante 1 hora a 160°C.

[0039] As placas de gesso resultantes eram de 15 mm de espessura.

Exemplo 1

[0040] Uma placa de gesso de gipsita foi preparada a partir dos ingredientes seguintes: • estuque; • acetato de polivinila em uma quantidade de 6% em peso em relação ao estuque (o acetato de polivinila está disponível com o nome comercial Mowilith S1); • amido em uma quantidade de 6% em peso em relação ao estuque (o amido está disponível com o nome comercial C Flex 03408); • Fibras de vidro em uma quantidade de 3% em peso em relação ao estuque.

Exemplo 2

[0041] Uma placa de gesso de gipsita foi preparada a partir dos ingredientes seguintes: estuque; acetato de polivinila em uma quantidade de 6% em peso em relação ao estuque (o acetato de polivinila está disponível com o nome comercial Vinamul 8481); amido em uma quantidade de 6% em peso em relação ao estuque (o amido está disponível com o nome comercial C Flex 03408); Fibras de vidro em uma quantidade de 3% em peso em relação ao estuque.

Exemplo 3

[0042] Uma placa de gesso de gipsita foi preparada a partir dos ingredientes seguintes: • estuque; • acetato de polivinila em uma quantidade de 2,5% em peso em relação ao estuque (o acetato de polivinila está disponível com o nome comercial Vinamul 8481); • amido em uma quantidade de 2,5% em peso em relação ao estuque (o amido está disponível com o nome comercial Merifilm 102); • Fibras de vidro em uma quantidade de 5% em peso em relação ao estuque.

Exemplo 4

[0043] Uma placa de gesso de gipsita foi preparada a partir dos ingredientes seguintes: • estuque; • acetato de polivinila em uma quantidade de 3,75% em peso em relação ao estuque (o acetato de polivinila está disponível com o nome comercial Vinamul 8481); • amido em uma quantidade de 1,25% em peso em relação ao estuque (o amido está disponível com o nome comercial Merifilm 102); Fibras de vidro em uma quantidade de 5% em peso em relação ao estuque.

Exemplo 5

[0044] Uma placa de gesso de gipsita foi preparada a partir dos ingredientes seguintes: • estuque; • acetato de polivinila em uma quantidade de 6,25% em peso em relação ao estuque (o acetato de polivinila está disponível com o nome comercial Mowilith SI); • amido em uma quantidade de 6,25% em peso em relação ao estuque (o amido está disponível na Grain Processing Corporation com o nome comercial Coatmaster K57F); • Fibras de vidro em uma quantidade de 3% em relação ao estuque.

Exemplo 6

[0045] Uma placa de gesso de gipsita foi preparada a partir dos ingredientes seguintes: estuque; acetato de polivinila em uma quantidade de 6% em peso em relação ao estuque (o acetato de polivinila está disponível com o nome comercial Vinamul 8481); amido em uma quantidade de 0,5% em peso em relação ao estuque (o amido está disponível com o nome comercial Merifilm 102); Fibras de vidro em uma quantidade de 2% em peso em relação ao estuque.

Exemplo 7

[0046] Uma placa de gesso de gipsita foi preparada a partir dos ingredientes seguintes: estuque; acetato de polivinila em uma quantidade de 0,5% em peso em relação ao estuque (o acetato de polivinila está disponível com o nome comercial Vinamul 8481); amido em uma quantidade de 6% em peso em relação ao estuque (o amido está disponível com o nome comercial Merifilm 102); Fibras de vidro em uma quantidade de 2% em peso em relação ao estuque. Exemplo 8

[0047] Uma placa de gesso de gipsita foi preparada a partir dos ingredientes seguintes: • estuque • acetato de polivinila em uma quantidade de 4,5% em peso em relação ao estuque (o acetato de polivinila está disponível com o nome comercial Vinamul 8481); • amido em uma quantidade de 1,5% em peso em relação ao estuque (o amido está disponível com o nome comercial Merifilm 102); • Fibras de vidro em uma quantidade de 2% em peso em relação ao estuque. Exemplo 9

[0048] Uma placa de gesso de gipsita foi preparada a partir dos ingredientes seguintes: • estuque; • acetato de polivinila em uma quantidade de 1,5% em peso em relação ao estuque (o acetato de polivinila está disponível com o nome comercial Vinamul 8481); • amido em uma quantidade de 4,5% em peso em relação ao estuque (o amido está disponível com o nome comercial Merifilm 102); • Fibras de vidro em uma quantidade de 2% em peso em relação ao estuque. Exemplo comparativo 1a

[0049] Uma placa de gesso de gipsita foi preparada a partir dos ingredientes seguintes: • estuque; • amido em uma quantidade de 12% em peso em relação ao estuque (o amido está disponível com o nome comercial C Flex 03408); • Fibras de vidro em uma quantidade de 3% em peso em relação ao estuque.

Exemplo comparativo 3a

[0050] Uma placa de gesso de gipsita foi preparada a partir dos ingredientes seguintes: • estuque; • amido em uma quantidade de 5% em peso em relação ao estuque (o amido está disponível com o nome comercial Merifilm 102); • Fibras de vidro em uma quantidade de 5% em peso em relação ao estuque.

Exemplo comparativo 5a

[0051] Uma placa de gesso de gipsita foi preparada a partir dos ingredientes seguintes: • estuque; • amido em uma quantidade de 12,5% em peso em relação ao estuque (o amido está disponível na Grain Processing Corporation com o nome comercial Coatmaster K57F); • Fibras de vidro em uma quantidade de 3% em relação ao estuque Fluidez

[0052] O diâmetro de queda foi medido como um indicador de fluidez da pasta fluida de estuque que foi usada na produção das placas de gesso. O procedimento foi realizado em linha com padrão British EN13963. O diâmetro foi medido antes da pasta fluida ter sido submetida a vibração mecânica. Os resultados são especificados na tabela 1. Tabela 1

Expansão com umidade

[0053] Expansão com umidade foi medida de acordo com ASTM D1037 a partir das condições iniciais de 23°C e umidade relativa de 50% para condições finais de 20°C e umidade relativa de 90%. As amostras eram de 200 mm de comprimento e 50 mm de espessura. Os resultados são especificados na tabela 2. Tabela 2

Resistência a retirada de parafusos

[0054] Testes de retirada de parafuso foram realizados em amostras medindo 100 mm por 100 mm que tinham sido condicionadas a uma temperatura de 23°C e uma unidade relativa de 50%. Um parafuso para madeira de uma única rosca de 50 mm foi inserido dentro da amostra, passando através de um elemento de transferência de carga de metal posicionado na superfície da amostra. O elemento de transferência de carga tem uma primeira porção que é configurada para estar entre a cabeça do parafuso e a superfície da amostra, e uma segunda porção que é configurada para se encaixar com uma máquina de teste a fim de permitir que uma carga seja aplicada no parafuso ao longo do eixo do parafuso. O parafuso foi apertado para um torque de 1 Nm.

[0055] A amostra foi então montada em uma máquina de teste Zwick Universal e uma pré-carga de 10 N aplicada ao parafuso ao longo do eixo do parafuso. Subsequentemente, a carga foi aumentada colocando uma velocidade constante na cruzeta de 10 mm/minuto até que a retirada foi alcançada.

[0056] Os resultados são especificados na tabela 3. Estes são médias, cada tomada de 8 amostras. Tabela 3

Claims

1. Painel de gipsita, caracterizado pelo fato de que compreende um primeiro aditivo polimérico e um segundo aditivo polimérico distribuídos no mesmo, em que o primeiro aditivo polimérico é acetato de polivinila e o segundo aditivo polimérico é amido; o painel de gipsita tendo fibras de vidro embebidas no mesmo em uma quantidade maior que 2% em peso e menor que 10% em peso relativo a gipsita; em que a quantidade total dos primeiro e segundo aditivos poliméricos é maior que 4% em peso e menor que 15% em peso relativo a gipsita.

2. Painel de gipsita de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro aditivo polimérico está presente em uma quantidade igual a ou maior do que o segundo aditivo polimérico.

3. Painel de gipsita de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o amido é amido etilado.