CN101861287A - 吸音隔音板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及吸音板及其制备方法，以及用于制备上述吸音板的组合物。

Description

吸音隔音板及其制备方法
技术领域
本发明涉及吸音板及其制备方法，以及用于制备上述吸音板的组合物。
背景技术
水硬性粘合剂的组合物已经日益增加地与其他材料结合使用以形成复合结构。这些结构通常包括水硬性粘合剂组合物的不同厚度的层以及各种纤维材料。当纤维材料形成片材并置于水硬性粘合剂组合物的外表面上时，其被称作表面层(facer)。当纤维材料围绕水硬性粘合剂的组合物时，内部成分被称作芯(core)。
板通常包括两片覆盖基于水硬性粘合剂(特别是石膏灰泥)的芯的具有一定拉伸强度的表面层材料，例如纸。其他类型的板不必具有表面层，特别是被模制成成型制品的用于隔音的那些。
在这两种情况中，需要的是通过例如向用于制备芯的浆料中引入空气来使芯变轻。在芯中引入的空气以气泡的形式出现。已知增加空气的量直至渗透可改进板的吸音性能，但是这也损害了机械阻力。
因此，难以制备既具有令人满意的吸音特性又具有令人满意的机械特性的板。
由此，需要同时具有令人满意的声学和机械学性能的板，特别是石膏板，以及该板的制备方法。
因此，仍需要既吸音又耐压缩的基于水硬性粘合剂的板。
发明内容
本发明还提供包括所述组合物的板和浆料。
本发明的第一个目的是提供一种组合物，其包括至少
-水硬性粘合剂；和
-起泡剂
并具有
-孔隙率≥0.55；
-10000至200000N·s·m-4的流阻率；
-1.2至3.4的曲率；
-10微米至60微米的粘性特征长度；
-60微米至1000微米的热特征长度，
并具有
-根据修正的ASTM C472测量的至少0.30兆帕的压缩强度。
本发明还涉及一种包括芯的吸音板，其中所述芯包括至少水硬性粘合剂和糖苷化合物。
本发明还涉及一种制备吸音板的方法，该方法包括如下步骤：
a)预混合水硬性粘合剂和水；
b)加入糖苷化合物；
c)向步骤b)获得的浆料中注入空气并混合；
d)模铸充气的浆料；
e)凝固模铸的浆料。
最后，本发明涉及包括至少本发明的板、涂层和固定系统的组件。
本发明使得人们能够克服上述的不便之处。特别地，本发明提供既吸音又耐压缩的基于水硬性粘合剂的板。
根据特定的具体实施方案，本发明还具有如下的有利特征：
-可使用衍生自可再生原材料的起泡剂(例如衍生自如玉米或马铃薯淀粉的葡萄糖苷以及衍生自如椰子或棕榈仁油的天然脂肪醇)；
-本发明的物体的良好吸音性能使得它们可用于声学应用；
-此外，在本发明的板的芯中的压缩强度带来改进的处理。压缩强度在运输和安装过程中也是重要的。只要芯不倒塌，覆盖板的芯的表面层(如果存在)就会提供大部分的弯曲强度。本发明的声学芯的高压缩强度提供了在处理过程中具有改进的刚性，并在支撑于常规螺杆上时更耐久的板。
-令人惊奇地，本发明的组合物即使在接种后也不会增加表面上的霉菌生长。因此，本发明基本上避免了经常是昂贵的且存在健康问题的杀菌剂的特别加入。
-在本发明的板的芯中的压缩强度带来改进的耐表面缺陷性。特别地，声学天花板应用经常受到低角度光线的照射。面板上的压痕在天花板上产生令建筑师和室内设计专家不满意的难看阴影。这样的缺陷可因本发明而得以减少。
术语“吸音板”应被理解为吸收声音的多孔板。其是指能够耗散板的多孔结构内的声能的板。
具体实施方式
现在将更详细地描述本发明，但本发明并不受限于如下的说明。
在第一个具体实施方案中，本发明为一种组合物，其包括至少
-水硬性粘合剂；和
-起泡剂
并具有
-孔隙率≥0.55；
-10000至200000N·s·m-4的流阻率；
-1.2至3.4的曲率；
-10微米至60微米的粘性特征长度；
-60微米至1000微米的热特征长度；
并具有
-根据修正的ASTM C472测量的至少0.30兆帕的压缩强度。
在第二个具体实施方案中，本发明为包括上述组合物的浆料。
用于本发明的成分
本发明的组合物或浆料包括水硬性粘合剂。水硬性粘合剂为遇水凝固的材料。优选地，其为可水合的煅烧石膏，被称作灰泥、灰墁(stucco)、硫酸钙半水合物(hemi hydrate)或者硫酸钙半水合物(semi-hydrate)(或者可选择地，无水石膏)。在石膏通过本领域技术人员公知的任何方法煅烧之前，其来源可以为天然或合成制备的石膏，优选合成制备的石膏。
可水合的煅烧石膏材料通常为中值粒径为5至100微米的细粒粉末。本发明的特定具体实施方案被特别设计为凝固时间为30分钟以下，优选20分钟以下，更优选10分钟以下的快速凝固水硬性粘合剂。用于本发明的组合物中的最优选的水硬性粘合剂之一为可水合的烟气脱硫(FGD)灰泥。
FGD石膏灰泥的特别的优点为更高纯度、更均匀和更微细的粒子尺寸、更淡的颜色且无磨粒。相比与较低纯度的天然石膏灰泥而言，更高的纯度使得每单位重量有更多的水硬性粘合剂具有普遍改进的强度。均匀细粒被更均匀且完全地煅烧更均匀的凝固时间。更淡的颜色在美学上更令人愉悦。在石膏灰泥中没有磨粒导致输送设备和混合器部件的更少磨损。
本发明的浆料包括水。在凝固前的浆料中最终的水与灰泥比(W/P)优选为0.3至0.9，更优选为0.45至0.75，且最优选为0.55至0.65。
本发明的组合物或浆料包括起泡剂。
本发明的起泡剂应被理解为能够使包含水硬性粘合剂的组合物起泡的任何合适的化合物或任何表面活性剂。
本发明的合适的起泡剂优选为亲水/亲油平衡(即HLB)为5至18，优选为7至15，更优选为9至13的非离子型起泡剂。
本发明的合适的起泡剂优选为烷基多糖。
适合作为本发明的起泡剂的烷基多糖为具有含8至22个碳原子，优选大约10至大约16个碳原子，最优选12至14个碳原子的疏水基团，以及含1至10个糖单元(例如半乳糖苷、糖苷、果糖苷、葡糖基、果糖基和/或半乳糖基单元)的多糖亲水基团的那些。
优选地，适合作为本发明的起泡剂的烷基多糖为具有4至22，优选4至16，更优选8至12个碳原子的烷基多葡萄糖苷。
本发明的组合物或浆料包括糖苷化合物(其也意味着涵盖了数种糖苷化合物的混合物)作为优选的起泡剂。
本发明的术语糖苷化合物是指包括与非糖部(配基)结合的糖部(糖基)的任何化合物。糖基可以包括一种或多种糖单元。如果平均存在超过一个单元，则糖苷化合物可被称为多糖苷。糖苷化合物可为(多)果糖苷化合物(如果糖基基于果糖)，(多)半乳糖苷化合物(如果糖基基于半乳糖)，(多)葡萄糖醛酸苷化合物(如果糖基基于葡萄糖醛酸)等。优选地，糖苷化合物为葡萄糖苷或多葡萄糖苷，即基于葡萄糖的糖苷。
糖苷化合物还可以为如在US 4,565,647的第1栏，第36-55行中所限定的具有通式RO(R1O)tZx的烷基多糖，更特别地为如在US 4,565,647的第2栏，第25行至第3栏第57行中所描述的烷基多糖，尤其是具有通式R2O(CnH2nO)t(Z)x的化合物。
根据本发明的一个具体实施方案，起泡剂的通式为：R-O-(C6H10O5)n-OH，其中R为具有4至22个碳原子的烷基，且n为1至3，优选1至2的整数。
优选地，R为具有8至12个碳原子的烷基。
根据本发明的一个具体实施方案，起泡剂具有下式：
Figure GPA00001138100700051
其中n为1至3，优选1至2的整数。
由Cognis制得的GLUCOPON族的分子是特别合适的，尤其是GLUCOPON 600CSUP或GLUCOPON 215CS UP。
可用于本发明的起泡剂的例子为烷基多葡萄糖苷，甜菜碱，氧化胺，烷基多糖，烷基醚硫酸盐，乙氧基化醇，烷基磺酸盐，烷基磺基琥珀酸酯。
由Huntsman销售的起泡剂，如烷基醚硫酸盐，特别是MILLIFOAM族也是特别合适的，尤其是Millifoam C。本发明的组合物或浆料优选包括0.1至2.0重量％(基于水硬性粘合剂重量的重量％)的烷基醚硫酸盐(其也意味着涵盖数种烷基醚硫酸盐化合物的混合物)，特别是0.25至0.8重量％的烷基醚硫酸盐，更特别是0.30至0.60重量％的烷基醚硫酸盐，且优选0.35至0.50重量％的烷基醚硫酸盐(基于水硬性粘合剂重量的重量％)。
有利地，上述糖苷化合物为在本发明的组合物或浆料中使用的唯一起泡剂或表面活性剂。在其他条件下，组合物或浆料优选基本上不包括任何其他的起泡剂或表面活性剂。在一个具体实施方案中，糖苷化合物占任何表面活性剂组合物的90重量％以上，有利地95重量％以上。在一个具体实施方案中，不存在其他表面活性剂或起泡剂。应该理解的是不存在任何其他起泡剂或表面活性剂也涵盖了在组合物中存在0.01重量％以下(优选0.001重量％以下)的其他起泡剂或表面活性剂的情况。
本发明的组合物或浆料优选包括0.1至2.0重量％(基于水硬性粘合剂重量的重量％)的糖苷化合物(其也意味着涵盖数种糖苷化合物的混合物)，特别是0.25至0.8重量％的糖苷化合物，更特别是0.30至0.60重量％的糖苷化合物，优选0.35至0.50重量％的糖苷化合物(基于水硬性粘合剂重量的重量％)。
本发明的组合物或浆料还可包括聚集体和/或填料和/或其他无机材料。填料的例子为气相二氧化硅、飞灰、高炉矿渣、微硅粉和细石灰石。合适的聚集体的例子为轻量级蛭石、二氧化硅、石灰石砂、珍珠岩、微球体和膨胀性页岩。
在本发明中有利地使用影响组合物或浆料的性能的添加剂，如阻滞剂/促进剂对(pairs)。阻滞剂/促进剂对的例子为常规的蛋白质灰泥阻滞剂/球磨促进剂(BMA)。
应该理解的是在本领域常规使用的任何添加剂也可用于本发明的组合物或浆料中，特别是如增稠剂或粘度改性剂或流化剂的添加剂(但并不限于它们)。如本领域技术人员能够理解的，添加剂的范围非常广。
可将本领域已知的用于改进机械和/或美学性能的树脂加入本发明的组合物或浆料中。单独或结合的有利的树脂的例子为：聚丙烯酸、聚丙烯醇、氟聚合物及其混合物。这些类型的树脂可与共聚物或其他结合体结合，例如苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯基-乙酸酯-乙烯共聚物以及丙烯酸酯共聚物。
本发明的组合物或浆料还可包括增稠剂(又称作稳定剂)。增稠剂通过增加基体中水的粘度或通过借助起泡剂稳定气泡的形成来发挥作用。本领域技术人员能够理解的是聚乙烯醇为合适的气泡稳定剂。
本发明的组合物或浆料还可包括粘度改性剂，例如水溶性粘度改性剂。例子为聚合物(纤维素，多元醇，聚氨酯，聚酯，聚醚，聚丙烯酸，其共聚物或三聚物)、粘土(改性/天然)、气相二氧化硅、疏水改性添加剂或表面改性添加剂。
本发明的组合物或浆料可以包括流化剂，该流化剂被有用地引入石膏浆料中以最小化水与煅烧石膏的比例。可将流化剂(又称作减水剂或增塑剂)加入(例如通过泵)含水石膏浆料中以增加浆料的流动。这样的流化剂的一些例子为羧酸酯化合物，例如聚羧酸醚。优选的添加剂为聚羧酸醚等。
本发明的组合物或浆料可包括结块剂，该结块剂优选被引入浆料中以停止水硬性粘合剂遇水的凝固。结块剂又称作钙螯合剂，也可用作含水石膏浆料中的减水剂以增加浆料的流动。可以使用具有钙螯合官能度的任何合适的产品。结块剂通常与解块剂成对使用。典型的结块解块对为聚丙烯酸钠/硫酸铝和膦酸钠/硫酸锌。
本发明可在不存在纤维的情况下进行。不存在纤维意味着纤维量为0.01重量％以下(基于水硬性粘合剂重量的重量％)，优选0.001重量％以下，且优选根本不存在纤维。纤维为本领域通常使用的任何纤维。“不存在纤维”并不排除存在纤维素材料，尤其是源自回收材料的纤维素材料，其经常用于本领域中。
有利地，在特定的具体实施方案中，本发明的组合物或浆料不包括纤维。
本发明的组合物可具有引入组合物中的大量空气空隙以吸收声音。空气空隙的量可来自两个来源，即当适宜的水自组合物干透时产生的水空隙和当空气注入浆料中时产生的空气空隙。
水空隙比空气空隙小，因此在较高频率和较高水∶灰泥比下对吸音具有很少的贡献。
空气空隙比水空隙大，且趋于相互连接，这使得组合物能够吸音。
根据本发明，术语“孔隙率”是指由于存在空气空隙而引起的孔隙率与得自水的蒸发的孔隙率(水空隙)的总和。因此，孔隙率值考虑了空气空隙和水空隙。
根据本发明的另一方面，本发明的组合物可具有
-孔隙率≥0.55；
-10000至200000N·s·m-4的流阻率；
-1.2至3.4的曲率；
-10微米至60微米的粘性特征长度；
-60微米至1000微米的热特征长度。
优选地，本发明的组合物
-孔隙率为≥0.70；
-流阻率为50000至180000N·s·m-4；
-曲率为1.3至2.5；
-粘性特征长度为15微米至50微米；
-热特征长度为70微米至500微米。
更优选地，本发明的组合物
-孔隙率为≥0.76；
-流阻率为100000至160000N·s·m-4；
-曲率为1.4至2.3；
-粘性特征长度为15微米至40微米；
-热特征长度为80微米至300微米。
这5个参数对应于已由如下书中的Biot-Johnson-Allard模型很好地描述的那些：J.F.Allard，Propagation of Sound in Porous Media，ElsevierApplied Science，1993：
-孔隙率如上所定义；孔隙率可简单地通过比重法测量；
-流阻率是指气体容积排量的速率，即在一个时间段内流过一个区域的材料量。气流阻力等于当恒定空气层流经过多孔样品时在多孔样品的两侧之间测得的压力损失。流阻率因此等于空气压力与流率之比乘以样品表面除以样品厚度。
-曲率是指材料内部结构的复杂度；
-热特征长度表征空气与刚性构架之间的热交换。这是参与热交换的孔的有效尺寸的量度。对于石膏芯，这直接涉及气泡尺寸。
-粘度特征长度表征空气与刚性构架的粘性相互作用。这是参与粘性相互作用的孔的有效尺寸的量度。对于石膏芯，这直接涉及空气空隙之间的相互连接的尺寸。
存在数种可用于测量特征长度和曲率的方法。实现测量的最精确的方式在于声学模型的反分析。描述这些方法的科学参考文献为：
-X.Olny，R.Panneton和J.Tran-van在Poromechanics II，Actes de la2nde conférence de BIOT，2002中的An indirect acoustical method fordetermining intrinsic parameters of porous materials。
根据本发明的另一方面，本发明的组合物可具有的密度为250至450千克/立方米，特别地为320至420千克/立方米，更特别地为340至380千克/立方米，优选350至360千克/立方米，更优选等于360千克/立方米。
本发明的组合物具有吸音性能。
在另一具体实施方案中，本发明为包括本发明的组合物的浆料。
本发明的组合物或浆料可用于制备吸音板，特别是石膏板的芯。因此，本发明提供了包括芯的板，所述芯包括本发明的组合物。该板为吸音板，具有根据修正的ASTM E1050-98(参见如下实施例3)测得的至少0.3，优选至少0.5，最优选至少0.6的吸音平均值(SAA)。特别地，该板具有根据修正的ASTM C472测得的至少0.30兆帕的压缩强度。更特别地，该板具有至少0.40兆帕，优选至少0.50兆帕，且更优选至少0.60兆帕的压缩强度。
在第三个具体实施方案中，本发明还提供了一种包括芯的吸音板，其中所述芯包括至少水硬性粘合剂和糖苷化合物。
作为一种改进，发明还提供了一种包括芯的吸音板，其中所述芯包括至少水硬性粘合剂、水和糖苷化合物。
优选地，本发明的吸音板的水硬性粘合剂为凝固石膏灰泥。
更优选地，本发明的吸音板的凝固石膏灰泥为烟气脱硫凝固石膏灰泥(FGD)。
如上对于组合物和浆料所述，吸音板包括糖苷化合物，特别是烷基多糖苷或烷基多葡萄糖苷。
在一个优选的具体实施方案中，吸音板包括C4-C16烷基多糖苷或C4-C16烷基多葡萄糖苷。
优选地，吸音板包括0.1至2.0重量％的糖苷化合物，特别地0.25至0.8重量％的糖苷化合物，更特别地0.30至0.60重量％的糖苷化合物，且优选0.35至0.50重量％的糖苷化合物(基于水硬性粘合剂的重量的重量％)。
如上根据本发明的任何具体实施方案所述，吸音板特别地指具有根据修正的ASTM E1050-98(参见如下实施例3)测得的至少0.3，优选至少0.5，最优选至少0.6的吸音平均值(SAA)的板。
特别地，本发明的吸音板具有根据修正的ASTM C472测得的至少0.30兆帕的压缩强度。更特别地，本发明的吸音板具有至少0.35兆帕，优选至少0.40兆帕，且更优选至少0.50兆帕的压缩强度。
在特定的具体实施方案中，本发明的吸音板具有根据修正的ASTM C472测得的至少0.30兆帕的压缩强度，以及根据修正的ASTME1050-98测得的至少0.65的吸音平均值。
在特定的具体实施方案中，本发明的吸音板具有根据修正的ASTM C472测得的至少0.40兆帕的压缩强度，以及根据修正的ASTME1050-98测得的至少0.65的吸音平均值。
在特定的具体实施方案中，本发明的吸音板具有根据修正的ASTM C472测得的至少0.50兆帕的压缩强度，以及根据修正的ASTME1050-98测得的至少0.65的吸音平均值。
本发明的组合物可用于制备吸音板的芯。由此获得的吸音板的芯可由本发明的组合物制得，或者部分由本发明的组合物制得而芯的其余部分由常规灰泥芯组合物制得。
在另一具体实施方案中，包含本发明的组合物的吸音板可包括纸、加固接头或邻接接头。纸是指用于形成板的正面或背面的纸。
本发明的另一目的是包括至少本发明的组合物的隔音系统。该系统的优点在于在空腔内无需使用任何吸收材料即可改进隔离系统。
根据本发明，术语“系统”应理解为至少一个板、至少一个构架和至少一个固定元件的组件。
隔音系统可以包括含有本发明的组合物的板。
根据第一个具体实施方案，本发明的隔音系统为包括至少一个构架、至少一个任何已知的石膏板和至少一个包括本发明的组合物的板的分隔物。
根据第一个具体实施方案的系统提供了以Rw+c表示的至少5dB的改进。
Rw+c为加权声衰减指数，表示了墙壁或其他建筑结构提供隔音的能力。Rw+c在声学测试实验室中根据如下方法测量：EN ISO 140第3部分Standard Test Method for Laboratory Measurement of Airborne SoundTransmission Loss of Building Partitions and Elements，并在声学测试实验室中根据如下方法计算：EN ISO 717第1部分-Rating of soundinsulation in buildings and in building elements。
图2提供了本发明的隔音系统的一个具体实施方案，其中C表示壁骨，A表示任何已知的石膏板，且B表示包括本发明的组合物的板。
根据第二个具体实施方案，本发明的隔音系统为包括至少一个构架、至少一个板的分隔物，所述板具有包括本发明的组合物的至少一层。
根据第三个具体实施方案，本发明的隔音系统为包括至少一个壁骨、至少一个板的分隔物，所述板具有包括本发明的组合物的至少一层，且所述板在一侧是气密的。
适于本发明的气密的板为具有撇渣面层(skimming coat)的板。这样的撇渣面层降低了板的表面的孔隙率，并完成(finishes)了表面呈像(surface rendering)。所述撇渣面层可例如用在300克/平方米下施用的标准预拌(readymix)化合物制得，例如获自Lafarge的P852。
根据本发明，术语“气密”应被理解为具有200 001N·S·M-4以上的流阻率。
适合本发明的隔音系统的构架为可用于分隔物的所有构架或壁骨。
适合本发明的隔音系统的已知石膏板为可用于分隔物的所有已知石膏板。
本发明的另一目的是包括至少本发明的板、涂层和固定系统的组件。
制备组合物和板的方法
本发明提供了一种制备吸音板的方法，该方法包括如下步骤：
a)预混合水硬性粘合剂和水；
b)加入糖苷化合物；
c)向步骤b)获得的浆料中注入空气并混合；
d)模铸充气的浆料；
e)凝固模铸的浆料。
根据本发明的方法，水硬性粘合剂可以为石膏灰泥。
在步骤b)的过程中引入的糖苷化合物可以为烷基多糖苷或烷基多葡萄糖苷，特别地为C4-C16烷基多糖苷或C4-C16烷基多葡萄糖苷。
本发明的方法可以包括进一步的步骤。特别地，步骤a)可以包括预混合水硬性粘合剂与水和结块剂的步骤。本发明的方法可以进一步包括向充气的浆料中引入解块剂的步骤。可选择地，步骤a)可以包括预混合水硬性粘合剂与水和阻滞剂的步骤。而且，本发明的方法的步骤d)(模铸充气的浆料)可以包括将充气的浆料沉积在表面层上的步骤，所述方法还包括：
-用另一表面层覆盖沉积的浆料，
-由沉积的浆料形成带状物，以及
-将带状物切割成板。
特别地，本发明的方法可以包括将充气的浆料沉积至模具中的步骤。
根据本发明，模铸必须被理解为以任何方式定型。
本发明提供了制造组合物和板的两个具体实施方案，但本发明并不受限于此。
根据一个具体实施方案(此后称作半分批具体实施方案)，本发明的板可以通过在主混合器中将石膏灰泥、水、流化剂、促进剂和结块剂混合在一起(优选分散在部分或全部的定量水中)而制得。获得结块的且未起泡的石膏灰泥。将浆料连续泵送至第二混合器中。在浆料进入第二混合器之前，将起泡剂(糖苷化合物溶液)连续注入浆料中。第二混合器即空气混合器(例如旋转、振动搅拌器)实现浆料的充气和起泡。通过第二混合器的搅拌速度调节产生的气泡尺寸。在第二混合器后，起泡的浆料还被送至第三混合器，其中在进口加入解块剂。第三混合器实现浆料与解块剂的混合，由此使得起泡的浆料变为解块的(相对于凝固而言)。第三混合器可以为例如一个或多个静态混合器(任选地具有低旋转运动)。然后将起泡且解块的浆料沉积在表面层上。可将第二表面层施用于浆料的暴露表面和胶粘至第一表面层的边缘。板的横截面通过形成的板调节并通过传送带传送直至浆料凝固。然后将连续板定长切割，并在制备石膏墙板的领域中公知的热的通风墙板干燥器中进行干燥以提供最终的板。
可选择地，根据一个具体实施方案(其后称作连续具体实施方案)，板可以通过在主混合器中将石膏灰泥、水、流化剂、阻滞剂和促进剂(加入以阻滞灰泥的凝固)混合在一起而制得。主混合器为连续混合器。然后将由此制得的浆料连续倒入储罐中，并从该储罐将浆料泵送至第二混合器。浆料在储罐中停留的时间优选较短。在浆料进入第二混合器之前将起泡剂(糖苷化合物溶液)注入浆料中。第二混合器为类似于在上述半分批具体实施方案中所述的空气混合器，其实现浆料的充气和起泡。然后将起泡的浆料直接沉积在表面层上而无需第三混合器和解块剂。其余过程如在上述半分批方法中所述。
优选地，在充气步骤过程中注入空气的量(根据第一或第二个具体实施方案)使得干燥的板获得大约310千克/立方米的密度。
在本发明的两种方法的任何一个中，可以使用直接空气注入，如在文献US 2005/0219938中公开的那样，其内容在此引入作为参考。
用于制备板的表面层材料(也称作衬里或纸)为在本领域以常规方式使用的那些。表面层可以为纸。可选择地，表面层材料可以为无纺毡，优选玻璃毡或由其他纤维(例如合成纤维或纤维素纤维与合成纤维的混合物)形成的毡。水泥质的浆料可部分或全部渗入表面层中，或者表面层甚至可嵌在水泥质芯中。
如下方法中的步骤是在本领域中常用的且易于由本领域技术人员确定和实施的那些：用第二表面层覆盖浆料，形成预成型体(经由在常规墙板成型板下通过)，使石膏浆料凝固(负载在传送带上)，从凝固材料的连续带状物切割板，倒置板以暴露板的底面，在墙板干燥器中干燥板，任选地用增强粘合剂进行涂布。
可选择地，可将起泡的浆料模制成瓦，如在声学瓦制造领域中通常实践的那样。
本发明还涉及可由本发明的方法获得的产品。
图1提供了本发明的组合物，特别是石膏芯的微结构的图片(SEM图片)。
图2提供了本发明的隔音系统的一个具体实施方案。
以下实施例说明但不限制本发明。
实施例
实施例1-根据第一个具体实施方案的方法制备板
在搅拌釜(主混合器)中，使用如下成分制备浆料：
-15克球磨促进剂(BMA，获自法国Carpentras工厂)，其包含50％的石膏，40％的淀粉和10％的木质素磺酸钙；
该BMA通过共研磨制得，粒径分布为D10＝3+/-1微米，D50＝15+/-3微米和D90＝60+/-5微米；
-9.45千克水；
-24克Coatex TP169(获自Coatex的聚丙烯酸盐结块剂)；
-15克球磨促进剂(BMA，获自法国Ottmarsheim工厂)，其包含石膏、淀粉和木质素磺酸盐；
-35.7克Optima 100(获自Chryso的膦酸盐流化剂)；
-363克Vinnapas CEF52W(获自Wacker的乙酸乙烯酯树脂)。
将由此获得的主要浆料以1升/分钟的流率泵送至管中。将获自Cognis的由在水中稀释61.1克Glucopon(400克Glucopon和600克水)制得的Glucopon 215 CS UP溶液(包含64重量％的烷基多糖苷表面活性剂)通过注射泵连续注入主要浆料的循环管中(流率：10克/分钟)。由此，包含在浆料中的活性材料的平均浓度为0.11％。
然后，主要浆料进入以450rpm旋转的Mondomix空气混合器[机器类型：minimondo H1776，容量5-50千克/小时，由Haas Mondomix配送(第二混合器)]，其中以1.5升/分钟至2.5升/分钟的流率引入空气从而发生起泡。
然后，将起泡的浆料传送至第三混合器中，在其中加入硫酸铝溶液(解块剂)并将其不断混入起泡的浆料中。所述硫酸铝溶液用85克硫酸铝粉末以150克/千克的活性含量制得。注入速率为27克/分钟。所述第三混合器为30厘米长的垂直静态混合器，其具有基于Kenics
Figure GPA00001138100700142
几何学20毫米的直径。在混合器的出口处，将浆料直接沉积在衬里上，并在浆料的顶部施用第二衬里，且使其凝固。在第三混合器与衬里之间的距离为10厘米。
所用衬里为由Johns Manville提供的FF 0.55/6。该衬里为通过20克/平方米的丙烯酸与聚乙烯醇聚合物的共混物粘合在一起的8微米纤维的无纺玻璃毡。在干燥器后，将15至30克/平方米的丙烯酸树脂粘合剂的涂层施用于板。
实施例2-根据第二个具体实施方案的方法制备板
在主混合器中，以1千克/分钟的流率连续引入粉末预混物。粉末预混物由如下组分组成：
-获自Ottmarsheim工厂(法国)的石膏半水合物，使得水与灰泥比为0.58；以及
-每千克石膏半水合物1克球磨促进剂(BMA，见上)。
还将以下液体成分引入混合器中：
-410克/分钟的水；
-57克/分钟的聚丙烯酸钠溶液(Coatex TP1431EXP：获自Coatex的流化剂)，该溶液为商用溶液的1/10稀释液，从而使得在活性材料中的重量浓度相对于石膏半水合物为0.3％；
-50克/分钟的天然产物与蛋白质溶液的共混物(Plastretard L：由意大利的Sicit，Vincenza Chiampo提供的阻滞剂)，其包含6克/千克的初始商用溶液；
-50克/分钟的获自Riedal de
Figure GPA00001138100700151
的K2SO4溶液，其包含100克/千克的活性材料。
K2SO4旨在提供最终的凝固和硬化的加速。
W/P比为0.58。如果需要可以加入强度增强溶液。当进行塌落测试(用50毫米高和60毫米宽的环)时，塌落的直径为205至240毫米。凝固时间为6.5分钟至7.5分钟(基于刀测试)，或者其可以通过改变Plastretard的量进行调节。如果Gilmore测试表明凝固时间为9分钟以下，则可相应调节K2SO4。
由此制得的浆料离开主混合器，并连续传送至直径为20毫米、高度为200毫米的圆筒形储罐的顶部。然后在储罐的底部以1升/分钟的流率将浆料泵送至管中使得在储罐中的材料的量保持恒定。如通过染料浓度演变技术所测量，在储罐中的平均通过时间为5秒以下，且停留时间分布窄(在进入储罐后95％的浆料在10秒以内离开储罐)。
将获自Cognis的由400克Glucopon和600克水制得的Glucopon215CS UP溶液(包含64重量％的烷基多糖苷表面活性剂)通过注射泵连续注入主要浆料的循环管中(流率：13克/分钟)。由此，在活性材料中的浓度相对于石膏半水合物为大约0.3重量％。
然后，主要浆料进入以300-500rpm(优选400-450rpm)旋转的Mondomix
Figure GPA00001138100700161
空气混合器(第二混合器)，其中以2.5升/分钟的流率引入空气从而发生起泡。在离开空气混合器之后，将起泡的浆料沉积在衬里上，在顶部加入第二衬里之后使其凝固。空气混合器与衬里之间的距离小于10厘米，沉积的方向为水平的。
所用衬里为由Johns Manville提供的FF 0.55/6。该衬里为通过20克/平方米的丙烯酸与聚乙烯醇聚合物的共混物粘合在一起的8微米纤维的无纺玻璃毡。
实施例3-分析测试
在最后的混合器(即在连续过程中的第二混合物，在半分批过程中的第三混合器)的出口处获取根据实施例1和2制备的起泡的浆料的样品。
将一些样品置于20毫米高、75毫米宽的杯子中，在杯子中使其凝固。这些样品用于分析机械性能(压缩测试)。但是，也有可能直接在板上进行分析。绘制力位移曲线，测量断裂前的强度并转换为对应的以兆帕计的压力。
将其他样品置于100毫米高、45毫米宽的杯子中，在杯子中使其凝固。随后提取2厘米高的切片，用于分析石膏芯的声学性能。声学通过Kundt管测量评估，该测量能够改变垂直穿过样品的入射波的频率。然后，通过假设a)考虑材料和天花板之间200毫米空间(plenum)的效果，和b)计算能够由垂直入射结果的变换预测材料的真实扩散场行为，从而将在Kundt管中进行的垂直入射测量转换为如在ASTMC-423中所定义的吸音平均值(SAA)的估计。获得该预测校正的实际方法可在例如A.London，The determination of reverberant soundabsorption coefficients from acoustic impedance measurements，J.Acoust.Soc.Am.22(2)，第263-269页，1950或在L.L.Beranek LL.NoiseReduction.NewYork：McGraw-Hill；1971(第13章)中找到。
由此本发明的方法接近于ASTM E1050-98，因此，在本申请中将其称为“修正的ASTM E1050-98”。
当仅可获得少量材料时，在小样品上获得SAA的估计。如果以较大量制备材料，则可直接在声学室(又称作回响室)中评估SAA。更准确地，3600毫米×3000毫米的地板表面(在200毫米空间上支撑起金属构架)用每600毫米负载的19.5毫米厚的本发明的板覆盖。支撑处的接头用50毫米宽的塑料胶带粘住。将全向扬声器置于回响室的一个位置上以发出在感兴趣频段上的连续谱。当声音发射停止时，在八个不同的位置测量声音衰减，同时通过旋转麦克风记录声源。等效吸音面积的计算由国际标准ISO 354计算，并使用Sabine公式：A＝X(V/Tr)限定，其中X为空气温度和湿度系数(标准条件为0.16)，V为以立方米计的室的体积，Tr为以秒计的回响时间。在适当位置在无试样时(A1)，然后在有试样时(A2)进行吸音面积的测量。以平方米计的室的吸音面积为A1-A2。对于每个频段，计算测试试样的吸音系数。α＝(A1-A2)/S+α1，其中α1为单独的衬里的性能。在声学室中，本发明的板必须用衬里或表面层覆盖，而小样品则不需要。声学领域的专家已知板的芯和衬里两者各自的表征足以计算板的声学行为。因此，如果衬里的声学特征是已知的，则在室内测量的SAA和通过应用“修正的ASTM E1050-98”法对芯和衬里进行的SAA评估提供非常接近的结果。因此，可以任一方式评估SAA。
机械和声学结果呈现在如下表1中。将根据实施例2)的连续过程的每个样品标记为“C”。注入空气的量以及产品的最终密度，对于连续过程是经由恒定空气流量下空气混合器的速度进行调节，对于半分批过程是经由恒定空气混合器速度下的空气流量进行调节。
根据修正的ASTM C472法测量实施例试样的压缩强度。将75毫米的圆形样品脱模，称重，并测量厚度和直径。厚度必须为至少20毫米，并计算3次直径测量的平均值。将样品在45℃的通风烘箱中干燥至恒重，并在干燥器中冷却至25℃。从干燥器中移出样品并置于压缩强度压盘的中央。将十字头降低在试样上直至载荷传感器检测样品且载荷传感器被调零。以4毫米/分钟的十字头速度施加力，自初始载荷至弹性破坏再至塑性破坏，然后减少力。每0.01秒记录力和十字头的位移直至试样的塑性破坏。将力与十字头位移绘图以确定在弹性破坏时的力。对于每个样品，将对应于图中线性塑性区域的最低点的力看作弹性破坏力。将弹性破坏时的力(以牛顿计)除以试样的面积(以平方毫米计)，将其报告为压缩强度(以兆帕计)。
根据如下教导测量孔隙率、流阻率、曲率、热特征长度和粘性特征长度：
-X.Olny，R.Panneton和J.Tran-van在Poromechanics II，Actes de la2nde conférence de BIOT，2002中的An indirect acoustical method fordetermining intrinsic parameters of porous materials。
结果表明本发明同时获得了良好的机械和声学结果。
表1-用连续法制备的本发明的石膏板样品的声学和机械性能
  样品号   C1   C2   C3
  空气混合器速度(rpm)   450   400   350
  空气流量(升/分钟)   2.5   2.5   2.5
  压缩强度(兆帕)   0.68   0.61   0.49
  吸音平均值   0.79   0.76   0.76
  孔隙率   0.87   0.89   0.88
  样品号   C1   C2   C3
  流阻率(N·S·M-4)   26100   64000   67900
  曲率   1.64   1.75   1.84
  粘性特征长度(微米)   27   20   22
  热特征长度(微米)   231   251   143

Claims (29)

1.一种组合物，其包括至少
-水硬性粘合剂；和
-起泡剂
并具有
-孔隙率≥0.55；
-10000至200000N·s·m-4的流阻率；
-1.2至3.4的曲率；
-10微米至60微米的粘性特征长度；
-60微米至1000微米的热特征长度，
并具有
-根据修正的ASTM C472测得的至少0.30兆帕的压缩强度。
2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述水硬性粘合剂为凝固石膏灰泥。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述起泡剂为糖苷化合物，优选为烷基多糖苷或烷基多葡萄糖苷。
4.根据权利要求3所述的组合物，其中所述糖苷化合物为C4-C16烷基多糖苷或C4-C16烷基多葡萄糖苷。
5.根据权利要求3所述的组合物，其中所述组合物包括0.1至2.0重量％的糖苷化合物。
6.根据权利要求3所述的组合物，其中所述糖苷化合物为唯一的起泡剂。
7.根据权利要求1所述的组合物，其中
-孔隙率为≥0.70；
-流阻率为50000至180000N·s·m-4；
-曲率为1.3至2.5；
-粘性特征长度为15微米至50微米；
-热特征长度为70微米至500微米。
8.根据权利要求1所述的组合物，其中
-孔隙率为≥0.76；
-流阻率为100000至160000N·s·m-4；
-曲率为1.4至2.3；
-粘性特征长度为15微米至40微米；
-热特征长度为80微米至300微米。
9.一种包括芯的板，其中所述芯包括根据权利要求1至8任一项所述的组合物。
10.根据权利要求9所述的板，其中所述板为吸音板。
11.一种包括芯的吸音板，其中所述芯包括至少水硬性粘合剂和糖苷化合物。
12.根据权利要求11所述的吸音板，其中所述水硬性粘合剂为凝固石膏灰泥。
13.根据权利要求12所述的吸音板，其中所述凝固石膏灰泥为烟气脱硫凝固石膏灰泥。
14.根据权利要求11至13任一项所述的吸音板，其中所述糖苷化合物为烷基多糖苷或烷基多葡萄糖苷。
15.根据权利要求14所述的吸音板，其中所述糖苷化合物为GLUCOPON 600 CSUP或GLUCOPON 215CS UP。
16.根据权利要求11至15任一项所述的吸音板，其中所述芯包括0.1至2.0重量％的糖苷化合物。
17.根据权利要求11至16任一项所述的吸音板，其具有根据修正的ASTM C472测得的至少0.30兆帕的压缩强度，以及根据修正的ASTM E1050-98测得的至少0.65的吸音平均值。
18.一种制备吸音板的方法，该方法包括如下步骤：
a)预混合水硬性粘合剂和水；
b)加入糖苷化合物；
c)向步骤b)获得的浆料中注入空气并混合；
d)模铸充气的浆料；
e)凝固模铸的浆料。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述水硬性粘合剂为石膏灰泥。
20.根据权利要求18至19任一项所述的方法，其中所述糖苷化合物为烷基多糖苷或烷基多葡萄糖苷。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述糖苷化合物为C4-C16烷基多糖苷或C4-C16烷基多葡萄糖苷。
22.根据权利要求18至21所述的方法，其中步骤a)包括预混合水硬性粘合剂与水和结块剂。
23.根据权利要求18至22所述的方法，其中所述方法包括向充气的浆料中引入解块剂的步骤。
24.根据权利要求18所述的方法，其中步骤a)包括预混合水硬性粘合剂与水和阻滞剂。
25.根据权利要求18至24任一项所述的方法，其中模铸充气的浆料包括将充气的浆料沉积在表面层上，所述方法还包括：
-用另一表面层覆盖沉积的浆料，
-由沉积的浆料形成带状物，以及
-将带状物切割成板。
26.根据权利要求18至25任一项所述的方法，其中该方法包括将充气的浆料沉积至模具中的步骤。
27.一种包括至少根据权利要求9至17所述的板、涂层和固定系统的组件。
28.一种包括至少一个构架、至少一个任何已知的石膏板和至少一个包括根据权利要求1至8所述的组合物的板的分隔物。
29.一种包括至少根据权利要求1至8所述组合物的隔音系统。
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