EA017683B1

EA017683B1 - Гипсовые строительные плиты

Info

Publication number: EA017683B1
Application number: EA200900369A
Authority: EA
Inventors: Натали Агнес Гайар; Эмманюэль Анри Констан Аман Герарт
Original assignee: Бпб Лимитед
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2007-08-28
Publication date: 2013-02-28
Also published as: GB0616091D0; US20100043674A1; CA2662229C; EA200900369A1; EP2059489B1; AU2007291024A1; ZA200901305B; US8216360B2; WO2008026006A1; GB2444051A; EP2059489A1; CA2662229A1

Abstract

Способ получения гипсовой строительной плиты включает предоставление возможности водной гипсовой суспензии отверждаться с образованием плиты, в котором улучшение включает смешивание гипсовой суспензии с пеной на водной основе, полученной вспениванием воды, содержащей по меньшей мере один неионный алкилполисахаридный пенообразователь общей формулы (I) R-O-(G)x, где R представляет собой линейную или разветвленную алкильную группу, имеющую от 6 до 20 атомов углерода; G представляет собой восстанавливающую сахаридную группу, присоединенную к R при помощи простой эфирной О-глюкозидной связи; и х составляет от 1 до 10.

Description

Изобретение относится к получению гипсовых строительных плит. Эти плиты могут иметь армированную поверхность, как гипсокартон, который армирован бумажной облицовкой, или гипсовые плиты, которые армированы на поверхности или вблизи нее при помощи тканого или нетканого армирования, или армированы лишь в середине.

Гипсовую плиту обычно получают формованием суспензии гипсовой штукатурки, которая может содержать волоконное армирование, при помощи экструдера или между валками или лентами. Для получения поверхностно-армированной гипсовой плиты гипсовую суспензию перед формованием располагают между слоями поверхностного армирования. При данном расположении края поверхностного армирования или бумажной облицовки обычно герметично соединены друг с другом. После формования гипсовой плиты влажной суспензии позволяют отверждаться и отвержденную плиту режут на куски требуемой длины и высушивают с образованием готового изделия.

Обычно предварительно полученную пену на водной основе добавляют к суспензии для того, чтобы уменьшить массу получаемого готового изделия. Известны различные типы пенообразователей для применения в гипсовой суспензии, среди которых ионные поверхностно-активные вещества, такие как алкилэфирсульфаты натрия формулы

С..Н;..(С_;11О)ЛОЛа.

где п составляет от 5-22 и р обычно составляет до 4, или их аммониевые аналоги, или соответствующие алкилсульфаты, в которых р составляет 0.

В настоящем изобретении предложен способ получения гипсовой строительной плиты, имеющей улучшенные свойства, в котором в гипсовую суспензию добавляют пену на водной основе, полученную вспениванием воды, содержащей по меньшей мере один неионный алкилполисахаридный пенообразователь общей формулы (I)

К-О-(О)_Х (I) где В представляет собой линейную или разветвленную алкильную группу, имеющую от 6 до 20 атомов углерода (предпочтительно от 8 до 18 атомов углерода);

О представляет собой восстанавливающую сахаридную группу, присоединенную к К при помощи простой эфирной О-гликозидной связи; и х (который представляет собой степень олигомеризации полисахарида) составляет от 1 до 10 (предпочтительно от 1 до 3).

Полученная плита является более легкой, поскольку она содержит пузырьки воздуха в результате смешивания гипсовой суспензии с пеной на водной основе; плита, полученная согласно настоящему изобретению, имеет улучшенную прочность при сжатии по сравнению с плитой, полученной из пен, содержащих известные пенообразователи.

В вышеприведенной общей формуле К предпочтительно имеет от 8 до 18 атомов; предпочтительно от 8 до 14.

Предпочтительно О представляет собой группу глюкозы, следовательно, алкилполисахарид, предпочтительно представляет собой алкилполиглюкозид. Другие сахаридные звенья могут, однако, быть замещены в одном или более звеньях глюкозы; подобные подходящие сахаридные звенья включают мальтозу, арабинозу, ксилозу, сахарозу, фруктозу, лактозу и подобные.

Такие алкилполиглюкозиды имеются в продаже и известны как применимые для других целей, например, чистящих средств.

Предпочтительно, алкилполисахаридный пенообразователь присутствует в пене на водной основе в количестве, не превышающем 1% активных оснований, в пересчете на массу пены, предпочтительно в количестве, составляющем от 0,1 до 0,6%.

Иногда может быть приемлемо включать один или более пенообразователь дополнительно к неионному алкилполисахоридному пенообразователю формулы (I).

Алкилполисахариды могут быть получены путем переработки жирных спиртов и сахаров, таких как глюкоза, обычно в мольном соотношении от 3:1 до 10:1, при повышенных температурах (таких как от 90 до 120°С), при помощи катализируемой кислотой реакции этерификации, обычно с последующей реакцией конденсации.

Вода, из которой получают пену на водной основе, обычно представляет собой грунтовую воду или водопроводную воду, которая может быть профильтрованной. Если приемлемо, в воде, из которой получают пену на водной основе, могут присутствовать другие, не ухудшающие качество вещества, адъюванты и составляющие.

Пену обычно получают механически взбиванием содержащей алкилполисахарид воды при помощи подходящих взбивающих лопастей. Поскольку пена всегда нестабильна, ее предпочтительно смешивают с суспензией вскоре после взбивания, обычно в непрерывном процессе, так, чтобы взбитую пену непрерывно получали и смешивали с гипсовой суспензией.

Гипсовая суспензия, которую смешивают с взбитой пеной на водной основе, содержит гидратируемый гипс (сульфат кальция), который обычно получают прокаливанием гипса. Суспензия может содержать другие не ухудшающие качества минеральные вещества и/или ионы, такие как фосфат-ионы и/или

- 1 017683 ионы магния. Гидратируемый сульфат кальция может, например, представлять собой безводный сульфат кальция (ангидрит II или III) или полугидрат сульфата кальция (Са8О₄-0,5Н₂О) в альфа- или бетакристаллической форме.

Обычно гипс смешивают с водой с образованием суспензии перед смешиванием с вышеописанной пеной на водной основе; вода, из которой получают суспензию, обычно представляет собой грунтовую воду или водопроводную воду, которая может быть профильтрованной. Если приемлемо, в воде, из которой получают суспензию, могут присутствовать другие, не ухудшающие качество вещества, адъюванты и составляющие.

рН суспензии обычно находится в интервале от 6,5 до 9,5, и суспензия может содержать необязательные дополнительные составляющие, такие как крахмал, пластификаторы, водоотталкивающие средства (такие, как силиконовые масла или воски), армирующие волокна, ускорители и замедлители отверждения, ингибиторы деформации (такие, как средства, препятствующие провисанию), противоусадочные добавки, ингибиторы рекальцинирования, стабилизаторы пены, выравнивающие вспомогательные средства, бактерицидные вещества, противогрибковые вещества, регуляторы рН, красители, антипирены и наполнители (такие, как порошковое минеральное вещество или пластики, которые могут в некоторых вариантах реализации присутствовать в растянутой форме).

При получении гипсовой плиты согласно настоящему изобретению суспензия может содержать волоконное армирование, такое как стеклянные волокна (обычно резаные волокна). Гипсовая плита, полученная согласно настоящему изобретению, может быть с или без поверхностного армирования или бумажной облицовки; когда применяют поверхностное армирование, оно может быть, например, из волоконной сетки или волоконных ячеек.

Пену на водной основе обычно смешивают с суспензией в таком количестве, что пенообразователь присутствует в смеси в количестве от 1 до 10 г на квадратный метр плиты стандартной толщины (около половины дюйма, или 12,5 мм). Когда гипсовую строительную плиту получают согласно настоящему изобретению, ее предпочтительно формуют с образованием требуемой толщины посредством экструзии или прессования между валками или лентами.

Настоящее изобретение распространяется на гипсовую строительную плиту, содержащую отвержденную гипсовую суспензию, содержащую алкилполисахаридный пенообразователь, описанный выше, и на применение такого алкилполисахаридного пенообразователя при получении такой гипсовой строительной плиты.

Некоторые аспекты и признаки настоящего изобретения проиллюстрированы следующими примерами с решениями.

Примеры

1. Различные пенообразователи были разбавлены 200 мл воды с образованием раствора, имеющего концентрацию около 0,30 мас.% активного компонента. Раствор взбивали при помощи перфорированной лопасти Рейнера при скорости 2500 об/мин в течение 2 мин, с образованием густой белой пены.

2. Одновременно 1 кг гипсовой штукатурки с 4,7 г крахмала и 0,1 г замедлителя РРмРеШгб поместили в 670 г водопроводной воды при температуре около 15°С при сдвиге 1500 об/мин в течение 20 с. Пену, описанную в предыдущем пункте, вводили (в течение одной минуты после получения) в смесь при помощи ложки, и затем перемешивали при 1000 об/мин в течение еще 40 с. Массу введенной пены отслеживали с целью контроля количества введенного пенообразователя.

3. Полученную суспензию разложили в формы из полистирола, имеющие призматическую форму, приблизительно 4x4x16 см, и позволили суспензии отвердиться. Затем полученные призмы высушивали до постоянной массы при температуре около 40°С в течение около 48 ч. Для полученных блоков измерили значения прочности на изгиб и прочности при сжатии, а также плотности.

Несколько образцов были получены с изменением количества вводимой пены, с несколькими пенообразователями согласно нижеследующему.

МШйоаш С (сравнительный) - представляет собой алкилэфирсульфат натрия, имеющийся в продаже у Нипйшап, формулы С_пН_2п+1(С₂Н₄О)_р8О₄На, в которой п составляет от 10 до 12, р составляет около 2,5.

Техароп Ы8О (сравнительный) - представляет собой лаурилэфирсульфат натрия, имеющийся в продаже у Содшк, формулы С_пН_2п+1(С₂Н₄О)_р8О₄Ыа, в которой п составляет 12, р составляет около 2,5.

Ро1у51ер В25 (сравнительный) - представляет собой алкилсульфат натрия, имеющийся в продаже у 81ерап, формулы С’_||Н_2||.|8О,|№1. в которой п составляет от 10 до 12.

Техароп 1030 (сравнительный) - представляет собой децилсульфат натрия, имеющийся в продаже у Содищ, формулы С_пН_2п+18О₄На, в которой п составляет 10.

С1исороп 215 (согласно настоящему изобретению) - представляет собой алкилполиглюкозид, имеющийся в продаже у Содпщ, формулы С_пН_2п+1--О--(6)_х, в которой п составляет от 8 до 10, х составляет 1,5 и С представляет собой группу глюкозы, присоединенную при помощи простой эфирной Огликозидной связи.

Был охвачен широкий диапазон плотностей образца. В нижеприведенной таблице собраны значе

- 2 017683 ния, полученные с применением вышеупомянутых четырех поверхностно-активных веществ. Результаты показывают, что неожиданно более большая прочность при сжатии получена при применении алкилполиглюкозида, согласно настоящему изобретению, чем там, для сравнимых плотностей, где применялись общепринятые пенообразователи. Например, при применении МШйоаш С, прочность при сжатии составляет 2,1 МПа при плотности 0,71 г/см³ и 2,62 МПа при плотности 0,74 г/см³, тогда как при применении О1исороп 215, согласно настоящему изобретению, прочность при сжатии составляет 3 МПа при плотности 0,72 г/см³.

Поверхностно-активное вещество	Плотность, г/см²	Прочность при сжатии, МПа
МПИГоат С	0,71	2,1
0,74	2,6
0,76	2,9
0,83	4,2
СИисороп 215	0,72	3
0,79	3,9
0,83	4,6
Техароп 1030	0,70	2,5
0,73	3
Ро!узсер В25	0,71	2,7
0,75	3,3

Дополнительные результаты собраны в прилагаемом графике зависимости прочности при сжатии от плотности.

Для близкой плотности сердцевины применение алкилполисахаридов согласно настоящему изобретению делает возможным достижение более высоких механических характеристик по сравнению со стандартным поверхностно-активным веществом. Это позволяет сделать сердцевину более легкой при применении алкилполисахаридов согласно настоящему изобретению без ухудшения механических свойств.

Хотя данный пример демонстрирует применение пен на водной основе в гипсовых плитах можно предвидеть, что сравнимые преимущества будут достигнуты, если суспензию поместить между слоями поверхностного армирования или листами облицовки для получения гипсокартона.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения гипсовой строительной плиты, который включает получение пены на водной основе посредством взбивания содержащей пенообразователь воды, смешивание пены на водной основе с водной гипсовой суспензией, предоставление возможности слою полученной смеси отверждаться с образованием гипсовой строительной плиты, отличающийся тем, что пенообразователь представляет собой по меньшей мере один неионный алкилполисахаридный пенообразователь общей формулы (I) КО-(О)х, где К представляет собой линейную или разветвленную алкильную группу, имеющую от 6 до 20 атомов углерода, О представляет собой восстанавливающую сахаридную группу, присоединенную к К при помощи простой эфирной О-гликозидной связи; и х составляет от 1 до 10, при этом пену на водной основе смешивают с водной гипсовой суспензией в таком количестве, чтобы содержание алкилполисахаридного пенообразователя в полученной гипсовой строительной плите составляло от 80 до 800 г/м³.
2. Способ по п.1, где О представляет собой по меньшей мере одну группу глюкозы.
3. Способ по п.1 или 2, где К имеет от 8 до 18 атомов углерода.
4. Способ по любому из пп.1-3, где алкилполисахаридный пенообразователь присутствует в пене на водной основе в количестве, не превышающем 1% активного компонента в пересчете на массу пены.
5. Способ по любому из пп.1-4, где суспензию подают между находящимся на расстоянии друг от друга поверхностным армированием, таким образом, чтобы образовывалась сэндвичевая структура, и суспензии позволяют располагаться между поверхностным армированием.
6. Способ по любому из пп.1-4, где суспензия содержит волоконное армирование.
7. Способ по любому из пп.1-6, где гипсовая суспензия содержит крахмал.
8. Способ по любому из пп.1-7, где пена на водной основе не содержит дополнительного поверхностно-активного вещества.
9. Применение поверхностно-активного вещества, содержащего по меньшей мере один неионный алкилполисахаридный пенообразователь общей формулы (I) К-О-(О)х, где К представляет собой линейную или разветвленную алкильную группу, имеющую от 6 до 20 атомов углерода, О представляет собой восстанавливающую сахаридную группу, присоединенную к К при помощи простой эфирной Огликозидной связи, х составляет от 1 до 10, для улучшения прочности при сжатии гипсовой строительной плиты.
10. Применение по п.9, где О представляет собой по меньшей мере одну группу глюкозы.
11. Применение по п.9, где К имеет от 8 до 18 атомов углерода.