RU2237640C2 - Gypsum-containing article showing enhanced resistance of constant deformation, method and composition for it preparing - Google Patents
Gypsum-containing article showing enhanced resistance of constant deformation, method and composition for it preparing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2237640C2 RU2237640C2 RU2001105384A RU2001105384A RU2237640C2 RU 2237640 C2 RU2237640 C2 RU 2237640C2 RU 2001105384 A RU2001105384 A RU 2001105384A RU 2001105384 A RU2001105384 A RU 2001105384A RU 2237640 C2 RU2237640 C2 RU 2237640C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gypsum
- mixture
- panel
- calcium sulfate
- gypsum panel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способу изготовления и составу гипсосодержащих отвержденных изделий, например, гипсовых панелей, упрочненных гипсовых композитных панелей, штукатурки, подвергаемых механической обработке материалов, материалов для обработки стыков и звукоизолирующих плиток и к способам их получения и их составам. Более конкретно, изобретение включает такие отвержденные гипсосодержащие изделия, которые имеют повышенное сопротивление постоянной деформации (например, сопротивление прогибу) за счет применения одного или нескольких улучшающих агентов. В некоторых предпочтительных вариантах изобретения предусмотрено изготовление таких изделий посредством гидратации прокаленного гипса в присутствии улучшающего агента, который обеспечивает у отвержденных гипсовых материалов, полученных путем такой гидратации, повышенную прочность, сопротивление постоянной деформации (например, сопротивление прогибу) и стабильность размеров (например, отсутствие усадки в процессе сушки отвержденного гипса). Улучшающий агент обеспечивает также повышение других свойств и преимуществ при получении гипсосодержащих отвержденных изделий. В другом варианте изобретения отвержденный 2 гипс обрабатывают одним или несколькими улучшающими агентами для получения, если не такой же, то подобной, повышенной прочности сопротивления непрерывной деформации (например, сопротивления прогибу), стабильности размеров и улучшение других свойств и преимуществ гипсосодержащих изделий. В некоторых вариантах изобретения гипсосодержащее отвержденное изделие в соответствии с настоящим изобретением содержит относительно высокие концентрации солей хлористоводородной кислоты, однако исключающее вредное влияние таких концентраций солей в гипсосодержащих изделиях.The invention relates to a method for manufacturing and composition of gypsum-containing cured products, for example, gypsum panels, hardened gypsum composite panels, plaster, machined materials, materials for processing joints and soundproof tiles, and to methods for their preparation and their compositions. More specifically, the invention includes such hardened gypsum-containing articles that have increased resistance to constant deformation (for example, resistance to deflection) due to the use of one or more improving agents. In some preferred embodiments, the invention provides for the manufacture of such products by hydration of calcined gypsum in the presence of an improving agent that provides cured gypsum materials obtained by such hydration with increased strength, constant deformation resistance (e.g., deflection resistance) and dimensional stability (e.g., no shrinkage) during the drying of cured gypsum). The improving agent also provides an increase in other properties and advantages in the production of gypsum-containing cured products. In another embodiment of the invention, cured 2 gypsum is treated with one or more improving agents to obtain, if not the same, then similar, increased strength of continuous deformation (for example, resistance to deflection), dimensional stability and improvement of other properties and advantages of gypsum-containing products. In some embodiments of the invention, the gypsum-containing cured article of the present invention contains relatively high concentrations of hydrochloric acid salts, but eliminates the deleterious effect of such salt concentrations in the gypsum-containing articles.
Многие хорошо известные полезные изделия содержат отвержденный гипс (дигидрат сульфата кальция) как важный, а часто как основной компонент. Например, отвержденный гипс является основным компонентом покрытых бумагой гипсовых панелей, используемых в типовых конструкциях внутренних стен и потолков сухой кладки в зданиях (см., например, патенты США №4009062 и 2985219). Он является также основным компонентом композитных панелей и изделий из гипса/волокон целлюлозы, как описано в патенте США №5320677. Основную часть состава в продуктах, которыми заполняют и заглаживают стыки между кромками гипсовых панелей часто составляет гипс (см., например, патент США №3297601). Звукоизолирующие плитки, полезные для использования в подвесных потолках могут содержать значительное количество в процентном отношении гипса, как описано, например, в патентах США №5395438 и 3246063. Традиционные виды штукатурки, как правило, например, для использования в покрытии штукатуркой поверхности внутренних стен зданий, обычно зависят главным образом от образования отвержденного гипса. Основную часть состава многих специальных материалов, таких как материалы, полезные для изготовления моделей и форм, которые можно подвергать точной механической обработке, как описано в патенте США №5534059, составляет гипс.Many well-known useful products contain hardened gypsum (calcium sulfate dihydrate) as an important, and often as a main component. For example, hardened gypsum is the main component of paper-coated gypsum panels used in typical structures of interior walls and dry masonry ceilings in buildings (see, for example, US Pat. Nos. 4,009,062 and 2,985,219). It is also a major component of composite panels and gypsum / cellulose fiber products, as described in US Pat. No. 5,320,677. The main part of the composition in products that fill and smooth the joints between the edges of gypsum panels is often gypsum (see, for example, US patent No. 3297601). Sound insulation tiles useful for use in suspended ceilings may contain a significant percentage of gypsum, as described, for example, in US Pat. usually depend mainly on the formation of set gypsum. The bulk of the composition of many special materials, such as materials useful for making models and molds that can be machined, as described in US Pat. No. 5,543,059, is gypsum.
Большинство таких гипсосодержащих изделий получают посредством приготовления смеси прокаленного гипса (полугидрат сульфата кальция и/или ангидрид сульфата кальция) и воды (и других компонентов, по мере необходимости), заливки смеси в форму требуемой конфигурации или на плоскость и выдерживания смеси для затвердевания с образованием отвержденного (т.е. повторно гидратированного) гипса в процессе реакции прокаленного гипса с водой с образованием кристаллической решетки гидратированного гипса (дигидрата сульфата кальция). Это часто сопровождается нагревом до умеренных температур для удаления остатка свободной (непрореагировавшей) воды для получения сухого изделия. Желательна также гидратация прокаленного гипса, чтобы обеспечить образование взаимосвязанных ячеек кристаллической решетки отвержденного гипса, что тем самым придает прочность гипсовой структуре в гипсосодержащем изделии.Most of these gypsum-containing products are obtained by preparing a mixture of calcined gypsum (hemihydrate of calcium sulfate and / or calcium sulfate anhydride) and water (and other components, as necessary), pouring the mixture into the form of the desired configuration or on a plane and holding the mixture to solidify to form cured (i.e., re-hydrated) gypsum during the reaction of calcined gypsum with water to form a crystalline lattice of hydrated gypsum (calcium sulfate dihydrate). This is often accompanied by heating to moderate temperatures to remove residual free (unreacted) water to produce a dry product. Hydration of calcined gypsum is also desirable to ensure the formation of interconnected cells of the cured gypsum crystal lattice, thereby imparting strength to the gypsum structure in the gypsum-containing product.
Все гипсосодержащие изделия, описанные выше, могут быть эффективными, если повышена прочность кристаллической структуры отвержденного гипса в их компонентах, чтобы получить повышенное сопротивление напряжениям, которые могут возникнуть в них в процессе использования.All gypsum-containing products described above can be effective if the crystalline structure of the set gypsum in their components is increased in strength to obtain increased resistance to the stresses that may arise in them during use.
Существует также непрерывная тенденция получения множества таких гипсосодержащих изделий, более легких по весу, за счет замены части их основы из отвержденного гипса материалами более низкой плотности (например, со вспученным перлитом или с воздушными порами). В этих случаях возникает необходимость повышения прочности отвержденного гипса выше нормальных уровней, с тем чтобы только сохранить суммарную прочность изделия на уроне исходного продукта с более высокой плотностью, поскольку для получения прочности в изделии с более низкой плотностью в нем присутствует меньше гипсовой массы.There is also a continuous tendency to produce many such gypsum-containing products lighter in weight by replacing part of their cured gypsum base with lower density materials (for example, with expanded perlite or with air pores). In these cases, there is a need to increase the strength of cured gypsum above normal levels, in order to only maintain the total strength of the product at the damage of the original product with a higher density, since less gypsum mass is present in the product with a lower density.
Кроме того, существует потребность в более высоком сопротивлении постоянной деформации (например, сопротивлении прогибу) в структуре большинства из этих гипсосодержащих изделий, особенно в условиях высокой влажности и температуры, или даже нагрузки. Человеческий глаз, как правило, не замечает провисания гипсосодержащей панели при прогибе менее приблизительно 2,54 мм на длине панели 0,61 м. Таким образом, существует потребность в гипсосодержащих изделиях, которые обладают достаточным сопротивлением постоянной деформации на протяжении срока службы таких изделий. Например, гипсосодержащие панели и плитки часто хранят и используют в условиях, при которых они расположены горизонтально. Если кристаллическая структура отвержденного гипса у этих изделий обладает недостаточным сопротивлением постоянной деформации, особенно при высокой влажности и температуре, или даже нагрузки, то изделия могут начать прогибаться на участках между точками, где они прикреплены к нижерасположенной конструкции или опираются на нее. Это может испортить внешний вид и вызвать трудности при использовании изделий. Во многих областях применения гипсосодержащие изделия должны быть способны нести нагрузки, например, отдельные или сосредоточенные нагрузки без заметного прогиба. Таким образом, существует постоянная потребность в получении отвержденного гипса, имеющего повышенное сопротивление постоянной деформации (например, сопротивление прогибу).In addition, there is a need for higher permanent deformation resistance (for example, deflection resistance) in the structure of most of these gypsum-containing products, especially in conditions of high humidity and temperature, or even load. The human eye, as a rule, does not notice the sagging of the gypsum-containing panel with a deflection of less than about 2.54 mm along the panel length of 0.61 m. Thus, there is a need for gypsum-containing products that have sufficient resistance to permanent deformation over the life of such products. For example, gypsum-containing panels and tiles are often stored and used under conditions in which they are located horizontally. If the crystalline structure of hardened gypsum in these products does not have sufficient resistance to constant deformation, especially at high humidity and temperature, or even load, then the products may begin to bend in the areas between the points where they are attached to or rest on the underlying structure. This can spoil the appearance and cause difficulties when using the products. In many applications, gypsum-containing products must be able to bear loads, for example, single or concentrated loads without noticeable deflection. Thus, there is a continuing need for cured gypsum having increased resistance to constant deformation (e.g., deflection resistance).
Существует также необходимость в более высокой стабильности размеров отвержденного гипса в гипсосодержащих изделиях в процессе их изготовления и промышленного применения. Отвержденный гипс, особенно в условиях изменения температуры и влажности, может давать усадку или расширяться. Например, влага, поглощенная кристаллическими пустотами гипсовой матрицы в гипсовой панели или плитке, находящихся в условиях высокой влажности и температуры, может увеличить связанную с прогибом проблему из-за расширения пропитанной влагой панели. Кроме того, при изготовлении изделий из отверждаемого гипса обычно присутствует значительное количество свободной (непрореагировавшей) воды, выделенной из матрицы после отверждения гипса. Эта свободная вода по существу вся удаляется путем нагрева при умеренных температурах. По мере того как испаряющаяся вода уходит из кристаллических пустот гипсовой матрицы, в матрице возникает тенденция к усадке, вызванной природными силами отвержденного гипса (а именно, вода удерживается отдельными частями блокирующих кристаллов отвержденного гипса в кристаллической решетке, которая затем стремится к более тесному сближению по мере испарения воды).There is also a need for higher dimensional stability of cured gypsum in gypsum-containing products during their manufacture and industrial use. Cured gypsum, especially in conditions of changing temperature and humidity, may shrink or expand. For example, moisture absorbed by the crystalline voids of a gypsum matrix in a gypsum panel or tile exposed to high humidity and temperature can increase the problem of deflection due to expansion of the moisture-saturated panel. In addition, in the manufacture of gypsum gypsum products, there is usually a significant amount of free (unreacted) water released from the matrix after gypsum is cured. This free water is essentially all removed by heating at moderate temperatures. As the evaporated water leaves the crystalline voids of the gypsum matrix, the matrix tends to shrink due to the natural forces of the cured gypsum (namely, the water is held by separate parts of the cured gypsum blocking crystals in the crystal lattice, which then tends to come closer together as water evaporation).
Если бы такую нестабильность размеров можно было ликвидировать или свести к минимуму, можно было бы получить различные преимущества. Например, при использовании существующих способов получения гипсовых панелей можно было бы изготовить больше продукции, если бы панели не давали усадки в процессе сушки, а нужные гипсосодержащие изделия, предназначенные для поддержания точной формы и размерных пропорций (например, при использовании для изготовления моделей и форм), могли лучше служить для этих целей. Кроме того, например, некоторые виды штукатурки, предназначенные для внутренних поверхностей стен зданий, могут обладать преимуществами за счет отсутствия усадки при сушке, так что штукатурку лучше можно было бы накладывать толстыми слоями без опасности появления трещин, чем необходимости наложения множества тонких слоев с продолжительными паузами, чтобы выполнить соответствующую сушку между наложениями слоев.If such dimensional instability could be eliminated or minimized, various benefits could be gained. For example, using existing methods for producing gypsum panels, it would be possible to manufacture more products if the panels did not shrink during the drying process, and the necessary gypsum-containing products designed to maintain accurate shapes and dimensional proportions (for example, when used to make models and shapes) , could better serve for these purposes. In addition, for example, some types of plaster intended for the internal surfaces of walls of buildings may have advantages due to the absence of shrinkage during drying, so that the plaster could be better applied in thick layers without the risk of cracks than the need for many thin layers with long pauses to suitably dry between overlays.
Некоторые конкретные виды гипсосодержащих изделий также обнаруживают другие конкретные проблемы. Например, гипсосодержащие изделия с более низкой плотностью получают часто при использовании вспенивающих агентов для образования водяных пузырьков в тесте (текучие водные смеси) из прокаленного гипса, которые образуют соответствующие постоянные поры в изделии, когда произойдет отверждение гипса. Это часто вызывает проблему, поскольку водяной пене присуща нестабильность, и поэтому многие пузырьки могут соединяться и выходить из относительно жидкого теста (подобно пузырькам в гидромассажной ванне) до того, как произойдет отверждение гипса, причем значительные концентрации вспенивающих агентов должны быть использованы для получения требуемой концентрации пор в гипсе, чтобы получить изделие с желаемой плотностью. Это увеличивает расходы и риски неблагоприятного влияния химически активных вспенивающих агентов на другие компоненты и свойства гипсосодержащих изделий. Было бы желательно получить возможность снизить количество вспенивающего агента, необходимого для получения необходимой концентрации пор в гипсосодержащих отвержденных изделиях.Some specific types of gypsum-containing products also exhibit other specific problems. For example, gypsum-containing products with a lower density are often obtained by using blowing agents to form water bubbles in the dough (flowing water mixtures) from calcined gypsum, which form the corresponding permanent pores in the product when gypsum cures. This is often a problem because water foam is unstable, and therefore many bubbles can connect and exit relatively fluid dough (like bubbles in a hot tub) before gypsum cures, with significant concentrations of blowing agents to be used to obtain the desired concentration pores in gypsum to obtain a product with the desired density. This increases the costs and risks of the adverse effects of chemically active blowing agents on other components and properties of gypsum-containing products. It would be desirable to be able to reduce the amount of blowing agent needed to obtain the necessary pore concentration in gypsum-containing cured products.
Существует также потребность в новых и улучшенных составах и способах изготовления гипсосодержащих отвержденных изделий, изготовленных из смесей, содержащих высокие концентрации (а именно, по меньшей мере 0,015 вес.% по отношению к весу в смеси материалов на основе сульфата кальция) ионов хлоридов или их солей. Ионы хлоридов или их соли могут быть загрязняющими примесями в самом материале на основе сульфата кальция или в воде (например, в морской воде или в подпочвенной воде, содержащей рассол), используемой в смеси, которую до настоящего изобретения нельзя было использовать для получения гипсосодержащих отвержденных изделий со стабильными свойствами.There is also a need for new and improved compositions and methods for manufacturing gypsum-containing cured products made from mixtures containing high concentrations (namely, at least 0.015 wt.% With respect to the weight in a mixture of materials based on calcium sulfate) of chloride ions or their salts . Chloride ions or their salts can be contaminants in the calcium sulfate-based material itself or in water (for example, in sea water or in ground water containing brine) used in a mixture that could not be used to obtain gypsum-containing cured products before the present invention with stable properties.
Существует также потребность в новых и улучшенных составах и способах обработки отвержденного гипса для повышения прочности, сопротивления постоянной деформации (например, сопротивлении прогибу), и стабильности размеров.There is also a need for new and improved compositions and methods for treating hardened gypsum to increase strength, resistance to permanent deformation (e.g., deflection resistance), and dimensional stability.
Таким образом, существует постоянная потребность в новых и улучшенных гипсосодержащих изделиях, составах и способах их получения, которые решают, устраняют или сводят к минимуму проблемы, описанные выше. Настоящее изобретение удовлетворяет эти потребности.Thus, there is a continuing need for new and improved gypsum-containing products, compositions and methods for their preparation, which solve, eliminate or minimize the problems described above. The present invention satisfies these needs.
Было обнаружено, что гипсосодержащие отвержденные изделия, составы и способы их получения удовлетворяют потребностям, описанным выше. Каждый вариант изобретения удовлетворяет одну или несколько этих потребностей.It was found that gypsum-containing cured products, compositions and methods for their preparation satisfy the needs described above. Each embodiment of the invention satisfies one or more of these needs.
Способ изготовления отвержденного, гипсосодержащего изделия, имеющего повышенное сопротивление постоянной деформации, включающий: получение смеси материала на основе сульфата кальция, воды, ускорителя и одного или более улучшающих агентов, выбранных из группы, состоящей из одной или более из следующих кислот или солей, или их анионных групп: триметафосфат натрия, имеющий 6-27 повторяющихся структурных элементов фосфата, тетракалий-пирофосфат, тринатрий-дикалий-триполифосфат, тетранатрий-пирофосфат, триметафосфат алюминия, кислый пирофосфат натрия, полифосфат аммония, имеющий 1000-3000 повторяющихся структурных элементов фосфата, или полифосфорная кислота, имеющая 2 или несколько повторяющихся структурных элементов фосфорных кислот, причем смесь содержит от приблизительно 0,015 до приблизительно 1,5 вес.% (по отношению к весу материала на основе сульфата кальция в смеси) ионов хлоридов или их солей, и выдерживание смеси при условиях, достаточных для превращения материала на основе сульфата кальция в материал на основе отвержденного гипса с взаимосвязанными ячейками кристаллической решетки, при этом улучшающий агент или агенты введены в смесь в таком количестве, чтобы содержащее отвержденный гипс изделия имело более высокое сопротивление постоянной деформации чем, если бы улучшающий агент не был введен в смесь, а ускоритель введен в таком количестве, чтобы содержащее отвержденный гипс изделие имело более высокую прочность чем, если бы ускоритель не был введен в смесь.A method of manufacturing a cured, gypsum-containing product having an increased resistance to constant deformation, comprising: obtaining a mixture of a material based on calcium sulfate, water, an accelerator and one or more improving agents selected from the group consisting of one or more of the following acids or salts, or anionic groups: sodium trimetaphosphate having 6-27 repeating structural elements of phosphate, tetracal potassium pyrophosphate, trisodium dipotassium tripolyphosphate, tetrasodium pyrophosphate, aluminum trimetaphosphate, acid pyroph sodium sulfate, ammonium polyphosphate having 1000-3000 repeating structural elements of phosphate, or polyphosphoric acid having 2 or more repeating structural elements of phosphoric acids, the mixture containing from about 0.015 to about 1.5 wt.% (relative to the weight of the material based on calcium sulfate in a mixture) of chloride ions or their salts, and maintaining the mixture under conditions sufficient to convert the material based on calcium sulfate to a material based on hardened gypsum with interconnected crystalline cells lattice, while the improving agent or agents are introduced into the mixture in such an amount that the gypsum-containing product has a higher resistance to permanent deformation than if the improving agent was not introduced into the mixture and the accelerator is introduced in such an amount that the gypsum-containing gypsum the product had a higher strength than if the accelerator were not introduced into the mixture.
В способе, в котором концентрация улучшающего агента в смеси может составлять приблизительно от 0,004 до 2,0 вес.% по отношению к весу материала на основе сульфата кальция.In a method in which the concentration of the enhancing agent in the mixture can be from about 0.004 to 2.0% by weight relative to the weight of the calcium sulfate based material.
В способе концентрация улучшающего агента в смеси может составлять приблизительно от 0,04 до 0,16 вес.% по отношению к весу материала на основе сульфата кальция.In the method, the concentration of the enhancing agent in the mixture may be from about 0.04 to 0.16% by weight relative to the weight of the calcium sulfate-based material.
В способе концентрация улучшающего агента в смеси может составлять приблизительно 0,08 вес.% по отношению к весу материала на основе сульфата кальция.In the method, the concentration of the enhancing agent in the mixture may be about 0.08% by weight relative to the weight of the calcium sulfate-based material.
В способе смесь дополнительно может включать предварительно желатинированный крахмал.In the method, the mixture may further include pre-gelatinized starch.
В способе материал на основе сульфата кальция может содержать один или более из: ангидрида сульфата кальция; полугидрата сульфата кальция или ионов кальция и сульфата.In the method, the calcium sulfate-based material may contain one or more of: calcium sulfate anhydride; calcium sulfate hemihydrate or calcium and sulfate ions.
В способе материал на основе сульфата кальция может включать полугидрат сульфата кальция.In the method, the calcium sulfate-based material may include calcium sulfate hemihydrate.
В способе улучшающий агент может включать одну или более из следующих солей, или их анионных групп: триметафосфат натрия, имеющий 6-27 повторяющихся структурных элементов фосфатов, и полифосфат аммония, имеющий 1000-3000 повторяющихся структурных элементов фосфатов.In the method, the improving agent may include one or more of the following salts, or their anionic groups: sodium trimetaphosphate having 6-27 repeating structural elements of phosphates, and ammonium polyphosphate having 1000-3000 repeating structural elements of phosphates.
В способе смесь может содержать 0,02-1,5 вес.% (по отношению к весу материала на основе сульфата кальция в смеси) ионов хлоридов или их солей.In the method, the mixture may contain 0.02-1.5 wt.% (Relative to the weight of the material based on calcium sulfate in the mixture) of chloride ions or their salts.
Гипсосодержащее отвержденное изделие может быть изготовлено вышеописанным способомA gypsum-containing cured article may be manufactured as described above.
Гипсовая панель, имеющая повышенное сопротивление прогибу, содержащая сердцевину из слоистого материала между листами покрытия, в котором сердцевина содержит отвержденный гипс с взаимосвязанными ячейками кристаллической решеткой, причем панель изготовлена способом, включающим:A gypsum panel having increased deflection resistance, comprising a core of laminate between coating sheets, in which the core contains hardened gypsum with interlocking cells with a crystal lattice, the panel being made by a method including:
получение или размещение смеси между листами покрытия, причем смесь включает материал на основе сульфата кальция, воду, ускоритель и один или более улучшающих агентов, выбранных из группы, состоящей из одной или более из следующих кислот или солей, или их анионных групп: триметафосфат натрия, имеющий 6-27 повторяющихся структурных элементов фосфата, тетракалий-пирофосфат, тринатрий-дикалий-триполифосфат, тетранатрий-пирофосфат, триметафосфат алюминия, кислый пирофосфат натрия, полифосфат аммония, имеющий 1000-3000 повторяющихся структурных элементов фосфата, или полифосфорная кислота, имеющая 2 или несколько повторяющихся структурных элементов фосфорных кислот, причем смесь дополнительно содержит от приблизительно 0,015 до приблизительно 1,5 вес.% (по отношению к весу материала на основе сульфата кальция в смеси) ионов хлоридов или их солей, и выдерживание смеси при условиях, достаточных для превращения материала на основе сульфата кальция в отвержденный гипс с взаимосвязанными ячейками кристаллической решетки, при этом улучшающий агент или агенты введены в смесь в таком количестве, чтобы гипсовая панель имела более высокое сопротивление прогибу, чем если бы улучшающий агент не был введен в смесь, а ускоритель введен в таком количестве, чтобы гипсовая панель имела более высокую прочность, чем если бы ускоритель не был введен в смесь.the preparation or placement of the mixture between the coating sheets, the mixture comprising a material based on calcium sulfate, water, an accelerator and one or more improving agents selected from the group consisting of one or more of the following acids or salts, or their anionic groups: sodium trimetaphosphate, having 6-27 repeating structural elements of phosphate, tetracal-pyrophosphate, trisodium dipotassium tri-polyphosphate, tetrasodium pyrophosphate, aluminum trimetaphosphate, sodium hydrogen pyrophosphate, ammonium polyphosphate, having 1000-3000 repeating structural phosphate elements or polyphosphoric acid having 2 or more repeating structural elements of phosphoric acids, the mixture additionally containing from about 0.015 to about 1.5 wt.% (relative to the weight of the material based on calcium sulfate in the mixture) of chloride ions or their salts and maintaining the mixture under conditions sufficient to convert the calcium sulfate-based material into cured gypsum with interconnected cells of the crystal lattice, while the improving agent or agents are introduced into the mixture in such a quantity so that the gypsum panel has a higher deflection resistance than if the enhancing agent was not introduced into the mixture, and the accelerator was introduced in such an amount that the gypsum panel had a higher strength than if the accelerator was not introduced into the mixture.
В гипсовой панели концентрация улучшающего агента в смеси может составлять приблизительно от 0,004 до 2,0 вес.% по отношению к весу материала на основе сульфата кальция или приблизительно от 0,04 до 0,16 вес.% по отношению к весу материала на основе сульфата кальция, или приблизительно 0,08 вес.% по отношению к весу материала на основе сульфата кальция.In the gypsum panel, the concentration of the enhancing agent in the mixture may be from about 0.004 to 2.0 wt.% With respect to the weight of the calcium sulfate-based material or from about 0.04 to 0.16 wt.% With respect to the weight of the sulfate-based material calcium, or about 0.08 wt.% in relation to the weight of the material based on calcium sulfate.
В гипсовой панели материал на основе сульфата кальция может содержать один или более из: ангидрида сульфата кальция; полугидрата сульфата кальция или ионов кальция и сульфата.In a gypsum panel, a calcium sulfate-based material may contain one or more of: calcium sulfate anhydride; calcium sulfate hemihydrate or calcium and sulfate ions.
В гипсовой панели улучшающий агент может включать одну или более из следующих солей, или их анионных групп: триметафосфат натрия, имеющий 6-27 повторяющихся структурных элементов фосфатов, и полифосфат аммония, имеющий 1000-3000 повторяющихся структурных элементов фосфатов.In a gypsum panel, the enhancing agent may include one or more of the following salts, or their anionic groups: sodium trimetaphosphate having 6-27 repeating structural elements of phosphates, and ammonium polyphosphate having 1000-3000 repeating structural elements of phosphates.
В гипсовой панели смесь может содержать 0,02-1,5 вес.% (по отношению к весу материала на основе сульфата кальция в смеси) ионов хлоридов или их солей.In a gypsum panel, the mixture may contain 0.02-1.5 wt.% (Relative to the weight of the material based on calcium sulfate in the mixture) of chloride ions or their salts.
В гипсовой панели смесь может содержать предварительно желатинированный крахмал, причем концентрация предварительно желатинированного крахмала в смеси составляет приблизительно от 0,08 до 0,5 вес.% по отношению к весу материала на основе сульфата кальция, или приблизительно от 0,16 до 0,4 вес.% по отношению к весу материала на основе сульфата кальция, или приблизительно 0,3 вес.% по отношению к весу материала на основе сульфата кальция.In the gypsum panel, the mixture may contain pregelatinized starch, the concentration of pregelatinized starch in the mixture being from about 0.08 to 0.5% by weight relative to the weight of the calcium sulfate-based material, or from about 0.16 to 0.4 wt.% in relation to the weight of the material based on calcium sulfate, or approximately 0.3 wt.% in relation to the weight of the material based on calcium sulfate.
В гипсовой панели сердцевина содержит поры, однородно распределенные в ней, а смесь дополнительно содержит пену на водной основе.In the gypsum panel, the core contains pores uniformly distributed in it, and the mixture further comprises water-based foam.
Гипсовая панель, в которой пена на водной основе получена из вспенивающего агента или смеси вспенивающих агентов, имеющих формулу:A gypsum panel in which water-based foam is obtained from a blowing agent or a mixture of blowing agents having the formula:
СН3(СН2)хСН2(ОСН2СН2)уОSО3Θ M⊕CH 3 (CH 2 ) x CH 2 (OCH 2 CH 2 ) for OSO 3 Θ M⊕
где Х представляет собой число от 2 до 20, У представляет собой число от 0 до 10 и составляет 0 по меньшей мере в 50 вес.% вспенивающего агента или смеси вспенивающих агентов, а М является катионом.where X is a number from 2 to 20, Y is a number from 0 to 10 and is 0 at least 50 wt.% blowing agent or a mixture of blowing agents, and M is a cation.
В гипсовой панели У составляет 0 в 86-99 вес.% вспенивающего агента или смеси вспенивающих агентов.In the gypsum panel, Y is 0 to 86-99% by weight of a blowing agent or a mixture of blowing agents.
В гипсовой панели смесь дополнительно может содержать предварительно желатинированный крахмал и пену на водной основе.In the gypsum panel, the mixture may further comprise pre-gelled starch and water-based foam.
Способ изготовления гипсовой панели измененной формы, включающий:A method of manufacturing a gypsum panel of a modified form, including:
приготовление однородного водного раствора, включающего воду, по меньшей мере, одну хлористую соль, смачивающий агент и один или более улучшающих агентов, выбранных из группы, включающей: фосфорные кислоты, каждая из которых содержит 1 или более структурных элементов фосфорных кислот; соли или ионы концентрированных фосфатов, каждый из которых содержит 2 или более структурных элементов фосфатов и одноосновные соли или одновалентные ионы ортофосфатов, и нанесение однородного водного раствора на гипсовую панель в количестве, достаточном для размягчения гипсовой панели для облегчения изменения формы гипсовой панели, изменение формы гипсовой панели, как необходимо, и высушивание гипсовой панели для получения гипсовой панели измененной формы, причем хлористую соль, улучшающий агент или агенты и смачивающие агенты наносят на гипсовую панель в количестве, достаточном, чтобы обеспечить изменение за короткое время формы гипсовой панели и более высокое сопротивление постоянной деформации гипсовой панели измененной формы, чем, если бы на гипсовую панель не нанесли улучшающего агента и смачивающего агента.preparing a homogeneous aqueous solution comprising water, at least one chloride salt, a wetting agent, and one or more improving agents selected from the group consisting of: phosphoric acids, each of which contains 1 or more structural elements of phosphoric acids; salts or ions of concentrated phosphates, each of which contains 2 or more structural elements of phosphates and monobasic salts or monovalent orthophosphate ions, and applying a homogeneous aqueous solution to the gypsum panel in an amount sufficient to soften the gypsum panel to facilitate changing the shape of the gypsum panel, changing the shape of the gypsum panels, as necessary, and drying the gypsum panel to obtain a gypsum panel of a modified form, with chloride salt, an improving agent or agents and wetting agents applied it is sufficient to provide a change in the form of the gypsum panel in a short time and a higher resistance to constant deformation of the changed gypsum panel than if the improving agent and wetting agent were not applied to the gypsum panel.
В способе наносимый раствор может содержать предварительно желатинированный крахмал и, кроме того, противопенный агент.In the method, the applied solution may contain pre-gelled starch and, in addition, an anti-foam agent.
Наносимый раствор может иметь концентрацию хлористой соли 0,05-1,0 вес.% по отношению к весу раствора, концентрацию смачивающего агента 0,05-0,3 вес.% по отношению к весу раствора, концентрацию улучшающего агента 0,05-0,5 вес.% по отношению к весу раствора, концентрацию крахмала 0,025-0,2 вес.% по отношению к весу раствора, концентрацию противопенного агента 0,01-0,05 вес.% по отношению к весу раствора.The applied solution may have a concentration of chloride salt of 0.05-1.0 wt.% With respect to the weight of the solution, a concentration of a wetting agent of 0.05-0.3 wt.% With respect to the weight of the solution, the concentration of improving agent 0.05-0 5 wt.% With respect to the weight of the solution, the concentration of starch is 0.025-0.2 wt.% With respect to the weight of the solution, the concentration of antifoam agent is 0.01-0.05 wt.% With respect to the weight of the solution.
Гипсовая панель может представлять собой панель с бумажным покрытием.The gypsum panel may be a paper coated panel.
Однородный раствор на водной основе может быть нанесен только на одну сторону гипсовой панели.A homogeneous water-based solution can only be applied to one side of the gypsum board.
Гипсовая панель измененной формы может быть изготовленная вышеуказанным способомThe gypsum panel of a modified form can be manufactured in the above manner.
Способ изготовления гипсовой панели измененной формы, включающий:A method of manufacturing a gypsum panel of a modified form, including:
нанесение на гипсовую панель однородного раствора на водной основе, содержащего воду и смачивающий агент, нанесение на гипсовую панель однородного раствора на водной основе, содержащего воду и по меньшей мере одну хлористую соль, нанесение на гипсовую панель, перед выполнением ее высушивания, раствора, содержащего один или более улучшающих агентов, выбранных из группы, включающей: фосфорные кислоты, каждая из которых содержит 1 или более структурных элементов фосфорных кислот; соли или ионы концентрированных фосфатов, каждый из которых содержит 2 или более структурных элементов фосфатов и одноосновные соли или одновалентные ионы ортофосфатов, изменение формы гипсовой панели, как необходимо, и высушивание гипсовой панели для получения гипсовой панели измененной формы, причем хлористую соль, улучшающий агент или агенты и смачивающие агенты наносят на гипсовую панель в количестве, достаточном, чтобы обеспечить изменение за короткое время формы гипсовой панели и более высокое сопротивление постоянной деформации гипсовой панели измененной формы, чем, если бы на гипсовую панель не нанесли улучшающего агента и смачивающего агента.applying to a gypsum panel a homogeneous water-based solution containing water and a wetting agent, applying to a gypsum panel a homogeneous water-based solution containing water and at least one chloride salt, applying to a gypsum panel, before drying, a solution containing one or more improving agents selected from the group consisting of: phosphoric acids, each of which contains 1 or more structural elements of phosphoric acids; salts or ions of concentrated phosphates, each of which contains 2 or more structural elements of phosphates and monobasic salts or monovalent ions of orthophosphates, changing the shape of the gypsum panel, as necessary, and drying the gypsum panel to obtain a gypsum panel of a changed shape, the chloride salt improving agent or the agents and wetting agents are applied to the gypsum board in an amount sufficient to provide a change in the shape of the gypsum board in a short time and higher resistance to constant deformation and a gypsum panel of a changed shape than if no improving agent and wetting agent were applied to the gypsum panel.
В способе на гипсовую панель перед ее высушиванием может быть нанесен также раствор, содержащий предварительно желатинированный крахмал, а также раствор, содержащий противопенный агент.In the method, a solution containing pregelatinized starch, as well as a solution containing an antifoam agent, can also be applied to the gypsum panel before drying.
Причем наносимый раствор, содержащий хлористую соль, может иметь концентрацию хлористой соли 0,05-1,0 вес.% по отношению к весу раствора.Moreover, the applied solution containing chloride salt may have a concentration of chloride salt of 0.05-1.0 wt.% In relation to the weight of the solution.
В способе наносимый раствор, содержащий смачивающий агент, может иметь концентрацию смачивающего агента 0,05-0,3 вес.% по отношению к весу раствора, наносимый раствор, содержащий улучшающий агент, может иметь концентрацию улучшающего агента 0,05-0,5 вес.% по отношению к весу раствора, наносимый раствор, содержащий крахмал, может иметь концентрацию крахмала 0,025-0,2 вес.% по отношению к весу раствора.In the method, the applied solution containing a wetting agent may have a concentration of a wetting agent of 0.05-0.3 wt.% With respect to the weight of the solution, the applied solution containing a improving agent may have a concentration of a improving agent of 0.05-0.5 weight % with respect to the weight of the solution, the applied solution containing starch may have a starch concentration of 0.025-0.2% by weight with respect to the weight of the solution.
В способе наносимый раствор, содержащий противопенный агент, может иметь концентрацию противопенного агента 0,01-0,05 вес.% по отношению к весу раствора.In the method, the applied solution containing the antifoam agent may have a concentration of antifoam agent of 0.01-0.05 wt.% With respect to the weight of the solution.
Гипсовая панель может представлять собой панель с бумажным покрытием.The gypsum panel may be a paper coated panel.
В способе хлористую соль, улучшающий агент или агенты и смачивающий агент можно наносить только на одну сторону гипсовой панели.In the method, the chloride salt, the improving agent or agents and the wetting agent can be applied only on one side of the gypsum board.
Гипсовая панель измененной формы может быть изготовлена вышеуказанным способом.The gypsum panel of a modified form can be made in the above way.
Все улучшенные материалы, описанные выше, будут обладать повышенным сопротивлением постоянной деформации у полученного отвержденного гипса. Однако некоторые улучшающие агенты (например, следующие соли или их анионные группы: триметафосфат натрия (который также упоминают здесь как ТМФН), имеющий 6-27 повторяющихся структурных единиц фосфата (который также упоминают здесь как ГМФН), и полифосфат аммония, имеющий 1000-3000 повторяющихся структурных единиц фосфата (который также упоминают здесь как ПФА)) будут обеспечивать такие преимущества, как очень существенное увеличение сопротивления прогибу. Кроме того, у ПФА получают такое же сопротивление прогибу, которое получают у ТМФН, даже когда добавляют только одну четвертую часть концентрации ТМФН.All of the improved materials described above will have increased resistance to permanent deformation in the resulting set gypsum. However, some improving agents (for example, the following salts or their anionic groups: sodium trimetaphosphate (which is also referred to here as TMPN) having 6-27 repeating phosphate structural units (which is also referred to here as GMPH), and ammonium polyphosphate having 1000-3000 the repeating structural units of phosphate (which is also referred to here as PFA)) will provide benefits such as a very significant increase in deflection resistance. In addition, PFA receive the same deflection resistance that is obtained from TMPN, even when only one fourth of the concentration of TMPN is added.
В некоторых предпочтительных вариантах настоящего изобретения это сопровождают добавлением иона триметафосфата в смесь прокаленного гипса и воды, подлежащую использованию при получении гипсосодержащих отвержденных изделий (термин "прокаленный гипс", как его используют здесь, означает полугидрат альфа-сульфата кальция, полугидрат бета-сульфата кальция, водорастворимый ангидрид сульфата кальция или смеси любого или их всех, а термины "отвержденный гипс" и "гидратированный гипс" означают дигидрат сульфата кальция). Было обнаружено, что, когда вода в смеси самопроизвольно реагирует с прокаленным гипсом с образованием отвержденного гипса, то повышается прочность, сопротивление постоянной деформации (например, сопротивлении прогибу) и стабильность размеров по сравнению с отвержденным гипсом, полученным из смеси, не содержащей иона триметафосфата. Механизм такого повышения свойств непонятен.In some preferred embodiments of the present invention, this is accompanied by the addition of a trimetaphosphate ion to a mixture of calcined gypsum and water to be used in the preparation of gypsum-containing cured products (the term “calcined gypsum”, as used here, means hemi calcium sulfate hemihydrate, calcium beta sulfate hemihydrate, water soluble calcium sulfate anhydride or a mixture of any or all of them, and the terms “gypsum gypsum” and “hydrated gypsum” mean calcium sulfate dihydrate). It was found that when water in a mixture spontaneously reacts with calcined gypsum to form hardened gypsum, it increases strength, resistance to constant deformation (for example, resistance to deflection) and dimensional stability compared to hardened gypsum obtained from a mixture that does not contain trimetaphosphate ion. The mechanism of this increase in properties is incomprehensible.
Кроме того, было обнаружено, что ион триметафосфата (подобно ПФА) не замедляет скорости превращения отвержденного гипса из прокаленного гипса. Действительно, когда ион триметафосфата добавляют при относительно высоких уровнях концентрации в пределах ее эффективных диапазонов добавления, он даже ускоряет скорость гидратации прокаленного гипса с образованием отвержденного гипса. Это особенно неожиданно, поскольку происходит увеличение прочности отвержденного гипса, потому что обычно специалисты в области гипса полагают, что производные фосфорной кислоты или фосфаты замедляют скорость образования отвержденного гипса и снижают прочность полученного гипса. Фактически это действительно для большинства таких материалов, но не для иона триметафосфата. В общем, в некоторых предпочтительных вариантах настоящего изобретения предложен способ получения гипсосодержащего отвержденного изделия, имеющего повышенную прочность, сопротивление постоянной деформации (например, сопротивление прогибу), и стабильность размеров, включающий: образование смеси прокаленного гипса, воды и иона триметафосфата и выдерживание смеси при условиях (например, при температуре, предпочтительно ниже приблизительно 48,9° С), достаточных для превращения прокаленного гипса в отвержденный гипс.In addition, it was found that a trimetaphosphate ion (like PFA) does not slow down the rate of conversion of hardened gypsum from calcined gypsum. Indeed, when the trimethaphosphate ion is added at relatively high concentration levels within its effective addition ranges, it even accelerates the hydration rate of calcined gypsum to form hardened gypsum. This is especially unexpected since there is an increase in the strength of cured gypsum because gypsum experts generally believe that phosphoric acid derivatives or phosphates slow down the rate of formation of cured gypsum and reduce the strength of the gypsum obtained. In fact, this is true for most of these materials, but not for the trimetaphosphate ion. In general, in some preferred embodiments, the present invention provides a method for producing a gypsum-containing cured article having increased strength, constant deformation resistance (e.g., deflection resistance), and dimensional stability, including: forming a mixture of calcined gypsum, water and a trimethaphosphate ion and holding the mixture under conditions (for example, at a temperature, preferably below about 48.9 ° C.), sufficient to convert calcined gypsum into set gypsum.
В некоторых предпочтительных вариантах настоящего изобретения предложен способ получения гипсовой панели, включающей сердцевину из слоев отвержденного гипса между листами покрытия из бумаги или других материалов. Панель изготавливают путем получения текучей смеси (суспензии) из прокаленного гипса, воды и иона триметафосфата, введения ее между листами покрытия и выдерживания полученной заготовки для отверждения и высушивания.In certain preferred embodiments, the present invention provides a method for producing a gypsum board comprising a core of cured gypsum layers between sheets of paper or other materials. The panel is made by obtaining a fluid mixture (suspension) of calcined gypsum, water and a trimetaphosphate ion, introducing it between the coating sheets and holding the resulting preform for curing and drying.
Хотя полученная таким образом панель имеет все необходимые улучшеннные свойства: повышенную прочность, сопротивление постоянной деформации (например, сопротивление прогибу), и стабильность размеров, было обнаружено, что по неизвестным причинам, когда такая панель по некоторой причине увлажнялась или не была полностью высушена в процессе изготовления, связь между гипсовой сердцевиной и листами покрытия (обычно включающих бумагу) может потерять прочность или даже разрушиться, даже когда панель содержит типичный, не желатинированный предварительно крахмал (например, модифицированный кислотой крахмал), который обычно способствует улучшению целостности связи бумаги с сердцевиной. Листы покрытия могут затем отслоиться от панели, которая может оказаться непригодной. Было найдено решение этой возможно возникающей проблемы. Обнаружено, что проблема может быть ликвидирована посредством введения предварительно желатинированного крахмала в полученную суспензию. Этот крахмал затем рассредоточился по всей полученной гипсовой сердцевине, и было обнаружено, что это устраняет ослабление связи между сердцевиной и листами покрытия.Although the panel thus obtained has all the necessary improved properties: increased strength, resistance to constant deformation (for example, deflection resistance), and dimensional stability, it was found that for unknown reasons, when such a panel was wetted for some reason or was not completely dried in the process of manufacture, the bond between the gypsum core and the coating sheets (usually including paper) can lose strength or even break down even when the panel contains a typical, non-gelled pre preliminarily starch (e.g., acid-modified starch) which normally contributes to improving the integrity of communications with a core of paper. The coating sheets may then peel off from the panel, which may be unsuitable. A solution was found to this potential problem. It has been found that the problem can be eliminated by introducing pregelatinized starch into the resulting suspension. This starch was then dispersed throughout the resulting gypsum core, and it was found that this eliminates the weakening of the bond between the core and the coating sheets.
Таким образом, в некоторых из вариантов настоящего изобретения предложены состав и способ получения более улучшенных гипсовых панелей. Состав включает смесь воды, прокаленного гипса, иона триметафосфата и предварительно желатинированного крахмала. Способ включает получение такой смеси, введение ее между листами покрытия и обеспечение отверждения и высушивания полученной заготовки.Thus, in some of the embodiments of the present invention, a composition and method for producing more improved gypsum panels are provided. The composition includes a mixture of water, calcined gypsum, a trimetaphosphate ion and pregelatinized starch. The method includes obtaining such a mixture, introducing it between the sheets of the coating and ensuring curing and drying of the resulting preform.
В случае, когда нужно получить более легкую гипсовую панель, в настоящем изобретении предложен состав и способ для выполнения этого. Состав включает смесь воды, прокаленного гипса, иона триметафосфата и пены на водной основе, а способ включает получение такой смеси, введение ее между листами покрытия и выдерживания полученной заготовки для отверждения и высушивания. Такой состав и способ обеспечивают получение более легкой панели благодаря тому, что пузырьки пены на водной основе приводят к образованию воздушных пор в сердцевине из отвержденного гипса готовой панели. Суммарная прочность панели выше, чем панелей, полученных по известным технологиям с введением в смесь пены на водной основе, поскольку повышенную прочность получают за счет введения иона триметафосфата в смесь, используемую для получения панели в соответствии с настоящим изобретением. Например, потолочные панели толщиной 12,7 мм, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, имеют значительно более высокое сопротивление постоянной деформации (например, сопротивление прогибу), чем у потолочных панелей толщиной 15,88 мм, изготовленные по составам и способам известных технологических процессов. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает экономию расходов при изготовлении потолочных панелей.In the case where it is necessary to obtain a lighter gypsum panel, the present invention provides a composition and method for doing this. The composition includes a mixture of water, calcined gypsum, a trimetaphosphate ion and a water-based foam, and the method includes preparing such a mixture, introducing it between the coating sheets and holding the resulting preform for curing and drying. This composition and method provides a lighter panel due to the fact that the bubbles of water-based foam lead to the formation of air pores in the core of the cured gypsum of the finished panel. The total strength of the panel is higher than the panels obtained by known technologies with the introduction of water-based foam into the mixture, since increased strength is obtained by introducing the trimethaphosphate ion into the mixture used to obtain the panel in accordance with the present invention. For example, 12.7 mm thick ceiling panels made in accordance with the present invention have significantly higher permanent deformation resistance (for example, deflection resistance) than 15.88 mm thick ceiling panels made by compositions and methods of known manufacturing processes. Thus, the present invention provides cost savings in the manufacture of ceiling panels.
Было обнаружено другое преимущество от введения иона триметафосфата в смесь, также содержащую пену на водной основе. А именно, было обнаружено, что в готовом гипсосодержащем изделии образуется пропорционально больше воздушных пор (и больший полный объем воздушных пор) на единицу количества использованной пены на водной основе, когда в смесь вводят ион триметафосфата. Причина этого неизвестна, однако, преимущество состоит в том, что можно использовать меньше вспенивающего агента для получения нужного количества воздушных пор в гипсосодержащем отвержденном изделии. Это в свою очередь дает в результате снижение производственных расходов и меньший риск неблагоприятного влияния химически активных вспенивающих агентов на другие компоненты или свойства гипсосодержащего изделия.Another advantage has been discovered from incorporating a trimetaphosphate ion into a mixture also containing water-based foam. Namely, it was found that in the finished gypsum-containing product, proportionally more air pores (and a larger total pore volume) are formed per unit amount of water-based foam used when the trimethaphosphate ion is introduced into the mixture. The reason for this is unknown, however, the advantage is that less blowing agent can be used to obtain the desired amount of air pores in the gypsum-containing cured article. This, in turn, results in lower production costs and a lower risk of adverse effects of chemically active blowing agents on other components or properties of the gypsum-containing product.
В некоторых вариантах настоящего изобретения предложена композитная панель, содержащая гипс и упрочняющий материал, изготавливаемая: формованием или размещением смеси на поверхности, причем смесь содержит упрочняющий материал, материал на основе сульфата кальция, воду и приемлемое количество одного или нескольких улучшающих агентов, выбираемых из концентрированных фосфорных кислот, каждая из которых содержит 2 или несколько структурных единиц фосфорных кислот; и солей или ионов концентрированных фосфатов, каждый из которых содержит 2 или более структурных единиц фосфатов. Затем смесь выдерживают в условиях, достаточных для превращения материала на основе сульфата кальция в материал на основе отвержденного гипса.In some embodiments of the present invention, there is provided a composite panel comprising gypsum and a reinforcing material made by molding or placing the mixture on a surface, the mixture comprising a reinforcing material, calcium sulfate-based material, water and an acceptable amount of one or more enhancing agents selected from concentrated phosphoric acids, each of which contains 2 or more structural units of phosphoric acids; and salts or ions of concentrated phosphates, each of which contains 2 or more structural units of phosphates. The mixture is then maintained under conditions sufficient to convert the calcium sulfate-based material to the set gypsum-based material.
В настоящем изобретении предложена также композитная панель, содержащая отвержденный гипс и инородные частицы, причем по меньшей мере часть отвержденного гипса находится внутри и около доступных пор в инородных частицах. Панель изготавливают путем формования или размещения смеси на поверхности, причем смесь включает: инородные частицы; полугидрат сульфата кальция, по меньшей мере часть которого в форме кристаллов находится внутри или около пор инородных частиц; воду и приемлемое количество одного или нескольких улучшающих агентов, выбираемых из группы, состоящей из концентрированных фосфорных кислот, каждая из которых содержит 2 или несколько структурных единиц фосфорных кислот; и солей или ионов концентрированных фосфатов, каждый из которых содержит 2 или более структурных единиц фосфатов. Затем смесь выдерживают в условиях, достаточных для превращения полугидрата сульфата кальция в отвержденный гипс, за счет чего часть отвержденного гипса внутри или около доступных пор в инородных частицах вызывают на месте гидратацию кристаллов полугидрата сульфата кальция внутри или около пор инородных частиц.The present invention also provides a composite panel comprising cured gypsum and foreign particles, wherein at least a portion of the cured gypsum is within and near accessible pores in the foreign particles. The panel is made by molding or placing the mixture on the surface, the mixture comprising: foreign particles; calcium sulfate hemihydrate, at least a portion of which in the form of crystals is located inside or near the pores of foreign particles; water and an acceptable amount of one or more enhancing agents selected from the group consisting of concentrated phosphoric acids, each of which contains 2 or more structural units of phosphoric acids; and salts or ions of concentrated phosphates, each of which contains 2 or more structural units of phosphates. The mixture is then held under conditions sufficient to convert calcium sulfate hemihydrate to gypsum, whereby part of the gypsum inside or near accessible pores in the foreign particles causes hydration of the calcium sulfate hemihydrate crystals in or near the pores of the foreign particles.
В настоящем изобретении предложно также гипсосодержащее отвержденное обрабатываемое механически изделие, изготавливаемое посредством формования смеси, содержащей крахмал, частицы повторно диспергируемого в воде полимера, материала на основе сульфата кальция, воду и достаточное количество одного или нескольких улучшающих агентов, выбираемых из:The present invention also provides a gypsum-containing cured mechanically processed product made by molding a mixture containing starch, particles of a water-redispersible polymer, a calcium sulfate-based material, water, and a sufficient amount of one or more improving agents selected from:
концентрированных фосфорных кислот, каждая из которых содержит 2 или несколько структурных единиц фосфорных кислот; и солей или ионов концентрированных фосфатов, каждый из которых содержит 2 или более структурных единиц фосфатов. Затем смесь выдерживают в условиях, достаточных для превращения материала на основе сульфата кальция в материал на основе отвержденного гипса. В настоящем изобретении предложен также гипсосодержащий отвержденный продукт, используемый для заделки стыков между кромками гипсовых панелей, причем продукт получают путем введения в стык смеси, включающей связующий агент, загуститель, несглаживающий агент, материал на основе сульфата кальция, воду и достаточное количество одного или нескольких улучшающих агентов, выбираемых из концентрированных фосфорных кислот, каждая из которых содержит 2 или несколько структурных единиц фосфорных кислот; и солей или ионов концентрированных фосфатов, каждый из которых содержит 2 или более структурных единиц фосфатов. Затем смесь выдерживают в условиях, достаточных для превращения материала на основе сульфата кальция в материал на основе отвержденного гипса.concentrated phosphoric acids, each of which contains 2 or more structural units of phosphoric acids; and salts or ions of concentrated phosphates, each of which contains 2 or more structural units of phosphates. The mixture is then maintained under conditions sufficient to convert the calcium sulfate-based material to the set gypsum-based material. The present invention also provides a gypsum-containing cured product used to seal joints between the edges of gypsum panels, the product being prepared by mixing a joint comprising a binding agent, a thickener, a non-smoothing agent, calcium sulfate-based material, water and a sufficient amount of one or more improvers agents selected from concentrated phosphoric acids, each of which contains 2 or more structural units of phosphoric acids; and salts or ions of concentrated phosphates, each of which contains 2 or more structural units of phosphates. The mixture is then maintained under conditions sufficient to convert the calcium sulfate-based material to the set gypsum-based material.
В настоящем изобретении предложена также гипсосодержащая отвержденная звукоизолирующая плитка, изготавливаемая посредством формования или помещения в поддон смеси, содержащей крахмал, частицы воды, вспученного перлита, материал на основе сульфата кальция, воду и достаточное количество одного или нескольких улучшающих агентов, выбираемых из: концентрированных фосфорных кислот, каждая из которых содержит 2 или несколько структурных единиц фосфорных кислот; и солей или ионов концентрированных фосфатов, каждый из которых содержит 2 или более структурных единиц фосфатов. Затем смесь выдерживают в условиях, достаточных для превращения материала на основе сульфата кальция в материал на основе отвержденного гипса.The present invention also provides a gypsum-containing cured soundproofing tile made by molding or placing in a pan a mixture containing starch, water particles, expanded perlite, calcium sulfate-based material, water, and a sufficient amount of one or more improving agents selected from: concentrated phosphoric acids , each of which contains 2 or more structural units of phosphoric acids; and salts or ions of concentrated phosphates, each of which contains 2 or more structural units of phosphates. The mixture is then maintained under conditions sufficient to convert the calcium sulfate-based material to the set gypsum-based material.
В настоящем изобретении предложены также гипсосодержащие отвержденные изделия, изготовленные посредством формования смеси улучшающего агента, дигидрата сульфата кальция и воды. Более конкретно, эти варианты осуществления изобретения включают обработку гипсовой отливки улучшающим агентом. При получении смеси улучшающего агента, воды и дигидрата сульфата кальция обнаружили, что можно получить содержащие отвержденный гипс изделия, имеющие повышенную прочность, сопротивление постоянной деформации (например, сопротивление прогибу) и стабильность размеров. Такая последующая отверждающая обработка может сопровождаться ведением улучшающего агента или разбрызгиванием, или пропиткой отливки из дигидрата сульфата кальция улучшающим агентом. В случае такой последующей отверждающей обработки улучшающий агент выбирают из группы, включающей: концентрированные фосфорные кислоты, каждая из которых содержит 1 или несколько структурных единиц фосфорных кислот; и соли или ионы концентрированных фосфатов, каждый из которых содержит 2 или более структурных единиц фосфатов и одноосновные соли или одновалентные ионы ортофосфатов.The present invention also provides gypsum-containing cured articles made by molding a mixture of an improving agent, calcium sulfate dihydrate and water. More specifically, these embodiments of the invention include treating the gypsum casting with an improving agent. Upon receipt of a mixture of an improving agent, water and calcium sulfate dihydrate, it was found that gypsum-containing products having increased strength, constant deformation resistance (e.g., deflection resistance) and dimensional stability could be obtained. Such subsequent curing treatment may be accompanied by the administration of an improving agent or by spraying or impregnating the casting from calcium sulfate dihydrate with an improving agent. In the case of such subsequent curing treatment, the improving agent is selected from the group consisting of: concentrated phosphoric acids, each of which contains 1 or more structural units of phosphoric acids; and salts or ions of concentrated phosphates, each of which contains 2 or more structural units of phosphates and monobasic salts or monovalent ions of orthophosphates.
В некоторых вариантах настоящего изобретения предложены состав и способ получения гипсосодержащих отвержденных изделий из смесей, содержащих высокие концентрации ионов хлоридов или их солей (например, по меньшей мере 0,015 вес.%, от веса в смеси материалов на основе сульфата кальция). Ионы хлоридов или их соли могут быть примесями в самом материале на основе сульфата кальция или в воде (например, в морской воде или в подпочвенной воде, содержащей рассол), используемых в смеси, которые до настоящего изобретения не могли быть использованы для получения стабильных, гипсосодержащих отвержденных изделий.In some embodiments, the present invention provides a composition and method for producing gypsum-containing cured products from mixtures containing high concentrations of chloride ions or their salts (for example, at least 0.015 wt.%, By weight in a mixture of materials based on calcium sulfate). Chloride ions or their salts can be impurities in the material based on calcium sulfate or in water (for example, in sea water or in subsoil water containing brine) used in a mixture that until the present invention could not be used to obtain stable, gypsum-containing cured products.
Кроме того, было обнаружено, что предварительная отверждающая обработка материала на основе сульфата кальция в соответствии с настоящим изобретением замедляет скорость гидратации при образовании отвержденного гипса и неблагоприятно влияет на прочность содержащего отвержденный гипс изделия. Было обнаружено, что это замедление и неблагоприятное влияние на прочность можно нейтрализовать или даже предотвратить с помощью введения в смесь ускорителя в достаточном количестве и подходящим образом.In addition, it was found that the preliminary curing treatment of the calcium sulfate-based material in accordance with the present invention slows down the hydration rate during the formation of the set gypsum and adversely affects the strength of the set gypsum-containing product. It was found that this retardation and adverse effect on strength can be neutralized or even prevented by introducing the accelerator into the mixture in a sufficient amount and in an appropriate manner.
Кроме того, было обнаружено, что гипсовую панель, имеющую нужную форму, можно изготовить в соответствии с принципами настоящего изобретения. До настоящего изобретения форму нормальной плоской гипсовой панели обычно изменяли путем увлажнения панели водой, пока панель не размягчится и сделается более гибкой, а затем придавали панели нужную форму, а после этого ждали, когда панель высохнет. Однако эта предшествующая технология приводит к возникновению многих проблем при производстве и на оборудовании, поскольку увлажнение, необходимое для размягчения панели и придания ей большей гибкости, с тем чтобы ей можно было придать нужную форму, занимает много времени, а именно, по меньшей мере один час или более, а нередко требует и двенадцати часов. Кроме того, предшествующая технология недостаточно подходит для легкого изменения панели до нужной формы. Если панель недостаточно размягчится, то возникают трудности при придании ей нужной формы. А именно, требуется большее усилие для придания желаемой формы панели, а если приложить слишком большое усилие, то панель может быть сломана. Таким образом, существует большая потребность в разработке способов и составов, которые уменьшали бы время увлажнения и облегчали процесс придания гипсовой панели нужной формы.In addition, it was found that a gypsum panel having the desired shape can be made in accordance with the principles of the present invention. Prior to the present invention, the shape of a normal flat gypsum panel was usually changed by moistening the panel with water until the panel softened and became more flexible, and then the panel was given the desired shape, and after that they waited for the panel to dry. However, this prior technology leads to many problems in the production and on the equipment, since the humidification necessary to soften the panel and give it more flexibility so that it can be given the desired shape takes a lot of time, namely at least one hour or more, and often requires twelve hours. In addition, prior technology is not well suited for easily changing the panel to the desired shape. If the panel is not softened enough, then difficulties arise when giving it the desired shape. Namely, more force is required to give the desired shape to the panel, and if too much force is applied, the panel may be broken. Thus, there is a great need to develop methods and compositions that would reduce the wetting time and facilitate the process of shaping the gypsum panel.
В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения, например, на плоскую гипсовую панель можно разбрызгивать водный раствор хлорида, содержащий любой улучшающий агент (как описано выше в данном кратком описании настоящего изобретения и в приведенных ниже примерах), для размягчения панели и придания ей большей гибкости. Затем размягченной и более гибкой панели можно легко придать нужную форму с приложением меньшего усилия, чем при использовании предшествующих технологий, и нужная форма измененной панели будет сохраняться, после того как панель высохнет, за счет благоприятного влияния улучшающего агента.According to a preferred embodiment of the present invention, for example, an aqueous chloride solution containing any enhancing agent (as described above in this brief description of the present invention and in the examples below) can be sprayed onto a flat gypsum panel to soften the panel and give it more flexibility. Then, a softened and more flexible panel can be easily shaped to fit with less effort than with prior technologies, and the desired shape of the modified panel will be retained after the panel dries due to the beneficial effect of the enhancing agent.
На фиг.1 представлен график, показывающий вес готовых гипсовых панелей, включая гипсовую панель в соответствии с настоящим изобретением.1 is a graph showing the weight of finished gypsum panels, including a gypsum panel in accordance with the present invention.
На фиг.2 представлен график сравнения сопротивления прогибу гипсовой панели, изготовленной в соответствии с настоящим изобретением, с промышленно выпускаемыми гипсовыми панелями, из которых все испытанные панели прикрепляли к потолку при использовании обычных степлеров и винтовых соединений. На фиг.3 представлен график сравнения сопротивления прогибу гипсовой панели, изготовленной в соответствии с настоящим изобретением, с выпускаемыми промышленностью гипсовыми панелями, из которых все испытанные панели прикрепляли к потолку при использовании обычного средства прикрепления F2100 (т.е. клея).Figure 2 presents a graph comparing the deflection resistance of a gypsum panel made in accordance with the present invention, with industrially produced gypsum panels, of which all tested panels were attached to the ceiling using conventional staplers and screw connections. FIG. 3 is a graph comparing the deflection resistance of a gypsum panel made in accordance with the present invention with commercial gypsum panels, of which all tested panels were attached to the ceiling using conventional F2100 fixing means (i.e., glue).
На фиг.4 представлен график сравнения изменения стрелы прогиба гипсовой панели, изготовленной в соответствии с настоящим изобретением, и промышленно выпускаемых гипсовых панелей.Figure 4 presents a graph comparing the changes in the deflection of the gypsum panels made in accordance with the present invention, and industrially produced gypsum panels.
На фиг.5 представлен график, показывающий влияние на стрелу прогиба обработки гипсовой панели в соответствии с настоящим изобретением, полученной из гипсовой панели, содержащей предварительно отвержденный и высушенный гипс (а именно, дигидрат сульфата кальция).Fig. 5 is a graph showing the effect on the boom of processing a gypsum panel in accordance with the present invention obtained from a gypsum panel containing pre-cured and dried gypsum (namely, calcium sulfate dihydrate).
Настоящее изобретение может быть применено на практике при использовании составов и способов, подобных тем, что использовали в предшествующих технических решениях для изготовления различных изделий, содержащих отвержденный гипс. Существенное отличие в составах и способах некоторых предпочтительных вариантов настоящего изобретения от составов и способов, используемых в предшествующих технических решениях для получения различных гипсосодержащих отвержденных изделий, состоит в том, что в способах по настоящему изобретению вводят соль триметафосфата для обеспечения повторной гидратации прокаленного гипса, чтобы в присутствии иона триметафосфата произошло его превращение в отвержденный гипс, и тем самым реализовать преимущество настоящего изобретения. В других отношениях составы и способы по изобретению могут быть такими же, как соответствующие составы и способы предшествующих технических решений.The present invention can be put into practice by using compositions and methods similar to those used in the previous technical solutions for the manufacture of various products containing hardened gypsum. A significant difference in the compositions and methods of some preferred variants of the present invention from the compositions and methods used in the preceding technical solutions for the preparation of various gypsum-containing cured products is that in the methods of the present invention, a salt of trimethaphosphate is introduced to re-hydrate the calcined gypsum so that in the presence of the trimetaphosphate ion, it was converted into gypsum, thereby realizing the advantage of the present invention. In other respects, the compositions and methods of the invention may be the same as the corresponding compositions and methods of the prior art.
Соль триметафосфата, введенная в составы в соответствии с настоящим изобретением, может быть любой растворимой в воде солью триметафосфата, которая не оказывает неблагоприятного влияния при взаимодействии с другими компонентами смеси. К некоторым примерам подходящих солей относятся триметафосфат натрия, триметафосфат калия, триметафосфат аммония, триметафосфат лития, триметафосфат алюминия и смеси этих солей, наряду с другими. Они выпускаются промышленностью и вполне доступны, например, от фирмы Soluta Inc., St.Louis, Missouri, ранее отделения фирмы Monsanto Company, St.Louis, Missouri.The trimetaphosphate salt incorporated into the compositions of the present invention can be any water soluble trimetaphosphate salt that does not adversely affect when interacting with other components of the mixture. Some examples of suitable salts include sodium trimetaphosphate, potassium trimetaphosphate, ammonium trimetaphosphate, lithium trimetaphosphate, aluminum trimetaphosphate, and mixtures of these salts, among others. They are commercially available and are readily available, for example, from Soluta Inc., St. Louis, Missouri, previously a division of Monsanto Company, St. Louis, Missouri.
При использовании на практике одного из предпочтительных вариантов настоящего изобретения соль триметафосфата растворяют в смеси на водной основе прокаленного гипса для получения концентрации иона триметафосфата приблизительно от 0,004 до 2,0 вес.% по отношению к весу прокаленного гипса. Предпочтительная концентрация иона триметафосфата составляет приблизительно от 0,04 до 0,16 вес.%. Более предпочтительная концентрация составляет приблизительно 0,08 вес.%. Если при практическом использовании некоторых вариантов настоящего изобретения требуется облегчить хранение и доставку, то соль триметафосфата можно предварительно растворить в воде и ввести в смесь в форме водного раствора.When practicing one of the preferred embodiments of the present invention, the trimetaphosphate salt is dissolved in a water-based mixture of calcined gypsum to obtain a concentration of trimetaphosphate ion from about 0.004 to 2.0 wt.% With respect to the weight of calcined gypsum. A preferred concentration of the trimetaphosphate ion is from about 0.04 to 0.16% by weight. A more preferred concentration is about 0.08% by weight. If in the practical use of some variants of the present invention it is required to facilitate storage and delivery, the salt of the trimetaphosphate can be pre-dissolved in water and introduced into the mixture in the form of an aqueous solution.
В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения ион триметафосфата должен присутствовать в смеси на водной основе прокаленного гипса только в течение гидратации прокаленного гипса для образования отвержденного гипса. Поэтому, хотя обычно наиболее удобно и тем самым предпочтительно вводить ион триметафосфата в смесь на раннем этапе, достаточно также вводить ион триметафосфата в смесь прокаленного гипса и воды на довольно позднем этапе. Например, при изготовлении типовых гипсовых панелей воду и прокаленный гипс вводят вместе в смеситель, тщательно смешивают, а затем обычно распределяют по листу покрытия на движущейся ленте, а второй лист покрытия размещают поверх распределенной смеси перед тем, как произойдет главная часть повторной гидратации прокаленного гипса с образованием отвержденного гипса. Хотя наиболее удобно вводить ион триметафосфата в смесь в процессе ее получения в смесителе, приемлемо также введение иона триметафосфата на самом последнем этапе, а именно, путем разбрызгивания водного раствора иона на распределенную смесь прокаленного гипса с водой непосредственно перед помещением второго листа покрытия поверх смеси, с тем чтобы водный раствор иона триметафосфата впитался в разложенную смесь и присутствовал в ней, когда происходит основная часть гидратации с образованием отвержденного гипса.According to a preferred embodiment of the present invention, the trimetaphosphate ion should be present in the water-based mixture of calcined gypsum only during hydration of the calcined gypsum to form hardened gypsum. Therefore, although it is usually most convenient and thereby preferable to introduce the trimethaphosphate ion into the mixture at an early stage, it is also sufficient to introduce the trimethaphosphate ion into the mixture of calcined gypsum and water at a rather late stage. For example, in the manufacture of typical gypsum panels, water and calcined gypsum are introduced together into a mixer, mixed thoroughly, and then usually spread over a coating sheet on a moving belt, and a second coating sheet is placed on top of the distributed mixture before the main part of the rehydration of the calcined gypsum with the formation of hardened gypsum. Although it is most convenient to introduce the trimetaphosphate ion into the mixture during its preparation in the mixer, it is also acceptable to introduce the trimetaphosphate ion at the very last stage, namely, by spraying an aqueous solution of the ion onto a distributed mixture of calcined gypsum with water immediately before placing the second coating sheet on top of the mixture, with so that the aqueous solution of the trimetaphosphate ion is absorbed into the decomposed mixture and is present in it when the bulk of hydration occurs with the formation of hardened gypsum.
Другие альтернативные способы введения в смесь иона триметафосфата знакомы специалистам в данной области техники с учетом того, что они должны находиться в сфере притязаний настоящего изобретения. Например, можно предварительно нанести на один или оба листа покрытия соль триметафосфата, так чтобы соль растворялась, и происходило проникновение иона триметафосфата в смесь, когда слой водной смеси прокаленного гипса входит в контакт с листом покрытия. Другим альтернативным вариантом является смешивание соли триметафосфата с сырым гипсом как раз перед ее нагревом для получения прокаленного гипса, так чтобы соль уже находилась в гипсе, когда прокаленный гипс смешивают с водой, чтобы вызвать повторную гидратацию.Other alternative methods of introducing a trimethaphosphate ion into the mixture are familiar to those skilled in the art, given that they should be within the scope of the present invention. For example, a trimetaphosphate salt may be preliminarily applied to one or both of the coating sheets so that the salt dissolves and the trimethaphosphate ion penetrates into the mixture when the layer of the aqueous mixture of calcined gypsum comes into contact with the coating sheet. Another alternative is to mix the trimetaphosphate salt with raw gypsum just before it is heated to produce calcined gypsum, so that the salt is already in the gypsum when the calcined gypsum is mixed with water to cause rehydration.
Другие альтернативные способы введения в смесь иона иона триметафосфата представляют собой добавление иона триметафосфата в отвержденный гипс с помощью любого подходящего средства, такого как разбрызгивание или пропитывание отвержденного гипса раствором, содержащим триметафосфат. Было обнаружено, что ион триметафосфата будет мигрировать в отвержденный гипс через обычные листы бумаги, используемые при обработке отвержденного гипса.Other alternative methods of introducing the trimethaphosphate ion into the mixture are to add the trimethaphosphate ion to the cured gypsum using any suitable means, such as spraying or soaking the cured gypsum with a solution containing trimethaphosphate. It has been found that the trimethaphosphate ion will migrate into the cured gypsum through ordinary sheets of paper used in the treatment of cured gypsum.
Прокаленный гипс, используемый в соответствии с настоящим изобретением, может быть в виде и концентрациях, которые обычно являются подходящими в соответствующих вариантах предшествующих технических решений. Он может быть полугидратом альфа-сульфата кальция, полугидратом бета-сульфата кальция, водорастворимым ангидридом сульфата кальция или смесями любого или их всех, из природных или синтетических источников. В некоторых предпочтительных вариантах полугидрат альфа-сульфата кальция используют для получения отвержденного гипса, имеющего относительно высокую прочность. В других предпочтительных вариантах используют полугидрат бета-сульфата кальция или смесь полугидрата бета-сульфата кальция с водорастворимым ангидридом сульфата кальция.Calcined gypsum used in accordance with the present invention may be in the form and concentration, which are usually suitable in the corresponding variants of the previous technical solutions. It can be hemihydrate calcium alpha sulfate, hemihydrate beta calcium sulfate, water soluble calcium sulfate anhydride, or mixtures of any or all of them, from natural or synthetic sources. In some preferred embodiments, calcium alpha sulfate hemihydrate is used to produce set gypsum having relatively high strength. In other preferred embodiments, calcium beta sulfate hemihydrate or a mixture of calcium beta sulfate hemihydrate with water soluble calcium sulfate anhydride are used.
При практическом использовании настоящего изобретения могут быть использованы другие общепринятые добавки в обычных количествах для придания нужных свойств и содействия производству, такие, например, как пена на водяной основе, ускорители, замедлители отверждения, ингибиторы повторного кальцинирования, связующие агенты, клеящие средства, ускорители диспергирования, сглаживающие или не сглаживающие агенты, загустители, бактерициды, фунгициды, регуляторы рН, красители, упрочняющие материалы, противопожарные средства, водоотталкивающие средства, наполнители и их смеси.In the practical use of the present invention, other conventional additives in conventional amounts can be used to impart desired properties and facilitate production, such as, for example, water-based foam, accelerators, curing inhibitors, re-calcination inhibitors, binders, adhesives, dispersion accelerators, smoothing or non-smoothing agents, thickeners, bactericides, fungicides, pH regulators, dyes, hardening materials, fire fighting agents, water repellent e agents, fillers and mixtures thereof.
В некоторых предпочтительных вариантах настоящего изобретения, в которых способ и состав используют для изготовления гипсовых панелей, включающих сердцевину из содержащего отвержденный гипс материала между листами покрытия, ион триметафосфата используют в концентрации и методом, описанным выше. В других аспектах в составе и способе на практике могут быть использованы такие же компоненты и таким же образом, как в составах и способах изготовления гипсовой панели в соответствии с предшествующими техническими решениями, например, как описано в патентах США №4009062 и 2985219, описания которых включены в данную заявку в качестве ссылки. Панели, полученные при использовании этого предпочтительного состава и способа в соответствии с настоящим изобретением, демонстрируют повышенную прочность, сопротивление непрерывной деформации и стабильность размеров.In some preferred embodiments of the present invention, in which the method and composition is used to make gypsum panels comprising a core of gypsum-containing material between the coating sheets, the trimethaphosphate ion is used in the concentration and method described above. In other aspects, the same components can be used in practice and method in the same manner as in the compositions and methods for manufacturing gypsum panels in accordance with the prior art, for example, as described in US Pat. Nos. 4,009,062 and 2,985,219, the descriptions of which are incorporated in this application by reference. The panels obtained using this preferred composition and method in accordance with the present invention exhibit increased strength, continuous deformation resistance and dimensional stability.
В предпочтительных способах и составах для получения гипсовых панелей, в которых поверхностные листы панели включают бумагу, используют также предварительно желатинированный крахмал во избежание в противном случае увеличения риска отслоения бумаги в условиях повышенной влажности. Предварительное желатинирование сырого крахмала выполняют посредством его заваривания в воде при температуре по меньшей мере 85° С или при использовании других хорошо известных способов.Preferred methods and compositions for producing gypsum panels, in which the surface sheets of the panel include paper, also use pregelatinized starch to avoid otherwise increasing the risk of paper peeling under conditions of high humidity. Pregelatinization of raw starch is performed by brewing it in water at a temperature of at least 85 ° C or using other well-known methods.
Некоторыми примерами имеющихся легко желатинируемых крахмалов, которые реализуют задачи настоящего изобретения являются (приведены их торговые названия): крахмал PCF1000, поставляемый фирмой Lauhoff Grain Co.; и крахмалы AMERIKOR 818 и HQM PREGEL, оба поставляемые фирмой Archer Daniels Midland Co.Some examples of available easily gelatinized starches that accomplish the objectives of the present invention are (their trade names are given): PCF1000 starch, supplied by Lauhoff Grain Co .; and AMERIKOR 818 and HQM PREGEL starches, both supplied by Archer Daniels Midland Co.
При использовании на практике в предпочтительных вариантах настоящего изобретения предварительно желатинированный крахмал вводят в водную смесь прокаленного гипса в концентрации приблизительно от 0,08 до 0,5 вес.% на основе веса прокаленного гипса. Предпочтительная концентрация предварительно желатинированного крахмала составляет приблизительно от 0,16 до 0,4 вес.%. Более предпочтительная концентрация составляет приблизительно 0,3%. Если в соответствующем варианте предшествующего технического решения также используют крахмал, который предварительно не желатинируют (как делают во многих случаях), то предварительно желатинированный крахмал в соответствии с настоящим изобретением может также служить для замены всего или части количества того крахмала, который обычно используют в предшествующем техническом решении.When used in practice in preferred embodiments of the present invention, the pregelatinized starch is added to the aqueous mixture of calcined gypsum at a concentration of from about 0.08 to 0.5% by weight based on the weight of the calcined gypsum. A preferred concentration of pregelatinized starch is from about 0.16 to 0.4% by weight. A more preferred concentration is about 0.3%. If starch which is not pregelatinized (as is done in many cases) is also used in an appropriate embodiment of the preceding technical solution, then the pregelatinized starch in accordance with the present invention can also serve to replace all or part of the amount of starch that is usually used in the preceding technical decision.
В вариантах настоящего изобретения, в которых используют вспенивающий агент для получения пор в содержащем отвержденный гипс изделии для облегчения веса, может быть использован любой из обычных вспенивающих агентов, известных как подходящие для изготовления вспененных изделий из отвержденного гипса. Многие такие вспенивающие агенты хорошо известны и легко доступны на рынках сбыта, например, от фирмы GEO Specialty Chemicals, Amb-ler, штат Пенсильвания. Для дополнительного ознакомления с подходящими вспенивающими агентами смотрите, например, патенты США №4676835; 5158612; 5240639 и 5643510 и публикация Международной заявки РСТ на патент WO 95/16515, опубликованной 22 июня 1995 г.In embodiments of the present invention that use a blowing agent to produce pores in a gypsum-containing gypsum-containing article for weight relief, any of the usual foaming agents known as suitable for making foamed gypsum-based products can be used. Many such blowing agents are well known and readily available in markets, for example, from GEO Specialty Chemicals, Amb-ler, PA. For further information on suitable blowing agents, see, for example, US Pat. Nos. 4,676,835; 5,186,612; 5,240,639 and 5,643,510 and the publication of PCT International Patent Application WO 95/16515, published June 22, 1995.
Во многих случаях должно оказаться предпочтительным получить относительно крупные поры в гипсовом изделии, для того чтобы сохранить его прочность. Это можно выполнить при использовании вспенивающего агента, образующего пену, которая является относительно нестабильной, когда находится в контакте с суспензией из прокаленного гипса. Предпочтительно это выполняют путем смешивания основного количества вспенивающего агента, известного как образующий относительно нестабильную пену с меньшим количеством вспенивающего агента, известного как образующий относительно стабильную пену.In many cases, it should be preferable to obtain relatively large pores in the gypsum product in order to maintain its strength. This can be accomplished by using a foaming agent that forms a foam, which is relatively unstable when in contact with a suspension of calcined gypsum. Preferably this is accomplished by mixing the bulk of the blowing agent known as forming a relatively unstable foam with a smaller amount of blowing agent known as forming a relatively stable foam.
Такие смеси вспенивающих агентов могут быть предварительно приготовлены "вне процесса", т.е. отдельно от процесса получения вспененного гипсового изделия. Однако предпочтительно смешивать такие вспенивающие агенты согласованно и непрерывно, как один из выполняемых "в потоке" этапов процесса. Это можно выполнять, например, посредством нагнетания насосом отдельных потоков различных вспенивающих агентов и совместной подачи потоков в генератор пены или как раз перед ним, который используют для создания потока пены на водной основе, которую затем вводят в суспензию прокаленного гипса и смешивают с ней. При таком смешивании отношение вспенивающих агентов в смеси можно просто и эффективно регулировать (например, путем изменения скорости течения одного или обоих отдельных потоков) для получения нужных концентраций пор во вспененном изделии из отвержденного гипса. Такое регулирование следует проделать после проверки готового изделия, чтобы определить, есть ли необходимость в таком регулировании. Дополнительное описание такого выполняемого "в потоке" смешивания и регулирования можно найти в патенте США №5643510 и в одновременно поданной заявке на патент США 08/5773676, зарегистрированной 22 декабря 1995 г. Пример одного из типов вспенивающего агента, подходящего для получения нестабильной пены имеет формулуSuch blowing agent mixtures can be pre-prepared “off-site”, i.e. separate from the process for producing a foamed gypsum product. However, it is preferable to mix such blowing agents in a consistent and continuous manner, such as one of the process steps carried out “in a stream”. This can be done, for example, by pumping separate streams of various blowing agents into the pump and co-feeding the streams into or just in front of the foam generator, which is used to create a water-based foam stream, which is then introduced into the suspension of calcined gypsum and mixed with it. With this mixing, the ratio of blowing agents in the mixture can be simply and effectively controlled (for example, by changing the flow rate of one or both separate streams) to obtain the desired pore concentrations in the foamed article from the set gypsum. Such regulation should be done after checking the finished product to determine if such regulation is necessary. A further description of such in-stream mixing and control can be found in US Pat. No. 5,643,510 and in simultaneously filed US Patent Application 08/5773676, filed December 22, 1995. An example of one type of blowing agent suitable for producing an unstable foam has the formula
где R является алкильной группой, содержащей от 2 до 20 атомов углерода, а М представляет собой катион. Предпочтительно R является алкильной группой, содержащей от 8 до 12 атомов углерода.where R is an alkyl group containing from 2 to 20 carbon atoms, and M represents a cation. Preferably R is an alkyl group containing from 8 to 12 carbon atoms.
Пример одного из типов вспенивающего агента, подходящего для получения стабильной пены, имеет формулуAn example of one type of blowing agent suitable for producing a stable foam has the formula
где Х представляет собой число от 2 до 20, Y представляет собой число от 0 до 10 и является больше 0 по меньшей мере в 50 вес.% вспенивающего агента, а М является катионом.where X is a number from 2 to 20, Y is a number from 0 to 10 and is greater than 0 at least 50 wt.% blowing agent, and M is a cation.
В некоторых предпочтительных вариантах настоящего изобретения вспенивающие агенты, имеющие приведенные выше формулы (Q) и (J), смешивают вместе так, чтобы вспенивающий агент формулы (Q) и часть вспенивающего агента формулы (J), в котором Y равен 0, вместе составляли от 86 до 99 вес.% готовой смеси вспенивающих агентов.In some preferred embodiments of the present invention, blowing agents having the above formulas (Q) and (J) are mixed together so that a blowing agent of the formula (Q) and a portion of the blowing agent of the formula (J) in which Y is 0 are together from 86 to 99% by weight of the final blowing agent mixture.
В некоторых предпочтительных вариантах настоящего изобретения пену на водной основе получают из предварительно смешанного вспенивающего агента, имеющего формулу:In some preferred embodiments of the present invention, the water-based foam is obtained from a pre-mixed blowing agent having the formula:
где Х представляет собой число от 2 до 20, Y представляет собой число от 0 до 10 и составляет 0 по меньшей мере в 50 вес.% вспенивающего агента, а М является катионом. Предпочтительно Y равен 0 в 86-99 вес.% вспенивающего агента формулы (Z).where X is a number from 2 to 20, Y is a number from 0 to 10 and is 0 at least 50 wt.% blowing agent, and M is a cation. Preferably, Y is 0 to 86-99% by weight of a blowing agent of formula (Z).
В некоторых предпочтительных вариантах настоящего изобретения, в которых способ и состав используют для получения композитной панели, содержащей отвержденный гипс и частицы упрочняющего материала, ион триметафосфата используют в концентрациях и таким же образом, как описано выше. Особенно предпочтительно, чтобы композитное изделие содержало отвержденный гипс и инородные частицы, причем по меньшей мере часть отвержденного гипса расположена внутри или около доступных пор в инородных частицах. Состав в соответствии с настоящим изобретением включает смесь: инородных частиц, имеющих доступные поры; прокаленного гипса, по меньшей мере часть которого находится в форме кристаллов внутри или около пор в инородных частицах; и растворимой в воде соли триметафосфата. Компоненты состава могут быть смешаны с водой для получения в соответствии с настоящим изобретением смеси воды, инородных частиц, имеющих доступные поры, прокаленного гипса (по меньшей мере часть которого находится в форме кристаллов внутри или около пор в инородных частицах) и иона триметафосфата. Способ включает получение такой смеси, размещение ее на плоскости или в форме и выдерживание ее для отверждения и сушки. В других случаях, состав и способ может быть использован на практике с теми же компонентами и таким же образом, как при использовании составов и способов для получения композитной панели в соответствии с предшествующими техническими решениями, например, как описано в патенте США №5320677, описание которого включено в данную заявку в качестве ссылки.In some preferred embodiments of the present invention, in which the method and composition is used to obtain a composite panel containing gypsum and hardening particles of the material, the trimethaphosphate ion is used in concentrations and in the same manner as described above. It is particularly preferred that the composite product contains cured gypsum and foreign particles, with at least a portion of the cured gypsum located inside or near accessible pores in the foreign particles. The composition in accordance with the present invention includes a mixture of: foreign particles having accessible pores; calcined gypsum, at least a portion of which is in the form of crystals inside or near pores in foreign particles; and water soluble salts of trimetaphosphate. The components of the composition can be mixed with water to obtain in accordance with the present invention a mixture of water, foreign particles having accessible pores, calcined gypsum (at least part of which is in the form of crystals inside or near the pores in foreign particles) and a trimethaphosphate ion. The method includes obtaining such a mixture, placing it on a plane or in a mold and keeping it for curing and drying. In other cases, the composition and method can be used in practice with the same components and in the same way as when using the compositions and methods to obtain a composite panel in accordance with the previous technical solutions, for example, as described in US patent No. 5320677, the description of which included in this application by reference.
В некоторых предпочтительных вариантах настоящего изобретения, в которых способ и состав используют для изготовления механически обрабатываемого материала, ион триметафосфата используют в концентрациях и таким же образом, как описано выше. В некоторых предпочтительных видах таких вариантов состав включает смесь прокаленного гипса, растворимую в воде соль триметафосфата, крахмал и частицы повторно диспергируемого в воде полимера. Компоненты состава могут быть смешаны с водой для получения смеси воды, прокаленного гипса, иона триметафосфата, крахмала и частиц повторно диспергируемого в воде полимера. Способ включает получение такой смеси, расположение ее на плоскости или в форме и выдерживание ее для отверждения и сушки. Что касается других аспектов, чем введение солей и ионов триметафосфата, то состав и способ можно применять на практике при использовании тех же компонентов и таким же образом, как при использовании соответствующих составов и способов для получения механически обрабатываемого материала штукатурки в соответствии с предшествующими техническими решениями, например, как описано в патенте США №5534059, описание которого включено в данную заявку в качестве ссылки. В некоторых предпочтительных вариантах настоящего изобретения, в которых способ и состав используют для получения материала, используемого для заделки стыков между кромками гипсовых панелей, соли и ионы триметафосфата используют в концентрациях, приведенных выше. Что касается других аспектов, чем введение солей и ионов триметафосфата, то состав и способ можно применять на практике при использовании тех же компонентов и таким же образом, как при использовании соответствующих составов и способов для получения материала для заделки стыков в соответствии с предшествующими техническими решениями, например, как описано в патенте США №3297601, описание которого включено в данную заявку в качестве ссылки. В некоторых предпочтительных видах таких вариантов состав включает смесь прокаленного гипса, растворимую в воде соль триметафосфата, связующий агент, загуститель и несглаживающий агент. Компоненты состава могут быть смешаны с водой для получения в соответствии с настоящим изобретением смеси прокаленного гипса, иона триметафосфата, связующего агента, загустителя и несглаживающего агента. Способ включает получение такой смеси, введение ее в стык между кромками гипсовых панелей и выдерживание ее для отверждения и сушки.In some preferred embodiments of the present invention, in which the method and composition is used to make a machined material, the trimethaphosphate ion is used in concentrations and in the same manner as described above. In some preferred forms of such embodiments, the composition includes a mixture of calcined gypsum, a water-soluble trimetaphosphate salt, starch, and particles of a water-redispersible polymer. The components of the composition can be mixed with water to obtain a mixture of water, calcined gypsum, a trimetaphosphate ion, starch and particles of a water redispersible polymer. The method includes obtaining such a mixture, placing it on a plane or in a mold and keeping it for curing and drying. As for other aspects than the introduction of salts and ions of trimethaphosphate, the composition and method can be applied in practice by using the same components and in the same way as when using the appropriate compositions and methods to obtain a mechanically processed plaster material in accordance with the previous technical solutions, for example, as described in US Pat. No. 5,543,059, the disclosure of which is incorporated herein by reference. In some preferred embodiments of the present invention, in which the method and composition is used to obtain the material used to seal the joints between the edges of the gypsum panels, the salts and ions of trimethaphosphate are used in the concentrations given above. As for other aspects than the introduction of salts and ions of trimetaphosphate, the composition and method can be applied in practice by using the same components and in the same way as when using the appropriate compositions and methods to obtain material for sealing joints in accordance with the previous technical solutions, for example, as described in US patent No. 3297601, the description of which is incorporated into this application by reference. In some preferred forms of such options, the composition includes a mixture of calcined gypsum, a water-soluble salt of trimetaphosphate, a binding agent, a thickening agent and a non-smoothing agent. The components of the composition can be mixed with water to obtain, in accordance with the present invention, a mixture of calcined gypsum, a trimetaphosphate ion, a binder, a thickening agent and a non-smoothing agent. The method includes obtaining such a mixture, introducing it into the joint between the edges of the gypsum panels and keeping it for curing and drying.
В таких предпочтительных вариантах по заделке стыков связующий агент, загуститель и не сглаживающий агент выбирают из компонентов, хорошо известных специалистам по составам для заделки стыков. Например, связующий агент может быть обычным латексным связующим агентом, причем поли(винилацетат) и поли(этилен-ко-винилацетат) являются предпочтительными и подлежат введению в состав в диапазоне приблизительно от 1 до 15 вес.% от веса смеси. Примером подходящего загустителя является целлюлозный загуститель, например, этилгидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза, метилгидроксипропилцеллюлоза или гидроксиэтилцеллюлоза, которые вводят в диапазоне приблизительно от 0,1 до 2 вес.% от веса смеси. Примерами подходящих несглаживающих агентов являются глины аттапульгит, сепиолит, бентолит и монтмориллонит, которые вводят в диапазоне приблизительно от 1 до 10 вес.% от веса смеси.In such preferred embodiments for sealing joints, a bonding agent, a thickening agent, and a non-smoothing agent are selected from components well known to those skilled in the art for sealing joints. For example, the bonding agent may be a conventional latex bonding agent, with poly (vinyl acetate) and poly (ethylene-co-vinyl acetate) being preferred and to be formulated in the range of about 1 to 15% by weight of the mixture. An example of a suitable thickener is a cellulosic thickener, for example ethyl hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, methyl hydroxypropyl cellulose or hydroxyethyl cellulose, which are introduced in the range of about 0.1 to 2% by weight of the mixture. Examples of suitable non-smoothing agents are clays of attapulgite, sepiolite, bentolite and montmorillonite, which are introduced in the range of about 1 to 10% by weight of the mixture.
В некоторых предпочтительных вариантах настоящего изобретения, в которых способ и состав используют для изготовления звукоизолирующей плитки ион триметафосфата вводят в концентрациях, приведенных выше. В некоторых предпочтительных видах этих вариантов состав включает смесь воды, прокаленного гипса, иона триметафосфата, желатинированного крахмала и минеральной ваты или смесь воды, прокаленного гипса, иона триметафосфата, желатинированного крахмала, вспученных частиц перлита и упрочняющих волокон. Способ включает получение такой смеси, заливку в поддон и выдерживание ее для отверждения и сушки. Что касается другого аспекта, чем введение иона триметафосфата, то состав и способ можно использовать на практике с теми же компонентами и таким же образом, как использование соответствующих составов и способов для получения звукоизолирующих плиток в соответствии с предшествующими техническими решениями, например, как описано в патентах США №5395438 и 3246063, описание которых включено в данную заявку в качестве ссылки.In some preferred embodiments of the present invention, in which the method and composition is used to make a sound insulating tile, the trimethaphosphate ion is introduced at the concentrations given above. In some preferred forms of these options, the composition includes a mixture of water, calcined gypsum, a trimetaphosphate ion, gelatinized starch and mineral wool, or a mixture of water, calcined gypsum, a trimetaphosphate ion, gelatinized starch, expanded perlite particles and reinforcing fibers. The method includes obtaining such a mixture, pouring it into a pallet and keeping it for curing and drying. With regard to another aspect than the introduction of a trimetaphosphate ion, the composition and method can be used in practice with the same components and in the same way as the use of appropriate compositions and methods for producing soundproofing tiles in accordance with the previous technical solutions, for example, as described in patents US No. 5395438 and 3246063, the description of which is incorporated into this application by reference.
Приведенные ниже примеры представлены для дополнительной иллюстрации некоторых предпочтительных вариантов настоящего изобретения и для сравнения их со способами и составами, находящимися за пределами сферы притязаний настоящего изобретения. Если не приведено иначе, то концентрации и материалы в составах и смесях даны в весовых процентах по отношению к весу присутствующего прокаленного гипса. Аббревиатура "ТМФН" принята для триметафосфата натрия, а "ТМФ" для триметафосфата.The following examples are presented to further illustrate some preferred embodiments of the present invention and to compare them with methods and compositions that are outside the scope of the claims of the present invention. Unless otherwise specified, the concentrations and materials in the compositions and mixtures are given in weight percent relative to the weight of the calcined gypsum present. The abbreviation "TMF" is accepted for sodium trimetaphosphate, and "TMF" for trimetaphosphate.
ПРИМЕР 1EXAMPLE 1
Лабораторные испытания на прочность при сжатии кубикаLaboratory tests for compressive strength of a cube
Образцы гипсосодержащих изделий изготовили в соответствии с настоящим изобретением и сравнивали на предмет прочности при сжатии с образцами, изготовленными при использовании различных способов и составов. Была использована процедура испытаний в соответствии со стандартом С472-93 Американского общества испытаний материалов (ASTM).Samples of gypsum-containing products were made in accordance with the present invention and compared for compressive strength with samples made using various methods and compositions. The test procedure was used in accordance with ASTM standard C472-93.
Образцы были изготовлены путем сухого смешивания: 500 г полугидрата бета-сульфата кальция, 0,6 г ускорителя отверждения, содержащие мелко измельченные частицы дигидрата сульфата кальция, покрытые сахаром для сохранения химической активности и нагретые, как описано в патенте США №3573947, описание которого включено в данную заявку в качестве ссылки; и 0 г добавок (контрольные образцы), 0,5-2 г ТМФН (предпочтительные образцы по настоящему изобретению) или 0,5-2 г добавок других фосфатов (образцы сравнения). Затем образцы составов смешали с 700 мл водопроводной воды, имеющей температуру 21,11° С, в 2-литровом смесителе WARING, дали пропитаться в течение 5 секунд и смешивали с низкой скоростью в течение 10 секунд. Полученные таким образом суспензии залили в формы для изготовления кубиков (со стороной 50,8 мм). После того как произошло отверждение полугидрата сульфата кальция с образованием гипса (дигидрата сульфата кальция), кубики извлекли из форм и сушили в вентилируемой печи при температуре 44,44° С по меньшей мере в течение 72 часов или до тех пор, пока не прекратится изменение веса. Высушенные кубики имели плотность приблизительно 0.705 г/м3.Samples were prepared by dry mixing: 500 g of calcium beta-sulfate hemihydrate, 0.6 g of curing accelerator, containing finely ground particles of calcium sulfate dihydrate, coated with sugar to maintain chemical activity and heated, as described in US patent No. 3573947, the description of which is included to this application by reference; and 0 g of additives (control samples), 0.5-2 g of TMPN (preferred samples of the present invention) or 0.5-2 g of additives of other phosphates (comparison samples). Then, samples of the compositions were mixed with 700 ml of tap water having a temperature of 21.11 ° C. in a 2 liter WARING mixer, allowed to soak for 5 seconds and mixed at low speed for 10 seconds. The suspensions thus obtained were poured into molds for making cubes (with a side of 50.8 mm). After the curing of the calcium sulfate hemihydrate with the formation of gypsum (calcium sulfate dihydrate), the cubes were removed from the molds and dried in a ventilated oven at a temperature of 44.44 ° C for at least 72 hours or until the weight change stopped . The dried cubes had a density of approximately 0.705 g / m 3 .
Прочность при сжатии каждого высушенного кубика измерили на испытательной машине ЗАТЕС. Результаты приведены в таблице 1 как усредненные величины по трем испытанным образцам. Величины прочности у контрольных образцов изменялись, поскольку был использован полугидрат бета-сульфата кальция из разных источников и/или различные порции полугидрата бета-сульфата кальция. Результаты в таблице представлены в форме измеренной прочности при сжатии в фунтах на квадратный дюйм (psi) и изменения прочности в процентах свыше соответствующего контрольного образца (Δ %). Определили, что измеренные величины имели ошибку эксперимента приблизительно +/-5% (таким образом, представленное увеличение прочности выше контрольного образца на 10% фактически могла находиться в диапазоне где-то 5-15%).The compressive strength of each dried cube was measured on a ZATES test machine. The results are shown in table 1 as averaged values for the three tested samples. The strength values of the control samples varied because calcium beta-sulfate hemihydrate from various sources and / or various portions of calcium beta-sulfate hemihydrate were used. The results in the table are presented in the form of measured compressive strength in pounds per square inch (psi) and changes in strength in percent over the corresponding control sample (Δ%). It was determined that the measured values had an experimental error of approximately +/- 5% (thus, the presented increase in strength above the control sample by 10% could actually be in the range of about 5-15%).
Данные таблицы 1 показывают, что образцы (ТМФН) в соответствии с настоящим изобретением, как правило, демонстрируют значительно более высокую прочность по сравнению с контрольными, тогда как образцы сравнения показывают, как правило, очень незначительное повышение или отсутствие повышения, или даже значительное снижение прочности.The data in table 1 show that the samples (PMS) in accordance with the present invention, as a rule, show significantly higher strength compared to the control, while the comparison samples show, as a rule, a very slight increase or no increase, or even a significant decrease in strength .
ПРИМЕР 2EXAMPLE 2
Сопротивление непрерывной деформации (лабораторные испытания сопротивления прогибу гипсовых панелей)Continuous deformation resistance (laboratory tests of gypsum panel deflection resistance)
Образцы гипсосодержащих панелей изготовили в лаборатории в соответствии с настоящим изобретением и сравнили на предмет сопротивления непрерывной деформации образцами панелей, полученными при использовании способов и составов, находящихся за пределами сферы притязаний настоящего изобретения.Samples of gypsum-containing panels were made in the laboratory in accordance with the present invention and compared for the resistance to continuous deformation of the samples of panels obtained using methods and compositions that are outside the scope of the claims of the present invention.
Образцы были изготовлены путем смешивания в 5-литровом смесителе WARING в течение 10 секунд при низкой скорости: 1,5 кг полугидрата бета-сульфата кальция; 2 г ускорителя, как определено ранее; 2 л водопроводной воды и 0 г добавки (контрольные образцы), 3 г ТМФН (образцы в соответствии с настоящим изобретением), или 3 г других добавок (образцы сравнения). Полученные таким образом суспензии залили в поддоны для получения образцов плоских гипсовых панелей, причем каждая имела размеры приблизительно 15,24х60,96х1,27 см. После того как произошло отверждение полугидрата сульфата кальция с образованием гипса (дигидрата сульфата кальция), панели сушили в печи при температуре 44,44° С до тех пор, пока не прекратилось изменение веса. Окончательный измеренный вес каждой панели зарегистрировали. На эти панели не накладывали никаких бумажных покрытий, чтобы исключить влияние бумажных покрытий на характеристики прогиба гипсовых панелей в условиях увлажнения.Samples were prepared by mixing in a 5-liter WARING mixer for 10 seconds at low speed: 1.5 kg of calcium beta-sulfate hemihydrate; 2 g of accelerator, as previously defined; 2 l of tap water and 0 g of the additive (control samples), 3 g of TMF (samples in accordance with the present invention), or 3 g of other additives (comparison samples). The suspensions thus obtained were poured into trays to obtain samples of flat gypsum panels, each measuring approximately 15.24 x 60.96 x 1.27 cm. After the curing of calcium sulfate hemihydrate to form gypsum (calcium sulfate dihydrate), the panels were dried in an oven at a temperature of 44.44 ° C until the change in weight has stopped. The final measured weight of each panel was recorded. No paper coatings were applied to these panels to exclude the effect of paper coatings on the deflection characteristics of gypsum panels under wet conditions.
Затем высушенную панель укладывали в горизонтальном положении на две опоры шириной 12,7 мм, длина которых соответствовала полной ширине панели, при одной опоре на каждом конце панели. Панели оставляли в этом положении в течение определенного периода времени (в этом примере на 4 суток) при постоянных условиях окружающей среды: температуре 32,22° С и относительной влажности 90%. Затем определяли степень прогиба панели путем измерения расстояния (в дюймах) центра верхней поверхности панели от воображаемой горизонтальной плоскости, проходящей между верхними кромками концов панелей. Установили, что сопротивление постоянной деформации матрицы из отвержденного гипса панели обратно пропорциональна прогибу панели. Таким образом, чем больше степень прогиба, тем меньше относительное сопротивление постоянной деформации, содержащей отвержденную гипсовую матрицу панели.Then the dried panel was laid horizontally on two supports 12.7 mm wide, the length of which corresponded to the full width of the panel, with one support at each end of the panel. The panels were left in this position for a certain period of time (for 4 days in this example) under constant environmental conditions: temperature 32.22 ° C and relative humidity 90%. The degree of deflection of the panel was then determined by measuring the distance (in inches) of the center of the upper surface of the panel from an imaginary horizontal plane passing between the upper edges of the ends of the panels. It was found that the resistance to constant deformation of the matrix from the cured gypsum panel is inversely proportional to the deflection of the panel. Thus, the greater the degree of deflection, the lower the relative resistance to permanent deformation containing the cured gypsum matrix of the panel.
Результаты испытаний сопротивления постоянной деформации приведены в таблице 2, включающей состав и концентрацию добавки (в весовых процентах по отношению к весу полугидрата сульфата кальция), окончательный вес панели и измеренная степень прогиба. Добавки, использованные в образцах сравнения (за пределами сферы притязаний настоящего изобретения), представляли собой другие материалы, которые были использованы в попытке повысить сопротивления гипсовой панели прогибу в условиях высокой влажности.The test results of the resistance to constant deformation are shown in table 2, which includes the composition and concentration of the additive (in weight percent relative to the weight of calcium sulfate hemihydrate), the final weight of the panel and the measured degree of deflection. The additives used in the comparison samples (outside the scope of the claims of the present invention) were other materials that were used in an attempt to increase the resistance of the gypsum panel to deflection in high humidity conditions.
Данные таблицы 2 показывают, что панель (ТМФН), изготовленная в соответствии с настоящим изобретением, имела значительно более высокое сопротивление прогибу (и таким образом значительно более высокое сопротивление постоянной деформации), чем контрольная панель и не относящиеся к настоящему изобретению панелями сравнения. Кроме того, панель, изготовленная в соответствии с настоящим изобретением, имела прогиб, который был значительно меньше, чем прогиб в 2,54 мм на 0,6096 м длины панели (4,17 мм на 1 метр длины), и тем самым, прогиб незаметен человеческому глазу.The data in table 2 show that the panel (TMPN) made in accordance with the present invention had a significantly higher deflection resistance (and thus a significantly higher constant deformation resistance) than the control panel and comparison panels not related to the present invention. In addition, the panel made in accordance with the present invention had a deflection that was significantly less than a deflection of 2.54 mm per 0.6096 m of the panel length (4.17 mm per 1 meter of length), and thereby deflection invisible to the human eye.
ПРИМЕР 3EXAMPLE 3
Сопротивление постоянной деформации (сопротивления прогибу гипсовых панелей, полученных на производственной линии)Resistance to constant deformation (resistance to deflection of gypsum panels obtained on the production line)
Сравнение веса изделий приведено на фиг.1, а сопротивление прогибу таких изделий показано на фиг.2 и 3. Вес готовых потолочных панелей толщиной 12,7 мм для внутренней отделки в соответствии с настоящим изобретением (т.е. при смешивании триметафосфата с прокаленным гипсом и водой) был одинаковым с весом типовых гипсовых панелей SHEETROCK® толщиной 12,7 мм для внутренней отделки, изготавливаемых фирмой United States Gyp-sum Company. Средняя потолочная панель для внутренней отделки толщиной 12,7 мм, показанная на фиг.1, является потолочной панелью высокой прочности Gold Bond®, изготовленной фирмой Nati-onal Gypsum Company. Средняя гипсовая панель толщиной 15,88 мм, показанная на фиг.1, представляет собой гипсовую панель SHEETROCR® Firecode, тип X, изготовленной фирмой United States Gypsum Company.A comparison of the weight of the products is shown in figure 1, and the deflection resistance of such products is shown in figures 2 and 3. The weight of the finished ceiling panels with a thickness of 12.7 mm for interior decoration in accordance with the present invention (i.e., when mixing trimetaphosphate with calcined gypsum and water) was the same as the weight of typical SHEETROCK® gypsum panels 12.7 mm thick for interior fittings manufactured by the United States Gyp-sum Company. The middle 12.7 mm thick ceiling panel shown in FIG. 1 is a Gold Bond® high strength ceiling panel manufactured by Nati-onal Gypsum Company. The average gypsum panel with a thickness of 15.88 mm shown in FIG. 1 is a SHEETROCR® Firecode gypsum panel, type X, manufactured by the United States Gypsum Company.
На фиг.2 представлен график сравнения сопротивления прогибу гипсовой панели, изготовленной в соответствии с настоящим изобретением, с выпускаемыми промышленностью гипсовыми панелями, описанными выше, из которых все испытанные панели устанавливали с использованием обычных средств крепления степлером и шурупами.Figure 2 presents a graph comparing the deflection resistance of a gypsum panel made in accordance with the present invention, with the gypsum panels manufactured by the industry described above, of which all tested panels were installed using conventional fastening means with a stapler and screws.
На фиг.3 приведен график сравнения сопротивления прогибу гипсовой панели, изготовленной в соответствии с настоящим изобретением, с выпускаемыми промышленностью гипсовыми панелями, из которых все испытанные панели прикрепляли к потолку при использовании обычного двухкомпонентного уретанового клея F2100.Figure 3 shows a graph comparing the deflection resistance of a gypsum panel made in accordance with the present invention with commercial gypsum panels, of which all tested panels were fixed to the ceiling using conventional two-component urethane adhesive F2100.
Гипсовыми панелями и другими конструктивными деталями, использованными для сравнений прогиба, приведенных на фиг.2 и 3, были следующие:The gypsum panels and other structural parts used for the deflection comparisons shown in FIGS. 2 and 3 were as follows:
А. Гипсовая панель:A. Gypsum panel:
1. 1,27× 121,92× 243,84 см, изготовленная в соответствии с настоящим изобретением;1. 1.27 × 121.92 × 243.84 cm manufactured in accordance with the present invention;
2. Потолочная панель высокой прочности 1,27× 121,92× 243,84 см, pold Bond® фирмы National Gypsum Company;2. High strength ceiling panel 1.27 × 121.92 × 243.84 cm, pold Bond® from National Gypsum Company;
3. Типовая гипсовая панель SHEETROCK® с размерами 1,27× 121,92× 243,84 см;3. A typical SHEETROCK® gypsum panel with dimensions of 1.27 × 121.92 × 243.84 cm;
изготовленная фирмой United States Gypsum Company;manufactured by United States Gypsum Company;
4. Гипсовая панель 1,59× 121,92× 243,84 см SHEETROCK®, Firecode, тип X, изготовленная фирмой United States Gypsum Company.4. Gypsum board 1.59 × 121.92 × 243.84 cm SHEETROCK®, Firecode, Type X, manufactured by United States Gypsum Company.
В. Балки: высота 45,82 см × длина 259,08 см, изготовленные из пиломатериалов с номинальными размерами 50,8× 76,2 мм фирмой R.J.Cole, Inc. Состав для соединения стыков Tuff Set HES фирмы USG. Лента для стыков - сетчатая самоклеящаяся лента из стекловолокна фирмы USG.B. Beams: height 45.82 cm × length 259.08 cm made of lumber with a nominal size of 50.8 × 76.2 mm by R.J. Cole, Inc. USG Tuff Set HES Joint Compound. Joint Tape - USG fiberglass mesh adhesive tape.
С. Не пропускающая пар краска - №4512 Silver Vapor Barrier, позиция №246900.C. Steam-tight paint - No. 4512 Silver Vapor Barrier, item No. 246900.
D. Изоляция - впрыскиваемая вата Delta Blowing Insulation, минеральное волокно Rockwool.D. Insulation - Injected cotton Delta Blowing Insulation, Rockwool mineral fiber.
Е. Напыляемая текстурированная среда - многослойная средаE. Spray Textured Medium - Multilayer Medium
Ceiling Spray Texture QT, SHEETROCK®, фирма USG.Ceiling Spray Texture QT, SHEETROCK®, USG.
F. Крепежные средства - скобы [16-го] калибра размером 25,4х31,75 мм и шурупы для сухой штукатурки №6 длиной 31,75 мм. Двухкомпонентный уретановый клей F2100 от фирмы Fofmseal, Inc.F. Fasteners - brackets of [16th] caliber measuring 25.4x31.75 mm and screws for dry plaster No. 6 with a length of 31.75 mm. F2100 two-component urethane adhesive from Fofmseal, Inc.
Потолочная конструкция:Ceiling construction:
А. 2× 4 балки были соединены с обоих концов балок для получения каркаса из балок.A. 2 × 4 beams were connected at both ends of the beams to produce a framework of beams.
В. Двенадцать (12) штук гипсовых панелей прикрепили к каркасу из балок клеем F2100. На гипсовых панелях была отмерена кромка средней шириной 25,4 мм.B. Twelve (12) gypsum panels are fastened to the beam frame with F2100 glue. An edge with an average width of 25.4 mm was measured on gypsum panels.
С. Потолок осторожно подняли и разместили наверху предварительно смонтированных четырех стенок для получения помещения размером 2,44 × 14,63 м.C. The ceiling was carefully raised and placed on top of the pre-mounted four walls to obtain a room of 2.44 x 14.63 m.
D. Потолок в собранном виде прикрепили по всему периметру к верхней плите стенок шурупами №8 длиной 88,9 мм. Второй потолок был сооружен при использовании шурупов и скоб для прикрепления гипсовых панелей к балкам. Потолок также подняли и прикрепили к четырем (4) стенкам.D. The assembled ceiling was attached around the entire perimeter to the top wall plate with 88-mm
Два (2) потолка соорудили с использованием трех (3) штук гипсовых панелей каждого типа на каждом потолке. Один потолок был прикреплен механически, тогда как другой прикрепили только уретановым клеем F2100 (см.фиг.3). Гипсовые панели были уложены с чередованием типов панелей вдоль потолков. Использованные балки были длиной 2,567 м, высотой 45,82 см и расположены с шагом 60,96 см относительно центра ("о.ц.").Two (2) ceilings were constructed using three (3) pieces of gypsum panels of each type on each ceiling. One ceiling was attached mechanically, while the other was attached only with F2100 urethane adhesive (see figure 3). Gypsum panels were laid with alternating types of panels along the ceilings. The beams used were 2.567 m long, 45.82 cm high and spaced 60.96 cm apart from the center ("o.c.").
Для механического крепления потолка использовали скобы 16-го калибра размером 25,4× 31,75 мм с шагом 17,78 см о.ц. вдоль мест стыков и шурупы для сухой штукатурки №6 длиной 31,75 мм с шагом 30,48 см о.ц. вдоль поверхности балок.For the mechanical fastening of the ceiling, 16-gauge staples with a size of 25.4 × 31.75 mm in increments of 17.78 cm o.c. along the joints and screws for dry plaster No. 6 with a length of 31.75 mm in increments of 30.48 cm o.ts. along the surface of the beams.
Потолок приклеили вдоль панели по кромке приблизительно 38,1 мм. Кромку использовали на одной стороне плоскости балок и вдоль кромки на обеих сторонах балок у гипсовых стыков.The ceiling was glued along the panel at an edge of approximately 38.1 mm. An edge was used on one side of the plane of the beams and along the edge on both sides of the beams at the gypsum joints.
Гипсовая панель была прикреплена оклеенными бумагой кромками, расположенными параллельно, к поясам балок.The gypsum panel was attached with paper-glued edges parallel to the girder belts.
После того как гипсовые стыки были оклеены лентой, произвели измерения исходного положения. Затем потолки были покрыты не пропускающей пар краской, после чего напылили текстурированную среду. Сразу после нанесения текстурированной среды произвели повторные измерения. Затем на вершину балок впрыснули изоляцию Rockwool. После этого произвели третье измерение. С течением времени после введения изоляции температура и влажность повышалась. Заданная температура составляла 32,22° С, а относительная влажность 90%. Эти условия поддерживали в течение семи (7) суток, в то время как прогиб измеряли каждым утром и после полудня. Спустя семь суток помещение открыли и довели температуру до температуры окружающей среды. Измерения прогиба выполняли в течение более трех (3) суток, а затем испытания закончили.After the gypsum joints were glued with tape, measurements of the initial position were made. Then, the ceilings were coated with non-permeable paint, after which they sprayed a textured medium. Immediately after applying the textured medium, repeated measurements were made. Then Rockwool insulation was injected onto the top of the beams. After that, the third measurement was made. Over time, after the introduction of insulation, temperature and humidity increased. The set temperature was 32.22 ° C, and relative humidity 90%. These conditions were maintained for seven (7) days, while deflection was measured every morning and afternoon. After seven days, the room was opened and the temperature was brought to ambient temperature. Deflection measurements were performed for more than three (3) days, and then the tests were completed.
Как показано на фиг.2 и 3, гипсовые панели, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, проявляют значительное сопротивление прогибу по сравнению с другими гипсовыми панелями, и оно было ниже предела для прогиба в 2,54 мм на 0,6096 м длины панели (4,17 мм на 1 метр длины панели), что незаметно для человеческого глаза.As shown in FIGS. 2 and 3, gypsum panels made in accordance with the present invention exhibit significant deflection resistance compared to other gypsum panels, and it was below the limit for deflection of 2.54 mm per 0.6096 m of panel length ( 4.17 mm per 1 meter of panel length), which is invisible to the human eye.
ПРИМЕР 4EXAMPLE 4
Испытания на сопротивления выдергиванию гвоздей из лабораторных гипсовых панелейTests for pulling nails from laboratory gypsum panels
Изготовленные лабораторные образцы типовых покрытых бумагой гипсовых панелей, полученных в соответствии с настоящим изобретением, сравнивали с контрольными панелями на предмет сопротивления выдергиванию гвоздей. Сопротивление выдергиванию гвоздей является мерой сочетания прочности гипсовой сердцевины панелей, покрывающих ее бумажных листов и связи между бумагой и гипсом. При испытании измеряли максимальное усилие, потребное для выдергивания гвоздя со шляпкой сквозь панель до тех пор, пока не происходило массовое образование трещин в панели, и выполняли испытание в соответствии со стандартом С473-95 АОИМ.Manufactured laboratory samples of typical paper-coated gypsum panels obtained in accordance with the present invention were compared with control panels for resistance to pulling nails. Nail pulling resistance is a measure of the combination of the strength of the gypsum core of the panels covering its paper sheets and the bond between paper and gypsum. In the test, the maximum force required to pull the nail with the cap through the panel was measured until mass cracking in the panel occurred, and the test was performed in accordance with AOIM standard C473-95.
Суспензии приготовили путем смешивания в смесителе HOBART в течение 40 секунд при средней скорости: 3,0 кг полугидрата бета-сульфата кальция, 5 г ускорителя, как определено выше, 10 г крахмала LC-211 (модифицированный кислотой, предварительно не желатинированный пшеничный крахмал сухого помола, вводимый, как правило, в составы гипсовых панелей предшествующих технических решений и поставляемый фирмой Archer Daniels Midland Mil-ling Co.), 20 г мелко измельченного в молотковой дробилке бумажного волокна, 3 литров водопроводной воды, 0-6 г ТМФН и 0-30 г предварительно желатинированного кукурузного крахмала HCF-1000, поставляемого фирмой Lauhoff Grain Co.Suspensions were prepared by mixing in a HOBART mixer for 40 seconds at an average speed: 3.0 kg of calcium beta-sulfate hemihydrate, 5 g of accelerator, as defined above, 10 g of LC-211 starch (acid-modified, pre-gelatinized dry ground wheat starch , introduced, as a rule, into the gypsum panel compositions of the previous technical solutions and supplied by Archer Daniels Midland Mill-ling Co.), 20 g of paper fiber finely chopped in a hammer mill, 3 liters of tap water, 0-6 g of TMPN and 0-30 g pre-desire inirovannogo cornstarch HCF-1000, available from Lauhoff Grain Co.
Полученные таким образом суспензии залили в поддоны поверх бумаги, а затем положили бумагу на их верхнюю поверхность для получения образцов плоских гипсовых панелей, которые имели размеры приблизительно 35,56× 60,96× 12,7 см. Бумага на одной поверхности была многослойной с наружными слоями из манильской бумаги, а бумага на другой стороне была многослойной газетной бумагой, оба типа бумаги обычно используют для изготовления гипсовых панелей с бумажным покрытием в промышленности по производству панелей. Затем каждую панель выдерживали в печи при температуре 176,67° С до тех пор, пока она не потеряет 25% веса, а ее перемещали в [другую] печь и выдерживали при температуре приблизительно 44,44° С до тех пор, пока ее вес не станет постоянным.The suspensions thus obtained were poured onto pallets on top of the paper, and then laid on top of their paper to obtain samples of flat gypsum panels that were approximately 35.56 x 60.96 x 12.7 cm in size. The paper on one surface was multilayer with the outer layers of manila paper, and the paper on the other side was multilayer newsprint, both types of paper are commonly used for the manufacture of paper-coated gypsum panels in the panel industry. Then each panel was kept in an oven at a temperature of 176.67 ° C until it lost 25% of its weight, and it was moved to a [other] oven and kept at a temperature of approximately 44.44 ° C until its weight will not become permanent.
Затем измерили вес готовой панели и сопротивление выдергиванию гвоздя. Результаты приведены в таблице 3.Then, the weight of the finished panel and the resistance to pulling the nail were measured. The results are shown in table 3.
Результаты таблицы 3 показывают, что панели, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, обладают более высокой полной прочностью (сопротивлением выдергивания гвоздя) по сравнению с контрольными панелями.The results of table 3 show that the panels made in accordance with the present invention have a higher total strength (resistance to pulling the nail) compared to the control panels.
ПРИМЕР 5EXAMPLE 5
Стабильность размеров и сопротивление постоянной деформации гипсовых моделей, полученных на производственной линииDimensional stability and constant resistance to gypsum models obtained on the production line
Панели из вспененного гипса с бумажным покрытием были изготовлены на типовой полномасштабной производственной линии на промышленном оборудовании по производству гипсовых панелей. Панели были изготовлены с различными концентрациями иона триметафосфата, и их сравнивали с контрольными панелями (изготовленные без иона триметафосфата) на предмет стабильности размеров и сопротивления постоянной деформации. За исключением введения иона триметафосфата при изготовлении некоторых панелей, панели изготавливали при использовании способов и компонентов, типичных для способов и компонентов при производстве гипсовых панелей в соответствии с предшествующими техническими решениями. В таблице 4 приведены компоненты и их приблизительный состав в весовых процентах (выраженные как относительно близкие диапазоны на основе веса использованного прокаленного гипса).Paper-coated foam gypsum panels were fabricated on a typical full-scale production line on gypsum panel industrial equipment. The panels were made with different concentrations of the trimethaphosphate ion, and they were compared with control panels (made without the trimethaphosphate ion) for dimensional stability and resistance to constant deformation. With the exception of the introduction of the trimetaphosphate ion in the manufacture of some panels, the panels were made using methods and components typical of the methods and components in the production of gypsum panels in accordance with the previous technical solutions. Table 4 shows the components and their approximate composition in weight percent (expressed as relatively close ranges based on the weight of the calcined gypsum used).
В таблице 4: ускоритель отверждения содержал тонко измельченные, покрытые сахаром частицы дигидрата сульфата кальция, как описано в патенте США №3573947, в котором ускоритель не нагревают в процессе изготовления; крахмал представлял собой модифицированный кислотой крахмал HI-BOND сухого помола, приобретаемый у фирмы Lauhoff Grain Co.; диспергатором был DILODLO, сульфонат нафталина, приобретаемый у фирмы GEO Specialty Chemicals, Ambler, штат Пенсильвания; бумажное волокно было мелко измельченным в молотковой дробилке бумажным волокном; замедлителем отверждения был VERSENEX 80, желатинирующий агент, приобретаемый у фирмы Walters & Rogers, Kirkland, штат Вашингтон; вспенивающим агентом был WITCOLATE1276, приобретаемый у фирмы Witco Corp., Greenwich, штат Коннектикут; триметафосфат натрия был приобретен у фирмы Monsanto Co., St. Louis, штат Миссури; и ингибитором повторного прокаливания был CERELOSE 2001, декстроза, используемая для сокращения повторной кальцинации концов панелей в процессе сушки.In Table 4: the curing accelerator contained finely divided sugar coated calcium sulfate dihydrate particles as described in US Pat. No. 3,573,947, in which the accelerator was not heated during manufacture; starch was an acid-modified HI-BOND dry-milled starch purchased from Lauhoff Grain Co .; the dispersant was DILODLO, a naphthalene sulfonate purchased from GEO Specialty Chemicals, Ambler, PA; the paper fiber was finely chopped paper fiber in a hammer mill; cure retardant was VERSENEX 80, a gelling agent purchased from Walters & Rogers, Kirkland, Washington; the blowing agent was WITCOLATE1276, purchased from Witco Corp., Greenwich, Connecticut; sodium trimetaphosphate was purchased from Monsanto Co., St. Louis, Missouri; and the re-calcination inhibitor was
Панели были получены на непрерывной производственной линии шириной 1,22 м посредством: непрерывного введения и смешивания компонентов в смесителе для получения водной суспензии (вспенивающий агент использовали для образования пены на водной основе в отдельной системе получения пены; затем пену вводили в суспензию через смеситель); непрерывного распределения на движущейся ленте суспензии на листах бумажного покрытия (облицовочной бумаги); наложения других листов бумажного покрытия (нижней бумаги) поверх распределенной суспензии для получения панели толщиной 12,7 мм; когда гидратация полугидрата сульфата кальция для образования дигидрата сульфата кальция продолжалась достаточно для получения достаточного отверждения суспензии, чтобы панель можно было резать, резка движущейся панели для получения отдельных панелей размером 3,66× 1,22 м и толщиной 12,7 мм; и сушки панелей в нагретой сушильной печи с множеством полок. Затем определили сопротивление постоянной деформации панелей путем измерения прогиба, как описано в примере 2, за исключением того, что испытуемые панели были частями размером приблизительно 0,3048× 3,66 м (размер 0,3048 м соответствовал направлению производственной линии, т.е. был параллельным направлению), вырезанными из промышленных панелей. Измерения прогиба были выполнены после выдерживания панелей в условиях температуры окружающей среды 32,22° С и относительной влажности 90% в течение 24, 48 и 96 часов. Результаты приведены в таблице 5 для образцов панелей в соответствии с настоящим изобретением с различными концентрациями иона триметафосфата и контрольных образцов (0% триметафосфата натрия), полученных сразу перед и после образцов в соответствии с настоящим изобретением.The panels were obtained on a continuous production line 1.22 m wide by: continuously introducing and mixing the components in a mixer to obtain an aqueous suspension (the blowing agent was used to form water-based foam in a separate foam system; then the foam was introduced into the suspension through a mixer); continuous distribution on a moving belt of a suspension on sheets of paper coating (facing paper); applying other sheets of paper coating (bottom paper) on top of the distributed suspension to obtain a panel 12.7 mm thick; when the hydration of calcium sulfate hemihydrate to form calcium sulfate dihydrate has continued sufficiently to obtain sufficient cure of the suspension so that the panel can be cut, cutting a moving panel to produce individual panels of 3.66 x 1.22 m and a thickness of 12.7 mm; and drying the panels in a heated multi-shelf oven. Then, the resistance to constant deformation of the panels was determined by measuring the deflection as described in Example 2, except that the test panels were parts of approximately 0.3048 × 3.66 m (the size of 0.3048 m corresponded to the direction of the production line, i.e. was parallel to the direction) cut from industrial panels. Deflection measurements were carried out after the panels were kept at an ambient temperature of 32.22 ° C and a relative humidity of 90% for 24, 48 and 96 hours. The results are shown in table 5 for samples of panels in accordance with the present invention with different concentrations of trimethaphosphate ion and control samples (0% sodium trimetaphosphate) obtained immediately before and after samples in accordance with the present invention.
Данные в таблице 5 показывают, что панели, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, имели более интенсивно повышающееся сопротивление прогибу по мере того, как увеличивается концентрация ТМФН (и таким образом, более интенсивно повышающееся сопротивление постоянной деформации), чем контрольные панели.The data in Table 5 show that the panels made in accordance with the present invention had a more intensively increasing deflection resistance as the concentration of PMSF (and thus a more intensively increasing resistance to constant deformation) increased than the control panels.
Сопротивление прогибу, полученное при использовании составов и способов в соответствии с настоящим изобретением, кроме того, приведено на фиг.5А. Более конкретно, в таблице 5А приведен прогиб, т.е. стрела прогиба при увлажнении, в соответствии со стандартом С 473-95 АОИМ, полученных на производственной линии гипсовых панелей, имеющих размеры 0,3048× 0,6096 м и такой же состав, что показан выше в таблице 1. Из таблицы 5А видна такая же направленность сопротивления прогибу в соответствии со стандартом С 473-95 АОИМ, как направленность сопротивления прогибу для более длинных панелей (0,3048× 3,66 м), как показано на фиг.5.The deflection resistance obtained by using the compositions and methods in accordance with the present invention, in addition, is shown in figa. More specifically, Table 5A shows the deflection, i.e. dipping deflection arrow, in accordance with standard C 473-95 AOIM, obtained on a gypsum panel production line having dimensions of 0.3048 × 0.6096 m and the same composition as shown in Table 1 above. From Table 5A, the same the directionality of the deflection resistance in accordance with standard C 473-95 AOIM, as the directionality of the deflection resistance for longer panels (0.3048 × 3.66 m), as shown in Fig.5.
Как увлажненные, полученные на производственной линии гипсовые панели размером 3,66× 1,22 м, так и готовые высушенные панели размером 3,66× 1,22 м также были измерены (в соответствии с С473-95 АОИМ) для определения величины их усадки по ширине и длине после высушивания. Чем больше усадка панелей, тем меньше стабильность их размеров. Результаты приведены в таблице 6.Both wetted gypsum panels obtained on the production line with a size of 3.66 × 1.22 m and finished dried panels with a size of 3.66 × 1.22 m were also measured (in accordance with C473-95 AOIM) to determine their shrinkage in width and length after drying. The greater the shrinkage of the panels, the less dimensional stability they are. The results are shown in table 6.
Данные таблицы 6 показывают, что панели, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, имели более высокую стабильность размеров, чем контрольные панели. При добавке ТМФН 0,04% и более ни по длине, ни по ширине усадки обнаружено не было.The data in table 6 show that the panels made in accordance with the present invention had higher dimensional stability than the control panels. With the addition of TMPF 0.04% or more, no shrinkage was found either in length or in width.
ПРИМЕР 6EXAMPLE 6
Сопротивление прогибу в условиях увлажнения и конденсации (полученные на производственной линии гипсовые панели)Resistance to deflection under conditions of humidification and condensation (gypsum panels obtained on the production line)
Дополнительное испытание демонстрирует сопротивление прогибу панелей, полученных при использовании составов и способов в соответствии с настоящим изобретением. Более конкретно, были испытаны полученные на производственной линии гипсовые панели, у которых регулируемую конденсацию позволил обеспечить паронепроницаемый барьер, помещенный между потолочной панелью и стыками. Методика этого испытания была следующей. Были сооружены небольшие ограждения мансарды и комнаты. Мансардное пространство изолировали на его крыше и боковых стенах и поддерживали охлажденным для получения регулируемой конденсации на потолке. Площадь потолка составляла 2,44× 2,44 м со стропилами размером 0,6096× 2,44 м и шагом 60,96 см относительно центра. Пространство комнаты оградили на ее потолке и боковых стенках многослойным паронепроницаемым барьером [с толщиной слоев] 0,152 мм и стали поднимать влажность в комнатном пространстве для получения регулируемой конденсации на потолке.An additional test demonstrates the deflection resistance of the panels obtained using the compositions and methods in accordance with the present invention. More specifically, the gypsum panels obtained on the production line were tested in which the adjustable condensation made it possible to provide a vapor barrier placed between the ceiling panel and the joints. The procedure for this test was as follows. Small attic fences and rooms were erected. The attic space was isolated on its roof and side walls and kept chilled to obtain controlled condensation on the ceiling. The ceiling area was 2.44 × 2.44 m with rafters measuring 0.6096 × 2.44 m and a pitch of 60.96 cm relative to the center. The room space was fenced on its ceiling and side walls with a multi-layer vapor barrier [with a layer thickness] of 0.152 mm and they began to raise humidity in the room space to obtain controlled condensation on the ceiling.
Две панели размером 1,22× 2,44 м из испытуемого материала (одно испытываемое изделие и одно контрольное) прикрепили рядом к балкам, с полиэтиленовым паронепроницаемым барьером толщиной 0,15 мм, расположенным поверх панели. Концы панели не были прикреплены. Затем повысили влажность в части комнаты через выделяющий пар увлажнитель, в то время как температуру в мансарде понижали при использовании оконного кондиционера. Подачу пара из увлажнителя регулировали до тех пор, пока не получили постоянную конденсацию на паронепроницаемом барьере над потолочной панелью. На протяжении испытания не делали никаких попыток поддерживать постоянную температуру и влажность. Поэтому результаты следует принимать во внимание как относительную меру характеристики сопротивления прогибу испытываемого и контрольного изделия, а не попытку предсказать величину прогиба при определенных регулируемых условиях окружающей среды.Two panels of 1.22 × 2.44 m in size from the test material (one test item and one control) were attached next to the beams, with a 0.15 mm thick polyethylene vapor barrier located on top of the panel. The ends of the panel were not attached. Humidity was then increased in part of the room through a steam-emitting humidifier, while the attic temperature was lowered using a window air conditioner. The steam supply from the humidifier was controlled until constant condensation was obtained on the vapor barrier above the ceiling panel. Throughout the test, no attempt was made to maintain a constant temperature and humidity. Therefore, the results should be taken into account as a relative measure of the deflection resistance of the test and control products, and not an attempt to predict the magnitude of the deflection under certain controlled environmental conditions.
Затем периодически измеряли прогиб потолка в трех местах вдоль панели (на середине пролета между каждой частью балок), получив в целом шесть значений стрелы прогиба на одно изделие при одном испытании. Кроме того регистрировали температуру ограждения мансарды и комнаты при каждом измерении прогиба.Then, the deflection of the ceiling was periodically measured in three places along the panel (in the middle of the span between each part of the beams), obtaining a total of six values of the deflection arrow per product in one test. In addition, the temperature of the attic and room fencing was recorded at each deflection measurement.
Теоретические условия точки росы на основании известных данных (предполагая комнатную температуру постоянной и равной 21,11° С) приведены ниже.The theoretical conditions for the dew point based on known data (assuming room temperature constant and equal to 21.11 ° C) are given below.
Испытание было выполнено в течение восемнадцати дней с использованием следующего материала: гипсовой панели толщиной 12,7 мм, полученной на производственной линии,в соответствии с настоящим изобретением и описанной выше гипсовой панели Firecode, тип X, толщиной 15.875 мм. Панель, изготовленная в соответствии с настоящим изобретением, имеет значительно меньший прогиб, чем контрольная, т.е. гипсовая панель Firecode, тип Х толщиной 15,875 мм, как описано выше.The test was performed for eighteen days using the following material: a gypsum panel 12.7 mm thick obtained on the production line in accordance with the present invention and the Firecode gypsum panel type X described above, with a thickness of 15.875 mm. A panel made in accordance with the present invention has a significantly lower deflection than the control, i.e. Firecode gypsum board, type X, 15.875 mm thick, as described above.
В этом испытании на середине пролета между каждой балкой была приложена распределенная нагрузка величиной 14,59 Н/м сразу как наступал 8-й день [испытаний]. Приложение этой нагрузки значительно увеличивало прогиб контрольной панели, но значительно меньше влияло на панель в соответствии с настоящим изобретением. Как показано на фиг.4, гипсовые панели в соответствии с настоящим изобретением, имели стрелу прогиба, которая значительно ниже, чем та, которая заметна для человеческого глаза, а именно, менее 2,54 мм на 0,6096 м (4,17 мм на 1 м панели) длины панели.In this test, in the middle of the span, a distributed load of 14.59 N / m was applied between each beam as soon as the 8th day arrived [of the test]. The application of this load significantly increased the deflection of the control panel, but significantly less affected the panel in accordance with the present invention. As shown in FIG. 4, the gypsum panels in accordance with the present invention had a deflection arrow that was significantly lower than that which is visible to the human eye, namely, less than 2.54 mm per 0.6096 m (4.17 mm per 1 m of panel) the length of the panel.
ПРИМЕР 7EXAMPLE 7
Сопротивление выдергиванию гвоздя гипсовой панели, полученной на производственной линииResistance to pulling out a nail of a gypsum panel obtained on a production line
На типовой полномасштабной производственной линии с оборудованием для производства гипсовых панелей были изготовлены другие покрытые бумагой панели из отвержденного вспененного гипса. Были изготовлены панели с тремя концентрациями иона триметафосфата, и их сравнили на предмет сопротивления выдергиванию гвоздя с контрольными панелями (изготовленными без иона триметафосфата).In a typical full-scale gypsum panel production line, other paper-coated cured gypsum panels were made. Panels with three concentrations of trimethaphosphate ion were made and compared for resistance to nail pulling with control panels (made without trimethaphosphate ion).
За исключением введения иона триметафосфата при изготовлении некоторых из панелей, панели получали при использовании способов и компонентов в соответствии со способами и компонентами, типичными для предшествующих технических решений. Компоненты и их содержание в весовых процентах были такими же, как те, что приведены в таблице 4. Способ изготовления панелей описан в примере 5.With the exception of the introduction of the trimetaphosphate ion in the manufacture of some of the panels, the panels were obtained using methods and components in accordance with the methods and components typical of the previous technical solutions. The components and their content in weight percent were the same as those shown in table 4. A method of manufacturing panels is described in example 5.
Сопротивление выдергиванию гвоздя определяли в соответствии со стандартом С473-95 АОИМ. Результаты приведены в таблице 7 для образцов в соответствии с настоящим изобретением, полученных с разными концентрациями иона триметафосфата и контрольных образцов (0% триметафосфата), полученных непосредственно перед и после образцов в соответствии с настоящим изобретением.The resistance to pulling a nail was determined in accordance with the standard C473-95 AOIM. The results are shown in table 7 for samples in accordance with the present invention, obtained with different concentrations of trimethaphosphate ion and control samples (0% trimethaphosphate) obtained immediately before and after samples in accordance with the present invention.
Результаты, приведенные в таблице 7, показывают полученные на производстве панели, изготовленные в соответствии с настоящим изобретением, демонстрируют более высокую общую прочность (сопротивление выдергиванию гвоздя) по сравнению с контрольными панелями.The results are shown in table 7, obtained in the manufacture of panels made in accordance with the present invention, demonstrate a higher overall strength (resistance to pulling the nail) compared with the control panels.
ПРИМЕР 8EXAMPLE 8
Прочность соединения бумаги с гипсовой панелью, полученной на производственной линииThe bond strength of paper with gypsum panel obtained on the production line
На типовой полномасштабной производственной линии с оборудованием для производства гипсовых панелей были изготовлены другие покрытые бумагой панели из отвержденного вспененного гипса. Были изготовлены панели с разными концентрациями иона триметафосфата, предварительно желатинированного крахмала и нежелатинированного предварительно крахмала, и их сравнили с контрольными панелями (полученными без иона триметафосфата или предварительно желатинированного крахмала) на предмет сохранения целостности соединения между сердцевиной гипсовых панелей и их лицевыми бумажными покрытиями после пребывания в условиях предельной сырости и увлажнения.In a typical full-scale gypsum panel production line, other paper-coated cured gypsum panels were made. Panels with different concentrations of trimethaphosphate ion, pregelatinized starch and ungelatinized pre-starch were made and compared with control panels (obtained without trimethaphosphate ion or pre-gelatinized starch) to maintain the integrity of the connection between the core of the gypsum panels and their face paper coatings after being in conditions of extreme dampness and moisture.
За исключением введения иона триметафосфата и предварительно желатинированного крахмала и варьирования концентрации нежелатинированного предварительно крахмала при изготовлении некоторых из панелей, панели получали при использовании способов и компонентов в соответствии со способами и компонентами, типичными для предшествующих технических решений. Компоненты и их содержание в весовых процентах были такими же, как те, что приведены выше в таблице 4. Способ изготовления панелей описан в примере 5.With the exception of introducing the trimetaphosphate ion and pregelatinized starch and varying the concentration of ungelatinized pregel starch in the manufacture of some of the panels, the panels were prepared using methods and components in accordance with the methods and components typical of the preceding technical solutions. The components and their content in weight percent were the same as those shown above in table 4. A method of manufacturing panels is described in example 5.
Используемым в испытаниях предварительно желатинированным крахмалом был PCF1000, приобретаемый у фирмы Lauhoff Grain Co. He желатинированным предварительно крахмалом был HI-BOND, модифицированный кислотой нежелатинированный предварительно крахмал сухого помола, приобретаемый у фирмы Lauhoff Grain Co.The pregelatinized starch used in the tests was PCF1000, purchased from Lauhoff Grain Co. He pregelatinized starch was HI-BOND, an acid-modified non-gelatinized pregel dried starch purchased from Lauhoff Grain Co.
После изготовления панелей на производственной линии из них были вырезаны образцы с размерами 10,16× 16,51 см (10,16 см соответствует направлению производственной линии). Каждый из этих небольших образцов панелей затем кондиционировали путем выдерживания всей площади наружной поверхности бумажного покрытия с лицевой стороны в контакте с целиком пропитанной водой тканью в течение 6 часов при температуре 32,22° С и относительной влажности 90% окружающей среды, а затем удалили влажную ткань и дали образцам панели медленно высыхать в той же самой окружающей среде до тех пор, пока их вес не становился постоянным (обычно приблизительно 3 суток). Затем на тыльной поверхности образцов панелей на расстоянии 63,5 мм от одной из кромок размером 152,4 мм и параллельно ей проделали одну узкую канавку глубиной 3,175 мм. После этого сердцевину панели зажали вдоль канавки, без повреждения или обжатия бумаги на лицевой стороне панели, а затем большую часть (63,5х152,4 мм) образца панели под нажимом поворачивали книзу, в то время как меньшую часть удерживали неподвижно и горизонтально со стороны ее тыльной поверхности, в попытке вынудить бумагу на лицевой стороне панели отслоиться от большей части панели. Усилие увеличивали до тех пор, пока не произошло полное отделение двух частей панели. Затем проверили лицевую поверхность панели, чтобы определить, на какой площади ее поверхности бумага полностью отслоилась от сердцевины (определяемой как "чистое отслоение"). Эта площадь в процентах приведена в таблице 8 как "% Разрушения связи".After manufacturing the panels on the production line, samples with dimensions of 10.16 × 16.51 cm were cut from them (10.16 cm corresponds to the direction of the production line). Each of these small panel samples was then conditioned by keeping the entire outer surface of the paper coating on the front side in contact with a completely water-soaked cloth for 6 hours at a temperature of 32.22 ° C and a relative humidity of 90% of the environment, and then the wet cloth was removed and allowed the panel samples to dry slowly in the same environment until their weight became constant (usually about 3 days). Then, on the back surface of the panel samples at a distance of 63.5 mm from one of the edges measuring 152.4 mm and parallel to it, one narrow groove was made with a depth of 3.175 mm. After that, the core of the panel was clamped along the groove, without damage or squeezing of paper on the front side of the panel, and then most of the panel sample (63.5x152.4 mm) was pressed down under pressure, while the smaller part was held motionless and horizontal from its side the back surface, in an attempt to force the paper on the front of the panel to peel off from most of the panel. The force was increased until there was a complete separation of the two parts of the panel. The face of the panel was then checked to determine how much of its surface the paper had peeled off completely from the core (defined as “clean peeling”). This percentage area is shown in Table 8 as “% Communication Disruption”.
Данные в таблице 8 показывают, что после пребывания в условиях чрезмерного увлажнения в отношении проблемы разрушения связи бумаги с сердцевиной панели: ТМФН увеличивает проблемы; увеличение концентрации типичного предварительно нежелатинированного крахмала (HI-BOND) не облегчает проблем; введение предварительно желатинированного крахмала (PCF1000) облегчает или устраняет проблему.The data in table 8 show that after staying in conditions of excessive wetting regarding the problem of breaking the bond of the paper with the core of the panel: PMSC increases the problem; increasing the concentration of typical pre-gelatinized starch (HI-BOND) does not alleviate the problems; the introduction of pregelatinized starch (PCF1000) facilitates or eliminates the problem.
ПРИМЕР 9EXAMPLE 9
Обработка изделий из дигидрата сульфата кальция после изготовленияProcessing products from calcium sulfate dihydrate after manufacture
В некоторых предпочтительных альтернативных вариантах настоящего изобретения отливку из дигидрата сульфата кальция обрабатывают водным раствором иона триметафосфата так, чтобы получить достаточно однородное распределение иона триметафосфата в отливке из дигидрата сульфата кальция для увеличения прочности, сопротивления постоянной деформации (например, сопротивления прогибу) и стабильности размеров содержащих отвержденный гипс изделий после повторной сушки. Более конкретно, было обнаружено, что обработка отливки из дигидрата сульфата кальция ионом триметафосфата увеличивает прочность, сопротивление постоянной деформации (например, сопротивления прогибу) и стабильность размеров в степени, подобной той, которой достигают при использовании вариантов, в которых ион триметафосфата добавляют в прокаленный гипс. Таким образом, в варианте, в котором ион триметафосфата вводят в отвержденный гипс, предлагает новые составы и способы получения улучшенных содержащих гипс изделий, включающих, но не ограниченных ими, щиты, панели, плитки, композиты гипс/целлюлозное волокно и т.д. Следовательно, любое изделие на гипсовой основе, которое требует жесткого контроля сопротивления прогибу будет получать преимущество от использования этого варианта настоящего изобретения. Такая обработка кроме того увеличивает прочность гипсовой отливки приблизительно на 15%. Ионы триметафосфата можно вводить в гипсовые отливки в количестве 0,04-2,0% (по отношению к весу гипса) путем разбрызгивания или пропитки водным раствором, содержащим ион триметафосфата, а затем повторно высушивать гипсовые отливки.In some preferred alternative embodiments of the present invention, the calcium sulfate dihydrate casting is treated with an aqueous solution of trimetaphosphate ion so as to obtain a sufficiently uniform distribution of the trimetaphosphate ion in the calcium sulfate dihydrate casting to increase strength, constant deformation resistance (e.g., deflection resistance), and dimensional stability containing cured gypsum products after repeated drying. More specifically, it has been found that treating a casting of calcium sulphate dihydrate with a trimethaphosphate ion increases strength, resistance to constant deformation (e.g., deflection resistance) and dimensional stability to a degree similar to that achieved using options in which the trimethaphosphate ion is added to calcined gypsum . Thus, in the embodiment in which the trimethaphosphate ion is introduced into the cured gypsum, it offers new compositions and methods for producing improved gypsum-containing products, including but not limited to boards, panels, tiles, gypsum / cellulose fiber composites, etc. Therefore, any gypsum-based product that requires tight control of deflection resistance will benefit from using this embodiment of the present invention. This treatment also increases the strength of the gypsum cast by approximately 15%. Trimetaphosphate ions can be introduced into gypsum castings in an amount of 0.04-2.0% (relative to the weight of gypsum) by spraying or impregnating with an aqueous solution containing trimethaphosphate ion, and then re-drying the gypsum castings.
Два способа обработки изделий из отвержденного гипса после их изготовления состоят в следующем:Two methods of processing hardened gypsum products after their manufacture are as follows:
В обоих приведенных выше способах водный раствор иона триметафосфата предпочтительно вводили в количестве и так, чтобы было достаточно для получения концентрации приблизительно 0,04-0,16 вес.% (по отношению к весу дигидрата сульфата кальция) иона триметафосфата в отливке из дигидрата сульфата кальция.In both of the above methods, the aqueous solution of the trimetaphosphate ion is preferably added in an amount and so that it is sufficient to obtain a concentration of approximately 0.04-0.16 wt.% (Relative to the weight of calcium sulfate dihydrate) of the trimetaphosphate ion in the cast of calcium sulfate dihydrate .
Эффект уменьшения стрелы прогиба (т.е. сопротивления прогибу) при использовании первого способа, описанного выше, показаны на фиг.5. Изготовили пять (5) панелей и испытали на предмет определения стрелы прогиба, как показано на фиг.5. Высушенные панели весили от 750 до 785 г. В контрольные панели не вводили никаких растворов после окончательного отверждения и сушки гипсовой отливки. Панель, названная [на фиг.5] панелью "только вода", содержала только воду, введенную разбрызгиванием на отвержденную и высушенную гипсовую отливку, и затем была повторно высушена. Панель, названная панелью "раствор ТМФН", содержала 1 вес.% иона триметафосфата в водном растворе, введенном путем разбрызгивания на отвержденную и высушенную гипсовую отливку, и затем была повторно высушена. Панель, названная панелью "раствор Гипс-ТМФН", содержала водный раствор, насыщенный гипсом и содержащий 1 вес.% иона триметафосфата, введенный разбрызгиванием на отвержденную и высушенную гипсовую отливку, и затем была повторно высушена. В общем, предпочтительно иметь подлежащий разбрызгиванию раствор, содержащий концентрацию иона триметафосфата в диапазоне от 0,5 до 2 вес.%. Окончательное количество иона триметафосфата как в панели с раствором ТМФН, так и раствора Гипс-ТМФН, составляло 0,2% по отношению к весу отделочного гипса, использованного для получения гипсовой отливки и 0,17% по отношению к весу готовой панели, содержащей отвержденный гипс.The effect of reducing the deflection boom (i.e., deflection resistance) when using the first method described above is shown in FIG. Five (5) panels were fabricated and tested for deflection deflection arrows, as shown in FIG. 5. The dried panels weighed from 750 to 785 g. No solutions were added to the control panels after the final curing and drying of the gypsum cast. The panel, referred to as the “water only” panel [Fig. 5], contained only water introduced by spraying onto the cured and dried gypsum cast, and then was re-dried. The panel, referred to as the “TMPF solution” panel, contained 1% by weight of trimethaphosphate ion in an aqueous solution introduced by spraying onto the hardened and dried gypsum cast, and then was re-dried. The panel, called the "Gypsum-TMPN" panel, contained an aqueous solution saturated with gypsum and containing 1% by weight of trimethaphosphate ion, introduced by spraying onto the cured and dried gypsum cast, and then re-dried. In general, it is preferable to have a solution to be sprayed containing a concentration of trimethaphosphate ion in the range of 0.5 to 2% by weight. The final amount of trimethaphosphate ion both in the panel with the TMPN solution and the Gypsum-TMPN solution was 0.2% with respect to the weight of the gypsum cast used to produce the gypsum cast and 0.17% with respect to the weight of the finished panel containing hardened gypsum .
ПРИМЕР 10EXAMPLE 10
Обработка материалов с высоким содержанием солейHigh salt processing
Другие варианты настоящего изобретения относятся к гипсосодержашим отвержденным изделиям, изготовленным из смесей материалов на основе сульфата кальция и воды, содержащей высокие концентрации ионов хлоридов или их солей (а именно, по меньшей мере 0,015 вес.% по отношению к весу материала на основе сульфата кальция в смеси, обычно более 0,02-1,5 вес.%). Ионы хлоридов или их соли могут быть примесями в самих материалах на основе сульфата кальция или в воде (например, в морской воде или в подпочвенной воде, содержащей рассол), используемых в смеси, которые до настоящего изобретения не могли быть использованы для получения стабильных, содержащих отвержденный гипс изделий, поскольку вызывали проблемы, такие как вздутия, повреждения связи с бумагой, пережог концов, низкое сопротивление постоянной деформации, низкая прочность и низкая стабильность размеров.Other embodiments of the present invention relate to gypsum-containing cured products made from mixtures of materials based on calcium sulfate and water, containing high concentrations of chloride ions or their salts (namely, at least 0.015 wt.% With respect to the weight of the material based on calcium sulfate in mixtures, usually more than 0.02-1.5 wt.%). Chloride ions or their salts can be impurities in the materials themselves based on calcium sulfate or in water (for example, in seawater or in subsoil water containing brine) used in a mixture that until the present invention could not be used to obtain stable, containing hardened gypsum products, because they caused problems such as bloating, damage to the bond with the paper, burn out of the ends, low resistance to constant deformation, low strength and low dimensional stability.
Результаты испытаний, приведенные в таблице 9, относятся к гипсовым панелям, изготовленным и обработанным таким же образом, как описано в примере 2, за исключением того, что в смесь, наряду с разными количествами иона триметафосфата, ввели различные количества иона хлоридов. Испытания по определению стрелы прогиба выполняли таким же образом, как описано в примере 2.The test results shown in table 9 relate to gypsum panels made and processed in the same manner as described in example 2, except that various amounts of chloride ion were introduced into the mixture along with different amounts of trimethaphosphate ion. Tests to determine the deflection arrows were performed in the same manner as described in example 2.
Результаты испытаний, приведенные в таблице 10, показывают, что обработка ионом триметафосфата позволяет использовать смеси, содержащие высокие концентрации ионов хлоридов или их солей. Панели изготовили и обработали аналогичным образом, как в примере 4, за исключением того, что в смесь, наряду с разными количествами иона триметафосфата, ввели различное количество иона хлорида. Целостность связи между сердцевиной гипсовой панели и ее бумажным лицевым покрытием испытывали таким же образом, как описано в примере 8.The test results shown in table 10 show that treatment with the trimethaphosphate ion allows the use of mixtures containing high concentrations of chloride ions or their salts. The panels were made and processed in the same manner as in Example 4, except that a different amount of chloride ion was introduced into the mixture, along with different amounts of trimethaphosphate ion. The integrity of the connection between the core of the gypsum panel and its paper face coating was tested in the same manner as described in example 8.
В таблице 11 приведены результаты обработки ионом триметафосфата и крахмалом PCF 1000 материалов с высоким содержанием хлорида (от 0,08 до 0,16 вес.% хлорида натрия в отделочном гипсе) панелей, которые были изготовлены иначе и обработаны подобным образом, как описано в примере 5. Как показано в таблице 11, обработка обеспечивает увеличение прочности при выдергивании гвоздя (измеренной так же, как в примере 4, а именно по стандарту С473-95 АОИМ) и аналогичных характеристик связи (измеренных так же, как в примере 8) по сравнению с контрольными панелями, не содержащими хлорида натрия. Кроме того, обработка ионом триметафосфата обеспечивает значительное улучшение прогиба при увлажнении даже при введении до 0,3 вес.% хлористой соли.Table 11 shows the results of treating with a chloride ion of trimetaphosphate and PCF starch 1000 materials with a high content of chloride (from 0.08 to 0.16 wt.% Sodium chloride in the finishing gypsum) of panels that were made differently and processed in a similar way, as described in the example 5. As shown in table 11, the treatment provides an increase in strength when pulling a nail (measured in the same way as in example 4, namely, according to the standard C473-95 AOIM) and similar characteristics of the connection (measured in the same way as in example 8) compared with control panels, not with ERZHAN sodium chloride. In addition, treatment with the trimethaphosphate ion provides a significant improvement in deflection during wetting even with up to 0.3 wt.% Chloride added.
В таблице 12 приведены результаты обработки ионом триметафосфата и крахмалом PCF 1000 материалов даже с более высоким (чем в таблице 11) содержанием хлорида (0,368% хлорида натрия в отделочном гипсе) панелей, которые были изготовлены иначе и обработаны подобным образом, как описано в примере 5. Как показано в таблице 12, обработка обеспечивает увеличение прочности при выдергивании гвоздя (измеренной так же, как в примере 4, а именно по стандарту С473-95 АОИМ) и аналогичных характеристик связи (измеренных так же, как в примере 8) по сравнению с контрольными панелями, не содержащими хлорида натрия.Table 12 shows the results of treatment of trimetaphosphate ion and PCF starch 1000 with materials even with a higher (than in table 11) chloride content (0.368% sodium chloride in the finishing gypsum) of panels that were made differently and processed in a similar manner as described in example 5 As shown in table 12, the treatment provides an increase in the strength when pulling a nail (measured in the same way as in example 4, namely, according to the standard C473-95 AOIM) and similar bond characteristics (measured in the same way as in example 8) compared to control panels not containing sodium chloride.
ПРИМЕР 11EXAMPLE 11
Обработка прокаленного гипса разными улучшающими агентамиTreatment of calcined gypsum with various improvers
В примерах описанных ранее предпочтительных вариантов улучшающим агентом является ион триметафосфата. Однако вообще-то любые улучшающие агенты, которые соответствуют общему определению улучшающих агентов, описанных выше, будут обеспечивать эффективные результаты (например, повышенное сопротивление постоянной деформации) при обработке прокаленного гипса. Как правило, к подходящим улучшающим агентам относятся концентрированные фосфорные кислоты, каждая из которых содержит 2 или более структурных элементов фосфорных кислот; и соли или ионы концентрированных фосфатов, каждый из которых содержит 2 или более структурных единиц фосфатов.In the examples of the previously described preferred embodiments, the improving agent is the trimethaphosphate ion. However, in general, any improving agents that meet the general definition of improving agents described above will provide effective results (for example, increased resistance to permanent deformation) when processing calcined gypsum. As a rule, suitable improving agents include concentrated phosphoric acids, each of which contains 2 or more structural elements of phosphoric acids; and salts or ions of concentrated phosphates, each of which contains 2 or more structural units of phosphates.
Конкретные примеры таких улучшающих агентов включают следующие кислоты или соли, или их анионные группы: триметафосфат натрия, имеющий формулу молекулы (NаРО3)3, гексаметафосфат натрия, имеющий 6-27 повторяющихся структурных элементов фосфата и формулу молекулы Nan+2PnO3n+l, где n=6-27, тетракалий-пирофосфат, имеющий формулу молекулы K4P2O7, три-натрий-дикалий-триполифосфат, имеющий формулу молекулы Na3K2Р3О10 триполифосфат натрия, имеющий формулу молекулы Na5P3O10 тетранатрий-полифосфат, имеющий формулу молекулы Na4P2O7, триметафосфат алюминия, имеющий формулу молекулы Аl(РO3)3, кислый пирофосфат натрия, имеющий формулу молекулы Na2H2P2O7, пирофосфат аммония, имеющий 1000-3000 повторяющихся структурных элементов и формулу молекулы (NH4)n+2Pn)3n+1, где n=1000-3000, или полифосфорная кислота, имеющая 2 или более повторяющихся структурных элементов фосфорной кислоты и формулу молекулы Hn+2PnO3n+l, где n составляет 2 или более.Specific examples of such improving agents include the following acids or salts, or their anionic groups: sodium trimetaphosphate having the formula of a molecule (NaPO 3 ) 3 , sodium hexametaphosphate having 6-27 repeating phosphate structural elements and the formula of a molecule Na n + 2 P n O 3n + l , where n = 6-27, tetracal potassium pyrophosphate having the formula of the molecule K 4 P 2 O 7 , tri-sodium dipotassium tripolyphosphate having the formula of the molecule Na 3 K 2 P 3 O 10 sodium tripolyphosphate having the formula of the molecule Na 5 P 3 O 10 tetrasodium polyphosphate having the formula of a molecule of Na 4 P 2 O 7 , trimetaphosphate alumin oi having the formula of an Al (PO 3 ) 3 molecule, sodium acid pyrophosphate having the formula of a Na 2 H 2 P 2 O 7 molecule, ammonium pyrophosphate having 1000-3000 repeating structural elements and the formula of an (NH4) n + 2 P n molecule) 3 n + 1 , where n = 1000-3000, or polyphosphoric acid having 2 or more repeating structural elements of phosphoric acid and the formula of the molecule H n + 2 P n O 3n + l , where n is 2 or more.
Результаты использования таких улучшающих агентов для обработки прокаленного гипса приведены в таблицах 13, 14 и 15.The results of the use of such improving agents for the treatment of calcined gypsum are shown in tables 13, 14 and 15.
В таблице 13 приведены результаты использования различных улучшающих агентов для обработки прокаленного гипса в процессе изготовления гипсовых панелей и кубиков. Панели изготавливали и обрабатывали таким же образом, как описано в примере 2. Кубики изготавливали и обрабатывали так же, как описано в примере 1. За исключением двух случаев, были использованы различные улучшающие агенты, нежели ион триметафосфата. Стрелу прогиба после увлажнения измеряли так же, как описано в примере 2. Прочность при сжатии измеряли таким же образом, как описано в примере 1.Table 13 shows the results of using various improving agents for processing calcined gypsum in the manufacturing process of gypsum panels and cubes. The panels were made and processed in the same manner as described in example 2. The cubes were made and processed in the same way as described in example 1. Except for two cases, various enhancement agents were used than the trimethaphosphate ion. The deflection boom after wetting was measured in the same manner as described in example 2. The compressive strength was measured in the same manner as described in example 1.
В таблице 14 приведены результаты использования полифосфорной кислоты для обработки прокаленного гипса в процессе изготовления гипсовых панелей и кубиков. Панели изготавливали и обрабатывали таким же образом, как описано в примере 2. Кубики изготавливали и обрабатывали так же, как описано в примере 1. За исключением двух случаев, были использованы различные улучшающие агенты, нежели ион триметафосфата. Стрелу прогиба после увлажнения измеряли так же, как описано в примере 2. Прочность при сжатии измеряли таким же образом, как описано в примере 1.Table 14 shows the results of the use of polyphosphoric acid for processing calcined gypsum in the manufacturing process of gypsum panels and cubes. The panels were made and processed in the same manner as described in example 2. The cubes were made and processed in the same way as described in example 1. Except for two cases, various enhancement agents were used than the trimethaphosphate ion. The deflection boom after wetting was measured in the same manner as described in example 2. The compressive strength was measured in the same manner as described in example 1.
В таблице 15 приведены результаты использования полифосфата алюминия ("ПФА") для обработки прокаленного гипса в процессе изготовления гипсовых панелей и кубиков. Панели изготавливали и обрабатывали таким же образом, как описано выше в примере 2. Кубики изготавливали и обрабатывали так же, как описано выше в примере 1. За исключением двух случаев, были использованы различные улучшающие агенты, нежели ион триметафосфата. Стрелу прогиба после увлажнения измеряли так же, как описано выше в примере 2. Прочность при сжатии измеряли таким же образом, как описано выше в примере 1.Table 15 shows the results of using aluminum polyphosphate (“PFA”) for processing calcined gypsum in the process of manufacturing gypsum panels and cubes. The panels were made and processed in the same manner as described above in Example 2. The cubes were made and processed in the same manner as described above in Example 1. With two exceptions, various enhancement agents were used than the trimethaphosphate ion. The deflection boom after wetting was measured in the same manner as described above in Example 2. The compressive strength was measured in the same manner as described above in Example 1.
Приведенные в таблицах 13, 14 и 15 результаты показывают, что все испытанные материалы, которые соответствуют данному выше определению улучшающих агентов, когда их используют для обработки прокаленного гипса при изготовлении отвержденных гипсосодержащих изделий, способствуют получению у них значительно более высокого сопротивления постоянной деформации по сравнению с контрольными образцами.The results given in tables 13, 14 and 15 show that all tested materials that meet the above definition of improving agents, when they are used to process calcined gypsum in the manufacture of hardened gypsum-containing products, contribute to their significantly higher resistance to constant deformation compared to control samples.
ПРИМЕР 12EXAMPLE 12
Обработка отливки из дигидрата сульфата кальция различными улучшающими агентамиTreatment of castings from calcium sulfate dihydrate with various improving agents
Вообще любые улучшающие агенты, которые соответствуют общему определению улучшающих агентов, описанных выше, будут обеспечивать эффективные результаты (например, повышенное сопротивление постоянной деформации и повышенная прочность) при обработке отливки из дигидрата сульфата кальция. Как правило, к подходящим улучшающим агентам относятся: фосфорные кислоты, каждая из которых содержит 1 или более структурных элементов фосфорных кислот; и соли - или ионы концентрированных фосфатов, каждый из которых содержит 2 или более структурных элементов фосфатов и одноосновные соли или одновалентные ионы ортофосфатов.In general, any improving agents that meet the general definition of improving agents described above will provide effective results (for example, increased resistance to constant deformation and increased strength) when processing castings from calcium sulfate dihydrate. Typically, suitable enhancement agents include: phosphoric acids, each of which contains 1 or more structural elements of phosphoric acids; and salts - or ions of concentrated phosphates, each of which contains 2 or more structural elements of phosphates and monobasic salts or monovalent ions of orthophosphates.
Результаты использования улучшающих агентов для обработки отливок дигидрата сульфата кальция показаны в таблице 16.The results of using improving agents for processing castings of calcium sulfate dihydrate are shown in table 16.
В таблице 16 приведены результаты использования различных материалов в варьируемых количествах для обработки высушенного прокаленного гипса в форме панелей и кубиков. Панели изготавливали и обрабатывали таким же образом, как описано в примере 2, и далее обрабатывали так же, как описано в примере 9. Кубики изготавливали так же, как описано в примере 1 и далее обрабатывали таким же образом, как описано в примере 9. За исключением двух случаев, были использованы различные улучшающие агенты, нежели ион триметафосфата. Стрелу прогиба после увлажнения измеряли так же, как описано в примере 2. Прочность при сжатии измеряли таким же образом, как описано выше в примере 1.Table 16 shows the results of using various materials in varying amounts to process dried calcined gypsum in the form of panels and cubes. The panels were made and processed in the same manner as described in example 2, and then processed as described in example 9. The cubes were made in the same way as described in example 1 and further processed in the same manner as described in example 9. For with the exception of two cases, various enhancing agents were used than the trimethaphosphate ion. The deflection boom after wetting was measured in the same manner as described in Example 2. The compressive strength was measured in the same manner as described above in Example 1.
Приведенные в таблице 16 результаты показывают, что в пределах данного выше определения улучшающие агенты, когда их используют для обработки отвержденного и высушенного дигидрата сульфата кальция изделий, способствуют получению у них значительно более высокого сопротивления постоянной деформации и существенно более высокой прочности по сравнению с контрольными образцами.The results shown in table 16 show that, within the framework of the above definition, improving agents, when used to treat cured and dried calcium sulfate dihydrate products, provide them with significantly higher resistance to constant deformation and significantly higher strength compared to control samples.
Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что при производстве гипсосодержащих отвержденных изделий в соответствии с настоящим изобретением может быть использован широкий диапазон рН, т.е. равный или выше 3,5. При изготовлении гипсовых панелей в соответствии с настоящим изобретением рабочий диапазон рН предпочтительно составляет приблизительно от 5,0 до 9,0, а более предпочтительно, приблизительно от 6,5 до 7,5.It will be understood by those skilled in the art that in the manufacture of gypsum-containing cured products in accordance with the present invention, a wide pH range, i.e. equal to or higher than 3.5. In the manufacture of gypsum panels in accordance with the present invention, the working pH range is preferably from about 5.0 to 9.0, and more preferably from about 6.5 to 7.5.
ПРИМЕР 13EXAMPLE 13
Преодоление замедления и снижения прочностиOvercoming Slowdown and Strength Reduction
При предварительной обработке для отверждения материала на основе сульфата кальция в соответствии с настоящим изобретением кроме того было обнаружено, что некоторые улучшающие агенты замедляют скорость гидратирования при образовании отвержденного гипса и неблагоприятно влияют на прочность содержащего отвержденный гипс изделия. Было обнаружено, что замедление и неблагоприятное влияние на прочность можно уменьшить или даже преодолеть с помощью введения в смесь ускорителя в соответствующем количестве и соответствующим образом. Это показано в приведенной таблице 17. Суспензию изготовили в соответствии с приведенным примером 1, а в качестве улучшающего агента использовали гексаметафосфат натрия. Часть суспензии испытали с использованием стандарта С 472 АОИМ для определения времени, потребного для достижения 98% гидратации отвержденного гипса. Другую часть суспензии использовали для изготовления кубиков в соответствии с примером 1 для определения прочности при сжатии. Для этих целей может быть использован любой из известных материалов, который способен повысить скорость образования отвержденного гипса. Для этого предпочтительным ускорителем предпочтительно является определенный ранее ускоритель, приведенный в примере 1.In the pre-treatment for curing the calcium sulfate-based material of the present invention, it was further found that some improving agents slow down the hydration rate during the formation of the set gypsum and adversely affect the strength of the set gypsum-containing product. It was found that the slowdown and adverse effect on strength can be reduced or even overcome by introducing the accelerator into the mixture in an appropriate amount and in an appropriate manner. This is shown in Table 17. The suspension was prepared in accordance with Example 1, and sodium hexametaphosphate was used as the improving agent. Part of the suspension was tested using AOIM standard C 472 to determine the time required to achieve 98% hydration of the set gypsum. Another part of the suspension was used to make cubes in accordance with example 1 to determine the compressive strength. For these purposes, any of the known materials that can increase the rate of formation of set gypsum can be used. For this, the preferred accelerator is preferably the previously defined accelerator described in Example 1.
ПРИМЕР 14EXAMPLE 14
Придание нужной формы гипсовой панелиPlaster Casting
Кроме того, было обнаружено, что в соответствии с принципами настоящего изобретения можно получать гипсовые панели необходимой формы. До настоящего изобретения форму абсолютно плоской гипсовой панели изменяли, как правило, путем увлажнения панели водой для ее размягчения и придания ей большей гибкости, а затем изменения формы панели, как необходимо, и выдерживания после этого панели до ее высыхания. Однако эта предшествующая технология увеличивает проблемы на многих производствах и оборудовании, поскольку увлажнение, потребное для размягчения панели и придания ей большей гибкости, чтобы ей можно было придать нужную форму, занимает значительное количество времени, а именно, по меньшей мере один час или более, а нередко требует и двенадцати часов. Кроме того, предшествующая технология недостаточно подходит для облегчения придания панели нужной формы. Если панель недостаточно размягчена, то возникают затруднения при придании ей нужной формы. А именно, требуется большее усилие для изменения формы панели, как необходимо, а если приложить слишком большое усилие, то панель может быть разрушена. Таким образом, существует большая потребность в разработке способов и составов, которые уменьшали бы время увлажнения и облегчали процесс придания гипсовой панели нужной формы.In addition, it was found that in accordance with the principles of the present invention, it is possible to obtain gypsum panels of the desired shape. Prior to the present invention, the shape of a completely flat gypsum panel was changed, as a rule, by wetting the panel with water to soften it and giving it more flexibility, and then changing the shape of the panel as necessary, and holding the panel thereafter until it dried. However, this prior technology increases the problems in many industries and equipment, since the humidification required to soften the panel and give it more flexibility so that it can be shaped, takes a considerable amount of time, namely at least one hour or more, and often requires twelve hours. In addition, prior technology is not well suited to make it easier to shape a panel. If the panel is not softened enough, then there are difficulties in giving it the desired shape. Namely, more effort is required to change the shape of the panel, as necessary, and if too much force is applied, the panel may be destroyed. Thus, there is a great need to develop methods and compositions that would reduce the wetting time and facilitate the process of shaping the gypsum panel.
В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения, например, на плоскую гипсовую панель можно разбрызгивать водный раствор хлорида, содержащий любой улучшающий агент (как описано выше в примерах и кратком описании настоящего изобретения), для размягчения панели и придания ей большей гибкости. Затем размягченной и более гибкой панели можно легко придать нужную форму с приложением меньшего усилия, чем при использовании предшествующих технологий, и измененная панель, после того как высохнет, должна сохранить необходимую форму за счет благоприятного влияния улучшающего агента, особенно сопротивление постоянной деформации.According to a preferred embodiment of the present invention, for example, an aqueous chloride solution containing any enhancing agent (as described above in the examples and a brief description of the present invention) can be sprayed onto a flat gypsum panel to soften the panel and give it more flexibility. Then, a softened and more flexible panel can be easily shaped to fit with less effort than with prior technologies, and the modified panel, after drying, should retain its desired shape due to the beneficial effect of the improving agent, especially resistance to constant deformation.
Было обнаружено, что, например, абсолютно плоским гипсовым панелям толщиной 7,938, 9,525 и 12,70 мм можно придать нужную форму путем размягчения гипсовой панели при разбрызгивании на панель раствора хлористой соли или смеси растворов различных хлористых солей (таких, как хлористый натрий, хлористый кальций, хлористый магний, хлористый калий, хлористый алюминий и т.д.), содержащих описанный выше улучшающий агент. Для достижения наиболее предпочтительных результатов смачивающий агент (такой, как поверхностно-активное вещество Tergitol NP-9, поставляемое фирмой Union Carbide Chemical & Plastic Company, Inc.; Neodol® 1-7 и Neodol® 1-5, поставляемое фирмой Shell Chemical Company, и Iconol TDA-6 и Iconol DA-6, поставляемый фирмой BASF Corporation) может быть использован для выполнения быстрой и эффективной увлажняющей обработки. Для улучшения связи бумаги с сердцевиной и прочности готовой панели измененной формы можно использовать крахмал (такой как Stapol 580 и Stapol 630, поставляемый фирмой A.E.Staley Manufactoring Company). В солевой раствор можно вводить противопенный агент, если образование пены вызывает проблемы из-за вспенивающих свойств смачивающих агентов.It was found that, for example, absolutely flat gypsum panels with a thickness of 7.938, 9.525 and 12.70 mm can be shaped by softening the gypsum panel by spraying a solution of chloride salt or a mixture of solutions of various chloride salts (such as sodium chloride, calcium chloride) , magnesium chloride, potassium chloride, aluminum chloride, etc.) containing the improving agent described above. To achieve the most preferred results, a wetting agent (such as the surfactant Tergitol NP-9, supplied by Union Carbide Chemical & Plastic Company, Inc .; Neodol® 1-7 and Neodol® 1-5, supplied by Shell Chemical Company, and Iconol TDA-6 and Iconol DA-6, supplied by BASF Corporation) can be used to perform quick and effective moisturizing treatments. Starch (such as Stapol 580 and Stapol 630, supplied by A.E. Staley Manufacturing Company) can be used to improve the bond of the paper to the core and the strength of the modified shaped panel. An antifoam agent can be added to the saline if the formation of foam causes problems due to the foaming properties of the wetting agents.
В предпочтительном варианте на одну сторону панели наносят описанный выше солевой раствор, в то время как другую сторону не обрабатывают для сохранения сопротивления разрыву на необработанной стороне панели для предотвращения разрушения панели в процессе изменения ее формы.In a preferred embodiment, the saline solution described above is applied to one side of the panel, while the other side is not treated to maintain tear resistance on the untreated side of the panel to prevent destruction of the panel in the process of changing its shape.
Обработанная панель может быть, например, гипсовой панелью любого типа с бумажным покрытием, с любыми типичными добавками и составов гипса в такой панели. В предпочтительном варианте панель содержит внутренние упрочняющие материалы, такие как дискретные волокна (например, стеклянные, бумажные и/или синтетические волокна).The processed panel may, for example, be a gypsum panel of any type with a paper coating, with any typical additives and gypsum compositions in such a panel. In a preferred embodiment, the panel contains internal reinforcing materials, such as discrete fibers (for example, glass, paper and / or synthetic fibers).
В соответствии с настоящим изобретением изменить форму можно у гипсовых панелей любого размера и толщины. В соответствии с предпочтительным вариантом настоящего изобретения изменили форму покрытых бумагой гипсовых панелей толщиной 7,938, 9,525 и 12,70 мм путем обработки одной стороны панели "облегчающим гибку" раствором, содержащим (по отношению к полному весу раствора) 0,05 вес.% хлористого натрия, 0,05 вес.% триметафосфата натрия, 0,05 вес.% поверхностно-активного вещества Tergitol NP-9 (смачивающий агент) и 0,025 вес.% Stapol 580 (модифицированный кукурузный крахмал). На куски размером 10,16 х10,16 см стеновых гипсовых панелей различной толщины марки USG SHEETROCR® c бумажным покрытием разбрызгивали наиболее предпочтительный облегчающий гибку раствор, охарактеризованный выше, подходящим образом, чтобы обеспечить пропитывание панели толщиной 7,938 мм 0,907 кг облегчающего гибку раствора, панели толщиной 9,525 мм 1,814 кг облегчающего гибку раствора и панели толщиной 12,7 мм 2,722 кг облегчающего гибку раствора. Испытания проводили путем обработки одной стороны стеновой гипсовой панели, и результаты были одинаковыми, независимо от того, была ли обработана лицевая сторона или тыльная сторона. Полученные результаты приведены в таблице 18.In accordance with the present invention, you can change the shape of gypsum panels of any size and thickness. In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the shape of the paper-coated gypsum panels 7.938, 9.525 and 12.70 mm thick was changed by treating one side of the panel with an “easy to bend” solution containing (in relation to the total weight of the solution) 0.05 wt.% Sodium chloride , 0.05 wt.% Sodium trimetaphosphate, 0.05 wt.% Surfactant Tergitol NP-9 (wetting agent) and 0.025 wt.% Stapol 580 (modified corn starch). USG SHEETROCR® paper coated wall plaster panels of various thicknesses of 10.16 x 10.16 cm in size were sprayed with the most preferred bending solution, described above, in an appropriate manner to allow the panel to be impregnated with a thickness of 7.938 mm. 9.525 mm 1.814 kg facilitating the bending of the mortar and panels 12.7 mm thick 2.722 kg facilitating the bending of the mortar. The tests were carried out by treating one side of the wall gypsum panel, and the results were the same, regardless of whether the front side or the back side was processed. The results are shown in table 18.
Как показано в таблице 18, после обработки в соответствии с настоящим изобретением форму стеновой гипсовой панели можно изменить, как необходимо. Как показано, необходимое время выдержки между обработкой облегчающим гибку раствором и гибкой панели составляла скорее минуты, нежели часы, которые требуются при использовании предшествующих технических решений.As shown in table 18, after processing in accordance with the present invention, the shape of the wall gypsum panel can be changed as necessary. As shown, the required exposure time between the processing of the bending-facilitating solution and the flexible panel was minutes rather than hours that were required using the previous technical solutions.
Минимальный радиус кривизны (т.е. мера степени достижимого изгиба; чем меньше радиус, тем больше степень достижимого изгиба) показаны в таблице 18 для каждой толщины панели. В каждом случае минимальный радиус значительно меньше, чем можно получить при использовании известных технологий. Как правило, панели кроме того можно изгибать в направлении обычно более слабой ширины.The minimum radius of curvature (i.e., a measure of the degree of achievable bend; the smaller the radius, the greater the degree of achievable bend) are shown in Table 18 for each panel thickness. In each case, the minimum radius is much smaller than can be obtained using known technologies. As a rule, panels can also be bent in the direction of a generally weaker width.
Предпочтительный способ обработки и установки гипсовой панели по месту монтажа состоит в следующем.The preferred method of processing and installing gypsum panels at the installation site is as follows.
Возьмите хлористые соли, крахмал, улучшающий агент, смачивающий агент и необходимое количество водыTake chloride salts, starch, an improving agent, a wetting agent and the required amount of water
↓↓
Аккуратно смешайте их для получения однородного облегчающего гибку раствораGently mix them for a uniform, easy-to-bend solution
↓↓
Разбрызгайте облегчающий гибку раствор на одну сторону гипсовой панелиSpray the bending solution on one side of the gypsum board.
Обождите 5-25 минутWait 5-25 minutes
↓↓
Согните гипсовую панель до нужной кривизны, установите панель и дайте ей высохнуть в естественных условиях.Bend the gypsum panel to the desired curvature, install the panel and allow it to dry in the wild.
Подходящий состав по отношению к весу раствора: 0,05-1% хлористой соли; 0,05-0,3% смачивающего агента; 0,05-0,5% улучшающего агента; 0,025-0,2% крахмала. Кроме того, если нужно, в состав облегчающего гибку раствора может быть введен противопенный агент (например, FoamMaster, поставляемый фирмой Henkel Corporation) в количестве 0,01-0,05% по отношению к весу раствора.Suitable composition in relation to the weight of the solution: 0.05-1% chloride salt; 0.05-0.3% wetting agent; 0.05-0.5% improving agent; 0.025-0.2% starch. In addition, if necessary, an anti-foaming agent (for example, FoamMaster supplied by Henkel Corporation) in an amount of 0.01-0.05% based on the weight of the solution may be added to the bending aid.
Хлористая соль, смачивающий и улучшающий агенты могут быть введены в панель отдельно, вместе или один с другим, в любое время перед высушиванием панели для обеспечения преимуществ настоящего изобретения.Chloride salt, wetting and improving agents can be introduced into the panel separately, together or one with the other, at any time before drying the panel to provide advantages of the present invention.
Настоящее изобретение описано подробно с конкретной ссылкой на его некоторые предпочтительные варианты, однако, следует учесть, что могут быть выполнены изменения и модификации в пределах существа и сферы притязаний настоящего изобретения.The present invention is described in detail with specific reference to some of its preferred options, however, it should be borne in mind that changes and modifications can be made within the essence and scope of the claims of the present invention.
Claims (52)
Applications Claiming Priority (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
USPCT/US98/15874 | 1998-07-30 | ||
PCT/US1998/015874 WO1999008978A1 (en) | 1997-08-21 | 1998-07-30 | Method and composition for producing set gypsum-containing product with increased strength, rigidity, and dimensional stability |
USPCT/US98/17293 | 1998-08-21 | ||
US09/138,355 | 1998-08-21 | ||
PCT/US1998/017293 WO1999008979A1 (en) | 1997-08-21 | 1998-08-21 | Gypsum-containing product having increased resistance to permanent deformation and method and composition for producing it |
US09/249,814 US6632550B1 (en) | 1997-08-21 | 1999-02-16 | Gypsum-containing product having increased resistance to permanent deformation and method and composition for producing it |
US09/249,814 | 1999-02-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001105384A RU2001105384A (en) | 2003-03-27 |
RU2237640C2 true RU2237640C2 (en) | 2004-10-10 |
Family
ID=33545155
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001105384A RU2237640C2 (en) | 1998-07-30 | 1999-02-18 | Gypsum-containing article showing enhanced resistance of constant deformation, method and composition for it preparing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2237640C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2475361C2 (en) * | 2006-11-02 | 2013-02-20 | Юнайтед Стэйтс Джипсам Компани | Gypsum wall board with low dusting |
RU2497854C2 (en) * | 2008-04-22 | 2013-11-10 | Юнайтед Стэйтс Джипсум Компани | Non-hydrogenating plaster composition and preparation method thereof |
RU2543008C2 (en) * | 2009-05-22 | 2015-02-27 | Бпб Лимитед | Calcium sulphate-based products with increased water resistance |
RU2563891C1 (en) * | 2012-12-03 | 2015-09-27 | Сэн-Гобэн Плако | Gypsum product resistant to sagging and method of its production |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8226766B2 (en) * | 2010-12-22 | 2012-07-24 | United States Gypsum Company | Set accelerator for gypsum hydration |
-
1999
- 1999-02-18 RU RU2001105384A patent/RU2237640C2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ХАНУШ Х. Гипсокартонные плиты. - М.: Стройиздат, с. 8-11, 19, 29. ЗУБАРЕВ К.К. Справочник по производству гипса. - М.: Стройиздат, 1963, с. 73 и 74. ВОЛЖЕНСКИЙ А.В. Минеральные вяжущие вещества. - М., 1986, с. 52 и 53 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2475361C2 (en) * | 2006-11-02 | 2013-02-20 | Юнайтед Стэйтс Джипсам Компани | Gypsum wall board with low dusting |
RU2497854C2 (en) * | 2008-04-22 | 2013-11-10 | Юнайтед Стэйтс Джипсум Компани | Non-hydrogenating plaster composition and preparation method thereof |
RU2543008C2 (en) * | 2009-05-22 | 2015-02-27 | Бпб Лимитед | Calcium sulphate-based products with increased water resistance |
RU2563891C1 (en) * | 2012-12-03 | 2015-09-27 | Сэн-Гобэн Плако | Gypsum product resistant to sagging and method of its production |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU763453B2 (en) | Gypsum-containing product having increased resistance to permanent deformation and method and composition for producing it | |
RU2215708C2 (en) | Gypsiferous product having elevated resistance to residual deformation, method and composition for production thereof | |
US6632550B1 (en) | Gypsum-containing product having increased resistance to permanent deformation and method and composition for producing it | |
US7425236B2 (en) | Gypsum-containing board and tile, and method for producing same | |
RU2237640C2 (en) | Gypsum-containing article showing enhanced resistance of constant deformation, method and composition for it preparing | |
KR100641283B1 (en) | Gypsum-containing product having increased resistance to permanent deformation and method and composition for producing it | |
PL197467B1 (en) | Gypsum-containing product having increased resistance to permanent deformation and method and composition for producing it | |
MXPA01001102A (en) | Gypsum-containing product having increased resistance to permanent deformation and method and composition for producing it | |
NZ509805A (en) | Gypsum-containing product having increased resistance to permanent deformation and method and composition for producing it | |
MXPA99003636A (en) | Gypsum-containing product having increased resistance to permanent deformation and method and composition for producing it |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20120208 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20130205 |