RU77574U1

RU77574U1 - GYPSUM CARDON HEART

Info

Publication number: RU77574U1
Application number: RU2008113028/22U
Authority: RU
Inventors: Виталий Евгеньевич Пилкин; Анатолий Антонович Анимица
Original assignee: Виталий Евгеньевич Пилкин; Анатолий Антонович Анимица
Priority date: 2008-04-07
Filing date: 2008-04-07
Publication date: 2008-10-27

Abstract

Предложена сердцевина гипсокартона с целью повышения его теплоизоляционных и звукоизоляционных свойств, пожаростойкости, уменьшения веса гипсокартона. Указанный технический результат достигается тем, что в сердцевину гипсокартона вводят гипс, наполнитель, состоящий из объемных полых элементов, фиброволокно и органическое связующее. Использование гипсокартона с новым составом его сердцевины в строительстве и ремонте позволяет улучшить тепло- и звукоизоляцию и пожаростойкость внутри помещений, снизить издержки на транспортировку и хранение гипсокартона, а также уменьшить трудоемкость его применения за счет снижения веса сердцевины гипсокартона.The core of drywall is proposed in order to increase its heat-insulating and sound-proofing properties, fire resistance, and reduce the weight of drywall. The specified technical result is achieved by the fact that gypsum, a filler consisting of hollow volume elements, fiber and an organic binder are introduced into the core of the drywall. The use of drywall with the new composition of its core in construction and repair can improve heat and sound insulation and fire resistance indoors, reduce the cost of transportation and storage of drywall, as well as reduce the complexity of its use by reducing the weight of the core of drywall.

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к материалам для строительства, а именно к гипсокартону.The utility model relates to materials for construction, namely to drywall.

Уровень техникиState of the art

Гипсокартон - это популярный облицовочный материал для строительства и ремонта помещений, представляющий собой плиты толщиной от 6 до 25 и более миллиметров, состоящий из гипсовой сердцевины (сердцевина), и покрытого обкладочной бумагой со всех сторон, кроме торцов. Некоторые виды гипсокартона армируются стеклянными, целлюлозными и иными волокнами.Drywall is a popular facing material for building and repairing premises, which is a plate with a thickness of 6 to 25 and more millimeters, consisting of a gypsum core (core), and coated with wrapping paper on all sides except the ends. Some types of drywall are reinforced with glass, cellulose and other fibers.

Известны гипсокартон производства компаний «Гипсотон», «Knauf», «Lafarge», «Rigips» и других. Недостатками гипсокартона, который производится на момент регистрации настоящей заявки, являются недостаточный уровень тепло- и звукоизоляции, а также большой вес гипсокартона, составляющий от 7,5 кг и более на 1 квадратный метр при толщине от 9,5 мм и более.Gypsum plasterboard manufactured by Gipsoton, Knauf, Lafarge, Rigips and others. The disadvantages of drywall, which is produced at the time of registration of this application, are the insufficient level of heat and sound insulation, as well as the large weight of drywall, ranging from 7.5 kg or more per 1 square meter with a thickness of 9.5 mm or more.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является патент РФ на изобретение №2005116240 «Способ изготовления легкого гипсокартона», предусматривающий использование в гипсовой сердцевине гипсокартона вспененного жидкого гипсового теста, имеющего поры заданного размера. Недостатками описанного в патенте №2005116240 способа являются сложность технологического процесса вспенивания гипсового теста и недостаточный уровень прочности легкого гипсокартона.The closest in technical essence (prototype) is the RF patent for the invention No. 2005116240 "Method for manufacturing lightweight drywall", which provides for the use in the gypsum core of drywall of foamed gypsum dough having pores of a given size. The disadvantages of the method described in patent No. 2005116240 are the complexity of the technological process of foaming gypsum dough and the insufficient level of strength of lightweight drywall.

Сущность полезной моделиUtility Model Essence

Задачей полезной модели является существенное повышение конструкционных и эксплуатационных характеристик гипсокартона по настоящей патентной заявке, которые достигаются путем введения в состав сердцевины гипсокартона по настоящей патентной заявке компонентов, обеспечивающих: уменьшение его веса, увеличение прочности, в особенности, прочности на растяжение, уменьшение теплопроводности, увеличение степени звукоизоляции, повышение пожаростойкости.The objective of the utility model is to significantly increase the structural and operational characteristics of drywall according to the present patent application, which are achieved by introducing into the composition of the core of the drywall according to the present patent application components that provide: reduction of its weight, increase in strength, in particular, tensile strength, decrease in thermal conductivity, increase sound insulation degree, fire resistance increase.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Указанный технический результат достигается тем, что в сердцевину гипсокартона вводят гипс, наполнитель, состоящий из объемных полых элементов, то есть частиц глобулярной формы, фиброволокно и органическое связующее. К указанным обязательным компонентам состава смеси для изготовления сердцевины гипсокартона по The specified technical result is achieved by the fact that gypsum, a filler consisting of volumetric hollow elements, that is, particles of globular shape, fiber and an organic binder, is introduced into the core of the drywall. The specified mandatory components of the composition of the mixture for the manufacture of drywall core according to

настоящей патентной заявке могут быть добавлены необязательные компоненты в виде известных функциональных добавок различного назначения.optional components in the form of known functional additives for various purposes can be added to this patent application.

В качестве основного связующего применяют строительный гипс. Количество строительного гипса в составе смеси для изготовления сердцевины гипсокартона по настоящей патентной заявке составляет 5-95 мас.%.As the main binder, building gypsum is used. The amount of gypsum in the composition of the mixture for the manufacture of drywall core according to the present patent application is 5-95 wt.%.

В качестве наполнителя применяют выпускаемые промышленностью объемные полые элементы диаметром от 5 микрометров до 2,5 миллиметров, например, алюмосиликатную микросферу, вспученный перлит, вспученный вермикулит, стеклянные и полимерные шарики различного фракционного состава, асбест, а также иные полимерные и минеральные материалы глобулярной формы, например, пенополистирол и другие. Количество наполнителя в составе смеси для изготовления сердцевины гипсокартона по настоящей патентной заявке составляет 5-95 мас.%.As a filler, industrial hollow hollow elements with a diameter of 5 micrometers to 2.5 millimeters are used, for example, aluminosilicate microsphere, expanded perlite, expanded vermiculite, glass and polymer balls of various fractional composition, asbestos, as well as other polymer and mineral materials of a globular shape, for example, polystyrene foam and others. The amount of filler in the composition of the mixture for the manufacture of drywall core according to the present patent application is 5-95 wt.%.

В качестве фиброволокна используют волокна в отрезках длиной не менее 3 мм, например, стеклянное волокно, базальтовое волокно, полимерное волокно, углеродное волокно, кварцевое волокно, базальтовая чешуя, волокна целлюлозы, стальное волокно. Количество фиброволокна в составе смеси для изготовления сердцевины гипсокартона по настоящей патентной заявке составляет 0,05 - 5 мас.%.As fiber, fibers are used in lengths of at least 3 mm, for example, glass fiber, basalt fiber, polymer fiber, carbon fiber, quartz fiber, basalt scales, cellulose fibers, steel fiber. The amount of fiber in the composition of the mixture for the manufacture of drywall core according to the present patent application is 0.05 to 5 wt.%.

В качестве органического связующего применяют водорастворимые полимеры, коалесценция и отверждение которых происходит в присутствии воды, например, акриловые (метакриловые) и стиролакриловые сополимеры, бутадиеновые, метил- и бутилакриловые, изоцианатные, эпоксидные, а также другие полимерные одно- и двухкомпонентные связующие, например, на основе водорастворимых эпоксидных и полиуретановых смол и другие известные органические связующие, в том числе крахмалосодержащие связующие. Количество органического связующего в составе смеси для изготовления сердцевины гипсокартона по настоящей патентной заявке составляет 0,05-10 мас.%.As an organic binder, water-soluble polymers are used, the coalescence and curing of which takes place in the presence of water, for example, acrylic (methacrylic) and styrene acrylic copolymers, butadiene, methyl and butyl acrylic, isocyanate, epoxy, and other polymeric one- and two-component binders, for example based on water-soluble epoxy and polyurethane resins and other well-known organic binders, including starch-containing binders. The amount of organic binder in the composition of the mixture for the manufacture of drywall core according to the present patent application is 0.05-10 wt.%.

Необязательные компоненты, полезные в данном изобретении, включают известные функциональные добавки различного назначения, например, гидрофобные, антипиреновые, пластифицирующие, поверхностно-активные вещества, отвердители, цветные пигменты, эмульгаторы, вспомогательные функциональные мономеры, буферные вещества и нейтрализующие агенты, консерванты и их смеси, а также другие известные функциональные добавки в различных сочетаниях с целью придания предлагаемому составу смеси сердцевины для изготовления гипсокартона по настоящей патентной заявке дополнительных полезных свойств. Количество необязательных Optional components useful in this invention include well-known functional additives for various purposes, for example, hydrophobic, flame retardant, plasticizing, surfactants, hardeners, color pigments, emulsifiers, auxiliary functional monomers, buffering agents and neutralizing agents, preservatives and mixtures thereof, as well as other well-known functional additives in various combinations in order to give the proposed composition a core mixture for the manufacture of drywall according to this pa tent application for additional useful properties. Number of optional

компонентов в виде функциональных добавок в составе смеси для изготовления сердцевины гипсокартона по настоящей патентной заявке составляет не более 2 мас.%.components in the form of functional additives in the mixture for the manufacture of drywall core according to the present patent application is not more than 2 wt.%.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Объемные полые частицы наполнителя, которые могут иметь диаметры от 0,05 до 2,5 мм и при их сочетании в виде по крайней мере двух фракций различных диаметров, образуют плотные упаковки, которые занимают большую часть объема сердцевины гипсокартона по настоящей патентной заявке, за счет наличия воздуха в частицах наполнителя плотность и теплопроводность гипсокартона по настоящей патентной заявке существенно уменьшаются, а звукоизоляционные характеристики повышаются. Использование в сердцевине для изготовления гипсокартона по настоящей патентной заявке наполнителя, имеющего меньшую плотность по сравнению с гипсом, обеспечивает снижение веса гипсокартона по настоящей патентной заявке относительно аналогичного по размерам и толщине гипсокартона по настоящей патентной заявке и гипсокартона, выпускаемого промышленностью на момент регистрации настоящей патентной заявки. В результате масса 1 кв. метра гипсокартона по настоящей патентной заявке толщиной 9,5 мм может быть снижена до 1 кг/кв.метр, если использовать 95% перлита, 5% гипса и доли процентов акриловых сополимеров и базальтового или полимерного фиброволокна (для сравнения: минимальная масса 1 кв. метра гипсокартона толщиной 9,5 мм, производимого промышленностью, составляет не менее 7 кг/кв. метр). При этом гипсокартон по настоящей патентной заявке массой 1 кг/кв. метр и толщиной 9,5 мм имеет меньшую тепло- и звукопроводность по сравнению с гипсокартоном аналогичной толщины, производимым промышленностью. Уменьшенное содержание гипса за счет включения в сердцевину предлагаемого наполнителя повышает влагостойкость материала. Повышенная пожаростойкость гипсокартона по настоящей патентной заявке обеспечивается за счет уменьшения в сердцевине доли гипса за счет включения в него огнезащитного наполнителя, например, перлита, имеющего температуру плавления +900°С, или вермикулита, имеющего температуру плавления +1350°С, или микросферы алюмосиликатной, имеющей температуру плавления +1400°С.Volumetric hollow filler particles, which can have diameters from 0.05 to 2.5 mm and when combined in the form of at least two fractions of different diameters, form dense packages that occupy most of the volume of the drywall core of the present patent application, due to the presence of air in the particles of the filler, the density and thermal conductivity of drywall according to the present patent application are significantly reduced, and the sound insulation characteristics are increased. The use in the core for the manufacture of drywall according to the present patent application of an excipient having a lower density than gypsum provides a reduction in the weight of drywall according to the present patent application with respect to the size and thickness of the drywall according to the present patent application and the drywall produced by the industry at the time of registration of this patent application . As a result, the mass of 1 square. meters of drywall according to this patent application with a thickness of 9.5 mm can be reduced to 1 kg / sq. meter, if you use 95% perlite, 5% gypsum and a percentage of acrylic copolymers and basalt or polymer fiber (for comparison: the minimum weight of 1 square. meter drywall with a thickness of 9.5 mm produced by industry is at least 7 kg / sq. meter). Moreover, drywall according to the present patent application weighing 1 kg / sq. meter and a thickness of 9.5 mm has a lower heat and sound conductivity compared to drywall with a similar thickness produced by industry. The reduced gypsum content due to the inclusion of the proposed filler in the core increases the moisture resistance of the material. The increased fire resistance of drywall according to this patent application is ensured by reducing the proportion of gypsum in the core due to the inclusion of a fire retardant filler, for example, perlite having a melting point + 900 ° C, or vermiculite having a melting point + 1350 ° C, or aluminosilicate microspheres, having a melting point + 1400 ° C.

Фиброволокно составляет обязательный компонент состава смеси для изготовления сердцевины гипсокартона по настоящей патентной заявке. Фиброволокна имеют высокую прочность на растяжение, часто превышающую прочность стали, плотность, близкую к плотности связующих веществ, что способствует равномерному распределению фиброволокна в объеме связующего вещества при перемешивании. При этом фиброволокно, более или менее равномерно распределенное в объеме сердцевины, Fiber fiber is an essential component of the composition of the mixture for the manufacture of drywall core according to this patent application. Fiber fibers have high tensile strength, often exceeding the strength of steel, with a density close to the density of binders, which contributes to the uniform distribution of fiber in the bulk of the binder with stirring. In this case, the fiber, more or less evenly distributed in the core volume,

каждым своим отрезком соседствует с несколькими сотнями и тысячами частиц наполнителя и связующего, при этом отдельный отрезок фиброволокна, огибая частицы наполнителя, неизбежно деформируется и приобретает слегка волнистую форму, следуя кривизне поверхности частиц наполнителя и увеличивая площадь контакта каждого фиброволокна с частицами наполнителя. При этом по сравнению с силой сцепления прямого отрезка фиброволокна с частицей наполнителя значительно увеличивается эффект усиления когезии наполнителя и фиброволокна. Связующее вещество в этом случае играет роль клея, который связывает в монолитную армированную структуру частицы наполнителя и фиброволокно, и в силу близкой к плотной упаковке частиц наполнителя необходимый расход связующего получается незначительным. После отверждения связующего вещества фиброволокно становится той распределенной арматурой, которая берет на себя практически все растягивающие нагрузки сердцевины, перераспределяя последние между связанными с ними частицами наполнителя, чем достигается повышенная ударная вязкость гипсокартона по настоящей патентной заявке.Each of its segments is adjacent to several hundreds and thousands of particles of filler and binder, while a separate segment of fiber, bending around the filler particles, inevitably deforms and acquires a slightly wavy shape, following the curvature of the surface of the filler particles and increasing the contact area of each fiber with filler particles. In this case, in comparison with the adhesion force of the straight segment of the fiber with the filler particle, the effect of enhancing the cohesion of the filler and the fiber is significantly increased. The binder in this case plays the role of an adhesive that binds the filler particles and the fiber into a monolithic reinforced structure, and due to the close packing of the filler particles close to each other, the required binder consumption is negligible. After the curing of the binder, the fiber becomes that distributed reinforcement that takes up almost all the tensile loads of the core, redistributing the latter between the associated filler particles, thereby achieving the increased impact strength of drywall according to the present patent application.

Для повышения прочности сцепления, или когезии, фиброволокна и частиц наполнителя, в смесь добавляют водорастворимые полимеры, коалесценция и отверждение которых происходит в присутствии воды, при этом их взаимодействие с содержащим кальций гипсом обеспечивает хорошую когезию наполнителя, фиброволокна и гипса при добавлении воды, чем достигается равномерность плотности и прочности сердцевины гипсокартона.To increase the adhesion strength, or cohesion, fiber and filler particles, water-soluble polymers are added to the mixture, the coalescence and curing of which occurs in the presence of water, while their interaction with calcium-containing gypsum provides good cohesion of the filler, fiber and gypsum when adding water, which is achieved uniformity of density and strength of drywall core.

Дополнительным фактором, положительно влияющим на прочность предлагаемого гипсокартона на растяжение, является деформация отрезков фиброволокна плотной упаковкой частиц наполнителя, за счет чего длина контакта отрезка фиброволокна с наполнителем увеличивается, отрезок фиброволокна приобретает слегка волнистую форму, обеспечивающую повышенное предельное удлинение листа предлагаемого гипсокартона.An additional factor that positively affects the tensile strength of the proposed drywall is the deformation of the fiber segments by the tight packing of the filler particles, due to which the contact length of the fiber segment with the filler increases, the fiber segment acquires a slightly wavy shape, providing increased ultimate elongation of the sheet of the gypsum board.

Необязательные компоненты, известные функциональные добавки в различных сочетаниях и различного назначения придают предлагаемому составу смеси сердцевины гипсокартона по настоящей патентной заявке дополнительные полезные свойства.Optional components, known functional additives in various combinations and for various purposes give the proposed composition of the drywall core mixture of the present patent application additional useful properties.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Использование гипсокартона по настоящей патентной заявке в строительстве и ремонте позволяет улучшить тепло- и звукоизоляцию и повысить пожаростойкость внутри помещений, снизить издержки на транспортировку и хранение гипсокартона, а также уменьшить трудоемкость его применения за счет снижения его веса.The use of drywall according to the present patent application in construction and repair can improve heat and sound insulation and increase fire resistance indoors, reduce the cost of transportation and storage of drywall, as well as reduce the complexity of its use by reducing its weight.

Claims

1. A gypsum-based core for the manufacture of drywall, characterized in that the gypsum-based core includes a filler consisting of hollow volumetric elements, fiber and an organic binder.

2. The gypsum-based core for the manufacture of drywall according to claim 1, characterized in that the filler is selected from the group of bulk polymer and mineral hollow elements with a diameter of 5 μm to 2.5 mm, which includes aluminosilicate microspheres, expanded perlite, expanded vermiculite, glass and polymer balls of various fractional composition, asbestos, expanded polystyrene.

3. The gypsum-based core for the manufacture of drywall according to claim 1, characterized in that the fiber is selected from a group of fibers in lengths of at least 3 mm, which includes glass fiber, basalt fiber, polymer fiber, carbon fiber, quartz fiber, basalt scales, cellulose fibers, steel fiber.

4. The gypsum-based core for the manufacture of drywall according to claim 1, characterized in that the organic binder is selected from the group of water-soluble polymers, which include acrylic (methacrylic), styrene-acrylic copolymer, butadiene, styrene-butadiene copolymer, methyl and butyl acrylic copolymer, isocyanate copolymer , polystyrene, polyvinyl chloride polymer, polyurethane polymer, vinyl acetate polymer or copolymer, polymer one- and two-component binders based on water-soluble epoxy and polyurethane resins, paint malosoderzhaschee binder or mixtures thereof.

5. The gypsum-based core for the manufacture of drywall according to claim 1, characterized in that the gypsum-based core further comprises functional additives selected from the group consisting of hydrophobic, flame retardant, plasticizing, surfactants, hardeners, color pigments, emulsifiers, auxiliary functional monomers, buffering agents and neutralizing agents, preservatives and mixtures thereof in any combination.

6. The gypsum-based core for the manufacture of drywall according to claim 1, characterized in that the amount of gypsum in the gypsum-based core is 5-95 wt.%.

7. The gypsum-based core for the manufacture of drywall according to claim 2, characterized in that the amount of filler in the gypsum-based core is 5-95 wt.%.

8. The gypsum-based core for the manufacture of drywall according to claim 3, characterized in that the amount of fiber in the gypsum-based core is 0.05-5 wt.%.

9. The gypsum-based core for the manufacture of drywall according to claim 4, characterized in that the amount of organic binder in the gypsum-based core is 0.05-10 wt.%.

10. The gypsum-based core for the manufacture of drywall according to claim 5, characterized in that the amount of functional additives in the gypsum-based core is not more than 2 wt.%.