SK283376B6 - Spôsob výroby sadrového kompozitného materiálu so zlepšenou odolnosťou proti vode - Google Patents

Spôsob výroby sadrového kompozitného materiálu so zlepšenou odolnosťou proti vode Download PDF

Info

Publication number
SK283376B6
SK283376B6 SK1102-98A SK110298A SK283376B6 SK 283376 B6 SK283376 B6 SK 283376B6 SK 110298 A SK110298 A SK 110298A SK 283376 B6 SK283376 B6 SK 283376B6
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
slurry
wax
calcium sulfate
gypsum
filter cake
Prior art date
Application number
SK1102-98A
Other languages
English (en)
Other versions
SK110298A3 (en
Inventor
Weixin Song
Original Assignee
United States Gypsum Company
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United States Gypsum Company filed Critical United States Gypsum Company
Publication of SK110298A3 publication Critical patent/SK110298A3/sk
Publication of SK283376B6 publication Critical patent/SK283376B6/sk

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/27Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Spôsob výroby sadrodrevovláknitej dosky, ktorá je vhodná najmä na výrobu stavebných výrobkov sa uskutočňuje pridaním emulzie vosku k sadre a drevným vláknam počas výroby dosiek. K vodnej kaši materiálu zo síranu vápenatého a prídavných čiastočiek sa pridá vodná emulzia vosku, táto kaša sa vedie na plochý porézny tvarovací povrch na vytvorenie filtračného koláča, z filtračného koláča sa poréznym povrchom odvedie podstatný podiel vody a filtračný koláč sa stlačí na vytvorenie dosky a odvedenie prídavnej vody. Doska sa napokon suší, aby sa odviedla zostávajúca voda a dosiahla sa teplota jadra dosky dostatočná na roztavenie vosku.ŕ

Description

Oblasť techniky
Vynález sa týka spôsobu výroby sadrodrevovláknitej dosky so zlepšenou odolnosťou proti vode. To znamená, že sa týka zlepšeného kompozitného materiálu, kompozitnej sadrovej dosky, ktorá j c vhodná najmä na výrobu stavebných výrobkov. Špecificky sa predložený vynález týka sadrodrevovláknitých stavebných dosiek so zvýšenou odolnosťou proti vode získanou pridaním emulzie vosku k sadre a drevným vláknam počas výroby.
Doterajší stav techniky
Pre niektoré svoje vlastnosti je sadra (dihydrát síranu vápenatého) značne obľúbená pri výrobe priemyselných a stavebných výrobkov, najmä sadrových stenových dosiek. Sadra je hodnotná a všeobecne lacná surovina, ktorá postupom dehydratácie a rehydratácie môže byť liata do foriem alebo inak tvarovaná do vhodných tvarov. Je taktiež nehorľavá a pri vystavení vlhkosti pomerne rozmerovo stabilná. Viac-menej, pretože je to krehký kryštalický materiál s pomerne nízkou pevnosťou v ťahu a ohybe, je jeho použitie obmedzené na neštrukturálne, nenamáhané a nárazmi nezaťažené druhy použitia.
Sadrová stenová doska, taktiež známa ako štukatérska lepenka alebo suchá stena, pozostáva z jadra z rehydrovanej sadry vloženej medzi niekoľko krycích listov papiera a v širokej miere sa používa na vnútorné steny a stropy. Pre svoju krehkosť a nízku schopnosť udržať klince a vložky v sadrovom jadre, nemôžu niesť zvyčajné suché steny ťažké zavesené bremeno alebo znášať značné nárazy.
V súlade s týmito skutočnosťami bola venovaná prvoradá pozornosť prostriedkom na zvýšenie pevnosti v ťahu a ohybe, schopnosti udržania klincov a vložiek a znášaniu nárazov pri štukatérskej lepenke a stavebných výrobkoch.
Iný vhodne voliteľný a požiadavky splňujúci materiál, ktorý'je taktiež v širokej miere používaný v stavebných výrobkoch, je materiál z drevocelulózových vlákien, najmä vo forme drevných a papierových vlákien. V stavebnom priemysle sú používané niektoré z foriem výrobkov z drevocelulózových materiálov napríklad pri pridaní k drevotrieskovým doskám, vláknitým doskám, trieskovým doskám, preglejkám a „tvrdeným” doskám (vláknité dosky s vysokou hustotou). Takéto materiály majú vyššiu pevnosť v ťahu a ohybe ako sadra. Viac-menej sú drahšie, majú nízku odolnosť proti ohňu a pri vystavení vlhkosti sú často citlivé na zmrštenie alebo zvrásnenie. Z týchto dôvodov sú taktiež želané prostriedky na zlepšenie týchto vlastností, ktoré obmedzujú použitie stavebných výrobkov z celulózového materiálu.
Doterajšie snahy o kombináciu výhodných vlastností sadry a celulózových vlákien, najmä drevných vlákien, mali veľmi malý úspech. Snaha o pridanie celulózových vlákien (alebo iných vlákien na tento účel) do sadrovej malty a/alebo do jadra štukatérskej lepenky predstavovali malé alebo žiadne zvýšenie pre neschopnosť dosiahnutia akejkoľvek významnej väzby medzi vláknami a sadrou. Patentové spisy Spojených štátov amerických číslo 4 328 178, 4 239 716, 4 392 896 a 4 645 548 opisujú doterajšie príklady, v ktorých boli drevné vlákna alebo iné prírodné vlákna zamiešané do štukovej (hemihydrát síranu vápenatého) kaše ako výstužný prostriedok pre rchydrovanú sadrovú dosku alebo podobne.
Patentový spis Spojených štátov amerických 4 734 163 opisuje spôsob, v ktorom sa surová alebo nekalcinovaná sadra rozomelie na jemné čiastočky a za mokra sa zmieša s až 10 % hmotnostnými papierovej kaše. Hmota sa čiastočne odvodní, vytvaruje do koláča a ďalej sa odvodní tlakovými valcami, zatiaľ čo pomer vody k pevným látkam je menší ako 0,4. Koláč sa rozreže na surové dosky, ktoré sa po trimovaní a rozrezaní navrstvia medzi dvojité oceľové dosky a vložia do autoklávu. Teplota v autokláve sa zvýši na asi 140 °C na premenu sadry' na alfa - hemihydrát síranu vápenatého. Počas nasledujúceho postupného ochladenia dosiek v nádobe hemihydrát spätne rehydratuje na dihydrát (sadru) a vytvorí celistvú dosku. Dosky sa potom usušia a dokončia, ako je treba.
Patentový spis Spojených štátov amerických 5 320 677 opisuje kompozitný výrobok a spôsob jeho výroby, v ktorom sa zriedená kaša čiastočiek sadry a drevných vlákien zahrieva pod tlakom na premenu sadry na alfa - hemihydrát síranu vápenatého. Drevené vlákna majú na povrchu póry alebo dutiny a kryštály alfa - hemihydrátu sa vytvárajú v dutinách alebo okolo nich a okolo pórov drevných vlákien. Zahriata kaša sa potom odvodní na vytvorenie filtračného koláča, prednostne použitím zariadenia podobného zariadeniu na výrobu papiera a skôr ako sa kaša dostatočne ochladí na rehydratáciu hemihydrátu na sadru, filtračný koláč sa stlačí do dosky so želaným usporiadaním. Stlačený filtračný koláč sa ochladí a hemihydrát rehydratuje na sadru na vytvorenie rozmerovo stabilnej, silnej a užitočnej stavebnej dosky. Doska sa potom trimuje a usuší. Spôsob opísaný v patentovom spise Spojených štátov amerických 5 320 677 je odlíšený od skôr používaných spôsobov v tom, že kalcinácia sadry sa uskutočňuje za prítomnosti drevných vlákien, pričom je sadra vo forme zriedenej kaše, takže kaša navlhčuje drevné vlákna nesúce rozpustenú sadru do dutín vlákien a kalcinácia tvorí kryštály alfa - hydrátu acikulárneho síranu vápenatého in - situ v dutinách a okolo nich.
Tieto výrobky podľa doterajšieho stavu techniky, ako normálna sadrová stenová doska, sadrová tehla, sadrový blok, sadrové odliatky a podobné výrobky, majú pomerne malú odolnosť proti vode. Keď je napríklad normálna sadrová stenová doska ponorená do vody, rýchle pohltí značné množstvo vody a stratí veľkú časť svojej pevnosti. Uskutočnené pokusy ukázali, že keď bol valec s rozmermi 50 mm x 100 mm z materiálu jadra sadrovej dosky ponorený do vody s teplotou 21 °C, valec po 40 minútach ponorenia vykazoval pohltenie vody 36 % hmotnostných. V minulosti bolo uskutočnených mnoho pokusov na zlepšenie odolnosti sadrových výrobkov proti vode. Tieto pokusy obsahovali zavedenie materiálov odolných proti vode, ako kovových mydiel, asfaltov, voskov, živíc atď., do kaše hemihydrátu síranu vápenatého. Tieto pokusy rovnako zahrňovali povlečenie konečného sadrového výrobku filmami alebo povlakmi odolnými proti vode. Jeden zvláštny príklad minulých pokusov urobiť sadru odolnou proti vode pridaním látok odpudzujúcich vodu, je opísaný v patentovom spise Spojených štátov amerických 2 198 776, ktorý opisuje zavedenie parafínu, vosku, asfaltu atď. do vodnej kaše vstrekom roztaveného materiálu.
Patentový spis Spojených štátov amerických 2 432 963 opisuje pridanie emulzie vosku, ako je parafínový vosk, a asfaltu v pomerných podieloch 1 až 10 hmotnostných častí asfaltu na jednu časť vosku k vodnej makovej kaši. Pretože asfalt je pri normálnej teplote pomerne zlé rozpúšťadlo parafínového a podobných voskov, má roztok vyrobený pri zvýšenej teplote pri ochladení sklon ukladať mikroskopické voskové kryštály na povrch pozostávajúci z asfaltu a vosku, čím sú vytvorené nevhodné vlastnosti odpudzovania vody. Patentový spis Spojených štátov amerických 2 526 537 opisuje pridanie síranu draselného k takej zmesi asfaltu a vosku. Patentový spis Spojených štátov amerických 5 437 722 opisuje rovnako emulziu na základe parafínového vosku na použitie so sadrovými zmesami.
Úlohou predloženého vynálezu je vytvoriť sadrodrevovláknitú dosku so zvýšenou pevnosťou a rozmerovou stabilitou typu výrobku opísaného v patentovom spise Spojených štátov amerických 5 320 677 a so zvýšenou odolnosťou proti vode.
Podstata vynálezu
Vynález vytvára spôsob výroby sadrodrevovláknitej dosky majúcej zvýšenú odolnosť proti vode, ktorý zahrnuje:
pridanie vodnej emulzie vosku k vodnej kaši materiálu zo síranu vápenatého a prídavných čiastočiek, pričom uvedená emulzia siloxánu je stabilná za podmienok, pri ktorých je kaša udržovaná, vedenie uvedenej kaše obsahujúcej vosk na plochý porézny tvarovací povrch na vytvorenie filtračného koláča, odvedenie podstatného podielu vody z uvedeného filtračného koláča uvedeným poréznym povrchom, stlačenie uvedeného filtračného koláča na vytvorenie dosky a odvedenie prídavnej vody, a usušenie uvedenej dosky na odvedenie zvyšnej voľnej vody a dosiahnutie teploty jadra uvedenej dosky dostatočnej na roztavenie uvedeného siloxánu.
Ďalším predmetom vynálezu je vytvorenie spôsobu výroby takej zlepšenej sadrovej stavebnej dosky so zlepšenou odolnosťou proti vode, ktorý obsahuje:
pridanie emulzie vosku k vodnej kaši síranu vápenatého a prídavných čiastočiek, pričom uvedená kaša má teplotu pri ktorej sú udržované kryštály hemihydrátu síranu vápenatého, ktorá je stabilná za podmienok pri ktorých sú udržované kryštály hemihydrátu vápenatého, vedenie uvedenej kaše obsahujúcej vosk na plochý porézny tvarovací povrch na vytvorenie filtračného koláča pred tým, ako sa teplota filtračného koláča zníži na teplotu pri ktorej hemihydrát síranu vápenatého rýchle rehydruje na dihydrát síranu vápenatého, odvedenie podstatného množstva vody z uvedeného filtračného koláča uvedeným poréznym povrchom a ochladenie filtračného koláča na teplotu, pri ktorej začína rehydratácia, stlačenie uvedeného filtračného koláča na vytvorenie dosky a odvedenie prídavnej vody, čím kryštály hemihydrátu síranu vápenatého rehydrujú in situ na kryštály dihydrátu síranu vápenatého, a sušenie uvedenej dosky na odvedenie zvyšnej voľnej vody, aby jadro dosky dosiahlo teplotu dostatočnú na roztavenie vosku.
Závislý predmet vynálezu je vytvorenie spôsobu na výrobu zlepšenej sadrovej dosky, v ktorom sa emulzia vosku pridá k horúcej vodnej kaši hemihydrátu síranu vápenatého s inou látkou majúcou vyššiu pevnosť, ako sú drevné vlákna, kde ohriata kaša obsahujúca vosk sa vedie na plochý porézny tvarovací povrch na vytvorenie tvarovaného filtračného koláča, ktorý sa spracuje na sadrovú dosku.
Presnejšie vyjadrený predmet vynálezu je vytvorenie stenovej dosky bez papiera, ktorá má rovnomerne dobrú pevnosť v ťahu vrátane odolnosti proti vytiahnutiu klincov, vložiek pri jej rozpínaní, je rozmerovo stabilnejšia a odolnejšia proti vode, t. j., že zachováva svoju pevnosť v ťahu, aj keď jc vystavená pôsobeniu vody, je odolná proti ohňu a môže byť vyrábaná za prijateľnú cenu.
Hlavný predmet vynálezu je realizovaný pridaním emulzie vosku k ohriatej kaši hemihydrátu síranu vápenaté ho a prídavných čiastočiek pevnejšieho materiálu, vedením ohriatej kaše na porézny plochý tvarovací povrch na vytvorenie filtračného koláča, ktorý sa odvodní a stlačí na vytvorenie dosky pred tým, ako je hemihydrát úplne rehydrovaný na sadru. Hlavné predmety sú výhodne realizované podľa vynálezu pridaním emulzie vosku zriedenej kašou rozomletej sadry, ktorá bola kalcinovaná za podmienok, ktoré vedú k vytvoreniu kryštálov acikulámeho alfa - hemihydrátu v dutinách a okolo dutín prídavných čiastočiek pevnejšieho materiálu, vedením kaše na porézny tvarovací povrch na vytvorenie filtračného koláča, ktorý sa odvodní pri minimálnej strate emulzie vosku. Filtračný koláč stlačí na vytvorenie dosky skôr, ako je hemihydrát úplne rehydratovaný na sadru, na čo sa doska usuší za podmienok, pri ktorých sa vosk v doske roztaví. Bolo zistené, že pridanie emulzie vosku nielen zlepší odolnosť dosky proti vode, ale doska si zachová aj svoju pevnosť a v niektorých prípadoch pridaním emulzie vosku sa zlepší pevnosť výrobku.
Tu použitý výraz „sadra” znamená síran vápenatý v stabilnom stave dihydrátu, to znamená CaSO4 (2H2O), a predstavuje v prírode sa vyskytujúci nerast, synteticky odvodeného ekvivalentu a dihydrát vytvorený hydratáciou hemihydrátu síranu vápenatého (stucco) alebo anhydrid. Výraz „síran vápenatý” znamená síran vápenatý v jeho akejkoľvek forme, najmä ako anhydrid síranu vápenatého, hemihydrát síranu vápenatého, dihydrát síranu vápenatého a ich zmesi.
Výraz „prídavné čiastočky” zahrnuje akékoľvek makroskopické čiastočky, ako vlákna, odrezky alebo vločky iných látok, ako je sadra. Čiastočky, ktoré sú všeobecne v kvapaline kaše nerozpustné, by taktiež mohli mať prístupné dutiny, ako dierky, trhliny, praskliny, štrbiny, duté jadrá alebo iné chyby povrchu, ktoré sú prístupné pre kvapky kaše, a v ktorých sa môžu vytvárať kryštály síranu vápenatého. Je rovnako želané, aby takéto dutiny boli prítomné vo veľkých oblastiach čiastočiek. Je jasné, že čím sú dutiny viac a lepšie rozptýlené, tým väčšia a viac geometricky stabilná bude fyzická väzba medzi sadrou a prídavnými čiastočkami. Látka prídavných čiastočiek by mala mať želané vlastnosti, ktoré sadre chýbajú, a prednostne aspoň vyššiu pevnosť v ťahu a ohybe. Lignocelulózové vlákno, najmä drevné vlákno, je príklad prídavných čiastočiek veľmi vhodných najmä pre kompozitné materiály a na spôsob podľa predloženého vynálezu. Z tohto dôvodu, bez snáh o obmedzenie materiálu a/alebo čiastočiek uvedených ako „prídavné čiastočky”, je tu výraz drevné vlákna použitý namiesto širšieho výrazu.
Výraz „sadrodrevovláknitý” znamená zmes síranu vápenatého a prídavných čiastočiek, napríklad drevných vlákien, ktorý'je použitý na vytvorenie dosiek, v ktorých je aspoň časť síranu vápenatého vo forme kryštálov acikulámeho dihydrátu síranu vápenatého uložených v dutinách a okolo dutín prídavných čiastočiek, kde sú kryštály dihydrátu vytvorené in situ hydratáciou kryštálov hemihydrátu acikulámeho síranu vápenatého v dutinách a okolo dutín uvedených čiastočiek. Sadrodrevovláknité dosky sa prednostne vyrábajú spôsobom podľa patentového spisu Spojených štátov amerických 5 320 677.
Výraz „emulzia vosku” znamená vodnú emulziu jedného alebo niekoľkých voskov, ktorá je emulgovaná jedným alebo niekoľkými povrchovo aktívnymi činidlami. Táto emulzia vosku musí obsahovať jeden alebo niekoľko voskov prispôsobených na vytvorenie odolnosti konečného výrobku proti vode. Vosk alebo vosky musia byť inertné k sadre a drevným vláknam tvoriacim výrobok. Vosk musí byť vo forme emulzie, ktorá je stabilná pri teplote a tlaku, pri ktorých kaša z alfa - hemihydrátu síranu vápenatého a drev ných vlákien vyteká z procesu kalcinácie. Je významné, aby emulzia vosku bola nielen stabilná v prítomnosti rozličných prísad použitých na reguláciu kryštalizácie hemihydrátu a rôznych urýchľovačov alebo spomaľovačov použitých na nastavenie procesu, pri ktorom dochádza k rehydratácii na sadru, ale emulzia vosku nesmie rušiť pôsobenie týchto prísad. Najdôležitejšie je, že vysoký podiel vosku musí prilipnúť k sadre a drevovláknitým čiastočkám počas procesu, pri ktorom je kaša odvodňovaná na odvedenie čo najväčšieho množstva vody aje vytváraný fdtračný koláč, aby sa vylúčili straty vosku vodou odvádzanou z kaše. Teplota tavenia vosku musí byť nižšia ako teplota jadra dosiahnutá v doske počas konečného sušenia výrobku. V prednostnom uskutočnení je v okamihu pridania emulzie vosku do horúcej kaše obsiahnuté v emulzii vosku katiónové povrchovo aktívne činidlo, ako je kvartémy amín.
V spôsobe podľa vynálezu sa nekalcinovaná sadra a prídavné čiastočky zmiešajú s dostatočným množstvom vody na vytvorenie zriedenej kaše, ktorá sa potom ohreje pod tlakom na kalcináciu sadry a jej premenu na alfa - hemihydrát síranu vápenatého. Zatiaľ čo mikromechanika spôsobu podľa vynálezu nie je celkom objasnená, usudzuje sa, že kvapky zriedenej kaše navlhčujú prídavné čiastočky nesúce rozpustený síran vápenatý do ich dutín. Hemihydrát prípadne nukleuje a tvorí kryštály, prevažne acikuláme kryštály, in situ v dutinách a okolo dutín prídavných čiastočiek. Ak sa požaduje, môže byť ku kaši pridaný modifikátor kryštálov. Výsledný kompozit je prídavné fyzikálne prepojený s kryštálmi síranu vápenatého. Toto prepojenie nielenže vytvára dobrú väzbu medzi síranom vápenatým a silnejšími prídavnými čiastočkami, alebo zabraňuje taktiež migrácii síranu vápenatého z prídavných čiastočiek, keď je hemihydrát následne rehydrovaný na dihydrát (sadru).
Množstvo takýchto čiastočiek kompozitu tvorí hmotu, ktorá môže byť pred konečným stuhnutím spojená, lisovaná do dosiek, liata, sochársky spracovaná, liata do foriem alebo inak tvarovaná do želaného tvaru. Po konečnom stuhnutí môže byť kompozit rozrezaný, cizelovaný, rozrezaný pílou, vŕtaný a inak obrábaný. Okrem toho má materiál želanú odolnosť proti ohňu a rozmerovú stabilitu sadry a určité zvýšenie najmä pevnosti v ťahu a tuhosti, k čomu prispievajú prídavné čiastočky.
Podľa prednostného uskutočnenia vynálezu sú prídavné čiastočky papierové vlákna. Spôsob výroby kompozitu zo sadry a drevných vlákien podľa vynálezu začína zmiešaním 0,5 až 30 % hmotnostných a prednostne 3 až 20 % hmotnostných (na základe celkového množstva pevných látok) drevných vlákien s príslušným doplnením mletej, ale nekalcinovanej sadry. Miešanie za sucha sa kombinuje s dostatočným množstvom kvapaliny, prednostne vody, na vytvorenie zriedenej kaše so 70 až 95 % hmotn. vody. Kaša sa spracuje v tlakovej nádobe pri teplote dostatočnej na premenu sadry na hemihydrát síranu vápenatého. Je želaný plynulý pohyb kaše pri jemnom miešaní na rozrušenie akýchkoľvek zhlukov vlákien a na udržanie všetkých čiastočiek v suspenzii. Po vyzrážaní hemihydrátu a vytvorení kryštálov acikulárneho alfa - hemihydrátu sa pri odvádzaní kaše z autoklávu tlak uvoľní, a pridá sa emulzia vosku. Ešte horúca kaša sa vedie nátokovou skriňou na plstený dopravník, aký sa používa pri výrobe papiera, na vytvorenie filtračného koláča a odvedenie čo možno najväčšieho množstva vody. Emulzia vosku sa pridá do kaše súčasne so zvolenými prísadami modifikujúcimi alebo zlepšujúcimi vlastnosti, ako sú urýchľovače, spomaľovače, plnivá znižujúce hmotnosť, atď., skôr ako kaša pretečie nátokovou skriňou na plstený dopravník, na ktorom sa vytvorí filtračný koláč. Plsteným dopravníkom môže byť odvedených až 90 % hmotnostných vody. Po odvedení vody sa filtračný koláč ochladí na teplotu, pri ktorej môže začať rehydratácia. Môže sa ukázať, že je nutné uskutočniť prídavné vonkajšie ochladenie na zníženie teploty dostatočnej na dokončenie rehydratácie v prijateľnom čase.
Skôr ako nastane úplná rehydratácia, filtračný koláč sa prednostne za mokra stlačí na dosku so želanou hrúbkou a/alebo hustotou. Ak má mať doska zvláštnu textúru povrchu alebo konečný vrstvený povrch, uskutoční sa to prednostne počas alebo po tomto kroku spôsobu. Počas lisovania za mokra, ktoré sa výhodne uskutočňuje postupne zvyšovaným tlakom na zaistenie celistvosti výrobku, nastanú dve skutočnosti. Odvedie sa prídavná voda, napríklad 50 až 60 % hmotnostných zostávajúcej vody. Dôsledkom odvedenia prídavnej vody je filtračný koláč ochladzovaný na teplotu, pri ktorej nastáva rýchla rehydratácia. Hemihydrát síranu vápenatého hydratuje na sadru, takže kryštály acikulámeho síranu vápenatého sú premenené na kryštály sadry in situ v drevných vláknach a okolo nich. Po určitej rehydratácii môže byť doska rozrezaná a trimovaná, ak - je to potrebné, a potom po úplnej rehydratácii vedená pecou na usušenie. Prednostne by teplota sušenia mala byť udržovaná dostatočne nízka na zamedzenie rekalcinácie sadry na povrchu, ale dostatočne vysoká na vyvinutie teploty jadra vyššej, ako je teplota tavenia vosku, aspoň na krátky čas.
Na získanie maximálneho zlepšenia odolnosti proti vode je podstatné použitie emulzie vosku stabilnej v sadrodrevovláknitej kaši pri teplote a v chemickom prostredí, pri ktorom je kaša pretváraná na filtračný koláč a odvodňovaná. Stabilita emulzie vosku je značne zvýšená použitím katiónového emulgátora v emulzii vosku. Bolo zistené, že emulzie voskov, ktoré nie sú dostatočne stabilné, vytvárajú sadrodrevovláknité dosky s nízkou odolnosťou proti vode. Takéto emulzie majú rovnako sklon k oddeleniu od filtračného koláča a k ukladaniu na zariadenie. Vosk zvolený pre emulziu by mal mať dostatočne nízku teplotu tavenia, aby sa roztavil a dôkladne rozptýlil v sadrodrevovláknitej doske, keď sa doska suší.
Kompozitová doska zo sadry a drevných vlákien, vyrobená opísaným spôsobom, je sadrodrevovláknitá doska so zlepšenou odolnosťou proti vode, ako aj synergickú kombináciu želaných vlastností, ktoré mali dosky podľa doterajšieho stavu techniky, napríklad dosky vyrobené spôsobom podľa patentového spisu Spojených štátov amerických 5 320 677. Pretože doska podľa predloženého vynálezu má zlepšenú odolnosť proti vode, poskytuje zvýšenú pevnosť v ťahu vrátane odolnosti proti vytiahnutiu klincov a vložiek oproti zvyčajným sadrovým doskám a doskám zo sadry a drevných vlákien podľa doterajšieho stavu techniky. Okrem toho môže byť vyrobená v určitom rozsahu hustoty a hrúbky.
Tieto a iné vlastnosti a výhody predloženého vynálezu budú jasné odborníkom školeným v odbore z podrobnejšieho opisu vynálezu, ktorý nasleduje.
Podrobný opis predloženého vynálezu
Základný spôsob začína zmiešaním nekalcinovanej sadry a prídavných čiastočiek (napr. drevných alebo papierových vlákien) s vodou na vytvorenie zriedenej vodnej kaše. Zdrojom sadry môže byť surová ruda alebo vedľajší produkt odsírenia dymových plynov alebo postupu výroby kyseliny fosforečnej. Sadra by mala mať pomerne vysokú čistotu, t. j. prednostne aspoň 92 až 96 % hmotnostných a mala by byť jemne rozomletá, napríklad na 92 až 96 % hmotnostných s veľkosťou častíc 0,147 mm (100 mesh), alebo menej. Väčšie čiastočky môžu predlžovať dobu pre meny. Sadra môže byť pridávaná buď ako suchý prach alebo vo forme vodnej kaše.
Prídavné čiastočky sú prednostne celulózové vlákna, ktoré môžu pochádzať z odpadového papiera, drevnej kaše, drevných vločiek a/alebo iných zdrojov rastlinných vlákien, Je výhodné, keď sú vlákna porézne, duté, rozštiepené a/alebo majú drsný povrch, takže ich fyzická geometria vytvára prístupné medzery alebo dutiny, ktoré uľahčujú prenikanie rozpusteného síranu vápenatého. V niektorom prípade zdroj, napríklad drevná kaša, môže taktiež vyžadovať predbežné spracovanie na rozrušenie zhlukov, oddelenie väčšieho a menšieho materiálu a v niektorých prípadoch predbežne extrahovať materiály odďaľujúce napätie a/alebo nečistoty, ktoré by mohli nepriaznivo ovplyvňovať kalcináciu sadry, ako hemicelulóza, octová kyselina atď.
Rozomletá sadra a drevné vlákna sa zmiešajú s dostatočným množstvom vody na vytvorenie kaše obsahujúcej 5 až 30 % hmotnostných pevných látok, aj keď sa dáva prednosť kašiam obsahujúcim 5 až 20 % hmotnostných pevných látok. Pevné látky v kaši by mali obsahovať 0,5 až 30 % hmotnostných drevných vlákien a prednostne 3 až 20 % hmotnostných drevných vlákien, pričom zvyšok je hlavne sadra.
Premena na hemihydrát
Kaša sa zavedie do tlakovej nádoby vybavenej prístrojom na plynulé miešanie. Modifikátory kryštálov, ako organické kyseliny, môžu byť v tomto okamihu pridané do kaše, ak je to potrebné, na stimuláciu alebo oddialenie kryštalizácie alebo na zníženie teploty kalcinácie. Do nádoby sa vstrekuje vodná para na uvedenie vnútrajška nádoby na teplotu medzi 100 až 177 °C a autogénny tlak. Spodná teplota je približne praktické minimum, pri ktorom hydrát síranu vápenatého kalcinuje v prijateľnej dobe do stavu hemihydrátu, vyššia teplota je asi maximálna teplota na kalcináciu hemihydrátu bez neželaného nebezpečenstva spôsobenia premeny hemihydrátu síranu vápenatého na anhydrid. Teplota autoklávu je prednostne rádovo 140 až 152 °C.
Ak je kaša spracovávaná za týchto podmienok po dostatočne dlhý čas, napríklad 15 minút, je odstránené dostatočné množstvo vody z molekuly dihydrátu síranu vápenatého na jej premenu na molekulu hemihydrátu. Roztok, podporovaný plynulým pohybom na udržanie čiastočiek v suspenzii, zvlhčí a prestúpi otvorené dutiny prídavných vlákien. Keď sa dosiahne nasýtenie roztoku, hemihydrát bude nukleovať a začne vytvárať kryštály v dutinách, na dutinách a okolo dutín a pozdĺž stien prídavných vlákien.
Predpokladá sa, že pri operácii v autokláve prenikne rozpustený síran vápenatý do dutín v drevných vláknach a potom sa v nich zrazí ako kryštály acikulámeho hemihydrátu na dutinách, okolo dutín a okolo povrchu drevných vlákien. Po dokončení premeny sa zníži tlak v autokláve, zavedú sa želané prísady vrátane emulzie vosku do nátokovej skrine a kaša sa vypustí na odvodňovací dopravník. V tomto okamihu môžu byť pridané zvyčajné prísady vrátane urýchľovačov, spomaľovačov, ochranných látok, spomaľovačov plameňa a látok zvyšujúcich pevnosť v ťahu. Bolo zistené, že niektoré prísady, ako zvláštny urýchľovač (na urýchlenie hydratácie hemihydrátu síranu vápenatého na sadru) môžu značne ovplyvniť úroveň zlepšenia odolnosti proti vode dosiahnutú emulziou vosku. Výsledkom je, že ako urýchľovačom sa dáva pred oxidom hlinitým prednosť uhličitanu draselnému alebo iným materiálom.
Emulzia vosku
Predložený vynález široko rozoberá zlepšenie odolnosti sadrodrevovláknitých dosiek proti vode pridaním dostatočného množstva vosku vo forme stabilnej emulzie ku kaši, na vytvorenie výrobku s aspoň 1 % hmotn. vosku rozdeleného vo výrobku. Podľa vynálezu sa dá použiť akýkoľvek vosk alebo kombinácia voskov, prednostne sú na prípravu emulzie vosku používané parafínové vosky. Emulzia vosku použitá v predloženom vynáleze prednostne obsahuje kombináciu parafínového uhľovodíka, zemného vosku, polyvinylalkoholu a vody a môže obsahovať prísady zvyčajne používané v emulziách vrátane emulgátorov na podporu vytvárania emulzie a stabilizátorov na zvýšenie stability emulzie. Neiónová emulzia vosku tohto typu je dodávaná spoločnosťou Bakor, Inc. pod značkou Aqualite 71, ktorá obsahuje zmesi voskov s teplotou tavenia 75 °C. Môžu byť taktiež použité tieto parafínové vosky:
Gypseal II spoločnosti Conoco Aqualite 70 spoločnosti Bakor
DeWax PAR - 40 spoločnosti Deforest Enterprises MICHEM 955 spoločnosti Michelman
Parafínový vosk má prednostne teplotu tavenia 40 až 80 °C. Keď je teplota tavenia okolo 80 °C, je pri výrobe zvyčajnej sadrovej dosky nutné použiť vysokú teplotu sušenia dosky, čo má za následok nízku odolnosť tejto stenovej dosky proti vode. Keď je teplota tavenia nižšia ako 40 °C, je akosť výslednej sadrovej dosky nízka.
Zemný vosk, známy taktiež ako lignitový vosk, je tvrdý v prírode sa vyskytujúci vosk, s tmavým zafarbením. Je nerozpustný vo vode, ale rozpustný v rozpúšťadlách, ako je karbóntetrachlorid, benzén a chloroform. Zemný vosk sa používa v množstve 1 až 200 dielov, prednostne 1 až 50 dielov hmotnostných na 100 dielov parafínového uhľovodíka.
Polyvinylalkohol sa zvyčajne pripravuje hydrolýzou polyvinylacetátu a je to prednostne v podstate úplne hydrolyzovaný polyvinylacetát. Výhodne má byť aspoň 90 % hmotnostných hydrolyzovaného polyvinylacetátu, prednostne 97 až 100 % hmotnostných hydrolyzovaného polyvinylacetátu. Výhodne je polyvinylalkohol rozpustný vo vode pri zvýšenej teplote 60 °C až 95 °C, aleje nerozpustný v studenej vode. Polyvinylalkohol je použitý v množstve 1 až 50 dielov hmotnostných, prednostne 1 až 20 dielov hmotnostných na 100 dielov parafínového vosku. Polyvinylalkohol má adhezivne vlastnosti a zvyšuje odolnosť proti vode.
Voda tvoriaca vodné spojivo emulzie sa normálne použije v množstve 35 až 80 % hmotnostných, prednostne 50 až 60 % hmotnostných, vztiahnuté na emulziu.
Zvyčajné emulgátory, ktoré môžu byť pridané k vosku na vytvorenie emulzie obsahujú neiónové povrchovo aktívne činidlá, ako alkylfenoxypoly (etylénoxy) etanol, ester sorbitanu a mastných kyselín a ester polyoxyetylén sorbitanu a mastné kyseliny, aniónové povrchovo aktívne činidlá, ako saponifíkované mastné kyseliny a katiónové povrchovo aktívne činidlá, uvedené neskôr, ktoré sa typicky používajú v množstve 0,1 až 5 % hmotnostných emulzie. Zvyčajné stabilizátory, ktoré môžu byť pridané do emulzie vosku zahrnujú hydroxidy alkalických kovov alebo hydroxid amónny, ktoré sa typicky používajú v množstve 0,1 až 1 % hmotnostné emulzie.
V predloženom vynáleze je prednostne v emulzii obsiahnutý katiónový emulgátor. Katiónový emulgátor môže byť samotný emulgátor alebo môže byť použitý v kombinácii s inými emulgátormi. Prednostný katiónový emulgá tor je najmä povrchovo aktívne činidlo s kvartémym amínom dodávané spoločnosťou ICI Surfactants pod značkou G - 265. Iné vhodné katiónové emulgátory sú kvartéme chloridy amónne spoločnosti Tomah Products, Inc. majúce značku Q - 17 - 2 a Ethoquad C/25 (dodávané spoločnosťou AKZO Chemicals, Inc.). Chemický vzorec Q - 17-2 je nasledujúci:
CH2CH2OH
I I I
R-O-CHíCHíCHa-hT-CHs------Cľ
I I I CHjCHjOH
Pridanie katiónových povrchovo aktívnych opísaných činidiel, ako samotný emulgátor alebo kombinácia s inými zvyčajnými emulgátormi v emulzii vosku, podporuje stabilitu emulzie vosku pri vysokých teplotách použitých na výrobu dosky podľa predloženého vynálezu. Bolo zistené, že za určitých podmienok sa emulzia vosku, ktorý neobsahuje katiónové povrchovo aktívne činidlo, môže rozpadnúť a spôsobiť zhluky čiastočiek vosku, čo má za následok, že filtračný koláč upchá tvarovacie zariadenie a zníži odolnosť dosky proti vode. Uvažovalo sa, že pridanie katiónového povrchovo aktívneho činidla zlepší udržanie vosku vo filtračnom koláči a vo výslednej doske, pretože pozitívne nabitý vosk a povrchovo aktívne činidlo je priťahované k záporne nabitému povrchu drevných vlákien.
Emulzia vosku môže byť pripravená zahriatím parafínového uhľovodíka a zemného vosku do roztaveného stavu a ich zmiešaním. Horúci vodný roztok polyvinylalkoholu obsahujúci emulgátory a stabilizátory sa vedie s horúcou zmesou parafínu a zemného vosku cez koloidný mlyn a výsledná emulzia je pripravená na ochladenie. Môžu byť použité aj iné zariadenia na prípravu emulzie.
Emulzia vosku sa pridá do vodnej kaše sadry a drevných vlákien a zmieša sa s kašou v pomere 0,5 až 20 dielov a prednostne 1 až 3 diely hmotn. pevných voskových látok na 100 dielov sadry. V kaši môžu byť obsiahnuté iné prísady, ako napeňovacie a disperzné činidlá a urýchľovače tuhnutia. Bolo zistené, že medzi 65 až 90 % hmotnostnými vosku z emulzie pridanej ku kaši je zadržaných na výrobku zo sadry a drevných vlákien, pričom sa rovnováha stráca v odvodňovacom kroku predmetného spôsobu. Obsah pevných voskových látok emulzie vosku pridaný ku kaši nie je kritický.
Emulzia vosku sa pridá ku kaši po jej vypustení z autoklávu, prednostne pred nátokovou skriňou, na zaistenie dostatočného času, aby sa emulzia vosku dôkladne zmiešala s kašou pred vytvorením filtračného koláča a odvodňovacím krokom podľa vynálezu. Teplota kaše počas pridávania emulzie vosku do kaše nie je kritická, ale je podstatné, aby emulzia vosku bola stabilná za podmienok v ktorých je kaša. V niektorom uskutočnení môže byť teplota kaše dostatočne vysoká na udržanie kryštálov hemihydrátu síranu vápenatého. V každom prípade musí byť emulzia vosku stabilná pri teplote kaše počas zmiešavania emulzie vosku so sadrodrevovláknitou kašou a emulzia vosku musí ostať stabilná za prítomnosti prísad, ako sú urýchľovače, obsiahnuté v kaši. Emulzia vosku musí rovnako ostať stabilná počas odvodňovania a tvarovania dosky, ale dôležité je, aby počas odvodňovania a tvarovania dosky ostal vo filtračnom koláči podstatne vysoký podiel vosku.
Odvodnenie
Horúca kaša obsahujúca vosk sa vedie nátokovou skriňou, ktorá rozdeľuje kašu na plochý porézny tvarovací povrch na vytvorenie filtračného koláča. Potom sa filtračný koláč odvodní odparením vody pri odvádzaní kaše z autoklávu a vodou v kaši pretekajúcou poréznym tvarovacím povrchom, prednostne pomocou vákua. Aj keď odvodňovanie spôsobí ochladenie filtračného koláča, môže byť počas použité v priebehu odvodňovania prídavné vonkajšie ochladenie. Odvedie sa čo najväčšie možné množstvo vody, zatiaľ čo je teplota kaše stále pomerne vysoká a pred tým, ako je hemihydrát podstatne premenený na sadru. Z kaše sa odvodňovacím prístrojom odvedie až 90 % hmotnostných vody a vo filtračnom koláči ostáva približne 35 % hmotnostných vody. V tomto stupni pozostáva filtračný koláč z drevných vlákien prepojených s kryštálmi hemihydrátu rehydrovateľného síranu vápenatého a môžu byť rozrušené na jednotlivé vlákna alebo uzliny kompozitu, tvarované, liate alebo spojované do útvaru s vyššou hustotou.
Tvarovanie filtračného koláča a jeho odvodnenie sa prednostne uskutočňuje zariadením na výrobu papiera typu opísaného v patentovom spise Spojených štátov amerických č. 5 320 677, ktorý je súčasťou tohto opisu.
Lisovanie a rehydratácia
Odvodnený filtračný koláč sa prednostne počas niekoľkých minút lisuje za mokra na ďalšie zníženie obsahu vody a jeho zhustenie na želaný tvar, hrúbku a/alebo hustotu pred tým, ako prebehne dehydratácia hemihydrátu. Aj keď extrakcia vody v kroku odvodnenia významne prispeje k zníženiu teploty filtračného koláča, môže byť na dosiahnutie želanej teploty rehydratácie požadované v primeranom čase prídavné vonkajšie chladenie. Teplota filtračného koláča je prednostne znížená asi na 49 °C, takže môže nastať pomerne rýchle rehydratácia. Rehydratácia spôsobí rekryštalizáciu kryštálov alfa - hemihydrátu na kryštáli acikulárnej sadry fyzicky prepojenej s drevnými vláknami.
V závislosti od urýchľovačov, spomaľovačov, modifikátorov kryštálov alebo iných prísad nachádzajúcich sa v kaši, môže rehydratácia trvať od niekoľkých málo minút až do jednej hodiny alebo dlhšie. Následkom prepojenia kryštálov acikulámeho hemihydrátu s drevnými vláknami a odvedenia väčšiny nosnej kvapaliny z filtračného koláča je zamedzená migrácia síranu vápenatého a tým sa vytvára homogénny kompozit. Rehydratácia spôsobuje rekryštalízáciu kryštálov hemihydrátu na kryštály dihydrátu in situ, t. j. v dutinách a okolo dutín drevných vlákien, čím sa zaisti homogenita kompozitu. Rast kryštálu taktiež spája kryštály síranu vápenatého na priľahlých vláknach a týmto vystužením drevných vlákien vytvára celkovú kryštalickú hmotu, s vyššou pevnosťou v ťahu.
Po dokončení hydratácie je želané rýchle usušenie hmoty kompozitu na odvedenie zvyšnej voľnej vody. Inak by hydroskopické drevné vlákna mali sklon zadržať alebo dokonca absorbovať neviazanú vodu, ktorá sa neskôr odparí. Ak je povlak síranu vápenatého celkom usadený skôr, ako je voľná voda odstránená, vlákna sa môžu zmrštiť a vytiahnuť zo sadry, keď sa odparuje voľná voda. Preto je výhodné odviezť z hmoty kompozitu čo možno najviac voľnej vody pred znížením teploty pod hladinu, pri ktorej začína hydratácia.
Sušenie
Stlačená doska, ktorá typicky obsahuje asi 30 % hmotnostných voľnej vody, sa potom rýchle usuší pri pomerne vysokej teplote na zníženie obsahu voľnej vody v koneč nom výrobku asi na 0,5 % hmotnostných alebo menej. Počas sušenia je dôležité na krátky čas dostatočne zvýšiť vnútornú teplotu konečného výrobku na podporu polymerizácie siloxánu na silikón. Je zrejmé, že majú byť vylúčené také podmienky sušenia, ktoré majú sklon ku kalcinácii sadry. Bolo zistené, že je potrebné uskutočniť sušenie pri podmienkach, pri ktorých výrobok dosiahne teplotu jadra aspoň 77 °C, a prednostne teplotu jadra medzi 77 °C a 93 °C. Stuhnutá a usušená doska môže byť rozrezaná a inak dokončená podľa želaných údajov.
Po konečnom stuhnutí má jednotný kompozitný materiál želané vlastnosti, ku ktorým prispievajú obe jeho zložky. Drevené vlákna zvyšujú pevnosť v ťahu, čiastočne aj pevnosť v ohybe sadrovej matrice, zatiaľ čo sadra pôsobí ako povlak a spojivo na ochranu drevných vlákien, zvyšuje odolnosť proti ohňu a znižuje rozpínanie spôsobené vlhkosťou.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Nasledujúce príklady slúžia na vysvetlenie prípravy a skúšanie sadrodrevovláknitých výrobkov so zlepšenou odolnosťou proti vode podľa predloženého vynálezu, je však zrejmé, že tieto príklady slúžia iba na účely vysvetlenia a že mnohé iné sadrodrevovláknité výrobky so zlepšenou odolnosťou proti vode môžu byť vyrobené použitím vhodných zmien.
Príklad 1
Štandardné sadrodrevovláknité dosky sa vyrábajú takto: zmes 92 % hmotnostných nekalcinovanej sadry FCG (vedľajší produkt desulfurácie dymových plynov) a 8 % hmotnostných kaše zvlnených papierových vlákien sa pridá do autoklávu s miešadlom s dostatočným množstvom vody na vytvorenie kaše s 15 % hmotnostných pevných látok. Výsledná kaša sa počas 15 minút zahrieva pod tlakom na teplotu asi 146 °C, čo umožňuje, že sadra môže byť kalcinovaná na alfa - hemihydrát.
Pri vypúšťaní kaše z autoklávu sa tlak v kaši uvoľní. Výsledné odparovanie vody ochladí kašu na 82 až 100 °C. Do kaše sa pridajú urýchľovače a tá sa potom privádza do navádzacej skrine tvarovacej linky. Urýchľovače obsahovali 2 % hmotnostné síranu horečnatého a 2 % hmotnostné dihydrátu síranu vápenatého povlečeného cukrom (ako je opísané napríklad v patentovom spise Spojených štátov amerických 3 813 312), vztiahnuté na hmotnosť sadry. Kaša sa rozdelí na porézny dopravník, na ktorom sa vytvorí filtračný koláč. Filtračný koláč sa vedie vákuovým odvodňovacím prístrojom, ktorý odstráni asi 80 % vody a kaša/filtračný koláč dosiahne teplotu asi 49 °C. Filtračný koláč sa stlačí na dosku s hrúbkou asi 8 mm a táto sa podrobí ďalšiemu spracovaniu vákuom na odstránenie väčšieho množstva vody a ochladí dosku asi na 35 °C na lepšiu rehydratáciu hemihydrátu na sadru. Po rehydratácii sa doska rozreže na panely a panely sa usušia za podmienok, ktoré spôsobia, že jadro dosky dosiahne na krátky čas teplotu asi 93 °C. Výsledné panely sa potom skúšajú, ako je uvedené ďalej.
Príklad 2
Stabilizovaná emulzia vosku sa pripraví takto: vytvorí sa roztok zmiešaním 10 častí hmotnostných katiónového povrchovo aktívneho činidla (G - 265) a 90 častí hmotnostných vody. Tento roztok sa pridá k emulzii vodku (Bakor - Aqualite 71) pri hmotnostnom pomere 100 až 1000. To vytvorí stabilizovanú emulziu, ktorá obsahuje:
Aktívne zložky látky Aqualite 37 %
Katiónové povrchovo aktívne činidlo 1 %
Voda 62 %
Príklad 3
Doska pripravená podľa príkladu 1, bola porovnaná s doskou vyrobenou za rovnakých podmienok, ale v ktorej bola emulzia z vosku z príkladu 2 pridaná ku kaši pred navádzacou skriňou v množstve dostatočnom na vytvorenie 3 % hmotnostných pevných voskových látok na každých 0,45 kg sadry. Vzorky oboch dosiek boli skúšané na pohlcovanie vody, hustotu a pevnosť. Ďalej uvedené výsledky skúšky ukazujú, že bolo nielen významne znížené pohlcovanie vody, ale že pridaním emulzie vosku bola zlepšená pevnosť dosky.
TABUĽKA 1
%*....... Pohlcovanie Hustota Pevnosť
vosku vody (kg/m3) (MPa)
Zisk %
0 39,0 1 070 7.74
3 3,5 1 060 8,42
Meranie pohlcovania vody, hustoty a pevnosti bolo uskutočnené na 14 vzorkách každej z piatich dosiek a v tabuľke 1 je zaznamenaná stredná hustota zo 70 meraní. Pohlcovanie vody zaznamenané v tabuľke 1 určenej spôsobom ASTM C - 473, ktorý’ je založený na úplnom ponorení vzorky počas 2 hodín. Hmotnosť každej vzorky pred ponorením apo ponorením bola použitá na výpočet prírastku hmotnosti. Hustota bola určená delením zmeranej hmotnosti zmeraným objemom. Pevnosť bola určená ako napätie pri pretrhnutí spôsobom ASTM D103 7.
Príklad 4
Doska bola vyrobená podľa príkladu 1 až na to, že do kaše bola pridaná komerčná emulzia vosku (Bakor Aqualite 71) pred nátokovou skriňou v množstve dostatočnom na zaistenie 2 % hmotnostných pevných voskových látok na každých 0,45 kg sadry. Analýza výsledných dosiek ukázala, že asi 1,7 % hmotnostných vosku, vztiahnuté na hmotnosť sadry, bolo zadržaných vo výslednej suchej doske.
Uskutočnenia predloženého vynálezu tu znázornené a opísané predstavujú iba vysvetľujúce príklady. Odborníkom školeným v odbore bude jasné, že môžu byť uskutočnené mnohé obmeny, pričom by sa vybočilo z rámca myšlienky predloženého vynálezu a z rámca pripojených patentových nárokov.

Claims (13)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Spôsob výroby sadrodrevovláknitej dosky, so zvýšenou odolnosťou proti vode, vyznačujúci sa t ý m , že zahrnuje nasledujúce kroky:
    k vodnej kaši materiálu zo síranu vápenatého a prídavných čiastočiek, sa pridá vodná emulzia vosku, pričom uvedená emulzia je stabilná za podmienok, pri ktorých je kaša udržiavaná, kaša obsahujúca vosk sa vedie na plochý porézny tvarovací povrch na vytvorenie filtračného koláča, z filtračného koláča sa poréznym povrchom odvedie podstatný podiel vody, filtračný koláč sa stlačí na vytvorenie dosky a odvedenie prídavnej vody, a doska sa suší na odvedenie zostávajúcej voľnej vody a dosiahnutie teploty jadra dosky dostatočnej na roztavenie vosku.
  2. 2. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že množstvo emulzie vosku pridanej ku kaši je dostatočné na zaistenie aspoň 1 % hmotnostného pevných voskových látok vztiahnuté na hmotnosť síranu vápenatého v kaši.
  3. 3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa tým, že množstvo emulzie vosku pridanej ku kaši je dostatočné na zaistenie 1 až 3 % hmotnostných pevných voskových látok v kaši vztiahnuté na hmotnosť síranu vápenatého v kaši.
  4. 4. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že emulzia vosku obsahuje katiónové povrchovo aktívne činidlo.
  5. 5. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že emulzia vosku obsahuje katiónové činidlo s kvartérnym amínom.
  6. 6. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že emulzia vosku obsahuje parafínový vosk.
  7. 7. Spôsob podľa nároku 6, vyznačujúci sa t ý m , že emulzia vosku obsahuje zmes parafínového vosku, zemného vosku a polyvinylalkoholu.
  8. 8. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa tým, že kaša obsahuje rozomletý síran vápenatý a diskrétne lignocelulózové prídavné čiastočky, pričom uvedené celulózové čiastočky majú dutiny preniknuteľné kvapkami kaše v podstatnej časti ich objemu.
  9. 9. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa t ý m , že prídavné čiastočky sú drevné vlákna zvolené zo skupiny zahrnujúcej chemicky rafinovanú drevnú kašu, mechanicky rafinovanú drevnú kašu, termochemicky rafinovanú drevnú kašu a ich kombinácie.
  10. 10. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa t ý m , že pevné látky v kaši obsahujú 0,5 až 30 % hmotnostných drevných vlákien.
  11. 11. Spôsob podľa nároku 10, vyznačujúci sa t ý m , že pevné látky v kaši obsahujú 3 až 20 % hmotnostných drevných vlákien.
  12. 12. Spôsob výroby sadrorevovláknitej dosky so zvýšenou odolnosťou proti vode podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že zahrnuje nasledujúce kroky:
    k vodnej kaši síranu vápenatého a prídavných čiastočiek sa pridá vodná emulzia vosku, pričom kaša má teplotu, pri ktorej sú udržiavané kryštály hemihydrátu síranu vápenatého, pričom je táto emulzia stabilná za podmienok, pri ktorých sú udržiavané kryštály, kaša obsahujúca vosk sa vedie na plochý porézny tvarovací povrch na vytvorenie filtračného koláča skôr, ako teplota tohto filtračného koláča poklesne na teplotu, pri ktorej sa hemihydrát síranu vápenatého rýchle rehydratuje na dihydrát síranu vápenatého, podstatná časť vody sa odvedie z filtračného koláča poréznym povrchom a filtračný koláč sa ochladí na teplotu, pri ktorej začína rehydratácia, filtračný koláč sa stlačí do tvaru dosky a odvedie sa prídavná voda, čím kryštály hemihydrátu síranu vápenatého okolo uvedených horúcich čiastočiek rehydrujú in situ na kryštály dihydrátu síranu vápenatého, doska sa usuší na odvedenie zostávajúcej voľnej vody a dosiahnutie teploty jadra dosky dostatočnej na roztavenie vosku.
  13. 13. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že obsahuje: rozomletá sadra sa zmieša s prídavnými čiastočkami spoločne s dostatočným množstvom vody na vytvorenie uvedenej kaše, pričom každá z uvedených prídavných Čiastočiek má na svojom povrchu a/alebo vo svojom vnútrajšku dutiny prispôsobené na preniknutie kvapiek kaše obsahujúcej suspendovanú a/alebo rozpustenú sadru a táto kaša je dostatočne rozriedená na podstatné navlhčenie dutín prispôsobených na preniknutie do prídavných čiastočiek a na podporu vytvorenia kryštálov alfa - hemihydrátu acikulárneho síranu vápenatého, keď je zahrievaný pod tlakom, kaša sa zahreje v tlakovej nádobe pri stálom miešaní na teplotu postačujúcu na kalcináciu sadry na alfa - hemihydrát síranu vápenatého, kaša sa udržiava na tejto teplote, kým aspoň podstatná časť hemihydrátu síranu vápenatého neskryštalizovala v dutinách a okolo dutín v prídavných čiastočkách, ku kaši sa pridá vodná emulzia vosku, pokiaľ má uvedená kaša teplotu, pri ktorej sú udržiavané kryštály hemihydrátu síranu vápenatého, pričom je emulzia stabilná za podmienok, pri ktorých sú udržiavané kryštály hemihydrátu síranu vápenatého, kaša obsahujúca vosk sa vedie na porézny tvarovací povrch na vytvorenie uvedeného filtračného koláča, skôr ako teplota filtračného koláča poklesne pod teplotu, pri ktorej kryštály hemihydrátu síranu vápenatého rýchlo rehydrujú na kryštály dihydrátu, filtračný koláč sa ochladí na teplotu, pri ktorej začína rehydratácia, filtračný koláč sa stlačí na vytvorenie dosky, pričom kryštály hemihydrátu síranu vápenatého v dutinách a okolo dutín prídavných čiastočiek rehydrujú na vytvorenie kryštálov dihydrátu síranu vápenatého a doska sa usuší.
SK1102-98A 1996-12-20 1997-12-16 Spôsob výroby sadrového kompozitného materiálu so zlepšenou odolnosťou proti vode SK283376B6 (sk)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/771,185 US6010596A (en) 1996-12-20 1996-12-20 Gypsum wood fiber product having improved water resistance
PCT/US1997/023275 WO1998028239A1 (en) 1996-12-20 1997-12-16 Gypsum wood fiber product having improved water resistance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK110298A3 SK110298A3 (en) 1999-08-06
SK283376B6 true SK283376B6 (sk) 2003-06-03

Family

ID=25090981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK1102-98A SK283376B6 (sk) 1996-12-20 1997-12-16 Spôsob výroby sadrového kompozitného materiálu so zlepšenou odolnosťou proti vode

Country Status (22)

Country Link
US (1) US6010596A (sk)
EP (1) EP0910555B1 (sk)
JP (1) JP4493731B2 (sk)
KR (1) KR100695023B1 (sk)
CN (1) CN1082495C (sk)
AR (1) AR010836A1 (sk)
AU (1) AU717741B2 (sk)
BG (1) BG62481B1 (sk)
BR (1) BR9707564A (sk)
CA (1) CA2246488C (sk)
CZ (1) CZ289228B6 (sk)
DE (1) DE69720454T2 (sk)
EG (1) EG21292A (sk)
ES (1) ES2191209T3 (sk)
HK (1) HK1019440A1 (sk)
HU (1) HU225260B1 (sk)
IL (1) IL125768A (sk)
NO (1) NO320023B1 (sk)
NZ (1) NZ331080A (sk)
PL (1) PL187442B1 (sk)
SK (1) SK283376B6 (sk)
WO (1) WO1998028239A1 (sk)

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2789678B1 (fr) * 1999-02-12 2001-03-30 Lafarge Platres Element de construction a base de platre resistant a l'eau, et procede de fabrication
WO2002020423A2 (en) 2000-09-04 2002-03-14 Balmoral Technologies (Proprietary) Limited Method for the production of a hydraulic binder foam
US6585820B2 (en) * 2001-07-06 2003-07-01 Fleet Capital Corporation Water-resistant gypsum formulations
US6699915B2 (en) * 2001-09-03 2004-03-02 W.R. Grace & Co.-Conn. Foamed fireproofing composition and method
MY128602A (en) * 2001-09-03 2007-02-28 Grace W R & Co Foamed fireproofing composition and method
US8715540B2 (en) * 2002-01-16 2014-05-06 MG3 Technologies Inc. Aqueous and dry duel-action flame and smoke retardant and microbe inhibiting compositions, and related methods
US7767010B2 (en) * 2002-01-16 2010-08-03 Smt, Inc. Flame retardant and microbe inhibiting methods and compositions
US6893752B2 (en) 2002-06-28 2005-05-17 United States Gypsum Company Mold-resistant gypsum panel and method of making same
US7294189B2 (en) * 2002-10-09 2007-11-13 Hexion Specialty Chemicals, Inc. Wax emulsion preservative compositions and method of manufacture
AU2003287054A1 (en) * 2002-10-10 2004-05-04 Hrd Corp An additive to render gypsum board moisture resistant
ATE535586T1 (de) * 2002-10-11 2011-12-15 Momentive Specialty Chemicals Res Belgium Sa Zusätze zu wasserfesten gipsprodukten
US6932863B2 (en) * 2002-11-06 2005-08-23 Haggai Shoshany Gypsum product and method therefor
US6902615B2 (en) 2002-11-06 2005-06-07 Haggai Shoshany Gypsum product and method therefor
JP4280238B2 (ja) * 2002-11-13 2009-06-17 ヘキソン スペシャルティ ケミカルズ インコーポレーテッド 複合材料用エマルジョン
BRPI0317616B1 (pt) * 2002-12-20 2015-10-13 Borden Chem Inc emulsão de cera e método para fabricação da emulsão de cera
BRPI0408504A (pt) * 2003-03-19 2006-03-07 United States Gypsum Co painel acústico que compreende matriz de entrelaçamento de gesso assentado e método para fazer o mesmo
US7056582B2 (en) * 2003-04-17 2006-06-06 Usg Interiors, Inc. Mold resistant acoustical panel
CN100387540C (zh) * 2003-06-05 2008-05-14 氦克逊特种化学品公司 石膏产品及其生产方法
US7273579B2 (en) * 2004-01-28 2007-09-25 United States Gypsum Company Process for production of gypsum/fiber board
US7238402B2 (en) * 2004-03-10 2007-07-03 Johns Manville Glass fibers and mats having improved surface structures in gypsum boards
EP1807376A1 (en) * 2004-09-27 2007-07-18 Hexion Specialty Chemicals Research Belgium S.A. Wax emulsion preservative compositions and method of manufacture
US20060272764A1 (en) * 2005-06-02 2006-12-07 Smith William P Enhanced Gypsum Wallboard
US11338548B2 (en) 2005-06-09 2022-05-24 United States Gypsum Company Light weight gypsum board
US9802866B2 (en) 2005-06-09 2017-10-31 United States Gypsum Company Light weight gypsum board
US9840066B2 (en) 2005-06-09 2017-12-12 United States Gypsum Company Light weight gypsum board
US11306028B2 (en) 2005-06-09 2022-04-19 United States Gypsum Company Light weight gypsum board
US7413603B2 (en) * 2005-08-30 2008-08-19 United States Gypsum Company Fiberboard with improved water resistance
US20070246683A1 (en) * 2006-04-24 2007-10-25 David Paul Miller Reduced dusting gypsum composites and method of making them
US7374610B2 (en) * 2006-04-25 2008-05-20 Hexion Specialty Chemicals, Inc. Wax emulsions for gypsum products
US20080179775A1 (en) * 2007-01-31 2008-07-31 Usg Interiors, Inc. Transfer Plate Useful in the Manufacture of Panel and Board Products
US7897660B2 (en) * 2007-10-29 2011-03-01 Eastman Chemical Company Incorporation of a resin dispersion to improve the moisture resistance of gypsum products
US7918950B2 (en) 2007-12-20 2011-04-05 United States Gypsum Company Low fiber calcination process for making gypsum fiberboard
WO2009117520A2 (en) * 2008-03-19 2009-09-24 Hexion Specialty Chemicals, Inc. Modifier for concrete and cement formulations and methods of preparing the same
WO2010053494A1 (en) * 2008-11-07 2010-05-14 Henry Company Wax emulsion for use in building products
TWI500602B (zh) * 2008-12-12 2015-09-21 Henry Co Llc 用於製造石膏牆板之鈦和鋯混合物及乳化液
TWI486510B (zh) * 2009-01-26 2015-06-01 Henry Co Llc 減少石膏牆板製造時之能量的混合物和乳液
US8404040B2 (en) * 2009-07-07 2013-03-26 Momentive Specialty Chemicals Inc. Curing or sealing compositions for concrete and cement formulations and processes for using the same
FR2948930B1 (fr) * 2009-08-07 2012-01-27 Chryso Agent anti-pellicule de surface
US8834623B2 (en) 2010-04-13 2014-09-16 T.I.P. Ltd. Water repellent materials for wood products
MX2012012008A (es) 2010-04-15 2013-05-01 Henry Co Llc Mezclas y emulsiones para el uso en el suministro de resistencia a las composiciones de yeso.
US9045370B2 (en) 2011-02-24 2015-06-02 Henry Company Llc Aqueous wax emulsions having reduced solids content for use in gypsum compositions and building products
CA2833352A1 (en) * 2011-04-17 2012-10-26 Dennis Michael Mahoney Wax emulsion for use in building products
US8932401B2 (en) * 2011-08-22 2015-01-13 Momentive Specialty Chemicals Inc. Sizing and rheology agents for gypsum stucco systems for water resistant panel production
US8968466B2 (en) * 2011-08-22 2015-03-03 Momentive Specialty Chemicals Inc. Sizing and rheology agents for gypsum stucco systems for water resistant panel production
CN102580396B (zh) * 2012-02-07 2014-04-09 中国石油化工股份有限公司 一种浆态床f-t合成工艺中固体催化剂和浆液的分离方法
WO2013122974A1 (en) 2012-02-17 2013-08-22 United States Gypsum Company Gypsum products with high efficiency heat sink additives
CH706380A1 (de) * 2012-04-13 2013-10-15 Fluid Solids Ag C O Studio Beat Karrer Abbaubares Material aus biologischen Komponenten.
US9828441B2 (en) 2012-10-23 2017-11-28 United States Gypsum Company Method of preparing pregelatinized, partially hydrolyzed starch and related methods and products
US10399899B2 (en) 2012-10-23 2019-09-03 United States Gypsum Company Pregelatinized starch with mid-range viscosity, and product, slurry and methods related thereto
US9540810B2 (en) 2012-10-23 2017-01-10 United States Gypsum Company Pregelatinized starch with mid-range viscosity, and product, slurry and methods related thereto
US8974925B1 (en) 2013-10-15 2015-03-10 United States Gypsum Company Gypsum board
US10913826B2 (en) 2014-09-26 2021-02-09 Henry Company, Llc Powders from wax-based colloidal dispersions and their process of making
US10113094B2 (en) 2014-10-30 2018-10-30 Henry Company, Llc Phase-change materials from wax-based colloidal dispersions and their process of making
CA2961666A1 (en) 2014-12-11 2016-06-16 Henry Company, Llc Phase-change materials from wax-based colloidal dispersions and their process of making
US10309771B2 (en) 2015-06-11 2019-06-04 United States Gypsum Company System and method for determining facer surface smoothness
US9663943B2 (en) * 2015-09-23 2017-05-30 Weyerhaeuser Nr Company Building products with fire-resistant claddings
CN113121190B (zh) * 2021-04-26 2023-03-24 泰山石膏有限公司 一种纤维石膏板及其制备方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2526537A (en) * 1946-11-16 1950-10-17 United States Gypsum Co Water-resistant gypsum products and method of making
US3822340A (en) * 1972-03-27 1974-07-02 Franklin Key Calcium sulfate whisker fibers and the method for the manufacture thereof
US4239716A (en) * 1977-05-30 1980-12-16 Nippon Hardboard Co. Ltd. Gypsum moldings as building materials and methods manufacturing the said gypsum moldings
GB1603625A (en) * 1978-04-06 1981-11-25 Cape Boards & Panels Ltd Fibre reinforced articles
DD160516A3 (de) * 1980-08-06 1983-08-17 Hans Schmidt Verfahren zur herstellung eines hydrophoben gipses fuer gipskartonplatten
JPS61115988A (ja) * 1984-11-12 1986-06-03 Mitsubishi Chem Ind Ltd 撥水剤組成物
DE3730585A1 (de) * 1987-09-11 1989-03-23 Pfleiderer Ind Gmbh & Co Kg Verfahren und vorrichtung zum herstellen von gipsfaserplatten
UA26221A (uk) * 1988-11-18 1999-07-19 Юhайтед Стейтс Джіпсум Компаhі Сировиhhа суміш для одержаhhя композиційhого матеріалу, композиційhий матеріал, спосіб приготуваhhя сировиhhої суміші для композиційhого матеріалу, спосіб виробhицтва гіпсоволокhистих плит
JP2676879B2 (ja) * 1989-02-22 1997-11-17 三菱化学株式会社 撥水剤および撥水性石膏組成物
JP2640281B2 (ja) * 1990-04-07 1997-08-13 日本石油株式会社 撥水性組成物
EP0599872A4 (en) * 1991-08-13 1994-07-13 Australian Gypsum Water-resistant building material.
CA2116483C (en) * 1994-02-25 1997-07-22 Lionel Borenstein Water-resistant gypsum compositions and emulsion for making same

Also Published As

Publication number Publication date
AR010836A1 (es) 2000-07-12
HU225260B1 (en) 2006-08-28
HK1019440A1 (en) 2000-02-11
CA2246488A1 (en) 1998-07-02
AU5529598A (en) 1998-07-17
JP4493731B2 (ja) 2010-06-30
US6010596A (en) 2000-01-04
IL125768A (en) 2001-07-24
BG62481B1 (bg) 1999-12-30
CZ289228B6 (cs) 2001-12-12
NO983781L (no) 1998-08-18
NZ331080A (en) 2000-02-28
IL125768A0 (en) 1999-04-11
BR9707564A (pt) 1999-07-27
DE69720454D1 (de) 2003-05-08
CN1082495C (zh) 2002-04-10
CZ260698A3 (cs) 1999-05-12
NO983781D0 (no) 1998-08-18
SK110298A3 (en) 1999-08-06
DE69720454T2 (de) 2003-12-24
PL187442B1 (pl) 2004-07-30
EP0910555A1 (en) 1999-04-28
HUP0003204A3 (en) 2004-03-01
WO1998028239A1 (en) 1998-07-02
KR19990087048A (ko) 1999-12-15
NO320023B1 (no) 2005-10-10
KR100695023B1 (ko) 2007-12-31
EP0910555B1 (en) 2003-04-02
EG21292A (en) 2001-07-31
BG102686A (en) 1999-02-26
PL328331A1 (en) 1999-01-18
HUP0003204A2 (hu) 2001-06-28
JP2000505774A (ja) 2000-05-16
ES2191209T3 (es) 2003-09-01
CA2246488C (en) 2004-10-05
AU717741B2 (en) 2000-03-30
CN1211231A (zh) 1999-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SK283376B6 (sk) Spôsob výroby sadrového kompozitného materiálu so zlepšenou odolnosťou proti vode
SK284573B6 (sk) Spôsob výroby sadrového kompozitného materiálu so zlepšenou odolnosťou proti vode
KR101208466B1 (ko) 석고/섬유 보드의 개선된 제조방법
HU216298B (hu) Építési és vakolatanyagként alkalmazható gipszalapú kompozíciók, falburkoló lemez, és eljárás a kompozíció előállítására
US20080160294A1 (en) Multiple layer gypsum cellulose fiber composite board and the method for the manufacture thereof
JP2011507794A (ja) 石膏ファイバーボードを作製するための低ファイバーか焼方法
CA2327430A1 (en) Application of polymethylhydrogen siloxane for producing a water resistant gypsum product and gypsum/wood fiber board and gypsum board
MXPA98006687A (en) Gypsum wood fiber product having improved water resistance
WO2019014331A1 (en) MANUFACTURE OF A ONE-STEP CLIMATIC STABILIZATION ACCELERATOR AND GYPSUM FIBER COMPOSITE PANEL MADE THEREBY FROM THE CLIMATE STABILIZER ACCELERATOR

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of maintenance fees

Effective date: 20091216