分散剂在含泡沫墙板中的有效用途的制作方法

专利名称：：分散剂在含泡沫墙板中的有效用途的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种用于在制造墙板时控制芯部特性的方法。更具体来说，本发明涉及通过产生具有受控尺寸的孔隙来控制芯部强度。
背景技术：
：通常将石膏基建筑产品用于建筑行业。由石膏制成的墙板为阻燃性的并且可用于构筑几乎任何形状的墙壁。所述墙板主要是用作内壁和天花板产品。石膏还具有隔音特性。当其损坏时，相对易于修补或更换。存在多种可施用于墙板的装饰性材料，包括油漆和墙纸。即使具有所有这些优势，其仍然是相对廉价的建筑材料。引起合理的墙板成本的一个原因在于，其可通过快速且有效的方法来制造。用于形成芯部的浆液包括在混合器中掺合的半水合硫酸钙和水。当浆液排出混合器时，将由肥皂和水所产生的泡沬加到所述浆液中，随后使其连续沉积于移动通过混合器的纸制面板上。将第二个纸盖板施用于其上并且使所得组件成形为面板的形状。半水合硫酸钙与足量的水反应以将所述半水合物转化成二水合硫酸钙晶体的联锁基质，从而使其凝固并且变坚硬。将由此形成的连续条带传送于传动带上直到煅烧石膏凝固，并且此后对所述条带进行切割以形成具有所需长度的板，将所述板传送通过干燥炉以去除过量的水分。由于这些步骤中的每一个步骤只需数分钟，故对于任一加工步骤的较小改变都会导致生产工艺的总效率低下。安装工人更喜欢轻质板以减轻繁重的劳动。泡沫将孔隙引入石膏芯部中，从而使重量减轻，然而，如果不对孔隙的尺寸加以控制，那么可能会产生有问题的产品。极大的气泡会引起美学问题。当许多小气泡在芯部中留下同样多的微小孔隙时，会使强度降低。在理想状态下，需要大气泡和小气泡分布以产生强度高而质量轻的板。除影响成品板的强度和质量外，将泡沫混入石膏浆液中还会降低浆液的流动性。已知将分散剂用于石膏中将有助于使水和半水合硫酸钙的混合物流态化，从而增加浆液的流动性。众所周知萘磺酸盐分散剂，但其具有有限的功效。通常将聚羧酸系物(polycarboxylate)分散剂用于水泥中，并且在较低程度上，用于石膏。当加入泡沫时，加入一种或一种以上分散剂可用于增加流动性。此外，已发现，将分散剂加入石膏浆液中会改变泡沫气泡和气泡所留下的孔隙的尺寸分布。一些分散剂会使板具有可能会引起最终用户厌恶的异常外观。其它分散剂会产生能够降低强度的极微小气泡。分散剂还能够延缓石膏浆液的凝固，从而进一步使得石膏产品(诸如墙板)的高速生产复杂化。如果增加分散剂剂量以改进流动性，那么凝固时间可能增加。如果在割刀进行切割时，墙板不够凝固，那么产品将无法保持其形状并且会因切割后对其进行的加工而受到损坏。可能会需要降低生产线的速度以使板硬化并且保持其形状。分散剂化学性质、泡沫气泡尺寸与浆液流动性之间的这种复杂关系使得难以在不明显增加凝固时间的情况下制造出具有所需气泡尺寸分布与流动性的石膏浆液。让渡于KaoCorporation的美国专利第6,264,739号中公开使用稳定泡沫的聚合分散剂以用于墙板中。这篇专利文献描述具有2到300摩尔各自具有2到3个碳原子的氧基亚垸基的聚烷二醇单酯单体和丙烯酸重复单元。所公开的关于加入分散剂的唯一方法是通过将分散剂与表面活性剂加到石膏粉末中来进行。并未提及控制气泡尺寸或气泡尺寸分布以控制芯部结构，只提及稳定泡沫。美国专利第6，527，850号中还描述一种利用包括丙烯酸/聚醚梳状分支共聚物的分散剂调配物的石膏组合物。这篇专利文献教示，可能存在包括泡沫、淀粉、表面活性剂和玻璃纤维的组合物的第二潮湿部分。在实例6中，揭示使用聚羧酸系物梳状分支共聚物和萘磺酸盐。然而，己发现，如果将聚羧酸系物分散剂和萘磺酸盐分散剂混合在一起以加到浆液混合器中，那么所述组分可能会形成凝胶，以致随后极难将其均匀混入浆液中。分散剂组合还会产生具有较低流动性的浆液。因此，需要一种有效利用泡沫和分散剂获得高强度和轻质石膏芯部的方法。此外，所述方法应能够在保持有效制得产品所需的高流动性和凝固时间的同时实现这一目标。
发明内容通过本发明方法将解决这些问题和其它问题，所述方法能够由石膏、分散剂和泡沫始终如一地制造出流动浆液，其中气泡尺寸分布将受到控制以制造出具大气泡和小气泡的混合物。气泡尺寸分布能够在不降低浆液流动性或明显增加凝固时间的情况下受到控制。更具体来说，在将分散剂有效用于含泡沫墙板的方法中，将灰泥与第一分散剂和第一数量的水混合以形成石膏浆液。将肥皂与第二分散剂和第二数量的水掺合以制成泡沫。随后，将所述泡沫与所述楽液组合。不同的第一分散剂和第二分散剂和其相对量的选择将使得能够控制所述浆液中泡沫气泡和石膏芯部中由此产生的孔隙的尺寸分布。在混合器和泡沬水中使用同一种分散剂将使所述分散剂的功效提高。对混合器中定量水与泡沫水之间不同的分散剂的选择将使对泡沫气泡尺寸的控制增加。气泡尺寸分布的控制将使制造商易于制造出具有高强度和轻质量的板，或使其能够根据需要平衡这些特性。现有技术中只教示在墙板中使用某些分散剂能够稳定墙板制造中所使用的泡沫。在任何已知的现有技术中并未教示或提出将分散剂加到泡沫水中的益处。在另一实施例中，第一和第二分散剂为同一种类型的分散剂。在这种情况下，分散剂的功效增加而不是会改变气泡尺寸分布。将获得与将所述总量的分散剂加到混合器中相比增加的流动性。以这种方式使用分散剂将产生比当将所述总量的分散剂加到混合器中所实现的更好的浆液流动性。甚至在将同一种分散剂加到混合器和泡沫中时，情况也是如此。改进的浆液流动性意味着，实现可接受的流动性所需的分散剂的量较少。保持或降低分散剂的总量还会降低明显延缓浆液的凝固时间从而难以进行生产的可能性。此外，本方法的实施将使使用者具有更高的生产灵活性。仅仅通过改变加到泡沫水或混合器中的分散剂，能够改变流动性或气泡尺寸分布。工艺的改变可在泵和开关都处于适当位置后不改变现有设备的情况下获得。对工艺附加额外程度的控制。图1为用萘磺酸盐分散剂制造的墙板中芯部气泡分布的照片；图2为用聚羧酸系物分散剂制造的墙板中芯部气泡分布的照片；图3为在泡沫水中使用萘磺酸盐并且在混合器中的定量水中使用聚羧酸系物分散剂本发明的墙板中芯部气泡分布的照片；和图4绘示当使用高剂量萘磺酸盐分散剂时形成的极大气泡。具体实施例方式将分散剂加到混合水或定量水和泡沫水中以得到本发明的益处。分散剂的两个部分可为同一种分散剂，然而，也优选使用至少两种不同的分散剂。多种分散剂可用于本发明中。聚羧酸系物分散剂是一类优选的分散剂。更优选聚羧酸醚分散剂。根据本发明，将一种或一种以上分散剂加到浆液中，其中将第一分散剂加到混合器中的第一部分水中，并且将第二分散剂加到泡沫水中。第一分散剂和第二分散剂视情况相同。甚至当将同一种分散剂用于定量水和泡沫水中时，仍获得与将分散剂总量加到混合器中的定量水中相比更好的流动性。在本发明的一个实施例中，第一分散剂为产生较小气泡的类型的一种分散剂，诸如2641型或PCE211型分散剂中的一种。分散剂类型将于下文中进行更详细地定义和描述。第二分散剂为使泡沫不稳定并且产生较大气泡的分散剂，.诸如1641型分散剂或萘磺酸盐分散剂。举例来说，PCE211型聚合物优选用于制造墙板的混合器中。这种聚羧酸醚具有高功效和低的凝固时间延缓，但其产生具有极微小孔隙的芯部。如果去除10重量％的PCE211型分散剂，并且将大约相同重量的萘磺酸盐分散剂加入泡沫水中，那么将获得优选的气泡尺寸分布。在本实施例的另一方面中，将产生较大气泡的第一分散剂的第一部分(诸如萘磺酸盐分散剂)加到混合器中的定量水中。第二分散剂为产生较小气泡的聚羧酸醚分散剂，诸如2641型或PCE211型分散剂。本发明的第二个实施例将单一分散剂分成两个部分，并且将第一部分用于定量水中且第二部分用于泡沫水中。当利用本实施例时，不存在气泡尺寸的控制，但分散剂功效相比使用总分散剂量的功效有所增加。在混合器水和泡沫水中使用不同的分散剂可有利地使用。通过使用不同分散剂来制造浆液和泡沫可使气泡尺寸分布最佳化。通常发现，当将泡沫与石膏浆液组合时，在混合器中加入一些聚羧酸系物分散剂将产生极小的泡沫气泡。这些分散剂包括MELFLUX2641F、MELFLUX2651F和PCE211分散剂，其为DegussaConstructionPolymers,GmbH(TrostbergGermany)的产品并且是由DegussaCorp.(Kennesaw,GA)(在下文中称为"Degussa")提供。(MELFLUX为DegussaConstructionPolymers,GmbH的注册商标。)包括Degussa的MELFLUX1641和萘磺酸盐分散剂在内的其它分散剂会使泡沫不稳定并且产生极大气泡。适当萘磺酸盐分散剂的实例包括GEOSpecialtyChemicals,Ambler,PA的DILOFLO或DowChemicalCo"Midland,MI的DAXAD。浆液中所使用的称为"PCE211型"的一类优选的聚羧酸醚分散剂包括两个重复单元。PCE211型分散剂的其它细节将公开于2005年6月14日申请的标题为"GypsumProductsUsingaTwo-RepeatingUnitDispersantandMethodforMakingThem"的美国专禾ll申请案第11/152,418号;同时申请的且标题为"GypsumProductsUsingaTwo-RepeatingUnitDispersantandMethodforMakingThem"的美国专利申请案第11/xxx，xxx号(代理人参考案号2033.75332);2005年6月14日申请的且标题为"Polyether-ContainingCopolymer"的美,专利申请案第11/152，678号；和同时申请的标题为"Polyether-ContainingCopolymer"的美国专利申请案第11/xxx，xxx号(代理人参考案号DCP3)中，所有专利都于先前以引用的方式并入本文中。第一个重复单元为烯系不饱和单羧酸重复单元、其酯或盐，或烯系不饱和硫酸重复单元或其盐。优选的重复单元包括丙烯酸或甲基丙烯酸。单价盐或二价盐都适于取代酸基中的氢。所述氢还可经烃基置换以形成酯。第二个重复单元满足式I，——H2C——CR2—,OR且RM打生自式II的不饱和(聚)烷二醇醚基团<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>参看式I，烯基重复单元视情况在聚合物主链与醚键之间包括d到C3烷基。p的值为0到3的整数，包括边界在内。优选p为0或l。Fe为氢原子或脂肪族d到C5烃基，其可为直链、支链、饱和或不饱和烃基。优选的重复单元的实例包括丙烯酸和甲基丙烯酸。式II的聚醚基团含有多个由氧原子连接的C2-C4烷基，包括至少两个不同的垸基。m和n为2到4的整数，包括边界在内，且优选m和n中至少一个为2。x和y为55到350的整数，包括边界在内。z的值为0到200，包括边界在内。尺3为未经取代或经取代的芳基且优选苯基，并且R"为氢或脂肪族C!到C2Q烃基、环脂族C5到C8烃基、经取代C6到d4芳基或符合式m(a)、III(b)和III(c)中至少一个的基团<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>在以上式中，W和W彼此独立地表示院基、芳基、芳烷基或垸基芳基。W为二价烷基、芳基、芳烷基或垸基芳基。此类聚合物是由Degussa以PCE211分散剂系列销售。这一系列中已知可用于墙板的其它聚合物包括PCElll。有关PCE211型分散剂的其它教示公开于2005年6月14日申请的标题为"Polyether-ContainingCopolymer"的美国专利申请案第11/152,678号中。所述分散剂的分子量优选为约20,000到约60,000道尔顿(Dalton)。意外地是，已发现较低分子量的分散剂引起比分子量高于60,000道尔顿的分散剂短的凝固时间延缓。一般说来，导致总分子量增加的较长侧链长度会提供较好的可分散性。然而，用石膏进行的试验表明，当分子量高于60,000道尔顿时，分散剂的功效将降低。已知有用的其它分散剂("2641型")公开于以引用方式并入本文的美国专利第6,777,517号中。所述分散剂优选包括式IV(a)、IV(b)和IV(c)中所示的至少三个重复单元<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>在这种情况下，存在丙烯酸和顺丁烯二酸重复单元，得到较高的酸基与乙烯基醚基团比率。Ri表示氢原子或具有1到20个碳原子的脂肪族烃基。X表示OM，其中M为氢原子、单价金属阳离子、铵离子或有机胺基。W可为氢、具有1到20个碳原子的脂肪族烃基、具有6到14个碳原子的环脂族烃基，所述基团可经取代。W为氢或具有l到5个碳原子的脂肪族烃基，所述烃基视情况为直链或支链、饱和或不饱和烃基。R4为氢或甲基，这取决于结构单元为丙烯酸还是甲基丙烯酸。p可为0到3。m为2到4的整数，包括边界在内，且n为0到200的整数，包括边界在内。这一家族的分散剂是由Degussa以MELFLUX2641F、MELFLUX2651F和MELFLUX2500L分散剂销售。2641型分散剂在石膏浆液中的用途描述于2005年6月14日申请的标题为"FastDryingWallboard"的美国专利申请案第11/152,661号中，所述专利已于先前以引用的方式并入。另一优选分散剂是由Degussa以MELFLUX1641("1641型")销售。如式V所示，这是另一主要由两种组分构成的分散剂。这种分散剂主要是由两个重复单元构成，其中一个为乙烯基醚且另一个为乙烯基酯。在式V中，m和n为各组分重复单元的摩尔比，所述重复单元可沿聚合物链随机定位。单体聚合是由所属领域技术人员已知的任何方法进行。制备聚合物的一种优选方法教示于以引用方式并入本文的美国专利第6,777,517号中。这些分散剂特别适用于石膏。不希望受理论束缚，但相信酸重复单元与石膏晶体结合，而第二个重复单元的聚醚长链执行分散功能。由于其具有比其它分散剂低的延缓性，故其对于石膏产品(诸如墙板)的制造过程具有较少破坏性。这种分散剂是以任何有效的量使用。在很大程度上，所选择的分散剂的量视浆液的所需流动性而定。当水量减少时，需要较多的分散剂来维持恒定的浆液流动性。优选以灰泥的干重计，所使用的分散剂的总量为约0.01%到约0.5%。更优选以灰泥的干重计，分散剂是以约0.05%到约0.2%的量使用。在测量液体分散剂时，在计算分散剂剂量时只考虑聚合物固体，但当计算水/灰泥比时，需考虑分散剂中的水。在使用发泡剂以在含凝固石膏产品中产生孔隙从而提供较轻的重量的本发明的实施例中，可使用已知可用于制备泡沫凝固石膏产品的任何常规发泡剂。许多这类发泡剂已众所周知并且易于购得，例如GEOSpecialtyChemicals,Ambler，PA的HYONIC系列肥皂。用于制备泡沫石膏产品的泡沫和优选方法公开于美国专利第5,683,635号中，所述专利是以引用的方式并入本文中。如果将泡沫加到产品中，那么视情况使聚羧酸系物分散剂在工业用水与泡沬水之间分配，随后其加入半水合硫酸钙中。石膏浆液还视情况包括一种或一种以上增强聚羧酸系物分散剂作用的改性剂。本文所使用的具两个重复单元的分散剂特别易于受改性剂的影响。优选的改性剂包括水泥、石灰、生石灰或氧化钙、消石灰(也称为氢氧化钙)、苏打粉(也称为碳酸钠)、碳酸钾(也称为苛性钾)和其它碳酸盐、硅酸盐、膦酸盐和磷酸盐。当使用改性剂时，将提高分散剂的功效从而达成新的流动性水平，或可降低聚羧酸系物分散剂的量以降低聚羧酸系物的费用。有关改性剂和其用途的其它信息可见于2005年6月14日申请并且先前以引用的方式并入的标题为"ModifiersForPolycarboxylateDisperants"的美国专利申请案CIOTCIC-OIH」cHoIIp12213HHHCICIOTC—C-OTCH-GIG—b一一Io+-EN第11/152,317号中。改性剂是以任何适当的量用于石膏浆液中。优选以干灰泥计，改性剂是以约0.01重量％到约2重量％的量使用。更优选地，改性剂是以约0.03%到约0.5%且甚至更优选约0.05%到约0.5%的量使用。向浆液中加入任何量的制得可流动的浆液的水。将要使用的水量将根据需使用水的应用、所使用的确切分散剂、灰泥的特性和所使用的添加剂而显著变化。墙板中水与灰泥的比率("WSR")以灰泥的干重计优选为约0.1到约0.8。通常优选约0.2到约0.6的WSR。地板组合物优选使用约0.17到约0.45、优选约0.17到约0.34的WSR。可模制或可浇注产品优选使用WSR为约0.1到约0.3、优选约0.16到约0.25的水。在实验室试验中，基于PCE211型分散剂的适度加入，WSR可降低到O.l或更低。用于制造浆液的水应尽可能纯以最佳控制浆液与凝固石膏的特性的。众所周知，盐和有机化合物会改变浆液的凝固时间，由加速剂到凝固抑制剂变化很大。当形成二水合物晶体的联锁基质时，一些杂质会导致结构的不规则，从而降低凝固产品的强度。因此，通过使用尽可能无污染的水来增强产品的强度和一致性。己发现，如果在将改性剂暴露于分散剂之前，将灰泥暴露于分散剂，那么将使所述改性剂具有较小功效。优选将改性剂和分散剂预先溶解于定量水中，形成溶液。改性剂和分散剂是以任何次序依次或基本同时加入。形成溶液后，将灰泥与所述溶液混合，从而使灰泥同时暴露于分散剂与改性剂。当改性剂与分散剂都为干燥形式时，可将其混合在一起并且与干灰泥一起加入。用于将改性剂、分散剂和灰泥组合的优选方法进一步描述于先前以引用的方式并入的标题为"MethodofMakingaGypsumSlurrywithModifiersandDispersants"的美国专利申请案第11/152,323号(代理人参考案号2033.73064)中。在另一实施例中，将改性剂与一部分定量水混合以形成改性剂浆液。随后，将改性剂浆液同时或依次与其余定量水和分散剂混合，以形成这三种组分的溶液。在任一情况中，都是在引入干组分之前，将改性剂与分散剂掺合于定量水中。灰泥(也称为半水合硫酸钙或煅烧石膏)是以至少50%干材料的量存在。优选灰泥的量为至少80%。在许多墙板调配物中，干组分材料为超过90%或甚至95%的半水合硫酸钙。煅烧方法并不重要，并且a或卩煅烧灰泥都极为适合。还涵盖使用硫酸钙无水石膏，但优选其以小于20%的较少量使用。不同来源的灰泥包括不同量和不同类型的盐和杂质。当灰泥中具有较高浓度的天然存在的盐时，本发明的浆液具有较小功效。低盐灰泥定义为具有小于300ppm(partspermillion)的可溶性盐的灰泥。包括具有至少600ppm可溶性盐的灰泥在内的高盐含量灰泥极有可能会干扰改性剂的作用。Southard,OK、LittleNarrows,NovaScotia、FortDodge，IA、Sweetwater,TX、PlasterCity,CA和许多其它地方的石膏矿床满足这一优先选择。在本发明的一些实施例中，石膏浆液中包括添加剂以改变成品的一种或一种以上特性。添加剂是以所属领域已知的方式和量使用。通常，这些添加剂和其它添加剂为固体、粉末或颗粒的形式，并且在混合浆液之前将其加到干组分中。浓度是以每1000平方英尺("MSF")成品板的量记录。淀粉是以约3到约20lb/MSF(14.6到97.6g/m2)的量使用以增加纸粘结并强化产品。视情况向浆液中加入多达11Ib/MSF(54g/m2)的量的玻璃纤维。还将多达15lb/MSF(73.2g/m2)的纸纤维加到浆液中。向石膏浆液中加入多达90lb/MSF(0.439kg/m2)的量的蜡乳液以改进成品石膏板的耐水性。在一些实施例中，将三偏磷酸盐化合物加到石膏浆液中以增强产品的强度并且提高凝固石膏的抗下垂性(sagresistance)。优选三偏磷酸盐化合物的浓度以煅烧石膏的重量计为约0.07%到约2.0%。包括三偏磷酸盐化合物在内的石膏组合物公开于美国专利第6,342,284号和第6,632,550号中，两个专利都是以引用的方式并入本文中。示范性三偏磷酸盐包括三偏磷酸钠盐、钾盐或锂盐，诸如购自Astaris,LLC,St.Louis，MO的盐。当三偏磷酸盐和石灰或增加浆液pH值的其它改性剂一起时，必须小心操作。在高于约9.5的pH值下，三偏磷酸盐增强产品的能力丧失，并且使浆液严重延缓。在石膏浆液的特定应用中通常还将其它添加剂加到所述浆液中。加入缓凝剂(多达约2lb/MSF(9.8g/m2))或干燥加速剂(多达约35lb/MSF(170g/m2))以改变水合反应发生的速率。"CSA"是一种凝固加速剂，其包含与5%糖共研磨并且加热到250下(121°C)以使糖焦糖化的95饧的二水合硫酸钙。CSA购自USGCorporation,Southard,OKplant并且根据以引用的方式并入本文中的美国专利第3,573,947号制造。硫酸钾为另一种优选的加速剂。HRA为与糖以每100磅二水合硫酸钙约5到25磅糖的比率新鲜研磨的二水合硫酸钙。其在美国专利第2,078,199号中得以进一步描述，所述专利是以引用的方式并入本文中。这两种物质都为优选的加速剂。称为湿石膏加速剂或WGA的另一种加速剂也为优选的加速剂。关于湿石膏加速剂的用途和其制造方法的描述公开于美国专利第6,409,825号中，其是以引用的方式并入本文中。这种加速剂包括至少一种选自由有机膦化合物、含磷酸盐化合物或其混合物组成的群组的添加剂。这种特别的加速剂展现出相当长的寿命并且随时间变化仍保持其有效性，因此能够制造所述湿石膏加速剂，在使用前可将其存储并且甚至将其运输一段较长的距离。湿石膏加速剂是以在每1000平方英尺板产品约5到约80磅(24.3到390g/m2)范围内的量使用。在本发明的一些实施例中，石膏衆液中包括添加剂以改变成品的一种或一种以上特性。添加剂是以所属领域已知的方式和量使用。浓度是以每1000平方英尺成品板("MSF")的量记录。淀粉是以约3到约201b/MSF(14.6到97.6g/m2)的量使用以增加纸粘结并强化产品。视情况向浆液中加入至少11lb/MSF(54g/m2)的量的玻璃纤维。还将多达151b/MSF(73.2g/m勺的纸纤维加到浆液中。向石膏浆液中加入多达90lb/MSF(0.4kg/m2)的量的蜡乳液以改进成品石膏板的耐水性。在使用发泡剂以在含凝固石膏产品中产生孔隙从而提供较轻质量的本发明的实施例中，可使用已知可用于制备泡沫凝固石膏产品的任何常规发泡剂。许多这类发泡剂已众所周知并且易于购得，例如GEOSpecialtyChemicals,Ambler，PA的HYONIC系列肥皂产品。用于制备泡沫石膏产品的泡沫和优选方法公开于美国专利第5,683,635号中，所述专利是以引用的方式并入本文中。墙板的其它可能添加剂为杀虫剂以减少霉、霉菌或真菌的生长。视所选择的杀虫剂和墙板的预期用途而定，可将杀虫剂加到覆盖层、石膏芯部或二者中。杀虫剂的实例包括硼酸、羟基吡啶硫酮盐和铜盐。可将杀虫剂加到覆盖层或石膏芯部中。当使用时，杀虫剂是以小于500ppm的量用于覆盖层中。此外，石膏组合物视情况可包括淀粉，诸如预胶质化淀粉或经酸改性的淀粉。包括预胶质化淀粉将会增加凝固且干燥的石膏模的强度，并且在水分增加(例如，对于高的水与煅烧石膏比率来说)的条件下使纸分层的风险最小化或能够使该风险得以避免。所属领域技术人员将了解在至少约185下(85°C)的温度下的水中预胶质化生淀粉(例如，烹饪用生淀粉)的方法或其它方法。预胶质化淀粉的适当实例包括(但不限于)购自LauhoffGrainCompany的PCF1000淀粉，和都购自ArcherDanielsMidlandCompany的AMERIKOR818和HQMPREGEL淀粉。如果包括预胶质化淀粉，那么所述预胶质化淀粉是以任何适当的量存在。举例来说，如果包括预胶质化淀粉，那么可将其加到用于形成凝固石膏组合物的混合物中，因此所述预胶质化淀粉以凝固石膏组合物的重量计是以约0.5%到约10%的量存在。对于芯部强度来说，还视情况加入淀粉，诸如USG95(UnitedStatesGypsumCompany,Chicago,IL)。需要时，可使用其它已知的添加剂以改变产品的特定特性。使用糖(诸如右旋糖)来改进板末端处纸的粘结。对于耐水性来说，可使用蜡乳液或聚硅氧烷。如果需要刚度，那么通常加入硼酸。通过加入蛭石可改进阻燃性能。这些添加剂和其它己知的添加剂都可用于本发明的浆液和墙板调配物中。在操作过程中，使灰泥向着混合器移动。在进入混合器之前，将干添加剂(诸如淀粉或凝固加速剂)加到粉末状石膏中。通过单独管线将一些添加剂直接加到混合器中。在下文所述的实例中使用本方法加入三偏磷酸盐。还可将其它添加剂加到水中。这对于添加剂为液体形式的情况特别便利。对于大部分添加剂来说，对于将添加剂放到浆液中并无任何特殊要求，并且可使用任何便利设备或方法来加入所述添加剂。然而，当使用本发明的分散剂时，在加入灰泥之前将分散剂的第一部分加到水中就显得极为重要。当考虑其它来源的水时，以满足目标水与灰泥比率所需的速率将定量水或补充水加到混合器中。如果使用一种或一种以上改性剂，还在加入灰泥之前将改性剂加入水中。在将分散剂的第一部分和改性剂组合之后，将灰泥加到所得溶液中。同时，通过将肥皂、分散剂的第二部分和第二水部分组合来产生泡沫。随后在通过软管或斜槽将泡沫从混合器中引出后，将其注入移动的石膏浆液中。泡沫环(foamring)是一种具有沿垂直于软管轴之环排列的多个孔口从而在泡沫经过泡沫环时在压力下迫使泡沫进入石膏浆液中的装置。在将泡沫与浆液混合在一起后，使所得浆液向传送带移动并且将其倒在所述传送带上，传送带与一种饰面材料排成一行。将一片饰面材料放在浆液上，从而形成在两片饰面材料之间具有浆液的夹层结构。将所述夹层结构馈入成形板中，所述成形板的高度将确定板厚。接下来，用切割刀将连续夹层结构切成适当的长度，通常为8英尺到12英尺。随后将所述板移到干燥炉中干燥。干燥炉中的温度通常在450T到最高500下的范围内。优选干燥炉中具有3个到3个以上温度区。在接触潮湿板的第一区中，温度增加到最高温度，而在后两个区中，温度缓慢降低。第一区中的送风机定位于所述区的出口处，在与板行进方向相反的方向上吹入空气。在第二区和第三区中，送风机位于所述区的进口处，在与板行进平行的方向上导入热空气。在最后一区中较不剧烈的加热将防止煅烧所述板的干区，产生弱的纸粘结。干燥炉中典型的停留时间为约40分钟，但所述时间将视生产线能力、板的湿度和其它因素而变化。在下文的实例中，使用坍落度试验来测量样本的流动性，同时使用变硬时间和Vicat凝固时间来比较各种组合物的凝固时间。对所有干组分进行称重并且将其干拌掺合在一起。为准确起见，通过失重补偿进料器将干组分传递到混合器中。对精确调配物中的液体组分进行称重并且通过蠕动泵将其计量到连续混合器中。将浆液样本倒入放在塑料板上的2"x4"(5cmx10cm)的圆筒中，略微溢出圆筒。从顶部刮平过多的材料，随后将圆筒平稳地提起，使浆液流出底部，形成饼。在成90°的两个方向上测量(±1/8")所述饼，并且将平均值记录为饼的直径。在垂直方向上将300g的Vicat针拉过浆液饼。持续这一程序直到浆液无法闭合当所述针穿过块状物时所述针所留下的沟槽时为止。记录从首先自混合器排放物中收集浆液的时间开始的变硬时间。所提及的凝固时间是指根据ASTMC-472(以引用的方式并入本文中)的Vicat凝固时间。Vicat时间是从首先自混合器排放物中收集浆液的时间开始。实例1使液体聚羧酸系物分散剂在泡沫水与定量水之间分配。如表1所示，加入总共14克液体分散剂。所述分散剂为40%的固体和60%水。以干灰泥计以0.20%的比例将干CSA加速剂加到灰泥中。泡沫是加到水中的1%的PFM肥皂和由表1所示量的液体分散剂制成。考虑到分散剂中所存在的水，使用总共148克水来制造泡沫。根据表l，将液体分散剂加到定量水中以得到总共852克水。向所述液体中加入灰泥并且掺合以制得均匀浆液。将泡沫加到所述浆液中。对所得浆液进行试验，将试验结果展示于表I中。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>*没有得到数据。如通过所述样本中饼尺寸增加所证实，当将15%的分散剂加到泡沫水中时，流动性显著增加。尽管不如15%分散剂显著，但当将26%和35%分散剂加到泡沫水中时，也观察到饼尺寸的增加。实例2在工业试验中，将两种不同的分散剂加到混合器和/或泡沫水中。工厂是以每MSF板1795磅(7989kg)运行。湿石膏加速剂和HRA都是以表IIA和IIB中所示的量加入以保持切割刀切割时50%凝固。表IIA和IIB还展示所加入的分散剂的类型和量，以及對落度和有关气泡分布的观察结果。表II中所记录的分散剂的量是以灰泥的干重计。凝固加速剂是以lbs/MSF(g/m2)记录。表IIA样本MN0混合器中的2110.1250.150.150.20混合器中的NS0.00.00.00.0泡沫中的NS0.00.00.0230.035WGA42(185)42(185)42(185)42.4(186)股A4(17.6)6(26.4)6(26.4)10(44)总水量1051lb(478kg)10121b(460kg)1012lb(460kg)■lb(409kg)坍落度7"(17.8cm)6.5"(16.5cm)6.5"(16.5cm)6.75"(17.1cm)气泡小，均匀小，均匀尺寸分布尺寸分布表IIB样本PQ混合器中的2110.00.0混合器中的NS0.140.12泡沫中的NS0.00.0WGA38(167)37.8(阔HRA04(17.6)总水量1181lb(537kg)1173lb(587kg)坍落度7.375"(18.7cm)8.25"(21.0cm)气泡尺寸分布尺寸分布在此工业试验中，将两种不同的分散剂类型用于混合器和泡沫水中，并且将所制造的板切开以检查芯部中气泡的尺寸。样本L和M只在混合器中使用聚羧酸系物分散剂。如图2所示，所形成的气泡小且尺寸接近均匀。在样本N和O中，将萘磺酸盐分散剂加到泡沫水中，出现如图3所示的气泡尺寸分布的改变。当在样本P和Q中将萘磺酸盐只加到混合器中时，气泡尺寸分布再次改变，与图l所示的分布类似。图4中的墙板芯部是使用与样本P和Q相同的组分和相同的方法制成，但萘磺酸盐是以0.21%的剂量加入。实例3分散剂在混合器与泡沫水之间分割的影响将在工厂试验中进行进一步研究。如表m中所述，将液体聚羧酸系物分散剂MELFLUX2500L("2500L")加到混合器或泡沫水中。分散剂的量是基于固体记录，同时在计算浆液中所存在的总水量时，需考虑液体分散剂中所包括的水量。灰泥是以1235磅/MSF的速率利用。分散剂的量和放置以及所加入的水、所使用的加速剂的总量和产品坊塌度都展示于表III中。表ni<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>比较这些试运行可确定当使相同分散剂在混合器与泡沫水之间分割时、甚至当分散剂的总量实质相同时流动性的增加。甚至当定量水减少361bs/MSF时，坍落度试验中仍存在饼尺寸的增加。尽管已展示和描述控制石膏浆液中泡沫气泡尺寸分布的方法的特定实施例，但所属领域技术人员应了解，在不偏离本发明的较广泛方面和如以下权利要求中所述的本发明的情况下，可对本发明进行修改和变更。权利要求1.一种将泡沫和分散剂用于石膏浆液中的方法，其包含将灰泥、第一分散剂和第一数量的水混合以形成石膏浆液；将肥皂、第二分散剂和第二数量的水掺合以制成泡沫；和将所述泡沫与所述浆液组合。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一分散剂和所述第二分散剂为同一种分散剂。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一分散剂为聚羧酸醚分散剂且所述第二分散剂为萘磺酸盐分散剂。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一分散剂为萘磺酸盐分散剂且所述第二分散剂为聚羧酸醚分散剂。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二分散剂为聚羧酸醚分散剂，其包含乙烯基醚重复单元和包含由顺丁烯二酸、顺丁烯二酸酐、其酯和盐组成的群组的至少一种的重复单元。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二分散剂使所述泡沫不稳定从而产生较大气泡。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二分散剂的量占所述第一分散剂和所述第二分散剂总重量的约10重量％到约15重量％。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述组合步骤包含通过泡沫环将泡沫引入所述浆液中。9.根据权利要求l所述的方法，其中所述混合步骤包含将所述灰泥加到所述溶液前，将所述第一分散剂和改性剂加到所述第一数量的水中以形成溶液。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述改性剂是选自由水泥、石灰、硅酸盐、碳酸盐和磷酸盐组成的群组中的至少一种改性剂。11.一种在石膏墙板芯部中有效利用分散剂的方法，其包含-将灰泥、第一分散剂和第一数量的水混合以形成石膏浆液；将肥皂、第二分散剂和第二数量的水掺合以制成泡沫；将所述泡沫与所述浆液组合；将所述浆液倒于饰面材料上；使所述浆液成形为面板；和使所述石膏浆液凝固，从而形成所述墙板芯部。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一分散剂和所述第二分散剂为同一种分散剂。13.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一分散剂为聚羧酸醚分散剂且所述第二分散剂为萘磺酸盐分散剂。14.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一分散剂为萘磺酸盐分散剂且所述第二分散剂为聚羧酸醚分散剂。15.根据权利要求11所述的方法，其中所述混合步骤另外包含将所述第一分散剂、所述第一数量的水和改性剂混合。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述改性剂是选自由水泥、石灰、硅酸盐、碳酸盐和磷酸盐组成的群组中的至少一种改性剂。17.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二分散剂的量占所述第一分散剂和所述第二分散剂总重量的约10重量％到约15重量％。全文摘要分散剂在含泡沫墙板中的有效用途是由以下方法所实现其中将灰泥与第一分散剂和第一数量的水混合以形成石膏浆液。将肥皂与第二分散剂和第二数量的水掺合以制成泡沫。随后，将所述泡沫与所述浆液组合。选择不同的第一分散剂和第二分散剂和其相对量使得能够控制所述浆液中所述泡沫气泡和所述石膏芯部中由此产生的孔隙的尺寸分布。在混合器和泡沫水中使用同一种分散剂使所述分散剂的功效增强。文档编号C04B16/08GK101528627SQ200680020274公开日2009年9月9日申请日期2006年6月13日优先权日2005年6月14日发明者刘清霞,戴维·R·布莱克本,斯图尔特·欣肖,迈克尔·P·谢克申请人:美国石膏公司