專利名稱：發(fā)泡石膏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)泡石膏及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種制造發(fā)泡石膏的方法，該方法的特征在于，其包括步驟(a)將熟石膏與碳酸鈣混合，碳酸鈣為熟石膏的2wt％～12wt％；(b)提供水；以及(c)加入磷酸，所述磷酸與所述碳酸鈣反應(yīng)，釋放出氣體二氧化碳，所述水給所述熟石膏提供用于水合的水，以形成石膏。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，用如下方法形成建筑板材。
將含有合適的碳酸鈣的材料研磨至尺寸為50微米以下。含有合適的碳酸鈣的材料包括石灰石、大理石、石灰砂和珊瑚砂。優(yōu)選地，該材料主要是含有低水平的可溶鈉鹽和鎂鹽的碳酸鈣。將研磨的碳酸鈣以如下量加入粉末狀的熟石膏中，使得所得到的熟石膏與碳酸鈣的混合物中含有大約6wt％的碳酸鈣。
將表面板材如鋼、鋁或玻璃纖維板設(shè)置為框架，使得它們之間產(chǎn)生空腔。該空腔的末端用已知方法密封。
板材的內(nèi)表面優(yōu)選用粘合劑處理，該粘合劑如含有玻璃或其他纖維的環(huán)氧底漆，以增加板材與石膏之間的粘結(jié)力。
然后，以大約兩體積份的熟石膏與碳酸鈣的混合物對大約一體積份的磷酸溶液的比例，將所述混合的熟石膏和碳酸鈣的混合物與4％w/v的磷酸溶液混合。還可以加入發(fā)泡劑。然后將所得到的懸浮液噴入或者傾到入所述空腔中。
在可選擇的實(shí)施方式中，以大約兩體積份的熟石膏和碳酸鈣的混合物對大約1體積份的水的比例，將水加入該混合物中。然后，使用合理設(shè)計(jì)的噴頭，將所得到的懸浮液與濃磷酸一起噴入所述空腔中。優(yōu)選該酸具有大約81～85％w/v的濃度。
在兩種實(shí)施方式中，所述的水向所述熟石膏加入用于水合的水，由此形成石膏。同時(shí)，磷酸與石灰石中的碳酸鈣發(fā)生如下式所示的反應(yīng)3CaCO3+2H3PO4→Ca3(PO4)2+3H2O+3CO2↑以釋放二氧化碳?xì)怏w。石膏凝固在氣泡周圍，形成發(fā)泡石膏。
可以認(rèn)識(shí)到，以上比例考慮了碳酸鈣的過量，使得當(dāng)以上反應(yīng)完成時(shí)，沒有剩余的游離酸。所生產(chǎn)的硬發(fā)泡石膏主要包括石膏，與少量的磷酸鈣和剩余的碳酸鈣組成?？梢哉J(rèn)識(shí)到，磷酸鈣與碳酸鈣是相對不可溶的，由此使發(fā)泡石膏使用壽命延長。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，形成發(fā)泡石膏期間所使用的磷酸，在與發(fā)泡石膏一起使用的任何鋼板或鋼制增強(qiáng)物上形成不溶的磷酸鐵涂層?？梢哉J(rèn)識(shí)到，使用其它的酸可能導(dǎo)致與發(fā)泡石膏接觸的鋼的劣化。
該方法的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)是，可以預(yù)料到隨著時(shí)間的推移，磷酸鈣將與所得到的發(fā)泡石膏中的氟化物和/或者氯化物進(jìn)行反應(yīng)，形成磷灰石，使其結(jié)構(gòu)更堅(jiān)固，使?jié)撛诘目扇芊锖吐然镛D(zhuǎn)化成相對不溶的磷灰石。
可以認(rèn)識(shí)到，可以變化上述方法，通過向石膏混合物加入穩(wěn)定成分或者增強(qiáng)成分，比如水泥或者其它火山灰質(zhì)材料或者有機(jī)聚合物、環(huán)氧樹脂類等。還可以認(rèn)識(shí)到，通過仔細(xì)地選擇上述方法中所使用的碳酸鈣、磷酸和發(fā)泡劑的尺寸和用量，可以控制發(fā)泡的量和氣泡的尺寸。預(yù)料到碳酸鈣的量為熟石膏的2wt％～12wt％，將產(chǎn)生有益的結(jié)果。
在本發(fā)明另一實(shí)施方式中，通過將等同于8wt％的碳酸鈣與熟石膏混合，可以形成發(fā)泡石膏塊。然后，向混合物中以大約2∶1體積比的比例將大約5％w/v的磷酸加入，所得到的混合物噴入盒子模具(box mould)中。其反應(yīng)如上所述進(jìn)行。當(dāng)發(fā)泡石膏塊形成時(shí)，然后它們可以被切割成所想要的尺寸。
可以認(rèn)識(shí)到，根據(jù)本發(fā)明所制造的發(fā)泡石膏特別用于阻燃劑以及用于絕緣柱子上的暴露鋼梁等方面。
對熟練人員來說明顯的修改與變更被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于制造發(fā)泡石膏的方法，該方法的特征在于，其包括步驟(a)將熟石膏與碳酸鈣混合，碳酸鈣是熟石膏的2wt％～12wt％；(b)提供水；以及(c)加入磷酸，磷酸與碳酸鈣反應(yīng)，釋放出氣體二氧化碳，所述水給所述熟石膏提供用于水合的水，以形成石膏。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造發(fā)泡石膏的方法，其特征在于，碳酸鈣是熟石膏的大約6wt％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制造發(fā)泡石膏的方法，其特征在于，碳酸鈣包含在含有碳酸鈣的材料內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)刷要求3所述的制造發(fā)泡石膏的方法，其特征在于，含有碳酸鈣的材料是石灰石、大理石、石灰砂或者珊瑚砂。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的制造發(fā)泡石膏的方法，其特征在于，含有碳酸鈣的材料被研磨至尺寸為50微米以下。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的制造發(fā)泡石膏的方法，其特征在于，水和磷酸作為稀釋的磷酸溶液被一起提供。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造發(fā)泡石膏的方法，其特征在于，所述稀釋的磷酸溶液具有大約6％w/v的濃度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的制造發(fā)泡石膏的方法，其特征在于，以大約兩體積份的熟石膏和碳酸鈣溶體對大約一體積份的稀釋的磷酸溶液的比例，提供所述稀釋的磷酸溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的制造發(fā)泡石膏的方法，其特征在于，在磷酸加入之前，所述水與熟石膏和碳酸鈣混合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造發(fā)泡石膏的方法，其特征在于，以大約兩體積份的熟石膏和碳酸鈣的溶體對大約1體積份的水的比例，提供所述水。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的制造發(fā)泡石膏的方法，其特征在于，所加入的磷酸具有大約81～85％w/v的濃度。
12.根據(jù)權(quán)利要求9～11中任一項(xiàng)所述的制造發(fā)泡石膏的方法，其特征在于，所述結(jié)合的水和熟石膏的混合物與磷酸噴霧一起噴入空腔中。
13.一種制造建筑板材的方法，該方法包括以下步驟使表面板材間隔設(shè)置，使得它們之間形成空腔；根據(jù)權(quán)利要求1～12中任一項(xiàng)所述的方法制造發(fā)泡石膏，并將該發(fā)泡石膏提供入所述空腔。
14.一種制造發(fā)泡石膏塊的方法，其特征在于，將根據(jù)權(quán)利要求1生產(chǎn)的發(fā)泡石膏噴入盒模具中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造發(fā)泡石膏塊的方法，其特征在于，所述碳酸鈣是所述熟石膏的大約8wt％。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的制造發(fā)泡石膏塊的方法，其特征在于，所述水和磷酸作為大約5％w/v的磷酸溶液被一起提供。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的方法所生產(chǎn)的建筑板材。
18.根據(jù)權(quán)利要求14～16中任一項(xiàng)方法所生產(chǎn)的發(fā)泡石膏塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造發(fā)泡石膏的方法，該方法包括如下步驟(a)將熟石膏與碳酸鈣混合；(b)提供水以及(c)加入磷酸。所述磷酸與所述碳酸鈣反應(yīng)，釋放出氣體二氧化碳。它還可與存在的任何鋼材反應(yīng)，形成不可溶的磷酸鐵涂層。
文檔編號(hào)C04B11/02GK101094822SQ200580043242
公開日2007年12月26日 申請日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7日
發(fā)明者埃德加·唐納德·諾特 申請人:埃德加·唐納德·諾特