作为墙板填料的改性石膏粉的制作方法

专利名称：：作为墙板填料的改性石膏粉的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种组合物，其采用包被的(coated)石膏粉作为石膏浆料中的填料。更具体地，石膏粉是用一比灰泥溶解性差的涂料包被，以降低或延迟其催化结晶反应的能力。
背景技术：
：石膏基建筑产品通常用在建造中。由石膏制成的墙板可阻燃，并能够用于构造几乎任何形状的板。它最初被用作内壁和顶板产品。石膏具有消音性。如果受损时，它相对容易修补或更换。目前存在各种能够应用于墙板的装饰覆面，包括涂料和壁纸。尽管具有所有这些优点，其仍然是相对便宜的建筑材料。石膏也被称作二水硫酸钙、白土或者石膏粉。熟石膏也被称作煅烧石膏、灰泥、半水硫酸钙、半-水硫酸钙或者硫酸钙半水化合物。还可以使用合成石膏，例如，来自电厂的烟道煤气脱硫过程的副产品的合成石膏。当其被开采时，生石膏通常被以二水合物的形式被发现。在该形式中，每个硫酸钙分子与两个水分子结合。为了生产半水合物的形式，煅烧石膏按照下列等式逐出一些水合的水CaS04*2H20—CaSOW线O+3/2H20通过将灰泥与水混合并且允许其通过使半水硫酸钙与水反应以将半水合物转变成联结二水硫酸钙晶体的基质而凝固，能够制成许多有用的石膏产品。作为基质形式，该产品浆料变得坚固并且保持所需形状。然后必须通过干燥从产品中去除过量的水。在制造石膏产品的过程中消耗相当大量的能量。通过加热以逐出水合水来煅烧石膏粉，以制造灰泥。随后当石膏凝固时通过将半水合物水合成二水合物的形式来置换水。然后，通过在烘箱或干燥炉中干燥，将用于流化浆料的过量水从凝固制品中逐出。因此，减少流化浆料的需水量，减少燃料需求量，使得金钱节约。如果减少煅烧所需的材料量，会导致附加燃料的节约。已经试图使用分散剂来减少用于制作液体浆料的水量。聚羧酸盐超塑化剂非常有效地允许水减少，并且当水减少导致密度增加时，获得强度的增加。这些材料相对昂贵。当以大用量使用时，聚羧酸盐分散剂可是制造石膏产品中的单独的、最昂贵的添加剂之一。该组分的高价格会超过在高竞争性的市场中给予这些产品的有限利润。与聚羧酸盐分散剂相关的另一个缺点是对凝固反应的延迟。石膏板是在高速生产线上制造，其中，在几分钟内混合、浇注、成型并干燥浆料。该板必须能够保持其形状，以从一条输送线移动到另一条输送线，用于将该板放入干燥炉中。如果该板在制造过程中的定尺剪切和处理时未达到最小生坯强度(greenstrength)，则可出现损坏。如果因为该板未充分地凝固到可继续前进到该过程中的下一个步骤而必须减慢板线，则生产成本提高，导致经济上无竞争力的广品。已经发现在流化浆料时增加分散剂效力的改性剂，允许该改性剂取代部分昂贵的分散剂，同时仍减少水的需求。然而，已经发现，该改性剂不能始终如一地起作用，取决于其怎样以及何时被加入浆料中。从而，需要运载工具按照使其稳定地实行的方式将改性剂运送到衆料，以便能够减少分散剂的量。使用在水中容易流化的填料己被认为是减少燃料需求的另一个方法。然而，石膏产品尤其是石膏板材或墙板的重要性质之一是其阻燃性。以重量计，二水硫酸钙是大约20%的水。用不太阻燃的填料取代部分煅烧石膏减弱了该终产品的这种性质。许多填料还减小了墙板的抗压强度和拔钉强度。石膏粉已被用作石膏产品中的填料。它也阻燃、价廉、易得且减少所需煅烧石膏的量，但它也有缺点。通过提供更快地开始结晶过程的晶种，以足量使用作为填料的二水硫酸钙还作为半水合物的凝固催化剂。这导致浆料的过早硬化。因此，在本领域中存在对于用在石膏制品特别是用在墙板中的填料的需求，该填料通过取代煅烧石膏，通过减少从凝固产品中逐出的水量或者通过这两者来减少燃料消耗。该填料应当具有大约相当于凝固石膏的阻燃性，并且应当价廉、易得且不应当减小终产品的强度。现有技术不能够充分地解决改进给定聚羧酸盐分散剂的效力的问题。改进分散剂的效力会降低分散剂的成本并保持石膏产品的合理价格。因此，在本领域中需要减少用在石膏浆料中的分散剂的用量，同时保持浆料的流动性。分散剂使用的减少会导致节省花费在分散剂上的成本，并且会减少不利的副作用，例如凝固延迟。
发明内容本发明使用改进的包被的石膏粉作为石膏产品中的填料，通过使用本发明满足或超出这些和其它需求。该包被的石膏粉也选择地用作改性剂的运载工具，其增强聚羧酸盐分散剂的性能。本发明的一个实施方式涉及一种石膏浆料，其包括半水硫酸钙、水以及用亲水可分散涂料包被的二水硫酸钙。该涂料比二水硫酸钙的溶解性差，以延迟石膏粉暴露于浆料的残余物，防止过早结晶和伴随其的早期硬化。本发明的另一个实施方式为一种石膏浆料，其包括半水硫酸钙、聚羧酸盐分散剂、水以及包被的二水硫酸钙。在该情形中，亲水可分散涂料被选择用作改性剂，以增强分散剂流化石膏浆料的能力。一种制造该浆料的方法包括选择一溶解性比半水硫酸钙差的涂料。二水硫酸钙被该亲水可分散涂料包被，然后与水和半水硫酸钙结合。用包被的石膏粉取代部分煅烧石膏导致对煅烧石膏的需求减低，导致从减少煅烧过程的燃料和电力消耗实现的节约。由于用相同量的灰泥能够制造更多的墙板，因此被灰泥生产限制的工厂也可以实现生产量的增加。石膏粉的包被涂料降低了其作为凝固加速剂的能力。通过覆盖石膏粉晶体，只要保持该包被，半水合物分子就不能接近晶种。当包被涂料溶解在浆料的水中时，石膏粉暴露并开始催化水解反应。然而，去除该包被涂料需要时间，其延迟凝固反应的开始，从而最小化或者避免浆料的过早硬化。另一个可能性是该包被涂料是不溶的且仅赋予石膏粉惰性。控制石膏粉何时可用于启动凝固反应的能力允许减少凝固加速剂的使用，导致成本节约。如果涂料高度可分散，石膏粉可以比它取代的煅烧石膏更容易地分散在浆料中，允许进一步减少流化浆料的需水量。当从产品中干燥的水较少时，干燥炉需要较少的燃料。干燥炉有限的工厂能够从增加的线速度实现额外的生产量和额外产品的出售，而不是节约能量。当生产量增加时，其不需要显著增加资金花费就可获得。该资金可被节省，变成可用于本可以支付的其它计划或兴趣。由于大量工厂被灰泥生产或干燥炉干燥所局限，因此使用该涂料能够具有广泛的应用。在一些实施方式中，完全避免了强度的损失。石膏粉导致比许多其它填料更高的强度。至少一种优选涂料导致完全没有强度损失的产品。这产生特别优良的产品，其具有许多从100%煅烧石膏凝固的石膏的性质。当用在具有聚羧酸盐分散剂的配方中时，包被的石膏粉也可用作载体，以传递用于增强分散剂的改性剂。大量改性剂是已知的并且适于沉积在石膏粉颗粒上。具体实施方式使用水、煅烧石膏和包被的石膏粉制造本发明的石膏浆料。尽管当用在包括聚羧酸盐的浆料中时本发明的益处非常清楚，但是其在需要将石膏粉用作填充剂却要避免过早稠化的任何实施方式中是有用的。任何煅烧石膏或灰泥在这种浆料中是有用的。(X或P-煅烧灰泥是有用的。可以使用来自各种来源的灰泥，包括合成石膏。如下所讨论的，中等或低盐灰泥优选在由于可能的相互作用而使用聚羧酸盐分散剂的实施方式中。石膏粉用作填料以取代部分灰泥。由于石膏粉已经是二水合物的形式，它不需要水合的水，因此具有比灰泥少的需水量。然而，石膏粉不参与结晶形成反应中，因此不变成按照与半水合物相同的程度结合在晶体基质中。出现部分强度的损失，特别是如果石膏粉的量超过石膏材料总量的10%。可以使用任何量的石膏粉，但是优选地，石膏粉的量为在干燥基础上总硫酸钙材料的大约3~10%。如在本申请中所用的，术语"硫酸钙材料"包括所有形式的硫酸钙，包括无水、半水和二水形式。石膏粉被可防止石膏浆料稠化的早期开始的任何可应用的涂料包被。优选地，该涂料比灰泥溶解性差，提供了在石膏粉被暴露之前用于混合且结合其它添加剂的时间。该涂料可以以任何适当的包被方法应用于石膏粉。优选地，将石膏粉加入到一涂料的溶液中。一旦包被，石膏粉被选择性地干燥，用于稍后使用。然而，在优选的包被方法中，涂料被沉淀在石膏粉上，同时石膏粉保持与涂料溶液形成的浆料。节约了需要干燥石膏粉的能量。然后在形成产品之前将具有包被石膏粉的涂料桨料与灰泥浆料合并。在最终混合之前，将包被石膏粉、水、过量涂料和/或副产品全部加入灰泥浆料中。许多涂料可用于本发明。优选的涂料包括DEQUEST，特别是DEQUEST2006，磷酸盐分散剂(Solutia,St.Louis，MO)或者碳酸钙。也可使用由磷酸三钠或焦磷酸四钠制成的其它涂料。可使用能够被包被在石膏粉颗粒上的任何材料，其比石膏粉溶解性差并且减少成核的活性位点。特别有用的涂料为碳酸钙。该涂料优选地通过将碳酸钙从溶液中沉淀在二水硫酸钙或石膏粉上而形成。涂料的一个实施方式为通过将例如氢氧化镁钙的水合石灰与苏打灰或碳酸钠结合而获得。接着加入二水硫酸钙。取代反应发生，引起碳酸钙聚集以形成一固体。石灰的加入还引起碳酸钙特定地沉淀在石膏粉上，而不是在混合器或其它设备的内部。在已经制备包被石膏粉之后，将灰泥和任何其它添加剂加入浆料中。当以重量计10%的总硫酸钙材料是以包被了碳酸钙的石膏粉的形式，并且以重量计90%的硫酸钙材料是以半水合物的形式时，与100%半水合物相比获得几乎10%的水减少。优选地，当将石灰和苏打灰加入水中时水是温的。使用温水看来改进包被过程的效能。达到120。F的水温对于溶解盐特别有用，并且可预期使用更高的温度。在一些实施方式中，通过加入分散剂，例如聚羧酸盐或者萘磺酸盐来实现用于制造浆料的水量的减少。分散剂自身附着于硫酸钙，然后聚合物的分支上的主链和侧链上的带电基团彼此排斥，使石膏颗粒展开并容易流动。当浆料更容易流动时，可减少水量并且仍获得易流动的流体。通常，水的减少导致干燥成本降低。在本发明的浆料中优选任何用于改进石膏流动性的聚羧酸盐分散剂。大量聚羧酸盐分散剂，特别是聚羧酸醚类，为分散剂的优选类型。用在浆料中的分散剂的优选种类之一包括两个重复的单元。其在标题为"GypsumProductsUtilizingaTwo-RepeatingUnitSystemandProcessforMakingThem(米用二重复单元系统的石膏产品及其制备方法)"的共同待决美国申请No.U/152，418中被进一步描述，该专利申请在先前被引用作为参考。这些分散剂为DegussaConstructionPolymers,GmbH(Trostberg德国)的产品，并由DegussaCorp.(Kennesaw,GA)(以下，"Degussa")提供，以下引用作"PCE211-Type分散剂"。第一重复单元为烯烃不饱和单羧酸重复单元，其酯或盐，或者烯烃不饱和硫酸重复单元或其盐。优选的第一重复单元包括丙烯酸或甲基丙烯酸。单或二价盐适于取代酸基的氢。氢也能够被烃基取代以形成酯。第二重复单元满足式I，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>并且R,衍生自根据式n的不饱和(聚)烷撑二醇醚基团。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>参照式I，烯基重复单元选择性地包括位于聚合物主链和醚键合之间的C1-C3烷基。P值为从03的整数，0和3包括在内。优选地，p为O或l。R2为氢原子或脂肪族的C广C5的烃基，其可为线性、分支、饱和或不饱和。优选的重复单元的示例包括丙烯酸和甲基丙烯酸。式n的聚醚基团包含多个C2C4烷基，其包括至少两个不同的烷基，由氧原子连接。m和n分别为从24的整数，2和4包括在内。优选地，m和n中至少其一为2。x和y分别为从55到350的整数，55和350包括在内。z值为从0200，0和200包括在内。W为非取代或取代芳基并且优选苯基。W为氢或脂肪族C广C20烃基、环脂族C5C8烃基、取代C6d4芳基或者符合式ni(a)，m(b)和in(c)的至少之一的基团。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>III(a)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>川(b)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>III(c)在上面的式中，RS和W彼此独立地代表垸基、芳基、芳烷基或烷芳基基团。W为二价垸基、芳基、芳烷基或烷芳基基团。PCE211型分散剂中的特别有用的分散剂为选定的PCE211(以下，"211")。所知用在墙板中的该系列中的其它聚合物包括PCElll。PCE211型分散剂在2005年6月14日提交的美国专利申请No.11/152,678，以及由DegussaConstructionPolymers在2006年6月提交的部分继续美国专利申请No.11/152,678中被更充分地描述，两个专利申请的标题均为"Polyether-ContainingCopolymer(包含聚醚的共聚物)"，两个专利在此被引用作为参考。PCE211型分散剂的分子量优选地为从约20,000到约60,000道尔顿。令人惊讶地，己经发现较高分子量的分散剂比分子量大于60,000道尔顿的分散剂引起较小的凝固时间延迟。通常，导致总分子量增加的较长的侧链长度提供较好的可分散性。然而，用石膏的试验显示当分子量大于50，000道尔顿时分散剂的效能降低。第一重复单元优选地构成约30%约99摩尔％的总重复单元，更优选地为约40~约80%。重复单元的约1~约70摩尔％为第二重复单元，更优选地为约10约60摩尔％。可用于本发明的另一类的聚羧酸盐化合物公开在美国专利No.6,777,517中，其在此被引用作为参考并且以下引用作"2641型分散剂"。优选地，该分散剂包括至少三个显示在式IV(a)，IV(b)和IV(c)中的重复单元。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>在该情形中，同时存在丙烯酸重复单元和马来酸重复单元，形成酸基与乙烯基醚基团的较高比率。Ri代表氢原子或具有120个碳原子的脂肪族烃基。X代表OM，其中M为氢原子、单价金属阳离子、铵离子或者有机胺基。R2能够为氢、具有1~20个碳原子的脂肪族烃基、具有6~14个碳原子的环脂族烃基、其可以被取代。W为氢或者具有l5个碳原子的脂肪族烃基、其为选择性地线性或者分支、饱和或者不饱和。W为氢或者甲基，取决于结构单元是丙烯酸的或是甲基丙烯酸的。p可以为03。m为从24的整数，2和4包括在内，并且n为从0200的整数，0和200包括在内。PCE211型和2641型分散剂是由DegussaConstructionPolymers,GmbH(Tr6stberg,德国)制造并且由DegussaCorp.(Kennesaw,GA)在美国上市。优选的2641型分散剂是由Degussa作为MELFLUX2641F、MELFLUX265IF和MELFLUX2500L分散剂出售。2641型分散齐!j(MELFLUX为DegussaConstructionPolymers,GmbH的注册商标)在标题为"FastDryingWallboard(快速干燥墙板)"的美国申请No.11/152,661中被描述用在墙板和石膏浆料中，该专利在前被引用作为参考。还另一系列优选的分散剂是由Degussa出售并且被引用作"1641型分散P，m和n为组成重复单元的摩尔比，其<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>剂"。该分散剂在美国专利No.5,798,425中被更充分地描述，该专利在此被引用作为参考。特别优选的1641型分散剂如式V所示并且由Degussa作为MELFLUX1641F分散剂上市。该分散剂主要是由两个重复单元制成，一个是乙烯醚，另一个是乙烯酯。在式Vt可以沿着聚合物链任意安置。H2H2这些分散剂尤其较好地适用于与石膏一起使用。尽管不希望被理论所限制，但是认为酸重复单元结合半水合物晶体，而第二重复单元的长聚醚链执行分散功能。由于其阻碍性比其它分散剂小，因此其对例如墙板的石膏产品的制造过程的破坏较小。该分散剂以任何有效量被使用。很大程度上，所选分散剂的量取决于浆料的所需流动性。当水量减少时，需要更多的分散剂来保持恒定的浆料流动性。由于聚羧酸盐分散剂为相对昂贵的组分，因此优选使用小用量，基于干燥硫酸钙材料的重量，以重量计，优选小于2%，或者更优选小于1%。优选地，基于硫酸钙材料的干燥重量，该分散剂以约0.05%到约0.5%的量使用。更优选地，在同样的基础上，该分散剂以约0.01%到约0.2%的量使用。在测量液体分散剂时，在计算分散剂的用量时仅考虑聚合物固体，并且当计算水/灰泥比例时考虑来自分散剂的水。采用使用不同分布的同样的重复单元可以制成许多聚合物。含酸重复单元与含聚醚重复单元的比率与电荷密度直接相关。优选地，共聚物的电荷密度在约300到约3000p当量电荷/克共聚物的范围。己经发现在该类分散剂中已试验用作减水的最有效的分散剂MELFLUX2651F具有最高的电荷密度。然而，还已发现电荷密度的增加进一步导致分散剂的延迟效果的增大。具有低的电荷密度的分散剂，例如MELFLUX2500L，比具有高的电荷密度的MELFLUX2651F分散剂较少地延迟凝固时间。由于凝固时间的延迟是随着具有高电荷密度的分散剂所获得的效力的增加而增加的，因此制备一具有较少水、优良流动性和合理凝固时间的浆料需要保持中等范围的电荷密度。更优选地，共聚物的电荷密度在约600~约2000h当量电荷/克共聚物的范围。改性剂被选择性地加入石膏浆料中，以增强聚羧酸盐分散剂的性能。该改性剂可以为任何物质，液体或固体，当其与石膏浆料中的聚羧酸盐分散剂结合时导致分散剂效力的改进。改性剂本身并非分散剂，而是用作使分散剂更有效。例如，在恒定浓度的分散剂中，与不含改性剂的相同浆料相比，当使用改性剂时获得更好的流动性。尽管不完全理解涉及改性剂的使用的确切的化学机理，但是分散剂效力的增加可归因于至少两种不同的机理。例如，石灰在水溶液中与聚羧酸盐反应以展开分散剂分子。相反，苏打灰在石膏表面上反应以帮助改进分散剂的效果。为了本发明的目的，改性剂可以使用任何机制来改进分散剂的效力。理论上，如果两种机制各自起作用，可以发现改性剂的结合利用两种机制的全部效果，并且导致甚至更好的分散剂效力。优选的改性剂包括水泥、也被称作生石灰或氧化钙的石灰、也被称作氢氧化钙的熟石灰、也被称作碳酸钠的苏打灰、也被称作钾碱的碳酸钾，以及其它碳酸盐、硅酸盐、氢氧化物、膦酸盐和磷酸盐。优选的碳酸盐包括碳酸钠和碳酸钾。硅酸钠为优选的硅酸盐。当石灰和熟石灰被用作改性剂时，其使用浓度为基于干燥硫酸钙材料的重量，约0.15%1.0%。在水存在时，石灰快速转变成氢氧化钙，或熟石灰，并且浆料的pH变成碱性。pH的急剧升高能够引起浆料化学性质的许多变化。某些添加剂，包括三偏磷酸盐，随着pH升高而分解。还存在关于水合作用的问题，并且当浆料被用于制造墙板或石膏板时，在高pH时存在关于纸粘结的问题。对于与浆料接触的工人，强碱组分能够刺激皮肤，应当避免接触。当pH高于约11.5时，石灰不再引起流动性的增加。因此，为了该改性剂的最好性能，在一些应用中优选保持pH低于约9。在其它应用中，例如铺地面，较高的pH具有使发霉和生霉最小化的益处。碱金属氢氧化物尤其是氢氧化钠和氢氧化钾优选用在铺地板中。其它优选的改性剂包括碳酸盐、膦酸盐、磷酸盐和硅酸盐。优选地，所用改性剂的量基于干燥硫酸钙材料的重量为低于0.25。/。。高于这些浓度，改性剂的量的增加引起分散剂效力的减少。这些改性剂的用量优选为约0.05约0.2重量％。上面公开的许多改性剂有利地被应用作为石膏粉的涂料。在这些情形中，包被的石膏粉具有两种功能，即降低浆料的过早稠化，以及用于改性剂的运载工具。通过允许使用二水填料，以及运载增强分散剂效力的改性剂，减少了浆料的水需求。最后所得的浆料非常有效地利用水。还已发现分散剂的电荷密度影响改性剂与分散剂相互作用的能力。给定具有相同重复单元的分散剂系列，该改性剂在具有较高电荷密度的分散剂中引起效能的较大增加。重要的是注意到尽管当比较具有不同重复单元的分散剂的有效性时，通常的趋势是对于较高的电荷密度获得较高的效力升高，但是在电荷密度相同时分散剂的有效性可以显著不同。因此，对于用于该应用的特定分散剂系列，电荷密度的调节可能不能够克服较差的流动性。还己注意到当用在不同的石膏介质中，聚羧酸盐分散剂和改性剂的反应不同。尽管不希望被理论所限制，认为石膏中存在的杂质影响分散剂和改性剂两者的效力。在灰泥中存在的杂质中，盐类随地理位置而变化。许多盐类已知是凝固加速剂或者凝固延迟剂。这些相同的盐类也可以通过影响能够实现的流动性的程度而改变聚羧酸盐分散剂的效力。一些优选的聚羧酸盐，包括PCE211型分散剂，非常好地用作与低盐灰泥一起使用。其它分散剂，例如2641型分散剂适于与高盐灰泥一起使用。作为使用流动性增强分散剂和改性剂以提高其性能的结果，与不用这些添加剂而制成的桨料相比，能够减少用于流化浆料的水量。必须理解，灰泥的来源，煅烧技术、分散剂系列、电荷密度以及改性剂全部一起起作用，以生产给定流动性的浆料。在实验室中，可以减少水的级别到接近、等于、乃至低于理论上需要充分水合半水硫酸钙的水的级别。当用在商用凝固中时，对过程的考虑可能不允许将水减到该程度。当用于制造石膏板时，许多添加剂可用于改进最终制品的性质。使用添加剂的常规量。一些添加剂的量被报道作"lbs/MSF"，其代表每一千平方英尺的板中添加剂的磅数。本发明的一些实施方式采用发泡剂，用于在凝固的含石膏产品中产生空隙，以提供较轻的重量。在这些实施方式中，可以采用任何已知可用于制备发泡凝固石膏产品中的常规发泡剂。许多这样的发泡剂已被熟知并且易于在商业上获得，例如，来自GEOSpecialtyChemicals,Ambler,PA的肥皂的HYONIC线(HYONIClineofsoaps)。在美国专利No.5，6S3,635中公开了泡沬体和用于制备发泡石膏产品的优选方法，该专利在此被引用作为参考。分散剂被用于改进浆料的可流动性并且减少用于制造浆料的水量。任何已知的分散剂是有用的，包括聚羧酸盐、磺化三聚氰胺或者萘磺酸盐。萘磺酸盐为另一种优选的分散剂，被以约01b/MSF至U181b/MSF(78.5g/m2)的量使用，优选约41b/MSF(17.5g/m2)到约12lb/MSF(52.4g/m2)。优选的萘磺酸盐分散剂为DAXAD分散剂((DowChemical,Midland,MI)。甚至当分散剂被用在涂料中时，具有另外的分散剂以进一步改进浆料的流动性或许是有利的。在一些实施方式中，将三偏磷酸盐化合物加入石膏浆料中以增强产品的强度和改进凝固石膏的抗下垂性(sagresistance)。优选地，三偏磷酸盐化合物的浓度为基于硫酸钙材料的重量约0.07%到约2.0%。在美国专利No.6,342,284和6,632,550中公开了包括三偏磷酸盐化合物的石膏组合物，这两个专利在此被引用作为参考。示例性的三偏磷酸盐类包括三偏磷酸盐的钠盐、钾盐或锂盐，例如那些从Astaris,LLC.，St.Louis,MO可得的盐。当将三偏磷酸盐与石灰或其它升高浆料pH的改性剂一起使用时，必须小心。在pH高于约9.5时，三偏磷酸盐丧失增强产品的能力，浆料变得严重延迟。也可以将典型地用于会放入石膏浆料的特定应用的其它添加剂加入该浆料中。加入凝固延迟剂(达到约21bVMSF(9.8g/m2))或者干燥加速剂(达到约351b./MSF(170g/m2))，以改变水合反应发生的速度。"CSA"为一种凝固加速剂，其包含与5%糖共研磨的95%二水硫酸钙并被加热到250°F(121。C)以使糖焦糖化。CSA从USGCorporation,Southard,OKplant可得，并且是根据美国专利No.3,573,947制成，该专利在此被引用作为参考。硫酸钾是另一种优选的加速剂。HRA是以约525磅(2.211.4公斤)糖/100磅(4.5公斤)硫酸钙材料的比率与糖一起新近研磨的二水硫酸钙。其在美国专利No.2,078,199中被进一步描述，该专利在此被引用作为参考。两者均是优选的加速剂。另一种加速剂，被称作湿石膏加速剂或WGA，也是一种优选的加速剂。该使用和制造湿石膏加速剂的方法的描述被公开在美国专利No.6,409,825中，该专利在此引入作为参考。这种加速剂包括至少一种添加剂，其选自有机磷的化合物、含磷酸盐的化合物或其混合物。该特定的加速剂显示相当长的寿命，并且随时间保持其有效性，从而该湿石膏加速剂能够在使用前被制造、存储、甚至经长途运输。湿石膏加速剂的用量为约5约80磅/千平方英尺(24.3390g/m2)的板产品。墙板的其它可能的添加剂为用于减少霉菌(mold)、霉病(mildew)或真菌生长的杀菌剂。根据所选择的杀菌剂和墙板的预定用途，该杀菌剂可以被加入覆盖层、石膏核心或者两者。杀菌剂的示例包括硼酸、羟基吡啶硫酮盐和铜盐。杀菌剂能够被加入覆盖层或者石膏核心中。当使用时，杀菌剂以小于500ppm.的量使用在覆盖层中。已知羟基吡啶硫酮有多个名称，包括2-巯基吡啶一N-氧化物；2-吡啶硫酮-l-氧化物(CAS登记号1121-31-9);1-羟基吡啶-2-硫酮以及1羟基-2(1H)-吡啶硫酮(CAS登记号1121-30-8)。钠衍生物(C5H4NOSNa)，被称作羟基吡啶硫酮钠(CAS登记号3811-73-2),为特别有用的该盐的一个具体实施。羟基吡啶硫酮的盐为从ArchChemicals,Inc.ofNorwalk,CT商业上可得，例如SodiumOMADINE或ZincOMADINE。此外，石膏组合物能够选择性地包括淀粉，例如预胶化淀粉或酸改性淀粉。淀粉的用量为约3约201bs/MSF(14.697.6g/m2),以增加纸粘结并增强产品。预胶化淀粉内含物增加了凝固且干燥的石膏铸件的强度，并且最小化或者避免在湿度增加的情况下纸分层的风险(例如，针对水与煅烧石膏的升高比率)。一个本领域普通技术人员会懂得预胶化生淀粉的方法，例如在至少约185°F(85°C)的温度的水中熟化生淀粉或者其它方法。预胶化淀粉的合适示例包括，但不限于，由LauhoffGrain公司出售的PCF1000淀粉，以及均由ArcherDanielsMidland公司(Decatur,IL)出售的AMERIKOR818和HQMPREGEL淀粉。如果包括预胶化淀粉，该预胶化淀粉以任何适当的量存在。例如，如果包括预胶化淀粉，该预胶化淀粉能够被加入到用于形成凝固石膏组合物的混合物中，从而以凝固组合物的重量计，其以约0.5%约10%的量存在。为了核心的强度，还可选择性地加入淀粉，例如USG95(美国石膏公司，芝加哥，IL)。如果需要，也可使用其它公知的添加剂，以改变产品的特定性质。糖类，例如葡萄糖，被用于改进板末端的纸粘结。蜡乳或者硅氧垸用于防水。如果需要刚性，通常加入硼酸。通过加入蛭石能够改进阻燃性。这些和其它公知的添加剂可用在本浆料和墙板配方中。可选择性地以多达11lb,/MSF(54g/m2)的量添加玻璃纤维到该浆料中。多达15lb./MSF(73.2g/m2)的纸纤维也被加入到浆料中。蜡乳以多达90lb./MSF(0.439kg/m2)的量被加入到石膏浆料中，以改进最终得到的石膏板板材的防水性。实施例1许多涂料被加入到石膏粉中并在实验室中试验其改进样品流动性的能力。用在各个样品中的组分和用量如表I所示。如所示，40克石膏粉和水被加入到HobartModelN-50混合器中，随后加入添加剂。将混合器在低(设置1)上转动5分钟。分散剂的量足以产生0.6克固体。分散剂在小塑料舟皿中称出并被人工加入到混合物中。然后将360克灰泥加入到混合器中并且使其浸渍15秒。在中等速度(设置2)上混合该浆料15秒。表I<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>为了试验，部分浆料被转移到直径2英寸(5厘米)且高4英寸(10厘米)的坍落度圆筒(SlumpCylinder)和7盎司(207cc)杯中。圆筒的内容物被刮平成与该圆筒的顶部平齐。如果进行抗压强度和温度升高的设定测量，则额外的浆料被注入黄铜的两英寸立方体塑模和绝缘杯中。从灰泥浸渍开始起60秒时，用气动机构升起坍落度圆筒。从至少两个方向测量最终所得的饼块的直径并且记录两次读数的平均值。"硬化时间"被测量为从开始灰泥浸渍时起到拉伸通过浆料的维卡指针离开不逆流的固定线时所经过的时间。硬化时间为桨料的水合作用的测度。"维卡凝固"是指从灰泥浸渍开始起直至设置在7盎司杯表面处的300克维卡指针不能穿透至样品底部所经过的时间。如上面的数据所示，与对照样品比较，DEQUEST2006和苏打灰的加入各自导致通过饼块尺寸增加所显示的浆料的流动性增加。DEQUEST2006和211(聚羧酸盐)和Daxad(萘磺酸盐)分散剂两者一起时都增加饼块尺寸。实施例2当加入加速剂以减少分散剂的延迟效果时进行附加的实验室试验。通过加入泡沫使浆料更类似于墙板浆料。如所示，120克石膏粉和水被加入到HobartModelN-50混合器中，随后加入添加剂。在低(设置l)上转动混合器5分钟。分散剂的量足以产出1.8克固体。在小塑料舟皿上称出分散剂并人工加入到混合物中。然后将1080克灰泥加入到混合器中，并使其浸渍15秒。在中等速度(设置2)上混合该浆料15秒。表II<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>其它干燥的添加剂，例如凝固加速剂或淀粉，优选地在进入浆料之前与灰泥组合。湿的添加剂通常在引入干组分之前直接加入到混合器中。当加入所有组分后，混合得到的浆料直至获得均匀的浆料。权利要求1、一种石膏浆料，包括半水硫酸钙；水；以及用亲水可分散涂料包被的二水硫酸钙，其中所述涂料比半水硫酸钙的溶解性差。2、根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，所述水的温度为大于100°F。3、根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，所述涂料为由磷酸盐、膦酸盐、氢氧化物和碳酸盐涂料构成的组中的至少一种。4、根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，所述二水硫酸钙已被用由苏打灰和水合石灰构成的组中的至少一种处理过。5、根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，所述涂料以基于硫酸钙的总干重达0.2%的比率被应用。6、根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，所述包被的二水硫酸钙以基于所述半水硫酸钙和所述二水硫酸钙的组合重量，以重量计达约10%的量存在。7、根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，进一步包含聚羧酸盐分散剂。8、根据权利要求7所述的浆料，其特征在于，所述涂料包含增强分散剂效力的改性剂。9、根据权利要求7所述的浆料，其特征在于，所述改性剂包括由苏打灰、磷酸三钠、石灰、碳酸钙和焦磷酸四钠构成的组中的至少一种。10、一种制造石膏浆料的方法，包括选择一比二水硫酸钙溶解性差的亲水可分散涂料；用所述涂料包被二水硫酸钙；将包被的二水硫酸钙与半水硫酸钙和水结合，以形成浆料。11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述结合步骤包括混合。12、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述包被步骤包括沉淀、喷雾或浸渍。13、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括将聚羧酸盐分散剂加入到浆料中。14、根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述涂料包括一用于增强所述分散剂性能的改性剂。15、一种制造墙板板材的方法，包括选择一亲水可分散涂料材料，其既比二水硫酸钙溶解性差，又增强聚羧酸盐分散剂的效力；用所述涂料材料包被二水硫酸钙；将包被的二水硫酸钙与半水硫酸钙、聚羧酸盐分散剂和水结合，以形成桨料；将浆料沉积在表面材料上；形成板材；以及使浆料凝固。16、根据权利要求15所述的墙板板材，其特征在于，所述涂料材料包括选自碳酸盐、氢氧化物、磷酸盐和膦酸盐的至少一种。17、根据权利要求15所述的墙板板材，其特征在于，所述涂料材料被以基于半水硫酸钙和二水硫酸钙的组合干重，达0.2%的量应用。18、根据权利要求15所述的墙板板材，其特征在于，所述二水硫酸转包括约3%约10%的组合重量的二水硫酸钙和半水硫酸牵丐。全文摘要一种石膏浆料包括半水硫酸钙、水、以及被包被有亲水可分散涂料的二水硫酸钙。该涂料比半水硫酸钙的溶解性差，以延迟石膏粉暴露于浆料的残余物，防止过早结晶和伴随其的早期硬化。另一个实施方式为一种石膏浆料，其包括半水硫酸钙、聚羧酸盐分散剂、水以及包被的二水硫酸钙。在该情形中，亲水可分散涂料被选择用作改性剂，以增强分散剂流化石膏浆料的能力。文档编号C04B12/02GK101247951SQ200680031120公开日2008年8月20日申请日期2006年8月25日优先权日2005年8月31日发明者刘清霞,大卫·R·布莱克本,迈克尔·P·谢克申请人:美国石膏公司