不对称层压板及其制造方法与流程

1.本公开一般涉及灰泥墙板和制作灰泥墙板的方法。本公开更特别地涉及具有包括阻尼层的非对称层压结构的灰泥墙板。


背景技术：

2.灰泥板，一般称为“石棉水泥板”或“干墙板”，通常用于在住宅、商行或其他建筑物内建造墙壁。灰泥板通常由生石膏制成，但也使用包括石灰和水泥在内的其他材料。用于制备灰泥墙板的常规方法包括将灰泥材料(例如，生石膏在水中的浆液)分配和铺展到平台上的纸片材或玻璃纤维垫上，并用另一纸片材或玻璃纤维垫覆盖灰泥材料。通过辊送入这种夹层结构以提供期望厚度的结构，然后使其固化以形成设置在两张纸片材或玻璃纤维片材之间的硬化灰泥材料。可以将灰泥墙板切割成符合公认建筑标准的具有预定长度和宽度的段。
3.隔音正成为建筑业日益关注的问题，例如，用于住宅、旅馆、学校和医院。在剧院和音乐工作室的建造中，隔音也是期望的，以在这些区域中隔绝周围房间的噪音。建筑规范和设计指南通常规定建筑物内的墙体结构的最小声传输等级值。虽然已经使用了多种建造技术来解决隔音问题，但一种尤其期望的技术使用可在各种住宅或商业结构中取代传统干墙板的声阻灰泥墙板。
4.声阻面板通常包括设置在两个硬化灰泥材料层之间的具有粘弹性的阻尼片材。制备声阻面板的一些方法包括“两步”工艺：形成如上所述的灰泥墙板，将灰泥板沿其厚度切成两半，然后用固化成粘弹性聚合物的粘合剂将暴露的灰泥表面粘结在一起。虽然该工艺可以利用现有的灰泥板制造工艺，但至少在两个方面是不利的。首先，该工艺涉及切割灰泥墙板，这不仅耗时且杂乱，而且还可能会在结构上弱化灰泥材料。其次，该工艺涉及用粘弹性材料将两个灰泥板段层压在一起的单独工艺，如果粘弹性材料不具有足够的粘合强度，那么这可能会造成产品缺陷，例如两个段的不对准和分层。
5.因此，需要的是具有优良的声阻特性但更易于制造的层压声阻灰泥墙板以及制备这种灰泥墙板的方法。


技术实现要素：

6.在一个方面，本公开提供了一种灰泥墙板，该灰泥墙板包括：
7.第一灰泥层，其具有第一厚度并且由具有第一材料特性的第一灰泥材料组成；
8.第二灰泥层，其具有第二厚度并且由具有第二材料特性的第二灰泥材料组成，其中第一厚度小于第二厚度并且其中第一材料特性和第二材料特性是不同的；以及
9.设置在第一灰泥层和第二灰泥层之间的阻尼层。
10.在另一个方面，本公开提供了一种根据本公开形成灰泥墙板的方法，该方法包括：
11.提供第一湿灰泥前体；
12.提供第二湿灰泥前体；
13.在第一湿灰泥前体和第二湿灰泥前体之间布置阻尼层或其前体；以及
14.干燥第一湿灰泥前体和第二湿灰泥前体，使得第一灰泥前体硬化成具有第一厚度的第一灰泥层并且第二灰泥前体硬化成具有第二厚度的第二灰泥层。
15.根据本文的公开内容，本公开的其他方面将是显而易见的。
附图说明
16.将附图包括在内以提供对本公开的方法和装置的进一步理解，并且附图包含在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图不一定按比例绘制，并且为了清楚起见，各种元件的尺寸可能会变形。附图示出了本公开的一个或更多个实施例，并且与说明书一起用于解释本公开的原理和操作。
17.图1为根据本公开的一个实施例的灰泥墙板的示意性透视图。
18.图2是图1中的灰泥墙板的一部分的示意性剖视图。
19.图3是具有一系列底层厚度的面板的一组传输损耗曲线，在3x103的频率下，迹线的顺序从上到下为7.93mm、6.35mm、4.76mm、3.17mm和标准值；
20.图4为根据本公开的另一个实施例的灰泥墙板的一部分的示意性剖视图。
21.图5为根据本公开的另一个实施例的灰泥墙板的一部分的示意性剖视图。
22.图6为根据本公开的另一个实施例的形成墙板的方法中所使用的设备的示意性侧视图。
23.图7是示出使用不同密度和弹性模量材料的具有一定层厚范围的墙板的阻尼损耗因子的曲线图；
24.图8是示出第一层和第二层的厚度比与第一材料和第二材料的弹性模量比之间的关系的曲线图。
25.图9是示出三个层压结构样品的平均阻尼损耗因子的曲线图；以及
26.图10是示出三个层压结构样品在不同振动模式下的阻尼损耗因子的曲线图。
具体实施方式
27.如上所述，本公开的发明人已经注意到传统的层压墙板难以制造。本公开的发明人已经确定，改变非对称墙板的薄层的材料特性可以减少穿过面板的声传输。
28.因此，本公开的一个方面是一种灰泥墙板，该灰泥墙板包括具有第一厚度并且由具有第一材料特性的第一灰泥材料组成的第一灰泥层，以及具有第二厚度并且由具有第二材料特性的第二灰泥材料组成的第二灰泥层。第一厚度小于第二厚度，并且第一材料特性与第二材料特性是不同的。灰泥墙板还包括设置在第一灰泥层和第二灰泥层之间的阻尼层。
29.这种灰泥墙板在图1中以透视图示出。灰泥墙板100包括通过层堆叠形成总厚度112的基本平面层压结构110。灰泥墙板100还具有长度114和宽度116，并且包括在相对的长边124和短边126之间延伸的第一表面120和第二表面122。层压结构110的层在图2中示意性地示出。灰泥墙板100包括具有第一厚度132的第一灰泥层130和具有第二厚度142的第二灰泥层140。第一灰泥层130由第一灰泥材料形成并且第二灰泥层140由第二灰泥材料形成，其中第一和第二灰泥材料具有至少一种不同的材料特性。阻尼层150设置在第一灰泥层130和
第二灰泥层140之间。
30.如本领域的普通技术人员将理解的，本文所述的灰泥层可使用各种不同的无机基材来制备。例如，在如本文中另外描述的灰泥墙板和方法的某些实施例中，第一灰泥材料和第二灰泥材料中的至少一者包含基材，该基材为生石膏材料。换句话说，第一和第二灰泥材料中的一个或两个包含基材，该基材为生石膏材料。在如本文中另外描述的灰泥墙板和方法的其他实施例中，第一灰泥材料和第二灰泥材料中的至少一者包含基材，该基材为例如石灰或水泥。如本文所述，第一和第二灰泥材料是硬化灰泥材料，例如由浆液凝固而成。在某些实施例中，第一和第二灰泥材料包括各自的基材。进一步地，如本领域的普通技术人员将理解的，第一和第二灰泥材料可以包括基础灰泥材料里面的一种或多种填料或外加剂，例如玻璃纤维、增塑剂材料、发泡剂和/或乙二胺四乙酸(edta)。
31.在某些实施例中，阻尼层提供声学层，即，可以为整个结构提供减少的声传输的层(即，与缺少声学层的其他方面相同的灰泥板相比)。特别地，阻尼层可以为整个结构提供增加的阻尼损耗(即，与缺少阻尼层的其他方面相同的灰泥墙板相比)。虽然本说明书的详细描述主要集中于粘弹性聚合物层作为实例，但本领域的普通技术人员将理解，在灰泥墙板中也可能存在其他材料层。例如，可以使用不同类型的声学层(即代替粘弹性聚合物或除粘弹性聚合物之外)，例如使第一灰泥层的振动与第二灰泥层的振动解耦的层，反之亦然。
32.在某些实施例中，阻尼层的阻尼损耗因子大于1％，例如，大于2％、或大于3％、或大于5％、或大于10％，例如，在1％
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50％、或2％
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50％、或3％
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50％、或5％
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50％、或10％
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50％、或1％
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40％、或2％
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40％、或3％
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40％、或5％
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40％、或10％
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40％、或1％
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30％、或2％
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30％、或3％
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30％、或5％
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30％、或10％
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30％的范围内。这可与低得多的值进行比较，例如对于典型灰泥材料(如生石膏)低于1％。如本文所提及的，并且如本领域的普通技术人员将理解的，“阻尼损耗因子”为材料在使机械振动(例如，声波)作为热量消散方面如何有效的无量纲度量。在层压生石膏板中，与其他层压结构一样，用于噪音和振动控制的工作机制被称为约束层阻尼(cld)。通过在两个生石膏层之间剪切粘弹性聚合物来实现层压生石膏板中的能量耗散。由夹层提供的能量耗散通过损耗因子(η)来定量，该损耗因子是可以直接测量的或可以基于rku算法而根据动态系统的模态阻尼来预测的无量纲量。有若干标准可用于测量层压结构的阻尼(例如，sae j1737或isp16940
‑
2009)；然而，如本文所用，astm e75
‑
05用于测量阻尼损耗因子。阻尼损耗因子在以下各项中进一步描述：crane,r.and gillespie,j.,"a robust testing method for determination of the damping loss factor of composites,"journal of composites,technology and research,vol.14,no.2,1992,pp.70
‑
79；kerwin et al.,“damping of flexural vibrations by means of constrained viscoelastic laminate,”journal of acoustic society of america,1959,pp.952
‑
962；以及ross,d.et al.,“damping of flexural vibrations by means of viscoelastic laminate”,in structural damping,asme,new york,1959。
33.在传统的层压板中，阻尼层设置在已被切割成上段和下段的面板的段之间，如果这两个段具有相同的厚度则传输损耗最大。两个相对段之间的任何厚度差异都会降低面板的传输损耗。层间厚度差异的影响可以在图3中看到，其中还示出了几个总厚度为15.8mm的面板在一定频率范围内的传输损耗。图3中示出的每个层压板在两个层中使用相同的材料。在图3中，表现出最小传输损耗的面板是标准面板，该标准面板只有一层灰泥材料，无任何
阻尼层。相比之下，表现出最大传输损耗的面板是具有设置在面板中间的阻尼层的面板，因此两层具有相等的厚度。图3中的其他线代表了其他结构，总厚度保持在15.8mm，但其中一层的厚度有所减小。具体而言，数据表明两层之间的厚度差异越大，传输损耗越低。
34.本公开的发明人已经确定，两层面板之间的厚度差异导致的传输损耗降低是由两层面板的抗弯刚度(或弯曲刚度)差异造成的结果。如本文所用，astm c473
‑
17用于测量抗弯刚度。大多数结构的抗弯刚度随着结构变薄而降低，特别是在使用相同材料的情况下。例如，厚钢板的抗弯刚度比薄钢板高得多，但薄钢板可能非常灵活。因此，在传统的层压板中，如果两层面板以不同的厚度构造而导致面板不对称，那么较薄层比较厚层具有更小的抗弯刚度。这导致整个面板的传输损耗降低。
35.本公开的发明人还确定，可以通过增加较薄层的抗弯刚度来避免因墙板的几何不对称性而引起的传输损耗降低。特别地在本公开的实施例中，第一层和第二层的材料特性中的至少一者不同，使得较薄的第一层的抗弯刚度可以更紧密的匹配较厚的第二层的抗弯刚度。具体地说，在某些实施例中，较薄的第一层具有材料特性，使得与厚度相同的由第二层同等材料特性制备的层相比，它具有更高的抗弯刚度。
36.在如本文另外描述的某些实施例中，第一厚度在第二厚度的3％至75％的范围内，例如5％至50％，例如5％至10％、或10％至20％、或20％至30％、或30％至40％或40％至50％，例如45％至50％。如本文所述，每一层的厚度在垂直于墙板的平面表面方向上进行测量。与第一层和第二层具有相同厚度的情况相比，厚度差异可以使得层压墙板结构更容易制作。
37.在如本文另外描述的某些实施例中，第一灰泥材料的弹性模量大于第二灰泥材料的弹性模量。在某些实施例中，第一灰泥材料的弹性模量在第二灰泥材料的弹性模量的150％至1000％的范围内，例如150％至200％、或200％至300％、或300％至400％、或400％至500％、或500％至600％、或600％至700％、或700％至800％、或800％至900％或900％至1000％。灰泥层内的材料的弹性模量对层的抗弯刚度有显著影响。特别地，由具有较高弹性模量的材料结构组成的灰泥层可恢复一些因降低层厚度而可能“失去”的抗弯刚度。因此，厚度较小但弹性模量较高的层与厚度较大但弹性模量较低的层可具有相似的抗弯刚度。
38.在如本文另外描述的某些实施例中，第一灰泥材料的密度大于第二灰泥材料的密度。在某些实施例中，第一灰泥材料的密度在第二灰泥材料的密度的110％至400％的范围内，例如120％至300％，例如120％至150％、或150％至200％、或200％至250％、或250％至300％。材料的密度也可影响由该材料构成的结构的抗弯刚度。同样，灰泥材料密度的变化可改变材料的弹性模量，这将影响由该材料组成的结构，如上所述。事实上，在某些情况下，灰泥材料的密度可能与弹性模量直接相关。如本领域技术人员将理解的，第一和第二灰泥材料的密度可以通过使用不同浓度的发泡剂、填料或其他外加剂来区分。同样地，其中一层可以包括发泡剂、填料或外加剂，而另一层中则不包括，以此区分第一和第二灰泥材料的密度。
39.在如本文另外描述的某些实施例中，第一灰泥材料与第二灰泥材料相比具有不同的组成。例如，第一灰泥材料和第二灰泥材料可包括不同的填料、粘合剂、增塑剂或影响相应层的抗弯刚度的其他试剂。如上所述，材料组成的这些差异可导致不同的密度，或者它们可导致材料具有相似或相同密度但能够以不同方式影响抗弯刚度。因此，与第二灰泥材料
对第二层的影响相比，第一灰泥材料的组成可配制成对增加第一层的抗弯刚度具有更大的影响。因此，两个板之间的抗弯刚度差异就可以减小，否则会由厚度差异导致抗弯刚度差异。在某些实施例中，第一灰泥材料和第二灰泥材料的基材可以是不同的。
40.例如，在如本文另外描述的某些实施例中，第一灰泥材料包括为生石膏材料的基材并且第二灰泥材料包含为石灰或水泥的基材。同样，在其他实施例中，第一灰泥材料包括为石灰或水泥的基材并且第二灰泥材料包含为生石膏材料的基材。
41.在如本文另外描述的某些实施例中，第一灰泥材料和第二灰泥材料包括不同浓度的外加剂，例如发泡剂、三偏磷酸钠或聚合物外加剂诸如羟乙基甲基纤维素、聚醋酸乙烯酯和糊精，该外加剂影响灰泥层的抗弯刚度。例如，在一些实施例中，第二层包括更大浓度的发泡剂。第二层中发泡剂的浓度越高，第二层的密度就越低，其抗弯刚度就越低。在一些实施例中，第一层包括三偏磷酸钠，其可以增加第一层的抗弯刚度。进一步地，在一些实施例中，第一层包括聚合物外加剂，该外加剂增加第一层的强度从而增加其结构刚度。
42.在某些实施例中，第一层(或两层)包括增强纤维以加强相应的层。合适的纤维包括玻璃纤维或一系列有机纤维中的任何一种。根据本公开的实施例，这些纤维可用于相应层中以提供不同材料特性，该材料特性影响纤维所在层的抗弯刚度。例如，在如本文另外描述的某些实施例中，第一灰泥层包括比第二灰泥层更高浓度的增强纤维。在一些实施例中，第一层可包括增强纤维而第二层不含任何增强纤维。
43.在如本文另外描述的某些实施例中，第一材料和第二材料是各向异性的，并且第一灰泥层中的第一材料的取向与第二灰泥层中的第二材料的取向不同。例如，在某些实施例中，如上所述，增强纤维包括在层中，并且增强纤维按照特定取向排列。进一步地，在一些实施例中，第一层中的纤维的取向与第二层中的纤维的取向不同。在其他实施例中，所述层的材料包括形成各向异性结构的晶粒或其他微结构，并且在第一和第二灰泥层内，这些晶粒或微结构的取向是不同的。
44.如上所述，在如本文另外描述的某些实施例中，阻尼层由阻尼聚合物形成。如本领域的普通技术人员将理解的，可以使用各种材料作为阻尼聚合物，例如所谓的“粘弹性聚合物”。在各种特定实施例中，阻尼聚合物为例如胶、树脂或环氧树脂的形式。
45.在灰泥墙板的各种实施例中，粘弹性聚合物为聚乙烯醇缩丁醛、硅氧烷或丙烯酸。粘弹性聚合物可为热固化材料，例如固化粘合剂，诸如以商品名greenglue购得的那些。weber制造的各种粘弹性胶也适用。阻尼聚合物组合物也在美国专利号8,028,800和美国专利号9,157,241中进行了描述，其每一者都全文据此以引用方式并入本文。
46.在某些实施例中，阻尼聚合物在负载下表现出大的应力/应变延迟或相位差。这些材料可以通过动态力学分析(dma)来表征，所述动态力学分析为常用于测量聚合物材料的机械特性和阻尼特性的技术。剪切模量(也称为刚性模量)被定义为剪切应力与剪切应变的比值；在如本文另外描述的某些特定实施例中，阻尼聚合物具有在10kpa至100mpa的范围内的剪切模量，例如，10kpa
‑
50mpa、或10kpa
‑
10mpa、或10kpa
‑
1mpa、或50kpa至100mpa、或50kpa
‑
50mpa、或50kpa
‑
10mpa、或50kpa
‑
1mpa、或100kpa至100mpa、或100kpa
‑
50mpa、或100kpa
‑
10mpa、或100kpa
‑
1mpa。这可以与灰泥材料的弹性模量(例如，约2gpa，对于生石膏)进行比较。
47.在如本文所述的灰泥墙板和方法的某些实施例中，阻尼层的刚性比硬化灰泥材料
基本上更小。例如，在某些实施例中，阻尼层的刚性或硬度比第一灰泥层或第二灰泥层中任意一个小至少20％，或甚至至少约40％。在一些实施例中，灰泥墙板的刚性比缺少阻尼层的其他方面相同的灰泥墙板基本上更小(例如，刚性小至少20％或至少40％)。
48.在如本文中另外描述的某些实施例中，阻尼聚合物包括或填充有耐火材料(例如硼酸锌)和/或抗霉材料。类似地，在一些实施例中，第一和第二灰泥层中的一个或两个包括耐火材料和/或抗霉材料。进一步地，在一些实施例中，第一灰泥层、第二灰泥层和阻尼层中的每一个都包括这样的耐火材料和/或抗霉材料。
49.根据本公开，灰泥墙板可具有多种不同的形状和几何形状。如上所述，在一些实施例中，灰泥墙板基本上是平面的。如本文所用，“基本上是平面的”一词，是指长度和宽度明显大于厚度的面板。例如，面板的长度和宽度至少比面板的厚度大五倍，并且在某些情况下，这些尺寸的差异明显更大。应当理解，平面面板在其总体尺寸的意义上是平面的。这种面板可以具有粗糙或带纹理的表面并且它仍然是平面的。在其他实施例中，面板可以包括显著的曲线并且它不是平面的。
50.本公开的灰泥墙板可以制成各种厚度。本领域的普通技术人员将针对特定的最终用途选择期望的厚度。在灰泥墙板的一些实施例中，层压结构的总厚度为至少5mm且不超过约50mm。例如，在一些实施例中，面板的厚度在5mm至25mm的范围内，或在6mm至20mm的范围内。例如，在一些实施例中，面板的厚度为约6mm，例如1/4英寸的面板。在其他实施例中，面板的厚度为约10mm或约13mm，例如3/8英寸或1/2英寸的面板。另外，在其他实施例中，面板的厚度为约16mm，例如5/8英寸的面板。更进一步地，在一些特定实施例中，面板具有约25mm或50mm的厚度。
51.在如本文中另外描述的某些实施例中，灰泥墙板的长度在6英尺至24英尺的范围内，例如在8英尺至20英尺的范围内，例如约8英尺、约9英尺、约10英尺，约12英尺、约14英尺、约16英尺或约20英尺。在如本文中另外描述的某些实施例中，灰泥墙板的宽度在24英寸至96英寸的范围内，例如36英寸至72英寸，例如约48英寸或约54英寸。其他长度和宽度也是有可能的。
52.在如本文中另外描述的某些实施例中，阻尼层在灰泥墙板的整个长度上连续延伸。例如，在一些实施例中，形成阻尼层的材料从墙板一端的边连续延伸至墙板另一端的边。
53.在如本文中另外描述的某些实施例中，阻尼层在灰泥墙板的宽度的一部分上从灰泥墙板的第一长边的5英寸以内连续延伸至灰泥墙板的第二长边的5英寸以内。例如，在一些实施例中，形成阻尼层的材料在面板宽度的大部分上延伸至距面板的侧边或长边的一定短距离内。在一些实施例中，阻尼层未到达边缘，例如以适应面板的锥形边缘。在其他实施例中，阻尼层在灰泥墙板的整个宽度上连续延伸。
54.在如本文中另外描述的某些实施例中，阻尼层在灰泥墙板长度的一部分上从灰泥墙板的第一短边的5英寸以内连续延伸至灰泥墙板的第二短边的5英寸以内。例如，在一些实施例中，形成阻尼层的材料在面板长度的大部分上延伸至距面板的末端边缘或短边的一定短距离内。在一些实施例中，阻尼层未到达短边。在其他实施例中，阻尼层在灰泥墙板的整个宽度上连续延伸。
55.另外，在其他实施例中，阻尼层的材料分割成第一和第二灰泥层之间的段。例如，
在一些实施例中，阻尼层由阻尼材料(例如阻尼聚合物)的多个分割的段形成，这些分割的段彼此分开。在一些实施例中，分割的段以规则图案提供，例如作为阻尼聚合物的条带，或以棋盘图案提供。这种阻尼聚合物条带可沿着灰泥墙板的长度或在灰泥墙板的宽度上延伸。如本领域普通技术人员将理解的，其他图案也是可能的。
56.在如本文另外描述的某些实施例中，阻尼层具有接触第一灰泥层的第一表面和接触第二灰泥层的第二表面。换句话说，在一些实施例中，在第一灰泥层和第二灰泥层之间不设置除阻尼层之外的层。特别地，在这样的实施例中，阻尼层与第一灰泥层的第一灰泥材料接触并且与第二灰泥层的第二灰泥材料接触，在阻尼层和第一或第二层的相应灰泥材料之间没有任何附加层或材料。
57.在如本文另外描述的某些实施例中，阻尼层包括阻尼聚合物，该阻尼聚合物从第一表面延伸至第二表面并接触第一灰泥层和第二灰泥层。换句话说，在某些实施例中，阻尼层包括没有任何附加层的阻尼聚合物，并且阻尼聚合物从第一灰泥层延伸至第二灰泥层，而在第一和第二灰泥层之间没有任何附加层。特别地，在这些实施例中，阻尼聚合物接触第一灰泥层的第一灰泥材料和第二灰泥层的第二灰泥材料，而在第一和第二灰泥层之间没有除阻尼聚合物之外的任何层。例如，灰泥墙板100(如图1所示)包括这样的阻尼层。具体地，阻尼层150包括阻尼聚合物152，该阻尼聚合物从第一灰泥层130延伸至第二灰泥层140。
58.在其他实施例中，阻尼层包括设置在载体片材上的阻尼聚合物。这种阻尼层可通过以下方式制作：将阻尼聚合物的前体施加到载体片材上，将涂覆有前体的载体片材设置在灰泥层之间，允许前体在第一和第二灰泥层之间时固化(例如，随着第一和第二灰泥材料干燥)。另选地，预成形的上面设置有阻尼聚合物的载体片材可以设置在第一和第二层之间，然后使该灰泥第一和第二灰泥层干燥。
59.载体片材可以由多种材料(例如，能够承载阻尼聚合物的片材材料)形成。例如，在如本文所述的灰泥墙板和方法的某些实施例中，载体片材包括(或为)纸片材。在如本文所述的灰泥墙板和方法的其他实施例中，载体片材包括(或为)玻璃纤维垫或玻璃纤维织物。在如本文所述的灰泥墙板和方法的其他实施例中，载体片材包括(或为)织造或非织造织物，例如毡。在如本文所述的灰泥墙板和方法的其他实施例中，载体片材包括(或为)发泡聚合物片材，例如由basf以商品名basotect销售的发泡聚合物片材。在如本文所述的灰泥墙板和方法的其他实施例中，载体片材包括(或为)聚合物片材，例如通常用作粘合剂的塑料剥离衬垫的类型的聚合物薄片材，其可以在例如0.001
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0.002厚的范围内。在其他实施例中，载体片材可以为粘合剂片，例如在其一个或两个表面处具有粘合剂例如压敏粘合剂。这样的压敏粘合剂片可以由在其两侧上都设置有粘合剂(例如，有机硅压敏粘合剂或聚丙烯酸酯粘合剂)的芯部片材制成(由例如pvc或pet制成)。使用前可以取下任何剥离衬垫
60.阻尼聚合物可以各种方式设置在载体片材上。例如，在如本文所述的灰泥墙板和方法的某些实施例中，将阻尼聚合物浸渍在载体片材上(例如，当载体片材具有一定水平的孔隙率时)。在某些实施例中，阻尼聚合物在载体片材的一侧或两侧上形成为层。可以将阻尼聚合物，例如，浸渍到载体片材的孔中，并在载体片材的任一侧上形成层。
61.在如本文另外描述的某些实施例中，其中阻尼层包括载体片材上的阻尼聚合物，该阻尼聚合物接触第一灰泥层或第二灰泥层中的一者，并且该载体片材接触第一灰泥层或第二灰泥层中的另一者。特别地，在这样的实施例中，阻尼层的载体片材和阻尼聚合物组分
直接接触相应灰泥层的灰泥材料。包括这种阻尼层的灰泥墙板在图4中示出。灰泥墙板400包括第一灰泥层430和第二灰泥层440，阻尼层450设置在它们之间。阻尼层450包括设置在阻尼片材454上的阻尼聚合物452的子层。阻尼片材454设置在第一层430上并与其接触，而阻尼聚合物454与第二灰泥层440接触。
62.在其他实施例中，如本领域普通技术人员将理解的，附加层包括在第一灰泥层和第二灰泥层之间。
63.在如本文中另外描述的某些实施例中，灰泥墙板包括覆盖第一灰泥层的外表面的第一饰面片材。如本领域普通技术人员将理解的，第一饰面片材可由多种不同的材料形成，包括与上述载体面层相似的材料。例如，饰面片材可以是纸饰面或可以包括纤维垫。此外，饰面片材可以嵌入聚合物或灰泥材料。在某些实施例中，第一饰面片材具有暴露的外表面。换句话说，在一些实施例中，第一饰面片材是墙板的最外层并且其上没有设置附加层。这种灰泥墙板在图5中示出。灰泥墙板500包括第一灰泥层530和第二灰泥层540，阻尼层550设置在它们之间。第一饰面片材532设置在第一层530上并且具有暴露的外表面。
64.在如本文中另外描述的某些实施例中，第一饰面片材接触在第一灰泥层的外表面处的第一灰泥材料。换句话说，在一些实施例中，在饰面片材和构成第一灰泥层的第一灰泥材料之间没有层。在如本文另外描述的其他实施例中，灰泥墙板包括设置在第一饰面片材和第一灰泥层之间并与它们接触的致密灰泥薄层。在一些实施例中，致密灰泥薄层具有小于1.5毫米的厚度，例如在约500微米至约1毫米范围内的厚度，以及大于第一灰泥材料的密度。灰泥墙板500(如图5所示)在第一饰面片材532和第一灰泥层530之间包括致密灰泥薄层534。
65.在如本文中另外描述的某些实施例中，灰泥墙板包括覆盖第二灰泥层的外表面的第二饰面片材。如上所述，相对于第一饰面片材，第二饰面片材也可以由多种不同的材料形成。在某些实施例中，第二饰面片材具有暴露的外表面。换句话说，在一些实施例中，第二饰面片材是墙板的最外层并且其上没有设置附加层。例如，灰泥墙板500包括设置在第二层540上的第二饰面片材542并具有暴露的外表面。
66.在如本文中另外描述的某些实施例中，第二饰面片材接触在第二灰泥层的外表面处的第二灰泥材料。在如本文另外描述的其他实施例中，灰泥墙板包括设置在第二饰面片材和第二灰泥层之间并与它们接触的致密灰泥薄层。在一些实施例中，致密灰泥薄层具有小于1.5毫米的厚度，例如在约500微米至约1毫米范围内的厚度，以及大于第二灰泥材料的密度。例如，灰泥墙板500在第二饰面片材542和第二灰泥层540之间包括致密灰泥薄层544。
67.在一些实施例中，第二灰泥层和第二饰面片材之间的致密灰泥薄层具有与第一灰泥层相同的密度。在这种情况下，在一些实施例中，致密灰泥薄层包括在第二灰泥层和第二饰面片材之间，但不包括在第一灰泥层和第一饰面片材之间。
68.在如本文中另外描述的某些实施例中，灰泥墙板的阻尼损耗因子是具有相同总厚度的对称灰泥墙板的阻尼损耗因子的至少75％，例如，对称灰泥墙板的阻尼损耗因子的至少80％，例如对称灰泥墙板的阻尼损耗因子的至少90％，其中两层均由第二灰泥材料形成。例如，在一些实施例中，选择第一材料使得阻尼层的不对称位置将灰泥墙板的阻尼损耗因子降低不超过25％，例如不超过20％，例如不超过10％。例如，在一个实施例中，厚度为16.2mm的灰泥墙板具有偏离中心的阻尼层，使得第一层的厚度比为0.6，其中厚度比定义为
第一层的厚度与面板总厚度的一半的比值。换句话说，在该实施例中，第一层具有～5mm的厚度并且第二层具有～11mm的厚度。但第一层的弹性模量几乎是第二层的弹性模量的1.5倍，使得阻尼损耗因子大致相当于16.2mm的灰泥墙板，其中各层对称且均由第二材料形成。(此实例如图8所示并在下文中更详细地描述。)
69.本公开的另一方面是一种用于制造如本文所述的灰泥墙板的方法，该方法包括提供第一湿灰泥前体、提供第二湿灰泥前体、在第一湿灰泥前体和第二湿灰泥前体之间布置阻尼层或其前体。该方法进一步包括干燥第一湿灰泥前体和第二湿灰泥前体，使得第一灰泥前体硬化成具有第一厚度的第一灰泥层并且第二灰泥前体硬化成具有第二厚度的第二灰泥层。可以使用本领域的普通技术人员熟悉的工艺，使用用于制备例如生石膏墙板的标准程序和设备来制作这种方法。
70.图6示意性地描绘了根据本公开的方法用于形成灰泥墙板的设备。例如，该过程可以使用内联工艺完成。例如，在图6的实施例中，纸饰面片材642设置在平台660上(这里，如箭头所示，从右向左行进的输送机)。第二湿灰泥前体层640经由分配器662分配在饰面片材642上(即，在平台660上)。湿灰泥前体可以为例如生石膏浆液或另一种浆液，并且可以具有通常用于形成灰泥板的粘度。阻尼前体层650例如通过从线轴664(或分别对应于多个前体片的多个线轴)展开而设置在第二湿灰泥前体层640的顶部。辊666和668的位置可以是可调节的，以将阻尼前体层650引导至相对于平台的期望位置(例如，高度)。分配器670用于将第一湿灰泥前体层630分配在阻尼前体层650上。最后，另一纸饰面片材632设置在第一湿灰泥前体层630上。因此，湿灰泥墙板前体600包括第一湿灰泥前体层630和第二湿灰泥前体层640，阻尼前体层650在湿灰泥前体层之间(即在层640和630之间)展开。分配器662和670之间的分配比可用于控制湿灰泥前体层的厚度，并最终控制第一和第二灰泥层的厚度。与传统的生石膏墙板制造工艺一样，该工艺可以连续进行。连续灰泥板片材可以如本领域中常规的那样分开，尽管可能需要额外的处理或工艺来切割阻尼层的材料。
71.第一湿和第二湿灰泥前体是可以干燥以提供如上所述的第一和第二灰泥层的湿灰泥材料层。对于各层，湿灰泥材料为湿的、可成形的灰泥材料，其可以硬化以提供硬化灰泥材料。湿灰泥材料可以为例如生石膏浆液(即当硬化灰泥材料为生石膏材料时)。在其他实施例中，湿灰泥材料为湿石灰材料或湿水泥材料。但是，本领域的普通技术人员将理解，在如本文所述的工艺的实践中，可以使用各种湿灰泥材料。湿灰泥材料可以包括本领域的普通技术人员熟悉的任何外加剂或填料，包括上面关于硬化灰泥材料所描述的那些。理想的是，湿灰泥材料为半液体或以其他方式可成形的混合物，其可以例如分配并铺展到诸如平台或输送机的表面上。
72.在一些实施例中，阻尼前体层包括如上文相对于灰泥墙板所述的载体片材。载体片材可具有设置在其表面上或嵌入片材中的阻尼聚合物或阻尼聚合物前体。在其他实施例中，阻尼前体层为阻尼聚合物片材，例如无载体片材。这样的材料可以以辊形式提供，或者如本领域普通技术人员所理解的那样。在某些实施例中，聚合物前体材料为在本公开的灰泥墙板中提供粘弹性聚合物的材料。在一些实施例中，聚合物前体为在灰泥硬化期间固化(例如，以形成如上文所述的粘弹性聚合物)的材料。因此，载体片材可以用液体或半液体可热固化制剂浸渍以设置在湿灰泥体之间。随着层的灰泥硬化，硬化产生的热量可以有效地将制剂固化成粘弹性聚合物。另选地，在一些实施例中，聚合物前体材料为设置在载体片材
上的阻尼聚合物(例如，如上文所述)，该载体片材设置在湿灰泥前体层之间，其中湿灰泥材料抵靠该载体片材硬化。在某些这样的情况下，阻尼聚合物为颗粒或分裂形式，其中由灰泥前体层硬化产生的热量足以软化阻尼聚合物，以使其在硬化时与灰泥层紧密接触。在某些实施例中，阻尼前体片材可以预制(例如，在单独的工艺中预制，或甚至由来料加工制造商在场外预制)。
73.在一些实施例中，阻尼聚合物可以通过在灰泥硬化期间产生的热量软化或甚至熔化，以形成基本上连续的聚合物材料并允许与硬化灰泥材料紧密接触。
74.在一些实施例中，取代以片材形式施加阻尼层或其前体(例如，作为上面设置有聚合物材料或前体的载体片材，或作为聚合物材料片材)，阻尼层的前体例如通过在其上喷涂或以其它方式分配聚合物前体层而以液体或半固体形式施加到第二湿灰泥材料层的表面。然后将第一湿灰泥材料层设置在阻尼层上。聚合物前体可在施加第一湿灰泥材料层之前、之后或期间固化。例如，聚合物前体可以至少部分地通过湿灰泥材料的干燥生成的热量来固化。
75.实例
76.本文所述的层压灰泥墙板可以使用约束层阻尼原理来建模，假设粘弹性阻尼层(具有厚度t、密度ρ、剪切模量g*和阻尼损耗因子η)约束在两个灰泥层之间(其特性不需要相同，各自具有厚度h、密度ρ、杨氏模量e和阻尼损耗因子η)。这样的结构的设计原理通过rku模型来描述，在以下进行了描述：d.ross、e.e.ungar和e.m.kerwin，“damping of plate flexural vibrations by means of viscoelastic laminate”，结构阻尼，第ii节，asme，1959年，其全文据此以引用方式并入本文。使用这些原理，针对easi
‑
lite板配方生成了各种模拟，其基本配方具有540kg/m3的密度和1.7gpa的近似弹性模量。模拟包括15.8mm的总面板厚度，第一灰泥层或底层使用的厚度范围从对称默认面板的7.93mm减少至非常不对称面板的1mm。模拟板的材料特性也在一定范围内变化。具体地，第一层的弹性模量从默认的530kg/m3变化到1378kg/m3。基于变化的弹性模量，使用等式(1)所示的密度
‑
弹性模量关系计算相应的密度：
[0077][0078]
其中e
s
和ρ
s
分别表示未发泡生石膏的弹性模量和密度。
[0079]
各种墙板的阻尼损耗因子在图7中示出。数据显示，虽然阻尼损耗因子随着墙板变得更加不对称而显着下降，但阻尼损耗因子的降低可以通过改变第一层的材料特性而显着抵消。具体地，图7示出，当面板不对称时，较薄的第一层的弹性模量和密度的增加在宽的层厚度和密度范围内产生阻尼损耗因子的增益。另一方面，图7还示出，材料特性的不对称也可以降低几何不对称板的阻尼损耗因子。这两个发现都支持这样的结论，即两层之间抗弯刚度的对称性提高了墙板的阻尼损耗因子。
[0080]
图8示出了由于厚度比和弹性模量比的变化而导致的阻尼损耗因子的变化，其中厚度比定义为第一层的厚度与整个面板厚度的一半的比值，弹性模量比定义为第一层的模量与底层的模量的比值。图8是基于具有16.2mm厚度的面板的模拟，其中阻尼层为0.3mm厚。模拟显示了不同厚度比所需的第一层和第二层之间的弹性模量比，以产生在对称板的阻尼损耗因子10％以内的阻尼损耗因子。
[0081]
图9示出了三个层压结构的平均阻尼损耗因子。所有三个样品结构均由两层组成，该两层由高阻尼beh聚合物(聚氨酯泡沫+丙烯酸粘合剂)夹层隔开。每个样品的总厚度为15.9mm，长度为600mm，宽度为25mm。第一个样品是对称的，由两层1/4英寸白色缩醛树脂片材形成，每层的抗弯刚度为1.5x106n/m。第二个样品是不对称的，由抗弯刚度为2.2x106n/m的3/8英寸缩醛树脂片材层和弯曲刚度为7.5x105n/m的1/8英寸缩醛树脂片材层形成。第三个样品也是不对称的，由3/8英寸缩醛树脂片材层和1/8英寸多用途6061铝片材层形成，抗弯刚度为1.8x107n/m，
[0082]
三个样品固定为悬臂梁，并根据固定
‑
自由梁的前三个振动模式振动。图9示出了每个样品的所有三种振动模式的平均阻尼损耗因子。虽然包含两层缩醛树脂片材的不对称的第二个样品的阻尼损耗因子明显低于对称的第一个样品，但在第三个样品中使用更硬的铝层导致比类似形状的第二个样品更高的阻尼损耗因子。每个单独的振动模式的阻尼损耗因子的结果在图10中示出。
[0083]
对于本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对这里描述的工艺和设备进行各种修改和变化。因此，本公开旨在覆盖本发明的这样的修改和变化，只要它们落入所附权利要求及其等同物的范围内。
[0084]
实施例
[0085]
实施例1.一种灰泥墙板，所述灰泥墙板包括：
[0086]
第一灰泥层，所述第一灰泥层具有第一厚度并且由具有第一材料特性的第一灰泥材料组成；
[0087]
第二灰泥层，所述第二灰泥层具有第二厚度并且由具有第二材料特性的第二灰泥材料组成，其中所述第一厚度小于所述第二厚度并且其中所述第一材料特性和所述第二材料特性是不同的；以及
[0088]
阻尼层，所述阻尼层设置在所述第一灰泥层和所述第二灰泥层之间。
[0089]
实施例2.根据实施例1所述的灰泥墙板，其中所述第一灰泥材料和所述第二灰泥材料中的至少一者包含为生石膏材料的基材。
[0090]
实施例3.根据实施例1或实施例2所述的灰泥墙板，其中所述第一灰泥材料和所述第二灰泥材料中的至少一者包含为石灰或水泥的基材。
[0091]
实施例4.根据实施例1至3中任一项所述的灰泥墙板，其中所述第一厚度在所述第二厚度的3％至75％的范围内，例如5％至50％，例如5％至10％、或10％至20％、或20％至30％、或30％至40％或40％至50％，例如45％至50％。
[0092]
实施例5.根据实施例1至4中任一项所述的灰泥墙板，其中所述第一灰泥材料的弹性模量大于所述第二灰泥材料的弹性模量。
[0093]
实施例6.根据实施例5所述的灰泥墙板，其中所述第一灰泥材料的弹性模量在所述第二灰泥材料的弹性模量的150％至1000％的范围内，例如150％至200％、或200％至300％、或300％至400％、或400％至500％、或500％至600％、或600％至700％、或700％至800％、或800％至900％或900％至1000％。
[0094]
实施例7.根据实施例1至6中任一项所述的灰泥墙板，其中所述第一灰泥材料的密度大于所述第二灰泥材料的密度。
[0095]
实施例8.根据实施例5所述的灰泥墙板，其中所述第一灰泥材料的密度在所述第二灰泥材料的密度的110％至400％的范围内，例如120％至300％、或120％至150％、或150％至200％、或200％至250％、或250％至300％。
[0096]
实施例9.根据实施例1至8中任一项所述的灰泥墙板，其中所述第一材料具有与所述第二材料不同的组成。
[0097]
实施例10.根据实施例9所述的灰泥墙板，其中所述第一灰泥材料包括为生石膏材料的基材，并且所述第二灰泥材料包含为石灰或水泥的基材。
[0098]
实施例11.根据实施例9所述的灰泥墙板，其中所述第二灰泥材料包括为石灰或水泥的基材，并且所述第一灰泥材料包含为生石膏材料的基材。
[0099]
实施例12.根据实施例1至7中任一项所述的灰泥墙板，其中所述第一灰泥材料和所述第二灰泥材料包括影响所述灰泥层的抗弯刚度的不同浓度的外加剂，例如发泡剂、三偏磷酸钠或聚合物外加剂，诸如羟乙基甲基纤维素、聚醋酸乙烯酯和糊精。
[0100]
实施例13.根据实施例1至12中任一项所述的灰泥墙板，其中所述第一灰泥层比所述第二灰泥层包括更高浓度的增强纤维。
[0101]
实施例14.根据实施例1至10中任一项所述的灰泥墙板，其中所述第一材料和所述第二材料是各向异性的，并且其中所述第一灰泥层中的所述第一材料的取向不同于所述第二灰泥层中的所述第二材料的取向.
[0102]
实施例15.根据实施例1至14中任一项所述的灰泥墙板，其中所述阻尼层由阻尼聚合物形成。
[0103]
实施例16.根据实施例15所述的灰泥墙板，其中所述阻尼聚合物为聚乙烯醇缩丁醛。
[0104]
实施例17.根据实施例15所述的灰泥墙板，其中所述阻尼聚合物为硅氧烷或丙烯酸材料。
[0105]
实施例18.根据实施例15至17中任一项所述的灰泥墙板，其中所述阻尼聚合物具有在10kpa至100mpa范围内的剪切模量。
[0106]
实施例19.根据实施例15至18中任一项所述的灰泥墙板，其中所述阻尼聚合物包含或填充有耐火材料和/或抗霉材料。
[0107]
实施例20.根据实施例1至19中任一项所述的灰泥墙板，其中所述阻尼层的阻尼损耗因子为至少5％。
[0108]
实施例21.根据实施例1至20中任一项所述的灰泥墙板，其中所述灰泥墙板的厚度为至少5mm，例如在5mm至50mm的范围内，例如在6mm至25mm的范围内，例如在6mm至20mm的范围内，例如约6mm、或约10mm、或约13mm、或约16mm。
[0109]
实施例22.根据实施例1至21中任一项所述的灰泥墙板，其中所述灰泥墙板的长度在6英尺至24英尺的范围内，例如在8英尺至20英尺的范围内，例如约8英尺、约9英尺、约10英尺、约12英尺、约14英尺、约16英尺或约20英尺。
[0110]
实施例23.根据实施例1至22中任一项所述的灰泥墙板，其中所述灰泥墙板的宽度在24英寸至96英寸的范围内，例如36英寸至72英寸，例如约48英寸或约54英寸。
[0111]
实施例24.根据实施例1至23中任一项所述的灰泥墙板，其中所述阻尼层的厚度在0.05mm至4mm的范围内，例如0.2mm至2mm，例如0.3mm至1mm。
[0112]
实施例25.根据实施例1至24中任一项所述的灰泥墙板，其中所述阻尼层在所述灰泥墙板的整个长度上连续延伸。
[0113]
实施例26.根据实施例1至24中任一项所述的灰泥墙板，其中所述阻尼层从所述灰泥墙板的第一长边的5英寸以内到所述灰泥墙板的第二长边的5英寸以内在所述灰泥墙板的宽度的一部分上连续延伸。
[0114]
实施例27.根据实施例1至26中任一项所述的灰泥墙板，其中所述阻尼层在所述灰泥墙板的整个宽度上连续延伸。
[0115]
实施例28.根据实施例1至26中任一项所述的灰泥墙板，其中所述阻尼层从所述灰泥墙板的第一短边的5英寸以内到所述灰泥墙板的第二短边的5英寸以内在所述灰泥墙板的长度的一部分上连续延伸。
[0116]
实施例29.根据实施例1至24中任一项所述的灰泥墙板，其中所述阻尼层被分段成规则图案，例如条带或棋盘图案。
[0117]
实施例30.根据实施例29所述的灰泥墙板，其中所述规则图案包括条带，并且其中所述条带在所述灰泥墙板的宽度或长度之一上连续延伸。
[0118]
实施例31.根据实施例1至30中任一项所述的灰泥墙板，其中所述阻尼层具有接触所述第一灰泥层的第一表面和接触所述第二灰泥层的第二表面。
[0119]
实施例32.根据实施例31所述的灰泥墙板，其中所述阻尼层包括阻尼聚合物，所述阻尼聚合物从所述第一表面延伸到所述第二表面并接触所述第一灰泥层和所述第二灰泥层。
[0120]
实施例33.根据实施例31所述的灰泥墙板，其中所述阻尼层包括阻尼聚合物，所述阻尼聚合物设置在例如由纸或玻璃纤维制成的载体片材上，并且
[0121]
其中所述阻尼聚合物接触所述第一灰泥层或所述第二灰泥层中的一者，并且所述载体片材接触所述第一灰泥层或所述第二灰泥层中的另一者。
[0122]
实施例34.根据实施例1至32中任一项所述的灰泥墙板，所述灰泥墙板进一步包括覆盖所述第一灰泥层的外表面的第一饰面片材，其中所述第一饰面片材具有暴露的外表面。
[0123]
实施例35.根据实施例34所述的灰泥墙板，其中所述第一饰面片材接触在所述第一灰泥层的外表面处的第一灰泥材料。
[0124]
实施例36.根据实施例34所述的灰泥墙板，所述灰泥墙板进一步包括设置在所述第一饰面片材和所述第一灰泥层之间并与它们接触的致密灰泥薄层，其中所述致密灰泥薄层具有小于1.5毫米的厚度和大于所述第一灰泥材料的密度的密度。
[0125]
实施例37.根据实施例1至36中任一项所述的灰泥墙板，所述灰泥墙板进一步包括覆盖所述第二灰泥层的外表面的第二饰面片材，其中所述第二饰面片材具有暴露的外表面。
[0126]
实施例38.根据实施例37所述的灰泥墙板，其中所述第二饰面片材接触在所述第二灰泥层的外表面处的第二灰泥材料。
[0127]
实施例39.根据实施例37所述的灰泥墙板，所述灰泥墙板进一步包括设置在所述第二饰面片材和所述第二灰泥层之间并与它们接触的致密灰泥薄层，其中所述致密灰泥薄层具有小于1.5毫米的厚度和大于所述第二灰泥材料的密度的密度。
[0128]
实施例40.根据实施例1至39中任一项所述的灰泥墙板，其中所述灰泥墙板的阻尼损耗因子是具有相同总厚度的对称灰泥墙板的阻尼损耗因子的至少75％，例如，对称灰泥墙板的阻尼损耗因子的至少80％，例如对称灰泥墙板的阻尼损耗因子的至少90％，其中两层均由第二灰泥材料形成。
[0129]
实施例41.一种用于形成根据实施例1至40中任一项所述的灰泥墙板的方法，所述方法包括：
[0130]
提供第一湿灰泥前体；
[0131]
提供第二湿灰泥前体；
[0132]
在第一湿灰泥前体和第二湿灰泥前体之间布置阻尼层或其前体；以及
[0133]
干燥第一湿灰泥前体和第二湿灰泥前体，使得第一灰泥前体硬化成具有第一厚度的第一灰泥层并且第二灰泥前体硬化成具有第二厚度的第二灰泥层。
[0134]
实施例42.根据实施例41所述的方法，其中提供所述第二湿灰泥前体包括将所述第二湿灰泥前体分配到平台诸如输送机上。
[0135]
实施例43.根据实施例42所述的方法，其中饰面片材设置在平台上，使得所述第二湿灰泥前体设置在所述饰面片材上。
[0136]
实施例44.根据实施例41至43中任一项所述的方法，其中在所述第一湿灰泥前体和所述第二湿灰泥前体之间布置所述阻尼层或其前体包括将所述阻尼层或其前体铺开到所述第二湿灰泥前体上。
[0137]
实施例45.根据实施例41至44中任一项所述的方法，其中所述第一湿灰泥前体和所述第二湿灰泥前体中的至少一者的硬化产生足够的热量以软化用于所述阻尼层的聚合物前体。
[0138]
实施例46.根据实施例41至45中任一项所述的方法，其中所述第一湿灰泥前体和所述第二湿灰泥前体中的至少一者的硬化产生足够的热量以固化用于所述阻尼层的聚合物前体。