[发明专利]发泡石膏

说明书

技术领域

本发明涉及发泡石膏及其制造方法。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种制造发泡石膏的方法，该方法的特征在于，其包括步骤：

(a)将熟石膏与碳酸钙混合，碳酸钙为熟石膏的2wt％～12wt％；

(b)提供水；以及

(c)加入磷酸，

所述磷酸与所述碳酸钙反应，释放出气体二氧化碳，所述水给所述熟石膏提供用于水合的水，以形成石膏。

具体实施方式

在本发明的优选实施方式中，用如下方法形成建筑板材。    

将含有合适的碳酸钙的材料研磨至尺寸为50微米以下。含有合适的碳酸钙的材料包括石灰石、大理石、石灰砂和珊瑚砂。优选地，该材料主要是含有低水平的可溶钠盐和镁盐的碳酸钙。将研磨的碳酸钙以如下量加入粉末状的熟石膏中，使得所得到的熟石膏与碳酸钙的混合物中含有大约6wt％的碳酸钙。

将表面板材如钢、铝或玻璃纤维板设置为框架，使得它们之间产生空腔。该空腔的末端用已知方法密封。

板材的内表面优选用粘合剂处理，该粘合剂如含有玻璃或其他纤维的环氧底漆，以增加板材与石膏之间的粘结力。

然后，以大约两体积份的熟石膏与碳酸钙的混合物对大约一体积份的磷酸溶液的比例，将所述混合的熟石膏和碳酸钙的混合物与4％w/v的磷酸溶液混合。还可以加入发泡剂。然后将所得到的悬浮液喷入或者倾到入所述空腔中。

在可选择的实施方式中，以大约两体积份的熟石膏和碳酸钙的混合物对大约1体积份的水的比例，将水加入该混合物中。然后，使用合理设计的喷头，将所得到的悬浮液与浓磷酸一起喷入所述空腔中。优选该酸具有大约81～85％w/v的浓度。

在两种实施方式中，所述的水向所述熟石膏加入用于水合的水，由此形成石膏。同时，磷酸与石灰石中的碳酸钙发生如下式所示的反应：

3CaCO₃+2H₃PO₄→Ca₃(PO₄)₂+3H₂O+3CO₂↑

以释放二氧化碳气体。石膏凝固在气泡周围，形成发泡石膏。

可以认识到，以上比例考虑了碳酸钙的过量，使得当以上反应完成时，没有剩余的游离酸。所生产的硬发泡石膏主要包括石膏，与少量的磷酸钙和剩余的碳酸钙组成。可以认识到，磷酸钙与碳酸钙是相对不可溶的，由此使发泡石膏使用寿命延长。

本发明的一个优点是，形成发泡石膏期间所使用的磷酸，在与发泡石膏一起使用的任何钢板或钢制增强物上形成不溶的磷酸铁涂层。可以认识到，使用其它的酸可能导致与发泡石膏接触的钢的劣化。

该方法的进一步优点是，可以预料到随着时间的推移，磷酸钙将与所得到的发泡石膏中的氟化物和/或者氯化物进行反应，形成磷灰石，使其结构更坚固，使潜在的可溶氟化物和氯化物转化成相对不溶的磷灰石。

可以认识到，可以变化上述方法，通过向石膏混合物加入稳定成分或者增强成分，比如水泥或者其它火山灰质材料或者有机聚合物、环氧树脂类等。还可以认识到，通过仔细地选择上述方法中所使用的碳酸钙、磷酸和发泡剂的尺寸和用量，可以控制发泡的量和气泡的尺寸。预料到碳酸钙的量为熟石膏的2wt％～12wt％，将产生有益的结果。

在本发明另一实施方式中，通过将等同于8wt％的碳酸钙与熟石膏混合，可以形成发泡石膏块。然后，向混合物中以大约2∶1体积比的比例将大约5％w/v的磷酸加入，所得到的混合物喷入盒子模具(box mould)中。其反应如上所述进行。当发泡石膏块形成时，然后它们可以被切割成所想要的尺寸。

可以认识到，根据本发明所制造的发泡石膏特别用于阻燃剂以及用于绝缘柱子上的暴露钢梁等方面。

对熟练人员来说明显的修改与变更被认为在本发明的范围内。