制备硫酸钙/硫酸钡基建筑板材的方法 本发明涉及一种制备防辐射板材的方法，以及由此得到的防辐射板材。
在医疗领域和工业领域，为了防X‑射线，例如在配置和操作X‑射线装置的房间的墙壁里，都设有衬里，例如以铅箔为基础的衬里，该衬里作为独立层嵌入或作为具有层压铅层的复合元件的形式而嵌入。这些复合板不能自如地加工，特别是不能将其切割成所需尺寸，而含铅箔板的下脚料处理也是非常麻烦的事。此外，这些板也很重。这些板大多采取夹合式板的形式，使铅箔位于其中，以避免被损坏。
原则上，本领域的技术人员也知道，可以采用没有铅箔的石膏板作为防辐射板材。DE 3607190描述了一种石膏板及其作为防辐射板材的应用，其中，可以使用石膏和硫酸钡或重晶石，且根据需要还可加氧化铅来制备该石膏板。该专利描述将相等粒径的石膏和重晶石混合，具体是将石膏和重晶石一起磨细。
然而，石膏的密度是2.6至2.7g/cm3，而硫酸钡的密度是约4.3g/cm3。因此，很难将这两种矿物质混合。
硫酸钡实质上是较硬矿物质，因此，当使用DE 36 07 190所描述的方法时，石膏总是会被磨成较细尺寸，而硫酸钡的粒径却很难改变。
细磨的石膏要制备成石膏浆料，需要加入特别大量的水，而在一般生产石膏板材的设备中，却要求石膏腻子必须在短时间内凝固形成能切割的板材的程度，而且干燥的时间和温度也是受到限制的，因此，要以工业规模生产石膏板变得很困难。
因此，不能用DE 36 07 190的方法工业规模地制备这种板材。
本发明的目的在于提供一种方法，通过该方法，能够工业规模地生产相应的板材而没有典型板材品质的损失，例如弯曲拉伸强度、耐火性、易加工性，这些特性与没有添加硫酸钡的板材差不多，但它却表现出很高的辐射吸收性。
该目的是通过包括如下步骤的方法实现的：
‑提供中值粒径为30到50μm的、粉状可定型的熟石膏；
‑提供中值粒径为5至15μm的粉状硫酸钡；
‑将所述粉状熟石膏与所述粉状硫酸钡混合；
‑将所得粉状混合物与水混合；
‑用常规石膏板生产设备形成石膏板。
常规的石膏板材生成设备是以连续模式操作的，其中，将预混合的可定型的组合物铺于板盖上，再设置第二板盖，接着切割该板材并干燥板材。
硫酸钡是通过沉淀反应制备的产品，因此它的粒径不但不均匀，而且很小。可以尝试使用较小粒径分布的熟石膏来生产均匀的石膏腻子，但这需要使用特别大量的水。因此，所得板材在生成线上不能足够快速地凝固而产生切割问题。此外，不能达到所需的干燥程度。
只有通过使用本发明的较大粒径的熟石膏才能克服这些问题。在该方法中，粉状混合物与水混合，水/固比可以达到0.50至0.60，优选0.52至0.54。所得石膏/硫酸钡腻子表现出在常规石膏板材生成设备上充分快速的凝固性能，以便切割并接着干燥。其对纸板或无纺织物的粘附性极好。
板材中硫酸钡的比例决定了其防辐射性能。根据板材的表面积计，板材中的硫酸钡越多，防辐射效果越好。另一方面，硫酸钡的添加过高，会不利地影响强度和耐火性能。还会考虑到，硫酸钡不像石膏那样，它是没有粘合性质的。
特别是当熟石膏与硫酸钡的比例是50∶50至30∶70，优选按重量计硫酸钡比例为55％至65％时，所有性能都可以达到良好结果。按重量计硫酸钡含量为62％至66％是特别优选的。重量比是按CaSO4·1/2H2O:BaSO4测量。
出人意料的是，还发现这些板材在干墙建筑物中具有优良的隔音特性。BaSO4的含量越高，隔音效果越好；然而，硫酸钡的含量过高会降低强度。当这些板材表现出低的弯曲强度时，认为硫酸钡晶体没有结合到凝固石膏的提供强度的晶体网状结构中。
在本发明的一个实施例中，加入纤维，特别是碎玻璃纤维，来增加板材在焙烧时的稳定性，其中，以熟石膏加上硫酸钡的重量为基础计，纤维的比例为0.2％至0.4％时得到最佳的结果。这些碎玻璃纤维例如以Advantex型号可从Owens Corning得到。特别合适的纤维直径是约10至20μm，而特别合适的纤维长度是约3至20mm。
根据本发明发现，在马上要制备石膏腻子时才将熟石膏和硫酸钡混合最宜。如果将两种粉末预先混合，则由于具有不同的密度会发生重力分离。此外，不同的粒径分布也会对混合产生不利的影响。
还考虑到石膏板的生产是连续进行的，即必须找到一种方法来连续地生产具有稳定硫酸钡含量的石膏腻子。
在一个优选的实施例中证明，使用带秤，且称重的硫酸钡添加剂量随熟石膏称量结果不同而变化，由此来配制熟石膏是非常合适的。还可以先称量硫酸钡，再添加熟石膏剂量。
考虑到这些板材的功能，当然要求硫酸钡在板材中是均匀的和均相的。
因此，在一个特别优选的实施例中，进一步随硫酸钡的剂量不同而加入不同剂量的色素，使得我们能够从着色度计算出正确的硫酸钡浓度和分布。
该防辐射板材可以是包盖于纸板的(cardboard‑coated)石膏板。然而，它还可以是用无纺织物包盖(coated by a non‑woven fabric)石膏核的石膏板。
图1是本发明板材框架的隔音指数。
本发明还涉及用该方法得到的板材及其用于隔音的应用。
本发明还涉及包括至少一个本发明的防辐射板材的干墙构件。通常情况下，干墙构件含有多个板材，其中，防辐射板材和常规石膏板材可以混合使用。
通过以下实施例进一步说明本发明。
实施例1
用40％的铸造石膏(CaSO4·1/2H2O)和60％的硫酸钡(BaSO4)根据本发明方法制备得到厚度为12.5mm的包盖于纸板的石膏板，该板材随着X‑射线装置的管电压的变化，可分别达到以下不同的铅当量。
管电压80kV ‑ 铅当量1mm
管电压100kV ‑ 铅当量0.5mm
管电压150kV ‑ 铅当量0.3mm
其弯曲拉伸强度和冲击强度与用100％铸造石膏制成的板材相似。这些板材不易燃。它们可以像常规的包盖于纸板的石膏板材那样进行切割和破碎。这些板材每单位面积的质量是约16.5kg/m2。
实施例2
按照实施例1的方法，但还另外加入按重量计0.3％的、购自Owens Corning、型号为ADVANTEX的碎玻璃纤维而制备的板材，在焙烧时具有很高的稳定性和结构内聚性。该产品中的纤维直径是约16μm，纤维长度是4至16mm。用各自厚度为12.5mm，总厚度为50mm的四个板材可以制备耐火隔墙板。此结构得到以下铅当量：
管电压100kV ‑ 铅当量1.9mm
管电压150kV ‑ 铅当量1.3mm
实施例3
按照实施例2的方法，但使用玻璃网包盖(glass web coating)而制备的板材，与具有相同的辐射吸收性、包盖于纸板的板材相比，具有甚至更好的焙烧稳定性。此外，该板材达到了阻燃级别A1(不可燃)。
实施例4
用36％石膏粘合剂、64％硫酸钡和纸板层以本发明方法制备的厚度为12.5mm的石膏板，在100mm厚的框架墙上测得的隔音指数Rw为63dB，该框架墙包括薄条厚度为50mm的CW薄金属支架、40mm的玻璃棉窝洞充填，并且每边用本发明的板材进行双层覆盖(图1，曲线1)。相反，具有相同结构但采用标准配方石膏板的墙只能达到51dB的隔音指数(图1，曲线2)。这表明，与采用标准板的墙相比，由于使用本发明的板材，被防护房间内的音量降低一半。
在50至5000Hz的频率下，在具有抑制侧向传播的试验台上测得的曲线绘在图1中进行对照。