用于石膏板的組合物及獲得的產(chǎn)品的制作方法
【專利說明】用于石膏板的組合物及獲得的產(chǎn)品
[0001] 本發(fā)明涉及可用于形成建筑產(chǎn)品，特別是可用于形成尤其意在構(gòu)成和/或覆蓋建 筑物的隔墻或天花板、或用于形成接頭等等的石膏板或石膏磚的基于石膏的組合物。本發(fā) 明還涉及此類組合物用于制造所述產(chǎn)品的用途，以及獲得的產(chǎn)品。
[0002] 用于制造建筑產(chǎn)品的基于石膏的組合物的原材料是天然來源或合成的二水硫酸 鈣(或石膏)。粉末形式的這種硫酸鈣通常經(jīng)歷煅燒操作，所述操作將其脫水為半水硫酸鈣 或無水硫酸鈣或這兩種形式的混合物，這種脫水的產(chǎn)物通常稱為石膏。在將該石膏與水混 合時，獲得混合物，其凝固，再次形成二水硫酸鈣。采用這些脫水和再水合的連續(xù)步驟，該石 膏可以模塑、成型以獲得各種形狀，尤其是板(通常稱為石膏板，通過擠出）或接頭等等。這 些板通常由基于石膏的芯構(gòu)成，該芯如果需要的話可以涂有一個或多個層，例如用于保護(hù) 和/或用于補(bǔ)強(qiáng)，尤其在各個面上具有補(bǔ)強(qiáng)板(例如纖維基板或紙板)。
[0003] 制得的該石膏板以及接頭必須滿足與它們在建筑結(jié)構(gòu)中的用途相關(guān)的各種要求， 尤其是它們必須遵守耐火性方面的法規(guī)要求。
[0004] 為了改善這種耐受性，對于石膏板尤其已知的是用各種添加劑補(bǔ)充該石膏組合 物，使得能夠在必要時限制或延遲熱作用下該板的尺寸變化(或收縮)，所述添加劑諸如蛭 石、珍珠巖、結(jié)晶二氧化硅、或粘土材料形式的添加劑、硼或硅或鋁的化合物等等。然而，應(yīng) 用某些添加劑可能具有挑戰(zhàn)性，或者這些添加劑會導(dǎo)致可觀的額外成本，此外，可能僅略微 改善耐火性。
[0005]同樣已知和可用的是在石膏板中摻入玻璃纖維，尤其是為了在熱作用下收縮的情 況下保持該芯的內(nèi)聚力。但是，摻入和處理玻璃纖維令該板的制造更為復(fù)雜和昂貴。
[0006] 此外，存在需要比常規(guī)使用的石膏板更高耐火性的應(yīng)用。
[0007] 本發(fā)明的目的因此在于開發(fā)一種改善的基于石膏的產(chǎn)品，尤其具有石膏板或石膏 磚或接頭類型，該產(chǎn)品具有特別令人滿意的在高溫下、更特別在極高溫度下的尺寸穩(wěn)定性， 并可以簡單地制造，并且視乎情況該產(chǎn)品需要較少的玻璃纖維或甚至可以在沒有玻璃纖維 的情況下制得，但仍保持在高溫和在極高溫度下的良好的尺寸穩(wěn)定性。
[0008] 采用本發(fā)明的基于石膏的組合物實(shí)現(xiàn)了這一目的，其特征在于其包含(作為添加 劑，能夠改善尺寸穩(wěn)定性/限制在高溫下，特別是在極高溫度下的收縮）納米級勃姆石和/ 或納米級氫氧化鋁。有利地，所述組合物(初始)相對于干燥的總混合物以重量百分比(或質(zhì) 量百分比）為單位包含： -55至99. 9重量％、特別是55至98重量％的石膏， -0. 1至10重量％的納米級勃姆石和/或納米級氫氧化鋁。
[0009] 在本發(fā)明中除非另行說明，相對于干燥的總混合物(或干提取物，所述干燥的總混 合物尤其包含石膏、勃姆石和/或氫氧化鋁，以及任選蛭石、纖維和一種或多種如下文所述 的添加劑）給出該重量百分比，即該混合物缺少（或在提取后）可能用于分散該組分的任何 液體介質(zhì)，特別是缺少水。該組合物以相對于干混合物給出的比例（通?；旌希┯伤窘M分 構(gòu)成。
[0010] 該組合物還可以包含通常用于該領(lǐng)域和/或促進(jìn)該組合物的應(yīng)用和/或改善其耐 受性(尤其耐火性）和/或改善其它性質(zhì)的一種或多種如下文所述的添加劑和/或附加組 分。該組合物尤其還包含： -0至10重量％的至少一種或多種添加劑(尤其如下文所述)，所述添加劑特別選自蛭 石、礦物纖維和/或耐火纖維、二氧化硅、粘土 (其它可能添加劑如表面活性劑、緩凝劑或促 進(jìn)劑等等也列舉在下文中）等等。
[0011] 本發(fā)明還涉及制備基于石膏的組合物("防火的"，或具有改善的在火焰中的行為， 尤其在其具有更好的高溫下的尺寸穩(wěn)定性方面)，包括制備(至少）基于石膏和納米級勃姆 石和/或納米級氫氧化鋁的混合物和/或?qū)⒓{米級勃姆石和/或納米級氫氧化鋁添加到基 于石膏的組合物中的步驟。其還涉及使用本發(fā)明的組合物制造建筑部件(特別是相對于其 面積具有小的厚度，如板）的方法，根據(jù)該方法通過混合(按照前述制備步驟）形成包含納米 級勃姆石和/或納米級氫氧化鋁的基于石膏的組合物，隨后在任選干燥前成型所述組合物 (特別是通過擠出和/或模塑)。本發(fā)明還涉及由基于石膏的組合物形成的基于石膏/石膏 灰泥的產(chǎn)品的防火方法，其中將納米級勃姆石和/或納米級氫氧化鋁添加到所述基于石膏 的組合物中。在上述方法中，添加納米級勃姆石和/或納米級氫氧化鋁（以相對于構(gòu)成該組 合物的干燥的總混合物為0. 1至10重量％的納米級勃姆石和/或納米級氫氧化鋁的優(yōu)選 比率）可以在需要時從一開始就在基于石膏的混合物中實(shí)現(xiàn)，或隨后在最終形成基于該組 合物的產(chǎn)品部件(通常為產(chǎn)品的芯）之前在該組合物中實(shí)現(xiàn)。
[0012] 本發(fā)明還涉及由該組合物和/或一種或多種上述方法獲得并具有改善的耐火性 的建筑部件(例如板或接頭)。本發(fā)明更通常涉及納米級勃姆石和/或納米級氫氧化鋁(尤 其是采用上述組成）用于制造基于石膏的產(chǎn)品的用途。
[0013] 本發(fā)明已經(jīng)證實(shí)，向基于石膏的組合物中添加納米級勃姆石和/或納米級氫氧化 鋁能夠賦予由該組合物制備的產(chǎn)品(基于石膏）以改善的耐火穩(wěn)定性或耐火性質(zhì)，特別是 在高溫下的尺寸穩(wěn)定性，更特別在極高溫度下（高于850°c，特別是高于900°C，或甚至高于 1000°C)，并尤其能夠有利地(如果在極高溫度下評價性能將更有利）替代一部分或全部通 常添加以改善耐火性的組分，如玻璃纖維或蛭石(其在某些情況下不能提供足夠的在極高 溫度下的尺寸穩(wěn)定性)。
[0014] 在下文中，在本發(fā)明中，石膏尤其是指可水合的硫酸鈣(例如通過煅燒石膏獲得)， 特別(尤其主要或完全）由半水硫酸鈣，無論其結(jié)晶形式，和/或任選無水硫酸鈣構(gòu)成，其中 這些組分可以具有天然或合成來源，并且這種可水合硫酸鈣還可以包含某些雜質(zhì)如Si02、 MgO等等。特別可能使用任何適于制備常規(guī)石膏板的石膏。
[0015] 勃姆石是指式A10(0H)(特別是Y多晶型物）的氫氧化氧化鋁(也稱為一水合鋁 或氧化鋁（單）氫氧化物）；氫氧化鋁是指式A1 (0H)3的（三）氫氧化鋁（也稱為（三）水 合氧化鋁，或鋁氧化物（三）水合物）；納米級組分(勃姆石和/或氫氧化鋁）是指尺寸或大 小低于950納米、優(yōu)選低于750納米和特別低于500納米的粒子(該組分的粒子或構(gòu)成該組 分的粒子)，而不考慮這些粒子的形狀。
[0016] 粒子的尺寸是指其當(dāng)量直徑，即在(初始）構(gòu)成相關(guān)組分的粒子(或由所述粒子構(gòu) 成的粉末）的粒度分析中行為相同的球體的直徑，特別通過激光粒度儀來測量粒度分布(粒 度的集合)。
[0017] 在本發(fā)明中，納米級組分(勃姆石和/或氫氧化鋁）的x重量％表示該組合物混入 X重量％的尺寸低于950納米(優(yōu)選低于750納米，特別低于500納米)的該組分的粒子，但 是具有更大尺寸的該組分的其它粒子可以存在于該組合物中（換句話說，x%的納米級組分 意味著(該組分的）粒子的x%是納米級的/具有低于950納米的尺寸)。如果適用的話，采 用D1(I、D5(I或D9(|百分位數(shù)給出尺寸分布；Dy表示相關(guān)粒子集合(或相關(guān)粉末的粒子)的y%的 粒子具有低于Dy的尺寸，并且（100-y)%具有更大的尺寸。
[0018]如所述那樣，粒子的尺寸通過激光粒度儀測得，例如使用由Horiba公司以名稱ParticaLA-950銷售的顆粒測量儀，粉末在水中進(jìn)行分析，不使用超聲。
[0019]如所述那樣，添加納米級勃姆石或納米級氫氧化鋁顯著改善了耐火性和/或顯著 降低了常用組分如玻璃纖維或蛭石的量(截至目前用于該目的的量，例如對玻璃纖維以大 約0. 8%的比率，對蛭石以大約3%的比率，存在上文可見的缺點(diǎn))，當(dāng)使用不同分子式和/或 具有更大粒度(例如約數(shù)微米