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TW201437178A - 石膏板用組成物及所得之產物 - Google Patents

石膏板用組成物及所得之產物 Download PDF

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TW201437178A
TW201437178A TW102146908A TW102146908A TW201437178A TW 201437178 A TW201437178 A TW 201437178A TW 102146908 A TW102146908 A TW 102146908A TW 102146908 A TW102146908 A TW 102146908A TW 201437178 A TW201437178 A TW 201437178A
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TW
Taiwan
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nano
gypsum
boehmite
composition
based composition
Prior art date
Application number
TW102146908A
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English (en)
Inventor
Bernard Bouteiller
Sylvain Petigny
Yves Boussant-Roux
Original Assignee
Saint Gobain Placo
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Saint Gobain Placo filed Critical Saint Gobain Placo
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    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本發明關於包含奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁之以石膏為底質之組成物，此組成物使獲得在高溫下且尤其是在極高溫度下具有較佳尺寸穩定性之產物成為可能。本發明也關於一種獲得該產物之方法及所製造之產物。

Description

石膏板用組成物及所得之產物
本發明係關於一種以石膏為底質之組成物，其可用於形成建築產品，尤其是可用於形成石膏板或石膏磚，特別是意圖形成及/或覆蓋建築物之隔板或天花板或用於形成接頭等。本發明也關於此種組成物於製造該等產品之用途以及所獲得之產品。
用於製造建築產品之以石膏為底質之組成物的原料是屬於天然來源或合成的硫酸鈣二水合物(或石膏(gypsum))。粉末形式之此種硫酸鈣通常進行煅燒操作而使其脫水成為硫酸鈣半水合物或成為無水硫酸鈣或成為此二形式之混合物，此經脫水之產物通稱為石膏(plaster)。在將此種石膏(plaster)與水混合時，獲得混合物，彼固化且再次形成硫酸鈣二水合物。利用這些相繼的脫水及再水合步驟，該石膏可被模製、成形以獲得不同形狀，特別是板(延伸通稱為石膏板)或接頭等。這些板通常由以石膏為底質之核心所形成且此核心視需要可被塗覆一或多層以例 如供防護及/或強化，尤其是在每一面上被塗覆強化片(例如以纖維為底質或屬硬紙板者)。
所製造之石膏板以及接頭必須符合與彼等在建築結構之用途相關的不同要求，尤其是，彼等必須符合與耐火性相關之法規要求。
為要改良此種耐火性，對於石膏板而言，尤其已知是要補充不同的添加劑至此種石膏組成物，使得視需要在熱的作用下限制或延緩該板之尺寸改變(或收縮)成為可能，諸如補充蛭石、珍珠岩、結晶矽石、或黏土材料形之其他添加劑、硼、矽或鋁之化合物等。然而，某些添加劑之應用可證明是具挑戰性的，或這些添加劑可導致大量額外的成本，再者耐火性可能僅有稍許改良。
也已知且經常要合併玻璃纖維於石膏板，尤其是為要在熱作用下收縮之情況中維持該核心之內聚力。然而，玻璃纖維之合併及調控使該板之製造更複雜及昂貴。
另外，有多種應用要求耐火性比一般所用之石膏板之耐火性更大。
本發明之目標因此是要發展一種改良之以石膏為底質的產物，尤其是石膏板或石膏磚或接頭類型者，彼等在高溫下且更特別地在極高溫度下具有特別令人滿意之尺寸穩定性，但製作仍簡單，且依照狀況，此產物需要較少玻璃纖維或甚至可不用玻璃纖維製作，卻在高溫度下及在極高 溫度下維持良好之尺寸穩定性。
此目標係利用依照本發明之以石膏為底質之組成物達成，該組成物特徵在於包含奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁(作為添加劑，使可能改良在高溫下，特別是在極高溫度下之尺寸穩定性/限制收縮)。有利地，該組成物(起初)包含相對乾的總混合物之下列重量百分比(或質量百分比)的物質：-55至99.9重量%，尤其是55至98重量%之石膏，-0.1至10重量%之奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁。
除非在本發明中另外陳述，該重量百分比係相對於該乾的總混合物(或乾的萃取物、尤其是包含石膏、水鋁石及/或三氫氧化鋁、及非必需之蛭石、纖維及一或多種如下述之添加劑之乾的總混合物)，亦即該混合物沒有(或在萃取後沒有)任何可能用於分散各成份之液態介質，尤其是沒有水。該組成物係由所指明之具有相對於該乾的混合物所給定之比例(一般是混合)的成份所形成。
該組成物也可包含在此領域中常用及/或促進該組成物之應用及/或改良彼之耐性(尤其是耐火性)及/或改良如下文所述之其他性質的一或多種添加劑及/或另外的成份。特別地，該組成物也可包含：-0至10重量%之至少一或多種添加劑(尤其是諸如下文所陳述者)，特別是選自蛭石、礦物質及/或耐火性纖維、矽石、黏土(其他可能之添加劑諸如表面活性劑、固 化阻劑或加速劑等也在下文中被列出)等。
本發明也關於該以石膏為底質之組成物("防火的"或在火中具有改良的行為，尤其是在彼具有較佳之在高溫下的尺寸穩定性的意義上)的製備，其包含由下述方式所構成之步驟：製備以(至少)石膏及/或奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁為底質之混合物及/或添加奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁至以石膏為底質之組成物。彼也關於一種使用依照本發明之組成物製造結構元件(尤其是相對彼之面積具有小的厚度者，諸如板)之方法，且其中藉由(依照先前之製備步驟之)混合以製備一種包含奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁之以石膏為底質之組成物，且然後在該組成物經非必需之乾燥前，特別藉由擠出及/或模製而形成該組成物。本發明也關於一種使由以石膏為底質之組成物所形成之以硫酸鈣二水合物/石膏為底質之產物防火的方法，其中奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁被添加於該以石膏為底質之組成物中。在上述方法中，奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁(以相對於形成該組成物之乾的總混合物0.1至10重量%之奈米水鋁石及/或奈米氫氧化鋁的較佳比率)可視需要地在起初添加於該以石膏為底質之混合物或隨後在決定性形成以此組成物為底質之產物的部份(通常是該產物核心)之前添加於該組成物中。
本發明也關於由該組成物及/或以上方法之一或其他者所獲得且具有改良耐火性之結構元件(例如板或接頭)。 本發明更普遍地也關於奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁(尤其是上述組成物)於製造以石膏為底質之產物的用途。
本發明已證實：添加奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁至以石膏為底質之組成物使由此組成物所製備之產物(以硫酸鈣二水合物為底質)可能具有改良之火穩定性或耐火性，尤其是在高溫及更特別是在極高溫(高於850℃，特別是高於900℃，或甚至高於1000℃)下之尺寸穩定性，且特別使有利地代替(若在極高溫度下評估則代替程度愈大)一些或全部之用於改良耐火性所經常添加之成分(諸如玻璃纖維或蛭石，這些在某些情況下在極高溫度下並不給予足夠之尺寸穩定性)成為可能。
在本發明之下文中，石膏尤其是指可水合之硫酸鈣(例如藉由煅燒硫酸鈣二水合物所得的)，特別是(尤其是主要或完全)由硫酸鈣半水合物(不管彼之結晶形式)及/或隨意之無水硫酸鈣構成，其中這些成分可以屬於天然或合成來源，且此種可水合之硫酸鈣也可包括一些雜質諸如SiO2、MgO等。尤其可能使用任何適合製備一般石膏板之石膏。
水鋁石是指式AlO(OH)(特別是γ多晶形物)之氫氧化氧化鋁(也稱為鋁單水合物或也稱為(單)氫氧化氧化鋁)；三氫氧化鋁是指式Al(OH)3之(三)氫氧化鋁(也稱為鋁氧(三)水合物或也稱為氧化鋁(三)水合物)；奈米級成分(水鋁石及/或三氫氧化鋁)是指具有尺寸或大小低於950奈 米，較佳低於750奈米，且尤其是低於500奈米之(此成分或形成此成分的)粒子，不管這些粒子形狀為何。
粒子大小是指其等效直徑，亦即在(起初)形成所討論之成分的粒子(或由該等粒子所形成之粉末)的粒徑分析期間會有等同行為之球體的直徑，該粒徑分析分布(粒子大小的設定)特別是藉由雷射粒徑分析法所測量。
在本發明中，x重量%之奈米級成分(水鋁石及/或三氫氧化鋁)表示該組成物合併x重量%之此種具有大小低於950奈米(較佳低於750奈米，且由其是低於500奈米)的粒子，但此成分之其他具有較大之大小的粒子可存在於此組成物中(換言之，x重量%之奈米級成分表示x重量%之為奈米級/或具有大小低於950奈米的(此種成分的)粒子。若適用，使用D10、D50或D90百分位規定該大小分布；Dy表示y%之所考慮之粒子組(或所考慮之粉末組)的粒子具有之大小低於Dy，且(100-y)%具有較大之大小。
如已陳述的，該等粒子的大小係藉由雷射粒徑分析法，例如使用由Horiba公司所上市之Partica LA-950粒徑分析儀來測量，該等粉末係在水中分析，不使用超音波。
如已陳述的，添加奈米級水鋁石或奈米級三氫氧化鋁明顯改良耐火性及/或明顯降低一般成分(諸如玻璃纖維或蛭石)之量(至今為此目地，對於玻璃纖維而言例如使用比例在0.8%之程度上，對於蛭石而言在3%之程度上有以上所見之缺陷)，在使用以不同化學式之鋁為底質及/或具有 較大之粒子大小(例如具有數微米之程度)的其他化合物時並不獲得此種改良，在沒有其他促進該所要效果之成分或添加劑的存在下，利用這些其他的化合物所得之效果是明顯更少的或甚至是可忽略的。奈米級水鋁石之添加在本發明中與三氫氧化鋁之添加相關地是同樣特佳的。
較佳的，在依照本發明所定義之石膏組成物中奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁之含量是高於0.2%，尤其是高於0.3%，特別是高於0.4%，或甚至高於0.5%，或甚至高於0.7%。並且較佳地，這些化合物之一者及/或其他者之含量是低於8%，尤其是低於7%，特別是低於6%，或甚至低於5%，或甚至低於4%或3%，或甚至依照狀況低於2.5%。
再者，奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁之粒子的大小有利地是低於750奈米，或甚至低於500奈米，或甚至低於400奈米，尤其是低於300奈米，特別是低於200奈米。彼也有利地是高於20奈米，尤其是高於50奈米，特別是高於60奈米，或甚至高於80奈米。
並且較佳地，奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁之粒子的形成因子(最大尺寸L對在垂直於L之平面中的最大尺寸I的比率L/I)低於15，特別地低於10，此因子也較佳大於2，尤其大於3。特別地，奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁之粒子有利地是大約平行六面體形的小片形式。該等粒子之形狀尤其是使用掃描電子顯微鏡來測定。
在一特佳具體例中，依照本發明之組成物包含0.5至6重量%之具有大小低於750奈米(較佳大小在20及500奈米之間)的水鋁石粒子。
在本發明中，奈米級水鋁石對於獲得所要之板(尤其是在極高溫度下具有特別令人滿意之尺寸穩定性者)是特佳的。
該以石膏為底質之組成物通常是藉由下述方式製備：混合不同成分以獲得粉末(尤其是在使用前可分散於水中者)或稍呈流體之膏狀物(尤其是即可使用之組成物)，各成份是固體形式或尤其是懸浮液或分散液形式，且視需要添加水。依照本發明(所獲得)之以石膏為底質之組成物可因此是固體形式(粉末等)或液體形式(分散液等)。
水鋁石(或三氫氧化鋁)尤其是可以粉末形式(特別是具有低於950奈米尺寸之粒子)或膠態懸浮液形式(尤其是在水或酸中之分散液)被添加至該混合物或該膏狀物。依照有利的具體例，此添加劑(水鋁石及/或三氫氧化鋁)以包含例如在5至50重量%間之奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁以及50至95重量%間之介質(諸如水或酸)的膠態懸浮液形式被添加。
如已描述地，所用之石膏可以是任何平常的石膏；彼可以是粉末形式或是已藉由與水混合所形成之膏狀物形式。更概括地，待添加該奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁的混合物可以是任何業已存在之以石膏為底質且視需要合併其他添加劑的混合物。在該組成物中石膏的比例 是至少55%，以獲得足夠的機械強度。
水如需要地被添加至依照本發明的組成物以允許彼之應用及彼之轉換而獲得例如結構元件(例如板)。視情況，至少某一比例的水尤其可以泡體形式被添加(或隨意地可以在該液態組成物中進行發泡)，以降低該石膏板的重量。不同類型之發泡劑諸如離子型表面活性劑及/或非離子型表面活性劑可被添加以獲得該泡體，其比例是例如該組成物的0.01至2重量%之間。
除了該石膏、該奈米級水鋁石及/或該奈米級三氫氧化鋁和視需要存在之該(水性)介質之外，依照本發明之組成物也可包含蛭石。蛭石(特別是由鋁、鐵、鎂及鉀之矽酸鹽所形成)可被膨脹或不可被膨脹且有助於改良所得產物之耐火性。較佳地，蛭石之比例(尤其是非膨脹形者)保持低於該組成物之10重量%。
依照本發明之組成物也可包含纖維，特別是礦物的及/或耐火的纖維，該等纖維較佳是玻璃纖維。這些纖維可以是短的(在平均3至6毫米的等級上)、長的(在平均10至24毫米的等級上)、或中等大小。彼等可以是非結合的形式或經交織之纖維的網狀物形是諸如纖維墊或布。這些纖維有助於增加所得產物之機械強度，尤其是在高溫下者。較佳地，纖維之比例保持低於該組成物之10重量%。可選擇地或結合地，在由依照本發明之組成物所得之產物中(尤其是在該板中)，例如在該已經成形且隨意地硬化之石膏組成物的表面上，可以提供纖維(膜、布、墊等 形式)或其他強化材料(板片等)以強化所得之最終產物。
其他的添加劑或成分也可存在於依照本發明之組成物中(可能與某些其他成分一同被供應或分別地添加至該組成物)。這些添加劑可以是例如一或多種下列劑質：斥水劑(聚矽氧、油、蠟、澱粉、例如聚乙烯醇(PVOH)、聚乙酸乙烯酯(PVAc)、苯乙烯-丁二烯(SBR)型等之聚合物)、固化加速劑(細的硫酸鈣二水合物粉末、硫酸鉀等)或固化阻滯劑(例如蛋白質或羧酸類型者)、扭變抑制劑或抗崩移劑(澱粉、纖維素醚、聚合物諸如PVOH、PVAc、SBR等)、再煅燒抑制劑(諸如糖、澱粉、硼酸等)、泡體穩定劑、表面活性劑或發泡劑、黏合劑、殺菌劑、殺黴劑、殺生劑、pH調節劑、著色劑、阻焰劑及/或填料、膠黏劑或強化劑或防護劑(例如天然或未預糊化之澱粉)、液化或分散劑(木質磺酸鹽、三聚氰胺甲醛、聚羧酸酯等)、增稠劑、自發均染劑，或也可以是一或多種在石膏組成物中常用之其他添加劑等。視情況，碳酸鈣CaCO3也可以存在，尤其是存在於意圖形成接頭(尤其是用於石膏板間之接頭)的組成物中。
如已提及的，本發明也關於依照本發明之組成物於製造物體(例如模製或擠出者)的用途，特別是製造石膏磚或石膏板的用途，或製造接頭的用途，且關於包含(得自)此種組成物之物體(模製或擠出者)，諸如磚或板或接頭。
該石膏板(或磚或嵌板)是例如藉由包含下述步驟之方法(較佳是連續的)獲得： -藉由例如在混合器中混合如已提及之石膏組成物(此組成物係意圖形成該板之核心)的不同構成成份以製備膏狀物；-使此膏狀物沉積在(第一)強化材料(例如紙板及/或線之網狀物)上或澆鑄於鑄模中，-使(視需要之第二)強化材料(與該第一強化材料相同或視需要地不同)沉積在該膏狀物上(尤其是在其上面)，-隨意的乾燥。
在該方法結束時，因此獲得一板，其中該核心是以硫酸鈣二水合物為底質(起初以石膏為底質)的組成物。
也可提供其他步驟諸如切割該板的步驟等。
本發明也關於所得之接頭或石膏板(或磚)，該板之尺寸通常視彼所要之用途而改變。作為一實例，意圖製造隔板之石膏板可達5公尺長度及1.2公尺寬度且其厚度可在6及35毫米之間。這些板之密度通常在0.5至2.0克/立方公分之間，較佳在0.6至1.0克/立方公分之間。
這些板在表面上可配備強化物(尤其以礦物的或耐火的或纖維素纖維為底質)，例如以膜、布、紙、墊、柵等形式，或這些不同的強化元件的組合形式。
依照本發明之產物據觀察是富鋁的(藉由化學分析之觀察)，具有結節，特別是由鋁及氧構成，被混植該硫酸鈣二水合物結構(藉由掃描電子顯微鏡觀察)，且對於以三氫氧化鋁為底質之產物而言在220-320℃之區中顯出重量損失且對於以水鋁石為底質之產物而言在400-500℃之區 中顯出重量損失(藉由熱重量分析(TGA)觀察)。
本發明將更被了解且本發明之其他細節及有利特徵在研讀下列之供說明目的所給予且非限制的實例時將變為清楚。
依照本發明之實例1至11及參考實例1至6之樣品的製備及測量：20公分×25公分之石膏板係藉由下列步驟製備：混合100重量分之石膏與0.6重量分之澱粉(由Cargill公司所售之Cargill C Plus)，及視需要地與在以下表1至3中所給予之乾材料(其量也以重量分(每100重量分之石膏)表示)，且與去離子水混合，然後以經發泡之水(藉由混合水及相對於水約1重量%之由Huntsman Corporation公司所上市之Millifoam C之以烷基醚硫酸酯鈉為底質之發泡劑所得的)調節該混合物之密度，以在微波爐中乾燥(以750瓦之功率)19分鐘，然後在40℃之爐中約12小時(為要獲得該板之完全硬化)後獲得具有0.85±0.02之密度的板。
長度等於200毫米且寬度等於150毫米之平行六面體形之樣品被取得(尤其是藉由切割者)且放置於具有依照標準ISO834所計畫的溫度增加速率的爐中，該樣品之寬度的尺寸改變被連續地記錄。在約13分鐘後，當溫度達700℃時，如適用，則樣品R700之收縮被測量。在約60分鐘後，當溫度達945℃時，則樣品R945之收縮被測 量。在約120分鐘後，當溫度達1049℃時，則樣品R1049之收縮被測量。
在極高溫度下由下述組成物所得之結果在表1中被比較，而給予以百分比表示之收縮值(或尺寸改變)。
參考實例1：
乾物質不被添加至石膏、澱粉及水的上述組成物。
參考實例2：
3重量分之具有大小主要在250至710微米之間的粗製蛭石(由EFISOL公司所售之Vermiculite grade Micron)被添加至該組成物(在調節該混合物之密度之前)。
在添加該蛭石時觀察到：在達到945及1049℃之溫度下的尺寸穩定性改良(表1)。
參考實例3：
遵循在參考實例2中之程序，此次添加5(並非3)重量分之蛭石。
然而，不能進行收縮測量(ND表示不可測定)，因為在該試驗期間樣品崩毀。
參考實例4：
遵循在參考實例2中之程序，並非如先前實例中增加該蛭石，此次添加0.8重量分之由Johns Mansville公司所 售之Duracore SF Plus type M300之具有12毫米長度的玻璃纖維及2.5重量分之由Protex公司所售之Proletor PNS 747L的液化劑(以聚萘磺酸之鈉鹽形式)。
在蛭石以外也添加該等纖維時，觀察到對於溫度達945℃之尺寸穩定性的改良，但相反地纖維之此種添加在較高溫度下是不重要的。
依照本發明之實例1：
遵循在參考實例2中之程序，並非如參考實例3中的增加該蛭石或如參考實例4中的添加纖維，此次添加1重量分(每100重量%之石膏)或相對該總乾組成物(或總乾混合物)約0.96重量分之由皆具有低於500奈米之大小的粒子(及特別地高比例之小於200奈米之粒子)所形成的奈米級水鋁石(以包含約7至9重量%之水鋁石且在該等表中稱為B1溶膠的膠態懸浮液形式合併)，這些粒子是尤其具有10等級之形成因子的小片形式。
我們觀察到在極高溫度下(高於900℃，在此是945℃下，或甚至高於1000℃，在此是在1049℃下)，依照本發明之產物相對於那些由僅使用用於改良尺寸穩定性之蛭石及/或玻璃纖維的混合物所得者，尺寸穩定性明顯改良。此實例也顯示若需要可能減少或省略該用於在高溫及極高溫度下改良尺寸穩定性之纖維，因為有依照本發明之解決方法。
依照本發明之實例2：
遵循在參考實例4中之程序，降低蛭石比例且添加1重量分之在實例1中所提及之奈米級水鋁石'B1溶膠'(亦即相對於該乾的總混合物至少約0.94重量%之奈米級水鋁石)。
再一次地，相對於在參考實例4中之包含更多蛭石且不包含B1溶膠之混合物，觀察到在極高溫下之尺寸穩定性明顯改良。添加依照本發明之奈米級水鋁石因此使降低(或甚至消除)所用之蛭石成為可能，同時保持或改良在極高溫度下該產物之尺寸穩定性。
依照本發明之實例3
遵循在參考實例4中之程序，添加5重量分(每100重量分之石膏)之由Nabaltec所售之稱為APYRAL 200且具有粒子之50%的大小為約600奈米之D50的三氫氧化鋁Al(OH)3(且在表1中稱為ATH3)(或相對於該乾的總混合物至少約2.2重量%之奈米級三氫氧化鋁)，約35重量%之該等粒子小於500奈米。
再一次地，相對於在參考實例4中之混合物，觀察到在極高溫度下尺寸穩定性明顯改良。
表2比較以下述之使用不同形狀之奈米級水鋁石的組成物所得的結果，前述之參考實例4也被採用以供比較，此表給予以百分率表示之收縮值。
依照本發明之實例4
遵循在先前參考實例4中的程序，添加1重量分之具有大小皆低於500奈米之球形粒子(及特別地高比例之小於200奈米的粒子)的奈米級水鋁石粉末(在該表中稱為B3粉末)，或相對於該乾的總混合物至少約0.93重量%之奈米級水鋁石，這些粒子具有1等級之形成因子。
依照本發明之實例5：
遵循實例4之程序，此次以相同比例之另一種奈米級水鋁石(在該表中稱為B2粉末)代替，其具有大小皆低於500奈米的棒形粒子(及特別高比例之小於200奈米的粒子)，這些粒子具有2等級之形成因子。
依照本發明之實例6：
遵循實例4之程序，此次以相同比例之另一種奈米級水鋁石粉末(在該表中稱為B1粉末)代替該粉末B3，其具有大小皆低於500奈米的小片形粒子(及特別高比例之小於200奈米的粒子)，這些粒子具有10等級之形成因子。
依照本發明之實例7：
遵循實例4之程序，以相同比例之先前所見的奈米級水鋁石'B1溶膠'代替該粉末B3。
觀察到由依照本發明之組成物所得之產物，相對於那些由在參考實例4中的混合物所得者，在高溫及極高溫下尺寸穩定性之改良，甚至當該形成因子大於2時有更大改良，且當該水鋁石以膠態懸浮液形式被添加時，與以粉末形式添加者相比，也獲得改良。
表3比較以下述之使用不同比例之奈米級水鋁石之組 成物的結果(返回如先前所見之依照本發明之實例1作為起點)，且再次地，這些結果與那些以非奈米級三氫氧化鋁或非奈米級水鋁石所得者比較，此表給予以百分比表示之收縮值。
依照本發明之實例8：
遵循在實例1中之程序，此次添加2重量分(非1重量分)之奈米級水鋁石B1溶膠，或相對該乾的總混合物約1.9重量%之奈米級水鋁石。
依照本發明之實例9：
遵循在實例1中之程序，此次添加3重量分(非1重量分)之奈米級水鋁石B1溶膠，或相對該乾的總混合物約2.81重量%之奈米級水鋁石。
依照本發明之實例10：
遵循在實例1中之程序，此次添加5重量分(非1重量分)之奈米級水鋁石B1溶膠且添加0.6重量分之在參考實例4中所用之液化劑(用於調節該黏度)，再者，所有的蛭石由該組成物移除，或添加相對該乾的總混合物約4.71重量%之奈米級水鋁石於該組成物。
依照本發明之實例1、8、9及10據觀察：隨著在依照本發明之組成物中水鋁石(在此事例中為膠態的)比例增加，在極高溫度下之尺寸穩定性也變大。如在表1中者， 也觀察到：平行地，奈米級水鋁石之添加使降低(或甚至省略)所用之該蛭石成為可能，同時保持且改良該產物在極高溫度下之尺寸穩定性。
依照本發明之實例11：
遵循在實例10中之程序，以同比例之粉末形式水鋁石(在該表中稱為B4粉末，此次具有約2.7微米之D50，約20重量%之此水鋁石的粒子具有低於750奈米之大小)，或相對該乾的總混合物至少約0.94重量%之奈米級水鋁石代替該奈米級水鋁石B1溶膠，該液化劑以過剩物形式被移除。
參考實例5：
遵循在實例11中之程序，以由Alcan公司所上市之稱為SH500的三氫氧化鋁Al(OH)3(且在表3中稱為ATH1，具有約50至60微米之D50且不具有小於1微米之粒子)代替水鋁石B4粉末。
參考實例6：
遵循在實例1中之程序，以由Sasol公司所上市之稱為PURAL NF的水鋁石(且在表3中稱為B5粉末，具有約8-10微米之D50且不具有小於1微米之粒子)代替奈米水鋁石。
觀察到依照本發明之產物，相對於那些由使用非奈米 級水鋁石或非奈米級三氫氧化鋁之組成物所得的(亦即由具有大小大於在本發明中所考慮之大小的粒子所形成的)產物，在極高溫下尺寸穩定性之明顯改良。
依照本發明之實例12：
為要試驗一種意圖形成石膏板接頭之組成物，20公分乘25公分之石膏板係藉由下列方式製備：混合100重量分之包含71.1重量%之石膏、24.0重量%之碳酸鈣及4.9重量%之B3粉末(在實例4中被描述)的乾混合物與48分之去礦質水，以在開放空氣中乾燥48小時後獲得具有1.12±0.02密度之板。
具有長等於200毫米且寬等於150毫米之平行六面體形樣品被取得(尤其是藉由切割)且放置於具有依照標準ISO834之經計畫的溫度增加速率的爐中，該樣品之寬度的尺寸改變被連續地記錄。在60分鐘之後，當溫度達945℃時，該樣品R945之收縮被測量。所得之收縮值是3.1%。在120分鐘後，當該溫度達1049℃時，該樣品 R1049之收縮被測量。所得之收縮值是4.9%。
參考實例7：
遵循實例12之程序，以包含75重量%之石膏及25重量%之碳酸鈣的混合物代替該乾的混合物。所得之收縮值對於R945而言是6.8%且對於R1049而言是9.2%。
因此觀察到依照本發明之產物，相對於由不使用奈米級水鋁石或奈米級三氫氧化鋁之組成物所得的產物，在極高溫度下之尺寸穩定性的大改良。
依照本發明之組成物尤其可有利地用於獲得耐火石膏板且意圖用於形成及/或覆蓋建築物之隔板或天花板。

Claims (14)

  1. 一種以石膏為底質之組成物，其特徵在於彼包含奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁。
  2. 如申請專利範圍第1項之以石膏為底質之組成物，其包含：-55至99.9重量%之石膏，-0.1至10重量%之大小低於950奈米之水鋁石及/或三氫氧化鋁的粒子。
  3. 如申請專利範圍第2項之以石膏為底質之組成物，其另包含：-0至10%之至少一種添加劑。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之以石膏為底質之組成物，其中該奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁的粒子大小低於750奈米，尤其是低於500奈米且更特別是低於400奈米，且有利地是高於20奈米。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之以石膏為底質之組成物，其中該奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁之粒子的形成因子低於15，尤其是低於10，也較佳地大於2，尤其是大於3。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之以石膏為底質之組成物，其中該奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁之粒子是呈約平行六面體形狀之小片的形式。
  7. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之以石膏為底質之組成物，其另包含蛭石及/或礦物及/或耐火纖維。
  8. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之以石膏為底質之組成物，其中該奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁係以膠態懸浮物形式或粉末形式被併入該組成物中。
  9. 一種奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁(尤其是如申請專利範圍第1至8項中任一項之以石膏為底質之組成物)之用途，該用途係用於製造產物(尤其是以石膏為底質者、例如經模製或擠出者，且有利地是耐火或防火者)，特別是用於製造石膏磚或石膏板或接頭。
  10. 一種結構元件(尤其是板)的製造方法，其中藉由混合以製備一種包含奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁之以石膏為底質之組成物，且然後在該組成物經非必需之乾燥前，特別藉由擠出及/或模製而形成該組成物。
  11. 如申請專利範圍第10項之結構元件的製造方法，其包含下述步驟：-藉由混合該石膏組成物之多種成份以製備膏狀物，-將此膏狀物沉積於強化材料上或澆鑄在塑模中，-將強化材料沉積於該膏狀物上，-非必須的乾燥。
  12. 如申請專利範圍第10或11項的方法，其中該奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁係以膠態懸浮物形式或粉末形式被併入該組成物中。
  13. 一種使由以石膏為底質之組成物形成之產物防火的方法，其中將奈米級水鋁石及/或奈米級三氫氧化鋁添加於該以石膏為底質之組成物中。
  14. 一種結構元件，尤其是板或接頭，其係由如申請專利範圍第1至8項中任一項之以石膏為底質之組成物所獲得及/或藉由如申請專利範圍第10至13項中任一項之方法所獲得。
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