基于硫酸钙的产品制造技术

本发明专利技术涉及包含石膏和抗收缩添加剂的基于硫酸钙的产品(例如，墙板)。所述抗收缩添加剂是金属硝酸盐、金属氢氧化物、金属乙酸盐或金属硫酸盐，并且所述抗收缩添加剂的量优选大于4wt％(基于添加剂和石膏的量)。所述添加剂可以是碱金属(例如，钾)、碱土金属(例如，镁或钙)、过渡金属(例如，铁或锌)或铝的硝酸盐。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于硫酸钙的产品
本专利技术涉及改善的耐高温的基于硫酸钙的产品，具体地，涉及在高温下具有减少的收缩量的基于硫酸钙的产品。
技术介绍
基于硫酸钙的产品广泛用于构建建筑物，例如，形成室内隔断(使用墙板，也称为清水墙、石膏板或灰泥板)和天花板或包裹建筑物中的管道(例如，通风管道)。基于硫酸钙的产品如墙板通常通过干燥在两个衬纸板或玻璃纤维垫之间的硫酸钙的半水合物(CaSO4·1/2H2O)，也称为煅烧的石膏或灰泥的水性浆料而形成。随着浆料干燥和煅烧的石膏被水化，形成夹在内衬板/衬垫之间的硬的、刚性石膏(硫酸钙二水合物(CaSO4·2H2O))的芯部。当墙板或天花板瓦块(tile)暴露于高温，比如在建筑火灾中经历的高温或用于包裹携带高温流体的管道的墙板经受的高温时，石膏中包含的结晶水被驱出，产生硫酸钙的硬石膏。起初，这具有如下优势，即横跨墙板/天花板瓦块的传热降低，因此有助于包含从管道系统散发的热或建筑火灾期间所产生的热。但是，在约400-450℃的温度下，起初形成的AIII相硬石膏(也称为γ-CaSO4或“可溶性”硬石膏)转化成AII相(或“不溶性”硬石膏)，该相变导致墙板/瓦块的收缩，即尺寸稳定性的损失。该收缩通常使得墙板远离它们的支撑结构。这显然是不希望的。其可使得管道暴露于高温。此外，在墙板用于室内隔断并爆发火灾的情况下，收缩可留下空隙，使得与火源邻近的房间暴露于热/火的影响。空隙也使得氧进入火源，因此使得火燃烧并且使任何防火门失效。在更高的温度(超过600℃)下，不溶性硬石膏烧结，导致墙板体积大大缩小。这导致极大的收缩量，其最终造成内墙/天花板/管道套管的坍塌，因为它们不再被它们的支撑结构保持。已经努力改善基于硫酸钙的产品如墙板的抗热性以试图减少收缩。例如，由EP0258064已知，使用微细二氧化硅作为墙板石膏芯的添加剂以减少收缩。但是，这些添加剂仅在大于600℃的温度下有效，即它们在更低的温度不抵抗板的收缩，并且当温度为约1000℃时仍可见大于10％的线性收缩。由WO99/08979和WO00/06518已知，添加三偏磷酸钠(STMP)、六偏磷酸钠(SHMP)或多磷酸铵(APP)至硫酸钙墙板芯材中以在干燥期间改善强度、抗下垂性和收缩。记录了在暴露于高温期间这些添加剂对于收缩无效。US5985013公开了含有硫酸钙半水合物和水合盐的烧蚀型热保护材料。使用许多水合盐，包括硝酸镁六水合物(以基于干成分重量为40wt％的量使用)。记录热传递通过热烧蚀材料所用的时间。没有提及利用水合盐的任何抗收缩特性。基于硫酸钙的产品也用于铸造金属物体或玻璃物体。在硫酸钙模具被填充熔融的金属/玻璃之前，将其加热至700-900℃。重要的是，控制这样的基于硫酸钙的模具的高温收缩，以确保模具不渗漏且确保铸造的金属/玻璃产品不弯曲。本专利技术优选的目标是提供改进了耐热性的基于硫酸钙的产品，其在热暴露(例如，当与管道系统接触、建筑火灾期间或金属产品铸造期间)之后具有改善的强度、硬度和结构完整性。这样的改进的耐热产品可以具有如下特定的用途，即用作建筑产品例如形成建筑物中室内隔断墙板或面板、天花板瓦块、用于包裹通风设备/抽风管道的墙板或面板、用于结合墙板/面板/瓦块的接缝填料材料或用于金属/玻璃产品铸造的模具。
技术实现思路
因此，在第一个方面，本专利技术提供了一种包含石膏和抗收缩添加剂的基于硫酸钙的产品，其中所述抗收缩添加剂是金属硝酸盐、金属氢氧化物、金属乙酸盐或金属硫酸盐。在第二个方面，本专利技术提供了一种包含石膏和抗收缩添加剂的基于硫酸钙的产品，其中所述产品通过干燥含有煅烧的石膏和所述抗收缩添加剂的水性浆料来形成，所述抗收缩添加剂是金属硝酸盐、金属氢氧化物、金属乙酸盐或金属硫酸盐。在第三个方面，本专利技术提供了通过干燥含有煅烧的石膏和抗收缩添加剂的水性浆料来形成基于硫酸钙的产品的方法，其中所述抗收缩添加剂是金属硝酸盐、金属氢氧化物、金属乙酸盐或金属硫酸盐。在第四个方面，本专利技术提供了金属硝酸盐、金属氢氧化物、金属乙酸盐或金属硫酸盐作为石膏基质中的添加剂用于减少热暴露期间基于硫酸钙的产品的收缩量的用途。在第五个方面，本专利技术提供了基于硫酸钙的组合物，其用于通过干燥基于硫酸钙的组合物的水性浆料来形成基于硫酸钙的产品，所述基于硫酸钙的组合物包括煅烧的石膏和抗收缩添加剂，其中所述抗收缩添加剂是金属硝酸盐、金属氢氧化物、金属乙酸盐或金属硫酸盐。本专利技术人已经发现在基于硫酸钙的产品中，例如墙板的石膏芯中包括金属硝酸盐、金属氢氧化物、金属乙酸盐或金属硫酸盐，当所述板暴露于高温时减少墙板的收缩量。不像仅在600℃之上起作用的微细二氧化硅，金属硝酸盐、金属氢氧化物、金属乙酸盐或金属硫酸盐在约400℃下开始起作用，其经历吸热分解(产生氧化物、氧和氮氧化物)，因此起到吸热器的作用。金属硝酸盐、金属氢氧化物、金属乙酸盐或金属硫酸盐也起到增加发生从可溶性至不溶性硫酸钙硬石膏的转变的温度，因此使得产品抵抗源于相变的收缩，直到达到更高的温度(大于900℃)。本专利技术人已经发现富金属层在基于硫酸钙的产品的表面形成，并且认为该富金属层保护硫酸钙硬石膏并且推迟所述转变直到更高的温度。现在将陈述本专利技术的任选的特征。这些单独地或以任何组合地适用于本专利技术的任何方面。金属盐中的金属可以是碱土金属如钙或镁。所述金属可以是过渡金属如铜、铁或锌。所述金属可以是铝。所述金属可以是碱金属如钾。金属硝酸盐优选是硝酸镁、硝酸铝、硝酸锌或硝酸铁。硝酸镁是吸湿性的，通常以硝酸镁六水合物Mg(NO3)2·6H2O存在。硝酸铝也是吸湿性的，通常以硝酸铝九水合物Al(NO3)3·9H2O存在。硝酸锌是吸湿性的，通常以硝酸锌六水合物Zn(NO3)2·6H2O或硝酸锌四水合物Zn(NO3)2·4H2O存在。硝酸铁也是吸湿性的，通常以硝酸铁九水合物Fe(NO3)3·9H2O存在。金属氢氧化物、金属乙酸盐或金属硫酸盐可以是氢氧化镁、乙酸镁或硫酸镁；氢氧化铝、乙酸铝或硫酸铝；氢氧化锌、乙酸锌或硫酸锌；或氢氧化铁或乙酸铁。其优选是氢氧化镁(Mg(OH)2)、乙酸镁或硫酸镁。乙酸镁是吸湿性的，通常以乙酸镁四水合物Mg(C2H3O2)2·4H2O存在。硫酸镁是吸湿性的，通常以硫酸镁七水合物MgSO4·7H2O存在。通过干燥含有煅烧的石膏(或灰泥)和金属硝酸盐、金属氢氧化物、金属乙酸盐或金属硫酸盐抗收缩添加剂的水性浆料来形成基于硫酸钙的产品。在一些实施方式中，金属硝酸盐、金属氢氧化物、金属乙酸盐或金属硫酸盐在浆料中和在基于硫酸钙的组合物中的量大于或等于1wt％、或大于或等于2wt％、或大于或等于4.5wt％、或大于或等于9wt％、或大于或等于15wt％、或大于或等于20wt％、或大于或等于25wt％(基于浆料/组合物中硝酸盐、氢氧化物、乙酸盐或硫酸盐/煅烧的石膏的量)。在一些实施方式中，金属硝酸盐、金属氢氧化物、金属乙酸盐或金属硫酸盐在浆料中和在基于硫酸钙的组合物中的量等于或小于50wt％、或等于或小于40wt％、或等于或小于30wt％(基于浆料/组合物中硝酸盐、氢氧化物、乙酸盐或硫酸盐/煅烧的石膏的量)。在优选的实施方式中，金属硝酸盐、金属氢氧化物、金属乙酸盐或金属硫酸盐在浆料/组合物中的量为4.5wt％至小于30wt％。在一些实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含石膏和抗收缩添加剂的基于硫酸钙的产品，其中，所述抗收缩添加剂是金属硝酸盐、金属氢氧化物、金属乙酸盐或金属硫酸盐。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.21 GB 1420768.21.一种包含石膏和抗收缩添加剂的基于硫酸钙的产品，其中，所述抗收缩添加剂是金属硝酸盐、金属氢氧化物、金属乙酸盐或金属硫酸盐。2.根据权利要求1所述的基于硫酸钙的产品，其中，基于石膏和添加剂的重量，所述抗收缩添加剂的量等于或大于0.5wt％。3.根据权利要求2所述的基于硫酸钙的产品，其中，所述抗收缩添加剂的量等于或大于4wt％。4.根据权利要求3所述的基于硫酸钙的产品，其中，所述抗收缩添加剂的量等于或大于7wt％。5.根据权利要求1至4中任一项所述的基于硫酸钙的产品，其中，所述抗收缩添加剂的量小于40wt％。6.根据权利要求5所述的基于硫酸钙的产品，其中，所述抗收缩添加剂的量小于25wt％。7.根据权利要求6所述的基于硫酸钙的产品，其中，所述抗收缩添加剂的量为4wt％至小于25wt％。8.一种包含石膏和抗收缩添加剂的基于硫酸钙的产品，其中，所述产品通过干燥包含煅烧的石膏和所述抗收缩添加剂的水性浆料来生产，所述抗收缩添加剂是金属硝酸盐、金属氢氧化物、金属乙酸盐或金属硫酸盐。9.根据权利要求8所述的基于硫酸钙的产品，其中，基于煅烧的石膏和添加剂的重量，所述抗收缩添加剂在浆料中的量等于或大于1wt％。10.根据权利要求9所述的基于硫酸钙的产品，其中，所述抗收缩添加剂在浆料中的量等于或大于4.5wt％。11.根据权利要求10所述的基于硫酸钙的产品，其中，所述抗收缩添加剂在浆料中的量等于或大于9wt％。12.根据权利要求8至11中任一项所述的基于硫酸钙的产品，其中，所述抗收缩添加剂在浆料中的量小于50wt％。13.根据权利要求12所述的基于硫酸钙的产品，其中，所述抗收缩添加剂在浆料中的量小于30wt％。14.根据权利要求13所述的基于硫酸钙的产品，其中，所述抗收缩添加剂在浆料中的量为4.5wt％至小于30wt％。15.根据前述权利要求中任一项所述的产品，其中，所述抗收缩添加剂是碱金属、碱土金属、过渡金属或铝的硝酸盐。16.根据权利要求15所述的产品，其中，所述抗收缩添加剂是镁、铝、锌、铁、钾、铜或钙的硝酸盐。17.根据权利要求1至14中任一项所述的产品，其中，所述抗收缩添加剂选自：镁、铝或锌的硝酸盐、氢氧化物、乙酸盐或硫酸盐；或铁的硝酸盐、氢氧化物或乙酸盐。18.根据前述权利要求中任一项所述的产品，其中，所述产品是建筑材料或用于金属铸造的模具。19.根据权利要求18所述的产品，其中，所述产品是包含夹在两个内衬之间的石膏和抗收缩添加剂的芯部的复合墙板。20.一种基于硫酸钙的组合物，其用于通过干燥所述基于硫酸钙的组合物的水性浆料来形成基于硫酸钙的产品，所述基于硫酸钙的组合物包含煅烧的石膏和抗收缩添加剂，其中，所述抗收缩添加剂是金属硝酸盐、金属氢氧化物、金属乙酸盐或金属硫酸盐。21.根据权利要求20所述的基于硫酸钙的组合物，其中，基于煅烧的石膏和添加剂的重量，所述抗收缩添加剂的量等于或大于1wt％。22.根据权利要求21所述的基于硫酸钙的组合物，其中，所述抗收缩添加剂的量等于或大于4.5w...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳拉·布鲁克斯，罗宾·费舍尔，简·赖德奥特，
申请(专利权)人：圣戈班普拉科公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR