專利名稱：建筑材料組合物和建筑材料的制作方法
背景技術(shù)：
礦物基材料的一個(gè)特定實(shí)例是蛭石。這種蛭石是一種粘土礦物，其類似于黑云母，并且在高溫下由于脫水在垂直于巖層的方向明顯膨脹，使其轉(zhuǎn)變?yōu)橐运畏绞窖由斓亩嗫仔问?。因此，由于其具有?yōu)異的隔熱性能和吸音性能，經(jīng)常用作混入到基材中的材料(填料、增稠劑)，并作為各種建筑材料包括隔熱材料和隔音材料的基材，用于減輕重量的額外目的。另一方面，由于蛭石的吸水能力特別強(qiáng)，根本不考慮其作為水分調(diào)節(jié)劑。因此，在向上述建筑材料中混入蛭石的情況下，膨脹蛭石通常用于降低重量等。例如，其用作水泥制品如砂漿和混凝土的輕質(zhì)骨料。相反，未膨脹蛭石不提供如上所述的降低重量等優(yōu)點(diǎn)，因此，為了利用其耐酸性、耐堿性和其它性質(zhì)，其向基材中引入的用量只有幾個(gè)百分?jǐn)?shù)。此外，雖然已經(jīng)試圖使用主要由未膨脹蛭石制成的板，通過(guò)把它固定在內(nèi)壁背面并且當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)使其膨脹，來(lái)防止火焰蔓延，在這種情況下的蛭石用作特殊的基材，這種材料利用蛭石的阻燃性。
另一方面，已經(jīng)提出為建筑材料本身賦予各種功能，以便使其與競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品區(qū)分。其中，雖然已經(jīng)對(duì)具有水分調(diào)節(jié)(水分的吸收和釋放)和/或除臭和引人入勝的外觀的建筑材料進(jìn)行了各種研究，但是還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)令人滿意的結(jié)果。即雖然通過(guò)使用具有大比表面積的建筑材料獲得了某些結(jié)果，但是，存在許多情況，其中水的保持和水分保持能力特別強(qiáng)，產(chǎn)生水分釋放速度方面的問(wèn)題。
(A)所以，本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了各種研究，尋找一種即使更有效地使用作為天然資源的蛭石，也能夠滿足水分調(diào)節(jié)和/或除臭和吸引人的外觀方面的要求，并且在水分吸收和釋放的量與速度之間提供了特別優(yōu)異的平衡。
結(jié)果，意外地發(fā)現(xiàn)，通過(guò)向基材(特別是具有吸水性但是水分釋放不足的水硬性(hydraulic)材料)中混入5-70重量％的未膨脹蛭石，明顯改善了水分吸收和釋放能力，并且解決了上述問(wèn)題，從而導(dǎo)致本發(fā)明的完成。
(B)作為這些研究的一部分，本發(fā)明的目的是提供一種建筑材料組合物，它能生產(chǎn)具有更加改善的設(shè)計(jì)、吸音性和低重量性的建筑材料。
(C)由于為了在使用這些未膨脹蛭石的情況下提高生產(chǎn)率而進(jìn)行的作為這些研究的一部分的額外研究，意外地發(fā)現(xiàn)，除了通過(guò)使用特定用量的細(xì)粉末在水分吸收和釋放的量與速度之間的優(yōu)異的平衡以外，在彎曲強(qiáng)度、彈性和生產(chǎn)率方面也獲得了改善，即使未膨脹蛭石的混入量小于5重量％，也能獲得抗彎強(qiáng)度、彈性和生產(chǎn)率的提高，從而完成了本發(fā)明。
(D)通過(guò)進(jìn)行作為這些研究的一部分的更多的研究，意外地發(fā)現(xiàn)，通過(guò)向建筑材料等上涂敷含有未膨脹蛭石的涂料組合物能夠解決上述問(wèn)題，從而完成了本發(fā)明。
(E)另外，作為這些研究的一部分，在這些材料被使用并變成廢建筑材料的情況下，本發(fā)明沒(méi)有為回收和處理產(chǎn)生額外的負(fù)擔(dān)，從而促進(jìn)了其有效利用。
(F)過(guò)去，化合物建筑材料如硅酸鈣、石膏板和水鋁英石燒結(jié)板廣泛用作內(nèi)墻材料。但是，由于當(dāng)這些材料連接時(shí)，從連接強(qiáng)度方面考慮，難以使用緊固件，所以，通常使用粘合劑。但是，使用粘合劑使得連接工作特別麻煩。并且由于釋放組成粘合劑的高分子量單體和溶劑，在居住空間中使用粘合劑也不是優(yōu)選的。而且，由于粘合劑的變質(zhì)縮短了這些材料的使用壽命。
另一方面，在制造建筑材料時(shí)，為了各種目的選擇基材，并且各種材料經(jīng)常混入到這些基材中。
作為上述建筑材料研究的一部分，本發(fā)明的目的是獲得可以使用緊固件代替粘合劑進(jìn)行連接的建筑材料，并且意外地發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使用含有上述未膨脹蛭石的建筑材料，可以達(dá)到上述這一目的。
雖然對(duì)于本發(fā)明中所用的基材沒(méi)有特別限制，只要基材不會(huì)導(dǎo)致下述蛭石性質(zhì)的任何明顯降低，但是，從水分調(diào)節(jié)和/或除臭方面來(lái)看，其優(yōu)選的是親水的。這是因?yàn)橛H水基材本身具有水分調(diào)節(jié)和/或除臭功能，通過(guò)在其表面的未膨脹蛭石可以吸附內(nèi)部分散的物質(zhì)。這樣的親水基材的實(shí)例包括石膏、水泥、硅酸鈣、礦渣石膏或它們的類似材料。這些也可以適當(dāng)?shù)亟M合使用。石膏可以是無(wú)水或水化物鹽，并且可以使用各種類型的水泥，包括硅酸鹽水泥。在這種情況下，使用一種骨料和摻和料。此外，雖然對(duì)硅酸鈣沒(méi)有特別的限制，但是，最常用的是通過(guò)使含硅原料與石灰在高壓釜中水熱反應(yīng)獲得的硅酸鈣(雪硅鈣石或硬硅鈣石)。礦渣石膏通常含有20-40％的水造粒高爐礦渣粉末，并且與60-80％的二水石膏(煙氣脫硫石膏)和1-5％硅酸鹽水泥混合。
另一方面，在本發(fā)明中，混入上述基材中的蛭石是含有其主要成分SiO2、MgO和Al2O3的片狀礦物，通常可以是黑云母或綠泥石系統(tǒng)，并且即使由于來(lái)源不同而存在組成等方面的差異也可以使用。比表面積(氮吸附法)通常為10m2/g或更小。雖然對(duì)顆粒尺寸沒(méi)有特別限制，但是通常為5mm或更小，優(yōu)選的是3mm或特別是0.5mm或者更小。例如，雖然由于意外地確定在礦石破碎、選礦、干燥和分級(jí)過(guò)程中，細(xì)顆粒導(dǎo)致蛭石內(nèi)層水分更少的脫水破壞(其中在層間的雙分子層水變成單分子層)，因?yàn)槠洳贿m合于膨脹蛭石的用途，尺寸為0.25mm或更小的細(xì)顆粒產(chǎn)品由于尾料而被處理成非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，但是本發(fā)明相反優(yōu)選地使用這些細(xì)粉。這是因?yàn)閷?duì)于水分調(diào)節(jié)和除臭性能，雙分子層的層間水是優(yōu)選的。
在本發(fā)明中，這種蛭石以基本未膨脹的狀態(tài)使用。即該蛭石通常含有約10-20％的水，在高溫下由于快速加熱產(chǎn)生脫水(從約320-1000℃層間水開(kāi)始分解)而明顯膨脹(在1000℃大部分在1-2秒內(nèi)膨脹到其原始厚度的10-30倍)。因此，在本發(fā)明中使用基本可以獲得這種膨脹程度的蛭石。
此外，在本發(fā)明中優(yōu)選的是使用在混入基材前已經(jīng)經(jīng)過(guò)活化處理的蛭石。活化處理的目的是分解粘附到蛭石上的任何有機(jī)或無(wú)機(jī)物，以重組和恢復(fù)其固有的水分調(diào)節(jié)和吸附性能。雖然活化處理的實(shí)例包括高壓蒸氣處理和鹽水煮沸處理，但是，優(yōu)選的是可以在飽和蒸氣壓和105-200℃通過(guò)蒸氣處理來(lái)進(jìn)行活化處理。
此外，在其中基材特別是硅酸鈣的情況下，即使在水熱反應(yīng)之前混入未經(jīng)活化處理的蛭石，由于其隨后在例如飽和蒸氣壓和150-200℃經(jīng)過(guò)高壓釜處理，所以其最終被活化。
向基材中混入蛭石使得混入量為總組合物(固體部分)5-70重量％，優(yōu)選的是10-50重量％。雖然根據(jù)基材的種類和水分調(diào)節(jié)程度和目標(biāo)建筑材料的其它方面進(jìn)行選擇，為了獲得優(yōu)選的水分吸收和釋放量和速率，對(duì)于形成足夠的蛭石通道，至少15重量％通常是特別優(yōu)選的。
除了上述未膨脹蛭石以外，為了其它目的在各種建筑材料基材中獨(dú)特使用的各種混合材料也可以適當(dāng)?shù)鼗烊氡景l(fā)明的結(jié)構(gòu)材料組合物中。這些混入材料的種類和混入量可以根據(jù)日常的方法確定。適當(dāng)選擇的混入材料的實(shí)例包括紙漿、纖維素纖維、玻璃纖維、煙塵二氧化硅、泡沫玻璃、shirasu空心球、氧化鋁空心球、珍珠巖、硅灰石、海泡石、礫石、砂和有機(jī)粘合劑。
所得的本發(fā)明的建筑材料可以根據(jù)常用方法如薄板成型、擠壓成型、壓制成型和澆注成形成具有希望形狀和尺寸的建筑材料如板。一般來(lái)說(shuō)，在板的情況下，在工業(yè)上選擇使用所謂薄板成型機(jī)的薄板成型。
本發(fā)明的建筑材料優(yōu)選的是在水分吸收和釋放試驗(yàn)中在相對(duì)濕度從60到90％的變化中證明水分吸收和釋放速度，如下文所述的參考實(shí)施例1中所述，其對(duì)于水分吸收在30分鐘內(nèi)達(dá)到平衡值的90％或更大，對(duì)于水分釋放，在25分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)，優(yōu)選的是在20分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到平衡。
雖然用這種方式獲得的建筑材料適用于墻壁材料、天花板材料、隔壁材料或其它內(nèi)墻材料，但是其也可以用作屋檐和屋頂材料或其它外墻材料。
本發(fā)明的建筑材料能夠滿足對(duì)于水分調(diào)節(jié)和/或除臭和美觀的要求。換言之，本發(fā)明的建筑材料特征在于1.本發(fā)明的建筑材料由于具有合適的水分釋放特性而具有優(yōu)異的水分調(diào)節(jié)功能。例如，水分吸收和釋放的平衡、量和速度都是優(yōu)越的。因此，它能防止水分的冷凝、翹曲等，并且還能有效抑制霉菌和螨蟲(chóng)等的生長(zhǎng)。
2.本發(fā)明的建筑材料具有優(yōu)異的除臭功能。例如，本發(fā)明的建筑材料能吸收揮發(fā)性物質(zhì)或有味氣體如甲醛、甲苯和二甲苯。
3.此外，通過(guò)表面拋光等使未膨脹蛭石顆粒浮雕化，可以使本發(fā)明的建筑材料具有花崗巖狀表面，從而可以容易地提供具有美觀的板等。
4.通過(guò)回收本發(fā)明的建筑材料并使其直接經(jīng)過(guò)在約105-150℃的高壓釜中的蒸氣處理，可以再生生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)過(guò)高壓釜處理的產(chǎn)品。這是因?yàn)轵问慌c上述基材反應(yīng)。
5.由于非標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)顆粒制品可以優(yōu)選地用于未膨脹蛭石的原料，所以，可以有效地利用資源。II.下面提供解決上述(B)中所述本發(fā)明目的的方法的解釋。
通過(guò)一種建筑材料組合物和一種用其形成的包含一種建筑材料組合物的建筑材料可以實(shí)現(xiàn)該目的，所述建筑材料組合物由向基材中混入量為總組合物(固體部分)的5-70重量％的未膨脹蛭石組成；其中，未膨脹蛭石還混入總組合物(固體部分)的2.5-20重量％的用量的膨脹蛭石。
雖然對(duì)本發(fā)明中所用的基材沒(méi)有特別的限制，只要其基本不會(huì)降低蛭石的性能，其方式與在以上I中所述相同，但是從水分調(diào)節(jié)和/或除臭方面來(lái)看，其優(yōu)選的是親水形式的。
另一方面，在本發(fā)明中向上述基材中混入的蛭石與以上I中所解釋的相同。
在本發(fā)明中，這種蛭石基本以未膨脹狀態(tài)使用。即所述蛭石通常含有10-20重量％的水，并且由于在高溫下快速加熱產(chǎn)生的脫水(從約320-1000℃層間水開(kāi)始分解)而明顯膨脹(在1000℃在1-2秒內(nèi)大部分膨脹到其原始厚度的10-30倍)。因此，在本發(fā)明中使用基本可以達(dá)到這種膨脹程度的蛭石。
進(jìn)行蛭石向基材中的混入使得混入量為總組合物(固體部分)的5-70重量％，優(yōu)選的是10-50重量％。雖然根據(jù)基材的種類和濕度調(diào)節(jié)的程度以及目標(biāo)建筑材料的其它性能特征進(jìn)行選擇，但是為了獲得優(yōu)選的水分吸收和釋放的量和速度，至少15重量％通常是特別優(yōu)選的，以形成足夠的蛭石通道。
除了上述未膨脹蛭石以外，還必須向本發(fā)明的建筑材料組合物中混入膨脹蛭石，其混入量為總組合物(固體部分)的2.5-20重量％。在混入膨脹蛭石時(shí)，根據(jù)目標(biāo)設(shè)計(jì)和輕質(zhì)性能來(lái)適當(dāng)選擇混入量。此外，雖然對(duì)顆粒尺寸沒(méi)有特別限制，但是通常選擇顆粒尺寸約為0.5-30mm。
在本發(fā)明中，這種膨脹蛭石的組合使用使其可以賦予由這種建筑材料獲得的建筑材料輕質(zhì)性和各種各樣的設(shè)計(jì)，換言之，使其可以賦予具有透明感的片狀表面。
除了上述未膨脹蛭石以外，為了其它目的在各種建筑材料基材中獨(dú)特使用的各種混合材料也可以適當(dāng)?shù)鼗烊氡景l(fā)明的結(jié)構(gòu)材料組合物中。這些混入材料的種類和混入量可以根據(jù)日常的方法確定。適當(dāng)選擇的混入材料的實(shí)例包括骨料、加強(qiáng)材料、摻合物和重量減輕材料，特別是紙漿、纖維素纖維、玻璃纖維、煙塵二氧化硅、泡沫玻璃、“shirasu”(沉積的二氧化硅)空心球、氧化鋁空心球、珍珠巖、硅灰石、海泡石、礫石、砂和有機(jī)粘合劑。
所得的本發(fā)明的建筑材料可以根據(jù)常用方法如薄板成型、擠壓成型、壓制成型和澆注成形成具有希望形狀和尺寸的建筑材料如板。一般來(lái)說(shuō)，在板的情況下，在工業(yè)上選擇使用所謂薄板成型機(jī)的薄板成型。
本發(fā)明的建筑材料優(yōu)選的是在水分吸收和釋放試驗(yàn)中在相對(duì)濕度從60到90％的變化中證明水分吸收和釋放速度，如下文所述的參考實(shí)施例1中所述，其對(duì)于水分吸收在30分鐘內(nèi)達(dá)到平衡值的90％或更大，對(duì)于水分釋放，在25分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)，優(yōu)選的是在20分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到平衡。
雖然用這種方式獲得的建筑材料適用于墻壁材料、天花板材料、隔壁材料或其它內(nèi)墻材料，但是其也可以用作屋檐和屋頂材料或其它外墻材料。
除了上述輕質(zhì)和多種設(shè)計(jì)性能以外，本發(fā)明的建筑材料能滿足對(duì)于前述水分調(diào)節(jié)和/或除臭和美觀的要求。
III.以下提供解決以上(C)中所述本發(fā)明目的的方法的解釋即本發(fā)明的要點(diǎn)是一種建筑材料組合物，其包含在基材中混入未膨脹蛭石，混入量為總組合物(固體部分)的0.5-70重量％；其中，300微米或更小的未膨脹蛭石部分為總組合物(固體部分)的0.5-15重量％，本發(fā)明要點(diǎn)還涉及一種用所述組合物形成的建筑材料以及它們的生產(chǎn)方法。
雖然對(duì)本發(fā)明中所用的基材沒(méi)有特別的限制，只要其基本不會(huì)降低蛭石的性能，其方式與在以上I中所述相同，但是從水分調(diào)節(jié)和/或除臭方面來(lái)看，其優(yōu)選的是親水形式的。
另一方面，在本發(fā)明中向上述基材中混入的蛭石與以上I中所解釋的相同。
在本發(fā)明中，這種蛭石基本以未膨脹狀態(tài)使用。即所述蛭石通常含有10-20重量％的水，并且由于在高溫下快速加熱產(chǎn)生的脫水(從約320-1000℃層間水開(kāi)始分解)而明顯膨脹(在1000℃在1-2秒內(nèi)大部分膨脹到其原始厚度的10-30倍)。因此，在本發(fā)明中使用基本可以達(dá)到這種膨脹程度的蛭石。
把未膨脹蛭石混入到基材中，其用量為300微米或更小的未膨脹蛭石部分為建筑材料中總組合物(固體部分)的0.5-15重量％，其中，未膨脹蛭石的混入量為總組合物(固體部分)的0.5-70重量％。在這種情況下，雖然通過(guò)混入多種類型的具有不同300微米或更小的部分的含量的未膨脹蛭石獲得了各種組合物，例如其90％或更多的300微米或更小的未膨脹蛭石細(xì)粉可以混入基材中使得300微米或更小的部分為總組合物(固體部分)的0.5-15重量％、0.5-10重量％或1-5重量％。
如果300微米或更小的未膨脹蛭石細(xì)粉的量小于0.5重量％，則不能獲得本發(fā)明的效果，而如果該量大于15重量％，則作為本發(fā)明主要目的的彎曲強(qiáng)度的提高達(dá)到最大值并且隨后降低。
進(jìn)行蛭石向基材中的混入使得混入量為總組合物(固體部分)的5-70重量％。雖然根據(jù)基材的種類和濕度調(diào)節(jié)的程度以及目標(biāo)建筑材料的其它性能特征進(jìn)行選擇，但是為了獲得最優(yōu)選的水分吸收和釋放的量和速度，5-70重量％，優(yōu)選的是10-50重量％，且至少15重量％通常是特別優(yōu)選的，以形成足夠的蛭石通道。
另一方面，在使本發(fā)明的主要目的為改善硅酸鈣基建筑材料的抗彎強(qiáng)度、彈性和生產(chǎn)率而不是使主要目的為水分調(diào)節(jié)的情況下，優(yōu)選的是在基材中混入蛭石的量為0.5-15重量％，優(yōu)選的是0.5-10重量％，更優(yōu)選的是1-5重量％。
本發(fā)明中，由于未膨脹蛭石的細(xì)顆?；烊?，在成型槽等中混合過(guò)程中蛭石容易均勻分散在水中，所以，可以改善生產(chǎn)效率和產(chǎn)率，可以有效地使用由于不適用于膨脹用途而廢棄的資源，并且即使混入0.5-5重量％，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)硅酸鈣基建筑材料抗彎強(qiáng)度的貢獻(xiàn)。在這種情況下，優(yōu)選的是使用其90％或更多為300微米或更小的未膨脹蛭石細(xì)粉。混入的未膨脹蛭石細(xì)粉作為雪硅鈣石外延生長(zhǎng)的晶核，促進(jìn)硅酸鈣水化產(chǎn)物的生長(zhǎng)，并且由于降低了未反應(yīng)原料的含量而改善了抗彎強(qiáng)度和彈性(彈性模量降低)。因此，可以獲得斷裂能大的建筑材料。
為了其它目的而在各種建筑材料基材中獨(dú)特使用的各種混合材料也可以適當(dāng)?shù)鼗烊氡景l(fā)明的建筑材料組合物中。這些混入材料的種類和混入量可以是根據(jù)常規(guī)方法的。
所得的本發(fā)明的建筑材料可以根據(jù)常用方法如薄板成型、擠壓成型、壓制成型和澆注成形成具有希望形狀和尺寸的建筑材料如板。一般來(lái)說(shuō)，在板的情況下，在工業(yè)上選擇使用所謂薄板成型機(jī)的薄板成型。
在蛭石的混入量為總組合物(固體部分)的5-70重量％的情況下，本發(fā)明的建筑材料優(yōu)選的是在前述水分吸收和釋放試驗(yàn)中在相對(duì)濕度從60到90％的變化中證明水分吸收和釋放速度，其對(duì)于水分吸收在30分鐘內(nèi)達(dá)到平衡值的90％或更大，對(duì)于水分釋放，在25分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)，優(yōu)選的是在20分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到平衡。
雖然用這種方式獲得的建筑材料適用于墻壁材料、天花板材料、隔壁材料或其它內(nèi)墻材料，但是其也可以用作屋檐和屋頂材料或其它外墻材料。
在蛭石的混入量為總組合物(固體部分)的5-70重量％的情況下，本發(fā)明的建筑材料能滿足水分調(diào)節(jié)和/或除臭以及美觀的要求，如前所述。
而且，即使在蛭石的混入量為總組合物(固體成分)的0.5-5重量％的情況下，也可以改善本發(fā)明的建筑材料的斷裂能，如前所述。
IV.以下提供解決在以上(D)中所述本發(fā)明目的的方法的解釋。
本發(fā)明的要點(diǎn)是(1)包含(A)未膨脹蛭石的涂料組合物，(2)包含未膨脹蛭石、(B)有機(jī)粘合劑和/或(C)無(wú)機(jī)粘合劑的涂料組合物，(3)包含(A)未膨脹蛭石、(B)有機(jī)粘合劑和/或(C)無(wú)機(jī)粘合劑和(D)吸濕材料的涂料組合物，其中，由BET測(cè)定的比表面積為10m2/g或更大，和(4)包含用這些涂料組合物涂敷待涂敷制品的涂敷體。
以下提供本發(fā)明的詳細(xì)解釋。雖然本發(fā)明是一種包含未膨脹蛭石(A)的涂料組合物，本發(fā)明中所用的蛭石與以上I中所述相同。
在本發(fā)明中，這種蛭石基本以未膨脹狀態(tài)使用。即所述蛭石通常含有10-20重量％的水，并且由于在高溫下快速加熱產(chǎn)生的脫水(從約320-1000℃層間水開(kāi)始分解)而明顯膨脹(在1000℃在1-2秒內(nèi)大部分膨脹到其原始厚度的10-30倍)。因此，在本發(fā)明中使用基本可以獲得這種膨脹程度的蛭石。
雖然本發(fā)明中所用的有機(jī)粘合劑的實(shí)例包括涂料和/或糊狀料以及通常用于建筑材料、建筑內(nèi)墻或室內(nèi)家具的涂料等。例如，根據(jù)目的，所述涂料可以適當(dāng)?shù)剡x自樹(shù)脂或乳液涂料，如丙烯酸、尿烷、環(huán)氧、聚酯、硅氧烷、氯乙烯、醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛或苯乙烯-丁二烯基涂料。即所述涂料可以適當(dāng)考慮待涂敷制品的種類、材料等任意選擇。
糊狀料的實(shí)例包括基于藻酸鹽如藻酸鈉、淀粉如小麥淀粉、甘露聚糖如konjak糊、由淀粉熱處理獲得的糊精、蛋白質(zhì)如干酪素、和甲基纖維素如羧甲基纖維素(CMC)、羥丙基甲基纖維素和羥乙基甲基纖維素的糊狀料，其中，具有天然來(lái)源的糊狀料是優(yōu)選的。
此外，本發(fā)明中所用的無(wú)機(jī)粘合劑的實(shí)例包括水泥如硅酸鹽水泥和白水泥、水硬性材料如水造粒爐渣和半水石膏、氣硬性材料如灰槳、石灰?guī)r灰泥粉和氧氯化鎂、以及硅酸鈉，并且可以根據(jù)目的適當(dāng)選擇。
本發(fā)明中，在向未膨脹蛭石中混入上述有機(jī)粘合劑和/或無(wú)機(jī)粘合劑的情況下，相對(duì)于總組合物固體部分，它們優(yōu)選的是按5-70重量％未膨脹蛭石(A)和5-40重量％有機(jī)粘合劑(B)和/或無(wú)機(jī)粘合劑(C)混入，更優(yōu)選的是按0-30重量％有機(jī)粘合劑和0-40重量％無(wú)機(jī)粘合劑混入。
其中向未膨脹蛭石中混入上述有機(jī)粘合劑和/或無(wú)機(jī)粘合劑的涂料組合物在涂敷到待涂敷制品上時(shí)，滿足水分調(diào)節(jié)和/或除臭以及美觀的要求，并且雖然其表明了在水分吸收和釋放的量與速度之間的優(yōu)異平衡，但是，特別優(yōu)選的是涂敷建筑材料或建筑內(nèi)墻，這種建筑材料或建筑內(nèi)墻使用所述建筑材料，其包含一種建筑材料組合物的形成，在該建筑材料組合物中，把上述未膨脹蛭石混入到基材中并且混入量為總組合物(固體部分)的5-70重量％。
此外，為了提高本發(fā)明中的涂料組合物本身的水分吸收，可以獲得一種涂料組合物，其中加入比表面積用BET測(cè)量為10m2/g的吸水材料(D)。優(yōu)選使用的這種吸水材料的實(shí)例包括硅酸鈣、硅藻土、沸石和水鋁英石。這種吸水材料的混入量使其相對(duì)于總組合物固體部分的含量為0-70重量％。關(guān)于提高水分吸收性方面，這種涂料組合物與不加入所述吸水材料的涂料組合物相比，能夠拓寬所涂敷制品的優(yōu)選的應(yīng)用范圍。
除了上述成分(A)-(D)以外，還可以根據(jù)目的向本發(fā)明的涂料組合物中混入各種成分。例如，可以適當(dāng)?shù)厥褂霉橇先绻枭昂秃由?，無(wú)機(jī)粉末如硅灰石、碳酸鈣和海泡石，有機(jī)或無(wú)機(jī)纖維如紙漿和玻璃纖維等，并且在不在涂料中混入的情況下，也可以使用某些顏料成分如顏料和顯色劑。此外，還可以混入膨脹蛭石以防流動(dòng)(running)。
本發(fā)明的涂料組合物涂敷在建筑材料、建筑內(nèi)墻和室內(nèi)固定設(shè)備或其部件形式的待涂敷制品上。建筑材料的優(yōu)選的實(shí)例包括無(wú)機(jī)建筑材料如硅酸鈣、水泥、石膏、硅藻土、沸石、水鋁英石和爐渣石膏，以及木基建筑材料如刨花板(particle board)，并且這些通常在工廠中涂敷。此外，建筑內(nèi)表面的實(shí)例包括已經(jīng)構(gòu)成建筑物的內(nèi)墻、天花板、房間隔壁、門(mén)等的一部分的那些建筑內(nèi)表面，它們通常以所謂建筑涂層的形式在建筑現(xiàn)場(chǎng)涂敷。此外，室內(nèi)固定設(shè)備包括基本沒(méi)有固定到建筑物上的那些固定設(shè)備如家具和私人物品。上述部件是構(gòu)成上述建筑內(nèi)表面或室內(nèi)固定設(shè)備的一部分的部件。此外，待涂敷的制品可以是連接件或修理部分。
這些可以根據(jù)常規(guī)方法涂敷，在建筑現(xiàn)場(chǎng)涂敷的情況下，其典型的實(shí)例包括刷涂、輥刷涂敷和噴涂，或者在工廠涂敷的情況下的鼓風(fēng)機(jī)涂敷(blower coating)和輥涂。
雖然這些涂敷制品的薄膜厚度根據(jù)涂敷制品的材料、種類等而變化，但是其通常選自約10微米-5毫米，優(yōu)選的是約1毫米-3毫米。在涂敷制品是一種建筑材料，即包含通過(guò)形成其中把未膨脹蛭石混入基材中并且混入量為總組合物(固體部分)的5-70重量％的建筑材料組合物的建筑材料，或者是使用所述建筑材料的建筑內(nèi)表面或者室內(nèi)固定設(shè)備的情況下，存在諸如即使涂敷薄膜厚度相當(dāng)大也不抑制所述涂敷制品時(shí)水分調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)。
V.以下提供解決在以上(E)中所述本發(fā)明目的的方法的解釋。
本發(fā)明的要點(diǎn)是用于廢建筑材料的土壤轉(zhuǎn)化方法，其包括通過(guò)把已經(jīng)從向硅酸鈣基基材中混入未膨脹蛭石構(gòu)成的建筑材料組合物成型的建筑材料構(gòu)成的非建筑材料破碎而把非建筑材料轉(zhuǎn)變成土壤。
本發(fā)明中的建筑材料是一種由一種建筑材料組合物成型的建筑材料，所述建筑材料組合物包括向硅酸鈣基基材中混入未膨脹蛭石。雖然對(duì)硅酸鈣基基材沒(méi)有特別的限制，但是最常用的是通過(guò)使含硅原料與石灰在一個(gè)高壓釜中水熱反應(yīng)獲得的硅酸鈣基基材(雪硅鈣石或硬硅鈣石)。
另一方面，混入本發(fā)明的上述基材中的蛭石如下所述。
進(jìn)行向所述基材中混入蛭石使得混入量為總組合物(固體部分)的5-70重量％，優(yōu)選的是10-50重量％。雖然根據(jù)基材的種類和水分調(diào)節(jié)的程度以及目標(biāo)建筑材料的其它特征進(jìn)行選擇，但是為了獲得優(yōu)選的水分吸收和釋放的量和速度，至少15重量％通常是特別優(yōu)選的，以形成足夠的蛭石通道。
除了上述未膨脹蛭石以外，為了其它目的而在建筑材料的基材硅酸鈣中獨(dú)特使用的各種混入材料也可以適當(dāng)?shù)鼗烊氡景l(fā)明的建筑材料組合物中。例如可以含有膨脹蛭石。這些混入材料的種類和混入量可以根據(jù)常規(guī)方法確定。
所得的本發(fā)明的建筑材料可以根據(jù)常用方法如薄板成型、擠壓成型、壓制成型和澆注成形成具有希望形狀和尺寸的建筑材料如板。一般來(lái)說(shuō)，在板的情況下，在工業(yè)上選擇使用所謂薄板成型機(jī)的薄板成型。
本發(fā)明的建筑材料優(yōu)選的是在前述水分吸收和釋放試驗(yàn)中在相對(duì)濕度從60到90％的變化中證明水分吸收和釋放速度，其對(duì)于水分吸收在30分鐘內(nèi)達(dá)到平衡值的90％或更大，對(duì)于水分釋放，在25分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)，優(yōu)選的是在20分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到平衡。
雖然用這種方式獲得的建筑材料適用于墻壁材料、天花板材料、隔壁材料或其它內(nèi)墻材料，但是其也可以用作屋檐和屋頂材料或其它外墻材料。
本發(fā)明的建筑材料能滿足水分調(diào)節(jié)和/或除臭以及美觀的要求，如前所述。
本發(fā)明的方法在這些建筑材料變成廢建筑材料而不是在其用過(guò)后再生為建筑材料的情況下還可以使廢建筑材料轉(zhuǎn)變成土壤。
開(kāi)始雖然首先破碎廢建筑材料，但是這種破碎可以根據(jù)典型的破碎方法而進(jìn)行如使用普通破碎機(jī)。在破碎過(guò)程中，考慮廢建筑材料量、破碎地點(diǎn)等選擇破碎方法。也可以通過(guò)在廢料產(chǎn)生地用破碎方法進(jìn)行破碎處理。
雖然對(duì)于破碎程度沒(méi)有特別限制，但是應(yīng)該根據(jù)目標(biāo)土壤用途適當(dāng)選擇，并且破碎最常見(jiàn)的是進(jìn)行到例如約5毫米或更小。
此外，在上述破碎前或破碎后，也可以根據(jù)需要進(jìn)行在高壓釜中在約100-200℃的沸騰或蒸汽處理，以便除去在廢建筑材料中可能含有的粘附物質(zhì)等。
用這種方式破碎和處理的廢建筑材料可以用作土壤。即在本發(fā)明中獲得的具有良好排水性的人工土壤可以用于包括植物種植、土壤改良和基礎(chǔ)改良的目的。雖然這種人工土壤本身滿足硅酸肥料的作用，但是可以根據(jù)各自的目的加入其它成分。例如，可以加入選自N、P、K和微量元素等各種肥料成分。
VI.以下提供解決在以上(F)中所述本發(fā)明目的的方法的解釋即本發(fā)明的要點(diǎn)是一種建筑材料，其包含用緊固件連接的由把未膨脹蛭石混入到基材中并且混入量為總組合物(固體部分)的5-70重量％的建筑材料組合物成型構(gòu)成的建筑材料。
雖然本發(fā)明中所用的基材是如前面在I中所述的，并且不進(jìn)行任何特別的限制，只要它不導(dǎo)致蛭石性能的明顯降低，但是從水分調(diào)節(jié)和/或除臭方面來(lái)看，其優(yōu)選的是親水的。
另一方面，在本發(fā)明中，混入上述基材中的蛭石是如前所述的。
在本發(fā)明中，這種蛭石基本以未膨脹狀態(tài)使用。即所述蛭石通常含有10-20重量％的水，并且由于在高溫下快速加熱產(chǎn)生的脫水(從約320-1000℃層間水開(kāi)始分解)而明顯膨脹(在1000℃在1-2秒內(nèi)大部分膨脹到其原始厚度的10-30倍)。因此，在本發(fā)明中使用基本可以達(dá)到這種膨脹程度的蛭石。
進(jìn)行蛭石向基材中的混入使得混入量為總組合物(固體部分)的5-70重量％，優(yōu)選的是10-50重量％。雖然根據(jù)基材的種類和濕度調(diào)節(jié)的程度以及目標(biāo)建筑材料的其它性能特征進(jìn)行選擇，但是為了獲得優(yōu)選的水分吸收和釋放的量和速度，至少15重量％通常是特別優(yōu)選的，以形成足夠的蛭石通道。
除了上述未膨脹蛭石以外，還可以適當(dāng)?shù)叵虮景l(fā)明的建筑材料組合物中混入為了其它目的在這種建筑材料基材中獨(dú)特使用的各種混入材料。
所得的本發(fā)明的建筑材料可以根據(jù)常用方法如薄板成型、擠壓成型、壓制成型和澆注成形成具有希望形狀和尺寸的建筑材料如板。一般來(lái)說(shuō)，在板的情況下，在工業(yè)上選擇使用所謂薄板成型機(jī)的薄板成型。
本發(fā)明的建筑材料優(yōu)選的是在水分吸收和釋放試驗(yàn)中在相對(duì)濕度從60到90％的變化中證明水分吸收和釋放速度，如下文所述的參考實(shí)施例1中所述，其對(duì)于水分吸收在30分鐘內(nèi)達(dá)到平衡值的90％或更大，對(duì)于水分釋放，在25分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)，優(yōu)選的是在20分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到平衡。
雖然用這種方式獲得的建筑材料適用于墻壁材料、天花板材料、隔壁材料或其它內(nèi)墻材料，但是其也可以用作屋檐和屋頂材料或其它外墻材料。
本發(fā)明的建筑材料能滿足對(duì)于前述水分調(diào)節(jié)和/或除臭和美觀的要求。
在本發(fā)明中，用這種方式獲得的建筑材料可以用緊固件連接。通常在兩個(gè)建筑材料之間或者在一種建筑材料與另一種部件或結(jié)構(gòu)單元等之間進(jìn)行連接。優(yōu)選使用的緊固件的實(shí)例包括釘子、機(jī)用螺釘、螺栓和螺母、平頭釘、U型釘和銷子。根據(jù)連接的目的適當(dāng)選擇這些緊固件。對(duì)這些緊固件的材料沒(méi)有特別的限制，可以使用任何材料，其實(shí)例包括金屬、木材、竹子、塑料和陶瓷。釘子可以是西方形式的釘子或日本形式的釘子，其實(shí)例包括平頂式、平、方和圓頂釘子。機(jī)用螺釘?shù)膶?shí)例包括圓頂、半圓、平頂和十字凹進(jìn)頂?shù)臋C(jī)用螺釘，而螺栓和螺母通常是六角頂螺栓。銷子的實(shí)例包括細(xì)窄型、螺脊窄型、平窄型、平和圓銷。
在連接時(shí)，由于根據(jù)本發(fā)明的建筑材料具有所謂握力，推測(cè)這種握力是由于未膨脹蛭石產(chǎn)生的彈性后效作用產(chǎn)生的，它可以在連接側(cè)或被連接側(cè)上存在。在連接側(cè)上使用的實(shí)例包括繪畫(huà)、燈、桿和毛巾架。由于用緊固件連接的位置具有足夠的恢復(fù)性，即使在螺釘退出后也可以重新固定在相同的位置上。
而且，由于根據(jù)本發(fā)明的建筑材料具有令人滿意的彈性、沒(méi)有平面阻力和形狀保持性，即使其表面用刨子(plane)刮，也不損壞表面并且可以形成光滑的表面而不產(chǎn)生細(xì)小的刨花。由于根據(jù)本發(fā)明的建筑材料不需要粘附飾面材料如布料和墻紙，從而具有不需要在這種情況下為此目的而使用粘合劑的額外優(yōu)點(diǎn)。
此外，由于根據(jù)本發(fā)明的建筑材料表面刻制足夠容易并且可以用異型銑刀(router)或刻制機(jī)加工，它可以獲得希望的設(shè)計(jì)，并且能通過(guò)賦予其整齊的幾何外形來(lái)任意提高建筑材料的圖案質(zhì)量。
本發(fā)明中的這些用刨子刨或刻制的建筑材料自然也可以用如上所述的緊固件連接。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式下面所述的實(shí)施方案1-5解決了在上述(A)中描述的問(wèn)題。
其次，雖然以下通過(guò)其實(shí)施方案提供了本發(fā)明更詳細(xì)的解釋，但是，本發(fā)明不受這些實(shí)施方案限制。下文所用的術(shù)語(yǔ)“份”表示“重量份”。實(shí)施方案1使用27份石英巖粉末作為含硅原料、27份氫氧化鈣作為含鈣原料、6份紙漿作為增強(qiáng)纖維和40份未膨脹蛭石(來(lái)源南非，顆粒尺寸0.25-0.5毫米)，這些成分用作起始原料，向該起始原料中加入水，然后混合形成固體含量約12％的漿料，在使用薄板成型機(jī)形成粗制薄板后，把該薄板在高壓釜中加壓固化(160-180℃固化約10小時(shí))，然后在80℃干燥到預(yù)定含水量，獲得硅酸鈣板(30cm×30cm×6cm)。實(shí)施方案2使用42份石英巖粉末、42份氫氧化鈣、6份紙漿和10份未膨脹蛭石用與實(shí)施方案1相同的方法獲得硅酸鈣板。實(shí)施方案3向16份爐渣粉末、38份煙氣脫硫石膏粉、6份紙漿和40份未膨脹蛭石中加入水，然后混合形成固體部分約為12％的漿料。然后，在使用薄板成型機(jī)形成粗制薄板后，把薄板在約80℃蒸汽固化約12小時(shí)，然后在80℃干燥，以獲得爐渣石膏板(30cm×30cm×6cm)。實(shí)施方案4把60份半水石膏、40份未膨脹蛭石和24份水混合，把所得的混合物在預(yù)定的模型中澆注成板形，然后在常溫下固化，并在80℃干燥，獲得石膏板(30cm×30cm×6cm)。參考實(shí)施例1(水分吸收和釋放試驗(yàn))根據(jù)以下描述的測(cè)量方法測(cè)定本發(fā)明的建筑材料和市售建筑材料的水分吸收系數(shù)以及水分吸收和釋放速度。
(1)測(cè)量方法和儀器測(cè)量?jī)x器“IGA SORP”，Hiden Analytical Ltd.
測(cè)量方法
把粉末樣品直接放在約1cc的測(cè)量籃中，而塊狀樣品在調(diào)節(jié)到約2-3毫米后放在測(cè)量籃中。
測(cè)量參數(shù)在相對(duì)濕度為0-90％的水分吸收系數(shù)，相對(duì)濕度為60-90％的水分吸收系數(shù)，從相對(duì)濕度為60％到相對(duì)濕度為90％的水分吸收速度，從相對(duì)濕度90％到相對(duì)濕度為60％的水分釋放速度。
按照30分鐘的循環(huán)重復(fù)測(cè)試水分吸收和釋放速度。
(2)測(cè)量樣品本發(fā)明使用在實(shí)施方案1-4中所獲得的下列板。
實(shí)施方案1含有40重量％未膨脹蛭石的硅酸鈣板實(shí)施方案2含有10重量％未膨脹蛭石的硅酸鈣板實(shí)施方案3含有40重量％未膨脹蛭石的爐渣石膏板實(shí)施方案4含有40重量％未膨脹蛭石的石膏板對(duì)比制品使用以下A-H的制品。
A水鋁英石燒制板(商品)B水鋁英石(來(lái)源Tochigi省，日本)C含有30重量％沸石的爐渣石膏板(商品)D沸石(來(lái)源Miyagi省，日本)E含有40重量％硅藻土的硅酸鈣板(商品)F硅藻土(來(lái)源Akita省，日本)G含有40重量％膨脹蛭石的硅酸鈣板(除了使用膨脹蛭石以外，用與實(shí)施方案1相同的方法獲得)H硅酸鈣板(在實(shí)施方案1中使用47份石英巖、47份氫氧化鈣和6份紙漿獲得)(3)測(cè)量結(jié)果表示于表1中。
表1
這些結(jié)果表明，本發(fā)明的建筑材料表現(xiàn)出在水分吸收和釋放特性的量和速度之間的優(yōu)異的平衡。以30分鐘循環(huán)測(cè)試水分吸收和水分釋放，在本發(fā)明的建筑材料中，由于在水分吸收和釋放之間的令人滿意的平衡，在水分釋放過(guò)程中的基線保持恒定，但是在對(duì)比制品中，由于水分釋放不能保持不落后于水分吸收，所以基線往往隨時(shí)間在右側(cè)向上漂移。從這些發(fā)現(xiàn)還可以確定，本發(fā)明的建筑材料抵抗水分的凝聚。
參考實(shí)施例2在180℃高壓釜中處理蛭石，以觀察蒸汽處理對(duì)水分吸收和釋放特性的影響。那些結(jié)果表示于表2中。
表2
實(shí)施方案5向27份石英巖粉末、33份氫氧化鈣和40份未膨脹蛭石中加入水，然后混合形成固體含量約12％的漿料，然后把這種漿料在高壓釜(190-200°約10分鐘)中加壓固化。然后，把這種產(chǎn)品干燥到預(yù)定的含水量，以獲得硬硅鈣石基硅酸鈣板。
根據(jù)按照參考實(shí)施例1中所述的方法測(cè)量的水分吸收和釋放試驗(yàn)，與實(shí)施方案1的硅酸鈣板相比，水分吸收量略大同時(shí)水分釋放速度略大。
下面所述的實(shí)施方案6-10解決了在上述(B)中所述的問(wèn)題。實(shí)施例6作為原料，把27份石英巖粉末作為含硅原料、27份氫氧化鈣作為含鈣原料、5份膨脹蛭石、6份紙漿作為增強(qiáng)纖維和40份未膨脹蛭石(來(lái)源南非，顆粒尺寸0.25-0.5mm)，向該原料中加入水，然后混合形成固體比例約12％的漿料，在使用薄板成型機(jī)形成粗制薄板后，把所述薄板在高壓釜中加壓固化(160-180℃約10小時(shí))，然后在80℃下干燥到預(yù)定的含水量，以獲得硅酸鈣板(30cm×30cm×6mm)。
實(shí)施方案7使用40份石英巖粉末、40份氫氧化鈣、6份紙漿、4份膨脹蛭石和10份未膨脹蛭石，用與實(shí)施方案6相同的方法獲得硅酸鈣板。
實(shí)施方案8向16份爐渣粉末、38份煙氣脫硫石膏粉末、6份紙漿、4份膨脹蛭石和40份未膨脹蛭石，然后混合形成固體部分約12％漿料。然后，在使用薄板成型機(jī)形成粗制薄板后，把薄板在約80℃固化蒸汽固化約12小時(shí)，然后在80℃干燥以獲得爐渣石膏板(30cm×30cm×6mm)。
實(shí)施方案9把60份半水石膏、36份未膨脹蛭石、4份膨脹蛭石和24份水混合，把所得的混合物在預(yù)定的模具中澆注成型成板狀，然后在常溫下固化并在80℃干燥以獲得石膏板(30cm×30cm×6mm)。
實(shí)施方案10向27份石英巖粉末、33份氫氧化鈣、5份膨脹蛭石和40份未膨脹蛭石中加入水，然后混合形成固體含量約12％的漿料，然后把這種漿料在高壓釜(190-200°約10小時(shí))中加壓固化。然后，把這種產(chǎn)品在80℃干燥到預(yù)定的含水量，以獲得硬硅鈣石基硅酸鈣板。
根據(jù)水分吸收和釋放試驗(yàn)，與實(shí)施方案6的硅酸鈣板相比，水分吸收量略大而水分釋放速度略高。
根據(jù)實(shí)施方案6-10獲得的建筑材料，都表現(xiàn)出改善的水分調(diào)節(jié)以及改善的設(shè)計(jì)質(zhì)量，吸音性能和加工性能，并且具有透明感覺(jué)的片狀表面。
下面所述的實(shí)施方案11-14解決了在上述(C)中所述的問(wèn)題。
實(shí)施方案11作為原料，把27份石英巖粉末作為含硅原料、27份氫氧化鈣作為含鈣原料、6份紙漿作為增強(qiáng)纖維和40份未膨脹蛭石(來(lái)源南非，顆粒尺寸300微米或更小的部分等于整個(gè)組合物(固體部分)的約5.0wt％)，向該原料中加入水，然后混合形成固體比例約12％的漿料，在使用薄板成型機(jī)形成粗制薄板后，把所述薄板在高壓釜中加壓固化(160-180℃約10小時(shí))，然后在80℃下干燥到預(yù)定的含水量，以獲得硅酸鈣板(30cm×30cm×6mm)。在本實(shí)施方案中，由于混入未膨脹蛭石的細(xì)粉，在混合過(guò)程中蛭石容易均勻地分散在水中，導(dǎo)致生產(chǎn)效率和產(chǎn)率的提高。
實(shí)施方案12使用42份石英巖粉末、42份氫氧化鈣、6份紙漿和10份其90％或更多為300微米或更小的未膨脹蛭石細(xì)粉，用與實(shí)施方案11相同的方法獲得硅酸鈣板。
實(shí)施方案13向16份爐渣粉末、38份煙氣脫硫石膏粉末、6份紙漿和40份未膨脹蛭石(顆粒尺寸300微米或更小的部分等于整個(gè)組合物(固體部分)的約5.0wt％)中加入水，然后混合形成固體含量約12％的漿料。然后在使用薄板成型機(jī)形成粗制薄板后，把所述薄板在高壓釜中在約80℃蒸汽固化約12小時(shí)，然后在80℃下干燥，以獲得硅酸鈣板(30cm×30cm×6mm)。
實(shí)施方案14作為原料，把分別為30份和10份的石英巖粉末和硅藻土作為含硅原料、40份氫氧化鈣作為含鈣原料、6份紙漿作為增強(qiáng)纖維、10份碳酸鈣作為二維穩(wěn)定劑、和4份其90％或更多為300微米或更小的未膨脹蛭石細(xì)粉(來(lái)源南非)，向該原料中加入水，然后混合形成固體比例約12％的漿料，在使用薄板成型機(jī)形成粗制薄板后，把所述薄板在高壓釜中加壓固化(160-180℃約10小時(shí))，然后在80℃下干燥到預(yù)定的含水量，以獲得硅酸鈣板(30cm×30cm×6mm)。所述板的物理性能如下彎曲強(qiáng)度13.1N/mm2、楊氏模量5.7kN/mm2、體積密度0.75。
對(duì)比實(shí)施例1用與實(shí)施方案14相同的方式獲得硅酸鈣板(30cm×30cm×6mm)，但是不使用未膨脹蛭石。所述板的物理性能如下彎曲強(qiáng)度11.6N/mm2、楊氏模量6.9kN/mm2、體積密度0.75。
下面所述的實(shí)施方案15-21解決了在上述(D)中所述的問(wèn)題。
參考實(shí)施例2含有未膨脹蛭石的硅酸鈣板的生產(chǎn)作為原料，把27份石英巖粉末作為含硅原料、27份氫氧化鈣作為含鈣原料、6份紙漿作為增強(qiáng)纖維和40份未膨脹蛭石(來(lái)源南非，顆粒尺寸0.25-0.5mm)，向該原料中加入水，然后混合形成固體比例約12％的漿料，在使用薄板成型機(jī)形成粗制薄板后，把所述薄板在高壓釜中加壓固化(160-180℃約10小時(shí))，然后在80℃下干燥到預(yù)定的含水量，以獲得含有未膨脹蛭石的硅酸鈣板(30cm×30cm×6mm)。
參考實(shí)施例3使用47份石英巖粉末作為含硅原料、47份氫氧化鈣作為含鈣原料和6份紙漿作為增強(qiáng)纖維用與參考實(shí)施例2相同的方法獲得硅酸鈣板。
實(shí)施方案15制備具有下文表明的組分的涂料組合物。
組成(A)65wt％未膨脹蛭石/(B)35wt％丙烯酸乳液涂料使用Hobart混合機(jī)混合獲得涂料組合物，然后使用輥涂機(jī)法把這種涂料組合物涂敷到在參考實(shí)施例2中獲得的含有未膨脹蛭石的硅酸鈣板上，達(dá)到2mm的厚度，以獲得預(yù)定的涂敷的硅酸鈣板。這種涂敷的硅酸鈣板具有柔韌的涂敷的薄膜，并且對(duì)于在水分吸收和釋放的量和速度之間的平衡表現(xiàn)出優(yōu)異的特性。
實(shí)施方案16組成(A)40wt％未膨脹蛭石/(B)25wt％丙烯酸乳液涂料/(C)35wt％硅酸鈣使用Hobart混合機(jī)混合獲得涂料組合物，然后使用輥涂機(jī)法把這種涂料組合物涂敷到在參考實(shí)施例3中獲得的含有未膨脹蛭石的硅酸鈣板上，達(dá)到2mm的厚度，以獲得預(yù)定的涂敷的硅酸鈣板。這種涂敷的硅酸鈣板具有柔韌的涂敷薄膜，并且對(duì)于在水分吸收和釋放的量和速度之間的平衡表現(xiàn)出優(yōu)異的特性。
實(shí)施方案17組成(A)65wt％未膨脹蛭石/(C)35wt％水泥(灰漿)使用Hobart混合機(jī)混合獲得涂料組合物，然后使用輥涂機(jī)法把這種涂料組合物涂敷到在參考實(shí)施例2中獲得的含有未膨脹蛭石的硅酸鈣板上，達(dá)到2mm的厚度，以獲得預(yù)定的涂敷的硅酸鈣板。這種涂敷的硅酸鈣板具有堅(jiān)硬的、吸濕的涂層，并且對(duì)于在水分吸收和釋放的量和速度之間的平衡表現(xiàn)出優(yōu)異的特性。
實(shí)施方案18組成(A)35wt％未膨脹蛭石/(C)30wt％水泥(灰漿)/(D)35wt％硅酸鈣使用Hobart混合機(jī)混合獲得涂料組合物，然后使用輥涂機(jī)法把這種涂料組合物涂敷到在參考實(shí)施例2中獲得的含有未膨脹蛭石的硅酸鈣板上，達(dá)到2mm的厚度，以獲得預(yù)定的涂敷的硅酸鈣板。這種涂敷的硅酸鈣板具有堅(jiān)硬的、吸濕的涂層，并且對(duì)于在水分吸收和釋放的量和速度之間的平衡表現(xiàn)出優(yōu)異的特性。
實(shí)施方案19組成(A)65wt％未膨脹蛭石/(C)35wt％海藻酸鈉使用Hobart混合機(jī)混合獲得涂料組合物，然后使用輥涂機(jī)法把這種涂料組合物涂敷到在參考實(shí)施例3中獲得的含有未膨脹蛭石的硅酸鈣板上，達(dá)到2mm的厚度，以獲得預(yù)定的涂敷的硅酸鈣板。這種涂敷的硅酸鈣板對(duì)于在水分吸收和釋放的量和速度之間的平衡表現(xiàn)出優(yōu)異的特性。
實(shí)施方案20組成(A)40wt％未膨脹蛭石/(B)20wt％海藻酸鈉/(D)40wt％水鋁英石使用Hobart混合機(jī)混合獲得涂料組合物，然后使用輥涂機(jī)法把這種涂料組合物涂敷到在參考實(shí)施例3中獲得的含有未膨脹蛭石的硅酸鈣板上，達(dá)到2mm的厚度，以獲得預(yù)定的涂敷的硅酸鈣板。這種涂敷的硅酸鈣板對(duì)于在水分吸收和釋放的量和速度之間的平衡表現(xiàn)出優(yōu)異的特性。
實(shí)施方案21組成(A)35wt％未膨脹蛭石/(B)5wt％海藻酸鈉/(C)20wt％灰漿/(D)40wt％硅藻土使用Hobart混合機(jī)混合獲得涂料組合物，然后使用輥涂機(jī)法把這種涂料組合物涂敷到在參考實(shí)施例3中獲得的硅酸鈣板上，達(dá)到2mm的厚度，以獲得預(yù)定的涂敷的硅酸鈣板。這種涂敷的硅酸鈣板具有光滑的表面并且對(duì)于在水分吸收和釋放的量和速度之間的平衡表現(xiàn)出優(yōu)異的特性。
下文所述的實(shí)施方案22-27解決在上述(E)中的問(wèn)題實(shí)施方案22-24把實(shí)施方案1、2和5中獲得的硅酸鈣建筑材料在室外放置6個(gè)月后，把它們分別破碎，獲得粒徑約3-5毫米的顆粒產(chǎn)物A-C。然后這些產(chǎn)物用作人工含硅肥料，并且表現(xiàn)出生長(zhǎng)植物的令人滿意的排水作用。
實(shí)施方案25-27用相同的方法加工實(shí)施方案22-24中所得的顆粒產(chǎn)物A-C，但是另外在約150℃進(jìn)行約1小時(shí)的蒸汽處理，獲得人工土壤D-F。
下述實(shí)施方案28-30解決在上述(F)中所述的問(wèn)題。
實(shí)施方案28(連接扶桿的連接)當(dāng)用木螺釘(厚度3.8毫米，長(zhǎng)32毫米)把扶桿連接到用在實(shí)施方案1中所獲得的硅酸鈣板作為內(nèi)墻材料的墻表面上時(shí)，不存在固定方面的任何問(wèn)題，并且獲得了足夠的連接。
此外，根據(jù)建筑研究所(Building Research Institute)的標(biāo)準(zhǔn)，使用拉伸強(qiáng)度測(cè)試儀測(cè)量拉伸強(qiáng)度。
試件尺寸10mm×300mm×300mm螺釘插入位置中心和離試件邊緣10cm試驗(yàn)結(jié)果木螺釘-中心47kgf邊緣47kgf實(shí)施方案29(刨削planing))
當(dāng)在實(shí)施方案2-4中獲得的硅酸鈣板、爐渣石膏板、石膏板用平刨刨削時(shí)，刨花與刨削木頭的情況相同，沒(méi)有產(chǎn)生細(xì)粉末并且獲得了光滑的刨削表面。
實(shí)施方案30(刻制)在實(shí)施方案5中獲得的硅酸鈣板的表面使用刻紋機(jī)刻制成格子圖案。沒(méi)有觀察到缺失部分(deletions)。
權(quán)利要求
1.一種建筑材料組合物，其包括向基材中混入未膨脹蛭石，其中，混入量為總組合物(固體部分)的5-70重量％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的建筑材料組合物，其中，混入量為總組合物(固體部分)的10-50重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的建筑材料組合物，其中，所述基材是親水的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的建筑材料組合物，其中，基材選自石膏、水泥、硅酸鈣和爐渣石膏的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的建筑材料組合物，其中，所述蛭石是活化的蛭石。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的建筑材料組合物，其中，所述蛭石在混入后活化。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的任一項(xiàng)的建筑材料組合物，其中，所述活化處理是蒸汽處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的建筑材料組合物，其中，所述蒸汽是105-200℃的飽和蒸汽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的建筑材料組合物，其包括另外混入骨料、增強(qiáng)材料、摻和料和/或減輕重量的材料。
10.一種生產(chǎn)建筑材料組合物的方法，其包括向基材中混入未膨脹蛭石，使得混入量為總組合物(固體部分)的5-70重量％，以獲得建筑材料組合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的生產(chǎn)方法，其中，所述基材選自石膏、水泥、硅酸鈣和爐渣石膏的一種或多種。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的生產(chǎn)方法，其中，所述蛭石是活化的蛭石。
13.一種建筑材料，其通過(guò)成型根據(jù)權(quán)利要求1的建筑材料組合物構(gòu)成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的建筑材料，其中，所述成型是薄板成型、擠出成型、壓制成型或澆注。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的建筑材料，其中，所述建筑材料是一種內(nèi)墻材料。
16.一種建筑材料，其中，當(dāng)相對(duì)濕度從60％變化到90％的情況下的水分吸收和釋放速度為對(duì)于水分吸收在30分鐘內(nèi)達(dá)到平衡值的90％或更高，對(duì)于水分釋放，在25分鐘或更短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到平衡。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的建筑材料，其含有未膨脹蛭石。
18.一種建筑材料生產(chǎn)方法，其包括向基材中混入未膨脹蛭石使其混入量為總組合物(固體部分)的5-70重量％，獲得一種建筑材料組合物，然后把這種建筑材料組合物成型獲得一種建筑材料。
19.一種建筑材料組合物，其包括向基材中混入未膨脹蛭石并且混入量為總組合物(固體部分)的5-70重量％，其中，還混入總組合物(固體部分)的2.5-20重量％的膨脹蛭石。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的建筑材料組合物，其中，未膨脹蛭石的混入量為總組合物(固體部分)的10-50重量％。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的建筑材料組合物，其中，所述基材選自石膏、水泥、硅酸鈣和爐渣石膏的一種或多種。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的建筑材料組合物，其中，所述未膨脹蛭石是活化的蛭石。
23.一種生產(chǎn)建筑材料組合物的方法，其包括向基材中混入未膨脹蛭石使得混入量為總組合物(固體部分)的5-70重量％并且混入組合物總量(固體部分)的2.5-20重量％的膨脹蛭石，以獲得建筑材料組合物。
24.一種建筑材料，通過(guò)成型根據(jù)權(quán)利要求19的建筑材料組合物而構(gòu)成。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的建筑材料，其中，成型是薄板成型、擠出成型、壓制成型或澆注。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的建筑材料，其中，所述建筑材料是內(nèi)墻材料。
27.一種建筑材料生產(chǎn)方法，其包括向基材中混入未膨脹蛭石使得混入量為組合物總量(固體部分)的5-70重量％并混入組合物總量(固體部分)的2.5-20重量％的膨脹蛭石，以獲得建筑材料組合物，然后成型這種建筑材料組合物，以獲得建筑材料。
28.一種建筑材料組合物，其包括向基材中混入未膨脹蛭石并且混入量為組合物總量(固體部分)的0.5-70重量％，其中，300微米或更小的未膨脹蛭石的比例為組合物總量(固體部分)的0.5-15重量％。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的建筑材料組合物，其中，把其90％或更多為300微米或更小的未膨脹蛭石細(xì)粉混入到基材中，混入量為組合物總量(固體部分)的0.5-15重量％。
30.根據(jù)權(quán)利要求28的建筑材料組合物，其中，把其90％或更多為300微米或更小的未膨脹蛭石細(xì)粉混入到基材中，混入量為組合物總量(固體部分)的0.5-10重量％。
31.根據(jù)權(quán)利要求28的建筑材料組合物，其中，把其90％或更多為300微米或更小的未膨脹蛭石細(xì)粉混入到基材中，混入量為組合物總量(固體部分)的1-5重量％。
32.根據(jù)權(quán)利要求28的建筑材料組合物，其中，基材選自水泥、硅酸鈣和爐渣石膏的一種或多種。
33.根據(jù)權(quán)利要求28的建筑材料組合物，其中，所述蛭石是活化的蛭石。
34.一種生產(chǎn)建筑材料組合物的方法，其包括向基材中混入未膨脹蛭石并且混入量為組合物總量(固體部分)的0.5-70重量％，其中，混入未膨脹蛭石使得300微米或更小的未膨脹蛭石的比例為組合物總量(固體部分)的0.5-15重量％，以獲得建筑材料組合物。
35.根據(jù)權(quán)利要求34的生產(chǎn)建筑材料組合物的方法，其中，把其90％或更多為300微米或更小的未膨脹蛭石細(xì)粉混入基材中，混入量為組合物總量(固體部分)的0.5-15重量％。
36.根據(jù)權(quán)利要求34的生產(chǎn)方法，其中，基材選自水泥、硅酸鈣和爐渣水泥的一種或多種。
37.根據(jù)權(quán)利要求34的生產(chǎn)方法，其中，所述蛭石是活化的蛭石。
38.一種建筑材料，其由成型根據(jù)權(quán)利要求28的建筑材料組合物構(gòu)成。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的建筑材料，其中，所述成型是薄板成型、擠出成型、壓制成型或澆注。
40.一種建筑材料生產(chǎn)方法，其包括建筑材料組合物的生產(chǎn)，其中，向基材中混入未膨脹蛭石并且混入量為組合物總量(固體部分)的0.5-70重量％；其中，混入未膨脹蛭石使得300微米或更小的未膨脹蛭石的比例為組合物總量(固體部分)的0.5-15重量％，以獲得建筑材料組合物，然后把這種建筑材料組合物成型，以獲得建筑材料。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的建筑材料生產(chǎn)方法，其中，把其90％或更多為300微米或更小的未膨脹蛭石細(xì)粉混入到基材中，混入量為組合物總量(固體部分)的0.5-15重量％。
42.一種涂料組合物，其含有(A)未膨脹蛭石。
43.一種涂料組合物，其含有(A)未膨脹蛭石和(B)有機(jī)粘合劑和/或(C)無(wú)機(jī)粘合劑。
44.一種涂料組合物，其含有(A)未膨脹蛭石、(B)有機(jī)粘合劑和/或(C)無(wú)機(jī)粘合劑、和一種吸水材料，其中由BET測(cè)定的比表面積為10m2/g或更大。
45.根據(jù)權(quán)利要求43或44的涂料組合物，其中，(B)有機(jī)粘合劑選自涂料和/或糊狀料。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的涂料組合物，其中，所述涂料選自丙烯酸、尿烷、環(huán)氧、聚酯、硅氧烷、氯乙烯、醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛或苯乙烯-丁二烯基樹(shù)脂或乳液涂料。
47.根據(jù)權(quán)利要求45的涂料組合物，其中，所述糊狀料選自藻酸鹽、淀粉、甘露聚糖、糊精、蛋白質(zhì)和甲基纖維素基糊狀料。
48.根據(jù)權(quán)利要求43或44的涂料組合物，其中，(C)無(wú)機(jī)粘合劑是水硬性材料。
49.根據(jù)權(quán)利要求48的涂料組合物，其中，所述水硬性材料是水泥或半水石膏。
50.根據(jù)權(quán)利要求44的涂料組合物，其中，所述吸水材料選自硅酸鈣、硅藻土、沸石或水鋁英石。
51.根據(jù)權(quán)利要求44的涂料組合物，其按組合物固體部分總量計(jì)含有(A)未膨脹蛭石5-70重量％，(B)有機(jī)粘合劑和/或(C)無(wú)機(jī)粘合劑5-40重量％，和(D)吸水材料0-70重量％。
52.一種涂敷體，其包括用權(quán)利要求43的涂料組合物涂敷一種制品的涂層。
53.根據(jù)權(quán)利要求52的涂敷體，其中，待涂敷制品是一種建筑材料、土建內(nèi)墻、室內(nèi)固定設(shè)備或其任何部件。
54.根據(jù)權(quán)利要求52的涂敷體，其中，待涂敷制品是連接或修復(fù)部分。
55.一種廢建筑材料的土壤轉(zhuǎn)化方法，其包括通過(guò)破碎由一種建筑材料組合物成型的建筑材料構(gòu)成的廢建筑材料把廢建筑材料轉(zhuǎn)換成土壤，所述建筑材料組合物通過(guò)向硅酸鈣基建筑材料混入未膨脹蛭石構(gòu)成。
56.一種廢建筑材料的土壤轉(zhuǎn)化方法，其包括通過(guò)破碎由一種建筑材料組合物成型的建筑材料構(gòu)成的廢建筑材料，然后進(jìn)行蒸汽處理把廢建筑材料轉(zhuǎn)換成土壤，所述建筑材料組合物通過(guò)向硅酸鈣基建筑材料混入未膨脹蛭石構(gòu)成。
57.一種廢建筑材料的土壤轉(zhuǎn)化方法，其包括通過(guò)對(duì)由一種建筑材料組合物成型的建筑材料構(gòu)成的廢建筑材料進(jìn)行蒸汽處理，然后破碎把廢建筑材料轉(zhuǎn)換成土壤，所述建筑材料組合物通過(guò)向硅酸鈣基建筑材料混入未膨脹蛭石構(gòu)成。
58.根據(jù)權(quán)利要求55的廢建筑材料土壤轉(zhuǎn)化方法，其中，未膨脹蛭石的混入量為所述建筑材料組合物(固體部分)的5-70重量％。
59.根據(jù)權(quán)利要求56-57的建筑材料土壤轉(zhuǎn)化方法，其中，蒸汽處理在100-200℃下進(jìn)行。
60.一種人工土壤，其根據(jù)權(quán)利要求55的廢建筑材料土壤轉(zhuǎn)化法獲得。
61.根據(jù)權(quán)利要求60的人工土壤，其中，加入一種肥料成分。
62.一種建筑材料，其包含用緊固件連接建筑材料，該建筑材料通過(guò)成型一種建筑材料組合物構(gòu)成，所述建筑材料組合物包括向基材中混入未膨脹蛭石，使得混入量為組合物總量(固體部分)的5-70重量％。
63.根據(jù)權(quán)利要求62的建筑材料，其中，所述緊固件是釘子、機(jī)用螺釘、螺栓和螺母、平頭釘、U型釘或銷子。
64.根據(jù)權(quán)利要求62的建筑材料，其中，所述建筑材料是內(nèi)墻材料。
65.根據(jù)權(quán)利要求62的建筑材料，其中，所述建筑材料的表面用刨子刨削。
66.根據(jù)權(quán)利要求62的建筑材料，其中，刻制所述建筑材料的表面。
67.根據(jù)權(quán)利要求62的建筑材料，其中，所述混入量為組合物總量(固體部分)的10-50重量％。
68.根據(jù)權(quán)利要求62的建筑材料，其中，所述基材選自爐渣、水泥、硅酸鈣或爐渣石膏的一種或多種。
69.根據(jù)權(quán)利要求62的建筑材料，其中，所述蛭石是活化的蛭石。
70.根據(jù)權(quán)利要求69的建筑材料，其中，所述活化處理是蒸汽處理。
71.根據(jù)權(quán)利要求62的建筑材料，其中，所述成型是薄板成型、擠出成型、壓制成型或澆注。
72.一種建筑材料，其包括用刨子刮削建筑材料表面，所述建筑材材由成型一種建筑材料組合物構(gòu)成，所述建筑材材組合物通過(guò)向基材中混入未膨脹蛭石并使混入量為組合物總量(固體部分)的5-70重量％而構(gòu)成。
73.一種建筑材料，其包括刻制所述建筑材料表面，所述建筑材料由成型一種建筑材料組合物構(gòu)成，所述建筑材材組合物通過(guò)向基材中混入未膨脹蛭石并使混入量為組合物總量(固體部分)的5-70重量％而構(gòu)成。
74.一種建筑材料連接方法，其包括用緊固件連接建筑材料，所述建筑材材通過(guò)向基材中混入未膨脹蛭石且混入量為組合物總量(固體部分)的5-70重量％，然后成型該建筑材料組合物而獲得。
75.根據(jù)權(quán)利要求74的建筑材料連接方法，其中，所述緊固件是釘子、機(jī)用螺釘、螺栓和螺母、平頭釘、U型釘或銷子。
76.根據(jù)權(quán)利要求74的建筑材料連接方法，其中，所述建筑材料表面用一個(gè)刨子刮削。
77.根據(jù)權(quán)利要求74的建筑材料連接方法，其中，所述建筑材料表面進(jìn)行刻制。
全文摘要
一種建筑材料組合物，其中包含基材和其中混入的未膨脹蛭石，相對(duì)于組合物總量(固體)，未膨脹蛭石含量為5－70重量％。該組合物可以有效地使用作為天然資源的蛭石，并且提供一種建筑材料和涂料組合物，其可以滿足濕度控制和/或除臭的要求，并具有良好的外觀，特別是在水分吸收和釋放的量和速度之間的平衡方面是優(yōu)異的。此外，當(dāng)該建筑材料用后廢棄時(shí)，把該建筑材料破碎并轉(zhuǎn)變成土壤。
文檔編號(hào)C09D7/12GK1395548SQ01803611
公開(kāi)日2003年2月5日 申請(qǐng)日期2001年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月10日
發(fā)明者福田恭彬, 塩地博文, 大久保元正, 矢萩文行, 三田利彥, 石原和雄 申請(qǐng)人:三菱商事建材株式會(huì)社