专利名称：处理木素纤维素材料或膨化矿物以制造最终制品的方法
背景技术：
本发明涉及一种由基础原料制备用于随后制造最终制品的起始原料的方法，其中所述的基础原料包含基本上干燥的细磨的木素纤维素纤维或剥离的蛭石颗粒料或膨化的珍珠岩颗粒料；本发明还涉及由这些原料制造最终制品的工艺。
木素纤维素复合板制品，无论是平板材还是异型板材，均由天然纤维质植物材料，如农作物纤维材料或木材的碎片、颗粒、纤维、薄片、碎屑或束状物加工而成，这是众所周知的，而且当前已有许多不同的制造方法。这类制品通常是由甲醛缩合树脂，如脲醛、密胺和酚醛树脂，或聚脲或异氰酸酯缩醛树脂粘结而成的。尽管这类木素纤维素复合板制品已获成功，但总还需要一种新型的产品，尤其是采用新型原材料制造的新产品。
根据1995年公布的数字，全球每年从机械纯化法回收纸张的流程中排放出的物料可能在1千万吨左右，而且产出率达91％。因此，废纸的回收利用迅速落后于对废弃物利用的需求。显而易见，需要对这些废料加以利用，但是工艺上存在许多困难。一个困难是在这些废料中存在着矿物质，其含量高达渣泥的50％；另一个困难是难以加工制成质量良好的产品。
本发明目的在于利用这种渣泥以及诸如中密度纤维之类的其它原料，用于制造有用的产品。
发明概述本发明的第一个方面在于提供一种由基础原料制备用于随后制造最终制品的起始原料的方法，其中所述的基础原料选自木素纤维素材料，剥离的蛭石，或膨化珍珠岩，或其中的两者或三者的混合物；该方法包括下列步骤(1)提供基础原料，该原料为基本上干燥的细磨木素纤维素纤维或基本上干燥的细磨剥离的蛭石颗粒料或基本上干燥的细磨膨化珍珠岩颗粒料，或其中的两者或三者的混合物；及
(2)将该基础原料与下列物料混合以制备起始物料(a)适量的细磨干粉状热固性树脂，及(b)适量的细磨干粉状水凝粘结剂。
该方法优选还包括下列步骤(3)使步骤(2)的起始物料经受适当温度和压力条件，促使热固性树脂固化以制成粘聚产物。
本发明的第二个方面是提供一种用上述方法制成的粘聚产物来制造最终制品的工艺，该工艺包括下列步骤(A)为该粘聚产物提供能使水凝粘结剂产生水合作用的足量的水，以便使水凝粘结剂固化从而制成最终制品。
所谓“细磨的木素纤维素纤维”指的是木素纤维素材料的单纤或含少数单纤的纤束。换句话说，木素纤维素材料被粉碎成单纤或由少数纤维构成的纤束，而不是粉碎成碎片或颗粒料。该纤维的长度为0.5mm～12mm，优选的为1mm～6mm。
所谓“细磨的剥离的蛭石颗粒料”指的是这样一类剥离的蛭石颗粒料，其颗粒大小分为微米粒级(0.5mm及以下)、超细粒级(1mm及以下)、细粒级(2mm及以下)、中等粒级(4mm及以下)和粗粒级(8mm及以下)。
所谓“细磨的膨化珍珠岩颗粒料”指的是膨化的珍珠岩或火山玻璃，其颗粒直径大小为5μm～2000μm。
木素纤维素基础原料也可以是已经研磨好的微细纤维料。
但是，在步骤(1)中的木素纤维素基础原料也可由适当材料的颗粒料或碎片通过研磨或粉碎等方法进行制备。在这种情况下，步骤(1)可在步骤(2)之前或之后进行。
热固性树脂最好是含适当催化剂的线型酚醛清漆树脂。
热固性树脂的优选用量为水凝粘结剂质量的2％～20％，即热固性树脂与水凝粘结剂的质量比为2∶100～20∶100。
水凝粘结剂是一种与水结合即产生水合作用并固化的物质。优选的水凝粘结剂是卜特兰水泥、高铝水泥、石膏水泥、α或β型半水合硫酸钙、氯氧化镁、羟基硫酸镁、磺基铝酸钙水泥、碱性硅酸盐、磨碎的高炉矿渣以及这些粘结剂中的任意两种或多种的混合物。
水凝粘结剂的优选用量为所述基础原料质量的50％～2000％，即水凝粘结剂与该基础原料的质量比为1∶2～20∶1；当优选的质量比为10∶1～5∶1时；可获得高密度最终制品；而当优选的质量比为5∶1～1∶1时可获得低密度的最终制品。
除了组分(a)和(b)外，该基础原料中还可混有(c)适量细粒状或纤维状热塑性树脂。
此外，除了组分(a)、(b)和任选的(c)外，基础原料中还可混有(d)适量的选自无机或矿物纤维、无机颗粒料、合成纤维及其中的两种或多种混合物的填料物质。
在本工艺的步骤(A)中，水凝粘结剂水合作用所需的水可从外部引入粘聚产物中，例如从外部引入蒸汽，也可来源于粘聚产物中例如经过加热能释放出水的一个或几个组分。
实施方案叙述本发明的要点在于，将基础原料即基本上干燥的细磨木素纤维素纤维，或基本上干燥的细磨剥离的蛭石或膨化珍珠岩颗粒料，或其中的两者或三者的混合物与细磨的干粉态热固性树脂及细磨的干粉态水凝粘结剂混合以制成起始物料。接着，使该起始物料经受适当的温度和压力条件使热固性树脂固化从而制成粘聚产物。
将该基础原料制成细磨的纤维状或颗粒状是重要的，为的是防止起始物料和后来的粘聚产物的成形中颗粒的分离。粘聚产物的关键性特征在于它可由若干干态组分成形，而这些组分在粘聚产物成形过程中彼此不会分离开来。
该基础原料可以是木素纤维素纤维。
优选的木素纤维素纤维质材料是造纸厂的渣泥、废弃纸或中密度纤维。
造纸厂的渣泥是纸张制造或再生过程中经脱水后的废渣。
造纸厂渣泥的典型成分是pH为8.13、纤维含量为14.4％的物料。用X射线发射扫描法对该渣泥作定性分析，发现其组成如下Ca 18％；K 0.23％；Cl 0.2％；P 0.15％；S 0.12％；Si 4.4％；Al 3％；Mg 0.8％；Na 0.17％；C 68％，Fe 1.7％。
用燃烧法测定的渣泥的碳氢化合物含量如下
无机分析
有机分析
这种样品的百分稠度为约24.3％，而其燃烧后的失重为约27.9％。
对造纸厂的渣泥或已经浆化并制成2％～30％水悬浮体的废纸，采用例如离心法进行清洗以除去高密度和低密度的塑料、石块、砂子和金属以及其它杂质。然后将该物料送经一个沉清槽，并由此获得一种浆状物或含2％固体的水悬浮体。将此浆状物送往一个辊压机，得到约含20％固体的水浆物，然后通常将其送入一个螺杆挤压机并用筛粒机将其制成含30％～60％固体的渣粒。然后通常用转动式干燥器将渣粒干燥至含湿量为0％～15％，优选的为0％～3％。
于是就制备成可用于本发明方法的粒状基础原料。
渣料的造粒非常重要。关键是要使该物料的干燥、处置及与热固性树脂和水凝粘结剂的混合等操作成为切实可行。
为了制成适于本发明方法的基础原料，造纸厂渣泥或废纸的粒料必须进行研磨。这种研磨操作可在其与热固性树脂和水凝粘结剂混合之前或之后进行。
研磨操作可在碾磨机或轧磨机或石磨中进行，其中两个磨盘彼此几乎接触，或呈卧式或呈立式，且彼此以不同速度运转，通常其中的一个磨盘是固定的，但两者也可同时运转。粒料通过磨盘中心喂入，在离心力作用下被旋向外侧。这使粒料中的纤维被剥离开来，但又不致于减小其长度。所有的固体团粒都被粉碎成细磨的纤维状物料。
研磨还有一个作用，即可将静电荷引入木素纤维素纤维中，从而有助于使热固性树脂和水凝粘结剂与该纤维粘结起来。
在研磨或混合操作过程中可任选静电感应措施以防物料的散落或粉末的分离。可借助有机或无机的细磨干粉粘结剂颗粒之间的摩擦作用诱导静电感应，然后再在混合机中使纤维带上静电；也可将纤维料通过一个电磁场使其本身带上静电。
用作本发明基础原料的另一种材料是中密度纤维(MDF)。MDF是由软木或硬木制成的。用劈片机将木板或圆木劈成约20mm常见大小的碎木片。将碎木片进行过筛以除去小于5mm的筛底料和大于40mm的筛上料。过筛后的木片再进行处理以除去粘附着的尘土或砂粒，然后将其置于约160℃温度下加压蒸煮若干分钟。接着，将蒸煮后的木片挤入精磨机的两个转盘狭缝中。这种精磨机的一个例子是SundSefibrator。通过机械作用，单纤或纤束就从蒸煮变软的木片表层上被研磨下来。然后将产物从精磨机中转移到干燥机中。例如，在一种干燥机中，含一些残留蒸汽的湿纤维与来自燃气炉的热气流混合，然后将该混合物在高速下通过一个闪蒸干燥管。在该干燥管的末端安有旋风分离器，干燥的纤维与蒸汽及热气体就在其中得以分离，并贮存待用。
如上所述，将造纸厂渣泥或废纸制成的渣粒料，或这些粒料经研磨而成的基础原料，或者MDF，与热固性树脂及水凝粘结剂进行混合。
若使用造纸厂渣泥或废纸制成的渣粒料，则可在研磨之前将其与热固性树脂和水凝粘结剂混合，这样有助于各种组分的均匀混合。
细磨木素纤维素纤维也可来源于诸如小麦、燕麦、大麦或稻子等的谷草，或来源于棕榈枝叶、木棉、龙舌菌、大麻、某些草本植物、亚麻及棉梗提取的纤维质材料，以及来源于稻子和小麦等谷类的皮壳提取的纤维和由花生壳等提取的纤维。
所说的基础原料可以是剥离的蛭石颗粒料。
蛭石属于一类水合的层状工业用矿物材料，它们全是铝-铁-镁的硅酸盐类，二氧化硅含量高，且能用化学键联结遍及整个水泥基体。蛭石在外观上类似于白云母(云母)。当受热时，蛭石由于层间产生蒸汽而自行剥离。其pH值一般在9左右，比重为2.5，熔融1315℃，烧结温度为1260℃，堆积密度为50～120g/l。剥离的蛭石产物是无腐蚀性、不可燃和无摩擦性的。其适于本发明的典型颗粒料大小为FNX等级，系南非的Micronised Products公司产品，经筛目分析，其中20～40％滞留于2000μm筛目上，90～95％滞留于710μm筛目上；或者采用SFX等级颗粒料，其中50～75％滞留于1000μm筛目上，20～35％滞留于710μm筛目上，0～10％滞留于355μm筛目上。由于剥离的蛭石是可压缩的，所以最终制品的密度会降低至850kg/m3。这种规格产品的典型用途是作为墙壁或天花板的内装修板材，用半水合硫酸钙或普通的卜特兰水泥进行粘合。
珍珠岩是一种天然的玻璃。它是由熔融的钠、钾、铝的硅酸盐组成的一种无定形矿物。在自然界中它是以含硅的火山岩形态存在的。珍珠岩有别于其它火山玻璃的突出特点在于，当其被迅速加热到870℃以上时，由于其中化学结合水的蒸发，其体积会膨胀到原始体积的4～20倍。于是在其热软化的玻璃态颗粒中产生无数的微气泡。珍珠岩典型的化学分析结果表明，其组成中氧化硅超过70％，氧化铝超过11％，其余基本上为金属氧化物。珍珠岩的比重为2.3，软化点为870℃～1093℃，熔点为1260℃～1345℃。优选的颗粒大小为200～2000μm。可用的实例为由南非的Chemserve Perlite(Pty)Ltd公司生产的GenuliteGrade M 75 S。
所说的基础原料也可以是上述各种材料中的两者或三者按任一比例混合的混合物。
例如，当制作一种阻燃材料时，其中有机物的含量应低于7.5％。在此情况下，设想作为有机物的热固性树脂的含量为5％，而木素纤维素纤维材料的最大用量只能是2.5％。此种情况下，所说的基础原料的其余部分由剥离的蛭石颗粒料或膨化的珍珠岩颗粒料或其混合料所组成。
用于与所述基础原料混合的第一组分是细磨干粉态的热固性树脂。
该热固性树脂优选的是线型酚醛清漆树脂，使用时掺上适当的催化剂。
线型酚醛清漆树脂中，苯酚对甲醛的摩尔比是超等值的。
适合作为此种树脂催化剂的实例是六亚甲基四胺。合适的线型酚醛树脂与催化剂的混合物的实例是二阶树脂，其中亚次甲基四胺含量为6～14％，其150℃下的热板凝胶化时间为40～120秒，其125℃下的毫米距离流动性为30～75mm，其粒子大小经筛目分析结果，滞留于200筛目以上的粒子最多占2％。可用的实例为南非产的PRP树脂，商品代码为Varcum 7608，它可作为慢速固化的酚醛树脂体系如Varcum3337的改性剂。较快速固化的酚醛树脂体系，即150℃下的凝胶化时间为20～40秒者是优选的，即代码为PRP 7608的树脂。
热固性树脂优选的用量以水凝粘结剂质量计为2％～20％，即热固性树脂与水凝粘结剂的质量比为2∶100～20∶100。
第二组分为水凝粘结剂，即一种与水结合即产生水合作用并固化的物质。
优选的水凝粘结剂是卜特兰水泥、高铝水泥、石膏水泥、α或β型的半水合硫酸钙、氯氧化镁、羟基硫酸镁、磺基铝酸钙水泥、碱性硅酸盐例如硅酸钠及磨碎的高炉矿渣，或任意两种或多种此类物质的混合物。
水凝粘结剂的优选用量以本发明原料质量计为50％～2000％，即水凝粘结剂与该原料的质量比为1∶2～7∶1，对于高密度制成品其优选的质量比为10∶1～5∶1，而对于低密度制成品其优选的质量比为5∶1～1∶1。
其它组分也可加到该混合物中。
还发现，所述基础原料不仅能与热固性树脂和水凝粘结剂混合，还能与适量细磨颗粒态或纤维态热塑性树脂混合，这样也可改善制品的性能。
热塑性树脂例如有聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯。
热塑性树脂最好是经过辐照或氟化处理改性的。
在150℃以上温度下，这些热塑性树脂颗粒或纤维即熔化并流动产生增强和粘结作用，并提供充足的“片晶”掺杂在生成的粘聚产物基体之中。
一般而言，热塑性树脂的加入量应控制在一定范围内，即不应干扰该粘聚产物水的芯吸趋势，而这对于水凝粘结剂随后的再水合作用是必需的。
如上所述，所加入的热塑性树脂最好是已经辐照或氟化处理改性过的，以便使其充分交联并与所说原料以及起始物料中的其它组分粘结。
在辐照处理时，制备纤维的热塑性薄膜的厚度应为5～3000μm，而颗粒大小应为50～500μm，更优选的为小于150μm。热塑性纤维是由适当的热塑性聚合物原料制成的薄膜或片材经加工而成的，这些热塑性聚合物在制成薄膜或片材之前先要经电离辐照改性。此外，也可采用同样的电离辐照法对细磨干粉状热塑性聚合物进行改性，此时可将其装袋操作。所用的电离辐射可由合适的放射性同位素如钴-60或能产生能量达50KeV～10MeV高能电子的适当的电子束加速器产生。照射于热塑性聚合物原料上的被吸收的射线剂量可达4～150kGy数量级，因此，常规的电子束加速器或伽玛辐射源均可使用。
在氟化处理(此法较不可取)时，热塑性树脂颗粒料用氟气，最好用氧或氮或其它气体稀释至99％的氟气进行氟化处理。氟是一种极强的氧化剂，因此氟化处理会引起活性基团与聚合物键合，继而引起粘结作用。在这种情况下，要求低得多的加压温度。
掺入的热塑性树脂会与原料中的酚醛树脂或其它热固性树脂产生协同化学键合作用。此外，热塑性树脂是耐碱的，对于最终制品的刚性、增强作用、柔韧强度和抗冲强度都有所贡献。
另外一些任选的添加剂是适量的填料物质，可选自无机或矿物纤维，如石棉、矿棉、玻璃纤维和陶瓷纤维；无机粒料，如气相二氧化硅和粉煤灰；以及合成纤维，如丙烯酸纤维、聚酯纤维、丙烯腈纤维等等。
这类填料物质如为颗粒态，则其比表面积必须达到100m2/kg或更高；如为纤维态，则必须是单纤态或由少数单纤构成的纤束。
优选的填料是气相二氧化硅。气相二氧化硅能与游离的氢氧化钙反应，生成水合硅酸钙。它能促进水凝粘结剂的固化。这种二氧化硅是一种比表面积高达20,000m2/kg的微小颗粒，因此使制成品的孔隙率最低，强度提高，能最大限度地降低木素纤维素纤维中可溶性物质的抑制作用，为粘聚产物提供凝聚力，而且由于其具有很低的堆积密度使颗粒达到最佳的分散状态。如南非Anglo Alpha Cement公司生产的CSF-90气相二氧化硅，其加入量可为水凝粘结剂质量的15％。
另一类任选的添加剂是可再分散的合成粉剂，其作用是对无机水凝粘结剂进行改性。在添加可再分散的合成粉剂后，在随后用水对粘聚产物进行润湿处理时，这种粉剂就会再分散开来并直接使该粘聚产物润湿，使之增强刚性，提高耐候性，赋予其呼吸性并防止水的渗透。
这类可再分散粉剂的实例有由Wacker Chemie公司生产的Vinnapas可再分散粉剂。这是一类可再分散的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物粉剂，其实例有RE 526 Z和RE 530 Z或三元共聚物粉剂R1 538 Z，后者具有特别高的拒水性。这些粉剂产品能改善有机与无机组分间的粘结性。由于存在保护性胶体，这些粉剂在水合作用期间能改善滞水性，并由于在表面上生成一层薄膜而使水分蒸发降到最低程度。柔韧性强度获得改善的同时刚性也获得改善。这种粉剂的加入量为所用粘结剂重量的3～10％，更典型的用量为5％。典型的一类树脂是醋酸乙烯酯/乙烯其聚物与作为保护性胶体的聚乙烯醇的混合物。大部分粉粒的大小为1～5μm。作为水泥添加剂的醋酸乙烯酯均聚物干粉的实例有赫司特公司(Hoechst)生产的Mowilith粉剂D和DS。另一个实例是Mowilith粉剂DM 200 P，它是一种由醋酸乙烯酯与长链支化羧酸乙烯酯共聚的细干粉状的细粒径的共聚物。Mowilith粉剂也适用于改善复合板产品的性能。
能起到辅助促进水凝粘结剂粘结作用的还有给水剂，如硫酸钙的水合物或半水合物，或某些铝的三水合物等，这些物质在制品高温成型时会释放出化学结合水。此外，还可加入催化性或协同性的粘结助剂，例如氧化钙，它们可加速硅酸钠或硅酸钠水泥混合物的固化；还有作为凝硬粘结剂的粉煤灰或气相二氧化硅或细磨的石灰石，后两者是通过结晶的“晶种”作用以加速水合作用过程。
还可加入其它添加剂，例如阻燃剂或熄焰剂、抗菌剂、防霉剂、杀虫剂、紫外光稳定剂或吸收剂、抗氧剂、香料或除臭剂。
木素纤维素中水溶性萃取物会抑制某些水凝粘结剂的固化作用，尤其是对卜特兰水泥更是如此。据说这种抑制作用是由于其中的钙离子的“屏蔽”效应，从而阻止了水合硅酸钙的生成。主要原因在于存在水溶性糖类、水溶性的高分子量碳水化合物如半纤维素，以及不可溶的碳水化合物，但后者在高碱性的卜特兰水泥作用下也变成可溶的。木质素不产生抑制作用。因此，选择何种木素纤维素纤维则是重要的。采取以下措施可以最大限度地降低或消除水可溶的木素纤维素萃取物的抑制作用。
1.加入可溶性无机盐作为促进剂，尤其是锌、铁、镁、铝或钙的氯化物，但以氯化钙形式的钙为优选。这些物质的加入量为起始物料质量的1％～7％，而较优选的加入量为2％～5％。氯化钙促使基体中钙离子含量的增加。氯化物具有潜在的强腐蚀性，但这种缺点对于不含金属增强材料的复合材料的影响则不明显。
2.掺入气相二氧化硅作为一种超凝硬剂以促进水合硅酸钙的生成，这是该二氧化硅与早先水合反应生成的氢氧化钙进行反应的结果。
3.当制成的复合材料从压机中取出仍呈高热状态但低于100℃时，立即将其浸入水中以促进化学水合反应。
4.掺入硫酸铝一类快速反应的化学物质以促进水合反应。
当所有组分均已混合完毕，可使所得起始物料经受适当的温度和压力条件以促使热固性树脂的固化，从而制成粘聚产物。
例如，可将该混合物置于适当的压机或模具中然后对其施以适当的压力和温度条件让其中的树脂聚合或固化。
更具体地举例说明，可将该混合物置于适当的压机或模具中，在125℃～255℃、优选140℃～225℃温度和5～70kg/cm2(0.49～6.9MPa)压力下进行压制和加热。
这样制得的粘聚产物，在将其制成最终制品之前可任意长久地保存。
或者，也可将步骤(2)制得的混合物贮存起来以备进一步加工之用。
按上述方法制得的粘聚产物可采用一种工艺将其制成最终制品。按照该工艺，要为所说的粘聚产物提供使水凝粘结剂产生水合作用的足量的水，从而使水凝粘结剂固化以制成最终制品。
例如，在压制阶段可通过压机板或模具小孔向该凝聚产物注入蒸汽，该蒸汽就为水凝粘结剂的水合作用提供水，从而制成最终制品。
或者，经过压机压制之后，向该粘聚产物浇水，让适量水渗入其中以使水凝粘结剂产生完全的水合作用从而制得最终制品。
还有一种做法，即将该粘聚产物置于高压釜内并对其进行真空处理，通常处理15分钟。然后再向高压釜内注满水，接着对水施以通常为6巴的压力，持续20分钟。随后再用压缩空气将水排出。这种方法可使粘聚产物的吸水量控制在很窄的范围内，一般为粘聚产物质量的19～28％。
再有一种做法是，水合作用所需的水由该粘聚产物中的一个或几个组分提供，于是，例如当加热时，这种水即释放出来并被水凝粘结剂用于水合作用和固化。
液态的辅助粘结剂可与水混合用于水合反应，这些辅助粘结剂可选自(i)硅酸钠溶液(ii)聚合物分散液，如聚醋酸乙烯酯或丙烯酸聚合物(iii)聚乙烯醇溶液，例如部分水解的低粘度规格的该溶液，即由赫司特公司生产的3％的Mowiol 4/88溶液。
(iv)氧化镁溶液(v)氧化钙溶液当水凝粘合剂是氧化镁时，可在水中掺入盐酸，这样，氧化镁即变成氯氧化镁粘结剂。
最终的制成品例如可以是一种平板材，或波纹板材，或其它形状的板材，也可是一种型材。
因此，本发明提供了一种将造纸厂渣泥或普通的杂废纸或MDF或其它适当的纤维或颗粒状材料转化为增值的适用于家具制造或建筑工业应用的产品的方法。如卜特兰水泥一类的水凝粘结剂赋予该产品抵抗水致膨胀的性能、耐候性能和阻燃性能，使得该种板材成为适于户外露天使用的建筑材料。当采用硫酸钙时，可赋予制成品以适当的阻燃性、合适的内聚强度和优良的精加工性能，但需较低的加工温度。再则，无论采用卜特兰水泥还是采用硫酸钙，所制成的板材产品较之常见的水泥或石膏板材制品的脆性要低，因而较易于切割和进行手工或机械加工，同时，由于细磨的木素纤维素纤维的增强作用、酚醛树脂的辅助粘结作用以及水凝粘结剂无机粘结作用的结果，使该产品具有优良的精加工性能。还可以利用水凝粘结剂间的协同效应。例如，将半水合硫酸钙与卜特兰水泥混合可快速促进粘结剂的固化。从而赋予最终制品更佳的性能。
当主要采用无机粘结剂尤其是卜特兰水泥进行粘结时，还可赋予最终制品以额外的疏水性质，所采用的方法是在制品成形之后加入聚硅氧烷微乳化母液分散于水的乳液并利用其中的水进行水合作用的，该水乳液的浓度为0.2％～8％，更常用的是1～3％，由此形成具有亚微观颗粒大小为10～80nm的聚硅氧烷中间相。聚硅氧烷微乳液或SMCs具有很强的耐碱性和良好的渗透性。这类聚硅氧烷的实例有Wacker BS1306，Wacker BS 1000和Wacker 1311。Wacker BS 1306是一种官能化有机硅树脂改性的聚硅氧烷的无溶剂型水可混乳液。它赋予制品以耐水性、拒水性和水汽渗透性。
应指出的是，通过改变用于制备起始物料的基础原料的种类和用量，随后的粘聚产物和最终制品也都发生变化，制品的密度会产生显著变化。例如，单独或部分采用剥离的蛭石作为基础原料，则制品的密度可降低700kg/m3。在另一极端情况下，可以制备密度为2000kg/m3的最终产品，这种产品适用于地板或墙砖或屋顶瓦。
还可以制备由两层或多层材料构成的最终制品。例如，可以制备这样一种最终制品，其中的两面外层为含有剥离的蛭石及水凝粘结剂与热固性树脂的制品，而内层由木素纤维素纤维材料、水凝粘结剂及热固性树脂制成。这样制成的最终制品其外露部分不含木素纤维素组分。相反，其外层则含有性质稳定的、遇水时既不膨胀又不收缩且为惰性的、阻燃的剥离的蛭石组分。
本发明方法的其它优越性在于，粘聚产物在加工成最终制品之前可按尺寸切割并进行机加工。切割和机加工中产生的全部废料均可回收重新用作本方法的起始原料。这对于常规湿法制得的产品而言是不可能做到的。此外，本发明的方法较之制造类似产品的常规湿法一般具有更高的效率和更低的成本。
实施例1一种按本发明方法制成的外用建筑板材的实例叙述如下1.将100kg造纸厂渣泥制成约4mm直径大小的颗粒料，然后再将其干燥至含水量为10％。
2.将步骤(1)的产品置于石碾磨中研磨。
3.将180kg普通卜特兰水泥与35kg由南非Silicate & ChemicalIndustries公司生产的SP 33硅酸钠(其中SiO2与Na2O重量比为3.3∶1)及7kg由PRP公司生产的含6.3～6.8％六亚甲基四胺、代码为3337的线型酚醛清漆树脂混合。
4.将步骤(3)的产品与步骤(2)的产品混合。
5.将步骤(4)的产品摊铺在模板上，其量为13.50kg/m2。
6.将步骤(5)的产品在37kg/m2(3.63MPa)压力和180℃温度下压制5分钟制成10mm厚的板材。
7.该板材的每一面以1kg的量浇上Mowiol(赫司特公司产品)即代号为4/88的聚乙烯醇的1.5％水溶液，两面共滞留2kg/m2该溶液，直至水泥完全固化。但是，在立即用水浸湿之后，硅酸钠即与水泥中存在的未结合钙反应生成不可溶的硅酸钙，从而封闭了孔隙并使表面硬化。这样做的结果赋予水泥复合材料以防水性，降低了沾染性，增强了耐磨性，增强了耐酸蚀性，赋予水泥板防油性，并使其中的水凝粘结剂迅速地、几乎是立即产生固化。
聚乙烯醇提供了辅助的粘结作用，但其主要作用却是有助于木素纤维素纤维的增强作用和保持其完整性。
实施例2按本发明方法和工艺制造屋顶瓦的实施例叙述如下。将以下组分混合成完全干燥状态的原料混合物，并在送入压机之前摊铺成均匀的板状250kg 催化研磨过的高炉渣250kg 快速固化的卜特兰水泥
75kg 疏松的气相二氧化硅50kg 经专门研磨过的椰枝叶纤维200kg 微米级颗粒大小的剥离蛭石50kg 云母70kg 含六亚甲基四胺催化剂的线型酚醛清漆树脂干粉7kg 作为促进剂的氯化钙将上列组分在45巴(4.5MPa)压力和180℃温度下压制成粘聚产物。屋顶瓦通常是在一圆盘传送带的装配线上进行制造的。经压制后的屋顶瓦，对其进行修整，码叠，然后置于高压釜中，同时有选择地进行真空处理(15KPa)15分钟，此后可引入水并在20分钟内施加6巴(0.6MPa)压力。压制成的屋顶瓦的平均吸水量为浸水之前干屋顶瓦质量的23％。令水泥的水合作用达到完全程度。然后对该屋顶瓦进行干燥、装饰并运送出去。该制品的优点是，其厚度和重量都只有普通水泥屋顶瓦的一半。该制品的最终密度为1900kg/m2。
实施例3再一个实施例是制作建筑用轻型不可燃水泥板材如衬板，现叙述如下60kg 经研磨的造纸厂渣泥750kg 微米级剥离的蛭石1200kg快速固化卜特兰水泥7kg 10mm聚乙烯纤维90kg 含六亚甲基四胺催化剂的线型酚醛清漆树脂干粉将上列复合物进行混合，铺摊成堆积密度均匀的平板状，然后在200℃温度和4MPa/mm厚度压力下加压10秒钟，制成粘聚产物。在高压釜内对其进行真空和加压处理以浸入水分并使水泥产生充分的水合作用，然后将该产品干燥，从而制成最终密度为825kg/m3的板材。将该板材进行抛光精加工以利于施涂油漆。
权利要求
1.一种由基础原料制备用于随后制造最终制品的起始物料的方法，其中所用的基础原料选自木素纤维素材料、剥离的蛭石、膨化珍珠岩以及其中的两者或三者的混合物；该方法包括下列步骤(1)提供所述的基础原料，该原料为基本上干燥的细磨木素纤维素纤维，或基本上干燥的细磨剥离的蛭石颗粒，或基本上干燥的细磨膨化珍珠岩颗粒，或其中的两者或三者的混合物；和(2)将该基础原料与下列材料混合以制备起始物料(a)适量的细磨干粉态热固性树脂，及(b)适量的细磨干粉态水凝粘结剂。
2.根据权利要求1的方法，其中包括如下步骤(3)使步骤(2)的起始物料经受适当的温度和压力条件使热固性树脂固化，从而制成粘聚产物。
3.根据权利要求1或2的方法，其中所述水凝粘结剂与所述基础原料的质量比为1∶2～20∶1。
4.根据权利要求1至3中任一项的方法，其中所述热固性树脂与所述水凝粘结剂的质量比为2∶100～20∶100。
5.根据权利要求1至4中任一项的方法，其中所述热固性树脂是与催化剂一起使用的线型酚醛清漆树脂。
6.根据权利要求1至5中任一项的方法，其中所述水凝粘结剂选自卜特兰水泥、高铝水泥、石膏水泥、α或β型的半水合硫酸钙、氯氧化镁、羟基硫酸镁、磺基铝酸钙水泥、碱性硅酸盐、磨碎的高炉矿渣以及其中的两者或两者以上的混合物。
7.根据权利要求1至6中任一项的方法，其中步骤(1)的适当材料的颗粒料或碎片在步骤(2)之前或之后被研磨成更细的颗粒状或碎片状基础原料，其中包含基本上干燥的细磨木素纤维素纤维。
8.根据权利要求1至7中任一项的方法，其中在步骤(2)中将所述基础原料与下述材料混合(c)适量的细磨颗粒状或纤维状热塑性树脂。
9.根据权利要求1至8中任一项的方法，其中在步骤(2)中将所述基础原料与下述材料混合(d)适量的选自无机或矿物纤维、无机物颗粒料、合成纤维以及其中的两者或两者以上的混合物的填料物质。
10.根据权利要求1至9中任一项的方法，其中在步骤(3)中使所述步骤(2)的起始物料经受125℃～255℃的温度和0.49～6.9MPa的压力。
11.由粘聚产物制备最终制品的工艺，所述粘聚产物是根据权利要求2至10中任一项的方法制成的；该工艺包括如下步骤(A)为该粘聚产物提供足量的水以使上述水凝粘结剂产生水合作用，使该水凝粘结剂固化从而制得最终制品。
12.根据权利要求11的工艺，其中，在步骤(A)中向粘聚产物中加水，使适量的水渗入该粘聚产物中以便使所述水凝粘结剂产生完全的水合作用从而制得最终制品。
13.根据权利要求11的工艺，其中，在步骤(A)中水合作用所需的水系由该粘聚产物中的一个或多个组分提供的，当加热时，这种水即释放出来并被利用于水凝粘结剂的水合作用和固化。
全文摘要
一种由基础原料制备起始物料以便后续制造最终制品例如板材的方法,其中所用的基础原料选自木素纤维素材料、剥离的蛭石、膨化珍珠岩或其中的两者或三者的混合物。该方法包括如下步骤:提供基础原料,该原料为基本上干燥的细磨木素纤维素纤维或基本上干燥的细磨剥离的蛭石或膨化珍珠岩颗粒料或它们的混合物;将该基础原料与适量的细磨热固性树脂干粉和适量的细磨水凝粘结剂干粉混合;以及有选择地对这种起始物料施加适当的温度和压力条件以促使热固性树脂固化成粘聚产物;此后可向该粘聚产物提供使其中的水凝粘结剂产生水合作用的足量水,从而使水凝粘结剂产生固化作用以制得最终制品。
文档编号C04B28/02GK1252780SQ9880427
公开日2000年5月10日 申请日期1998年2月18日 优先权日1997年2月18日
发明者M·W·西蒙斯 申请人:温泽技术有限公司