石膏复合材料改性剂的制作方法

石膏复合材料改性剂的制作方法
【专利摘要】提供了制造复合材料产品的方法和它们的使用和制造方法。在至少一种具体实施方案中，α?来源的硬石膏硫酸钙晶须和塑性材料可以共混来生产复合材料产品。
【专利说明】
石膏复合材料改性剂
[0001 ]交叉参考的相关申请
[0002] 本申请要求2013年12月6日提交的美国临时专利申请No.61/913095的优先权，其 在此引入作为参考。
技术领域
[0003] 所述实施方案总体涉及基于硫酸钙的产品及其制造方法。更具体地，所述的这样 的实施方案涉及硫酸钙晶须和复合材料产品以及它们的使用和制造方法。
【背景技术】
[0004] 在油漆，涂料，造纸和塑性材料中用作增强、不透明和/或添加剂的不同的填料是 已知的。例如填料如玻璃纤维，炭黑，碳酸钙，二氧化硅，滑石，高岭土和氢氧化铝目前用于 这些应用中。但是，与微粒和小片形填料相比，纤维质填料通常为复合材料提供了改进的劲 度、强度和热稳定性。
[0005] 单晶纤维(也称作"晶须"）已经表现出与传统纤维相比，在复合材料中提供了改进 的性能。例如，晶须可以为复合材料提供改进的表面品质和/或美学，因为它们典型地比纤 维更细和更光滑。晶须还可以改进尺寸稳定性，热稳定性，强度，韧度和/或更高的流动性 (例如用于改进的模具浇铸）。但是，晶须难以经济地制造，这归因于晶须缓慢的生长速率。
[0006] 因此，需要改进的晶须和用其制造的复合材料产品，以及用于晶须的使用和制造 的改进的方法。

【发明内容】

[0007] 提供了制造复合材料产品的方法和它们的使用和制造方法。在至少一种具体实施 方案中，α-来源的硬石膏(anhydrite)硫酸|丐晶须和塑性材料可以结合来生产复合材料产 品。
[0008] 在至少一种具体实施方案中，所述制造复合材料产品的方法可以包括将多个α_来 源的硬石膏硫酸钙晶须和塑性材料共混来生产复合材料产品。所述复合材料产品可以包括 大约lwt % -大约50wt %的α-来源的硬石膏硫酸|丐晶须，基于所述α-来源的硫酸|丐晶须和所 述塑性材料的合计重量。
[0009] 在至少一种具体实施方案中，复合材料产品可以包括α-来源的硬石膏硫酸钙晶须 和塑性材料。塑性材料可以包括聚乙烯，聚丙烯，聚丁烯，聚酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚 己内酰胺，聚（己二酰己二胺），聚氨酯，环氧树脂，丁腈橡胶，丁基橡胶，硅橡胶，聚四氟乙 稀，酸醛树脂，沥青，氧化沥青，稀释沥青（cut-back asphalt)，錯，粘土或者它们的任意混 合物。
【附图说明】
[0010] 图1是一张显微照片，其显示了根据此处公开的一种实施方案的方法所制备的α- 来源的硬石膏硫酸钙晶须。
[0011] 图2是一张显微照片，其显示了 β-来源的硬石膏硫酸钙晶须。
[0012] 图3显示了一个图，其显示了根据此处公开的一种实施方案的方法所制备的复合 材料样品的弹性模量，其是根据三种测量方法测试的。
【具体实施方式】
[0013] 此处公开的是基于硫酸钙的晶须和复合材料产品以及它们的使用和制造方法。在 一种或多种实施方案中，基于硫酸钙的晶须可以具有与已知的纤维或者晶须相比改进的长 径比。在一种或多种实施方案中，所述基于硫酸钙的晶须可以具有与其它已知的晶须相比 更快的生长速率。作为此处使用的，术语"晶须"指的是单晶纤维。通常，所述晶须可以由硫 酸钙制成，其也可以称作石膏或者灰泥。硫酸钙可以作为半水合物(CaS0 40.5H20)，二水合物 (CaS042H20)或者硬石膏(CaS0 4)而存在。通常，β硫酸钙半水合物(其获自二水合物硫酸钙在 高温下在环境压力下的煅烧)可以用于制备来源的硬石膏硫酸钙晶须。但是，已经发现α-硫酸钙半水合物提供了晶须加工和性能的令人惊讶的优点。硫酸钙半水合物(其具有与β 形式相同的化学组成）已经经过了加压煅烧方法，其可以生产来源的硬石膏硫酸钙晶须。 来源的硬石膏硫酸盐晶须可以是充分结晶的、棱柱形颗粒或者晶须。所述加压煅烧方法 可以是或者包括高压釜方法。
[0014] 应当理解的是虽然本发明公开内容通常涉及包括α-来源的硬石膏硫酸钙晶须的 复合材料产品，但是使用其它合适的材料也可以预期，并且旨在落入本发明的范围内。例如 还可以使用其它颗粒例如含氧硫酸镁(其已经经历了加压水热反应方法）。在另一例子中， 可以使用其它形式的硫酸钙或者其它材料例如碳酸钙(其已经与硫酸反应）。
[0015] 在一种或多种实施方案中，一种制造 α_来源的硬石膏硫酸钙晶须的方法可以包括 将硫酸钙半水合物和水结合来形成淤浆。所述淤浆可以高压釜加工来形成在水中的α_硫 酸钙半水合物晶须。作为此处使用的，术语"高压釜加工的"和"高压釜加工"指的是将硫酸 钙半水合物和水的淤浆在加压环境中曝露于饱和蒸汽。所述硫酸钙半水合物晶须可以脱 水和加热来形成来源的硬石膏硫酸钙晶须。
[0016] 在一种或多种实施方案中，α-硫酸钙半水合物在淤浆中的量可以从低到大约 lwt%，大约3wt%，大约5wt%，大约7wt%，大约10wt%，大约15wt%或者大约20wt%到高到 大约25wt%，大约27wt%，大约30wt%，大约35wt%或者大约40wt%，基于所述α-硫酸|丐半 水合物和水的合计重量。例如，所述硫酸钙半水合物可以与水结合来生产淤浆，其包括大 约lwt%_大约20wt%，大约2wt%_大约15wt%，大约2wt%_大约10wt%，大约5wt%_大约 8wt%，大约lwt%-大约6wt%，大约4wt%_大约7wt%，大约6wt%_大约12wt%，大约5wt%_ 大约9wt%，大约10wt%_大约18wt%，大约12wt%_大约26wt%，大约22wt%_大约34wt%， 或者大约28wt%_大约38wt%的α-硫酸钙半水合物，基于所述α-硫酸钙半水合物和水的合 计重量。不希望受限于理论，据信α-硫酸钙半水合物和水的结合在淤浆中产生了二水合物 晶体。
[0017] 在一种或多种实施方案中，所述α-硫酸钙半水合物的中值粒度可以从低到大约1 微米，大约3微米，大约5微米，大约10微米，大约20微米或者大约30微米到高到大约50微米， 大约60微米，大约70微米，大约80微米，大约90微米或者大约100微米。例如所述α-硫酸f丐半 水合物的中值粒度可以是大约1 Ml-大约20μηι，大约2μηι-大约5μηι，大约1 μL?-大约1 ΟμL?，大约 1 Ομπι-大约40μηι，大约3 5μηι-大约7 5μηι，大约5 5μηι-大约9 5μηι，或者大约6 5μηι-大约8 5μηι。在一 种或多种实施方案中，所述硫酸钙半水合物可以改变尺寸来具有中值粒度是大约1Μ1-大 约30μηι，大约1 μπι-大约20μηι，大约1 μπι-大约1 Ομπι，或者大约1 μπι-大约5μηι。例如所述α -硫酸|丐 半水合物可以通过喷射研磨、粉化、粉碎、分离、微米化、研磨、以及本领域技术人员已知的 其它合适的改变尺寸或者细化方法或者它们的任意组合来改变尺寸。
[0018]所述α-硫酸钙半水合物和水的淤浆可以高压釜加工来生产在水中的α-硫酸钙半 水合物晶须。例如，所述α-硫酸钙半水合物和水的淤浆可以曝露于压力从低到大约Opsig， 大约5psig，大约lOpsig，大约20psig或者大约30psig到高到大约40psig，大约45psig，大约 50psig，大约55psig或者大约60psig的饱和蒸汽。所述饱和蒸汽的温度可以从低到大约100 °C，大约105°C，大约110°C，大约115°C或者大约120°C到高到大约130°C，大约135°C，大约 140°C，大约145°C或者大约150°C。所述淤浆可以高压釜加工从低到大约30分钟，大约45分 钟，大约1小时或者大约2小时到高到大约4小时，大约5小时，大约6小时或者大约8小时的时 间段或持续时间。在一个例子中，高压釜加工所述淤浆可以包括将淤浆经历压力为大约 5psig-大约55psig和温度大约100°C_大约150°C的饱和蒸汽，持续大约30分钟-大约8小时 的时间段或者持续时间。在另一例子中，高压釜加工所述淤浆可以包括将所述淤浆经历压 力为大约Opsig-大约50psig和温度为大约100°C_大约150°C的饱和蒸汽，持续大约30分钟-大约8小时的持续时间。在另一例子中，高压釜加工所述淤浆可以包括将所述淤浆经历压力 为大约lpsig-大约30psig和温度为大约10ΓΟ大约134°C的饱和蒸汽，持续大约30分钟-大 约8小时的持续时间。在另一例子中，高压釜加工所述淤浆可以包括将所述淤浆经历压力为 大约30psig-大约52psig和温度为大约134°C_大约150°C的饱和蒸汽，持续大约30分钟-大 约8小时的持续时间。高压釜参数或者条件可以应用于小规模生产设施例如在实验室中， 和/或用于工业规模的生产设施。不希望受限于理论，据信硫酸钙二水合物晶体在存在时， 可以在高压爸方法过程中溶解，并且在高压例如大约lpsig-大约60psig的压力重新形成半 水合物晶须。
[0019]在高压釜加工所述淤浆之后，所述α_硫酸钙半水合物晶须可以脱水，即，所述晶须 可以与水分离。在一种或多种实施方案中，脱水硫酸钙半水合物晶须可以包括但不限于 过滤，真空处理，离心分离或者它们的任意组合。例如，筛网过滤器可以用于脱水所述晶须。 在另一例子中，脱水硫酸钙半水合物晶须可以包括过滤所述α_硫酸钙半水合物晶须。在 另一例子中，脱水所述硫酸钙半水合物晶须可以包括将硫酸钙半水合物晶须过滤大约1 分钟-大约10分钟的时间段或持续时间。
[0020] 所述α-硫酸钙半水合物晶须可以加热或者"僵烧"来生产稳定的、不溶性硬石膏形 式。在一种或多种实施方案中，所述α-硫酸钙半水合物晶须可以加热到从低到大约500Γ， 大约550°C，大约600°C或者大约650°C到高到大约700°C，大约800°C或者大约900°C的温度， 持续从低到大约1小时，大约3小时，大约5小时或者大约7小时到高到大约10小时，大约13小 时，大约17小时，大约20小时或者大约24小时的时间段或持续时间，来生产α-来源的硬石膏 硫酸钙晶须。例如，所述α_硫酸钙半水合物晶须可以加热到大约600 °C-大约700 °C的温度， 持续大约1小时-大约2小时的时间段或持续时间，来生产α-来源的硬石膏硫酸钙晶须。
[0021] 在一种或多种实施方案中，所述α-来源的硬石膏硫酸钙晶须的莫氏硬度可以是大 约3-大约3.5。在一种或多种实施方案中，所述α-来源的硬石膏硫酸钙晶须可以是高到至少 1450 °C热稳定的。在一种或多种实施方案中，所述α-来源的硬石膏硫酸钙半水合物晶须的 平均长径比可以从低到大约30,大约35,大约40,大约45,大约50,大约55,大约60或者大约 65到高到大约80,大约90,大约100,大约110,大约120,大约130或者大约140。例如所述α-来 源的硬石膏硫酸钙晶须的平均长径比可以是至少30。作为此处使用的，术语"长径比"指的 是硫酸钙晶须的长度与硫酸钙晶须的直径之比，和"平均长径比"指的是对于多个晶须，平 均晶须长度与平均晶须直径之比。
[0022] 在一种或多种实施方案中，还提供了包括晶须的组合物。例如所述晶须例如α-来 源的硬石膏硫酸钙晶须可以是轻质的，并且具有用于结构增强、隔热和/或隔音期望的性 能。例如，所述晶须可以提供改进的尺寸稳定性、改进的热稳定性、增加的强度、增加的韧度 和/或更大的流动性(例如用于改进的模具浇铸）。所述晶须还可以为复合材料产品提供改 进的表面品质和美观，因为它们通常比其它纤维更细和更光滑。
[0023] 在一种或多种实施方案中，所述α-硫酸钙半水合物可以来源于任何合适的来源或 者来源的组合。在一个例子中，硫酸钙半水合物可以由从燃煤厂回收的残留物来生产。在 另一例子中，硫酸钙半水合物可以由石膏产品（它们不符合石膏工业中的规格)来生产。 可以生产硫酸钙(其可以转化成α-硫酸钙半水合物）的其它方法可以包括但不限于烟道气 脱硫方法，由磷酸盐岩石来生产磷酸，生产氟化氢，锌的精炼，再循环的石膏例如在建筑位 置的未使用的石膏板或者再循环的石膏板，或者它们的任意组合。
[0024] 在一种或多种实施方案中，所述α-来源的硬石膏硫酸钙晶须可以与一种或多种基 础材料例如塑性材料结合，来生产复合材料产品。例如多个来源的硬石膏硫酸钙晶须和 一种或多种基础材料可以混合、共混或者以其它方式彼此结合来生产复合材料产品。在一 个例子中，所述来源的硬石膏硫酸钙晶须和基础材料可以在挤出机中彼此共混。
[0025] 任何一种或多种的诸多材料可以用作所述基础材料。例如所述基础材料可以是或 者包括，但不限于纸，纸前体，膜，塑性材料，树脂，面料例如玻璃纤维垫，其任意组合或者其 混合物。通常，α-来源的硬石膏硫酸钙晶须可以用于任何应用中，其中传统填料，不透明剂 或者增强性添加剂例如但不限于玻璃纤维，炭黑，碳酸钙，二氧化硅，滑石，高岭土或者氢氧 化铝已经使用和/或目前在使用。例如，所述α-来源的硬石膏硫酸钙晶须可以用于油漆和其 它涂料中。在一种或多种实施方案中，所述来源的硬石膏硫酸钙晶须可以与一种或多种 纸材料，一种或多种塑性材料(包括弹性体，热塑性体，热固性体)和/或一种或多种树脂(包 括热固性树脂)结合来生产复合材料产品。
[0026] 作为此处使用的，术语"塑性材料"指的是宽泛的多种材料，其包括天然材料和合 成材料二者，以及聚合物材料和非聚合物材料二者(其能够施加热或不施加热来模塑）。合 适的塑性材料可以包括但不限于，一种或多种弹性体材料，一种或多种热塑性材料，一种或 多种热固性材料，一种或多种蜡，一种或多种粘土，一种或多种沥青，一种或多种氧化沥青， 一种或多种稀释沥青，一种或多种沥青漆，一种或多种蛋白质，一种或多种聚合物或者它们 的任意混合物。在至少一个例子中，所述塑性材料还可以是或者包括通常称作树脂的材料。 合适的树脂可以包括热塑性树脂，热固性树脂或者其混合物。示例性树脂可以包括但不限 于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚酯树脂，聚氨酯，苯酚一甲醛树脂(例如苯酚一甲醛清漆 树脂，苯酚一甲醛甲阶段酚醛树脂或者它们的任意混合物），脲一甲醛树脂，三聚氰胺一甲 醛树脂，间苯二酚-甲醛树脂，环氧树脂，聚酰亚胺，氰酸酯，邻苯二甲酸二烯丙基酯(DAP)树 脂或者它们的任意混合物。其它合适的塑性材料包括但不限于氟碳树脂，尼龙，酚醛树脂， 聚酰亚胺，有机硅，纤维素，聚乙烯，丙烯酸聚合物，聚苯乙烯，聚氨酯，丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS)，聚苯醚苯乙烯(PPO/苯乙烯），聚对苯二甲酸丁二醇酯，酪蛋白，玉米蛋白或者它们的 任意混合物。在某些实施方案中，所述塑性材料可以是或者包括聚乙烯，聚丙烯，聚丁烯，聚 酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚己内酰胺(尼龙6)，聚（己二酰己二胺）（尼龙6-6)，聚氨 酯，环氧树脂，丁腈橡胶，丁基橡胶，娃橡胶，聚四氟乙烯(PTFE)，酚醛树脂或者它们的任意 混合物。
[0027] 在其它实施方案中，所述塑性材料可以是或者包括一种或多种蜡，一种或多种粘 土，一种或多种沥青，一种或多种氧化沥青，一种或多种稀释沥青，一种或多种沥青漆，一种 或多种蛋白质，或者它们的任意混合物。合适的蜡可以包括天然蜡和/或合成蜡。示例性的 天然蜡可以包括但不限于动物蜡，植物蜡，矿物蜡或者它们的任意混合物。合适的动物蜡可 以包括但不限于蜂錯，羊毛脂，虫漆錯，中国昆虫錯(Chinese insect wax)或者它们的任意 混合物。示例性的植物蜡可以包括但不限于巴西棕榈蜡，蜡大戟蜡，月桂果蜡，甘蔗蜡或者 它们的任意混合物。示例性矿物蜡可以包括但不限于化石蜡或者地蜡(earth wax)例如地 錯(ozocerite)，地錯(ceresin)和/或褐煤錯，石油錯例如石錯，微晶錯，矿錯(slack wax) 或者它们的任意混合物。示例性的合成蜡可以包括但不限于乙烯类聚合物和多元醇醚-酯， 氯化萘例如卤化蜡(halowax)，烃类型蜡例如经由费-托合成制成的蜡，或者它们的任意混 合物。示例性粘土可以包括一种或多种水合铝硅酸盐例如高岭石，蒙脱石，atapulgite，伊 利石，膨润土，叙永石或者它们的任意混合物。示例性蛋白质可以包括但不限于酪蛋白，玉 米蛋白或者其混合物。
[0028] 酚醛树脂可以是或者包括一种或多种苯酚-甲醛树脂。例如一种或多种苯酚一甲 醛清漆树脂，一种或多种苯酚一甲醛甲阶段酚醛树脂或者它们的任意混合物。在一种或多 种实施方案中，所述苯酚组分可以部分地或者完全地用其它酚类化合物代替。因此，术语 "苯酸"包括苯酚和苯酚衍生物例如取代的苯酚。取代的苯酚可以包括但不限于，烷基取代 的苯酚，芳基取代的苯酚，环烷基取代的苯酚，烯基取代的苯酚，烷氧基取代的苯酚，芳氧基 取代的苯酚和卤素取代的苯酚。可以用于生产合适的酚醛树脂的示例性苯酚化合物可以包 括但不限于，双酚A，双酚F，邻甲酚，间甲酚，对甲酚，3,5-5二甲苯酚，3,4-二甲苯酚，3,4,5-三甲基苯酚，3-乙基苯酚，3,5-二乙基苯酚，对丁基苯酚，3,5-二丁基苯酚，对戊基苯酚，对 环己基苯酸，对辛基苯酸，3，5-二环己基苯酸，对苯基苯酸，对-苯?Kp-phenol)，3，5-二甲 氧基苯酚，3,4,5_三甲氧基苯酚，对乙氧基苯酚，对丁氧基苯酚，3-甲基-4-甲氧基苯酚，对 苯氧基苯酚，萘酚，蒽酚及它们的取代的衍生物。
[0029] 在一种实施方案中，所述塑性材料可以包括一种或多种均聚物，一种或多种共聚 物或者它们的任意混合物。所述均聚物和/或共聚物可以由具有2-大约40个碳原子的烯烃， 优选具有2-大约20个碳原子的烯烃构成，例如α-烯烃和其它烯烃或者α-烯烃（乙烯可以定 义为是烯烃）的共聚物。因此，术语"共聚物"包括以下的聚合物:其由两种或者更多种单 体构成。所述共聚单体可以是线性或者支化的，或者可以包括两个不饱和碳-碳键(二烯）。 合适的共聚单体的例子可以包括但不限于乙烯，丙烯，1-丁烯；3-甲基-1-丁烯；3,3_二甲 基-1-丁烯；1-戊烯；1-戊烯，具有一个或多个甲基、乙基或者丙基取代基；1-己烯；1-己烯， 具有一个或多个甲基、乙基或者丙基取代基；1-庚烯；1-庚烯，具有一个或多个甲基、乙基或 者丙基取代基；1-辛烯；1-辛烯，具有一个或多个甲基、乙基或者丙基取代基；1-壬烯；1-壬 烯，具有一个或多个甲基、乙基或者丙基取代基；乙基，甲基或者二甲基取代的1-癸烯；1-十 二碳烯;苯乙烯;或者它们的任意组合或者混合物。特别优选的共聚单体包括乙烯，丙烯，1-丁烯，1-己烯和/或1-辛烯。
[0030] 在一种或多种实施方案中，所述聚合物可以是或者包括均聚乙烯，均聚丙烯，与乙 烯和/或丁烯共聚的丙烯，与丙烯、丁烯和己烯以及非必要的二烯的一种或多种共聚的乙 烯。例子包括热塑性聚合物例如超低密度聚乙烯，甚低密度聚乙烯，线性低密度聚乙烯，低 密度聚乙烯，中密度聚乙烯，高密度聚乙烯，聚丙烯，全同立构聚丙烯，高度全同立构聚丙 烯，间同立构聚丙烯，丙烯和乙烯和/或丁烯和/或己烯的无规共聚物，弹性体例如乙烯丙烯 橡胶，乙烯丙烯二烯单体橡胶，氯丁橡胶，和热塑性聚合物和弹性体的共混物，例如诸如热 塑性弹性体和橡胶增韧的塑料。在另一实施方案中，所述塑性材料可以是或者包括乙烯均 聚物，乙烯共聚物，丙烯均聚物，丙烯共聚物或者其混合物或共混物。
[0031] 包括大约10wt%_大约20wt%乙烯和/或其它共聚单体(一种或多种）的热塑性共 聚物通常被称作抗冲共聚物"ICP"，和包括大于20wt%_大约40wt%乙烯和/或其它共聚单 体(一种或多种）的热塑性共聚物通常被称作聚烯烃弹性体或者"ΤΡ0"。包括小于10wt%乙 烯和/或其它共聚单体(一种或多种）的热塑性共聚物通常被称作无规共聚物。在一种或多 种实施方案中，所述塑性材料可以是或者包括以下热塑性共聚物:其可以包括聚丙烯均聚 物和以下共聚物的共混物:所述共聚物可以包括丙烯和选自下面的一种或多种共聚单体： 乙烯和C 4-C2Q烯烃。例如，所述塑性材料可以是或者包括以下热塑性共聚物:其可以包括聚 丙烯均聚物和以下共聚物的共混物:所述共聚物可以包括丙烯和选自下面的一种或多种共 聚单体：乙稀和C4-C2Q稀经，其中所述热塑性共聚物包括大约lwt%-大约9.9wt%的所述共 聚单体。在另一例子中，所述塑性材料可以是或者包括热塑性共聚物，其可以包括聚丙烯均 聚物和以下共聚物的共混物:所述共聚物可以包括丙烯和选自下面的一种或多种共聚单 体:乙稀和C4-C2Q稀经，其中所述热塑性共聚物包括大约lwt %至高到9.9wt %的所述共聚单 体。在另一例子中，所述塑性材料可以是或者包括热塑性共聚物，其可以包括聚丙烯均聚物 和以下共聚物的共混物:所述共聚物可以包括丙烯和选自下面的一种或多种共聚单体：乙 稀和C4-C2Q稀经，其中所述热塑性共聚物包括大约10wt%_大约20wt%的所述共聚单体。在 另一例子中，所述塑性材料可以是或者包括热塑性共聚物，其可以包括聚丙烯均聚物和以 下共聚物的共混物:所述共聚物可以包括丙烯和选自下面的一种或多种共聚单体：乙烯和 C4-C2Q稀经，其中所述热塑性共聚物包括大于10wt%至高到20wt%的所述共聚单体。在另一 例子中，所述塑性材料可以是或者包括热塑性共聚物，其可以包括聚丙烯均聚物和以下共 聚物的共混物:所述共聚物可以包括丙烯和选自下面的一种或多种共聚单体:乙烯和C 4-C20 烯烃，其中所述热塑性共聚物包括大约20wt%_大约40wt%的所述共聚单体。在另一例子 中，所述塑性材料可以是或者包括热塑性共聚物，其可以包括聚丙烯均聚物和以下共聚物 的共混物:所述共聚物可以包括丙烯和选自下面的一种或多种共聚单体：乙烯和C 4-C20烯 烃，其中所述热塑性共聚物包括大于20wt % -大约40wt %的所述共聚单体。
[0032]在一种或多种实施方案中，所述α_来源的硬石膏硫酸钙晶须在复合材料产品中的 量可以是从低到大约lwt%，大约3wt%，大约5wt%，大约7wt%或者大约10wt%到高到大约 15wt%，大约20wt%，大约25wt%，大约30wt%，大约35wt%，大约40wt%，大约45wt%或者 大约50wt%，基于所述α-来源的硫酸钙晶须和所述基础材料例如塑性材料的合计重量。例 如所述复合材料产品可以包括大约lwt%_大约50wt%，大约2wt%_大约40wt%，大约 5wt%_大约15wt%，大约12wt%_大约33wt%，大约lwt%_大约8wt%，大约4wt%_大约 12wt %，或者大约3wt % -大约10wt %的α-来源的硬石膏硫酸|丐晶须，基于所述α-来源的硫 酸钙晶须和所述基础材料例如塑性材料的合计重量。
[0033]在一个例子中，所述复合材料产品可以包括聚丙烯作为塑性材料和大约2wt%_大 约20wt%的α-来源的硬石膏硫酸钙晶须，基于所述聚丙烯和α-来源的硬石膏硫酸钙晶须的 合计重量。在另一例子中，复合材料产品可以包括聚丙烯作为塑性材料和大约4wt%_大约 10wt%的α-来源的硬石膏硫酸钙晶须，基于所述聚丙烯和α-来源的硬石膏硫酸钙晶须的合 计重量。在一个例子中，所述复合材料产品可以包括聚乙烯作为塑性材料和大约2wt%_大 约20wt%的α-来源的硬石膏硫酸钙晶须，基于所述聚乙烯和α-来源的硬石膏硫酸钙晶须的 合计重量。在另一例子中，复合材料产品可以包括聚乙烯作为塑性材料和大约4wt%_大约 10wt%的α-来源的硬石膏硫酸钙晶须，基于所述聚乙烯和α-来源的硬石膏硫酸钙晶须的合 计重量。
[0034]在一种或多种实施方案中，所述复合材料产品的弹性模量可以是至少lOOOMPa，例 如聚丙烯和来源的硬石膏硫酸钙晶须的复合材料产品。在一种或多种实施方案中，所述 复合材料产品的弹性模量可以是至少l〇〇〇MPa，至少1050MPa，至少1 lOOMPa，至少1150MPa， 至少1200MPa，或者至少1240MPa至大约1250MPa，大约1275MPa，大约1300MPa或者大约 1350MPa，其是根据烧曲弦方法(Flexural Chord method)测量的。在一种或多种实施方案 中，所述复合材料产品的弹性模量可以是至少1 OOOMPa，至少1050MPa，至少11 OOMPa，至少 1150MPa，至少 1200MPa，至少 1250MPa，或者至少 1300MPa 至大约 1325MPa，大约 1350MPa，大约 1400MPa或者大约1450MPa，其是根据烧曲正切方法(Flexural Tangent method)测量的。在 一种或多种实施方案中，所述复合材料产品的弹性模量可以是至少1 OOOMPa，至少101 OMPa， 至少 1025MPa，或者至少 1030MPa 至大约 1050MPa，大约 1075MPa，大约 1 lOOMPa，大约 1125MPa， 或者大约1150MPa，其是根据烧曲正割方法(Flexural Secant method)测量的。
[0035] 在一种或多种实施方案中，所述α-来源的硬石膏硫酸钙晶须可以使用任何期望的 方法或者方法的组合，来与基础材料例如塑性材料混合、共混或者以其它方式结合。当所述 基础材料包括塑性材料时，所述塑性材料可以处于固体相、熔融相或者固体相和熔融相的 混合物。例如所述塑性材料可以在挤出机中熔融，和将所述来源的硬石膏硫酸钙晶须引 入到位于其中的熔融的或者熔化的塑性材料中来生产复合材料产品。在另一例子中，所述 微粒形式的塑性材料可以与α-来源的硬石膏硫酸钙晶须在挤出机内结合。所述塑性材料微 粒可以在α-来源的硬石膏硫酸钙晶须与之结合后熔融。在另一例子中，当α-来源的硬石膏 硫酸钙晶须与之结合时，所述塑性材料微粒可以部分地熔融，即，可以存在固体和熔融的塑 性材料二者。
[0036] 在一种或多种实施方案中，一种制造复合材料产品的方法可以包括将塑性材料加 热到熔融态，将来源的硬石膏硫酸钙晶须与仍然处于熔融态的塑性材料结合，将所述熔 融的塑性材料和来源的硬石膏硫酸钙晶须挤出通过模头，和在复合材料离开模头时将所 述挤出的复合材料用刀片切成粒料。在一种或多种实施方案中，一种制造复合材料产品的 方法可以包括加热塑性材料来生产基本上熔融的塑性材料，和将α-来源的硬石膏硫酸钙晶 须与熔融的塑性材料结合来生产共混的混合物。所述共混的混合物可以冷却来生产复合材 料产品。
[0037] 硫酸镁晶须的一个潜在的缺点是在大约240°C_大约270Γ的温度，硫酸镁晶须将 降解和释放水。在一种或多种实施方案中，复合材料产品（其包括具有下面的熔点的塑性材 料:大于240°C，大于245°C，大于250°C，大于255°C，大于260°C，大于265°C，大于270°C，大于 275°C，大于280°C，大于285°C或者大于290°C)可以与α-来源的硬石膏硫酸钙晶须结合。例 如，复合材料产品（其包括具有下面的熔点的塑性材料:大于240°C-大约300°C，大于250°C-大约320°C，大于240°C_大约290°C，大于260°C_大约340°C，大于270°C_大约310°C，或者大 于240°C_大约340°C或更大）可以与α-来源的硬石膏硫酸钙晶须结合。同样，α-来源的硬石 膏硫酸钙晶须可以与这样的塑性材料结合，所述塑性材料的熔点大于能够与硫酸镁晶须结 合来生产复合材料产品的塑性材料。
[0038] 所述复合材料产品的机械性能可以通过在晶须与基础材料例如塑性材料结合之 前，处理所述来源的硬石膏硫酸钙晶须的表面来改进。在一种或多种实施方案中，来源 的硬石膏硫酸钙晶须可以用一种或多种处理材料处理，例如至少部分地涂覆，来生产处理 的α_来源的硬石膏硫酸钙晶须。示例性处理材料可以包括但不限于，一种或多种含硅化合 物例如硅烷，一种或多种蜡，一种或多种硬脂酸盐，硬脂酸，或者它们的任意混合物。所述处 理材料可以处于液体，气体，固体例如粉末或者颗粒形式，或者它们的任意组合。处理来 源的硬石膏硫酸钙晶须还可以包括官能化所述晶须的表面。在一个例子中，一种或多种硅 烷偶联剂或者能够将无机材料偶联或增容到有机树脂上的其它添加剂例如3-甲基丙烯酰 氧基丙基三甲氧基硅烷可以用作所述处理材料。在另一例子中，硬脂酸钙可以用作所述处 理材料。
[0039] 在一种或多种实施方案中，所述一种或多种处理材料，在存在时，可以与α-来源的 硬石膏硫酸1丐晶须以下面的量结合:从低到大约〇. lwt%，大约0.5wt%，大约lwt%，或者大 约1.5wt%到高到大约2wt%，大约3wt%，大约4wt%，大约5wt%，大约7wt%或者大约 10wt%，基于所述α-来源的硬石膏硫酸钙晶须的重量。例如所述一种或多种处理材料，在存 在时，可以与α-来源的硬石膏硫酸|丐晶须以下面的量结合:大约0.7wt % -大约3.7wt %，大 约1.5wt大约2.5wt%，大约lwt大约2wt%，大约2wt大约3wt%，大约3.5wt大 约5wt%，或者大约0.5wt%_大约4.5wt%，基于所述α-来源的硬石膏硫酸|丐晶须的重量。
[0040] 出人意料地，已经发现在一种或多种实施方案中，用处理的α-来源的硬石膏硫酸 钙晶须制造的复合材料产品，所述复合材料产品（其包括处理的来源的硬石膏硫酸钙晶 须）的黄度指数(样板)可以小于20,小于19,小于18,小于17,小于16.5,小于16,小于15.5， 小于15，小于14.5，小于14，小于13.5，或者小于13，其是根据43了10629(^313测量的。在至 少一种具体实施方案中，复合材料产品（其包括大约200ppm的处理材料，大约10wt%的α-来 源的硬石膏硫酸钙晶须和大约90wt%聚丙烯）的黄度指数可以小于对比的复合材料产品 (其是相同的，除了在其制备中没有使用处理材料之外）的黄度指数。在至少一种其它实施 方案中，复合材料产品（其包括大约200ppm的处理材料，大约1 Owt %的α-来源的硬石膏硫酸 钙晶须和大约90wt%聚丙烯，并且经历了两次挤出热历史）的黄度指数可以小于对比复合 材料产品（其是相同的，除了在其制备中没有使用处理材料，和仅仅经历了一次挤出热历史 之外）的黄度指数。
[0041] 在一种或多种实施方案中，一种或多种添加剂可以与α-来源的硬石膏硫酸钙晶须 和基础材料例如塑性材料结合。示例性添加剂(其可以存在于包括α-来源的硬石膏硫酸钙 晶须和基础材料的复合材料产品中）可以包括但不限于芳香剂，增粘剂，蜡，官能化聚合物 例如酸改性的聚烯烃和/或酸酐改性的聚烯烃，抗氧化剂（例如受阻酚例如 IRGANOX?1010或者IRGANOX?1076，获自Ciba-Geigy)，（例如IRGAFOS?168 ,获自 Ciba-Geigy)，油，增容剂，助剂，附着力促进剂，增塑剂，低分子量聚合物，结块剂，抗结块 剂，抗静电剂，脱模剂，抗粘连添加剂，着色剂，加工助剂，UV稳定剂，热稳定剂，中和剂，润滑 剂，表面活性剂，成核剂，挠化剂，橡胶，荧光增白剂，稀释剂，粘度改变剂，氧化聚烯烃或者 它们的任意组合或混合物。示例性芳香剂可以包括但不限于薄荷提取物，柠檬提取物，香草 提取物或者它们的任意混合物。示例性着色剂可以包括但不限于二氧化钛，碳酸钙，氧化 锌，滑石，高岭土，硅灰石或者它们的任意混合物。应当注意的是一种或多种添加剂可以用 于一个目的或者大于一个目的。例如，如果共混组合物包括二氧化钛、碳酸钙或者其它着色 剂，所述着色剂也可以充当共混组合物中的无机填料组分。这些添加剂和其它物质的使用 是本领域公知的。
[0042] 所述复合材料产品（其包括晶须和基础材料例如塑性材料)可以用于广泛的多种 应用，包括模制或者挤出，包括消费品，工业品，建筑材料，包装材料和汽车零件。制品可以 用所述复合材料，经由任何有用的模制或者挤出方法(其能够形成和成形聚合物)来制造、 形成、挤出或者制造。用于制造给定的复合材料产品的合适的方法可以包括但不限于压塑， 注塑，共注塑，气体辅助注塑，热成形，吹塑，多层吹塑，注吹塑，拉伸吹塑，挤出吹塑，压铸； 流延模制，旋转模制，发泡模制，搪塑，转移模制，湿铺设或者接触模制，流延模制，冷成形匹 配模头模制，真空成形，吹膜，薄膜或者薄片流延，薄片挤出，型材挤出或者共挤出，纤维纺 丝，纤维纺粘，纤维熔喷，层合，压延，涂覆，拉挤成型，突出，牵拉缩小，发泡或者其组合。
[0043] 示例性的复合材料产品可以包括但不限于管道，导管，包装例如耐久性和一次性 包装，家用物品例如滚筒和板，家用电器例如洗衣机，冰箱，混合器，空调等，室内和室外家 具例如台子，椅子，长凳，架子等，运动装备例如雪橇，冲浪板，溜冰板，溜冰鞋，长筒靴，雪 橇，滑行车，皮船，短桨等，实心轮，体育场座椅，游乐场座位，个人护具例如安全帽，护胫等， 炊具，器具，盘子，托盘，手推车，槽子，管，池塘衬垫，存储容器例如柳条箱，桶，罐子，瓶子 等，玩具，儿童车座椅和升降椅，医学装置，运动服，行李箱，工具盒例如用于钻孔，锯切等的 那些，电子件盒例如用于电视，计算机，电话，手持装置，媒体播放器，立体声系统，收音机， 钟表等的那些，建筑物构建材料例如地板，侧壁，屋顶，台面，电盒和接头等，照明，园艺装置 例如铲子，手推车等的把手，运动场装置，发动机罩，栗壳，电池壳，仪表壳，开关，旋钮，按 钮，把手，宠物物料，实验室物料，个人卫生装置例如剃刀，刷子，吹风器等，清洁物料例如扫 帚，灰盘等，乐器盒，雕像，奖品，工艺品，人造珠宝，画框，眼镜框，植物盆，化学品包装，花 盆，器具罩，家用塑性材料刷，装饰品，台子例如用于支撑植物的那些，肥皂盒和分配器，帽 子和罩子，玩具，柳条箱，便携冷却器或者冰柜，零件米尺，水分散工具例如洒水车和喷雾 器，火器部件和汽车部件。
[0044] 更详细的考虑汽车部件，所述复合材料产品（其包括晶须和基础材料例如塑性材 料)可以包括但不限于缓冲器，外部和/或内部车体面板例如门板;外部修饰片，包括车体侧 模制件，侧覆层和模制件，端帽，引擎罩，平台盖，镜盒，行李架，车轮罩，车轮衬里，车轮照明 灯，挡泥板衬里，引擎帽，踏板，脚垫，底系定板，阻气器，防溅挡板，挡泥板，床衬里和摇杆 板;燃料槽；内饰片，包括驾驶杆罩，操纵台，门板，柱子，支架，把手，按钮，手柄和安全遮板， 仪表板，仪表盘，膝盖垫，乘客侧气袋罩，顶棚，手套箱，盘子，杯架，隔间和盖子;座位部件， 包括后背，支架和安全带固定装置；引擎盖下部件，包括电池盘和风扇盖；电器盒；电缆轴 承;和结构部件，包括门载体，卡车床分离器，负荷地板和行李箱分隔器。用于所述复合材料 产品（其包括晶须和基础材料例如塑性材料）的一种特别适合的应用可以包括"引擎盖下" 汽车应用，其目前包含长或短玻璃纤维。实心熔融柱状材料可以挤出，其包含所述复合材 料，其可以置于模腔内和压塑来将所述复合材料形成期望的最终结构。用于所述复合材料 产品（其包括晶须和基础材料例如塑性材料）的一种潜在适合的应用可以包括用于汽车和 其它车辆的顶棚。所述晶须可以与基础材料例如聚丙烯混合，并且所述混合物可以在液体 溶液中混合，并且送过通风的挤出机。然后可以形成薄片，其可以真空成形来制造用于汽车 和其它车辆的顶棚。
[0045] 实施例
[0046] 为了提供对前述讨论更好的理解，提供了下面的非限定性实施例。虽然所述实施 例会涉及具体实施方案，但是它们不被认为是在任何具体方面限制本发明。制造和测试了 此处所讨论和所述的硫酸钙晶须和复合材料的实施方案。结果在下面和在图1-3中显示。 [0047] 实施例1
[0048]硫酸钙晶须是使用开采于同一位置的α和β半水合物颗粒，根据下面的方法来制备 的。将硫酸钙半水合物与水结合来形成含有5重量％的硫酸钙的淤浆。将所述淤浆在lOpsi 压力和115°C的温度高压釜加工大约2小时来形成晶须。将所述晶须通过筛网过滤脱水5分 钟。将所述脱水的晶须在大约600°C_大约700°C加热大约3小时来形成稳定的、不溶的α-来 源的硫酸钙硬石膏晶须。
[0049]图1是通过偏振光显微镜法所拍摄的显微照片(600x400微米），其显示了根据上述 方法制备的α-来源的硬石膏硫酸钙晶须。图2是通过偏振光显微镜法所拍摄的显微照片 (600x400微米），其显示了通过与α晶须相同的方法制备的β-来源的硬石膏硫酸钙晶须。这 些显微照片显示了α-来源的晶须与β-来源的晶须不同的形态（即，长度和直径）。更具体地， 在图1的α-来源的晶须与图2的β-来源的晶须的比较中，所述α-来源的晶须明显长于β-来源 的晶须，并且长径比大于所述来源的晶须。此外，所述显微照片揭示了 来源的晶须的生 长速率明显快于β-来源的晶须。
[0050] 具体地，已经确定了 α-硫酸钙的晶体生长速率是β硫酸钙的至少3-5倍。因此，制造 相同长度的晶须所需的高压釜时间对于硫酸钙来说明显缩短，这降低了必需的加工时 间。这是有重要意义的，因为β硫酸钙晶须低的生长速率导致了高的制造经济成本，使得硫 酸钙晶须的实际应用是成本受阻的。不希望受限于理论，据信归因于它的"预高压釜加工 (pre-autoclaved)"性质，α-硫酸|丐能够在高压爸环境下更快地生长成延长的晶须。
[0051 ] 实施例2
[0052] α-来源的和β-来源的硫酸钙晶须是根据实施例1的方法制备的。将所述晶须与聚 丙烯结合来形成复合材料，并且根据弦方法测量了每个复合材料的劲度/挠曲模量，并且与 单独的聚丙烯的劲度/挠曲模量比较。结果显示在下表1中。
[0053]晶须是与聚丙烯预混的或者侧进料的。表1的术语"预混"指的是晶须与熔融之前 的、挤出的聚丙烯粒料结合，以形成复合材料。表1的措词"侧进料"指的是当聚丙烯已经熔 融时，将晶须供入挤出机中。
[0055]这些结果显示了 α_来源的硬石膏硫酸钙晶须增强的聚丙烯复合材料表现出明显 优于具有相当的β晶须增强的复合材料的机械性能。不希望受限于理论，据信所述预混方法 导致了晶须被未熔融的聚丙烯粒料研磨，其可以产生晶须的减弱的增强效果。但是，预混的 α晶须表现令人惊讶地好，其表现出与预混的β晶须（其表现出可忽略的劲度增加）相比， 40%的劲度增加率。
[0056]图3显示了基础聚丙稀相比于复合材料产品（其包括基础聚丙稀和大约4.39wt% 的α-来源的硬石膏硫酸钙晶须）的弹性模量，其是根据挠曲弦方法、挠曲正切方法和挠曲正 割方法测量的。如所示的，通过加入来源的硫酸钙晶须，所述聚丙烯复合材料的劲度明显 增加(高到65%)。
[0057] 实施例3
[0058]前述实施例所用的市售α-硫酸钙半水合物颗粒的中值粒度是15.4μπι和最大粒度 是120μπι。还制备和测试了微米化α_硫酸钙半水合物颗粒。具体地，将市售的α_硫酸钙半水 合物颗粒在喷射研磨机中研磨到中值粒度是大约3.0 6μηι和最大粒度是大约12μηι。因此，所 述微米化颗粒在尺寸上比市售的硫酸钙半水合物颗粒更小和更均匀，如表2所示。
[0059]
[0060] 所述颗粒是在流体能量研磨机上，使用压缩空气喷射研磨来生产更小的颗粒。所 述研磨机中的高速旋转使得硫酸钙颗粒进行了颗粒在颗粒上的冲击。如表2所示，所述微米 化颗粒表现出最大尺寸比市售颗粒小了 10倍。同样，所述微米化颗粒的最大粒度比平均粒 度小了 4倍。
[0061] α-来源的硫酸钙晶须的对比样品是通过实施例1的方法，用市售α-硫酸钙半水合 物颗粒来制备的，但是处于在淤浆中2.5wt%的更低浓度。出于对比的目的，还获得了市售 含氧硫酸镁晶须。还通过实施例1的方法，用市售的硫酸钙半水合物颗粒制备了 α_来源的 硫酸钙晶须的对比样品。来源的硫酸钙晶须是通过实施例1的方法，用微米化α_硫酸钙半 水合物颗粒来制备的。来源的硫酸钙晶须还通过实施例1的方法，用市售α_硫酸钙半水合 物颗粒和微米化α_硫酸钙半水合物颗粒的混合物来制备的，但是处于在齡衆中2.5wt%的 较低浓度。所形成的晶须的平均长度和直径是通过扫描电镜法来测量的，并且计算长径比。 结果显不在表3中。
[0062]
[0063] 如表3所示，微米化α_来源的硬石膏硫酸钙晶须令人惊讶地具有显著高于标准α_ 来源的硬石膏硫酸钙晶须的长径比（几乎高了 40%)，具有稍短的长度和较小直径。所述低 浓度市售颗粒来源的晶须还表现出比标准晶须稍高的长径比，而低浓度微米化颗粒来源的 和市售颗粒来源的晶须表现出比全部其它样品明显更高的长径比。硫酸镁晶须明显短于硫 酸钙晶须，并且具有甚至更小的直径。通常，对于增强应用来说，高于30的长径比是令人期 望的，并且较高的长径比提供了更好的结构增强。同样，较细的晶须倾向于在高压釜加工后 不在分散体中沉降，以使得它们可以避免拥堵(其经常导致局部和过高浓度的晶体和因此 短的晶须）。但是，硫酸钙的微米化增加了加工时间和晶须制造方法的成本。整体上，这些实 施例显示了 α-来源的硬石膏硫酸钙晶须可以制造来具有应用-特异性尺寸。
[0064] 实施例4
[0065] 第一复合材料是通过将α_来源的硫酸钙晶须与聚丙烯在挤出机中共混来制备的。 第二复合材料是通过将来源的硫酸钙晶须(其已经用硬脂酸钙处理)与聚丙烯在挤出机 中共混来制备的。将硫酸钙晶须和基于晶须重量为大约2wt%的α-来源的硬脂酸钙加入转 鼓滚筒机中，并且混合大约10分钟。用硬脂酸钙处理的来源的硫酸钙晶须的量(其可以与 聚丙烯混合)相对于用于制造第一复合材料的未处理的来源的硫酸钙晶须增加了 1〇〇%。 此外，虽然未处理的来源的硫酸钙晶须倾向于聚集，但是在所述晶须与聚丙烯共混来制 造第二复合材料的过程中，没有观察到硬脂酸钙处理的来源的硫酸钙晶须的聚集。
[0066] 实施例5
[0067] 在制造实施例4的第二复合材料过程中，观察到出人意料的结果。虽然硬脂酸钙的 量在第二复合材料产品中基于聚丙烯、来源的硫酸钙晶须和硬脂酸钙的合计重量仅仅为 大约200ppm，但是在由所述第二复合材料所制造的样板的颜色中观察到改进，其包含 10wt%的晶须。甚至当所述第二产品经历了额外的挤出热历史之后，所述第二产品仍然具 有比仅仅一次热历史之后的第一复合材料更低的黄度指数。在具有一次热历史的第一复合 材料上所测量的黄度指数是16.5。具有两次热历史的第二复合材料的黄度指数仅仅是 15.5。所述黄度指数是根据ASTM D6290E313测量的。
[0068] 实施例6
[0069]制备了第一聚丙稀样品，其包括大约8wt %的硫酸镁晶须和大约12wt %的乙稀丁 烯弹性体，并且已经成核。还制备了第二聚丙烯样品和第三聚丙烯样品，其每个包括大约 8wt%的α-来源的硫酸钙晶须和大约12wt%的乙烯丁烯弹性体，并且已经成核。在全部三种 样品上使用4英寸乘以6英寸样板(其是注塑的)进行了侵蚀性油漆附着性和tabor磨痕磨损 测试。全部三种样片的油漆附着性结果是优异的。第二和第三聚丙烯样品的平均tabor磨痕 分别是0 %磨痕损失和1.35 %磨痕损失。相反，第一聚丙烯样品的平均tabor磨痕是9.6 %磨 痕损失。
[0070] 即使第一聚丙烯样品表现出优异的油漆附着性，已知的是它在一些高温下使用水 或者盐水喷雾和氯化的聚烯烃作为附着促进剂时表现不佳。硫酸镁晶须将与氯化聚烯烃和 水反应，并且将结合和产生盐，其将表现出在涂漆零件上差的附着性和起泡。不希望受限于 理论，据信代替硫酸镁晶须，与α-来源的硫酸钙晶须共混的聚丙烯(和其它基础材料）（例如 第二和第三样品）将不遭受这些有害的缺陷，因为所述α-来源的硫酸钙晶须可以使得水不 附着于其上。
[0071] 本发明公开内容的实施方案进一步涉及下面段落的任何一个或多个：
[0072] 1.制造复合材料产品的方法，其包括将α-来源的硬石膏硫酸钙晶须和塑性材料结 合来生产复合材料产品。
[0073] 2.制造复合材料产品的方法，其包括:将多个α_来源的硬石膏硫酸钙晶须和塑性 材料共混来生产复合材料产品，其中所述复合材料产品包含大约lwt % -大约50wt %的α-来 源的硬石膏硫酸钙晶须，基于所述来源的硫酸钙晶须和所述塑性材料的合计重量。
[0074] 3.复合材料产品，其包含α_来源的硬石膏硫酸钙晶须和塑性材料。
[0075] 4.制造复合材料产品的方法，其包括:高压釜加工包含α-硫酸钙半水合物颗粒和 水的淤浆，来生产在水中的硫酸钙半水合物晶须;脱水所述α_硫酸钙半水合物晶须;加热 所述硫酸钙半水合物晶须来生产来源的硬石膏硫酸钙晶须;和将至少一部分的所述α_ 来源的硬石膏硫酸钙晶须与塑性材料结合来生产复合材料产品。
[0076] 5.制造 α-来源的硬石膏硫酸钙晶须的方法，其包括:高压釜加工包含α-硫酸钙半 水合物和水的淤浆，来生产在水中的硫酸钙半水合物晶须;脱水所述α_硫酸钙半水合物 晶须;和加热所述α_硫酸钙半水合物晶须来生产α_来源的硬石膏硫酸钙晶须。
[0077] 6.根据段落1-4任一项的方法或者复合材料产品，其中所述塑性材料包含均聚物、 共聚物或者其混合物。
[0078] 7.根据段落1-4任一项的方法或者复合材料产品，其中所述塑性材料包含聚乙烯 均聚物、聚丙烯均聚物、聚乙烯共聚物、聚丙烯共聚物或者它们的任意混合物。
[0079] 8.根据段落1-4任一项的方法或者复合材料产品，其中所述塑性材料包含热塑性 共聚物，和其中所述热塑性共聚物包含聚丙烯均聚物和共聚物的共混物，所述共聚物包含 丙烯和选自下面的一种或多种共聚单体:乙烯和C4-C20烯烃。
[0080] 9.根据段落8的方法或者复合材料产品，其中所述热塑性共聚物包含大约lwt%_ 大约9.9wt%的所述共聚单体。
[0081] 10.根据段落8的方法或者复合材料产品，其中所述热塑性共聚物包含大约lwt%_ 大约9.9wt %的乙稀作为所述共聚单体。
[0082] 11.根据段落8的方法或者复合材料产品，其中所述热塑性共聚物包含大约 10wt%_大约20wt%的所述共聚单体。
[0083] 12.根据段落8的方法或者复合材料产品，其中所述热塑性共聚物包含大约 10wt%_大约20wt%的乙稀作为所述共聚单体。
[0084] 13.根据段落8的方法或者复合材料产品，其中所述热塑性共聚物包含大于 20wt%_大约40wt%的所述共聚单体。
[0085] 14.根据段落8的方法或者复合材料产品，其中所述热塑性共聚物包含大于 20wt%_大约40wt%的乙稀作为所述共聚单体。
[0086] 15.根据段落1-4任一项的方法或者复合材料产品，其中所述塑性材料包含聚乙 烯，聚丙烯，聚丁烯，聚酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚己内酰胺，聚（己二酰己二胺），聚氨 酯，环氧树脂，丁腈橡胶，丁基橡胶，硅橡胶，聚四氟乙烯，酚醛树脂或者它们的任意混合物。 [0087] 16.根据段落1-4或者6-15任一项的方法或者复合材料产品，其中所述塑性材料包 含沥青，氧化沥青，稀释沥青，錯，粘土或者它们的任意混合物。
[0088] 17.根据段落1-16任一项的方法或者复合材料产品，其中所述α-来源的硬石膏硫 酸钙晶须的平均长径比是大约30-大约140。
[0089] 18.根据段落1-17任一项的方法或者复合材料产品，其中所述α-来源的硬石膏硫 酸钙晶须的平均直径是大约〇 · 3μL?-大约1 · 5μL?。
[0090] 19.根据段落1-18任一项的方法或者复合材料产品，其中所述硬石膏硫酸钙晶须 的平均长度是大约20μL?-大约100μL?。
[0091] 20.根据段落1-4或者6-19任一项的方法或者复合材料产品，其中所述硬石膏硫酸 钙晶须在所述塑性材料处于熔融态时与所述塑性材料结合。
[0092] 21.根据段落1-4或者6-20任一项的方法或者复合材料产品，其中所述塑性材料包 含聚丙烯。
[0093] 22.根据段落1，3,4或者6-21任一项的方法或者复合材料产品，其中所述复合材料 产品包含大约lwt%_大约50wt%的α-来源的硬石膏硫酸钙晶须，基于所述α-来源的硬石膏 硫酸钙晶须和所述塑性材料的合计重量。
[0094] 23.根据段落1-4或者6-21任一项的方法或者复合材料产品，其中所述复合材料产 品包含大约2wt%_大约20wt%的α-来源的硬石膏硫酸钙晶须，基于所述α-来源的硬石膏硫 酸钙晶须和所述塑性材料的合计重量。
[0095] 24.根据段落1-4或者6-21任一项的方法或者复合材料产品，其中所述复合材料产 品包含大约lwt % -大约10wt %的α-来源的硬石膏硫酸|丐晶须，基于所述α-来源的硬石膏硫 酸钙晶须和所述塑性材料的合计重量。
[0096] 25.根据段落1-4或者6-21任一项的方法或者复合材料产品，其中所述复合材料产 品包含大约5wt%_大约15wt%的α-来源的硬石膏硫酸钙晶须，基于所述α-来源的硬石膏硫 酸钙晶须和所述塑性材料的合计重量。
[0097] 26.根据段落1-4或者6-21任一项的方法或者复合材料产品，其中所述复合材料产 品包含大约10wt%-大约20wt%的α-来源的硬石膏硫酸钙晶须，基于所述α-来源的硬石膏 硫酸钙晶须和所述塑性材料的合计重量。
[0098] 27.根据段落1-4或者6-21任一项的方法或者复合材料产品，其中所述复合材料产 品包含大约15wt%_大约30wt%的α-来源的硬石膏硫酸钙晶须，基于所述α-来源的硬石膏 硫酸钙晶须和所述塑性材料的合计重量。
[0099] 28.根据段落1-4或者6-27任一项的方法或者复合材料产品，其中所述复合材料产 品的弹性模量是至少l〇〇〇MPa，其是根据挠曲弦方法测量的。
[0100] 29.根据段落1-4或者6-28任一项的方法或者复合材料产品，其中所述复合材料产 品的弹性模量是至少l〇〇〇MPa，其是根据挠曲正切方法测量的。
[0101] 30.根据段落1-4或者6-29任一项的方法或者复合材料产品，其中所述复合材料产 品的弹性模量是至少l〇〇〇MPa，其是根据挠曲正割方法测量的。
[0102] 31.根据段落1-4或者6-30任一项的方法或者复合材料产品，其中所述复合材料的 弹性模量是至少1 OOOMPa-大约1350MPa，其是根据挠曲弦方法测量的。
[0103] 32.根据段落1-4或者6-31任一项的方法或者复合材料产品，其中所述复合材料的 弹性模量是至少l〇〇〇MPa-大约1450MPa，其是根据挠曲正切方法测量的。
[0104] 33.根据段落1-4或者6-32任一项的方法或者复合材料产品，其中所述复合材料的 弹性模量是至少l〇〇〇MPa-大约1150MPa，其是根据挠曲正割方法测量的。
[0105] 34.根据段落1-33任一项的方法或者复合材料产品，其中所述α-来源的硬石膏硫 酸钙晶须的平均长径比是至少30。
[0106] 35.根据段落1-34任一项的方法或者复合材料产品，其中所述α-来源的硬石膏硫 酸钙晶须的莫氏硬度是大约3-大约3.5。
[0107] 36.根据段落1，2,4或者6-35任一项的方法，其中所述α-来源的硬石膏硫酸钙晶须 在所述塑性材料处于熔融形式时与所述塑性材料结合。
[0108] 37.根据段落1，2,4或者6-35任一项的方法，其中所述α-来源的硬石膏硫酸钙晶须 在塑性材料处于固体形式时与塑性材料结合。
[0109] 38.根据段落1，2,4或者6-35任一项的方法，其中所述α-来源的硬石膏硫酸钙晶须 在第一部分的塑性材料处于固体形式和第二部分的塑性材料处于熔融形式时，与所述塑性 材料结合。
[0110] 39.根据段落1-38任一项的方法或者复合材料产品，其中所述α-来源的硬石膏硫 酸钙晶须至少部分地涂覆有一种或多种硅烷，一种或多种蜡，一种或多种硬脂酸盐，硬脂酸 或者它们的任意混合物。
[0111] 40.根据段落1-39任一项的方法或者复合材料产品，其中所述α-来源的硬石膏硫 酸钙晶须至少部分地涂覆有硬脂酸钙。
[0112] 41.根据段落1-38任一项的方法或者复合材料产品，其中所述α-来源的硬石膏硫 酸钙晶须至少部分地涂覆有一种或多种处理材料，和其中所述一种或多种处理材料的存在 量是大约〇. 1 wt % -大约5wt %，基于所述α-来源的硬石膏硫酸|丐晶须的重量。
[0113] 42.根据段落41的方法或者复合材料产品，其中所述一种或多种处理材料包含一 种或多种硅烷，一种或多种蜡，一种或多种硬脂酸盐，硬脂酸或者它们的任意混合物。
[0114] 43.根据段落41的方法或者复合材料产品，其中所述一种或多种处理材料包含硬 脂ffef丐。
[0115] 44.根据段落1-4或者6-43任一项的方法或者复合材料产品，其中所述复合材料产 品包含选自下面的汽车部件:缓冲器，外车体板，内车体板，外装饰片，内装饰片，座椅部件， 引擎罩下部件，电元件壳，电缆轴承或者结构部件。
[0116] 已经使用一组数值上限和一组数值下限描述了某些实施方案和特征。应当理解除 非另有指示，否则包括任何两个值的组合的范围是可以预期的，例如，任何下限值和任何上 限值的组合，任何两个下限值的组合和/或任何两个上限值的组合。某些下限，上限和范围 出现在下面的一个或多个权利要求中。全部的数值是"大约"或者"大致"的所示值，并且考 虑了本领域技术人员能够预想到的试验误差和偏差。
[0117] 已经在上面定义了不同的术语。在权利要求所用的术语没有在上面定义的情况 中，它应当被赋予相关领域技术人员能够给出的、在至少一个印刷的出版物或者公开的专 利中涉及所述术语的最宽的定义。此外，本申请中所引用的全部的专利，测试方法和其它文 献完全引入作为参考和用于允许这样的引入的全部权限中，所述的参考到这样的程度，即， 这样的公开内容与本申请不矛盾。
[0118] 虽然前面涉及到本发明的实施方案，但是本发明的其它和另外的实施方案也可以 设计，而不脱离其基本的范围，并且其范围是通过随后的权利要求来确定的。
【主权项】
1. 制造复合材料产品的方法，其包括将α-来源的硬石膏硫酸钙晶须和塑性材料结合来 生产复合材料产品。2. 权利要求1的方法，其中所述塑性材料包含均聚物、共聚物或者其混合物。3. 权利要求1的方法，其中所述塑性材料包含聚乙烯均聚物、聚丙烯均聚物、聚乙烯共 聚物、聚丙烯共聚物或者它们的任意混合物。4. 权利要求1的方法，其中所述塑性材料包含热塑性共聚物，和其中所述热塑性共聚物 包含:聚丙烯均聚物和包含丙烯和选自乙烯和C 4-C2Q烯烃的一种或多种共聚单体的共聚物 的共混物。5. 权利要求4的方法，其中所述热塑性共聚物包含大约lwt % -大约9.9wt %的所述共聚 单体。6. 权利要求4的方法，其中所述热塑性共聚物包含大约10wt % -大约20wt %的所述共聚 单体。7. 权利要求4的方法，其中所述热塑性共聚物包含大于20wt%_大约40wt %的所述共聚 单体。8. 权利要求1的方法，其中所述塑性材料包含聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚酯、聚对苯二 甲酸乙二醇酯、聚己内酰胺、聚（己二酰己二胺）、聚氨酯、环氧树脂、丁腈橡胶、丁基橡胶、硅 橡胶、聚四氟乙烯、酚醛树脂或者它们的任意混合物。9. 权利要求1的方法，其中所述塑性材料包含沥青、氧化沥青、稀释沥青、蜡、粘土或者 它们的任意混合物。10. 权利要求1的方法，其中所述来源的硬石膏硫酸钙晶须的平均长径比是大约30-大约140。11. 权利要求1的方法，其中所述来源的硬石膏硫酸钙晶须的平均直径是大约〇.3以!11-大约 1.5μηι。12. 权利要求1的方法，其中所述硬石膏硫酸钙晶须的平均长度是大约20μπι-大约100μ m〇13. 权利要求1的方法，其中所述硬石膏硫酸钙晶须在所述塑性材料处于熔融态时与所 述塑性材料结合。14. 权利要求1的方法，其中所述复合材料产品包含大约lwt % -大约50wt %的α-来源的 硬石膏硫酸钙晶须，基于所述来源的硬石膏硫酸钙晶须和所述塑性材料的合计重量。15. 制造复合材料产品的方法，其包括： 将多个α-来源的硬石膏硫酸钙晶须和塑性材料共混来生产复合材料产品，其中所述复 合材料产品包含大约lwt % -大约50wt %的α-来源的硬石膏硫酸|丐晶须，基于所述α-来源的 硫酸钙晶须和所述塑性材料的合计重量。16. 权利要求15的方法，其中所述塑性材料在与所述多个α-来源的硬石膏硫酸钙晶须 共混时处于熔融态。17. 权利要求15的方法，其进一步包括将α-来源的硬石膏硫酸钙晶须与处理材料接触 来生产处理的α-来源的硬石膏硫酸钙晶须，其中所述处理材料包含一种或多种含硅化合 物、一种或多种蜡、一种或多种硬脂酸盐、硬脂酸或者它们的任意混合物，和其中所述处理 的来源的硬石膏硫酸钙晶须与所述塑性材料共混来生产所述复合材料产品。18. 权利要求15的方法，其中所述塑性材料包含聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚酯、聚对苯 二甲酸乙二醇酯(PET)、聚己内酰胺、聚（己二酰己二胺）、聚氨酯、环氧树脂、丁腈橡胶、丁基 橡胶、硅橡胶、聚四氟乙烯、酚醛树脂、沥青、氧化沥青、稀释沥青、蜡、粘土或者它们的任意 混合物。19. 复合材料产品，其包含α_来源的硬石膏硫酸钙晶须和塑性材料。20. 权利要求19的复合材料，其中塑性材料包含聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚酯、聚对苯 二甲酸乙二醇酯、聚己内酰胺、聚（己二酰己二胺）、聚氨酯、环氧树脂、丁腈橡胶、丁基橡胶、 硅橡胶、聚四氟乙烯、酚醛树脂、沥青、氧化沥青、稀释沥青、蜡、粘土或者它们的任意混合 物。
【文档编号】C04B26/02GK105980329SQ201480072274
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2014年12月5日
【发明人】P·唐纳森, B·博迪福德, M·S·克恩斯, M·吴, J·T·菲尔德斯
【申请人】佐治亚-太平洋石膏有限责任公司