[发明专利]在碱性环境中合成的天然硅铝合成物和化合物及其制造方法

说明书

本发明与铝矽酸盐合成物有关，该合成物通过制造过程，允许生产可以定型或挤压的产品。在制造过程中，某些原材料可以聚合，根据每一种聚合，这些成品都可以代替传统陶瓷、硅酸盐水泥预制产品、木材、塑料、聚合金属板、铝和纤维水泥。

在制造过程中，可以通过压缩和挤压铝矽酸盐或在高碱性(钠和钾)水性环境中并加热的条件下形成聚合物，并能在远远低于粘土矿物浆液熔点的温度下进行反应。该制造方法可用于生产屋瓦，陶瓷及纤维水泥板，模型，框架，地板砖，涂料，石板，预制石板，砖，混凝土或陶瓷管道，以及石膏或木质天花板，隔断墙及同类产品。

随着人们对环境要求的不断提高及大多数国家在这方面的需要，旨在降低环境要求而持续开发的技术方法层出不穷。尽管水泥业和陶瓷业都致力于锐意革新与改进，就当前的技术和方法而言，仍然无法满足当今社会所期待的减少生产过程中大量的能源污染和大量排放二氧化碳对环境产生的负面影响。

自创世之初，人类就熟稔粘土产品的生产技术，其主要原理基于合成，即把粘土矿物的成分熔合在一起。一方面，需要有足够的原材料，另一方面，燃烧过程成本高昂，因为需要严格湿度以防止产品收缩，裂开或因温度过高而自燃。正常情况下要制造粘土产品需要保持在华氏800-1400度之间。

就硅酸盐水泥而言，尽管其用途广泛，其生产原理是基于钙粘合剂引起的复杂化学反应-尚在研究之中，其特征在于，混合物的湿度较高，凝固期较长。

普通水泥是二十世纪五十年代中期乌克兰的Glukhovsky研究的主要对象，他在水泥生产过程中，在碱性环境中将硅铝酸盐与硅化钙结合在一起。这些研究后来引起人们的注意，被一位名叫JOSEPHDAVIDOVITS的法国研究员进行了深入细致的研究，他与同伴一起，发表了无数篇文章，获得了多项专利(美国专利号为5342595、5349118、5352427、5539140，5925449)。他们发现这一切与一种用途更广的新型材料有关。该材料在一定条件下按一定比例中合成，被称作“地质合成物”，即一种在高碱性环境及相似温度中活跃的铝矽酸盐基于聚合反应所产生的一种挥发性的无机粘合剂。作为聚合体反应的一个典型特例，可以使用高岭石{2{AL202SI205(OH)4}}，其在火炉内700℃的温度中保持2个小时的热活动中，即可产生metakaolinite，{2{AL202SI205}n+4H20}，它可以把铝与高岭石进行置换，形成元高岭石，这样就会产生化学反应。

帮助我们更好的理解聚合方法的是COMRIE，BALAGURU，GAUCKLER，ZHANG以及许多其它人，他们也因此获得数不清的专利，并且都有一个共同特点，即所全使用的技术或方法的特殊性。比如使用了硅土烟尘，硅，硅酸盐，或氧化物等作为成份之一。

从技术角度来说，已知的物品仅限于传统的陶瓷，普通水泥和地质聚合物。

就陶瓷而言，其主要的缺点在于的制造的经济成本高，环境代价大。其必须在高温条件，而且由于其浓缩的特点，难以进行大批量生产。

至于以普通水泥为原料的产品，除了经济成本高，环境代价大一与陶瓷产品类似一以外，它不易于挤压定型，浓缩比例高，凝固时间长。从目前的技术标准来看，后一个缺点是由于，以普通水泥为原料的产品耐受力低，热绝缘性能差。

最后，就公众领域内已知的地质聚合物产品而言，值得注意的是，他们的产品受到调整原材料的需要及相应高额成本的限制。因为铝矽酸盐的天然特性为微粒大小不一，含有微量元素成分，硅与铝成比例，表面较特殊及易产生化学反应。因此，不经加工就使用其天然产品不仅不切实际，还调整着聚合反应与物理-化学变化对反应物所产生的影响。如：热反应，高纯度硅，使用硅烟尘，增加其特殊表面，氧化物及其它等等。对本制造方法进行开发的目的不仅在于克服缺陷并获得不具有同样局限性的现有产品，还在于满足当前的具体技术标准和市场需求。

本发明所研制的制造方法是一个直接反应，其不需要任何无机聚合反应的成分进行化学或热活动，而是在碱性环境中通过聚合化合物获得天然铝矽酸盐合成物。要制造出成形的产品，先挖掘矿物而提取用来制造产品的粘土，然后将粘土粉碎并进行筛选，从而使粘土颗粒的大小均匀(最好用50号筛子)。然后立即对化合物的成分进行选择，也包括两种天然聚合物-如硅，石粉，蛭石-合成橡胶化合物以及能够抵抗碱性的复合纤维，以及其它。