[发明专利]轻质绝热板及其制造方法

说明书

本发明涉及轻质绝热板及其制造方法，这种板包括波特兰水泥、纤维和填料，而且该板不含石棉。

已知可由含硅酸钙的水硬性粘结剂的水悬浮物、增强纤维材料和填料制造轻质绝热板，该板不是在空气中（常规条件）就是在蒸压下硬化。在所述方法中，必须把粘结剂的组分（即硅酸钙或熟石灰，）与二氧化硅和水反应生成已知的硅酸钙水合物结构。硬化粘结剂（setbinder）的结构取决于在反应条件下能实际起反应的熟石灰和二氧化硅的相对比例。产品的一些性质在很大程度上还取决于加入水悬浮物的增强纤维材料。已证实石棉用于此目的是有用的。然而，近来由于环境保护的原因而使不用石棉纤维已成必然的趋势。

与此同时，已发展和销售了许多所谓的无石棉产品。但是这些产品一般比含石棉的产品有更显著的缺点，因为它只有在牺牲其它一些需要的性质时，才能达到某些所要求的性质。因此与含石棉产品相比就限制了这些无石棉产品的普遍应用。

石棉纤维的一个典型的应用领域是轻质绝热板，更确切地说，是具有高度耐火性的绝热板。显而易见，用维维素纤维和/或有机纤维和/或耐碱玻璃纤维取代石棉纤维可以制造轻质绝热板。但是这些产品的机械性能一般较差，抗燃性较低。它们还未能符合德国工业标准DIN53436的毒性试验的要求，因为在高温下可能会产生有毒气体。

作为抗燃绝热板的填料，已证实云母是有价值的，云母必要时，可与轻质填料即多孔珍珠岩或疏松粘土一起使用。参见英国专利说明书1，498，966号。在所述专利说明书中讲到的粘结剂有水硬性硅酸钙粘结剂、波特兰水泥、高铝水泥和高炉矿渣水泥。因此，所用的粘结剂是在蒸压条件下凝固的水硬性粘结剂，或是常温下用水凝固的粘结剂。

已知在室温凝固的粘结剂，机械性能较差，更确切地说，较之在压力蒸汽锅中硬化的粘结剂，前者的抗弯强度较低，防水性较差。

所以实际上无石棉抗燃性轻质绝热板是由在高压釜中硬化的产品制造的，更具体地说，在高压釜中已经形成雪硅钙石结构。因此，迄今认为，这些结晶硅酸钙对得到热稳定的以及能承受机械负荷的产品是必不可少的先决条件。

然而，这种需要在高压釜中凝固的情况有两个值得考虑的缺点：

1.在压力蒸汽锅中硬化，耗能极大，甚至可能耗费所用原材料成本的10%以上。对于增强纤维材料，只有纤维素及少量价格很贵的有机纤维可以使用，因为在高压釜的温度和碱性条件下，玻璃纤维和大部分有机纤维都会遭受破坏。

2.在蒸压条件下，只有存在单体的结晶二氧化硅例如石英时才可能形成结晶雪硅钙石结构。甚至在理想状态下，仍有一定量未反应的二氧化硅余留在最终产品中。但是，由于石英粉尘对人们健康有害，因此官方条例要求只有极小量结晶石英可以存在于最终产品中。然而当使用其它二氧化硅源如非晶形二氧化硅、粉煤灰等时，在高温下，最终产品的热稳定性却显著降低。

因此，本发明的目的为改进包括波特兰水泥、纤维和填料的轻质绝热板。该板不含石棉，而且在最终产品中没有任何单体的结晶二氧化硅，而且已在常温下水合固化，即不必用过热蒸气在压力蒸汽锅中硬化。此外，该产品的机械性能、抗燃性和毒性都必须符合国家标准。最后，关于原材料和加工的成本方面，新产品必须很经济，以使它们可与市场上现有产品竞争。

作为认真和昂贵研究的结果，已经发现，以一个意外简单的方法，用下述组分：波特兰水泥、纤维和填料，以明确限定的，相互调整的数量，外加8～25%（重量），最好为10～18%（重量）的熟石灰，就可实现上述目的。

本发明涉及包括由波特兰水泥、纤维和填料制成的轻质绝热板，其中包括：

a）50～75%（重量）水泥，

b）0～5%（重量）纤维素纤维，

c）0.5～4%（重量）耐碱纤维材料，

d）5～20%（重量）云母，

e）5～20%（重量）轻质填料，

f）8～25%（重量）熟石灰。

如果绝热板包括下述组分，将达到特别好的结果：

a）55～65%（重量）水硬性波特兰水泥，

b）2～4%（重量）纤维素纤维，

c）0.8～1.5%（重量）耐碱纤维材料，

d）10～15%（重量）云母，

e）8～18%（重量）轻质填料，

f）10～18%（重量）熟石灰。

作为耐碱纤维材料，最好使用聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯腈（PAN）和聚酰胺，其量为0.8～2%（重量），或者使用为耐碱而涂覆过的玻璃纤维，其量为1～4%（重量），以及它们的混合物。