[其他]隔声、隔热和防火的轻质材料及其制造方法

说明书

本发明涉及建筑材料及其制造方法，更准确地说，涉及隔声、隔热和防火的轻质材料及其制造方法。

许多年来，人们都认为需要有一种能够隔声、隔热和防火的轻质建筑材料。由于多年来作为建筑物主要防火材料的石棉对人体健康有害，目前，实际上全世界建筑物中被大规模地拆去和取代，因而，上述的需要变得日益迫切。事实上，根据若干原始资料估计，近几年来，共使用了170兆吨以上的石棉，其中多数仍然在发挥作用。

为了克服所涉及的问题，通常须将石棉同纸和纤维混合。纸和纤维对石棉的比例一般为：3%石棉比97%纸和纤维。显然，极其需要一种能取代石棉的材料。

为实用起见，石棉的取代物必须是轻质材料。由于石棉防火材料非常轻，因此，在许多情况下，绝对不宜利用现有的胶结防火材料，例如，由W.R.Grace    &    Co出售的商标为“Monokote”的产品，或由美国矿物公司销售的类似材料，这两种材料都很重，而且不具隔声性能。毫无疑问，在设计某些需要有再防火功能的建筑物时，并未考虑胶结防火材料的重量。

作为举例，一英寸厚、涂层面积为100平方英尺的“Monokote”重约125磅。这与重量仅为其1/4的石棉防火材料相比，形成鲜明对照。就以石棉防火材料为主的建筑物而言，这种因采用胶结防火材料而增加的重量不能得到安全的支承。

此外，在石棉替换的问题中，虽然重量是一个重要因素，也要考虑胶结防火材料还有其他严重缺点。例如，对新建筑物来说，为达到理想的厚度，毫无疑问，必须涂上多层胶结防火材料，这样，就增加了劳动量，并且，由于胶结防火材料很重，就要求采用较重的结构柱和梁来承载。由于需要用加大的结构支承物，就提高了建筑物的成本。

虽然已采用过各种不同的建筑隔热方法，一般认为，将隔热材料直接涂于墙体、屋盖或建筑物的其他表面上，效果是理想的。喷涂所用的材料，诸如由W.R.Grace    &    Co.和美国矿物公司等所开发和利用的喷涂隔热和防火材料，由于这类材料具有隔热成分和粘结剂，因此可用于整体涂层。遗憾的是，尽管过去曾采用喷涂隔热和防火材料的方法，但始终未获得容易涂敷、又具有防火性能的廉价产品。

纤维素纤维曾用作喷涂隔热和防火材料。该纤维素纤维加了硼酸，以增强其耐火性。然而，硼酸对金属有腐蚀作用，因而当用于金属建筑物的隔热和防火时，就很不利。为了消除硼酸的腐蚀作用，必须采用其他化学药剂，以缓冲酸性。然而，这类化学药剂非常昂贵，会使成本大大提高，而对改善产品的隔声和隔热性能无甚帮助。

如前所述，W.R.Grace    &    Co.和美国矿物公司出售的产品较重。这样，就将相当的重量加到了所要进行耐火处理的表面上。由于开始涂上的组合物是湿的，并且由于重量的缘故，只能涂上一薄层，因此，通常一次涂敷所形成的涂层不能超过一英寸。为达到四英寸厚的耐火涂层，一般就需要涂四层。可以理解，每涂一层后，必须有足够的时间待其干燥，然后才能涂下一层。

由于需要多层的涂层，就增加了涂层成本和涂敷时间。同样可以理解，进行所需的多层涂敷时，涂敷设备必定是进行不相连的操作，并且增加操作工时。此外，诸如胶结防火材料之类的许多材料常常会因被涂表面的张缩而破裂。

对于所需的材料应具有耐火性能，最好也具有隔热和隔声性能，但胶结防火材料不具后面这些特性。事实上，最近美国建筑研究院已清楚地认识到，同时具有隔声和防火性能的单一产品的产生将使防火材料工业发生巨大的变化。

在为解决上面所列举的问题而作的努力中，Loomis的美国专利第4，419，256号提出了一种隔热组合物，该组合物可用来减少热传导，吸收声波，并且提供一种物障以防止火的扩展。不足之处是，该组合物包含有硼酸，并且，根据海上保险商实验室（Under-writers    Laboratories）的试验，在钢柱上只有一小时的耐烧能力。虽然上述组合物有轻的明显特点，但尚待具备上面列举的一种隔声、隔热和防火的轻质材料的所有特点。