[发明专利]耐水耐火材料及其制造方法

说明书

发明背景

本申请是1993年10月28日提出的，序列号为08/141,965的部分继续申请。

本发明涉及耐水耐火材料及其制造方法。本发明还涉及用来赋予众多纤维素材料以耐水耐火性能的组合物，这些纤维素材料包括各种木质纤维和粉粒，各种纤维素薄片，各种木条，和各种有机废弃物。

天然木材，木质粉粒，纤维，和木片具有许多良好的性能，因而广泛用于木质复合结构材料中。然而，这些结构材料存在一些缺点或不足之处。具体来讲，木基制品不但天生易燃，而且暴露于湿气中易膨胀。这种膨胀导致粘接力和结构强度下降，从而限制这种结构材料的使用范围。

另外，由于用以制造胶合板的胶合板级木材的供应源显著减少，此类胶合板的成本大幅度提高。这就使得利用“废弃”副产品如软木和硬木粉粒、木屑、薄片和纤维生产结构材料(如，面板、地板、墙板、木材替代物、天花板、屋顶护板和门)有经济上的必要性。

制造工艺的改进使得由废木质纤维和有机副产物材料制成的产品在强度和尺寸稳定性上有所提高，这些材料现已广泛用于制作结构产品和工业产品。例如，这些产品包括，取向木条板(OSB)，中密度纤维板(MDF)、刨花板、纤维基板、层压板、石膏纤维板、纤维板和水泥纤维板。

尽管在全球范围内使用上述材料制作大量建筑及工业制品，但此类制品的市场和应用还将继续扩大，假如这些有机和木质副产物在使用时的两大特点即缺乏耐火性和潮湿环境下的不良膨胀能得以克服的话。直到本发明之前，提高材料如OSB的耐火性和阻燃性仅局限于在最终OSB板表面涂覆涂料，其效果是很有限的。以前对诸如OSB薄板或板材等用传统的阻燃化合物象磷酸盐、铝酸盐和其它酸的盐进行预处理或加压浸渍的种种尝试(如耐火处理的层压板)均被认为是很不成功的。而且经这些化合物处理的OSB板要么以破坏模量测得的强度大幅度下降要么因膨胀而使尺寸稳定性下降。

另外，上述建筑和工业制品的抗白蚁性一般都很差。

因而，为了克服上述缺点，本发明的一个目的是制造出可燃性和膨胀性均显著降低的有机和木质副产物结构材料，如板材，例如使之不易燃烧和在潮湿环境如湿气中耐膨胀。

另外，本发明的一个目的是制得抗白蚁性能优异的有机和木质副产物结构材料。

本发明的另一个目的是提供可以将这些优异性能及其他性能赋予有机及木质副产物材料的方法。

本发明的还一个目的是开发一种组合物，使用该组合物可使有机及木质副产物材料具有上述种种优异性能。

至于本发明的其它目的和优点，有一部分将在以下的说明中阐明，而另一部分可很容易由该说明了解清楚或者通过本发明的实施而进一步了解。本发明的目的和优点可通过所附的权利要求书中具体指明的要点及其组合来认识和实现。

发明概要

为了实现本文所概括的本发明的目的，本发明涉及一种组合物，该组合物包含一种细碎的材料如纤维素材料和一定量含有能有效地赋予上述材料以耐水性和耐火性的氯氧化镁和/或含氧硫酸镁的胶乳。

另外，本发明涉及制造耐水和耐火制品的方法。一个实施方案包括以下步骤：将含有氯氧化镁和/或含氧硫酸镁和胶乳的组合物加到细碎的材料如纤维素材料或木质纤维素材料(如，木质纤维、木质细条、木质薄片、木质颗粒和纤维素纤维)、矿物纤维、有机废弃物或无机废弃物中，并混合这些组分使组合物涂覆于细碎的材料表面。此方法的一个可选择步骤是调节被涂覆材料的含水量。然后，本方法的下一步是将热固性树脂或冷固化树脂与已涂覆的材料混合。完成了这一步后，制成基板并随即经加热和/或加压形成耐水耐火制品。

在另一实施方案中，对水耐火制品可通过这样的方法制作，即边混合边把含有氯化镁和/或硫酸镁和胶乳混合物的液态组分施于(例如通过喷涂)细碎的材料如纤维素材料或木质纤维素材料(例如，木质纤维、木质细条、木质薄片、木质颗粒和纤维素纤维)、矿物纤维、有机废弃物、或无机废弃物。然后，在这一初步喷涂后，混入氧化镁粉末以便使该粉末涂覆于细碎材料的湿表面。完成之后，将剩余的液态组分喷涂在粉末涂覆的纤维素材料上。氯化镁或硫酸镁与氧化镁就地反应生成氯氧化镁或含氧硫酸镁。然后，可选择地，调节材料的含水量。随后，在被涂覆材料的表面施以热固性树脂或冷固化树脂。施加完树脂涂层后将材料制成基板并经加热和/或加压形成耐水耐火制品。

需要明确的是上述一般性描述和以下的具体描述都仅为举例说明而不是限定本发明的权利要求范围。

本发明的详细说明