结合微粒基质的实用材料制造技术

本发明专利技术涉及一种实用材料，该实用材料可包括微粒、有机粘合剂和无机粘合剂。基于湿配方，该微粒的量从约２５ｗｔ％到约６０ｗｔ％。该有机粘合剂可任选地包括硅酸钠。该有机粘合剂可任选地包括乙烯基乙酸酯。该实用材料可形成各种不同的产品或建筑材料，例如墙板、剪力面板。此外，该建筑材料可特别用于衰减声。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及各种实用材料/应用材料(utility material)和/或建筑材料，例如墙板、隔层等。相应地，本专利技术涉及化学、化学工程、制造工程、结构学和材料科学的领域。
技术介绍
现有技术中存在许多不同类型的建筑材料或实用材料，例如墙板隔层、吹制成型隔层、声学或声衰减/吸收材料等。这些材料都用于在建筑物内提供特定功能。此外，组成这些实用材料的组分或成分的组合物迥然不同。虽然有很多不同的可用组合物来形成多种不同的实用材料，但是它们很少在结构中结合有微粒，如天然形成的漂珠(cenosphere)或合成制造的ExtendospheresTM。 此外，存在许多不同类型的天然形成的微粒和人造微粒。漂珠是天然形成的微粒，其为燃煤电厂中产生的“飞尘”副产物的一部分。全球众多电厂每年燃烧数十亿吨的煤来发电，结果产生超过亿吨的煤尘或飞尘副产物。飞尘是由煤中的矿物质形成的细微粉末，包括煤中的不可燃物质和不完全燃烧留下的少量碳。将其称为“飞”尘是因为其通过排气从燃烧室输出。飞尘通常在颜色上呈浅棕色，主要由不同尺寸的玻璃球体(glassysphere)——漂珠组成。飞尘的特性随煤的成分和电厂运行条件而显著变化。总量中只有一小部分被利用，其余则主要被扔到垃圾填埋场中。日益增加的成本和更严格的法规使人们不愿扔掉飞尘。尽管已发现飞尘在不同行业——包括建筑行业和结构行业——中的各种有益应用，但由于各种原因，其在作为适当的实用或建筑材料方面取得的成功有限。ASTM C618定义了飞尘的两种特殊等级F级和C级。等级的区别主要取决于飞尘中成分的不同含量。由此，不同等级可具有不同的化学性质。一个主要区别是通常存在的石灰或氧化钙的量。在F级飞尘中，一般低于10wt％。相反，在C级飞尘中，一般存在超过20wt％的石灰。 此外，为各种不同的目的而使用的几种人造微粒。尽管此类微粒的组成和结构通常更加一致和均匀，但它们通常非常昂贵，由于成本原因而在许多应用场合中不能使用。 在许多建筑结构中特别关心的是噪声或声经建筑物结构中的分隔物或墙壁——不论是内墙还是外墙——传播得怎样。在多数情况下，希望穿过分隔物的传声保持尽可能最小。因此，结构分隔物或墙壁衰减(例如，吸收或分散)声的能力是一个重要的设计因素。大多数建筑材料例如隔层、某些墙板产品等，在设计时需考虑一定程度的声衰减或吸收特性，因为通常希望最小化或至少降低穿过分隔物的传声量。关于建筑结构，认为诸如墙板、隔层和特定类型的漆是可有助于提高声衰减性能、或换言之降低传声的建筑材料。 墙板是一种常见的实用材料或建筑材料，其具有许多不同的类型、设计和尺寸。墙板可构造成具有许多不同的特性或特点，例如不同的吸声、传热和/或防火特性。迄今为止，最常见类型的墙板是干墙板或石膏板。干墙板包括石膏内芯，该石膏内芯为半水形式的硫酸钙(CaSO4·1/2H2O)，布置在两个通常为纸或玻璃纤维垫的饰面隔膜之间。 最普遍使用的干墙板的厚度为二分之一英寸，但厚度范围可从四分之一英寸(6.35mm)到一英寸(25mm)。为了隔音或防火，有时候将两层干墙板互成直角地布置。干墙板为八分之三英寸板提供0.32的热阻或R值，为半英寸的板提供0.45的R值，为八分之五英寸板提供0.56的R值，为一英寸板提供0.83的R值。除R值增加外，较厚的干墙板具有稍高的传声等级(STC)级别。 STC为ASTM国际分类E413和E90的一部分，是一种广泛使用的用于鉴定建筑材料对空气声的衰减程度的标准。STC数由在从125Hz到4000Hz的十六个标准频率下测得的声衰减值导出。然后将这些传送损耗值绘制在声压级图上并将结果曲线与一标准的基准廓线对比。声学工程师将这些值拟合成一适当的TL(或传送损耗)曲线以确定STC级别。可认为STC是墙板或其它分隔物可提供的噪声分贝下降。dB是以对数进制的，其中当音量大致减半时人耳可感知10dB的声减小。因此，任何dB(量级)的减小都是很明显的。对于相同的材料以dB(量级)的减小取决于传声频率。STC级别越高，隔板在减少常见的音频的传送方面就越有效。 房屋或建筑物中常见的内墙具有安装在立柱框架或立柱墙/撑柱墙上的相对的多片干墙板。在这种布置结构中，在干墙板面板厚度为1/2英寸的情况下，内墙的STC约为33。添加玻璃纤维隔层有一定帮助，但根据隔层的类型和质量以及立柱和螺柱间距只将STC增加到36-39。由于墙板通常由几块板或面板组成，所以面板之间的小缝或间隙或者墙结构中的任何其它缝或间隙称为“侧通路”，它们将允许声更自由地传送，因此导致更低的总体STC级别。 类似地，室外-室内传送等级(OITC)是广泛使用的用于表明室外空间与室内空间之间的传声级别的标准。OITC测试通常考虑低至80Hz的频率并且更侧重于较低的频率。
技术实现思路
鉴于现有技术中固有的问题和缺陷，本专利技术旨在通过提供一种包括基于微粒的芯基质的实用材料来克服这些问题和缺陷。本专利技术描述了一种实用材料，其与常规的实用材料相比具有改善的防水性、隔热性、强度、传声等级级别和其它有益特性。 该实用材料可包括一芯基质，该芯基质具有大量微粒以及有机粘合剂和无机粘合剂。一方面，基于湿配方芯基质可包括约25wt％到约60wt％的微粒，微粒具有从约200微米到约800微米的尺寸。另一方面，粘合剂可包括硅酸钠和/或乙烯基乙酸酯。在一个实施例中，硅酸钠的量可从约20wt％到约36wt％。在另一个实施例中，乙烯基乙酸酯的量可从约5wt％到约15wt％。 本文公开有包括芯基质的实用材料的各种制造方法及各种形式。 因此，上面相当宽泛地概述本专利技术的各种特征从而可更好理解以下对本专利技术的详细描述，以及更好地理解本专利技术对本领域的贡献。由以下结合所附权利要求对本专利技术的详细描述，本专利技术的其它特征将变得更清楚，或者可通过实施本专利技术而了解本专利技术的其它特征。 附图说明 本专利技术将从以下结合附图的描述和所附权利要求变得完全显而易见。应当理解的是，这些附图仅示出本专利技术的示例性实施例，因此不应认为它们限制了本专利技术的范围。可容易地理解的是如在附图中大体描述和示出的本专利技术的构件可被布置和设计成各种不同的结构。不过，仍将通过使用附图更加具体和详细地描述和说明本专利技术，在附图中 图1示出根据本专利技术的一个示例性实施例的墙板建筑材料的透视图； 图2示出图1的墙板建筑材料的详细局部透视图； 图3示出根据本专利技术的另一示例性实施例的墙板建筑材料的详细局部透视图； 图4示出刚好在安装或装配到立柱墙上之前的墙板建筑材料的透视图； 图5-A示出根据本专利技术的一个示例性实施例的、形成有连接系统的墙板建筑材料的详细局部端视图； 图5-B示出根据本专利技术的另一示例性实施例的、形成有连接系统的墙板建筑材料的详细局部端视图； 图6示出根据本专利技术的一个示例性实施例的墙板建筑材料的详细透视图，其中建筑材料包括基于微粒的芯基质、形成在芯基质的一个表面中的多突起的表面构型、和布置在相对的芯基质表面上的饰面板； 图7-A示出根据本专利技术的另一示例性实施例的墙板建筑材料的详细透视图，其中建筑材料包括基于微粒的芯基质、布置或夹置在芯基质内的板条(lath)、形成在芯基质的一个表面中的多突起的表面构型和布置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实用材料，包括：　基于湿配方有约２５ｗｔ％到约６０ｗｔ％的微粒，所述微粒具有约２００微米到约８００微米的尺寸；　约２０ｗｔ％到约３６ｗｔ％的硅酸钠；以及　约５ｗｔ％到约１５ｗｔ％的乙烯基乙酸酯，　其中，从所述实用材料形成的固化的 芯基质材料抵抗基本上所有霉菌的生长。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-3-21 60/919,509;US 2007-7-17 60/961,130;US1.一种实用材料，包括基于湿配方有约25wt％到约60wt％的微粒，所述微粒具有约200微米到约800微米的尺寸；约20wt％到约36wt％的硅酸钠；以及约5wt％到约15wt％的乙烯基乙酸酯，其中，从所述实用材料形成的固化的芯基质材料抵抗基本上所有霉菌的生长。2.根据权利要求1的实用材料，其中，所述实用材料为墙板建筑材料，还包括第一饰面隔膜；以及第二饰面隔膜，其中所述芯基质布置在所述第一饰面隔膜与所述第二饰面隔膜之间，其中，所述墙板建筑材料比尺寸和形状相同的石膏墙板轻至少约20％。3.根据权利要求2的墙板建筑材料，其中，所述乙烯基乙酸酯包括乙烯基乙酸酯/乙烯共聚物。4.根据权利要求2的墙板建筑材料，其中，所述微粒的量为湿混合物的约30wt％到约40wt％。5.根据权利要求2的墙板建筑材料，其中，所述墙板在安装到一立柱墙上时具有至少为15的R值。6.根据权利要求2的墙板建筑材料，其中，厚度为1/2英寸的所述墙板的噪声衰减大于约40db。7.根据权利要求2的墙板建筑材料，其中，所述墙板的抗弯强度比尺寸和形状相同的石膏墙板的抗弯强度大50％。8.根据权利要求2的墙板建筑材料，还包括一体形成在所述芯基质中的连接系统，所述连接系统用于便利于第一墙板面板与第二墙板面板的连接以及至少部分地密封所述第一墙板面板和所述第二墙板面板。9.根据权利要求1的实用材料，其中，所述芯基质具有交联结构。10.根据权利要求1的实用材料，其中，所述芯基质还包括至少一种选自下列物质的添加剂可水溶的聚合物、硬化剂、发泡剂以及这些物质的组合。11.一种用于制造根据权利要求2的墙板的方法，包括通过将微粒、硅酸钠和乙烯基乙酸酯混合在一起形成根据权利要求1的实用材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：MD基普，DL皮尤，MD里奇斯，WT麦卡维尔，
申请(专利权)人：阿什工业技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]