石膏复合材料改性剂制造技术

提供了制造复合材料产品的方法和它们的使用和制造方法。在至少一种具体实施方案中，α‑来源的硬石膏硫酸钙晶须和塑性材料可以共混来生产复合材料产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】交叉参考的相关申请本申请要求2013年12月6日提交的美国临时专利申请No.61/913095的优先权，其在此引入作为参考。
所述实施方案总体涉及基于硫酸钙的产品及其制造方法。更具体地，所述的这样的实施方案涉及硫酸钙晶须和复合材料产品以及它们的使用和制造方法。
技术介绍
在油漆，涂料，造纸和塑性材料中用作增强、不透明和/或添加剂的不同的填料是已知的。例如填料如玻璃纤维，炭黑，碳酸钙，二氧化硅，滑石，高岭土和氢氧化铝目前用于这些应用中。但是，与微粒和小片形填料相比，纤维质填料通常为复合材料提供了改进的劲度、强度和热稳定性。单晶纤维(也称作“晶须”)已经表现出与传统纤维相比，在复合材料中提供了改进的性能。例如，晶须可以为复合材料提供改进的表面品质和/或美学，因为它们典型地比纤维更细和更光滑。晶须还可以改进尺寸稳定性，热稳定性，强度，韧度和/或更高的流动性(例如用于改进的模具浇铸)。但是，晶须难以经济地制造，这归因于晶须缓慢的生长速率。因此，需要改进的晶须和用其制造的复合材料产品，以及用于晶须的使用和制造的改进的方法。
技术实现思路
提供了制造复合材料产品的方法和它们的使用和制造方法。在至少
一种具体实施方案中，α-来源的硬石膏(anhydrite)硫酸钙晶须和塑性材料可以结合来生产复合材料产品。在至少一种具体实施方案中，所述制造复合材料产品的方法可以包括将多个α-来源的硬石膏硫酸钙晶须和塑性材料共混来生产复合材料产品。所述复合材料产品可以包括大约1wt％-大约50wt％的α-来源的硬石膏硫酸钙晶须，基于所述α-来源的硫酸钙晶须和所述塑性材料的合计重量。在至少一种具体实施方案中，复合材料产品可以包括α-来源的硬石膏硫酸钙晶须和塑性材料。塑性材料可以包括聚乙烯，聚丙烯，聚丁烯，聚酯，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚己内酰胺，聚(己二酰己二胺)，聚氨酯，环氧树脂，丁腈橡胶，丁基橡胶，硅橡胶，聚四氟乙烯，酚醛树脂，沥青，氧化沥青，稀释沥青(cut-back asphalt)，蜡，粘土或者它们的任意混合物。附图说明图1是一张显微照片，其显示了根据此处公开的一种实施方案的方法所制备的α-来源的硬石膏硫酸钙晶须。图2是一张显微照片，其显示了β-来源的硬石膏硫酸钙晶须。图3显示了一个图，其显示了根据此处公开的一种实施方案的方法所制备的复合材料样品的弹性模量，其是根据三种测量方法测试的。具体实施方式此处公开的是基于硫酸钙的晶须和复合材料产品以及它们的使用和制造方法。在一种或多种实施方案中，基于硫酸钙的晶须可以具有与已知的纤维或者晶须相比改进的长径比。在一种或多种实施方案中，所述基于硫酸钙的晶须可以具有与其它已知的晶须相比更快的生长速率。作为此处使用的，术语“晶须”指的是单晶纤维。通常，所述晶须可以由硫酸钙制成，其也可以称作石膏或者灰泥。硫酸钙可以作为半水合物(CaSO40.5H2O)，二水合物(CaSO42H2O)或者硬石膏(CaSO4)而存在。通
常，β硫酸钙半水合物(其获自二水合物硫酸钙在高温下在环境压力下的煅烧)可以用于制备β-来源的硬石膏硫酸钙晶须。但是，已经发现α-硫酸钙半水合物提供了晶须加工和性能的令人惊讶的优点。α-硫酸钙半水合物(其具有与β形式相同的化学组成)已经经过了加压煅烧方法，其可以生产α-来源的硬石膏硫酸钙晶须。α-来源的硬石膏硫酸盐晶须可以是充分结晶的、棱柱形颗粒或者晶须。所述加压煅烧方法可以是或者包括高压釜方法。应当理解的是虽然本专利技术公开内容通常涉及包括α-来源的硬石膏硫酸钙晶须的复合材料产品，但是使用其它合适的材料也可以预期，并且旨在落入本专利技术的范围内。例如还可以使用其它颗粒例如含氧硫酸镁(其已经经历了加压水热反应方法)。在另一例子中，可以使用其它形式的硫酸钙或者其它材料例如碳酸钙(其已经与硫酸反应)。在一种或多种实施方案中，一种制造α-来源的硬石膏硫酸钙晶须的方法可以包括将α-硫酸钙半水合物和水结合来形成淤浆。所述淤浆可以高压釜加工来形成在水中的α-硫酸钙半水合物晶须。作为此处使用的，术语“高压釜加工的”和“高压釜加工”指的是将硫酸钙半水合物和水的淤浆在加压环境中曝露于饱和蒸汽。所述α-硫酸钙半水合物晶须可以脱水和加热来形成α-来源的硬石膏硫酸钙晶须。在一种或多种实施方案中，α-硫酸钙半水合物在淤浆中的量可以从低到大约1wt％，大约3wt％，大约5wt％，大约7wt％，大约10wt％，大约15wt％或者大约20wt％到高到大约25wt％，大约27wt％，大约30wt％，大约35wt％或者大约40wt％，基于所述α-硫酸钙半水合物和水的合计重量。例如，所述α-硫酸钙半水合物可以与水结合来生产淤浆，其包括大约1wt％-大约20wt％，大约2wt％-大约15wt％，大约2wt％-大约10wt％，大约5wt％-大约8wt％，大约1wt％-大约6wt％，大约4wt％-大约7wt％，大约6wt％-大约12wt％，大约5wt％-大约9wt％，大约10wt％-大约18wt％，大约12wt％-大约26wt％，大约22wt％-大约34wt％，或者大约28wt％-大约38wt％的α-硫酸钙半水合物，基于所述α-硫酸钙半水合物和水的合计重量。不希望受限于理论，据信α-硫酸
钙半水合物和水的结合在淤浆中产生了二水合物晶体。在一种或多种实施方案中，所述α-硫酸钙半水合物的中值粒度可以从低到大约1微米，大约3微米，大约5微米，大约10微米，大约20微米或者大约30微米到高到大约50微米，大约60微米，大约70微米，大约80微米，大约90微米或者大约100微米。例如所述α-硫酸钙半水合物的中值粒度可以是大约1μm-大约20μm，大约2μm-大约5μm，大约1μm-大约10μm，大约10μm-大约40μm，大约35μm-大约75μm，大约55μm-大约95μm，或者大约65μm-大约85μm。在一种或多种实施方案中，所述α-硫酸钙半水合物可以改变尺寸来具有中值粒度是大约1μm-大约30μm，大约1μm-大约20μm，大约1μm-大约10μm，或者大约1μm-大约5μm。例如所述α-硫酸钙半水合物可以通过喷射研磨、粉化、粉碎、分离、微米化、研磨、以及本领域技术人员已知的其它合适的改变尺寸或者细化方法或者它们的任意组合来改变尺寸。所述α-硫酸钙半水合物和水的淤浆可以高压釜加工来生产在水中的α-硫酸钙半水合物晶须。例如，所述α-硫酸钙半水合物和水的淤浆可以曝露于压力从低到大约0psig，大约5psig，大约10psig，大约20psig或者大约30psig到高到大约40psig，大约45psig，大约50psig，大约55psig或者大约60psig的饱和蒸汽。所述饱和蒸汽的温度可以从低到大约100℃，大约105℃，大约110℃，大约115℃或者大约120℃到高到大约130℃，大约135℃，大约140℃，大约145℃或者大约150℃。所述淤浆可以高压釜加工从低到大约30分钟，大约45分钟，大约1小时或者大约2小时到高到大约4小时，大约5小时，大约6小时或者大约8小时的时间段或持续时间。在一个例子中，高压釜加工所述淤浆可以包括将淤浆经历压力为大约5psig-大约55psig和温度大约100℃-本文档来自技高网...

【技术保护点】
制造复合材料产品的方法，其包括将α‑来源的硬石膏硫酸钙晶须和塑性材料结合来生产复合材料产品。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.06 US 61/913,0951.制造复合材料产品的方法，其包括将α-来源的硬石膏硫酸钙晶须和塑性材料结合来生产复合材料产品。2.权利要求1的方法，其中所述塑性材料包含均聚物、共聚物或者其混合物。3.权利要求1的方法，其中所述塑性材料包含聚乙烯均聚物、聚丙烯均聚物、聚乙烯共聚物、聚丙烯共聚物或者它们的任意混合物。4.权利要求1的方法，其中所述塑性材料包含热塑性共聚物，和其中所述热塑性共聚物包含：聚丙烯均聚物和包含丙烯和选自乙烯和C4-C20烯烃的一种或多种共聚单体的共聚物的共混物。5.权利要求4的方法，其中所述热塑性共聚物包含大约1wt％-大约9.9wt％的所述共聚单体。6.权利要求4的方法，其中所述热塑性共聚物包含大约10wt％-大约20wt％的所述共聚单体。7.权利要求4的方法，其中所述热塑性共聚物包含大于20wt％-大约40wt％的所述共聚单体。8.权利要求1的方法，其中所述塑性材料包含聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚己内酰胺、聚(己二酰己二胺)、聚氨酯、环氧树脂、丁腈橡胶、丁基橡胶、硅橡胶、聚四氟乙烯、酚醛树脂或者它们的任意混合物。9.权利要求1的方法，其中所述塑性材料包含沥青、氧化沥青、稀释沥青、蜡、粘土或者它们的任意混合物。10.权利要求1的方法，其中所述α-来源的硬石膏硫酸钙晶须的平均长径比是大约30-大约140。11.权利要求1的方法，其中所述α-来源的硬石膏硫酸钙晶须的平均直径是大约0.3μm-大约1.5μm。12.权利要求1的方法，其中所述硬石膏硫酸钙晶须的平均长度是大约20μm-大约100μm。13.权利要求1的方法，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·唐纳森，B·博迪福德，M·S·克恩斯，M·吴，J·T·菲尔德斯，
申请(专利权)人：佐治亚太平洋石膏有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US