建筑材料板的制造方法技术

一种用于屋顶或者壁板应用的建筑材料板的制造方法，以及由该方法制得的板材。制备热塑性树脂和矿物填料的混合物，树脂占混合物的约１０ｗｔ％～４０ｗｔ％，填料占约６０ｗｔ％～９０ｗｔ％。将混合物在树脂的熔点之上的温度进行混合并在该温度下成形为板。使板冷却直至表面温度在热塑性树脂的熔融范围的中点之下，例如对于聚乙烯为２１０～２２０°Ｆ（９９～１０４℃），在该点通过使其通过压延辊发生应变。由该方法制得的具有高浓度的矿物填料的板材，防火、耐用、有延展性、具有适中的重量并且耐气候变化。可以使用较便宜的制造设备来生产它。板材可以结合高比例的循环树脂，例如循环的高密度聚乙烯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于诸如屋顶和壁板等应用的板状建筑材料。更具体而言，其涉及包含热塑性树脂和矿物填料的板材以及制造这类材料的方法。
技术介绍
市场上可以获得多种类型天然的和合成的屋顶材料。一些较流行的天然类型包括 天然石板、盖屋板和木瓦。天然石板因其迷人的外观和耐久性以及因为它还具有其他高度 期望的性质如防火和防水性，一直是流行的屋顶材料。然而它非常昂贵，因此通常仅在最昂 贵的房子和增加成本可以是合理的其他结构中用作屋顶。石板是脆性材料，相当容易裂开 或者断裂。天然石板瓦相当耐用；但是它们在其安装时需要大量的劳动并且可能因受冲击 而断裂。它们天性易碎，而且在运输和安装过程中破损严重。它们甚至在安装到屋顶之后也 是易碎的，并且可能被屋顶上的行走损坏。石板瓦往往过重，在地震和强风中很危险，并且 在火灾时穿破屋顶落下。因为瓦片如此之重，所以运输它们也很昂贵。此外，由于天然石板 的重量，与松木盖屋板或者木瓦屋顶或者浙青屋顶相比，石板屋顶还需要额外的结构支撑。木制盖屋板和木瓦常常遭受破坏、腐烂和退色。它们的成本相对高，并且其安装耗 费劳力。此外，木制盖屋板和木瓦可能相对重并且易燃、多孔，而不能够承受相对高的风速。 木制盖屋板和木瓦的缺点在于它们吸收湿气并溶胀。因此，它们必须以隔开的布置施用以 留出湿膨胀的空间。由于木制盖屋板和木瓦的吸水倾向，随着时间的推移它们往往卷曲，而 不能在屋顶上保持平坦。合成屋顶材料提供优于这些天然材料的一些优点。它们可模制并且轻质。然而通 常就性能而言，它们并不是可被完全接受的，因为它们常常不满足用于屋顶应用所期望的 全部要求。例如，合成屋顶材料通常在配方中具有高浓度塑料或者橡胶含量，这直接影响产 品的耐火性，其原因是塑料和橡胶材料缺乏耐火性。在一些情形中，已经通过添加高浓度的 阻燃剂提高了产品的耐火性，这进而使得产品更加昂贵。由于挥发性组分的散发，具有循环 橡胶的产品在温暖的日子也可能具有强烈的气味。任何合成的屋顶材料的一个期望性质是能够阻燃。尽管任何地方都期望耐火性， 但这在气候炎热和干燥的地区尤为如此。耐火性的一个特别重要的方面是屋顶材料防止火 灾从热源如燃烧灰烬扩散、防止沿屋顶燃烧从而使屋顶板或者建筑的内部暴露于火灾的能 力。任何屋顶材料的另一期望性质是其具有长期的延展性，使得安装者和所有者能够 在屋顶产品的使用期限期间的任意时间在屋顶上行走而不导致损坏。屋顶材料的延展性还 使得在损坏时，例如由于落下的树枝招致的损坏的情形中，更易于进行修补。另外，随着公众日益增加的关于再循环以消耗较少材料的重要性的意识，期望的 是将再循环材料用作任意的合成屋顶材料的一部分。这为再循环材料提供了市场并且鼓励 了循环实践，如果知道这些材料的商业应用的话。借助于由塑料树脂和无机填料所制成的模制产品，已经进行了多种尝试以满足合成建筑材料的要求。下面的专利文件是一些例子。US 5，571，868 (Datta等人)公开了用于屋顶用板材中的弹性聚合物组合物。该材 料可以包含弹性聚合物和无机填料，并且可以通过加热、辊轧和压延混合物来制备。US 3，070, 577 (Gessler等人)公开了含有无机填料的聚合物组合物。该混合物可 以通过加热它并使它通过辊形成为用于屋顶的薄板。US 4，263，186 (Bluemel)公开了通过混合聚乙烯和碳酸钙而制得的 热塑性复合材 料。其可以在辊轧机上形成为板，而且所得到的材料用于建筑构造中。US 2005/0140041A1 (Seth)公开了一种通过挤出塑料树脂和填料的混合物制成的 合成建筑材料，所述塑料树脂可以是循环聚乙烯，所述填料可以是石灰石。US 3，976，612 (Kaji等人)公开了一种制备复合板的方法，其包括将无机钙化合 物和聚乙烯进行混合，捏合并加热混合物成为糊料并将其压延成膜。1978年11月29日公布的GB 1534128公开了一种制备含有聚合物树脂和碳酸钙 的复合板的方法，其包括加热组合物，将其在160 180°C的温度下通过2 5mm的辊轧区 轧成粗糙膜并且在160 180°C的温度下通过0. 1 Imm的辊轧区轧成光滑膜。但是，在建筑工业中仍然存在对具有对用于屋顶和壁板应用而言重要的特性的合 成板材的需求。期望的是具有能够克服之前生产合成材料的尝试之不足的合成材料。存在 对如下合成板材的需求耐用、重量适中、便宜、防火、有韧性和延展性，可以通过部分地使 用再循环材料来制备，并且可以使用较便宜的生产设备来进行生产。
技术实现思路
本专利技术人已经发现，当在受控的温度条件下使高度矿物填充的热塑性复合材料经 受应变时，可以降低通常与使用高填料比相关的韧性和延展性损失，并且产生韧性和延展 性提高的板材。本专利技术提供一种用于屋顶或者壁板应用的建筑材料板的制备方法，以及由该方法 所制得的板材。制备热塑性树脂和矿物填料的混合物，所述树脂占混合物的约IOwt % 40wt %， 而填料占混合物的约60wt% 90wt%。将混合物在高于树脂的熔融范围的温度进行混合 并且在该温度形成为板。使板冷却直至表面所处的温度低于树脂的熔融范围的中点，在该 点将其辊轧(压延)，例如通过使其通过压延辊。根据本方法的一个实施方案，使板的表面冷却至205 225° F(96 107°C )的 温度用于辊轧。在另一实施方案中，树脂是聚乙烯且表面温度范围为210 220° F(99 1040C ) 0在又一实施方案中，树脂是聚丙烯且表面温度范围为220 250° F(104 121°C )。由该方法制备的具有高浓度矿物填料的板材，是耐火的并且比使用较高比例的树 脂制备的产品便宜。板材是耐用、延展性的、重量适中并且耐候化。可以使用较便宜的制造 设备来生产它。板材可以结合高比例的循环树脂，如循环高密度聚乙烯(HDPE)。在制备含有聚乙烯和矿物填料的板材的现有技术方法中，由于HDPE所产生的脆 性，可以结合进产品中的HDPE的量，特别是循环HDPE的量是有限的。本专利技术的方法降低了 板材的脆性并且允许使用比现有技术方法中更高含量的HDPE，特别是循环HDPE。从下面的优选实施方案的说明中，本专利技术的这些和其他优点和特点将变得显而易 见。优选实施方案的详述本专利技术的方法生产含有热塑性树脂和矿物填料的建筑材料板，如屋顶板或者壁 板。在本说明书中，措词“板”包括实际用于建筑应用中的具有任意厚度的片。在优选实施 方案中，树脂为聚乙烯，填料为石灰石(碳酸钙)粉末。将石灰石加热到300 350° F(149 177°C )，向其加入丸粒粒、薄片或者粉状形 式的聚乙烯。还加入下面讨论类型的添加剂。使混合物的温度维持在聚乙烯的熔融范围之 上。聚乙烯-石灰石配方优选维持在约300 325° F (149 163°C )。在混合聚乙烯和 石灰石的同时维持该温度。在敞开的气氛中借助于双刀或者双螺杆搅拌机中的捏合进行混 合。敞开的气氛允许放气，即释放由组分中的湿气形成的蒸汽，以使夹带气体最少并降低成 品中空隙的尺寸和数目。将经捏合的糊料形成为具有期望宽度和长度的板。厚度为约四分之一英寸 (6. 4mm)，这适合于典型的屋顶和侧壁应用。然后使板的表面冷却至210 220° F(99 104°C )，在该点使板在受本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造用于屋顶或侧壁应用的建筑材料板的方法，所述方法包括如下步骤：　　（ａ）制备含有热塑性树脂和矿物填料的混合物，所述树脂占所述混合物的约１０ｗｔ％～４０ｗｔ％，所述填料占所述混合物的约６０ｗｔ％～９０ｗｔ％；　　（ｂ）在所述树脂的熔融范围之上的温度混合所述混合物；　　（ｃ）将所述混合物成形为板，所述成形步骤是在步骤（ｂ）的所述温度下进行的；　　（ｄ）使所述板的表面冷却至所述热塑性树脂的熔融范围的中点之下的温度；和　　（ｅ）当所述表面温度处于步骤（ｄ）的所述范围中时使所述板经受应变。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗瑞F温塞尔，罗伯特W苏吉特，
申请(专利权)人：GR绿色建筑产品公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]