专利名称：建筑构件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种建筑构件，它有一种用合适的密封组份封装的轻质的芯体。
已知的建筑构件有许多种，然而，总是需要具有各种各样期望特性的新型建筑构件，如，高的强度重量比，好的抗冲击性能，非燃烧能力，防水性以及容易与相似的建筑构件相连接，以及易于加工制造。
根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种带有芯体的建筑构件，该芯体由一个或多个天然纤维材料的薄板或部件组成，每一个薄板或部件都用一种液体混合物浸泡，该液体混合物中含有一种热凝性树脂，一种热凝性树脂的填充液以及一种热凝性树脂的催化剂，使热凝性树脂聚合，密封芯体的密封层，该密封层是一种混合物，含有占混合物重量百分比为10%～80%的液体粘结剂，占液态粘结剂重量百分比6%～60%的水溶性的、易分散的或易溶合的聚合物，以及足够量的使液态粘结剂再水合的水，这种混合物会变硬形成密封层。
根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种制造如上所述的建筑构件的方法，该方法包括以下步骤(1)制备一个具有一层或多层天然纤维材料的薄板或部件，每一个薄板或部件用液态混合物浸泡，上述液态混合物含有一种热凝性树脂，一热凝性树脂的填充剂以及一热凝性树脂的催化剂，使该热凝性树脂聚合;
(2)制备一种混合物，其中水力粘结剂占混合物重量的10%～80%，水溶的、易分散的或易混合的聚合物，占水力粘结剂重量的6%～60%以及足够量的水，可使液态粘结剂再水合;以及(3)将芯体密封在混合物的密封层中，使混合物变硬从而制成建筑构件。
根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种用于制造如上所述的建筑构件的芯体。
根据本发明的第四个方面，本发明提供了一种用于密封芯体以制造如上所述的建筑构件的混合物。
本发明最重要的是由芯体构成的建筑构件，该芯体由一层或多层天然纤维材料的薄板或部件制成，每一个薄板或部件都要在一液态混合物中浸泡，该液体混合物含有一种热凝性树脂、一种热凝性树脂的填充液以及一种热凝树脂的催化剂，使热凝性树脂聚合，其中将芯体密封在一种混合物的密封层中，这种混合物中含有适量的液态粘结剂、适量的水溶性、易分散的或易混合的聚合物、以及足够量的可使液态粘结剂再水合的水。
芯体可以有多种形式。
芯体可以是一种复合板，它由第一和第二天然纤维材料的薄板组成，每一块薄板都在一种混合液中浸泡过，该混合液含有一种热凝性树脂，一种热凝性树脂的填充液，以及一种热凝性树脂的催化剂，使热凝性树脂聚合，一层或多层压有波纹的天然纤维材料的薄板，象三明治式的夹在第一和第二薄板之间并粘附在第一和第二薄板之间，所压的波纹与第一和第二层薄板的平面垂直，或者平行于第一和第二层薄板的平面，该一块或多块压有波纹的薄板要在一种混合液中浸泡过，该混合液含有一种热凝性树脂，一种热凝性树脂的填充液，以及一种热凝性树脂的催化剂，使热凝性树脂聚合。
复合板可以这样来制备，在一种混合液中浸泡第一和第二层薄板，然后聚合热凝性树脂，在上述混合液中浸泡一层或多层压有波纹的薄板，使热凝性树脂聚合，然后将一层或多层压有波纹的薄板有选择性地相互粘合起来，并用粘结剂与第一和第二薄板粘合在一起，最好所使用的热凝性树脂与浸泡过程中所使用的热凝性树脂相同。
另一方面，该复合板也可以按如下方式制备，在第一和第二薄板之间放置一层或多层压有波纹的薄板，在上述混合液中浸泡这种组装件，然后使热凝性树脂聚合，使得该一层或多层压有波纹的薄板相互之间连接在一起，并与第一和第二层薄板连接在一起，形成一种组合板。
这种天然纤维材料的第一和第二薄板可以是牛皮纸的薄板，薄板形式的漂白的或不漂白的纸浆、或者一个或两个壁面的压有波纹的纸板，它们可以是单个多层纸板，或者是多个多层纸板叠合在一起。
芯体还可以是一种复合壁板，该壁板包括由天然纤维材料制成的第一和第二层薄板，在一种混合液中浸泡每一层薄板，上述混合液中含有一种热凝性树脂，一种热凝性树脂的填充液以及一种热凝性树脂的催化剂，使热凝性树脂聚合，多孔状的天然纤维材料的芯体被夹在第一层和第二层薄板之间，并且粘附在第一和第二层薄板上，这种多孔芯体上任意的一些或者所有的孔中填充有一个填充剂混合物，该混合物是一种颗粒形式的包含一种无机保温材料以及一种能在温度升高时释放出水来的材料。
多孔状的芯体可以是一种在上述混合液中浸泡过的天然纤维材料，使热凝性树脂聚合。多孔状芯体的每一个孔的截面可以是三角形的、六边形的、矩形的、方形的、圆形的或椭圆形的，多孔状芯体可以由压有波纹的硬纸板或牛皮纸或其组合起来制成，用如上所述的一种液体混合物进行浸泡。
多孔状芯体被夹在并且粘附在第一和第二层薄板之间，粘附的方法可以是使用适宜的粘结剂。
多孔状芯体的小孔中可以填充一种填充剂混合物，该混合物是一种无机保温材料与一种在温度升高时释放出水来的材料，上述保温材料如片状蛭石、多孔珍珠岩、石棉、多孔粘土及其类似物，上述在温度升高时能释放出的材料如三水合铝、碱金属的硅酸盐、非片状的蛭石及其类似物。
在Plascon技术有限公司〔Plascon Technologies(Pty)Limited〕的南非专利申请第92/2902中公开了一种这样形式的复合壁板。
芯体还可以是一个六面体的组件，例如用压有波纹的硬纸板制得，整个组件用如上所述的液体混合物浸泡，使该热凝性树脂聚合。例如，这种用压有波纹的硬纸板制成的组件可以用传统的方式来加工，首先将压有波纹的硬纸板加工成一个平的坯件，将这种平的坯件浸泡在一液体混合物中，该液体混合物中含有一种热凝性树脂、一种热凝性树脂的填充液以及一种热凝性树脂的催化剂，将坯件组装成六面体的组件，回收这种填充液以再次使用，然后使热凝性树脂聚合。
可以利用Plascon技术有限公司(Plascon Technologies(Pty)Limited)的南非专利第90/2260中公开的方法和液体混合物来浸泡薄板和芯体组件。
芯体沿它的一个或多个侧边可以包含一个或多个结构，使得由芯体制得的建筑构件能够可松开地或永久性地连接在类似的建筑构件上以形成一种结构。
例如，当芯体是一个六面体的组件时，可以将其一个或多个侧面制成一定的形状，以形成一个相互联锁的结构，例如，在一个侧面是一个V字型结构的一个榫舌，在另一面是一个相应的舌槽。
芯体可以制成一定的形状和一定的尺寸，使得到的可以是结构单元或建筑壁板的建筑构件的大小从200mm×75mm×20mm到10m长、2～3.5m高、40～250mm厚。
制成之后，将芯体用一种混合物的封装层包起来，这种构件下文要描述。
这种混合物的第一种组份是占混合物重量的10%～80%。(包括10%和80%)的液态粘接剂，该粘接剂选自波特兰水泥、高矾土、硫酸钙酸酐、硫酸钙半水化合物、氯氧化镁、以及硫酸氧化镁。最好的液态粘接剂是波特兰水泥和硫酸钙的α和β半水化合物，或其混合物。当液态粘接剂是波特兰水泥和高矾土时，液态粘接剂占混合物重量的10～80%，最好是15～65%，而当液态粘接剂是硫酸钙和其它液态粘接剂时，粘接剂应占混合物重量的20%～80%。
混合物的第二种组份是占液态粘接剂重量的6%～60%的水溶性的、易分散或易混合的聚合物，它被设计用来防水，提供粘稠性和粘附性。这种聚合物最好在电解液中是稳定的，成膜温度在-15℃～+40℃之间，最好在0～25℃之间。该聚合物可以是聚乙烯醇或者基于聚氨酯、烯烃、(甲基)丙烯酸乙烯酯、聚卤乙烯或氯丁二烯共聚物。尤其适宜的聚合物是苯乙烯-丁二烯-橡胶、聚氨酯、丁二烯-乙烯乙酯共聚物以及聚丙烯酸酯的弥散相，它们在电解液中是稳定的。最好将这些弥散相加入水中，一个尤其适宜的丙烯聚合物弥散相是Revertex 6115A。聚合物占液态粘结剂重量的6%～60%，最好当固体占水的约50%时，聚合物占液态粘结剂的8%～45%。
混合物中的第三种组份是足够量的使液态粘结剂能够水合的水，但是最好不超过这一量，以避免混合物的构造呈微孔性。所加入的水量，除了存在于在第二组份中的，通常占液态粘接剂的5%～50%，最好占8%～45%。
混合物中第四种可选择的组分是液态粘接剂的无机填充剂，通常是粒径为0.03～4mm的硅石砂，最好粒径为0.3mm～0.75mm，其加入量是液态粘结剂重量的0%～400%，最好是粘结剂重量0%～350%。
混合物中第五种可选择的组分是防水剂，它被设计用来使混合物呈现可能的疏水性，最好是硬脂酸锌，其加入量占液态粘结剂的0.1%～5%，最好占液态粘结剂的0.3%～2%。
其它的防水剂还包括硅酮，如基于氢聚硅氧烷的无水硅酮、由Wacker生产的BS94、或一种与大气中的二氧化碳反应生成聚甲基硅酸，甲基硅氧钾溶液，如由Wacker生产的BS15，其加入量占液态粘结剂重量的0.05%～3%。
混合物中第六种可选择的组分是防泡剂，其加入量通常占液态粘结剂重量的0.01%～3%，如由南非的Marine Oil生产的NoPco和德国的Byk Chemie生产的Byk 141。
混合物中第七种可选择的组分是适量的分散剂，例如其加入量占液态粘结剂的0.02%～4%，以避免相分离以及将水的需求量降低到最小限度，分散剂的例子是由英国Allied Colloids有限公司生产的Dispex。
混合物中第八种可选择的组分是一种增塑剂，它被用来减少水的需求量，减少混合物的粘度，防止相分离，以及提供机械特性，如蜜胺甲醛冷凝物，如由Hoechst生产的F10，其加入量占液态粘结剂重量的0.05%～3%。
混合物中第九种可选择的组分是流变调节剂，如微纤维，通常是销售商标为Aerosil的硅石纤维，或小颗粒的，粒径为0.1微米的硅石烟雾，以及中空的微球状颗粒形式的硅石烟雾，其加入量占液态粘结剂重量的1%～15%，最好占其重量的3%～10%。
混合物中第十种可选择的组分是一种波特兰水泥水合的催化剂，当使用波特兰水泥作为水力粘结剂时，应加入占水力粘结剂重量1%～5%的氯化钙或少量的高矾土。
混合物中第十一种可选择的组分是一定量的加强纤维如尼龙、丙烯酸的、聚酯或纤维素纤维，或者聚丙烯酸腈纤维，如由Hoechst生产的Dolanit，其纤维的长度范围为0.2mm～6mm，最佳的长度范围为1.5mm～3mm，加入这种加强纤维是为了提高韧性，防止在冲击时断裂，或在温度升高时断裂，加强纤维的加入量占水力粘结剂重量的1%～20%，最好占其重量的3%～10%。
混合物中第十二种可选择的组分是微细颗粒的多孔性珍珠岩或片状的蛭石，其粒径范围在0.05mm～3mm，并用疏水剂如硅酮或硅氧烷随意处理一下，以防止吸收过量的水，加入这种组分以减少混合物的重量。
将混合物喷涂、涂抹在芯体上，或者以其它方式施加在芯体上，合适地弄光滑或做纹理，然后使得它们变硬或通过水合和存在于混合物中的聚合物的聚合使其塑化。
包封层的厚度最好为1mm～20mm，更加最好的厚度范围是2mm～8mm。
随后使混合物变硬或塑化，按照所希望的方式为建筑构件涂上颜料或另外的装饰。
在上述混合液中浸泡芯体是为了给芯体提供适宜的机械特性，如抗卷曲性、湿强度、防水渗透性、冲击强度以及韧性，以便当用混合物来包封芯体时，不会出现变形。芯体本身具有建筑构件所必需的结构完整性。芯体还可以具有其它的优点，如保温性，防水性，吸声性以及质量轻并容易加工成最后的建筑构件。
包封芯体的混合物还可以改进建筑构件的强度、抗冲击性、防火性、防水渗透性，提供所需要的表面纹理，提供连接的便利以及滴水管。
现在描述加工本发明的建筑构件的实施例1.通过适当的折痕，模切以及固定住或粘住制成一个六面体的压有波纹的硬纸板箱体或容器，使得当组装时，顶部的盖舌向外形成一个榫舌，底部的折片相反向里形成一个舌槽，相似的侧壁被折上折痕，加工分别制成一个榫舌和一个舌槽。在平直的情况下加工制做这种压有波纹的硬纸板箱，使得所有这种压有波纹的薄板上的凹槽都是单向的，并且不要被外套包覆住，以便在随后的用树脂浸泡时，浸泡树脂很容易被排走。
2.将压有波纹的硬纸板坯件在平直的情况下浸泡在一液体混合物中，该液体混合物含有一种热凝性树脂、一种热凝性树脂的填充液，以及一种热凝性树脂的催化剂，浸泡15秒～5分钟，最好浸泡2～3分钟，直到浸泡透彻。
3.压有波纹的硬纸板的坯件在平直的情况下从浸泡液体混合物中取出，将多余的树脂倒回树脂接受容器，回收填充液以重复使用。
4.组装压有波纹的硬纸板箱，使顶部和底部的折面接合。
5.组装好的压有波纹的硬纸板箱经历一个从40℃～140℃的温度升高过程，通常在60℃～90℃的温度范围内，在相对湿度低到0的条件下，该过程通常持续到4小时，使热凝性树脂聚合。
6.使刚性强度的纸板箱冷却，放在一合适的容器中准备包封。
7.将包封混合物的干燥组分与液态组分混合在一起，将混合物喷涂、涂抹或其他方式施加在硬纸箱上，并使其厚度相同，最好从1mm～20mm，更加最好的是厚度在2mm～8mm的范围内，将表面弄成所需要的光滑程度或纹理，并使其塑化。
8.然后将建筑构件装饰好准备发货。
包装混合物的例子如下混合物1灰色波特兰水泥 9kg粒径为0.3～0.75mm的硅石砂 27kg硬脂酸锌 50克聚合物在水中的分散剂由Revertex生产的Code Revacryl 6115A 3kg
水 3kg消泡剂 14kg分散剂 14克增塑剂(由Hoechst生产的密胺甲醛冷凝物F10) 135克纤维长度为3mm的纤维素纤维(由Union Carbide生产的Interfibre) 600克硅石烟雾 500克混合物2硫酸钙α半水合物 8kg增塑剂-(由Hoechst生产的密胺甲醛冷凝物F10) 60克由NorsoPhen生产的酚甲醛甲阶酚醛树脂17390 1.6kg酸(甲苯磺酸) 120克在水中的5%的聚乙烯醇溶液，由Hoechst生产的Code 4/88 Mowiol 1.6克纤维长度平均为3mm的纤维素纤维(由Union Carbide生产的Interfibre) 500克本发明的建筑构件具有许多所期望的特性，包括好的抗冲击性，不透水性，很高的强度质量比，并且加工容易迅速。
权利要求
1.一种建筑构件，该构件包括一个由一层或多层天然纤维材料薄板或部件制成的芯体，每一层薄板或部件都要在一液体混合物中浸泡过，该液体混合物含有一种热凝性树脂，一种热凝性树脂的填充液以及一种热凝性树脂的催化剂，使热凝性树脂聚合，用一种包封层包住芯体，包封层由一种混合物制成，该混合物含有占混合物重量10%～80%的水力粘接剂，占水力粘接剂重量6%～60%的水溶性易分散的或易混合的聚合物，以及足够量的、能使水力粘结剂再水合的水，使该混合物变硬就形成了包封层。
2.如权利要求1所述的建筑构件，其特征在于该芯体包括一个复合板，该板包括第一和第二天然纤维材料薄板，将每一个薄板在一液体混合物中浸泡过，该液体混合物中含有一种热凝性树脂、一种热凝性树脂的填充液以及一种热凝性树脂的催化剂，使热凝性树脂聚合，将一层或多层压有波纹的天然纤维材料的薄板夹在并粘附在第一和第二薄板之间。所压的波纹与第一和第二薄板的平面成直角或者平行于第一和第二薄板的平面，将一层或多层压有波纹的薄板浸泡在一液体混合物中，该液体混合物中含有一种热凝性树脂，一种热凝性树脂的填充液以及一种热凝性树脂的催化剂，使热凝性树脂聚合。
3.如权利要求1所述的建筑构件，其特征在于芯体包含一个复合壁板，该复合壁板有第一和第二天然纤维材料的薄板，将每一块薄板在-液体混合物中浸泡，该液体混合物中含有一种热凝性树脂，一种热凝性树脂的填充液以及一种热凝性树脂的催化剂，使热凝性树脂聚合，将多孔性的天然纤维材料的芯体夹在并粘附在第一和第二薄板之间。
4.如权利要求3所述的建筑构件，其特征在于在复合壁板上多孔性芯体的一些孔或所有的孔中都填充有一种填充剂混合物，该混合物中含有一种颗粒状的无机保温材料与一种当温度升高时可以释放出水的材料。
5.如权利要求3或4所述的建筑构件，其特征在于多孔性芯体含有一种天然纤维材料，将其浸泡在一种液体混合物中，该液体混合物包含一种热凝性树脂，一种热凝性树脂的填充液，以及一种热凝性树脂的催化剂，使该热凝性树脂聚合。
6.如权利要求1所述的建筑构件，其特征在于该芯体包括一个六面形的箱体，在一种液体混合物中浸泡该箱体，这种液体混合物中含有一种热凝性树脂，一种热凝性树脂的填充液以及一种热凝性树脂的催化剂，使该热凝性树脂聚合。
7.一种如权利要求6所述的建筑构件，其特征在于该箱体是由压有波纹的硬纸板制成的。
8.一种如权利要求1～7中任意一项权利要求所述的建筑构件，其特征在于在芯体沿着其一个或多个侧边含有一个或多个构造部件，使从芯体制成的建筑构件能松开地或永久性地连接在另一个相似的建筑构件上，形成一种结构。
9.一种如权利要求1～8中任意一项权利要求所述的建筑构件，其特征在于水力粘结剂选自波特兰水泥、高矾土、硫酸钙酸酐，硫酸钙半水化合物、氯氧化镁以及硫酸氧化镁。
10.一种如权利要求9所述的建筑构件，其特征在于水力粘结剂是波特兰水泥或高矾土，其含量占混合物重量的15%～65%。
11.一种如权利要求9所述的建筑构件，其特征在于水力粘结剂选自硫酸钙酸酐、硫酸钙半水化合物、氯氧化镁以及硫酸氧化镁，其含量占混合物重量的20%～80%。
12.一种如权利要求1～11中任意一项权利要求所述的建筑构件，其特征在于在固体在水中所占的百分比约为50%时，水溶性的易分散的或易混合的聚合物占水力粘结剂重量的8%～45%。
13.一种如权利要求1～12中任意一项权利要求所述的建筑构件，其特征在于混合物中还含有占水力粘结剂重量0%～400%的无机填充剂。
14.一种如权利要求1～13中任意一项权利要求所述的建筑构件，其特征在于混合物中还含有一种防水剂，其含量占水力粘结剂重量的0.1%～5%。
15.一种如权利要求1～14中任意一项权利要求所述的建筑构件，其特征在于混合物中还含有一种防泡剂，其含量占水力粘接剂重量的0.01%～3%。
16.一种如权利要求1～15中任意一项权利要求所述的建筑构件，其特征在于上述混合物中还含有一种分散剂，其含量占水力粘结剂重量的0.02%～4%。
17.一种如权利要求1～16中任意一项权利要求所述的建筑构件，其特征在于上述混合物中还含有一种增塑剂，其含量占水力粘接剂重量的0.05%～3%。
18.一种如权利要求1～17中任意一项权利要求所述的建筑构件，其特征在于上述混合物中还含有一种流变调节剂，其含量占水力粘结剂重量的1%～15%。
19.一种如权利要求10所述的建筑构件，其特征在于混合物中含有一种波特兰水泥水合作用的催化剂。
20.一种如权利要求1～19中任意一项权利要求所述的建筑构件，其特征在于混合物中含有一种加强纤维，其含量占水力粘结剂重量的1%～20%。
21.一种如权利要求1～20中任意一项权利要求所述的建筑构件，其特征在于混合物中含有多孔性珍珠岩或片状的蛭石，并用疏水剂进行处理。
22.一种如权利要求1～21中任意一项权利要求所述的建筑构件，其特征在于包封层的厚度为1mm～20mm。
23.一种制备如权利要求1～22中任意一项权利要求所述的建筑构件的方法，包括以下步骤(1)制备一个具有一层或多层天然纤维材料的薄板或部件，每一个板材或部件用混合液浸泡，上述混合液含有一种热凝性树脂，一热凝性树脂的填充剂以及一种热凝性树脂的催化剂，使该热凝性树脂聚合;(2)制备一种混合物，其中水力粘结剂占混合物重量的10%～80%，水溶性的易分散的或易混合的聚合物占水力粘结剂重量的6%～60%，以及足够量的使水力粘结剂再水合的水;(3)将芯体密封在混合物的包封层中，使混合物变硬从而制成建筑构件。
全文摘要
一种建筑构件，该构件包括一个由一层或多层天然纤维材料薄板或部件制成的芯体，每一层薄板或部件都要在一混合液中浸泡过，该混合液含有一种热凝性树脂，一种热凝性树脂的填充液以及一种热凝性树脂的催化剂，使热凝性树脂聚合，用一种包封层包住芯体，包封层由一种混合物制成，该混合物含有占混合物重量10％—80％的水力粘接剂，占水力粘接剂重量6％—60％的水溶性易分散的或易混合的聚合物，以及足够量的能使水力粘结剂再水合的水，使该混合物变硬就形成了包封层。
文档编号B32B13/14GK1094471SQ93114148
公开日1994年11月2日 申请日期1993年9月30日 优先权日1992年10月1日
发明者M·W·西蒙斯 申请人:普拉斯康技术有限公司