用于建筑材料的鸟粪石-k及钾石膏组合物的制作方法
【专利摘要】用于包含钾石膏(K2Ca(SO4)2.H2O)和鸟粪石?K(KMgPO4.6H2O)的混合的本发明的建筑材料的组合物及其制备方法。起始成分包括氧化镁(MgO)、磷酸一钾(MKP)以及灰泥(半水合硫酸钙)，以预定比率混合，导致反应通过多个相进行，所述反应以不同方式同时且并行地进行。已发现例如水温、pH、混合时间以及速率的变量会影响所得反应产物。针对用于特定用途的建筑产品，提供了化学成分的优选比率以及制备参数，包括鸟粪石?K和钾石膏的预定重量百分比和特定比率。使反应的化学计量和添加剂最佳化，以将组合形成热降低至非破坏性水平。各种添加剂有助于控制和引导反应。建筑产品诸如板材嵌板包括所得组合物。将显著量的组合物邻近建筑嵌板面设置。
【专利说明】用于建筑材料的鸟粪石-K及钟石實组合物
[0001] 相关申请的引证
[0002] 运是非临时申请，对于优先权其依赖于2014年8月12日提交的美国专利申请号14/ 457,826、2013年10月14日提交的美国临时申请号61/890,702、2013年10月14日提交的美国 临时申请号61/890,720、2013年10月17日提交的美国临时申请号61/892,025、2013年10月 18日提交的美国临时申请号61/892,581、W及2013年12月13日提交的美国临时申请号61/ 915,601，通过引证结合其整个说明书如同完全阐述于此。
技术领域
[0003] 本发明总体设及建筑材料，并且更具体地设及提供其中期望最终组成及比率的鸟 粪石-K和钟石膏(两种通常不会一起存在的矿物），W赋予建筑材料特定及预定性质和特性 的建筑材料。
【背景技术】
[0004] 大约S千年来，且至少从罗马时代起，已使用氧化儀(MgO)类水泥来建造墙体及结 构。在过去50年内，已将改善的含有氧化儀的材料用于分批制备浆料，随后将所述浆料倒入 嵌板模具内，使它们在其中固化延长的时段。所得产品赋予嵌板刚性及结构完整性，从而允 许嵌板固定至墙体组件(wall assemblies)。
[0005] 壁板通常具有每约半英寸（1.27cm)板约1,600磅Qbs.)至约l，80(Ubs.每千平方 英尺Qbs/MSF)(约7.8千克化g)至约8.3kg每平方米(m 2))的密度范围。重或高密度石膏壁 板成本昂贵且更难制备、运输、储存、W及在工作场所进行人工安装。近来的趋势是朝向较 轻或低密度板。虽然已知通过添加轻质填料和发泡体而具有降低密度的壁板，但在半英寸 (1.27cm)板中具有低于约l，6001bs/MSF(约7.8kg/m 2)的密度的壁板可W降低所得板的强 度和完整度。由于基于上述原因而一般并不期望超高密度或重石膏壁板，因此正快速进行 研究发展W生产降低重量或密度的板，而不牺牲板完整度和强度。一种降低板重量的方法 是使用新颖或非石膏材料作为板的核。
[0006] 已知鸟粪石[(化也(P04) . 6化20)]为天然存在的矿物超过一世纪，且其是在动物 健康过程及污水处理中的研究主题。尤其参见，例如，美国公开专利申请第2013/0062289 号。近来的发展产生相似、人工创造的矿物，可替换地称为K-鸟粪石、鸟粪石-K或鸟粪石化） (后文称为"鸟粪石-K")，其具有化学式比Mg(PCk) ? 6化2〇)]。此基本上人造的矿物由于其的 许多显著特征而成为密集研究的主题，所述特征包括其的斜方晶体结构、玻璃光泽，其允许 实质上无摩擦的运动，并且耐传热，被发现极适用于建筑工业。
[0007] 由于运些及其它性质，且由于建筑及建造工业中期望找到可替代石膏板作为内部 建筑材料的可行选择，已确定鸟粪石-K提供良好的耐热建筑板材嵌板(building board panel),同时仍保持轻微弹性且提供与石膏板相当的大规模制备容易度。
[000引熟知运种包含氧氯化儀的嵌板更昂贵，通常达到传统石膏建筑嵌板替代物的成本 的二至=倍，参见例如，2013年5月9日公开的美国专利公开第2013/0115838号。因此，运种 类型的板材尚未被广泛接受作为壁板或嵌板的成本合理的建筑材料。此外，一些含氧氯化 儀的建筑嵌板在板材内产生游离氯气，因此呈现重大问题，诸如滤去、臭味、扣件及建筑结 构腐蚀。此外，许多运些类型的板材会随时间而损坏及分解，因为它们不是化学稳定的。运 些类型的板及嵌板尤其易遭受长期水暴露，且易于在长期暴露至运种状态下分开。
[0009] 近年来，环境及健康安全驱动的建筑法规指定仅可将能够提供改善的耐水性和或 耐火性的建筑材料用于特定建造结构及建筑方法中。因此，已发展出满足运些需求的无纸 石膏及传统水泥建筑嵌板。然而，石膏并非且从来不能防水和或完全耐水。因此，需将耐水 化合物诸如蜡或娃酬添加至其制剂中W赋予可接受的耐水性。运可能是成本昂贵且或许不 必要的添加。
[0010] 此外，传统纤维水泥及波特兰水泥建筑嵌板当用于传统建筑实践时极难处理和操 作，因此需要更多时间、劳力及专业工具来准备和安装运些类型的建筑嵌板。
[0011] 近来，国际经济情势影响了建筑及建造市场。因此，建造公司被迫寻求提供至少比 传统石膏及水泥建筑材料大一个数量级的改善的性能特性，同时仍符合石膏及水泥建筑材 料的成本效益的替代建筑材料。
[0012] 本发明解决成本与效益之间的同时对立，同时提供使用连续板材生产线的方法。 在经设计来服务特定用途的改善的及工程化的建筑材料的情况中，功能效益及降低成本的 双重考虑在调整所有考虑因素 W获得运种板或嵌板的情况下将提供理想的建筑材料。迄今 为止，尚无已公开的已知现有技术建筑板组合物可提供运种能力。迄今为止，尚无已知的现 有技术方法教导本发明的形成包含特定比率的合成鸟粪石-K及钟石膏的复合板的方法来 为壁板嵌板提供可利用于提供耐水分及耐火的超轻量板或建筑嵌板的期望特性和特征。
【发明内容】
[0013] 因此，本文提供一种用于生产新颖建筑材料的新颖及改善的组合物及方法，其包 含氧化儀(MgO)、憐酸一钟(MKP)及包含灰泥(StuccoK半水合硫酸巧）的硫酸巧作为起始成 分化合物。反应产物钟石膏化2Ca(S〇4)2 ?出0)及鸟粪石-K化M评化? 6此0)通过多相反应进 行，有时同时发生。反应在半水合物及水的情况中是碱性及对于氧化儀/MKP是酸性，两反应 同时且并行地发生，且如果鸟粪石-K反应未经缓冲(速率减缓）W允许半水合物有足够时间 与水完全再水合，甚至可彼此竞争。据认为钟石膏反应(通常为放热反应)将达到109-186°F (42°-86°C)的最大溫度-取决于半水合物的纯度及其浓度）。在此情况，第一共反应溫度上 升是吸热反应，且发生钟石膏的形成作为MKP溶解的产物-自MKP释放的K连同形成的半水合 物一起形成拉化(S化)2 ?出0(钟石膏），在鸟粪石-K接近其自身的起始升溫(放热反应-溫度 可到达212°F(l〇(rC)的最大值，其中观察到一些反应超过运些溫度)之前。如果未检查，此 溫度上升可能会对所形成的钟石膏的半水合物部分造成重大的破坏效应，即使在其完全再 水合后。此处公开及要求保护的发明是化学成分的比率的优选组合及使用连续生产线制备 板材嵌板的方法，其包括针对化学计量最佳化W将组合形成热降低至非破坏性水平的针对 特定用途的鸟粪石-K及钟石膏的预定及特定比率，此外，可利用在耐火及耐水分的建筑建 造中的板材嵌板的制备方法，W及多种根据运些方法及使用本发明材料制得的板材产品。
[0014] 在一种样品中，核屯、机理具有在水及半水合物灰泥（灰泥半水合物，hem化y化ate S化CCO)存在下的化学计量含量的MgO及KH2PO4, W获得鸟粪石-K及钟石膏及其它非晶形副 产物。据认为此机理遵循W下反应：
[0015] MgO+KH2P〇4+CaS〇4 ? 1/2出0一KM评〇4 ? 6出0+K2Ca(S〇4)2 ?出0。
[0016] 在另一实施方式中，在棚酸化浊化）、糞横酸盐、硫酸化2S化)及硅氧烷诸如聚二甲 基硅氧烷或聚（甲基氨)硅氧烷的存在下，连同起始成分及微量添加剂，反应可包括几个子 反应，但总体的一般反应遵循W下机理：
[0017] 3MgO+3KH2P〇4巧CaS〇4 ? 1/2出0+3出0一KM评〇4 ? 6出0+
[001引 K2Ca(S04)2 ?出0+Ca"+2Mg"+2(P04)-3。应注意，上述反应尚未被认为完成总反应产 物混合物，且将残留过量的灰泥半水合物(CaS化? 1/2此0)。据认为残留的离子材料即（Ca "、2Mg"及2(P04)-3)将与残留的灰泥反应，或将在干燥时形成盐聚集物。据认为至少一些灰 泥半水合物及氧化儀保持未反应，且运些成分保持在由反应的鸟粪石-K及钟石膏所呈现的 晶体结构内的非晶形、随机分布的基质中，如图1所示。
[0019] 应进一步注意，组成材料可W不同预定比率提供，且可针对主要组分MgO:MKPWl: 1比率至高达1:3.4比率的特定比率包含。因此，虽然W上指出的组成材料及所得的反应产 物示出为具有特定比率，但应理解如已在下文试验中进行的改变起始组分比率会改变反应 产物及反应的和未反应的组分的量。提供W下比例的特定的重量百分比范围：
[0020] MgO: 3.33至70.00 %
[0021] K 出 P〇4: 4.67 至 70.00 %
[0022] CaS〇4*l/2 出 0: 10.5 至90.0%添加至 100%。
[0023] 在起始组成材料的精确比率中，W下比例是优选的：
[0024] MgO: 10.0至40.0 %
[0025] K 出 P〇4: 40.0 至 70.00 %
[0026] CaS〇4*l/2 出 0: 25.0至75.0% 添加至 100%。
[0027] 向运些固体组分混合物的两者中，W在100:20至高达100:40重量百分比的固体组 分与水的范围内的比例添加水来开始反应。在反应的优选形式中，其是在反应混合器中W 连续方法进行，且主要包含鸟粪石-K、钟石膏、石膏、W及一些潜在的未反应的组分的所得 浆料提供与或不与石膏核结合使用来提供一或多种石膏板产品的半液体糊状物。在最佳制 剂中，MgO:MP的比率是在1:1.8至1:2.2之间，并且在最佳制剂中，最接近大约1:2.0。
[0028] 在另一实施方式中，本文公开及要求保护的用于限定在包括含矿物鸟粪石-K及钟 石膏的独特建筑组合物的建筑材料的制备方法中的工艺参数的组成材料的经验得出比率 及准则。运些优选比率限定氧化儀(MgO)、含憐酸盐及钟的反应物诸如憐酸一钟化出P〇4)、及 半水合a和/或e石膏(CaS化? 1/2此0)在水化2〇)溶液中的反应组合物，连同明智使用运些化 学反应的热力学及动力性质来W期望方向引导反应，因而获得具有期望物理性质的独特建 筑材料。
[0029] 数学比率利用热力学及化学计量原理且是基于原子组成、能量及质量的守恒定 律。数学比率使用包含鸟粪石-K及钟石膏的最终产物建筑材料中的期望组合物，且提供准 确度在实际工艺条件的5%内的W下工艺参数：
[0030] 1.工艺的热力学量值，包括但不限于形成的吉布斯自由能、形成洽、及形成赌；
[0031 ] 2.混合物的流变性，包括但不限于密度及粘度；
[0032] 3.氧化儀(MgO)、憐酸一钟化出P〇4)、半水合a和或0石膏(CaS化? 1/2出0)形式的灰 泥及水化2〇)的反应物质量和/或比率；
[0033] 4.工艺条件，包括但不限于，反应溫度及压力、水含量、混合速率、混合时间、及抑。
[0034] 使用适宜的数学方程式，使用者可确定朝向提供包含鸟粪石-K(KMg(P〇4) ? 6 化2〇))及钟石膏化2Ca(S〇4)2 ?此0)的独特建筑材料的相当多种可能的式及工艺迭代，均根 据前述共同代决的美国专利申请序列号14/457,826、及美国临时申请第61/865,029及61/ 892,581号中所公开的化学反应的公开内容。使用文中所述的工艺及创新方法可提供具有 提高的性能能力诸如机械强度、耐火和耐水分及抗微生物性质的成本效益、超低重量的壁 板。
[0035] 由初步实验室结果及使用已知科学原理的科学演译推论可见某些定性趋势。可使 用W上所列的5个工艺条件来基于最终混合物中所期望的鸟粪石-K及钟石膏的产率预测所 需的起始条件。现将更详细地描述起始参数的可能改变，W示出改变任何一个特定参数将 如何改变衍生自起始组分的最终所得组合物的效应。
【附图说明】
[0036] 现将参照附图在下文更详细地论述本发明，其中：
[0037] 图1是用来确定所得反应产物的局部结构的在其中一个测试制剂中显影的所得材 料中的空隙的显微照片；
[0038] 图2是显示用于特定试验的MgO:MKP:灰泥的比例的S元图，且其描绘用于测试方 案中的各种制剂；W及
[0039] 图3是示出诸如可利用于生产本发明的相关组合物的活塞流混合反应器的截面的 示意平面图。
[0040] 图4是示意显示负载至混合器中W利于元素混合物生产本发明的复合材料的化学 组分的侧视图。
[0041] 图5是示意显示诸如可利用于生产本发明的板材嵌板的板材生产线的几个区段的 侧视图。
[0042] 图6是本发明板材嵌板的一个实施方式的截面侧视图。
[0043] 图7是本发明板材嵌板的另一实施方式的截面侧视图。
[0044] 图8是本发明板材嵌板的又另一实施方式的截面侧视图。
[0045] 图9是本发明板材嵌板的又另一实施方式的截面侧视图。
[0046] 图10是本发明板材嵌板的另一实施方式的截面侧视图。
[0047] 图11是本发明板材嵌板的又再另一实施方式的截面侧视图。
【具体实施方式】
[0048] 本发明的化学陈述于前述专利申请中并复述于下文。反应中应避免憐酸儀反应放 热产生的大量热抑制同时发生的灰泥再水合反应且避免产生过量的非晶形石膏半水合物 作为不期望的副产物。因此，认为提供适宜的缓冲剂是必要的。棚酸对于延迟憐酸儀反应是 理想的，同时其还可用作保护石膏再结晶防止当憐酸儀开始形成时的热冲击的不利作用的 机理。
[0049] 使用硫酸化2S〇4)来预处理水W提供更为酸性的溶剂，且因此进一步加速鸟粪石-K 反应。为降低材料成本，使用占总体制剂的按重量计多至90%的灰泥来作为替代的共反应 物。灰泥取代预定量的氧化儀及憐酸一钟(MKP)，由于石膏灰泥比运些材料便宜且重量更 轻，因此运显著地降低成本。
[0050] 作为副产物及意料之外的发现点，在灰泥反应中还生成另一重要矿物钟石膏。钟 石膏比石膏更耐火。然而，钟石膏本身并不如鸟粪石-K及钟石膏的组合强初且耐火。钟石膏 还提供作为憐酸儀与石膏半水合物之间的复合因子的附带效益，由此其纳入塑弹性特征， 因而使终产物显著地更脆且更具晓性，增加可操控性，且使得板材更容易刻痕/切割。运是 比已知的"氧氯化"儀板，例如，诸如美国专利公开2013/0115835中所述的那些及波特兰水 泥类水泥建筑嵌板的显著改善。
[0051] 另外且理想地，将娃酬添加至混合物W实现四种其它的补充效益，
[0052] 1)在憐酸儀及酸的存在下形成经催化的娃酬
[0053] 2)提供石膏的耐热性机理且允许憐酸儀再结晶
[0054] 3)用来延迟憐酸儀反应，W及
[0055] 4)提供使任何可W作为硫酸与化C〇3的反应副产物(其是天然石膏中的已知杂质） 产生的泡沫分解的消泡材料。增加娃酬的添加量进一步赋予板材实质的耐水性，且甚至使 催化的娃酬增加地更多。已使用比通常为符合潮湿区域建筑嵌板的ASTM性能需求所使用/ 需要的显著更少量的娃酬来增加总耐水性。试验显示可达到含2%的最大吸收率，而在传统 的耐水性石膏壁板、玻璃强化石膏板上的结果通常产生最佳为3.5%至4%总耐水性的平均 吸收。
[0056] 然而，由本发明所产生的材料天性为耐水性，且不会如，例如需要结合耐水性添加 剂诸如蜡或娃酬的氧氯化儀板或传统石膏板在水的存在下分解。在本发明制剂中结合聚娃 氧烧限制水忍吸至根据本发明制备的产品的开放区域中及穿过其基质，基本上使其不透水 至水不再可忍吸至材料中的程度。此外，即使当本体水或蒸气水忍吸至或转移至根据本发 明所产生的一或多种材料中时，也不会在其上具有不利效应且材料保持其原始强度。为防 止本体或蒸气水侵入及遍及本发明组合物，仅在需要完全不透水时，例如，诸如在建筑法规 已强迫要求所述规格的区域及场所中添加聚硅氧烷。
[0057] 已建议将一种在建筑材料中使用鸟粪石-K的方法使用于道路中来替代波特兰水 泥。参见，例如："基于鸟粪石及K-鸟粪石的憐儀水泥的制备的最佳化（Optimisation Of the preparation of a phosphomagnesium cement based on struvite and K-struvite)"，H.Hammi及A.Mnif,Laboratoire de Valorisation des Ma^riaux Utiles， Centre National de Recherches en Sciences des Mat有riaux，Technopole Borj Ce 化 1日，5〇1;[1]1日]1，1\1]11316，嫩160￥613〇;1!'0〇]^6'6]1。63卷3，第01071页（2013)。运种化合物 还被发现适用于生产其它建筑材料，诸如壁板嵌板、天花板磁砖等。运种用途需要有效率、 适时且廉价的生产，使得可将它们结合至使用其的结构组件中。
[0058] 已注意到运种化合物的生产及其W适时方式凝固的能力取决于各种前驱物对最 终凝固产物(其基本上是呈KMg(P化）? 6化2〇)的形式)的化学计量。也就是说，已发现如下的 成分比率将提供期望特性的最佳结果的惊人且意料之外的结果：
[0059] W下科学原理是促进驱使反应的快速性及方向的工具：
[0060] 1.热力学原理：
[0061] a.形成吉布斯自由能、形成洽、及形成赌均指示鸟粪石-K及钟石膏反应的优势
[0062] 2.反应混合物的流变性：
[0063] a.混合物的密度及粘度随产生较高鸟粪石-K产率而增加。
[0064] 3.反应物质量及化学计量的考虑：
[0065] a.MKP = MgO的比率将随产生较高的鸟粪石-K产率而增加，直至达到MKP = MgO的比 率，但不超过3.37:1。
[0066] b.灰泥(石膏半水合物)-灰泥需求将不会受提供较高鸟粪石-K产率的其它元素的 变化影响，因为灰泥不会参与此反应。
[0067] C.水-由化学计量的考虑，水需求将随产生较高的鸟粪石-K产率而增加，直至憐酸 一钟化出P〇4)与水化0)的质量比等于2.96:1。
[006引 4.工艺反应条件：
[0069] 水含量、混合速率、混合时间、pH、及水溫均被考虑作为所得产物及副产物中的重 要因素。
[0070] 已确定提供最佳结果的化学反应为：
[0071]
[0072] 在少量也S化、也B化存在下发生反应可控制反应速率，且包括一种或多种硅氧烷W 限制水忍吸。尽管可使用木质横酸盐或簇酸盐形式，但糞横酸盐作为流化剂是优选的。
[0073] 鸟粪石-K反应是放热反应且进行地非常快速。基本的核屯、反应由下式表示：
[0074] MgO+K也P〇4+甜2〇一KMg(PCk) ? 6化2〇)。
[0075] 钟石膏反应分成两个分开的子反应，基本机理由下式表示：
[0076] 2CaS〇4 ? 1/2也0一H++1/202-巧Ca2++2S〇42-及
[0077] Cah巧SO42-巧r+H2〇一K2Ca(S〇4)2 ?也〇+CaS〇4。
[0078] 确切的反应机理仍有待研究，且已如上所述探索某些反应参数，诸如pH、水溫、及 混合和添加时间。认为起始工艺参数会影响反应速率、产物及最终结构。预期持续的研究及 由其得到的数据提供将使得能够定制反应产物及反应完成程度的基础，此可W是特定应用 所期望的。
[0079] 在本发明中，已发现混合程度及长度扮演重要的角色，但为次要的量级。认为反应 如何进行及钟石膏和鸟粪石-K的最终产率会受影响。使用W上所提供的比率，已发现最小 的混合产生较高的钟石膏比率及较长的混合产生较高的鸟粪石-K比率。意料之外地，发现 短混合期间使得第一低溫产生放热反应，且当最低限度地在30秒至1分钟后停止混合时，浆 料的完全凝固/硬化可W耗时高达50分钟。X-射线衍射(XRD)试验已指示W此方式混合的样 品产生比鸟粪石-K大量的钟石膏，W及提高比率的未反应MgO(已观察到方儀石)及烧石膏 (CaS〇4 ? 1/2也0)。尽管各样品在此短暂混合后看来凝固，但事实上意料之外地发现样品仅 在未凝固、仍为流体的内部核屯、周围形成壳，且样品保持86°F(30°C)左右的溫度。当与仍为 流体的内部核屯、材料混合时，壳破开且发现所有材料立即回到溶液中。进一步混合额外30 至40秒引发第二反应-放热反应，其中观察到溫度升至212°F(l〇〇°C)的最大值，最初认为其 是憐酸儀反应的指标。然而，在对此样品材料进行XRD测试后，确定其包含鸟粪石-K。
[0080]由如下所列的相同制剂所构成/配制的追踪样品的后续延长的多阶段及单阶段手 动混合及高速混合显示大大提高的鸟粪石-K产率比。
[0081 ] XRD结果显示1:2: lMgO:MKP:灰泥的延长混合的效益且所得比率阐述如下。表1显 示相同组成材料的混合过程及比率(MgO:MP:灰泥），W显示反应速率产物的再现性。
[0082]
[0083] 表 1
[0084] 如上所述的混合结合W上显示的特定制剂及详述于下的原料添加变化产生区别 于先前已知的氧化儀或氧氯化儀型板的新颖且意料之外的发现。
[0085] 结合上述制剂与对W下范围的适当变化赋予与由于工艺/制剂所致的大规模鸟粪 石-K产率相关的改善经济效率。
[0086] 为产生比钟石膏多的鸟粪石-K，使用W下方法：
[0087] a.使用多阶段混合装置，诸如如图3所示的活塞流混合器、多层笔(multilevel pen)或刮刀混合器、或其组合，或者仅使用容许长停留时间与原料供应及进料-通过/输出 的混合器来将典型4英尺宽及1/4至r厚板的制备速度等效控制于大约20英尺/分钟的最小 值至750英尺/分钟的最大值的范围内，原料在混合器内是如下混合及组合：（停留时间必须 等于或大于4分钟的最小值及12分钟的最大值）。旨在使少于17.2%的来自一种或多种适当 来源的氧化儀(MgO)(诸如轻死烧Qi曲t dead burned)、中死烧、硬死烧MgO)最佳化及减少 原料成本，同时在所得生成复合物的浆料制剂中产生有效率且最佳的效能特征。
[0088] 较大量的憐酸一钟(MKP)或者至少34.5%的憐酸二氨钟K此P〇4化DP)将使氧化儀 (MgO)与憐酸二氨钟的摩尔比增加，且还将经由减小解离速率导致反应速率降低。优选的 MP或KDP可为食品级或农业级。
[0089] 添加至少17.2%的0灰泥半水合物（即经处理的灰泥-CaS化.1/2此0)作为共反应 物，其与MKP或KDP产生起始反应。此反应经由起始再水合/吸收共生水减缓连续共反应(Ca 2+ +2S〇42-+2r+此0一K2Ca(S〇4)2 ?出0+CaS〇4)。此起始步骤自放热反应产生第一升溫，来抗衡 与钟的吸热反应(开始自MKP解离K而与形成的二水合物结合形成钟石膏）。半水合物灰泥可 具有自大约65%的最小值至100%的最大值的纯度范围。较高纯度的半水合物灰泥在形成 二水合物时改善钟的吸收，由此进一步减缓第二KM评化? 6出0(鸟粪石-K)反应，因此增加终 反应中鸟粪石-K的产率。由于产生KM评化? 6出0的放热反应热（高至212°F(100°C)及有时更 高），因此所得钟石膏的再水合的二水合物部分般烧至较小程度。已于第一钟石膏反应中用 尽的钟化)随后分阶段释放至溶液中，并最终当连续反应进行时再利用于KMg2P〇4 ? 6此0产 生工艺中。
[0090] 引入约31.1%出0(水)作为溶质W允许其它反应进行。
[0091] 优选引入微量残留添加剂W促进反应。运些全部占总结合添加中的总干燥混合物 的少于1.5%。
[0092] a.硫酸化2S化）：添加至水中W改变抑且改善总体酸类反应的引发。
[0093] b.棚酸化浊化）：棚酸是重要的添加剂，因其对吸热及放热反应均可提供效益。在第 一反应中，其用来保护水分再水合的半水合物防止受到第二MgO/MKP/此0反应的热，且容许 形成的钟石膏保持与钟缔合较长时间段。在MgO/MKP/此0反应的情况中，棚酸是一般对于憐 酸儀水泥反应是已知的延迟剂，其延迟此反应W降低热冲击。
[0094] C.极低添加量的硅氧烷，诸如聚硅氧烷(C2也0Si)n、聚二甲基硅氧烷(OMSi(Ofe) 2〇]nSi (C曲)3)、及类似化合物，是提供作为消泡剂。MgO/MKP及半水合物来源(CaC〇3)内的任 何杂质在水的存在下与MgO反应，而引起不期望的起泡反应。如果不存在杂质，则聚硅氧烷 在第一及第二反应的整个过程中保持原封不动，且视需要利用作为连续进料。
[00对 d.极低添加量的糞横酸盐诸如Cio陆NNaOsS作为整体混合物的流化剂或分散剂。
[0096] 0半水合物灰泥的纯度是附加因素，因为较高纯度的半水合物会引起总体反应减 慢/延迟且容许吸收更大量K，再次使起始反应朝向在终反应中产生更多鸟粪石-K。应大致 维持在其当前公开添加比率的添加剂。然而，达到最大鸟粪石-K产率极限。应注意MgO或MKP 添加减少将产生较少鸟粪石-K。增加 MgO和或MKP添加物应产生相当或更大产率比的鸟粪 石-K，但为此需要增加0半水合物灰泥添加或提高半水合物灰泥纯度。在此情况，还可增加 棚酸及硫酸添加来弥补。
[0097] 上述工艺稍微改变比率，使得组合W上制剂与W下范围将赋予与由于工艺/制剂 所致的大规模钟石膏产率相关的改善的经济效率。为产生更多钟石膏，所述方法使用多阶 段混合装置诸如活塞流混合器、多层笔和或刮刀混合器或其组合，且材料来源如上述。然 而，改变组成材料的输入参数使反应朝向不同产率结果。
[0098] 氧化儀(MgO)是W大于17.2%的量提供:MKP或KDP是少于34.5 %且0半水合物灰泥 (CaS化.1 /2出0)是W大于17.2 %的量输入，且此0(水）W固体组分的31.1重量百分比的标 称值残留。占总组合添加中总体混合物的少于1.5%的其余添加剂基本上保持相同。然而， 应理解为达成期望产率的在MgO、MKP及化S〇4 ? 1/2出0之间的比率变化需要S种组分的适当 化学计量变化。
[0099] 为产生等量的钟石膏及鸟粪石-K两者-必需W使得第二放热反应可存在于180°F 至212°F(82.2-100°C)溫度范围内的方式平衡反应，但降低来自放热反应的升溫及放热反 应的时间还将降低鸟粪石-K的产率比。已发现如上所述的混合物通过最小的额外必须输入 或昂贵的工艺步骤或添加剂提供比迄今为止由已知工艺所提供的显著更大的鸟粪石-K产 率，高达67%。
[0100] 最终，石膏组分使得本发明的板材嵌板更能为各种消费者所负担得起。最终的板 材嵌板产品在物理特性及长期性能方面提供优于传统石膏嵌板的重大改善。产品天然为抗 UV性，即，其能够提供保护防止紫外射线穿透，因此无需性能表面涂覆。产品极耐水。Surace 在GB 2,445,660(等同于美国专利公开第2008/171，179号）中描述类似产品。虽然所述板材 能够W连续和/或间歇工艺生产，但Surace明确地教导应避免使用半水合石膏灰泥，因为将 需要干燥半水合物所需的大量能量输入。在上述产品中，同时生产钟石膏引发无需添加外 部热来干燥的化学计量反应，放热反应由此提供吸热反应所需的热能。也就是说，半水合物 与憐酸一钟(MP)的反应提供利用来驱动如上述的第二反应的反应热。
[0101] 在使用时，可针对特定期望用途定制具有相对钟石膏的特定比率的鸟粪石-K的特 定组合物的板材。提供轻质板材嵌板的起始尝试包括W下步骤来获得样品结果：
[0102] 起始基础材料制剂为1:1:1混合物，即包含等比例的MgO = MKP-化出K)4):灰泥(半水 合物化S化? 1/2出0)，其中MgO、MP及半水合石膏是W各15g的剂量W干粉末添加至混合器， 并干预混45秒W确保材料的均匀度。其他，针对主反应，可选地，材料添加为0.03g娃酬油， 诸如聚甲基氨硅氧烷，及包含0.05g聚糞横酸盐的分散剂。
[0103] 在针对W下所有样品进行干混后，向此基础混合物中添加17g水化2〇)。随后如下 表中所示添加用于测试用途的不同材料将此基础混合物用于几个实验室试验，并测试如表 2中所列的几个样品。在第一相中将含水混合物在混合器中（用手)混合约30至60秒的时间 段，接着使其部分凝固，然后对壳结构中的外部周围已部分凝固、剩下中屯、核屯、仍呈液态的 产物再次开始混合。当在第二相中开始混合时，凝固外壳立即回到溶液中，W及在再次混合 约30至45秒后，使材料完全凝固。
[01041
[0105] 表2
[0106] 针对运些样品的每种，分析所得材料的含量及均匀度。下表3显示定量结果，且运 些结果的形式与上表1相似。
[01071
[010引表3
[0109]除了 W上定量结果外，进行几项观察，包括工艺产生与工艺亲和的制剂且产生具 有较强核屯、的板材。还确定通过，例如，将从一个阶段至两个阶段的混合时间增加为45至90 秒的范围来改变反应时间产生具有耐水性的较强核屯、材料，而无需蜡或娃酬。推测此是由 较高鸟粪石-K产率所导致。最后，凝固材料的密切显微镜检查显示在许多样品中，在最终材 料中W非均匀方式发生结晶。也就是说，发生良好形成的结晶。经确定在空隙空间周围的边 界层中及在空隙与其余混合产物之间已形成据信为鸟粪石-K晶体的晶体。运些中的一个的 显微照片显示于图1中。如图可见，显微照片显示在空隙空间与周围基质之间的边界的结 晶。应理解此包括结晶钟石膏/鸟粪石-K结构，从而导致最终组合物中的较佳结构刚性。
[0110] 如上所述使用类似程序进行第二批实验室试验。下表4显示再次使用如下基础混 合物的样品组分：
[0111] 15g Mg0、15g MKP化出P〇4)、0.15g 此S〇4、0.25g棚酸化浊〇3)、0.05g分散剂。此基础 结构与上表2中的一项差异是改变灰泥(半水合物化S〇4 ? 1/2出0)的量，且还需要增加水。
[0112]
[011引 表4
[0114] 针对运些样品的每个，分析所得材料的含量及均匀度。下表5显示定量结果，且运 些结果的形式与上表1和3的那些相似。
[0115]
[0116] 表5
[0117] 通过使用各个列于下表6中的W下制剂构成源自1:1:1比率的先前混合物且未使 用头八个样品的基础组合物的额外样品：
[01181
[01101
[0120] 表 6
[0121] 针对运些样品的每个，分析所得材料的含量及均匀度。下表7显示定量结果，且运 些结果的形式与上表1、3及5的那些相似。
[ni991
[0123] 表 7
[0124] 如在样品12A-15A中明显可见，大量的氧化儀(MgO)无法参与主反应，而是产生大 量不存在于其它样品中的鉴定为氨氧儀石(Mg(0H)2)的矿物反应副产物。认为在较高溫度 下溶解的过量MgO导致氨氧儀石副产物沉淀。
[0125] 通过在指定速率及时间下连续混合原料来进行15个样品的第=实验室试验。此轮 试验是特定针对确定原料比率的变化对产品性质的影响，及生产中的何种变量会影响不同 指定特性，诸如产品产率。图中不同区域的水分需求不同。作为视觉辅助，将固体组分绘制 在S元图10(图2)中且列表于表8( W重量百分比计）。如可由比较相图10中不同制剂的图点 所见，一些数据点（例如，L、M及N)是高灰泥制剂，A-D是高MgO制剂，及包括H-N的组是高MKP 化也Kk)制剂，而E、F及G在MgO与MKP之间基本上重量相等。如可沿垂直方向中的连接线的直 线行进所见，其为旨在MgO与MKP之间维持恒定比率而仅改变灰泥含量的型态。在水平排列 点中，灰泥含量维持恒定及改变MgO与MKP之间的比率。关于强度及鸟粪石-K的存在的所得 结果阐述在表8中。至少针对制剂J得到针对可接受成本的最佳强度性能。
[0126] 在样品J制剂中测试的特性是吸水性、在蒙孚炉(furnace muffle)试验中的收缩 率(耐火性的直接指标)及机械强度。未添加诸如棚酸、聚硅氧烷、木质横酸盐、硫酸等添加 剂，W减低添加剂对原料的效应。为隔离测试变量，仅在特定工艺参数下利用包括氧化儀 (MgO)、憐酸一钟-MKP化也P〇4)、灰泥(CaS〇4 ? 1/2也0)的组的四个基本组分。样品具有其中 水占最终混合物的31重量％的制剂：
[ni97l
[012引 表8
[0129] 还应理解上述样品J中水的重量百分比是标称设定为31重量百分比，水相对于固 体组分的百分比还可在15至40重量百分比之间任意变化，其中标称使用25-31重量百分比 作为具有足量溶剂来引发组分的反应的基准。
[0130] 也重要的是意识到水溫是工艺中的关键因素。具体地，在水添加至固体组分时的 溫度是重要考虑因素，因其会影响组分的反应速率。水溫提高使浆料凝固所必需经过的时 间增加。标准水溫是在室溫下，约在20.(TC与25°C之间。因此，重要的是监测及控制反应速 率W维持所得产品的完整性。过高的溫度（即超过50°C)会导致当浆料凝固时表面在硬化过 程期间龟裂，尽管已发现提高溫度结合减少液体溶剂可能是期望的趋势。
[0131] 由测试方案，已确定W下关于特性的明显趋势:本发明的憐酸儀(鸟粪石-K/钟石 膏）组合物相比于单纯的石膏组合物展现显著改善的压缩强度、吸水性及耐火性。此外，已 确定产品特性实际上可通过工艺参数中的变量及原料比率及其性质来调整。例如，在较高 溫度下处理的具有较低水含量的那些样品展现较高压缩强度。具有较高剪切速率/时间的 样品展现较高压缩强度及耐火和耐水性的微不足道的减小。剪切速率及时间是混合物在混 合器中混合的效力、混合过程进行的时间量及混合是否是通过手动或机械方式进行。
[0132] 具有在较高溫度下般烧的MgO的样品展现较高强度，具有较粗MgO的样品展现较低 强度。此似乎是展现与吸水性及燃烧收缩(fire shrinkage)性质相反的性能。已发现W上 论述的一个样品(样品J)在所得制剂中具有最有效且最佳的性质，诸如压缩强度，所述结果 是归因于高鸟粪石-K含量。
[0133] 现参照图3及4,提出制备板材嵌板的联机（in-line)连续工艺。图3中显示活塞流 混合器20,其具有入口孔22及出口孔24。虽然显示活塞流作为实例，但如板材制造工艺技术 人员认识到，还可使用其它类型的混合器，例如分步反应混合器(St邱reaction mixer)来 实行此工艺。入口孔22处的箭头是显示起始组成材料输入至混合器20中的点，在活塞流混 合器20中连续发生的工艺提供其的均匀混合。
[0134] 除了混合组分外，活塞流混合器20提供当组分到达混合器20中的不同阶段时在混 合器中的反应。阐述于W上各种实施方式中的组成材料自两个输入组分的流股输入至入口 中，如图4所示。在图4的示意图左侧上的液体组分流股30显示包括必需组分诸如水及可选 但优选的组分诸如蜡、聚硅氧烷、酸/碱(视需要）、分散剂及延迟剂的液体组分的输入。由图 4右侧上显示的流股32,必需组分包括组分MgCKMKP化出P〇4)及灰泥(半水合物），其是通过由 电动机52及曲柄50驱动的螺旋输送器32输入。可选且优选的组分包括填料/球磨添加剂如 加速剂、棚酸、及纤维。流股30通过管线34或其它适当装置进料组成材料，及固体组分流股 32可通过输送器32经电动机52/曲柄50或其它适当装置进料。此两流股将输入组分提供至 混合器20,所述混合器20包括示意性地示于图4的一或多个混合器装置38A、38B、38C。
[0135] 再次参照图3,更详细地显示混合器20,其具有示于分步反应混合器20的阶段混合 工艺中的不同混合器装置38A、38B及38C。如图所示，存在当组成材料分阶段混合时所存在 的不同水平的混合组分，W针对在不同点（如图3所示的垂直位置)及相对于所发生的反应 部分的工艺步骤在不同时间发生的不同反应产生最佳条件。也就是说，组成材料用来混合、 反应及自顶部材料入口 22流至出口 24的时间是由工艺参数及混合步骤所主宰的凝固时间。 进行运些W将工艺及当材料因重力下降通过反应混合器20中的堆叠(堆叠体，stack)时的 混合时间列入考虑。当沿混合器20的纵向（垂直)方向标记时，组分/反应产物在混合器20中 经过的时间与在反应器室23内的深度值相关联。
[0136] 如图3所示，沉积至混合器20的反应器室23中的运些材料在反应过程期间的适当 时间经混合器装置38A、38B及38C连续混合，W得到期望产物及任何副产物。由于第二部分 的反应（即鸟粪石-K子反应)是放热的，因此钟石膏、鸟粪石-K及石膏的未凝固混合物(指示 为产物或反应混合物42的流股)在高溫下自出口 24流出至在箭头方向移动的输送器40上。 其根据已知的板材嵌板工艺进一步加工。例如，可将随机排列强化玻璃纤维的可选拉44展 开及自拉44的材料的卷筒46取出并在产物或反应混合物42经输送带40于水平箭头方向输 送时铺于其上。
[0137] 虽然图3及4中显示活塞流混合器20,但本发明涵盖其它类型的混合器及输送工 具。例如，可提供单相连续揽拌槽反应器来连续制备本发明材料的流股。将所有反应物组分 一起输入适宜尺寸的单个容器中，及取决于期望的反应产物，使混合过程进行一段总预定 反应时间。将连续混合反应物组分，且将在自单个混合室取出产物流股的点改变反应物组 分的停留时间。
[0138] 取决于最终期望产物，还涵盖其它构造。在提供组分大约总反应的一半总时间的 停留时间的连续揽拌槽反应器(CSTR)之后将接着真正的活塞流反应器，诸如混合反应器 20,其具有适宜长度及直径的管线与散置的静态混合器，W在置于制备带上之前提供所需 的剩余反应时间。当带沿生产线移动反应产物时，反应将更密切地接近完成，W容许将产品 大略切割成适宜长度用于进一步处理，且可包括用于干燥及最终切割成适宜长度的凝固时 间，W提供板材嵌板成品。此过程及混合方案将在制造工艺结束时产生其中理想地应含有 适量游离水的板材产品，W容许所有反应物完全达到最终组成。
[0139] 另一选择是用于一系列S或更多个串联连接的CSTR反应器，W致当流动行进通过 所述系列时，在各反应器中的反应将在更高阶段。来自所述系列反应器的产物将传递至制 备带，在此反应将更密切地接近完成，W容许将产品大略切割成适宜长度用于进一步处理， 包括任何所需的干燥及最终切割成成品的长度。
[0140]联机生产（inline production)的样品板材制备是在实际的板材制备成形线上运 行，其中将实验室试验放大约100倍，W测试工艺是否可用于利用本发明材料组合的板材嵌 板生产。如下文所论述，利用基本上相同的制剂，即1:2:1比率。将所有量放大，且需要更大 的混合器及反应器容器或室23。还W显著的方式修改程序，W使得可根据参照W上图3及4 的实施方式的说明连续(而非间歇)生产本发明的材料组合物，用于在几近正常的运行速度 或大约40英尺/分钟的输送带40下运行的板材生产线。
[0141] 此生产试验需要在实验室试验中不需要的某些额外设备，如图5所示。此设备包括 蓋式反应器21、混合器20、一个或多个累18、滚筒涂覆机19,两个可W是优选的，一个用于两 个表面层中的每一个。还提供用于提供核屯、石膏（即轻量核屯、石膏，其将构成最终将构成具 有极少(如果有的话)鸟粪石-K及钟石膏反应产物的中屯、或核屯、层的中屯、层）的连续流动的 核屯、石膏混合器及累，但未显示于图3及4。因此，最终期望产物应为表面层，其涂覆有本发 明的材料组合物"包裹"于轻量石膏核屯、周围，如将针对W下图6-11的板材实施方式进行论 述。
[0142] 现参照图3-5,制备表面层涂层的程序基本上与上述程序相同，仅除了需要针对大 大增加的组成材料规模进行调整。预期W下的逐步程序可产生所需的涂层。
[0143] 预混合包括1:2:1比率（即MgO = MKP-化此P〇4):灰泥(半水合物CaS〇4 ? 1/2出0)的固 体混合物，预混合相持续30至60秒。为确保制备足够的浆料混合物，提供约15kg的各基础组 分。可将比例量的硅氧烷、消泡剂、及分散剂(诸如聚糞横酸盐)添加至此混合物，及将约相 同重量比例(或约17kg)的水添加至干组分。
[0144] 将所得浆料在大型连续混合器20中混合30至60秒。在混合15秒后，混合物开始固 化。已发现连续混合将使混合物再液化。此是第I相混合。在完成此起始第I相混合时间后， 开始时序。在此起始第I相混合时间后的每分钟，将混合物再次剧烈混合5秒时间，间隔55 秒。此是第II相混合。
[0145] 在生产试验中使用的制剂使产品在将水添加至粉末混合物后的5-20分钟内的任 何时刻凝固。然而，由于所使用混合器的类型，混合是不均匀地发生，且出于技术理由未由 混合器/反应器获得任何显著量的产物。
[0146] 现参照图6-11，显示不同构造的板材嵌板产品作为单独的板材嵌板实施方式。板 材嵌板可包括多种铺面材料(facer material),优选一种或两种，但本发明涵盖甚至无铺 面材料。运种铺面材料可为呈封闭或开放网状或编织、或任何其它适当构造的纸张、玻璃纤 维、热塑性或其它材料。当使用无规玻璃拉作为所得板材嵌板的顶面及底面两者的载体时， 反应的浆料在形成台沉积在运些载体上，随后提供至成形装置，诸如挤出机或滚筒，其确定 最终板厚度。
[0147] 在图6中，显示钟石膏-鸟粪石-K复合材料板110的截面具有中屯、石膏核屯、111。包 括嵌板110的顶表面114、底表面116及侧表面118的所有表面层均具有直接来自反应混合器 20(图3)的覆盖石膏核屯、的钟石膏-鸟粪石-K-石膏材料。钟石膏-鸟粪石-K复合材料是直接 自反应混合器20(图3)的出口 22排出。还可将强化玻璃纤维的拉112嵌入嵌板110的顶表面 114、底表面116及侧表面118内。
[0148] 在图7中，显示钟石膏-鸟粪石-K材料板120的截面具有轻质核屯、石膏的中屯、核屯、 121，所述轻质核屯、石膏的中屯、核屯、121具有根据已知方法注射至核屯、层121中的起泡或充 气气泡123。包括嵌板120的顶表面124、底表面126及侧表面128的所有表面层均具有直接来 自反应混合器20(图3)的覆盖石膏核屯、的钟石膏-鸟粪石-K-石膏材料。可将强化玻璃纤维 的拉122嵌入嵌板120的顶表面124、底表面126及侧表面128的表面层内。
[0149] 在图8中，显示钟石膏-鸟粪石-K材料板130的截面具有轻质钟石膏-鸟粪石-K复合 材料的中屯、核屯、131，所述中屯、核屯、131具有根据已知方法注射至钟石膏-鸟粪石-K核屯、层 125中的起泡或充气气泡133。包括嵌板120的顶表面124、底表面126及侧表面128的所有表 面层均具有直接来自反应混合器20(图3)的覆盖构成核屯、131的轻质钟石膏-鸟粪石-K复合 材料的顶表面134、底表面136及侧表面138的致密（即未充气或未起泡）的钟石膏-鸟粪石-K-石膏材料。可将强化玻璃纤维的拉132嵌入嵌板130的顶表面134、底表面136及侧表面138 的表面层内。
[0150] 在图9中，显示钟石膏-鸟粪石-K材料板140的截面具有直接来自反应混合器20(图 3)的钟石膏-鸟粪石-K-石膏复合材料的中屯、核屯、142,而无如同前述其它实施方式的任何 其它强化要素。
[0151] 在图10中，显示钟石膏-鸟粪石-K材料板150的截面具有钟石膏-鸟粪石-K-石膏复 合材料的中屯、核屯、152,且已根据已知程序起泡或充气，W在核屯、141内包括空气或泡沫气 泡143。在板150的该实施方式中未提供如同前述其它实施方式的其它强化要素。
[0152] 在图11中，显示钟石膏-鸟粪石-K材料板160的截面具有包括直接来自反应混合器 20(图3)的钟石膏-鸟粪石-K复合材料的中屯、核屯、161。嵌板120的所有表面层（即顶表面 164、底表面166及侧表面168)均具有覆盖核屯、161的致密（即未充气或未起泡)的层。可将强 化玻璃纤维的拉162嵌入嵌板160的顶表面164、底表面166及侧表面168的表面层内。
[0153] 此处的发明已参照图1-11的实施方式阐述及说明，但应理解所述发明的特征及操 作易于修改或改变，而不显著地脱离本发明的精神。例如，可改变各种组件的起始物料、或 特定反应条件，W配合特定应用及期望产率。此外，可引入额外变化W提供所得材料的差 异。例如，起始组分的可选添加剂可包括(文中所列的各种排列组合)棚酸、聚硅氧烷、消泡 剂、木质横酸盐、硫酸、去离子水、自来水等，因为运些物质与影响反应相关。
[0154] 虽然提供上述添加剂作为用于促进、缓冲或者引发一个或多个所进行的反应或子 反应的活性组分，但涵盖本发明组合物及工艺可包括其它类型的添加剂及填料，诸如比例 在总板材重量的1至3重量百分比之间的石灰石、砂石、纤维。运些可包括短股玻璃纤维（10-50mm长及10-80WI1宽）、合成聚合物纤维、纸张、及其聚集物(诸如纸张及木材）。其它添加剂 可包括淀粉，诸如移动性、天然、酸解、阳离子淀粉、乙基化淀粉或糊精，或聚合物，诸如聚乙 酸乙締醋、聚乙酸乙締醋-乙締共聚物、聚乙締基化咯烧酬、与聚苯乙締横酸醋交联、聚乙締 醇、甲基纤维素、径乙基甲基纤维素、苯乙締-下二締共聚物乳胶、丙締酸醋乳胶、丙締酸共 聚物乳胶、聚醋树脂、环氧树脂、聚甲基丙締酸甲醋、或聚丙締酸，其均为在总板材重量的1 至3重量百分比之间的相同比例量。
[0155] 此外，可改变混合过程及速度W获得更佳的期望结果。可利用来最佳化结果的其 它变量是使用天然的替代合成的灰泥，可改变添加物及成分的顺序及时间，且在例如分步 反应器中引入组分的生产试验、机械混合。其它可能会影响所得比率及产物的变量可包括 改变组成原料的状态W及比率。运些可包括改变添加速率、组分溫度、添加时刻、粒度、混合 时间、及其它可由经验确定针对反应工艺所获得的因素。
[0156] 因此，文中所说明及描述的特定实施方式仅用于说明目的，且除了所附权利要求 和它们的等价物外，不应将本发明视为受限制。
【主权项】
1. 一种用于连续制备用于建筑产品的组合物的方法，包括： a) 提供混合器反应室； b) 将预定的组成材料连续进料至所述混合器反应室中； c) 在所述混合反应室内连续混合所述预定的组成材料以生产衆料； d) 从所述混合器反应室取出所述浆料；以及 e) 将所述浆料用于制备建筑产品； 其中所述预定的固体组成材料包括按重量百分比计的特定范围中的下述： MgO .* 3.33 70.00% KH2P〇4 ： 4,67 Φ； 70.00% 灰泥半水合物 C:aS〇rl/2H2Ch 10,5 至 90.0% 以及添加水： 所述固体组成材料的15至 60% 〇2. 根据权利要求1所述的用于连续制备组合物的方法，其中，所述预定的固体组成材料 的特定范围进一步包括： MgO： 10.0 至 40.0% KH2P〇4： 40.0至70.00 % 灰泥半水合物CaS〇4 · 1/2H20: 25.0至75.0% 并且包括相对于固体组分的按重量计15至60 %的量的液体组成产物。3. 根据权利要求1所述的用于连续制备组合物的方法，其中，所述预定的固体组成材料 的特定范围进一步包括在1:1.0和1:3.37之间的MgO与KH 2P〇4的比率。4. 根据权利要求3所述的用于连续制备组合物的方法，其中，所述预定的固体组成材料 的特定范围进一步包括在1:1.8和1:2.2之间的MgO与KH 2P〇4的比率。5. 根据权利要求1至4所述的用于连续制备组合物的方法，其中，所述预定的组成材料 进一步包括速率延迟化合物，所述化合物选自由硼酸(h 3b〇3)和硫酸(H2S〇4)组成的化合物 的组中的一种或多种。6. 根据权利要求5所述的用于连续制备组合物的方法，其中，所述预定的组成材料进一 步包括消泡剂、分散剂以及硅酮油，所述硅酮油选自由聚硅氧烷(C 2H60Si)n、聚二甲基硅氧 烷(CH3[Si(CH 3)20]nSi(CH3)3)、聚二甲基硅氧烷以及聚（甲基氢)硅氧烷组成的组，并且 其中所述分散剂进一步包含聚萘磺酸盐。7. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述组成材料在反应混合器内根据以下机理进行 反应： MgO+KH2P〇4+CaS〇4 · 1/2H20,以产生不同预定量的反应产物：KMgP(k · 6H20和K2Ca (S〇4)2 · H2O。8. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述组成材料在反应混合器内根据以下反应式进 行反应： 3MgO+3KH2P〇4+2CaS〇4 · l/2H2〇+3H2〇-KMgP〇4 · 6H2〇+K2Ca(S〇4)2 · H20+Ca+2+2Mg+2+2 (P〇4)-3 其中所述反应在选自由硫酸、硼酸、硅氧烷以及萘磺酸盐组成的组中的一种或多种化 合物的存在下发生。9. 一种用于建造建筑物的建筑板材嵌板，所述建筑板材嵌板至少利用由权利要求1至8 中一项所述的方法生产的建筑组合物，并且其中所述组合物邻近所述板材嵌板的至少一个 面设置。10. -种用于建筑产品的建筑组合物，包括鸟粪石_K(KMgP〇4 · 6H20)、钾石膏（K2Ca (S〇4)2 · H20)以及以下中的一种或多种：天然石膏、灰泥（CaS〇4 · 1/2H20)以及水合石膏 (CaS04 · 2H20)，其中所述组合物用于生产具有轻量、强度以及完整度的建筑材料。11. 根据权利要求10所述的用于建筑产品的建筑组合物，其中，所得反应产物在以下范 围中： KMgP〇4 · 6Η20:0·1至67.0重量百分比； K2Ca(S〇4)2 · Η20:2·5至60.0重量百分比；并且 非晶相产物和未反应原料构成剩余产物。12. 根据权利要求11所述的用于建筑产品的建筑组合物，其中，所得反应产物在以下范 围中： KMgP〇4 · 6Η20:15.1至37.0重量百分比；以及 K2Ca(S〇4)2 · Η20:12·5至46.0重量百分比；并且 非晶相产物和未反应原料组分构成剩余产物。13. -种用于建造建筑物中的墙体的建筑板材嵌板，其中邻近所述板材嵌板的至少一 个面设置至少一种根据权利要求10至12所述的组合物。14. 一种用于建筑物建造的建筑板材嵌板，其中，至少一个面包括含有鸟奠石-Κ (KMgP〇4 · 6Η20)、钾石膏(K2Ca(S〇4)2 · Η20)以及石膏的组合物。15. 根据权利要求13和14中一项所述的用于建筑物建造的板材嵌板，其中构成面材料 的鸟奠石-K(KMgP〇4 · 6Η2Ο)和钟石霄(K2Ca(S〇4)2 · Η2Ο)的量超过10重量百分比。
【文档编号】C04B12/02GK105873880SQ201480068472
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2014年10月14日
【发明人】罗伯特·J·豪伯, 杰拉尔德·D·博伊兹顿, 内森·弗雷利, 塞夫里内·朗伯雷, 戈拉夫·V·帕塔尔金, 艾萨克·K·切里安, 塞尔吉奥·琴图廖内, 阿尼尔班·高希
【申请人】瑟登帝石膏公司