Неорганическая плита и способ ее изготовления

JP-A-5345654 И. Х. Наназашвили. Строительные материалы из древесно-цементной композиции. Ленинград,"Стройиздат",Ленинградское отделение, 1990, с. 208-210 Неорганическую плиту формируют из алюмосиликатного затвердевающего материала, древесного армирующего материала и агрегирующего агента. Древесный армирующий материал покрыт алюмосиликатным затвердевающим материалом, и данный агрегирующий агент покрыт алюмосиликатным затвердевающим материалом. Способ изготовления неорганической плиты включает стадию покрытия древесного армирующего материала агрегирующим агентом; стадию получения смеси исходных материалов посредством смешивания полученного таким образом древесного армирующего материала с алюмосиликатным порошком, гидроксидом щелочного металла и жидким стеклом; и стадию формования и отверждения полученной таким образом смеси исходных материалов. 1. Область техники. Изобретение относится к неорганической плите, пригодной для строительных плит, и к способу изготовления такой неорганической плиты. 2. Уровень техники. В уровне техники известны композиции, которые содержат алюмосиликатный затвердевающий материал и заполнитель в качестве исходных материалов. Например, заявка на патент Японии 2008239446 описывает композицию, содержащую зольную пыль, щелочной активатор и заполнитель и описывает способ получения такой композиции. Описанная композиция может быть использована в строительстве, гражданском строительстве и при изготовлении конструкций. Однако композиция, описанная в патентной заявке Японии 2008-239446, имеет высокий удельный вес и небольшую гибкость и следовательно не подходит для использования в строительных плитах. Для уменьшения удельного веса и улучшения гибкости необходим волокнистый армирующий материал. Однако синтетические волокна являются дорогими и незначительно влияют на уменьшение удельного веса. В отличие от них древесные армирующие материалы являются недорогими и пригодны для уменьшения удельного веса. При получении композиции с добавлением древесного армирующего материала, однако, возникают проблемы, которые заключаются в том, что после затвердевания окрашенные материалы, которые вступают в контакт с водой, выщелачиваются, что приводит к загрязнению. Считается, что это происходит из-за экстракции лигнина и других компонентов из древесины, в результате контакта между древесным армирующим материалом и щелочным активатором. Извлеченные компоненты затем выщелачивают на поверхность композиции. Это создает трудности при использовании композиции, содержащей алюмосиликатный затвердевающий материал и армирующий материал на основе древесины, в строительных плитах, например в внешних облицовочных плитах, которые подвержены воздействию дождя или аналогичным воздействиям, и в плитах для внутренних стен, которые могут контактировать с водой. Сущность изобретения Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в обеспечении неорганической плиты,и способа ее изготовления, согласно которому неорганическая плита имеет низкий удельный вес и существенную гибкость, и согласно которому экстракция и выщелачивание компонентов из древесного армирующего материала подавлены, даже если неорганическая плита содержит алюмосиликатный затвердевающий материал и древесный армирующий материал. Настоящее изобретение относится к неорганической плите. Неорганическая плита содержит алюмосиликатный затвердевающий материал, древесный армирующий материал и агрегирующий агент. Древесный армирующий материал покрывают агрегирующим агентом и последний покрывают алюмосиликатным затвердевающим материалом. В результате неорганическая плита имеет низкий удельный вес и экстракция и выщелачивание компонентов из древесного армирующего материала подавлены, даже если неорганическая плита вступает в контакт с водой. Предпочтительно неорганическая плита содержит полиаллиламин в качестве агрегирующего агента, так как в этом случае экстракция и выщелачивание компонентов из древесного армирующего материала подавлены с наилучшим результатом. Предпочтительно содержание агрегирующего агента находится в пределах от 1 до 30 мас.%, исходя из массы твердых веществ, по отношению к древесному армирующему материалу, так как в этом случае древесный армирующий материал надежно покрыт агрегирующим агентом, и экстракция и выщелачивание компонентов из древесного армирующего материала подавлены. Более предпочтительно, содержание алюмосиликатного затвердевающего материаланаходится в пределах от 30 до 98,95 мас.% относительно общего содержания твердых веществ, содержание древесного армирующего материала находится в пределах от 1 до 30 мас.% относительно общего содержания твердых веществ, и содержание агрегирующего агента находится в пределах от 0,05 до 9 мас.% относительно общего содержания твердых веществ. Таким образом, низкий удельный вес означает удельный вес ниже 1,5. Согласно настоящему изобретению также обеспечивается способ изготовления неорганической плиты. Способ изготовления включает стадию покрытия древесного армирующего материала агрегирующим агентом; стадию получения смеси исходных материалов посредством смешивания полученного таким образом древесного армирующего материала с алюмосиликатным порошком, гидроксидом щелочного металла и жидким стеклом; и стадию формования и отверждения полученной таким образом смеси исходных материалов. Согласно вышеописанному способу изготовления предпочтительно агрегирующий агент представляет собой полиаллиламин, так как в этом случае экстракция и выщелачивание компонентов из древесного армирующего материала подавлены в наивысшей степени. На стадии покрытия древесного армирующего материала агрегирующим агентом, предпочтительно, агрегирующий агент добавляют в количестве, находящемся в пределах от 1 до 30 мас.% из расчета на твердую основу, к древесному армирующему материалу, так как в этом случае древесный армирующий материал надежно покрыт агрегирующим агентом, и выщелачивание компонентов из древесного армирующего материала подавлено. Более предпочтительно содержание древесного армирующего материала находится в пределах от 1 до 30 мас.% относительно общего содержания твердых веществ, и содержание агрегирующего агента находится в пределах от 0,05 до 9 мас.% относительно общего содержания твердых веществ, и суммарное количество алюмосиликатного порошка, гидроксида щелочного металла и жидкого стекла находится в пределах от 30 до 98.95 мас.% относительно общего содержания твердых веществ. Предпочтительно содержание воды в смеси исходных материалов находится в пределах от 5 до 30 мас.% относительно общего содержания твердых веществ, так как такой диапазон благоприятен для формования. Согласно настоящему изобретению успешно обеспечивают неорганическую плиту и способ ее изготовления, согласно которому указанная неорганическая плита имеет низкий удельный вес и существенную гибкость, и согласно которому экстракция и выщелачивание компонентов из древесного армирующего материала подавлены, даже если неорганическая плита содержит алюмосиликатный затвердевающий материал и древесный армирующий материал. Подробное описание предпочтительных вариантов реализации Ниже приведены конкретные варианты реализации настоящего изобретения. Согласно настоящему изобретению неорганическая плита содержит алюмосиликатный затвердевающий материал, древесный армирующий материал и агрегирующий агент. Алюмосиликатный затвердевающий материал представляет собой продукт реакции алюмосиликатного порошка, гидроксида щелочного металла и жидкого стекла. Примеры алюмосиликатного порошка включают, в частности, зольную пыль, шлак, метакаолин, перлит, аллофан и пирофиллит. Алюмосиликатный порошок может включать один вид материала, или два или более видов, выбранных из любых вышеуказанных материалов. Примеры гидроксида щелочного металла включают, в частности, гидроксид лития, гидроксид натрия, гидроксид калия и т.п. Гидроксид щелочного металла может включать один вид материала, или два или более видов, выбранных из любых вышеуказанных материалов. Примеры жидкого стекла включают, в частности, силикат натрия, силикат калия и т.п., а также смеси силиката натрия и силиката калия. Примеры древесного армирующего материала включают, в частности, древесную стружку, бумажные отходы, небеленую крафт-целлюлозу из древесины мягких пород (NUKP), белную крафтцеллюлозу из древесины мягких пород (NBKP), небеленую крафт-целлюлозу из древесины твердых пород (LUKP), белную крафт-целлюлозу из древесины твердых пород (LBKP) и т.п. Согласно настоящему изобретению может быть использован только один вид материала, или два или более видов, выбранных из любых вышеуказанных материалов. Агрегирующий агент может представлять собой органический полимерный агрегирующий агент или неорганический агрегирующий агент. Примеры органических полимерных агрегирующих агентов включают, в частности, катионные агрегирующие агенты, такие как полиаллиламин, полиэтиленимин,четвертичные аммониевые соли, водорастворимые анилиновые смолы, политиомочевина или аналогичные вещества, анионные агрегирующие вещества, такие как полиакрилат натрия, альгинат натрия, соли частично гидролизованного полиакриламида или сополимеры малеиновой кислоты; и неионные агрегирующие вещества, такие как полиакриламид и полиоксиэтилен. Примеры неорганических агрегирующих агентов включают, в частности, сульфат алюминия, алюминат натрия, основный хлорид алюминия,сульфат железа и т.п. Согласно настоящему изобретению может быть использован только один вид материала, или два или более видов, выбранных из любых вышеуказанных материалов. Полиаллиламин особо предпочтителен в виду его превосходного ингибирующего воздействия на экстракцию и выщелачивание компонентов из древесного армирующего материала. Помимо вышеупомянутых исходных материалов другие исходные материалы неорганической плиты включают наполнители, такие как кварцевый песок, кремнеземный порошок, кремнеземную пыль,диатомит, слюду, бентонит, вермикулит, пенотермопластичные пластмассовые шарики, пенопласт, микрокремнезем, шарики из вулканической пемзы, перлит и т.п. Предпочтительно неорганическая плита согласно настоящему изобретению содержит от 1 до 30 мас.% агрегирующего агента из расчета на твердую основу по отношению к древесному армирующему материалу, так как в этом случае древесный армирующий материал надежно покрыт агрегирующим агентом и экстракция и выщелачивание компонентов из древесного армирующего материала подавлены. Более предпочтительно содержание алюмосиликатного затвердевающего материала в строительной плите находится в пределах от 30 до 98,85 мас.% относительно общего содержания твердых веществ,содержание древесного армирующего материала находится в пределах от 1 до 30 мас.% относительно общего содержания твердых веществ и содержание агрегирующего агента находится в пределах от 0,05 до 9 мас.% относительно общего содержания твердых веществ, так как в этом случае удельный вес плиты ниже 1,5, и прочность на изгиб и гибкость являются существенными. Согласно настоящему изобретению неорганическую плиту изготавливают в соответствии со способом, который включает следующие стадии: покрытие древесного армирующего материала агрегирующим агентом; получение смеси исходных материалов посредством смешивания полученного таким образом древесного армирующего материала с алюмосиликатным порошком, гидроксидом щелочного металла и жидким стеклом; и формование и отверждение полученной таким образом смеси исходных материалов. Стадия покрытия древесного армирующего материала агрегирующим агентом может быть выполнена путем добавления агрегирующего агента к древесному армирующему материалу при перемешива-2 022834 нии. Добавление агрегирующего агента к древесному армирующему материалу может быть выполнено при использовании древесного армирующего материала в сухом или влажном виде. Агрегирующий агент может быть использован в виде порошка или в жидком состоянии. Предпочтительно жидкий агрегирующий агент добавляют к сухому древесному армирующему материалу, так как в этом случае покрытие древесного армирующего материала агрегирующим агентом превосходно. Предпочтительно агрегирующий агент добавляют в количестве от 1 до 30 мас.% из расчета на твердую основу по отношению к древесному армирующему материалу, так как в этом случае древесный армирующий материал надежно покрыт агрегирующим агентом и экстракция и выщелачивание компонентов из древесного армирующего материала подавлены. Следующую стадию получения смеси исходного материала выполняют посредством смешивания полученного древесного армирующего материала с алюмосиликатным порошком, гидроксидом щелочного металла и жидким стеклом. На стадии получения смеси исходного материала, предпочтительно,суммарное количество алюмосиликатного порошка, гидроксида щелочного металла и жидкого стекла находится в пределах от 30 до 98,95 мас.% относительно общего содержания твердых веществ, содержание древесного армирующего материала находится в пределах от 1 до 30 мас.% относительно общего содержания твердых веществ и содержание агрегирующего агента находится в пределах от 0,05 до 9 мас.% относительно общего содержания твердых веществ, так как в этом случае удельный вес неорганической плиты ниже 1,5, и прочность на изгиб и гибкость являются существенными. Также в случае необходимости могут быть добавлены наполнители. Предпочтительно содержание воды в смеси исходных материалов находится в пределах от 5 до 30 мас.% по отношению к общему содержанию твердых веществ, так как такой диапазон благоприятен для формования. На стадии формования и отверждения полученной смеси исходных материалов формование может включать, в частности, распределение смеси исходных материалов, затем прессование или сжатие, или может включать заливку смеси исходных материалов в раму, или экструзию смеси исходных материалов через пресс-форму. Отверждение может быть выполнено посредством естественного отверждения или посредством теплового отверждения, такого как паровое отверждение, автоклавное отверждение или аналогичное отверждение. Далее приведены примеры реализации настоящего изобретения. Неорганические плиты согласно примерам 1-3 и сравнительным примерам 1-3 изготовили посредством распределения смесей исходных материалов, содержащих композиции, которые приведены в табл. 1, на раскладочной плате, с последующим прессованием и отверждением. Согласно примерам 1-3 небеленую древесную стружку смешали с жидким полиаллиламином, затем смешали с остальными исходными материалами и откорректировали смесь исходных материалов. Согласно примерам 1 и 2 и сравнительному примеру 1, отверждение выполняли при температуре 80 С в течение 16 ч; согласно примеру 3 и сравнительным примерам 2 и 3, первичное отверждение выполняли при температуре 80 С в течение 16 ч, затем выполняли автоклавное отверждение при температуре 165 С в течение 12 ч. Содержание воды во всех смесях исходных материалов составляло 23 мас.% из расчета на твердую основу и толщина неорганической плиты составляла 16 мм. Удельный вес, прочность на изгиб и гибкость всех неорганических плит, полученных в примерах 13 и сравнительных примерах 1-3, измерили, и плиты подвергли испытанию на выщелачивание. Результаты приведены в табл.1. Прочность на изгиб и гибкость измерили в соответствии с JIS А 1408, однако использовали образцы 720 см. Испытание на выщелачивание - это испытание для характеристики в форме численного значения, степени, до которой компоненты древесного армирующего материала и других материалов в неорганической плите выщелачиваются в воду. Согласно испытанию образцы 1,56 см помещали в 200 мл воды при комнатной температуре и спустя 24 ч измеряли изменение цвета воды. Численное значение цветового различия существенно, когда вода становится окрашенной, и, таким образом,большая степень выщелачивания компонентов древесного армирующего материала и других материалов из неорганической плиты, согласно образцам, передается большими различиями в цвете. Неорганические плиты согласно сравнительным примерам 1 и 2, которые не содержат полиаллиламин в качестве агрегирующего агента, не имели недостатков, связанных с удельным весом, прочностью на изгиб и гибкостью, однако демонстрировали высокие значения цветовых различий 44,2 и 72,7, соответственно, в каждом испытании на выщелачивание. Компоненты древесного армирующего материала и аналогичного материала легко выщелачивались, таким образом, из неорганических плит. Неорганическая плита согласно сравнительному примеру 3, не содержащая полиаллиламин в качестве агрегирующего агента и содержащая беленую древесную стружку, демонстрировала небольшую гибкость и высокое значение цветового различия, а именно 71,2, в испытании на выщелачивание. Компоненты древесного армирующего материала и аналогичного материала легко выщелачивались, таким образом, из неорганических плит. Напротив, неорганические плиты согласно примерам 1-3 были сравнимы с неорганическими плитами согласно сравнительным примерам 1 и 2 относительно удельного веса, прочности на изгиб и гибкости, однако демонстрировали довольно низкие значения цветового различия в испытании на выщелачивание, а именно 7,6-25,4, по сравнению с неорганическими плитами согласно сравнительным примерам 1-3. Это значит, что неорганические плиты согласно примерам 1-3 не имеют недостатков с точки зрения их физических свойств, и что компоненты древесного армирующего материала и аналогичного материала выщелачиваются не так легко, как в неорганических плитах согласно сравнительным примерам 1-3. Выше описаны варианты реализации настоящего изобретения, однако настоящее изобретение не ограничено этими вариантами, и включает различные варианты реализации, указанные в заявленной формуле изобретения. Как описано выше, согласно настоящему изобретению предложены неорганическая плита и способ ее изготовления, согласно которому неорганическая плита имеет низкий удельный вес и существенную гибкость, и согласно которому экстракция и выщелачивание компонентов из древесного армирующего материала подавлены, даже если неорганическая плита содержит алюмосиликатный затвердевающий материал и древесный армирующий материал. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Неорганическая плита, содержащая алюмосиликатный затвердевающий материал, древесный армирующий материал и агрегирующий агент, который представляет собой полиаллиламин, в которой древесный армирующий материал покрыт агрегирующим агентом и агрегирующий агент покрыт алюмосиликатным затвердевающим материалом, основанным на алюмосиликатном порошке, гидроксиде щелочного металла и жидком стекле. 2. Неорганическая плита по п.1, отличающаяся тем, что содержание агрегирующего агента находится в пределах от 1 до 30 мас.% из расчета на твердую основу по отношению к древесному армирующему материалу. 3. Неорганическая плита по любому из пп.1-2, отличающаяся тем, что содержание алюмосиликатного затвердевающего материала находится в пределах от 30 до 98,95 мас.% относительно общего содержания твердых веществ, содержание древесного армирующего материала находится в пределах от 1 до 30 мас.% по отношению к общему содержанию твердых веществ и содержание агрегирующего агента находится в пределах от 0,05 до 9 мас.% относительно общего содержания твердых веществ. 4. Способ изготовления неорганической плиты, в котором:a) формируют покрытие из агрегирующего агента на древесном армирующем материале путем ихb) получают смесь исходных материалов посредством смешивания полученного таким образом древесного армирующего материала с алюмосиликатным порошком, гидроксидом щелочного металла и жидким стеклом, причем указанные алюмосиликатный порошок, гидроксид щелочного металла и жидкое стекло после смешивания образуют покрытие алюмосиликатного затвердевающего материала на указанном древесном армирующем материале со стадии а); иc) формируют и отверждают полученную таким образом смесь исходных материалов; где агрегирующий агент представляет собой полиаллиламин. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что на стадии покрытия древесного армирующего материала агрегирующим агентом агрегирующий агент добавляют в количестве от 1 до 30 мас.% из расчета на твердую основу к древесному армирующему материалу. 6. Способ по любому из пп.4-5, отличающийся тем, что на стадии получения смеси исходных материалов содержание древесного армирующего материала находится в пределах от 1 до 30 мас.% относительно общего содержания твердых веществ, содержание агрегирующего агента находится в пределах от 0,05 до 9 мас.% относительно общего содержания твердых веществ и суммарное количество алюмосиликатного порошка, гидроксида щелочного металла и жидкого стекла находится в пределах от 30 до 98,95 мас.% относительно общего содержания твердых веществ. 7. Способ по любому из пп.4-6, отличающийся тем, что на стадии получения смеси исходных материалов содержание воды в смеси исходных материалов находится в пределах от 5 до 30 мас.% из расчета на общую твердую основу.