專利名稱：調(diào)濕建材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以氫氧化鋁作為原料的調(diào)濕建材及其制造方法，特別涉及在維持氫氧化鋁的燒制物的調(diào)濕性的同時(shí)可賦予強(qiáng)度的調(diào)濕建材及其制造方法。
背景技術(shù)：
將氫氧化鋁粉末加熱處理而制造的氫氧化鋁脫水物具有吸放濕特性，因而提出了向氫氧化鋁中添加添加物并混合和成型、燒制而得到的調(diào)濕建材。專利文獻(xiàn)I (日本特開2001-122657)中記載了下述內(nèi)容將氫氧化鋁和粘土混配、混合以及成型，使得化學(xué)組成為Al2O3為33重量％ 76重量％ ；Si02為15重量％ 57重fi% ;Na20、K20、Li20、B203、P205的總量為5重量％以下;Ca0、Ba0和MgO的總量為9重量％ 以下，接下來進(jìn)行燒制，使得在X射線衍射圖中檢測出k-Al203的主峰，并使該k-Al203的主峰的高度高于a -Al2O3的主峰，從而制造調(diào)濕建材。該專利文獻(xiàn)I利用了由氫氧化鋁的脫水而產(chǎn)生的氧化鋁(三氧化二鋁)的吸放濕特性，同時(shí)利用與原料氫氧化鋁合用的粘土的燒結(jié)促進(jìn)作用而使燒制物(燒結(jié)體)具有高強(qiáng)度。日本特開2002-249372中記載了下述內(nèi)容將含有氫氧化鋁、高嶺土質(zhì)粉體和水玻璃的原料混合和成型，并進(jìn)行燒制，從而制造調(diào)濕建材。該專利文獻(xiàn)2通過在原料中混配水玻璃，從而提高了調(diào)濕建材的強(qiáng)度?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2001-122657專利文獻(xiàn)2 :日本特開2002-24937
發(fā)明內(nèi)容
氫氧化鋁因燒制而脫水，形成具有大量的孔的多孔狀態(tài)。該孔表現(xiàn)出優(yōu)異的調(diào)濕性能。由于為多孔質(zhì)，因而該氫氧化鋁系調(diào)濕建材較脆，例如在壁面施工時(shí)，會(huì)因軀體的微細(xì)的裂紋或移動(dòng)而產(chǎn)生裂縫，因此需要在不過于降低調(diào)濕性能的情況下提高強(qiáng)度。專利文獻(xiàn)I中，通過在原料中混配粘土，可以抑制氫氧化鋁脫水物的微細(xì)的孔因燒結(jié)而倒塌，并且通過使氫氧化鋁脫水物彼此之間牢固地連結(jié)，可以提高強(qiáng)度。專利文獻(xiàn)2中，水玻璃在低溫下熔融，使氫氧化鋁脫水物凝固，由此提高強(qiáng)度。但是，若增加原料中的粘土或水玻璃的比例，則原料中的氫氧化鋁量相對(duì)減少，調(diào)濕性能降低。另外，混配水玻璃時(shí)，水玻璃在燒制時(shí)熔融，堵塞調(diào)濕的孔，使調(diào)濕性能降低。另外，若使用水玻璃，則成型的粉發(fā)粘，成型時(shí)會(huì)附著到模具上，使生產(chǎn)率降低。本發(fā)明的目的在于提供與上述專利文獻(xiàn)1、2的調(diào)濕建材相比能夠進(jìn)一步改善調(diào)濕性能和強(qiáng)度、并且也容易制造的調(diào)濕建材及其制造方法。方案I的調(diào)濕建材是通過將含有氫氧化鋁并含有膨潤土和/或蒙脫石的原料成型并燒制而形成的。方案2的調(diào)濕建材的特征在于，在方案I中，該原料含有氫氧化鋁30重量％ 97
重量％、膨潤土和/或蒙脫石3重量％ 70重量％。方案3的調(diào)濕建材的特征在于，在方案I中，該原料含有氫氧化鋁30重量％ 90重量％、膨潤土和/或蒙脫石I重量％ 30重量％、粘土 5重量％ 69重量％。方案4的調(diào)濕建材的制造方法為，將含有氫氧化鋁并含有膨潤土和/或蒙脫石的原料成型，并在700 1100°C進(jìn)行燒制。方案5的調(diào)濕建材的制造方法的特征在于，在方案4中，該原料含有氫氧化鋁30重量％ 97重量％、膨潤土和/或蒙脫石3重量％ 70重量％。 方案6的調(diào)濕建材的制造方法的特征在于，在方案4中，該原料含有氫氧化鋁30重量％ 90重量％、膨潤土和/或蒙脫石I重量％ 30重量％、粘土 5重量％ 69重量％。方案7的調(diào)濕建材的制造方法的特征在于，在方案4 6的任一項(xiàng)中，所述原料的至少一部分進(jìn)行了預(yù)燒。通過300 500°C左右的燒制，氫氧化鋁脫水而形成為多孔質(zhì)，表現(xiàn)出調(diào)濕性，但并不具有作為建材的強(qiáng)度。若為了提高強(qiáng)度而以高溫?zé)Y(jié)，則調(diào)濕性消失。所述專利文獻(xiàn)I中，通過在氫氧化鋁中混配粘土，可以確保氫氧化鋁脫水物的調(diào)濕性，同時(shí)利用粘土的粘合作用而表現(xiàn)出強(qiáng)度。本發(fā)明中使用的膨潤土具有比粘土更強(qiáng)的粘合力，因此可以使氫氧化鋁的脫水物牢固地聚集，因而能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)濕建材的高強(qiáng)度。另外，膨潤土是層間夾雜有H2O的層狀礦物，若對(duì)其進(jìn)行燒制則在600°C附近大量的層間水消失，形成為倒塌的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的膨潤土脫水物與氫氧化鋁的脫水物相互纏繞，由此容易維持氫氧化鋁脫水物的多孔質(zhì)狀態(tài)。另外，在700 1100°C左右的燒制中，膨潤土不會(huì)熔融，不會(huì)堵塞氫氧化鋁脫水物的微細(xì)孔，從而調(diào)濕建材的調(diào)濕性能高。據(jù)認(rèn)為，在本發(fā)明中，由于膨潤土和/或蒙脫石的存在而抑制了氫氧化鋁脫水物的α-氧化鋁結(jié)晶反應(yīng)，大量的該脫水物(氧化鋁)以多孔狀的狀態(tài)殘存，另外，由于Na20、K20、Li20、B203、P205、Ba0等玻璃生成成分的含量少，因而還抑制了玻璃熔液生成所導(dǎo)致的氣孔堵塞。通過這些因素的復(fù)合，根據(jù)本發(fā)明，可以得到比氫氧化鋁單一物質(zhì)更高的強(qiáng)度和吸放濕特性。另外，通過在原料中混配膨潤土和/或蒙脫石，成型時(shí)的成型性、賦形性提高。需要說明的是，本發(fā)明人進(jìn)行了反復(fù)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過在原料中混配膨潤土和/或蒙脫石與粘土，可以得到與僅使用氫氧化鋁和粘土的專利文獻(xiàn)I的情況相比，調(diào)濕性能更高、強(qiáng)度也更強(qiáng)的調(diào)濕建材。另外，若增加膨潤土和/或蒙脫石，則燒制收縮變大，但通過混配粘土，能夠調(diào)整燒制收縮，作為建材的尺寸調(diào)整容易。
具體實(shí)施例方式為了制造本發(fā)明的調(diào)濕建材，將氫氧化鋁、膨潤土和/或蒙脫石、根據(jù)需要進(jìn)一步加入的粘土混合，并進(jìn)行成型、燒制。作為氫氧化鋁，適合為粉末狀的物質(zhì)。氫氧化鋁可以為三水鋁礦、拜三水鋁石、勃姆石、硬水鋁石、氧化鋁溶膠、氧化鋁凝膠等任一種形態(tài)。需要說明的是，也可以使用通過燒制而變成多孔質(zhì)的氯化鋁、氮化鋁等各種鋁化合物，但最優(yōu)選氫氧化物。膨潤土是以蒙脫石作為主要成分、進(jìn)而還多伴隨有石英、方石英、長石類、碳酸鹽礦物等的礦物。代表例有包含Na蒙脫石、Ca蒙脫石的Na膨潤土、Ca膨潤土等；膨潤土風(fēng)化而成的酸性白土、對(duì)其進(jìn)行處理的活性白土等。作為粘土，可以使用木節(jié)粘土、娃目粘土、耐火粘土、陶器粘土、聞嶺土等含有聞嶺土礦物的各種粘土。該原料的混配比例優(yōu)選的是，氫氧化鋁為30重量％ 97重量％、特別是40重量％ 60重量％ ;膨潤土和/或蒙脫石為I重量％ 70重量％、特別是3重量％ 20重量％ ;粘土為O重量％ 69重量％、特別是O重量％ 55重量％的范圍，且燒制后的調(diào)濕建材的組成在下述范圍。

Al2O3 30重量％ 95重量％，特別是40重量％ 80重量％SiO2 3重量％ 65重量％，特別是15重量％ 50重量％CaO和MgO的總量10重量％以下，特別是3重量％以下助熔劑(Na20、K2O, Li2O, B2O3> P2O5, BaO的總量):5重量％以下，特別是3重量％以下需要說明的是，若SiO2多于65重量％，則原料的燒結(jié)性變差，同時(shí)Al2O3變得過少，調(diào)濕性變差。若SiO2少于3重量％，則燒結(jié)體的強(qiáng)度降低，同時(shí)膨潤土和/或蒙脫石或者粘土量過少,成型性變差。若CaO和MgO的總量多于10重量％，則調(diào)濕建材的微細(xì)孔堵塞，調(diào)濕特性降低。若助熔劑多于5重量％，則調(diào)濕建材的微細(xì)孔堵塞，調(diào)濕特性降低。需要說明的是，本發(fā)明中，在不對(duì)調(diào)濕建材的調(diào)濕特性和強(qiáng)度產(chǎn)生不良影響的范圍內(nèi)可以混配燒結(jié)助劑成分，例如可以混配各種玻璃粉或玻璃料、建筑物用或汽車用的平板玻璃、城市垃圾熔融爐渣或制鋼爐渣等各種爐渣。相對(duì)于氫氧化鋁、膨潤土和/或蒙脫石以及粘土的總量100重量份，該燒結(jié)助劑成分的混配量優(yōu)選為50重量份以下、特別是30重量份以下。可以將上述各原料中的至少一部分，例如氫氧化鋁、膨潤土和/或蒙脫石以及粘土中的至少I種以低于后述燒制溫度的溫度(例如500 800°C左右)進(jìn)行預(yù)燒。通過對(duì)原料進(jìn)行預(yù)燒，原料的活性增大，燒制性提高。另外，如果對(duì)氫氧化鋁或粘土之類的在燒制時(shí)脫水的原料、或者在燒制時(shí)脫羧的原料進(jìn)行預(yù)燒，則能夠防止燒制時(shí)的急劇的脫水和脫羧，能夠防止燒制物的裂紋等。上述原料在根據(jù)需要粉碎后，進(jìn)行混合、成型。對(duì)于粉碎方法、混合方法、成型方法沒有特別限定。例如，作為成型方法，可以采用壓制成型、擠出成型等。為了進(jìn)行該成型，還可以添加甲基纖維素等成型助劑。調(diào)濕建材可以為板狀、塊狀、筒狀等適當(dāng)?shù)男螤?。成型體在根據(jù)需要干燥后，優(yōu)選以700 1100°C、特別是750 1000°C燒制O. 2 100小時(shí)、優(yōu)選為O. 3 72小時(shí)。由此，所得到的調(diào)濕建材的彎曲強(qiáng)度為3MPa以上，并且使其在25°C且相對(duì)濕度50%的氣氛中達(dá)到恒量后，與25°C且相對(duì)濕度90%的空氣接觸24小時(shí)時(shí)的吸濕量為150g/m2以上。需要說明的是，本發(fā)明中彎曲強(qiáng)度等、吸濕量為通過下述方法求得的值。
彎曲強(qiáng)度利用三點(diǎn)彎曲法求得。吸濕性能對(duì)于將背面和端面用鋁帶密封的調(diào)濕建材，在25°C下、相對(duì)濕度為50%的恒溫恒濕槽中使重量恒定后(直至變動(dòng)為O. I %以下)，然后放入保持為25°C、相對(duì)濕度90%的恒溫恒濕槽中，測定24小時(shí)后的重量增加量和試驗(yàn)體的尺寸，并以換算成單位面積(Im2)的吸濕量作為指標(biāo)。本發(fā)明中，也可以在調(diào)濕建材的表面薄薄地上釉以提高調(diào)濕建材的外觀性和耐污性。該情況下，為了不損害調(diào)濕性，優(yōu)選由釉子生成的玻璃層形成在調(diào)濕建材主體的表面的90%以下的面積區(qū)域，或者該玻璃層的最大厚度為300 μ m以下。實(shí)施例實(shí)施例I
利用球磨機(jī)將工業(yè)用氫氧化鋁(Al (OH) 3純度99. 6%等鈑)50重量份、膨潤土(群馬縣安中產(chǎn))10重量份和粘土(愛知縣瀨戶產(chǎn))40重量份粉碎并混合后，壓制成型，制成110X110X5. 5mm的成型體，將其在800°C燒制I. O小時(shí)，制造調(diào)濕建材。對(duì)該調(diào)濕建材的化學(xué)組成、吸濕量和彎曲強(qiáng)度以及加工性進(jìn)行測定，將結(jié)果列于表I。需要說明的是，加工性指以人通常的作業(yè)速度利用木工用的鋸進(jìn)行切斷時(shí)的每30秒的切斷進(jìn)行量。實(shí)施例2 6、比較例I 6原料的混配比例和燒制溫度如表I所示，另外實(shí)施例6中對(duì)氫氧化鋁以500°C預(yù)燒后，與其他原料粉碎、混合，除此之外與實(shí)施例I同樣地制造調(diào)濕建材，并進(jìn)行同樣的測定。結(jié)果示于表I。需要說明的是，比較例1、2、7中，由于無法處理燒制物，因此不能測定吸濕量和彎曲強(qiáng)度。比較例4為專利文獻(xiàn)I的例子。比較例9中使用的廢玻璃是瓶玻璃等廢品。表I
權(quán)利要求
1.一種調(diào)濕建材，其是通過將含有氫氧化鋁并含有膨潤土和/或蒙脫石的原料成型并燒制而形成的。
2.如權(quán)利要求I所述的調(diào)濕建材，其特征在干，該原料含有氫氧化鋁30重量％ 97重量％、膨潤土和/或蒙脫石3重量％ 70重量％。
3.如權(quán)利要求I所述的調(diào)濕建材，其特征在干，該原料含有氫氧化鋁30重量％ 90重量％、膨潤土和/或蒙脫石I重量％ 30重量％、粘土 5重量％ 69重量％。
4.一種調(diào)濕建材的制造方法，該方法將含有氫氧化鋁并含有膨潤土和/或蒙脫石的原料成型并在700 1100°C進(jìn)行燒制。
5.如權(quán)利要求4所述的調(diào)濕建材的制造方法，其特征在于，該原料含有氫氧化鋁30重量％ 97重量％、膨潤土和/或蒙脫石3重量％ 70重量％。
6.如權(quán)利要求4所述的調(diào)濕建材的制造方法，其特征在于，該原料含有氫氧化鋁30重量％ 90重量％、膨潤土和/或蒙脫石I重量％ 30重量％、粘土 5重量％ 69重量％。
7.如權(quán)利要求4 6的任一項(xiàng)所述的調(diào)濕建材的制造方法，其特征在于，所述原料的至少一部分進(jìn)行了預(yù)燒。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于提供一種能夠改善調(diào)濕性能和強(qiáng)度、并且也容易制造的調(diào)濕建材及其制造方法。本發(fā)明涉及一種調(diào)濕建材，其是通過將含有氫氧化鋁與膨潤土和/或蒙脫石的原料成型并在700～1100℃燒制而形成的。該原料含有氫氧化鋁30重量％～97重量％、膨潤土和/或蒙脫石3重量％～70重量％，或者含有氫氧化鋁30重量％～90重量％、膨潤土和/或蒙脫石1重量％～30重量％、粘土5重量％～69重量％。
文檔編號(hào)C04B38/00GK102674876SQ20121002402
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者川合秀治, 平澤義昭, 竹田道弘 申請(qǐng)人:驪住株式會(huì)社