阻燃劑、隔熱材料和表面保護劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及使用工業(yè)廢品鋁渣制備具有阻燃、隔熱和表面保護性質(zhì)的組合物。該組合物是通過將鋁渣顆粒與酸反應(yīng)并將得到的反應(yīng)混合物進行干燥工藝而制成的。該組合物、由該組合物制備的或用該組合物涂覆的制品具有增強的阻燃、隔熱和表面保護性質(zhì)。本發(fā)明可用于制備建筑材料以用于建筑工業(yè)中，以及用于形成保護涂層。
【專利說明】
阻燃劑、隔熱材料和表面保護劑
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及由侶渣制備的組合物，具有阻燃、隔熱和表面保護的性質(zhì)。
【背景技術(shù)】
[0002] 侶烙煉和重烙工藝產(chǎn)生大量的工業(yè)廢品。侶渣(Aluminium化OSS)是一種從侶的 烙煉和重烙中剩余的有害廢物。
[0003] 通常生成的侶渣的兩種類型是黑渣和白渣。白渣包括兩種主要組分：侶金屬(A1 (m))和氧化侶，而且根據(jù)烙爐中的狀態(tài)W及后續(xù)的渣盤、金屬源和加工的合金，也能包括較 少量的其它組分。運些其它組分包括氮化侶(A1N)、碳化侶(A^C3)和冰晶石(NA3A1F6)。冰晶 石通常與來自電解槽的烙融金屬有關(guān)，而A1N和AI4C3則與烙爐或撇渣盤(dross skim pan) 中發(fā)生的侶熱反應(yīng)有關(guān)。
[0004] 侶渣再循環(huán)
[0005] 侶渣在陶瓷工業(yè)、鋼鐵工業(yè)和水泥工業(yè)中具有很多用途，例如在鋼鐵工業(yè)中，能夠 將侶渣磨碎并用作烙劑。已經(jīng)描述了各種用于從侶渣中回收額外的Al(m)的工藝，然而大多 數(shù)侶渣應(yīng)用都需要侶渣具有可觀量的A1 (m)。
[0006] 可替代地，使侶渣成為中性或惰性，然后作為±地填埋處置。
[0007] US 4,475,940教導了一種將憐酸添加到侶渣中提供塑性組合物的方法，其最終獲 得一種濕巧(wet meal)。對該巧攬動直至其形成具有1.6mm-2.4mm粒度的顆粒產(chǎn)品，用作肥 料。
[000引 NZ 238178描述了非必要預(yù)處理侶渣W除去尺寸大于0.8mm的顆粒，在(旋轉(zhuǎn))篩網(wǎng) 洗涂裝置和/或旋風洗涂中在稀酸中洗涂該巧約1小時的時間，和從生成的液體中獲得該顆 粒。建議該顆粒用作噴砂的介質(zhì)。提到的該顆粒的其它用途包括用于過憐酸鹽肥料顆粒中、 用作磚(包括耐火磚)中的添加劑/填料、筑路或道路材料、農(nóng)業(yè)或家用排水瓦管和油漆。
[0009] US 4,320,098描述了漿化侶渣尾料(將侶渣研磨并過篩，W除去A1顆粒）、加熱和 攬動漿液W及然后將該漿液與30-99wt%硫酸反應(yīng)。然后升高壓力和溫度，同時在液相中保 持該反應(yīng);反應(yīng)生成了硫酸侶。
[0010] US 20050016395描述了般燒侶渣灰并建議將產(chǎn)物用作耐火材料。侶渣灰被描述為 在通過從侶渣中分離和回收侶金屬而處理侶渣后殘留的剩余材料。
[00川阻燃
[0012]在建筑工業(yè)中，將阻燃劑添加到建筑構(gòu)造材料中W延緩其在火災(zāi)發(fā)生時遭受的破 壞并且使該建筑物的使用者能夠安全逃離。阻燃劑能夠加入復(fù)合材料中或者作為涂層應(yīng)用 到建筑材料的表面。
[001引發(fā)明目的
[0014] 本發(fā)明的目的是由殘余侶渣得到有用的產(chǎn)品，或者至少提供一種有用的選擇將殘 余渣作為±地填埋處置。
[0015] 本發(fā)明的另一個單獨的目的是提供具有阻燃和/或隔熱和/或表面保護性質(zhì)的產(chǎn) 品，或者至少為公眾提供有用的選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 在第一個廣泛的方面中，本發(fā)明提供了一種制備具有阻燃、隔熱和/或表面保護性 質(zhì)的組合物的方法，該方法包括將侶渣顆粒與酸反應(yīng)，和使得到的反應(yīng)混合物進行干燥工 乙。
[0017] 在另一方面中，本發(fā)明提供了一種具有阻燃、隔熱和/或表面保護性質(zhì)的組合物， 其是通過將侶渣顆粒與酸反應(yīng)，和使得到的反應(yīng)混合物進行干燥工藝而制備的。
[0018] 在另一方面中，本發(fā)明提供了一種包括組合物的制品，該組合物具有阻燃、隔熱 和/或表面保護性質(zhì)，并且該組合物是通過將侶渣顆粒與酸反應(yīng)，和使得到的反應(yīng)混合物進 行干燥工藝而制備的。
[0019] 該制品可W用該組合物涂覆或者可W包括已經(jīng)鑄造成所需形狀的該組合物。
[0020] 在另一方面中，本發(fā)明提供了一種為制品提供阻燃性的方法，該方法包括將一種 阻燃劑組合物應(yīng)用于該制品，該阻燃劑組合物是通過將侶渣顆粒與酸反應(yīng)，和使得到的反 應(yīng)混合物進行干燥工藝而制備的。
[0021] 該干燥工藝可W是被動工藝、包括主動干燥工藝或者是被動和主動干燥的組合。
[0022] 在優(yōu)選實施方案中，該制品是建筑材料。
[0023] 在另一方面中，本發(fā)明提供了侶渣顆粒與酸的反應(yīng)產(chǎn)物用于制備具有阻燃、隔熱 和/或表面保護性質(zhì)的組合物的用途。
[0024] 優(yōu)選地，該侶渣顆粒的大小為2mm或更小。
[0025] 優(yōu)選地，該反應(yīng)混合物的液體含量為每千克侶渣50-1000mL，更特別優(yōu)選為每千克 侶渣 100-350mL。
[00%] 該侶渣顆粒和該酸優(yōu)選是通過混合10-15min而反應(yīng)的。該反應(yīng)可W達到在50-90 °C范圍內(nèi)的溫度，例如在65-75 °C范圍內(nèi)的溫度。
[0027]優(yōu)選地，該酸是無機酸，例如憐酸。優(yōu)選地，該酸具有至少50w/w%的濃度。
[00%]該反應(yīng)混合物可W非必要地在進行干燥工藝之前就應(yīng)用于該制品，例如通過噴 涂、涂抹、誘鑄或成形。優(yōu)選地，將該反應(yīng)混合物被動干燥。該干燥工藝可能耗時至少12小 時，例如耗時至少24小時。
【附圖說明】
[0029] 圖1顯示了涂覆有實施例3中描述的本發(fā)明的組合物的石膏板(左）和對照石膏板 (右）的燃燒試驗(flame test)的連續(xù)視圖。
[0030] 圖2顯示了涂覆有實施例4中描述的本發(fā)明的組合物的中密度纖維板(MDF)(左)和 對照MDF(右）的丙烷爐燃燒試驗。
[0031] 圖3顯示了浸潰有實施例5中描述的本發(fā)明的組合物的羊毛聚醋天花板墊（左）和 對照羊毛聚醋天花板墊(右）的燃燒試驗。
[0032] 圖4顯示了涂覆有實施例6中描述的本發(fā)明的組合物的聚苯乙締塊(左)和對照聚 苯乙締塊(右）的燃燒試驗。
[0033] 圖5顯示了實施例7中描述的用于鋼板燃燒試驗的裝置，在鋼板上附著有本發(fā)明的 組合物，該裝置包括用于記錄傳熱的熱電偶。
[0034] 圖6顯示了實施例7中描述的鋼板燃燒試驗的結(jié)果，在鋼板上附著有本發(fā)明的組合 物。
【具體實施方式】
[0035] 白渣是在侶冶煉工藝過程中通過對烙爐撇渣而產(chǎn)生的。白渣能夠包括非直接在烙 爐內(nèi)形成而是在處理工藝過程中引入的復(fù)合氧化物。白渣通常不含鹽烙劑。
[0036] 在示例性的熱渣工藝中，將渣撇入渣桶中，然后將其進行旋轉(zhuǎn)工藝，然后從渣桶中 收集Al(m)并倒入?yún)R聚溝(catchment sow)中。然后將剩余的具有較低Al(m)含量的渣靜置 冷卻。
[0037] 冷卻后，使用冷渣工藝容易地將該渣打碎。運能夠通過多種機械工藝實現(xiàn)。在該階 段，能夠使用滿電流分選機將帶負電荷的剩余的Al(m)從侶渣中分離出來。然后收集經(jīng)過加 工的Al(m)進一步降低的渣，其能夠具有至多10-15mm的粒度。經(jīng)過使用滿電流分選機處理 的渣必須磨碎，通常不需要第二次在滿電流分選機中處理;然而在一些情況下運可能會需 要。
[0038] 因為機械工藝本身會有很多塵±，也能夠使用布袋過濾收集渣塵，其收集空氣攜 帶的渣顆粒。
[0039] 黑渣與白渣采用相同的方式機械處理，然而，當渣來自爐時，將其冷卻，而在通常 發(fā)生在旋轉(zhuǎn)爐中的重烙階段，在渣中加入鹽。運種回收稱作鹽餅工藝（salt cake process),運樣會使該渣具有非常高的毒性。然而，在一些工藝(例如澳大利亞的韋斯頓侶 (Weston Aluminium)所用的工藝）中，隨后洗涂該鹽餅。甚至在洗涂工藝之后，該鹽餅仍可 能含鹽。
[0040] 本發(fā)明設(shè)及將侶渣顆粒與酸反應(yīng)，生成能夠用于形成阻燃和隔熱產(chǎn)品的反應(yīng)混合 物。
[0041] 在本發(fā)明中使用白渣是有利的。使用黑渣不會產(chǎn)生相同強度的放熱反應(yīng)，然而，通 過添加相當更多的酸，使用黑渣也能實現(xiàn)反應(yīng)。反應(yīng)的強度可能對干燥組合物的孔隙率和 結(jié)構(gòu)完整性具有影響。
[0042] 可用于本發(fā)明的工藝中的侶渣顆粒能夠具有從大于10mm到小于1mm的范圍內(nèi)的粒 度。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)具有10mm或更小(特別是2mm或更小)粒度的侶渣的使用特別適用于本發(fā)明中。 侶渣顆粒能夠通過本領(lǐng)域中已知的任何方法按大小分類。例如，該渣能夠通過空氣洗涂進 行篩分、使用廚房篩或其它適當目數(shù)的篩進行篩分，W實現(xiàn)所需的粒度;可替代地，能夠使 用振動臺或礦石篩(trommel)。
[0043] 定義
[0044] 本文所用的術(shù)語"侶渣"指的是侶烙煉或重烙工藝的副產(chǎn)物。
[0045] 本文所用的術(shù)語"反應(yīng)混合物"指的是侶渣和酸的混合物的塑性或預(yù)干燥狀態(tài)。
[0046] 本文所用的術(shù)語"干燥的組合物"指的是侶渣和酸的反應(yīng)產(chǎn)物的干燥狀態(tài)。
[0047] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過將侶渣顆粒與酸反應(yīng)，能夠制備具有優(yōu)良的阻燃、隔熱和表面 保護性質(zhì)的組合物。
[004引 酸
[0049]優(yōu)選地，該酸是無機酸。優(yōu)選憐酸，但將認識到也可W使用其它酸，例如硝酸、鹽酸 和硫酸。所用的酸有利地可W具有與50 % w/w或更高（例如80 % w/w或更高或90 % w/w或更 高）的濃度。
[(K)加]反應(yīng)混合物
[0051] 典型地，該反應(yīng)混合物可W通過將侶渣顆粒與酸混合而制備。非必要地，該侶渣顆 粒在與酸混合之前能夠首先按大小分類。非必要地，該侶渣顆粒在添加酸之前能夠首先用 水打濕。有利地，該反應(yīng)混合物的液體含量為每千克渣50-550mL，例如每千克渣100-350mL。
[0052] -旦混合后，會發(fā)生自發(fā)性的放熱反應(yīng)。該反應(yīng)可能是劇烈的，且可能造成溫度升 高到50-90°C。該反應(yīng)可能發(fā)生許多分鐘后才減緩。
[0053] 非必要地，在干燥工藝之前，能夠?qū)⒃摲磻?yīng)混合物作為涂層應(yīng)用到需要提高阻燃 性或隔熱性的表面上?？商娲?，可W將該反應(yīng)混合物在反應(yīng)容器中或在所需形狀的模具 中固化。
[0054] 將認識到該反應(yīng)混合物能夠被動干燥(通過使水從反應(yīng)混合物中蒸發(fā))或者主動 干燥（例如通過將空氣(包括暖空氣）通過反應(yīng)混合物上，例如通過使用鼓風干燥機或者碳 化火焰W蒸發(fā)反應(yīng)混合物中保留的水分）。在干燥時，不攬動或擾動該反應(yīng)混合物。該反應(yīng) 混合物的干燥可W發(fā)生多個小時，例如12小時、24小時或48小時。
[0055] 將反應(yīng)混合物作為涂層應(yīng)用
[0056] 在需要將反應(yīng)混合物作為涂層應(yīng)用到表面上時，能夠使用多種方式(包括重型噴 涂裝置、涂抹、誘鑄或成形)應(yīng)用該反應(yīng)混合物。盡管該反應(yīng)混合物"自底漆"表示不需要對 基體進行表面處理，但將認識到應(yīng)用該反應(yīng)混合物的表面也能夠通過翻松、磨砂或噴砂進 行預(yù)處理。此外，在應(yīng)用該反應(yīng)混合物之前也能夠通過在該表面上應(yīng)用粘合劑或粘結(jié)劑對 該表面進行處理。例如，能夠使用橡膠粘合劑用于彈性并改善反應(yīng)混合物與表面的粘附性。
[0057] 其它涂層
[0058] 非必要地，能夠在干燥組合物上應(yīng)用另一涂層W密封該產(chǎn)品并使其具有耐候性， 由此顯著提高表面張力。
[0059] 在一個實施方案中，該另一涂層能夠提供另外的防火性質(zhì)。例如，該另一涂層能夠 是膨脹漆。例如，該另一涂層能夠是阻燃丙締酸漆，例如澳大利亞CAP涂料(CAP Coatings Australia)生產(chǎn)的 CAP508。
[0060] 在一個實施方案中，該另一涂層能夠是丙締酸水性漆，例如澳大利亞維龐德的油 漆(Vipond's化ints Australia)生產(chǎn)的。非必要地，能夠應(yīng)用兩層丙締酸水性漆的涂層。 丙締酸水性漆的涂層是成本有效的，也是該干燥組合物的高質(zhì)量密封方式。因為丙締酸涂 料與其它涂料選擇相比具有較低的環(huán)境損害作用，所W其是優(yōu)選的。此外，其容易結(jié)合到干 燥組合物上，而不需要進行表面處理，且提供結(jié)構(gòu)完整性、表面彈性和防水性。
[0061] 非必要地，特別在該基體是金屬的情況中，在應(yīng)用該反應(yīng)混合物之前能夠在基體 上添加底漆(例如丙締酸金屬底漆）。該底漆能夠幫助避免任何由于在金屬上應(yīng)用水性體系 而可能發(fā)生的沖擊生誘反應(yīng)。
[0062] 用途和產(chǎn)品
[0063] 該反應(yīng)混合物能夠適用于多種可用的產(chǎn)品。
[0064] 在一個實施方案中，該組合物能夠在多種應(yīng)用中（包括但不限于結(jié)構(gòu)鋼、油氣容 器)為工業(yè)鋼提供高防火等級。例如，該組合物能夠提供管道保護、罐保護、配電板保護和發(fā) 動機艙保護。
[0065] 此外，該組合物能夠用作防誘或密封劑涂料。通過在生誘表面(例如瓦愣鐵屋頂） 上應(yīng)用該組合物，能夠?qū)崿F(xiàn)對生誘損害表面的表面保護。該組合物將誘密封，防止進一步氧 化并填充在誘孔中。該組合物也能用于密封表面W抗降解。例如，將該組合物應(yīng)用到含石棉 的基體上能夠防止表面降解和石棉顆粒的遷移。該組合物還用于使表面隔熱。
[0066] 也可W從該反應(yīng)混合物中傾析出更細的液體W產(chǎn)生malp(厚漆）。該malp可涂到各 種表面上，例如通過漆刷或漉筒。該malp也是自底漆的，具有強粘附性，甚至在用防水涂料 涂覆時也不會造成任何火焰擴張。
[0067] 將認識到在涂覆一種材料W實現(xiàn)防火等級的提高時，所得到的防火等級將取決于 涂層的厚度。因此，能夠調(diào)節(jié)應(yīng)用的涂層厚度W實現(xiàn)所需的防火等級。例如，malp的涂層厚 度能夠在1-lOmm(例如3mm)范圍內(nèi)。如本領(lǐng)域中已知的那樣，油漆的涂層厚度能夠在微米厚 度范圍內(nèi)。作為涂層，malp和油漆都是自底漆的，因此在應(yīng)用之前不需要處理表面。
[0068] 也能夠?qū)⒃摲磻?yīng)混合物誘鑄成所需的形狀并干燥，W制成阻燃塊。所制備的塊反 射熱，因此也可用作隔熱件，例如用作爐子中的耐火磚和爐襯，或者在接受高太陽福射的地 區(qū)中用于提供涼爽的步行表面。
[0069] 盡管本發(fā)明的工藝能夠制成如下面將詳細描述的干燥組合物的實屯、塊，但是預(yù)期 石灰和水泥也能夠加入該干燥組合物中用于一系列的鑄塊和耐火磚，例如在爐子和爐襯中 將會使用的那些。
[0070] 干燥組合物的塊能夠被加工成粉末或顆粒形式，并作為懸浮固體添加到油漆或其 它保護性涂層中，或者加入到現(xiàn)有的建筑材料(例如石膏板）中，W改善油漆、涂層或建筑材 料的耐熱和耐火等級。
[0071] 也將顯示出能夠?qū)⒍嗫撞牧?例如布和保溫棉）用該反應(yīng)混合物浸潰，然后能夠?qū)?其干燥，W為該多孔材料提供改善的阻燃性。
[0072] 現(xiàn)在將參照W下非限制實施例描述本發(fā)明。
[0073] 實施例
[0074] 實施例1:反應(yīng)混合物的制備
[00"7日]從澳大利亞韋斯頓侶(Weston Aluminium Australia)得到2kg具有4mm平均粒度 的白侶渣。將該侶渣通過廚房篩化itchen sieve)按大小分類，然后加入大混合碗中，用少 量水打濕。觀察到釋放氨氣。還預(yù)期通過將該侶渣暴露于水將會釋放出其它氣體。
[0076] 然后立即添加 250克食品等級的80%w/w憐酸，將該組分用抹刀混合，產(chǎn)生反應(yīng)混 合物。在添加酸之后前30秒內(nèi)，侶渣和酸之間的放熱反應(yīng)造成造成溫度的升高并生成了硫 化氨氣體。然后將反應(yīng)混合物徹底混合使該酸與該混合碗內(nèi)所有材料接觸。在1分鐘內(nèi)該材 料開始冒泡，能夠看到蒸汽從混合碗中升起。
[0077] 實施例2:厚漆(malp)的制備
[0078] 從澳大利亞(Weston Aluminium)得到黑侶渣。使其通過面粉篩(flour sieve)降 低粒度。使用130mL水打濕化g侶渣。然后添加 120mL 80%食品等級的憐酸并攬動，直至變?yōu)?液體。事實上立即發(fā)生放熱反應(yīng)。繼續(xù)攬動確保酸與所有渣都接觸。辨識出該放熱反應(yīng)產(chǎn)生 的硫化氨的刺激性氣味。
[0079] 在3分鐘之后，該組合物的溫度開始顯著升高。繼續(xù)再攬動3分鐘至4分鐘，然后再 添加250mL水，得到均勻一致的厚漆(malp)。
[0080] 實施例3:石膏板
[0081 ] 使用漆刷將實施例2中制備的malp施涂到石膏板(標準5mm 〇化您)Board)。在石膏 板上不使用表面處理，但是該malp結(jié)合良好。一旦放置在石膏板上之后，該放熱反應(yīng)就顯著 減慢。施涂該組合物的另一層涂層，使其至多約0.75mm厚的涂層。將其干燥過夜。
[0082] 第二天早晨，使用丙烷氣體爐進行火焰擴張和破壞試驗。該裝置示于圖1中。丙烷 火炬聚焦在該板上約20mm距離處4分鐘至5分鐘。然后將氧乙烘火炬再聚焦在該組合物上3 分鐘W提高溫度。將裸石膏板的對照樣(對照樣)也進行相同的工藝。
[0083] 結(jié)論；
[0084] 未觀察到該干燥組合物或下層的石膏板發(fā)生燃燒。在極度高溫(估計高于1000°C) 時似乎該干燥組合物發(fā)生一些稱色或起泡。然而，該干燥組合物仍保持原位。
[0085] 該裸石膏板(對照樣)在60秒內(nèi)未通過試驗，火焰發(fā)生顯著擴張，隨后石膏板被火 焰破壞。
[0086] 在該火焰試驗開始10分鐘后，位于火焰集中處正后面的石膏板區(qū)域變得觸摸起來 是暖和的。對石膏板沒有其它影響，在整個試驗過程中該干燥組合物保持結(jié)合在該石膏板 上。
[0087] 因此厚度低于1mm的該組合物的涂層就對石膏板形成了保護，在運種情況下未觀 察到火焰擴張，也未觀察到能穿透石膏板或干燥組合物的破壞。在整個試驗過程中，石膏板 的背面保持觸摸起來是暖和的。
[008引 實施例4:MDF
[0089] 將實施例1中所述制備的反應(yīng)混合物作為4mm涂層施涂到中密度纖維板(MDF)上， 對MDF不進行預(yù)處理。使該涂層干燥12小時。圖2顯示了該火焰試驗，未導致火焰擴張。
[0090] 實施例5:羊毛聚醋天花板墊（ceiling batt)
[0091] 如實施例1中所述制備反應(yīng)混合物。一旦放熱反應(yīng)在進行中，添加250mL水，使該放 熱反應(yīng)減緩但不停止。羊毛墊的末端重復(fù)浸入到該反應(yīng)混合物中W產(chǎn)生涂層。將該涂層干 燥12小時，進行如圖3中所示的火焰試驗。對照樣品羊毛墊冒煙并被燒黑，而經(jīng)過浸潰的羊 毛墊對燃燒器具有增強的抵抗性。
[0092] 預(yù)期如果該材料粒度顯著更小，那么該材料能夠被簡單地噴涂到該表面上并形成 保護涂層;可替代地，使用較小的粒度可能會改善纖維的浸潰。
[0093] 實施例6:聚苯乙締塊
[0094] 如實施例1中所述制備反應(yīng)混合物，并通過涂抹W3mm厚的涂層應(yīng)用到60mm聚苯乙 締板上。將該涂層干燥12小時，進行如圖4中所示的火焰試驗。未被本發(fā)明的涂層保護的聚 苯乙締對照樣品在火焰下快速烙化，但受到本發(fā)明的涂層保護的聚苯乙締板保持完整。 [00M]實施例7:具有鋼背板的水泥塊
[0096]如實施例1所述制備反應(yīng)混合物，并將其注入由聚碳酸醋塑料筑成的預(yù)設(shè)尺寸的 模具中。該模具具有28mm的厚度，然而，將認識到任何所需尺寸或形狀的模具都能夠形成用 于本發(fā)明的該方面中，包括具有至多300mm或更大的厚度的模具，取決于所需的耐火等級。 該反應(yīng)混合物流動非常均勻，并使用手持抹刀將其抹平，W在模具中得到均勻的厚度。
[0097] 該反應(yīng)混合物在模具中繼續(xù)反應(yīng)幾分鐘，產(chǎn)生蒸汽W及繼續(xù)釋放硫化氨。一旦能 夠目測觀察到反應(yīng)在模具中減緩，則需要進一步手動抹平W得到均勻的厚度。然后用抹刀 將暴露的表面變粗糖W提供結(jié)合表面。在10分鐘內(nèi)，將反應(yīng)混合物部分干燥。
[0098] 將干燥的組合物在模具中在24°C的室溫靜置過夜，然后脫模成塊，再靜置干燥24 小時。該干燥組合物與陶瓷相似，在敲擊時能夠聽到清脆的陶瓷聲。然后將兩個聚氨醋丙締 酸水性涂料(澳大利亞維龐德涂料(Vipond's化ints Australia))的面漆層直接施涂到該 干燥組合物上，不需要底漆層或表面處理。然后將涂漆后的表面進行干燥。
[0099] 觀察該干燥組合物，顯示該材料結(jié)構(gòu)類似預(yù)成型水泥塊，在其整個表面上具有小 的均勻的孔隙。將該快切開，顯示運些孔隙在整個干燥組合物中是連續(xù)的。
[0100] 在驗證丙締酸油漆與反應(yīng)混合物之間的容易結(jié)合的結(jié)合試驗中，將該反應(yīng)混合物 的另一細涂層直接涂覆在該塊的=分之一表面上，具有小于1mm的厚度。該細涂層是由從澳 大利亞韋斯頓侶(Weston Aluminium Australia)得到的白渣制成的，將該白渣通過廚房 篩，使用與上述所述相同的與水和憐酸的混合工藝。將該反應(yīng)混合物的細涂層簡單地刷涂 到該塊的涂漆表面上，將整體干燥過夜。
[0101] 將反應(yīng)混合物的涂層施涂到鋼板上，并使其干燥12小時。然后將4mm的涂層添加到 該塊的結(jié)合表面上，然后將預(yù)涂覆的鋼板放置在上面，W輕的重量將其保持位置固定。然后 將整體干燥并形成牢固的結(jié)合。
[0102] 結(jié)論：
[0103] 在該塊的前表面上放置熱電偶，將另一熱電偶放置在該點的正后方，將火焰朝向 前表面。熱電偶T1(前電偶)和T2(后電偶下方式定位:其一致地在取讀數(shù)的表面的壓 力下（圖5)。因此，兩個熱電偶之間的距離就是該塊和鋼板的厚度。將丙烷火炬放置在距前 表面50mm的距離內(nèi)，且直接位于前熱電偶放置處。記錄通過該塊的傳熱，結(jié)果顯示在圖6中。 在約2.30pm、3pm和4.50pm處的數(shù)據(jù)尖峰表示熱源的更換或重定位。
[0104] 火焰試驗顯示盡管前表面上的高溫達到超過looor，但傳熱仍非常緩慢。前表面 發(fā)紅，盡管將會被稱為施加了沖擊熱，但目測未觀察到表面材料結(jié)構(gòu)發(fā)生降解。前表面上記 錄的最大溫度為1107°C，而后表面上記錄的最大溫度為98°C(圖6)。
[0105] 盡管在該工藝過程中預(yù)期會釋放氣體，但未觀察到氣體釋放。
[0106] 盡管已經(jīng)參照具體實施方案和實施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到 本發(fā)明可W具體體現(xiàn)為很多其它形式。
【主權(quán)項】
1. 一種制備具有阻燃性質(zhì)的組合物的方法，該方法包括將鋁渣顆粒與酸反應(yīng)，和將得 到的反應(yīng)混合物進行干燥工藝。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中該干燥工藝是被動工藝、主動干燥工 藝或被動干燥工藝和主動干燥工藝的組合。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中該鋁渣顆粒的大小為2毫米或更 小。4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，其中該反應(yīng)混合物的液體含量為 每千克渣50-1000毫升。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，其中該反應(yīng)混合物的液體含量為 每千克渣1〇〇_350毫升。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項所述的方法，其特征在于，其中該鋁渣顆粒與該酸通過混合 而反應(yīng)10-15分鐘。7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的方法，其特征在于，其中該反應(yīng)達到在50-90 °C范圍 內(nèi)的溫度。8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于，其中該反應(yīng)達到在65-75°C范圍 內(nèi)的溫度。9. 根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的方法，其特征在于，其中該酸是無機酸。10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項所述的方法，其特征在于，其中該酸是磷酸。11. 根據(jù)權(quán)利要求1-10任一項所述的方法，其特征在于，其中該酸具有至少50w/w%的 濃度。12. 根據(jù)權(quán)利要求1-11任一項所述的方法，其特征在于，其中將該反應(yīng)混合物進行干燥 工藝之前應(yīng)用到制品上。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，其中該反應(yīng)混合物是通過噴涂、涂抹、澆 鑄或成形而應(yīng)用的。14. 根據(jù)權(quán)利要求1-13任一項所述的方法，其特征在于，其中將該反應(yīng)混合物被動干 燥。15. 根據(jù)權(quán)利要求1-14任一項所述的方法，其特征在于，其中該干燥工藝進行至少12小 時。16. 根據(jù)權(quán)利要求1-15任一項所述的方法，其特征在于，其中該干燥工藝進行至少24小 時。17. 根據(jù)權(quán)利要求1-16任一項所述的方法，其特征在于，其中該組合物具有隔熱和/或 表面保護性質(zhì)。18. -種具有阻燃性質(zhì)的組合物，通過將鋁渣顆粒與酸反應(yīng)并將得到的反應(yīng)混合物進 行干燥工藝而制成。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的組合物，其特征在于，其中該干燥工藝是被動工藝、主動干 燥工藝或被動干燥工藝和主動干燥工藝的組合。20. 根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的組合物，其特征在于，其中該鋁渣顆粒的大小為2毫米 或更小。21. 根據(jù)權(quán)利要求18-20任一項所述的組合物，其特征在于，其中該反應(yīng)混合物的液體 含量為每千克渣50-1000毫升。22. 根據(jù)權(quán)利要求18-21任一項所述的組合物，其特征在于，其中該反應(yīng)混合物的液體 含量為每千克渣100-350毫升。23. 根據(jù)權(quán)利要求18-22任一項所述的組合物，其特征在于，其中該鋁渣顆粒與該酸通 過混合而反應(yīng)10-15分鐘。24. 根據(jù)權(quán)利要求18-23任一項所述的組合物，其特征在于，其中該反應(yīng)達到在50-90°C 范圍內(nèi)的溫度。25. 根據(jù)權(quán)利要求18-24任一項所述的組合物，其特征在于，其中該反應(yīng)達到在65-75°C 范圍內(nèi)的溫度。26. 根據(jù)權(quán)利要求18-25任一項所述的組合物，其特征在于，其中該酸是無機酸。27. 根據(jù)權(quán)利要求18-26任一項所述的組合物，其特征在于，其中該酸是磷酸。28. 根據(jù)權(quán)利要求18-27任一項所述的組合物，其特征在于，其中該酸具有至少50w/w% 的濃度。29. 根據(jù)權(quán)利要求18-28任一項所述的組合物，其特征在于，其中將該反應(yīng)混合物進行 干燥工藝之前應(yīng)用到制品上。30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的組合物，其特征在于，其中該反應(yīng)混合物是通過噴涂、涂抹、 澆鑄或成形而應(yīng)用的。31. 根據(jù)權(quán)利要求18-30任一項所述的組合物，其特征在于，其中將該反應(yīng)混合物被動 干燥。32. 根據(jù)權(quán)利要求18-31任一項所述的組合物，其特征在于，其中該干燥工藝進行至少 12小時。33. 根據(jù)權(quán)利要求18-32任一項所述的組合物，其特征在于，其中該干燥工藝進行至少 24小時。34. 根據(jù)權(quán)利要求18-33任一項所述的組合物，其特征在于，其中該組合物具有隔熱和/ 或表面保護性質(zhì)。35. -種包括一種組合物的制品，該組合物具有阻燃性質(zhì)，且是通過將鋁渣顆粒與酸反 應(yīng)并將得到的反應(yīng)混合物進行干燥工藝而制成的。36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的制品，其特征在于，其中該干燥工藝是被動工藝、主動干燥 工藝或被動干燥工藝和主動干燥工藝的組合。37. 根據(jù)權(quán)利要求35或36所述的制品，其特征在于，其中用該組合物涂覆該制品。38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的制品，其特征在于，其中該反應(yīng)混合物是通過噴涂、涂抹、澆 鑄或成形而應(yīng)用的。39. 根據(jù)權(quán)利要求35或36所述的制品，其特征在于，其中該制品包括已經(jīng)澆鑄成所需形 狀的組合物。40. 根據(jù)權(quán)利要求35-39任一項所述的制品，其特征在于，其中該制品是建筑材料。41. 根據(jù)權(quán)利要求35-40任一項所述的制品，其特征在于，其中該鋁渣顆粒的大小為2毫 米或更小。42. 根據(jù)權(quán)利要求35-41任一項所述的制品，其特征在于，其中該反應(yīng)混合物的液體含 量為每千克渣50-1000毫升。43. 根據(jù)權(quán)利要求35-42任一項所述的制品，其特征在于，其中該反應(yīng)混合物的液體含 量為每千克渣100-350毫升。44. 根據(jù)權(quán)利要求35-43任一項所述的制品，其特征在于，其中該鋁渣顆粒與該酸通過 混合而反應(yīng)10-15分鐘。45. 根據(jù)權(quán)利要求35-44任一項所述的制品，其特征在于，其中該反應(yīng)達到在50-90°C范 圍內(nèi)的溫度。46. 根據(jù)權(quán)利要求35-45任一項所述的制品，其特征在于，其中該反應(yīng)達到在65-75°C范 圍內(nèi)的溫度。47. 根據(jù)權(quán)利要求35-46任一項所述的制品，其特征在于，其中該酸是無機酸。48. 根據(jù)權(quán)利要求35-47任一項所述的制品，其特征在于，其中該酸是磷酸。49. 根據(jù)權(quán)利要求35-48任一項所述的制品，其特征在于，其中該酸具有至少50w/w%的 濃度。50. 根據(jù)權(quán)利要求35-49任一項所述的制品，其特征在于，其中將該反應(yīng)混合物被動干 燥。51. 根據(jù)權(quán)利要求35-50任一項所述的制品，其特征在于，其中該干燥工藝進行至少12 小時。52. 根據(jù)權(quán)利要求35-51任一項所述的制品，其特征在于，其中該干燥工藝進行至少24 小時。53. 根據(jù)權(quán)利要求35-52任一項所述的制品，其特征在于，其中該制品的表面得到保護 以防腐蝕和/或降解。54. 根據(jù)權(quán)利要求35-53任一項所述的制品，其特征在于，其中該制品被該組合物隔熱。55. -種為制品提供阻燃性的方法，該方法包括將一種阻燃劑組合物應(yīng)用于該制品，該 阻燃劑組合物是通過將鋁渣顆粒與酸反應(yīng)并將得到的反應(yīng)混合物進行干燥工藝而制成的。56. 根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其特征在于，其中該干燥工藝是被動工藝、主動干燥 工藝或被動干燥工藝和主動干燥工藝的組合。57. 根據(jù)權(quán)利要求55或56所述的方法，其特征在于，其中該鋁渣顆粒的大小為2毫米或 更小。58. 根據(jù)權(quán)利要求55-57任一項所述的方法，其特征在于，其中該反應(yīng)混合物的液體含 量為每千克渣50-1000毫升。59. 根據(jù)權(quán)利要求55-58任一項所述的方法，其特征在于，其中該反應(yīng)混合物的液體含 量為每千克渣100-350毫升。60. 根據(jù)權(quán)利要求55-59任一項所述的方法，其特征在于，其中該鋁渣顆粒與該酸通過 混合而反應(yīng)10-15分鐘。61. 根據(jù)權(quán)利要求55-60任一項所述的方法，其特征在于，其中該反應(yīng)達到在50-90 °C范 圍內(nèi)的溫度。62. 根據(jù)權(quán)利要求55-61任一項所述的方法，其特征在于，其中該反應(yīng)達到在65-75 °C范 圍內(nèi)的溫度。63. 根據(jù)權(quán)利要求55-62任一項所述的方法，其特征在于，其中該酸是無機酸。64. 根據(jù)權(quán)利要求55-63任一項所述的方法，其特征在于，其中該酸是磷酸。65. 根據(jù)權(quán)利要求55-64任一項所述的方法，其特征在于，其中該酸具有至少50w/w%的 濃度。66. 根據(jù)權(quán)利要求55-65任一項所述的方法，其特征在于，其中該反應(yīng)混合物是通過噴 涂、涂抹、澆鑄或成形而應(yīng)用的。67. 根據(jù)權(quán)利要求55-66任一項所述的方法，其特征在于，其中將該反應(yīng)混合物被動干 燥。68. 根據(jù)權(quán)利要求55-67任一項所述的方法，其特征在于，其中該干燥工藝進行至少12 小時。69. 根據(jù)權(quán)利要求55-68任一項所述的方法，其特征在于，其中該干燥工藝進行至少24 小時。70. 根據(jù)權(quán)利要求55-69任一項所述的方法，其特征在于，其中該方法提供了該組合物 的隔熱和/或表面保護。71. 鋁渣顆粒和酸的反應(yīng)產(chǎn)物用于制備阻燃組合物的用途。72. 鋁渣顆粒和酸的反應(yīng)產(chǎn)物用于制備隔熱組合物的用途。73. 鋁渣顆粒和酸的反應(yīng)產(chǎn)物用于制備表面保護組合物的用途。74. 根據(jù)權(quán)利要求71-73任一項所述的用途，其特征在于，其中該鋁渣顆粒的大小為2毫 米或更小。75. 根據(jù)權(quán)利要求71-74任一項所述的用途，其特征在于，其中該反應(yīng)產(chǎn)物是由具有每 千克渣50-1000毫升液體含量的反應(yīng)混合物制備的。76. 根據(jù)權(quán)利要求71-75任一項所述的用途，其特征在于，其中該反應(yīng)產(chǎn)物是由具有每 千克渣100-350毫升液體含量的反應(yīng)混合物制備的。77. 根據(jù)權(quán)利要求71-76任一項所述的用途，其特征在于，其中該反應(yīng)產(chǎn)物是由混合10-15分鐘的反應(yīng)混合物制備的。78. 根據(jù)權(quán)利要求71-77任一項所述的用途，其特征在于，其中該反應(yīng)產(chǎn)物是由達到在 50-90°C范圍內(nèi)的溫度的反應(yīng)混合物制備的。79. 根據(jù)權(quán)利要求71-78任一項所述的用途，其特征在于，其中該反應(yīng)產(chǎn)物是由達到在 65-75°C范圍內(nèi)的溫度的反應(yīng)混合物制備的。80. 根據(jù)權(quán)利要求71-79任一項所述的用途，其特征在于，其中該酸是無機酸。81. 根據(jù)權(quán)利要求71-80任一項所述的用途，其特征在于，其中該酸是磷酸。82. 根據(jù)權(quán)利要求71-81任一項所述的用途，其特征在于，其中該酸具有至少50w/w%的 濃度。
【文檔編號】B09B3/00GK106062135SQ201480067451
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2014年5月20日
【發(fā)明人】H·L·麥卡勒姆
【申請人】Cmt工業(yè)有限公司