CN102030511B - 防磁石膏板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了防磁石膏板，其特征是原料配比如下：火山岩纤维含量：7～8份，火山岩纤维长度为10mm；高强石膏：39～41份；粉煤灰：16～17份；偶联剂钛酸酯：0.2份；分散剂羟乙基纤维素：2～3份；消泡剂磷酸三丁酯：1～1.5份；减水剂木钙：0.3份；硫酸钠：0.5份；水：30～33份。本发明所提供的防磁石膏板具有防磁效果好、力学性能优良的优点。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料领域，特别涉及防磁石膏板。
背景技术
现代电子设备的大量应用所带来的电磁波辐射已经成为一种新的社会公害，其造成的电磁干扰不仅影响各种电子设备的正常运行，而且会通过热效应、非热效应、累积效应对人体造成直接和间接的伤害。因此，电磁辐射的危害已越来越引起人们的重视。具有屏蔽性能材料之一的建筑材料是防止电磁污染和电磁波干扰的重要材料之一。当电磁波作用于防磁建筑材料时，材料会产生电导损耗、介质损耗和磁损耗等，从而削弱其电磁影响。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种防磁石膏板。
本发明原料配比如下：火山岩纤维含量：7～8份，火山岩纤维长度为10mm；高强石膏：39～41份；粉煤灰：16～17份；偶联剂钛酸酯：0.2份；分散剂羟乙基纤维素：2～3份；消泡剂磷酸三丁酯：1～1.5份；减水剂木钙：0.3份；硫酸钠：0.5份；水：30～33份。
最优原料配比如下：火山岩纤维：8份；高强石膏：40份；粉煤灰：16份；偶联剂钛酸酯：0.2份；分散剂羟乙基纤维素：2.5份；消泡剂磷酸三丁酯：1.2份；减水剂木钙：0.3份；硫酸钠：0.5份；水：31.3份。
本发明制作工艺包括：
(1)处理粉煤灰
通过磁选机磁选较低磁场强度的粉煤灰，然后用超细磨将磁选后的粉煤灰磨到1200目。
(2)加入偶联剂钛酸酯
加入偶联剂时粉煤灰的温度为95℃。
(3)拌制石膏和火山岩纤维
将石膏和火山岩纤维混合，速度为20～30r/min，加入粉煤灰和钛酸酯混合料，搅拌3～5min，然后加入50％的总用水量，提高转速，速度为50～60r/min，搅拌时间为3～5min，形成物料组分1。
(4)配置分散剂溶液。
在50％的总用水量中加入羟乙基纤维素，水温度为55℃。
(5)在物料组分1中依次加入分散剂溶液、消泡剂磷酸三丁酯、硫酸钠以及减水剂木钙，放入行星式石膏胶砂搅拌机搅拌5min。
(6)成型
将配好的物料加入到模具。成型方法采用压制成型，成型压力采用12MPa。
(7)养护
养护湿度保持在92％，养护温度为25℃～30℃。
本发明所制的防磁石膏板具有防磁效果好、力学性能优良的优点，具有较好的应用前景。
具体实施方式
本实施例原料配比如下：火山岩纤维：8份；高强石膏：40份；粉煤灰：16份；偶联剂钛酸酯：0.2份；分散剂羟乙基纤维素：2.5份；消泡剂磷酸三丁酯：1.2份；减水剂木钙：0.3份；硫酸钠：0.5份；水：31.3份。
火山岩纤维掺量对防磁石膏板的影响，可以用防磁石膏板中纤维的搭接程度来解释。火山岩纤维掺量增大，则试件内火山岩纤维间距减小，搭接程度增加。火山岩纤维搭接程度越大，沿纤维网络的电子导电越强，防磁石膏板电阻率越小。当在复合材料中完全形成纤维网络后，继续增大火山岩纤维掺量，火山岩纤维会出现成团现象，防磁石膏板的电阻率反而增大，防磁效果减弱。表1为火山岩纤维掺量对屏效的影响，表中显示火山岩纤维掺量为7～8份时的屏效最大，而高频段时的屏效差别相对更大。
另外，火山岩纤维长度越大，其搭接越容易；火山岩纤维搭接程度越大，沿火山岩纤维网络的电子导电越强，防磁石膏板电阻率越小，但是，火山岩纤维长度过大，会形成团聚现象，反而影响防磁石膏板的导电性能。试验表明火山岩纤维长度为10mm时防磁石膏板的防磁效果相对较好。
表1火山岩纤维掺量对屏效的影响
粉煤灰掺量会改变防磁石膏板的防磁性能，如果粉煤灰电磁参数和纤维石膏的电磁参数没有匹配，防磁性能会有所影响，为了获得良好的防磁性能，进行了试验，表2为试验结果，表中显示防磁石膏板在粉煤灰掺量为16份时屏效最好。
表2粉煤灰掺量对屏效的影响
分散剂羟乙基纤维素的加入不仅降低防磁石膏板的抗压强度和表观密度，同时还增大防磁石膏板的电阻率，这是由于火山岩纤维中掺入了分散剂，具有导电性的火山岩纤维和导电性很差的分散剂形成双重网络，火山岩纤维与羟乙基纤维素组成一个混联的模型，增大了火山岩纤维的电阻率。
硫酸钠作为加速混合剂可促使石膏颗粒更容易地分散在水中。石膏颗粒的加速溶解形成了凝胶，从而加快了水合反应，产生了晶体化合物，这些化合物填充了由纤维所引起的空隙。
本实施例制作工艺包括：
(1)处理粉煤灰
通过磁选机磁选较低磁场强度的粉煤灰，然后用超细磨将磁选后的粉煤灰磨到1200目，经超细后，粉煤灰中空心微珠破碎，珠壁上微小海绵状气孔呈现出来，增加了该粉体的比表面积和表面活性，可大大增强对制品的补强效果。
(2)加入偶联剂钛酸酯
加入偶联剂时物料的温度应在90℃以上，由于超细粉煤灰、石膏颗粒与纤维的界面性质有所不同，由此造成两者的亲合性差，影响到超细粉煤灰和石膏颗粒在高分子材料中的分散和交联等作用，填加量较大时复合材料的力学性能及其它部分性能下降。加入偶联剂钛酸酯后，粉煤灰表面存在的羟基和游离质子与偶联剂进行键合作用，超细粉煤灰和石膏颗粒能很好地与纤维交联。
(3)拌制石膏和火山岩纤维
将石膏和火山岩纤维混合，速度为20～30r/min，加入粉煤灰和钛酸酯混合料，搅拌3～5min，然后加入50％的总用水量，提高转速，速度为50～60r/min，搅拌时间为3～5min，形成物料组分1。
防磁石膏板性能不仅与各组分材料有关，而且在很大程度上还依赖于各组分材料的复合情况。如果搅拌不均匀，表面存在未分散开的火山岩纤维片状物，纤维未得到充分分散，复合效率低，防磁性能差。本发明提供的搅拌方法经过长期实践获得的。此外，该搅拌方法所制的防磁石膏板较密实，孔隙率较小，力学性能相对也较好。
(4)配置分散剂溶液。
在50％的总用水量中加入羟乙基纤维素，水温度为55℃。
(5)在物料组分1中依次加入分散剂溶液、消泡剂磷酸三丁酯、硫酸钠以及减水剂木钙，放入行星式石膏胶砂搅拌机搅拌5min。
(6)成型
将配好的物料加入到模具。成型方法采用压制成型，成型压力采用12MPa。
密实成型压力会影响防磁石膏板的电阻率。成型压力越高，防磁石膏板更密实，孔隙率小，因而导电性较好；压力对混合料的“压缩”作用也会大大缩短火山岩纤维的间距，增大火山岩纤维的搭接程度，使沿火山岩纤维网络的电子传导得以加强；同时，压力作用下的火山岩纤维与石膏间接触电阻也将变小。此外，火山岩纤维间距的缩短，也使得部分火山岩纤维间原以离子导电为主的电导变成以电子导电为主的电导，所有这些都大大增强了防磁石膏板的导电性。试验表明，成型压力为12MPa时防磁石膏板电阻率相对其他成型压力最少。
(7)养护
养护湿度保持在92％，养护温度为25℃～30℃。
养护湿度如果过低，石膏颗粒不能充分水化，影响石膏板的强度，经试验，养护湿度为95％时抗压强度为养护湿度为85％时抗压强度的1.2～1.3倍。表3为养护湿度对屏效的影响，表中显示在8～9GHz频段内，养护湿度对石膏板吸波性能影响较小，10～16GHz频段内，吸波性能随湿度的增加而减小，吸波能力随湿度增加而降低是因为当石膏板含水增加，石膏水化产物中的离子在溶液中可以运动而产生离子电导，石膏板的导电能力增强，反射率增加，导致吸波能力下降。表中还表明养护湿度超过92％后，屏效明显削弱。综合强度和吸波性能两种因素，养护湿度采用92％。
表3养护湿度对屏效的影响
对实施例中防磁石膏板进行试验，试验结果显示防磁石膏板的抗压强度达到了30MPa，防磁效果较理想。
Claims (2)
1.防磁石膏板，其特征是原料配比如下：火山岩纤维含量：7～8份，火山岩纤维长度为10mm；高强石膏：39～41份；粉煤灰：16～17份；偶联剂钛酸酯：0.2份；分散剂羟乙基纤维素：2～3份；消泡剂磷酸三丁酯：1～1.5份；减水剂木钙：0.3份；硫酸钠：0.5份；水：30～33份；制作步骤包括：
(1)处理粉煤灰
通过磁选机磁选较低磁场强度的粉煤灰，然后用超细磨将磁选后的粉煤灰磨到1200目；
(2)加入偶联剂钛酸酯
加入偶联剂时粉煤灰的温度为95℃；
(3)拌制石膏和火山岩纤维
将石膏和火山岩纤维混合，速度为20～30r/min，加入粉煤灰和钛酸酯混合料，搅拌3～5min，然后加入50％的总用水量，提高转速，速度为50～60r/min，搅拌时间为3～5min，形成物料组分1；
(4)配置分散剂溶液
在50％的总用水量中加入羟乙基纤维素，水温度为55℃；
(5)在物料组分1中依次加入分散剂溶液、消泡剂磷酸三丁酯、硫酸钠以及减水剂木钙，放入行星式石膏胶砂搅拌机搅拌5min；
(6)成型
将配好的物料加入到模具，成型方法采用压制成型，成型压力采用12MPa；
(7)养护
养护湿度保持在92％，养护温度为25℃～30℃。
2.根据权利要求1所述的防磁石膏板，其特征是最优原料配比如下：火山岩纤维：8份；高强石膏：40份；粉煤灰：16份；偶联剂钛酸酯：0.2份；分散剂羟乙基纤维素：2.5份；消泡剂磷酸三丁酯：1.2份；减水剂木钙：0.3份；硫酸钠：0.5份；水：31.3份。
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