CN102400498B - 一种新型增强矿棉吸声板及其制法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型增强矿棉吸声板，包括：矿棉：100份、聚丙烯酰胺：0.6-1.0份、改性淀粉：5-9份、凹凸棒粘土：10-16份、硫酸铝：0.4-0.7份、乳化石蜡：0.5-0.7份、石膏晶须：2-30份。本发明还公开了一种新型增强矿棉板的制备方法，包括配料、成型、干燥、表面精加工。本发明采用纯度低的脱硫石膏制备出石膏晶须，并通过添加石膏晶须增强了矿棉吸声板的强度。石膏晶须具有强度高、韧性好、耐高温、抗化学腐蚀等优点，它作为细微的单晶体，内部结构十分完整，高度有序的原子排列，使它几乎不存在任何普通材料的空穴、杂质、颗粒界面等缺陷，强度接近晶体理论值一原子间价键的强度。
Description
技术领域
本发明涉及建筑装饰材料及其制备方法，具体的说，是一种新型增强矿棉吸声板及其制备方法。
背景技术
矿棉板是一种新型建筑材料，其因具有优良的防火、防水、防潮、隔音、隔热、易深加工等性能，所以在国内外被广泛用于公共建筑的装饰吊顶，也可用于工业厂房、高级住宅和高层建筑。
晶须作为细微的单晶体，内部结构十分完整，高度有序的原子排列，使它几乎不存在任何普通材料的空穴、杂质、颗粒界面等缺陷，强度接近晶体理论值一原子间价键的强度。石膏晶须无毒无害，具有强度高、韧性好、耐高温、抗化学腐蚀、易进行表面处理等优点，可用作中等强度的填充剂。
脱硫石膏是对含硫燃料(煤、油等)燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理得到的工业副产石膏，是由烟气中的SO2和石灰石CaCO3发生反应而得的。其主要成分是CaSO4·2H2O，还有少量的CaCO3和CaSO3以及一些粉煤灰、有机碳、碳酸钙、氧化铝、氧化硅、氧化铁等杂质。根据脱硫工艺和石灰石原料纯度的不同，脱硫石膏的纯度也有很大差别。国外的脱硫工艺先进，日本和欧洲，其脱硫石膏的纯度达到95％以上。我国脱硫工艺相对落后，脱硫石膏的纯度在75％～90％之间。石膏原料的纯度是影响石膏晶须能否合成的最关键的因素。如果石膏中含有较多杂质，就会导致晶须无法定向生长。目前，石膏晶须的制备通常采用品位极高的石膏，如“利用烟气脱硫石膏制备硫酸钙晶须的方法”(CN 200810011193.5)专利技术中就是要求脱硫石膏中二水硫酸钙的含量高于90％，这对于我国现有的脱硫石膏纯度是不适用的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种新型增强矿棉吸声板及其制法，利用纯度在75％～90％之间的脱硫石膏制备出石膏晶须，并添加在矿棉吸声板中，提高了矿棉吸声板的强度。
本发明提供的一种新型增强矿棉吸声板包括：
矿棉： 100份
聚丙烯酰胺： 0.6-1.0份
改性淀粉： 5-9份
凹凸棒粘土： 10-16份
硫酸铝： 0.4-0.7份
乳化石蜡： 0.5-0.7份
石膏晶须： 2-30份；
其中，所述石膏晶须按照如下步骤得到：
步骤1：制浆，将纯度在75％～90％的脱硫石膏与水混合均匀，制成固含量为2％-15％的料浆；
步骤2：除杂，将步骤1的料浆中加入稀硫酸，过滤，洗涤，再加入稀硫酸以调整料浆的pH值为1-5，固含量为2％-15％，然后放入高压反应釜，在温度为50-90℃和搅拌速度为50转/min-300转/min的条件下通入氧气，反应5-30min后停止通入氧气；
步骤3：水热合成，步骤2中的高压反应釜中加入晶型稳定剂后，关闭进气口、出气口，升温至110-160℃，搅拌速度为50转/min-300转/min，保温30-600min，过滤，洗涤；
步骤4：干燥，将洗涤后的石膏晶须在110-600℃的条件下保温2-5小时，得到石膏晶须产品。
优选地，所述粒状棉是以工业废渣——高炉矿渣为原料制成的。
本发明提供了一种新型增强矿棉板的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：配料，称量粒状棉100重量份，凹凸棒粘土10-16重量份，改性淀粉5-9重量份，乳化石蜡0.5-0.7重量份，聚丙烯酰胺0.6-1.0重量份，Al2(SO4)30.4-0.7重量份，石膏晶须2-30重量份，将上述原料在配料搅拌机中充分搅拌后，输出到回料机；
步骤2：成型，将上述混合物料在成网机湿法抄取成型，经过切割机高压水切成大板。
步骤3：干燥，将上述大板通过分配机输送至干燥窑，在230-285℃烘干2小时左右；
步骤4：表面精加工，大板出窑后按规格切割，并进行表面精加工，表面精加工的方法与现有矿棉板表面精加工方法相同。
步骤5：包装，成品经检验合格后包装入库；
其中，所述石膏晶须按照如下步骤得到：
步骤6：制浆，将纯度在75％～90％的脱硫石膏与水混合均匀，制成固含量为2％-15％的料浆；
步骤7：除杂，将步骤1的料浆中加入稀硫酸，过滤，洗涤，再加入稀硫酸以调整料浆的pH值为1-5，固含量为2％-15％，然后放入高压反应釜，在温度为50-90℃和搅拌速度为50转/min-300转/min的条件下通入氧气，反应5-30min后停止通入氧气；
步骤8：水热合成，步骤2中的高压反应釜中加入晶型稳定剂后，关闭进气口、出气口，升温至110-160℃，搅拌速度为50转/min-300转/min，保温30-600min，过滤，洗涤；
步骤9：干燥，将洗涤后的石膏晶须在110-600℃的条件下保温2-5小时，得到石膏晶须产品。
优选地，所述粒状棉是以工业废渣——高炉矿渣为原料制成的。
优选地，石膏晶须直径小于2μm，长径比大于50。
本发明具有以下优点：
本发明采用纯度低的脱硫石膏制备出石膏晶须，并通过添加石膏晶须增强了矿棉吸声板的强度。石膏晶须具有强度高、韧性好、耐高温、抗化学腐蚀等优点，它作为细微的单晶体，内部结构十分完整，高度有序的原子排列，使它几乎不存在任何普通材料的空穴、杂质、颗粒界面等缺陷，强度接近晶体理论值一原子间价键的强度。本发明在矿棉吸声板中加入石膏晶须后，弯曲破坏载荷提高了10-30％。此外，本发明能够充分利用纯度在75％～90％的脱硫石膏，不仅充分利用了工业废弃的脱硫石膏，实现废物再利用，而且大大降低了生产成本。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：
图1为本发明低纯度脱硫石膏制备石膏晶须示意图。
图2为本发明一种新型增强矿棉吸声板制备示意图。
具体实施方式
按照图1所示流程图进行石膏晶须制备。
使用纯度在75％～90％之间的脱硫石膏为原料制备石膏晶须，步骤如下：
步骤1：制浆。将脱硫石膏与水混合均匀，制成固含量为2％-15％的料浆。
步骤2：除杂。将步骤1的料浆中加入稀硫酸，过滤，洗涤，再加入稀硫酸以调整料浆的pH值为1-5，固含量为2％-15％，然后放入高压反应釜，在温度为50-90℃和搅拌速度为50转/min-300转/min的条件下通入氧气，反应5-30min后停止通入氧气。
步骤3：水热合成。步骤2中的高压反应釜中加入晶型稳定剂后，关闭进气口、出气口，升温至110-160℃，搅拌速度为50转/min-300转/min，保温30-600min，过滤，洗涤。
步骤4：干燥。将洗涤后的石膏晶须在110-600℃的条件下保温2-5小时，得到石膏晶须产品。
得到的石膏晶须直径为0.1-4μm，长径比为30-150。
实施例1
按照图2所示流程图进行矿棉板制备。
步骤1：称量粒状棉100重量份，凹凸棒粘土10重量份，改性淀粉5重量份，乳化石蜡0.5重量份，聚丙烯酰胺0.6重量份，Al2(SO4)30.4重量份，石膏晶须12重量份。将上述原料在配料搅拌机中充分搅拌后，输出到回料机。
步骤2：将上述混合物料在成网机湿法抄取成型，经过切割机高压水切成大板。
步骤3：将上述大板通过分配机输送至干燥窑，在230-285℃烘干2小时左右。
步骤4：大板出窑后按规格切割成600cm×600cm规格大小，并进行表面精加工，表面精加工的方法与现有矿棉板表面精加工方法相同。
步骤5：精加工后制成12mm厚矿棉板成品。
测试表明，所述新型高强矿棉吸声板符合国家标准，与传统矿棉吸声板比较物理力学性能显著提高，弯曲破坏载荷提高18％。
实施例2
本实施例中，按照如下配比称取各组分：称量粒状棉100重量份，凹凸棒粘土14重量份，改性淀粉8重量份，乳化石蜡0.6重量份，聚丙烯酰胺0.9重量份，Al2(SO4)30.6重量份，石膏晶须30重量份。制备流程同实施例1，制得12mm厚功能性矿棉板。
测试表明，所述新型高强矿棉吸声板符合国家标准，与传统矿棉吸声板比较物理力学性能显著提高，弯曲破坏载荷提高30％。
实施例3
本实施例中，按照如下配比称取各组分：称量粒状棉100重量份，凹凸棒粘土16重量份，改性淀粉9重量份，乳化石蜡0.7重量份，聚丙烯酰胺1.0重量份，Al2(SO4)30.7重量份，石膏晶须2重量份。制备流程同实施例1，制得12mm厚功能性矿棉板。
测试表明，所述新型高强矿棉吸声板符合国家标准，与传统矿棉吸声板比较物理力学性能显著提高，弯曲破坏载荷提高10％。
Claims (5)
1.一种新型增强矿棉吸声板，其特征在于，包括：
其中，所述石膏晶须按照如下步骤得到：
步骤1：制浆，将纯度在75％～90％的脱硫石膏与水混合均匀，制成固含量为2％-15％的料浆；
步骤2：除杂，将步骤1的料浆中加入稀硫酸，过滤，洗涤，再加入稀硫酸以调整料浆的pH值为1-5，固含量为2％-15％，然后放入高压反应釜，在温度为50-90℃和搅拌速度为50转/min-300转/min的条件下通入氧气，反应5-30min后停止通入氧气；
步骤3：水热合成，步骤2中的高压反应釜中加入晶型稳定剂后，关闭进气口、出气口，升温至110-160℃，搅拌速度为50转/min-300转/min，保温30-600min，过滤，洗涤；
步骤4：干燥，将洗涤后的石膏晶须在110-600℃的条件下保温2-5小时，得到石膏晶须产品。
2.如权利要求1所述的一种新型增强矿棉吸声板，其特征在于，所述矿棉为粒状棉，所述粒状棉是以高炉矿渣为原料制成的。
3.一种新型增强矿棉吸声板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：配料，称量粒状棉100重量份，凹凸棒粘土10-16重量份，改性淀粉5-9重量份，乳化石蜡0.5-0.7重量份，聚丙烯酰胺0.6-1.0重量份，Al2(SO4)30.4-0.7重量份，石膏晶须2-30重量份，将上述原料在配料搅拌机中充分搅拌后，输出到回料机；
步骤2：成型，将上述混合物料在成网机湿法抄取成型，经过切割机高压水切成大板；
步骤3：干燥，将上述大板通过分配机输送至干燥窑，在230-285℃烘干2小时；
步骤4：表面精加工，大板出窑后按规格切割，并进行表面精加工，表面精加工的方法与现有矿棉板表面精加工方法相同；
步骤5：包装，成品经检验合格后包装入库；
其中，所述石膏晶须按照如下步骤得到：
步骤1：制浆，将纯度在75％～90％的脱硫石膏与水混合均匀，制成固含量为2％-15％的料浆；
步骤2：除杂，将步骤1的料浆中加入稀硫酸，过滤，洗涤，再加入稀硫酸以调整料浆的pH值为1-5，固含量为2％-15％，然后放入高压反应釜，在温度为50-90℃和搅拌速度为50转/min-300转/min的条件下通入氧气，反应5-30min后停止通入氧气；
步骤3：水热合成，步骤2中的高压反应釜中加入晶型稳定剂后，关闭进气口、出气口，升温至110-160℃，搅拌速度为50转/min-300转/min，保温30-600min，过滤，洗涤；
步骤4：干燥，将洗涤后的石膏晶须在110-600℃的条件下保温2-5小时，得到石膏晶须产品。
4.如权利要求3所述的一种新型增强矿棉吸声板的制备方法，其特征在于，所述粒状棉是以高炉矿渣为原料制成的。
5.如权利要求3所述的一种新型增强矿棉吸声板的制备方法，其特征在于，所述石膏晶须直径小于2μm，长径比大于50。
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