CN104003668A - 一种憎水性纤维增强硅酸钙板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种憎水性纤维增强硅酸钙板，其组成成分质量配比为：石灰14~17%、石英砂53~57%、水泥16~18%、微硅粉3~6%、木质纤维5~7%、有机硅防水剂1~3%。本发明还公开了一种憎水性纤维增强硅酸钙板的制造方法，包括配料、制浆、抄取、制胚、预养、蒸养和烘干。本发明公开的憎水性纤维增强硅酸钙板及其制造方法，料浆成分含有有机硅防水剂，其主要成分甲基硅酸盐在水和二氧化碳的作用下生成不溶性防水高分子化合物------有机硅树脂，从而获得吸水率≤5%的憎水性纤维增强硅酸钙板。在赋予了该制品优异的内外憎水性能的同时其本身抗折、抗冻25次冻融循环无起层和龟裂等破坏现象、防火性能符合国家标准且优于同等级密度普通纤维增强硅酸钙板。
Description
技术领域
本发明涉及建材技术领域，特别涉及一种憎水性纤维增强硅酸钙板及其制备方法。
背景技术
目前国内的普通硅酸钙板的共同缺点吸水率高极易受潮，使用范围局限，在用于外墙及地下潮湿环境时其施工工艺复杂耗时耗力。市面上所使用的憎水性硅酸钙制品生产工艺复杂，在制浆工艺上胶化反应需而外提供热源且制浆用时长能耗较高。
发明内容
针对上述硅酸钙板制品生产工艺及制品本身存在的缺点，本发明的目的是提供一种憎水性纤维增强硅酸钙板及其制造方法，该制品采用抄取法工艺进行生产，制作方法简单，对现有生产工艺无特殊要求。
本发明提供的一种憎水性纤维增强硅酸钙板，其组成成分质量配比为：
石灰14~17%、石英砂53~57%、水泥16~18%、微硅粉3~6%、木质纤维5~7%、有机硅防水剂1~3%。
所述石灰与石英砂的摩尔比为 0.25~0.5。
所述微硅粉中，SiO2的含量≥75%，120目筛余量≤4%，200目筛余量≤10%；
所述石灰中，CaO含量≥75%，140目筛余量≤10%；
所述石英砂中，SiO2含量≥95%，140目筛余量≤20%。
所述有机硅防水剂固含量≥32%，主要成份包括甲基硅酸钠；所述改性的步骤具体包括：将硫酸铝或硝酸铝中和后，用甲基硅酸钠溶液稀释，其固含量（甲基硅酸钠）≥32%，在水和二氧化碳的作用下，生成甲基硅酸醇，甲基硅酸醇其分子结构中的硅醇基与硅酸盐材料中的硅醇基反应脱水交联，从而实现反毛细管效应，形成优异的憎水层，同时具有微膨胀、增加密实度功能，所述憎水层为网状的有机硅树脂膜层。
本发明还提供一种憎水性纤维增强硅酸钙板的制造方法，包括以下步骤：
S1、配料：按组成成分质量配比分别称取：石灰14~17%、石英砂53~57%、水泥16~18%、微硅粉3~6%、木质纤维5~7%、有机硅防水剂1~3%；
S2、制浆：将步骤S1中称取的组分加水混合后打浆；
S3、抄取：对步骤S2中的料浆抄取，平铺形成单层料层厚度为0.2~0.3mm的薄膜；
S4、制胚：对步骤S3中的料浆进行制胚，料胚中所含水分25-28% ；料胚与有机硅防水剂质量比为1：0.1~0.4；
S5、预养：对步骤S4中制胚后的料胚预养；
S6、蒸养：预养步骤之后进行压蒸，恒温恒压阶段，压力范围0.95-1.0MPa；
S7、烘干。
步骤S3中，在真空环境中脱水，脱水的负压为0.01~0.02MPa，保证料浆中的含水率25-28%。
步骤S5中，预养温度为45-55℃，预养时间≥10小时，进行初步胶凝胶反应形成部分高碱度硅酸盐以达到脱模所需强度。
所述有机硅防水剂，是将硫酸铝或硝酸铝中和后，用甲基硅酸钠溶液稀释，其固含量（甲基硅酸钠）≥32%，，并且在水和二氧化碳的作用下生成甲基硅酸醇，其分子结构中的硅醇基与硅酸盐材料中的硅醇基反应脱水交联，从而实现反毛细管效应，形成优异的憎水层，同时具有微膨胀、增加密实度功能。
所述石灰与石英砂的摩尔比为 0.25-0.5。
所述微硅粉中，SiO2的含量≥75%，120目筛余量≤4%，200目筛余量≤10%；
所述石灰中，CaO含量≥75%，140目筛余量≤10%；
所述石英砂中，SiO2含量≥95%，140目筛余量≤20%。
在真空环境中脱水，脱水的负压为0.01~0.02MPa，保证料浆中的含水率25-28%。
本发明公开的憎水性纤维增强硅酸钙板及其制造方法，料浆成分含有有机硅防水剂，其主要成分甲基硅酸盐在水和二氧化碳的作用下生成不溶性防水高分子化合物------有机硅树脂，从而获得吸水率≤5%的憎水性纤维增强硅酸钙板。在赋予了该制品优异的内外憎水性能的同时其本身抗折、抗冻25次循环无起层和龟裂等破坏现象、防火性能符合国家标准且优于同等级密度普通纤维增强硅酸钙板。
石灰14%、石英砂57%、水泥16%、微硅粉3%、木质纤维7%、有机硅防水剂3%。
石灰16%、石英砂55%、水泥17%、微硅粉4%、木质纤维6%、有机硅防水剂2%。
石灰15%、石英砂54%、水泥18%、微硅粉5%、木质纤维5%、有机硅防水剂2%。
石灰17%、石英砂55%、水泥16%、微硅粉6%、木质纤维5%、有机硅防水剂1%。
石灰17%、石英砂53%、水泥17%、微硅粉5%、木质纤维5%、有机硅防水剂3%。
具体实施方式
下面将结合各个实施例对本发明的技术方案作进一步说明：
实施例一
本发明提供的一种憎水性纤维增强硅酸钙板，其组成成分质量配比为：
石灰14%、石英砂57%、水泥16%、微硅粉3%、木质纤维7%、有机硅防水剂3%。
所述石灰与石英砂的摩尔比为 0.25~0.5。
所述微硅粉中，SiO2的含量=75%，120目筛余量=4%，200目筛余量=10%；
所述石灰中，CaO含量=75%，140目筛余量=10%；
所述石英砂中，SiO2含量=95%，140目筛余量=20%。
所述有机硅防水剂，是对有机硅树脂改性获得的，并且在水和二氧化碳的作用下生成甲基硅酸盐固态含量≥32%的不溶性防水高分子化合物。
具体的，其组成成分质量配比为：
所述憎水性纤维增强硅酸钙板的制造方法，包括以下步骤：
S1、配料：按组成成分质量配比分别称取：石灰14%、石英砂57%、水泥16%、微硅粉3%、木质纤维7%、有机硅防水剂3%。
S2、制浆：将步骤S1中称取的组分加水混合后打浆；
制浆过程在常温常压下进行，与其硅质材料混合时无需提供其它热源，其使用的热源为石灰消化过程所释放热量，石灰消化过程20分钟。
S3、抄取：对步骤S2中的料浆抄取，平铺形成单层料层厚度为0.2mm的薄膜；在真空环境中脱水，脱水的负压为0.01MPa，保证料浆中的含水率25-28%。
单层料层厚度为0.2mm真空脱水负压为0.01MPa可保证料胚含水率及毛毯正常运行。
S4、制胚：对步骤S3中的料浆进行制胚，料胚中所含水分25% ；料胚与有机硅防水剂质量比为1：0.1；
S5、预养：对步骤S4中制胚后的料胚预养；预养温度为45℃，预养时间=10小时，进行初步胶凝胶反应形成部分高碱度硅酸盐以达到脱模所需强度。
S6、蒸养：预养步骤之后进行压蒸，恒温恒压阶段压力范围0.95MPa；
S7、烘干。
所述有机硅防水剂，是对有机硅树脂改性获得的，并且在水和二氧化碳的作用下生成甲基硅酸盐固态含量≥32%的不溶性防水高分子化合物。
通过本发明提供的上述步骤的制造方法制得的憎水性纤维增强硅酸钙板，与现有技术中普通的憎水性纤维增强硅酸钙板相比如下：
| 吸水率 | 浸水饱和抗折强度 | 绝干抗折强度 | 密度 | 防火等级 | |
| 普通 | 45.0% | 8.5MPa | 13.3MPa | 1.28g/cm3 | A |
| 本专利产品 | 4.8% | 13.2MPa | 13.8Mpa | 1.27 g/cm3 | A |
实施例二
本发明提供的一种憎水性纤维增强硅酸钙板，其组成成分质量配比为：
石灰16%、石英砂55%、水泥17%、微硅粉4%、木质纤维6%、有机硅防水剂2%。
所述石灰与石英砂的摩尔比为 0.25~0.5。
所述微硅粉中，SiO2的含量=78%，120目筛余量=3.5%，200目筛余量=9%；
所述石灰中，CaO含量=76%，140目筛余量=9.8%；
所述石英砂中，SiO2含量=95。5%，140目筛余量=18%。
所述有机硅防水剂，是对有机硅树脂改性获得的，并且在水和二氧化碳的作用下生成甲基硅酸盐固态含量≥32%的不溶性防水高分子化合物。
具体的，其组成成分质量配比为：
所述憎水性纤维增强硅酸钙板的制造方法，包括以下步骤：
S1、配料：按组成成分质量配比分别称取：石灰16%、石英砂55%、水泥17%、微硅粉4%、木质纤维6%、有机硅防水剂2%。
S2、制浆：将步骤S1中称取的组分加水混合后打浆；
制浆过程在常温常压下进行，与其硅质材料混合时无需提供其它热源，其使用的热源为石灰消化过程所释放热量，石灰消化过程≥20分钟。
S3、抄取：对步骤S2中的料浆抄取，平铺形成单层料层厚度为0.3mm的薄膜；在真空环境中脱水，脱水的负压为0.02MPa，保证料浆中的含水率28%。
单层料层厚度为0.3mm真空脱水负压为0.02MPa可保证料胚含水率及毛毯正常运行。
S4、制胚：对步骤S3中的料浆进行制胚，料胚中所含水分28% ；料胚与有机硅防水剂质量比为1：0.4；
S5、预养：对步骤S4中制胚后的料胚预养；预养温度为55℃，预养时间12小时，进行初步胶凝胶反应形成部分高碱度硅酸盐以达到脱模所需强度。
S6、蒸养：预养步骤之后进行压蒸，恒温恒压阶段压力范围1.0MPa；
S7、烘干。
所述有机硅防水剂，是对有机硅树脂改性获得的，并且在水和二氧化碳的作用下生成甲基硅酸盐固态含量≥32%的不溶性防水高分子化合物。
通过本发明提供的上述步骤的制造方法制得的憎水性纤维增强硅酸钙板，与现有技术中普通的憎水性纤维增强硅酸钙板相比如下：
| 吸水率 | 浸水饱和抗折强度 | 绝干抗折强度 | 密度 | 防火等级 | |
| 普通 | 45.0% | 8.5MPa | 13.3MPa | 1.28g/cm3 | A |
| 本专利产品 | 4.6% | 13.1MPa | 13.9Mpa | 1.26 g/cm3 | A |
实施例三
本发明提供的一种憎水性纤维增强硅酸钙板，其组成成分质量配比为：
石灰15%、石英砂54%、水泥18%、微硅粉5%、木质纤维5%、有机硅防水剂2%。
所述石灰与石英砂的摩尔比为 0.25~0.5。
所述微硅粉中，SiO2的含量=77%，120目筛余量=3.8%，200目筛余量=9.2%；
所述石灰中，CaO含量=79%，140目筛余量=9.9%；
所述石英砂中，SiO2含量=96%，140目筛余量=18%。
所述有机硅防水剂，是对有机硅树脂改性获得的，并且在水和二氧化碳的作用下生成甲基硅酸盐固态含量≥32%的不溶性防水高分子化合物。
具体的，其组成成分质量配比为：
所述憎水性纤维增强硅酸钙板的制造方法，包括以下步骤：
S1、配料：按组成成分质量配比分别称取：石灰15%、石英砂54%、水泥18%、微硅粉5%、木质纤维5%、有机硅防水剂2%。
S2、制浆：将步骤S1中称取的组分加水混合后打浆；
制浆过程在常温常压下进行，与其硅质材料混合时无需提供其它热源，其使用的热源为石灰消化过程所释放热量，石灰消化过程30分钟。
S3、抄取：对步骤S2中的料浆抄取，平铺形成单层料层厚度为0.25mm的薄膜；在真空环境中脱水，脱水的负压为0.015MPa，保证料浆中的含水率26%。
单层料层厚度为0.25mm真空脱水负压为0.015MPa可保证料胚含水率及毛毯正常运行。
S4、制胚：对步骤S3中的料浆进行制胚，料胚中所含水分26% ；料胚与有机硅防水剂质量比为1：0.2；
S5、预养：对步骤S4中制胚后的料胚预养；预养温度为48℃，预养时间15小时，进行初步胶凝胶反应形成部分高碱度硅酸盐以达到脱模所需强度。
S6、蒸养：预养步骤之后进行压蒸，压力范围0.98MPa；
S7、烘干。
所述有机硅防水剂，是对有机硅树脂改性获得的，并且在水和二氧化碳的作用下生成甲基硅酸盐固态含量≥32%的不溶性防水高分子化合物。
通过本发明提供的上述步骤的制造方法制得的憎水性纤维增强硅酸钙板，与现有技术中普通的憎水性纤维增强硅酸钙板相比如下：
| 吸水率 | 浸水饱和抗折强度 | 绝干抗折强度 | 密度 | 防火等级 | |
| 普通 | 45.0% | 8.5MPa | 13.3MPa | 1.28g/cm3 | A |
| 本专利产品 | 4.6% | 13.5MPa | 13.5Mpa | 1.25 g/cm3 | A |
实施例四
本发明提供的一种憎水性纤维增强硅酸钙板，其组成成分质量配比为：
石灰17%、石英砂55%、水泥16%、微硅粉6%、木质纤维5%、有机硅防水剂1%。
所述石灰与石英砂的摩尔比为 0.25~0.5。
所述微硅粉中，SiO2的含量=77%，120目筛余量=3.6%，200目筛余量=8%；
所述石灰中，CaO含量=80%，140目筛余量=8%；
所述石英砂中，SiO2含量=96%，140目筛余量=17%。
所述有机硅防水剂，是对有机硅树脂改性获得的，并且在水和二氧化碳的作用下生成甲基硅酸盐固态含量≥32%的不溶性防水高分子化合物。
具体的，其组成成分质量配比为：
所述憎水性纤维增强硅酸钙板的制造方法，包括以下步骤：
S1、配料：按组成成分质量配比分别称取：石灰17%、石英砂55%、水泥16%、微硅粉6%、木质纤维5%、有机硅防水剂1%。
S2、制浆：将步骤S1中称取的组分加水混合后打浆；
制浆过程在常温常压下进行，与其硅质材料混合时无需提供其它热源，其使用的热源为石灰消化过程所释放热量，石灰消化过程40分钟。
S3、抄取：对步骤S2中的料浆抄取，平铺形成单层料层厚度为0.27mm的薄膜；在真空环境中脱水，脱水的负压为0.017MPa，保证料浆中的含水率27%。
单层料层厚度为0.28mm真空脱水负压为0.018MPa可保证料胚含水率及毛毯正常运行。
S4、制胚：对步骤S3中的料浆进行制胚，料胚中所含水分27% ；料胚与有机硅防水剂质量比为1：0.3；
S5、预养：对步骤S4中制胚后的料胚预养；预养温度为52℃，预养时间20小时，进行初步胶凝胶反应形成部分高碱度硅酸盐以达到脱模所需强度。
S6、蒸养：预养步骤之后进行压蒸，恒温恒压阶段压力范围0.99MPa；
S7、烘干。
所述有机硅防水剂，是对有机硅树脂改性获得的，并且在水和二氧化碳的作用下生成甲基硅酸盐固态含量≥32%的不溶性防水高分子化合物。
通过本发明提供的上述步骤的制造方法制得的憎水性纤维增强硅酸钙板，与现有技术中普通的憎水性纤维增强硅酸钙板相比如下：
| 吸水率 | 浸水饱和抗折强度 | 绝干抗折强度 | 密度 | 防火等级 | |
| 普通 | 45.0% | 8.5MPa | 13.3MPa | 1.28g/cm3 | A |
| 本专利产品 | 4.5% | 13.0MPa | 13.9Mpa | 1.27 g/cm3 | A |
实施例五
本发明提供的一种憎水性纤维增强硅酸钙板，其组成成分质量配比为：
石灰17%、石英砂53%、水泥17%、微硅粉5%、木质纤维5%、有机硅防水剂3%。
所述石灰与石英砂的摩尔比为 0.25~0.5。
所述微硅粉中，SiO2的含量=80%，120目筛余量≤4%，200目筛余量≤10%；
所述石灰中，CaO含量≥80%，140目筛余量=9%；
所述石英砂中，SiO2含量=95%，140目筛余量=18%。
所述有机硅防水剂，是对有机硅树脂改性获得的，并且在水和二氧化碳的作用下生成甲基硅酸盐固态含量≥32%的不溶性防水高分子化合物。
具体的，其组成成分质量配比为：
所述憎水性纤维增强硅酸钙板的制造方法，包括以下步骤：
S1、配料：按组成成分质量配比分别称取：石灰17%、石英砂53%、水泥17%、微硅粉5%、木质纤维5%、有机硅防水剂3%。
S2、制浆：将步骤S1中称取的组分加水混合后打浆；
制浆过程在常温常压下进行，与其硅质材料混合时无需提供其它热源，其使用的热源为石灰消化过程所释放热量，石灰消化过程50分钟。
S3、抄取：对步骤S2中的料浆抄取，平铺形成单层料层厚度为0.22mm的薄膜；在真空环境中脱水，脱水的负压为0.012MPa，保证料浆中的含水率25%。
单层料层厚度为0.22mm真空脱水负压为0.012MPa可保证料胚含水率及毛毯正常运行。
S4、制胚：对步骤S3中的料浆进行制胚，料胚中所含水分25% ；料胚与有机硅防水剂质量比为1：0.3；
S5、预养：对步骤S4中制胚后的料胚预养；预养温度为50℃，预养时间12小时，进行初步胶凝胶反应形成部分高碱度硅酸盐以达到脱模所需强度。
S6、蒸养：预养步骤之后进行压蒸，恒温恒压阶段压力范围0.96MPa；
S7、烘干。
所述有机硅防水剂，是对有机硅树脂改性获得的，并且在水和二氧化碳的作用下生成甲基硅酸盐固态含量≥32%的不溶性防水高分子化合物。
通过本发明提供的上述步骤的制造方法制得的憎水性纤维增强硅酸钙板，与现有技术中普通的憎水性纤维增强硅酸钙板相比如下：
| 吸水率 | 浸水饱和抗折强度 | 绝干抗折强度 | 密度 | 防火等级 | |
| 普通 | 45.0% | 8.5MPa | 13.3MPa | 1.28g/cm3 | A |
| 本专利产品 | 4.6% | 14.8MPa | 14.9Mpa | 1.28 g/cm3 | A |
料浆成分含有有机硅防水剂，其主要成分为甲基硅酸盐固含量≥32%，在水和二氧化碳的作用下生成不溶性防水高分子化合物------—有机硅树脂，从而获得吸水率≤5%的憎水性纤维增强硅酸钙板。
采用本方法制造的憎水性纤维增强硅酸钙板，具有内外憎水性能的同时，其本身抗折、抗冻（冻-20±2℃90分钟，溶20±2℃30分钟）效果、以及25次循环无起层和龟裂等破坏现象、防火性能（炉内升温小于10℃，质量损失小于等于17%，持续燃烧时间0S）乃符合国家标准且优于同等级密度普通纤维增强硅酸钙板。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种憎水性纤维增强硅酸钙板，其特征在于，其组成成分质量配比为：石灰14~17%、石英砂53~57%、水泥16~18%、微硅粉3~6%、木质纤维5~7%、有机硅防水剂1~3%。
2.如权利要求1所述的一种憎水性纤维增强硅酸钙板，其特征在于，所述石灰与石英砂的摩尔比为 0.25-0.5。
3.如权利要求1或2所述的一种憎水性纤维增强硅酸钙板，其特征在于，所述微硅粉中，SiO2的含量≥75%，120目筛余量≤4%，200目筛余量≤10%；所述石灰中，CaO含量≥75%，140目筛余量≤10%；所述石英砂中，SiO2含量≥95%，140目筛余量≤20%。
4.如权利要求1或2所述的一种憎水性纤维增强硅酸钙板，其特征在于，所述有机硅防水剂固含量≥32%，主要成份包括改性的甲基硅酸钠；所述改性的步骤具体包括：将硫酸铝或硝酸铝中和后，用甲基硅酸钠溶液稀释，其固含量（甲基硅酸钠）≥32%，在水和二氧化碳的作用下，生成甲基硅酸醇，甲基硅酸醇分子结构中的硅醇基与硅酸盐材料中的硅醇基反应脱水交联，从而实现反毛细管效应，形成优异的憎水层，同时具有微膨胀、增加密实度功能。
5.如权利要求1所述的憎水性纤维增强硅酸钙板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、配料：按组成成分质量配比分别称取：石灰14~17%、石英砂53~57%、水泥16~18%、微硅粉3~6%、木质纤维5~7%、有机硅防水剂1~3%；
S2、制浆：将步骤S1中称取的组分加水混合后打浆；
S3、抄取：对步骤S2中的料浆抄取，平铺形成单层料层厚度为0.2~0.3mm的薄膜；
S4、制胚：对步骤S3中的料浆进行制胚，料胚中所含水分25-28% ；料胚与有机硅防水剂质量比为1：0.1~0.4；
S5、预养：对步骤S4中制胚后的料胚预养；
S6、蒸养：预养步骤之后进行压蒸，压力范围0.95-1.0MPa；
S7、烘干。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S3中，在真空环境中脱水，脱水的负压为0.01~0.02MPa，保证料浆中的含水率25-28%。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤S5中，预养温度为45-55℃，预养时间≥10小时，进行初步胶凝胶反应形成部分高碱度硅酸盐以达到脱模所需强度。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述有机硅防水剂，是将硫酸铝或硝酸铝中和后，用甲基硅酸钠溶液稀释，其固含量（甲基硅酸钠）≥32%，，并且在水和二氧化碳的作用下生成甲基硅酸醇，其分子结构中的硅醇基与硅酸盐材料中的硅醇基反应脱水交联，从而实现反毛细管效应，形成优异的憎水层，同时具有微膨胀、增加密实度功能。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述石灰与石英砂的摩尔比为 0.25-0.5。
10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述微硅粉中，SiO2的含量≥75%，120目筛余量≤4%，200目筛余量≤10%；所述石灰中，CaO含量≥75%，140目筛余量≤10%；所述石英砂中，SiO2含量≥95%，140目筛余量≤20%。
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