CN104744011B - 一种耐水保温玻镁板及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐水保温玻镁板及制备方法，属于非金属矿物制造新型建筑材料技术领域，该玻镁板按照重量份主要由以下原料配制：轻烧氧化镁10～18份，六水氯化镁15～25份，水20～25份，矿渣微粉5～10份，疏水气凝胶0.5～2份，表面改性剂0.3～0.6份，抗水改性剂0.25～0.5份。本发明耐水保温玻镁板耐水性好，不易返卤，不翘曲变形，质轻，且保温性能大大提高，改善了现有玻镁板的质量缺陷，增加了玻镁板的应用范围。
Description
技术领域
本发明属于非金属矿物制造新型建筑材料技术领域，具体涉及一种耐水保温玻镁板及制备方法。
背景技术
氯氧镁水泥胶凝材料是由轻烧MgO、MgCl和H2O按照一定比例调和形成，又称索瑞尔(Sorel)水泥。氯氧镁水泥是一种气硬性胶凝材料，具有一系列优良的性能主要表现在：质量轻、强度高、碱度低、耐腐蚀、耐冲击、易成型、生产工艺简单、成本低、能耗小、环境友好等，使得其在建筑工程、市政工程、农业生产、环保行业、机械包装、交通和轻工业领域得到广泛应用。但是氯氧镁水泥胶凝材料的也存在许多明显缺点：如耐水性差、易开裂、翘曲变形、返卤返霜等，严重制约其发展，耐水性差表现在：一般的氯氧镁水泥制品在水中浸泡28d后其强度降低70％～80％。玻镁板是氯氧镁胶凝材料行业的主导产品，具有氯氧镁水泥胶凝材料的所有优缺点。
玻镁板的主要水化相是(5Mg(OH)2·MgCl2·8H2O)简称5·1·8相和(3Mg(OH)2·MgCl2·8H2O)简称3·1·8相，5·1·8相、3·1·8相的结构是一种含氯的复盐，具有水溶性，在有水浸泡的条件下，水化相解体，形成Cl-和Mg(OH)2沉淀，这也是玻镁板软化系数低，不耐水的主要原因。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的缺陷，提供一种保证普通玻镁板原有优良性能的基础上，耐水性和保温性同时增强的耐水保温玻镁板。
本发明的另一目的是提供该耐水保温玻镁板的制备方法。
本发明耐水保温玻镁板主要采用矿渣微粉和疏水气凝胶颗粒作为玻镁板的改性材料，不但提高了玻镁板的耐水性和保温性能，而且制备方法简单，操作简便，利于实施。
本发明的目的是通过以下方式实现的：
一种耐水保温玻镁板，按重量份主要由以下原料配制而成：
以上述原料总数为100％计，该玻镁板还可加入占原料重5～15％的木屑。优选木屑粒径≥12目，含水率≤20％。
作为优选的，所述轻烧氧化镁中MgO的质量百分含量为80～90％，余量为杂质。优选轻烧氧化镁粒径为180～200目。
作为优选的，所述六水氯化镁，其中MgCl2质量百分含量≥44％。
作为优选的，所述矿渣微粉为高炉矿渣，比表面积≥400m2/kg。高炉矿渣的主要成分是由CaO、MgO、Al2O3、MgO、SiO2、MnO、Fe2O3等组成的硅酸盐和铝酸盐。粒化高炉矿渣是一种具有良好的潜在活性的材料。
作为优选的，所述疏水气凝胶为SiO2、Al2O3、TiO2或ZrO2中的一种或几种的混合物，疏水角≥150°，颗粒堆积密度为30～60kg/m3，目数≥12目。
所述表面改性剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或几种的混合物。硅烷偶联剂优选为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-570，钛酸酯偶联剂优选为钛酸酯偶联剂NDZ-101、钛酸酯偶联剂NDZ-105、钛酸酯偶联剂NDZ-201、钛酸酯偶联剂NDZ-401。
作为优选的，所述抗水改性剂为磷酸、三磷酸钠和/或三磷酸钠水合物、多聚磷酸钠和/或多聚磷酸钠水合物、磷酸铝和/或磷酸铝水合物、铝酸盐、铁酸盐或铁铝酸盐中的一种或几种的混合物。
作为优选的，由以下原料按重量份配制而成：
作为优选的，由以下原料按重量份配制而成：
作为优选的，由以下原料按重量份配制而成：
上述耐水保温玻镁板的制备方法包括以下步骤：
A、将轻烧氧化镁、矿渣微粉与疏水气凝胶颗粒搅拌均匀，得到混合物料；
B、向六水氯化镁中加入水，搅拌至完全溶解；
C、将步骤B中得到的氯化镁溶液倒入步骤A得到的混合物料，并向混合物料中加入表面改性剂、抗水改性剂，搅拌混匀得到糊状的物料；
D、在模具底部铺一层无纺布，在无纺布上铺一层无碱或中碱玻纤布，将糊状的物料倒入到模具中，辊压成型，在顶部先铺设一层无碱或中碱玻纤布，再铺设一层无纺布；
E、常温下自然晾干；
F、再经7～28天常温养护即得成品。
优选成型温度控制在20～30℃，成型时间为20～30h。
上述耐水保温玻镁板的制备方法，还可以按照以下步骤进行：
A、将轻烧氧化镁、矿渣微粉、木屑与疏水气凝胶颗粒搅拌均匀，得到混合物料；
B、向六水氯化镁中加入水，搅拌至完全溶解；
C、将步骤B中得到的氯化镁溶液倒入步骤A得到的混合物料，并向混合物料中加入表面改性剂、抗水改性剂，搅拌混匀得到糊状的物料；
D、在模具底部铺一层无纺布，在无纺布上铺一层无碱或中碱玻纤布，将糊状的物料倒入到模具中，辊压成型，在顶部先铺设一层无碱或中碱玻纤布，再铺设一层无纺布；
E、常温下自然晾干；
F、再经7～28天常温养护即得成品。
优选成型温度控制在20～30℃，成型时间为20～30h。
最优选耐水保温玻镁板的制备方法按照以下步骤进行：
A、将轻烧氧化镁、矿渣微粉、木屑与疏水气凝胶颗粒加入到搅拌机内，搅拌3～5min，混合均匀得到混合物料；
B、向六水氯化镁中加入水，搅拌均匀，待六水氯化镁完全溶解于水中；
C、将步骤B中得到的氯化镁溶液倒入到含有步骤A混合物料的搅拌机内，同时加入表面改性剂、抗水改性剂，搅拌3～5min，混合均匀；
D、在模具底部铺一层无纺布，在无纺布上铺一层无碱或中碱玻纤布，打开搅拌机的出料口，将糊状的物料倒入到模具中，用辊子滚压成型，在顶部先铺设一层无碱或中碱玻纤布，再铺设一层无纺布，成型温度控制在20～30℃，成型时间为20～30h；
E、常温下自然晾干；
F、再经7～28天常温养护即得成品。
本发明通过矿渣微粉的改性，使得玻镁板既具有氯氧镁胶凝材料快硬早强性质，又具有硅酸盐、铝酸盐材料的水硬性。
玻镁板中单独添加抗水改性剂对于玻镁板的耐水性的改善并不明显，而本发明将矿渣微粉和抗水改性剂结合使用进一步增强了玻镁板的耐水性。
疏水气凝胶疏水角≥150°，颗粒堆积密度仅为30～60kg/m3，常温导热系数≤0.018W/(m·k)，耐酸碱腐蚀，性质稳定，它的加入，有效阻止了水的侵入，并大大降低了玻镁板的导热系数，提高了保温性能。
本发明采用的表面改性剂增加了配方中疏水气凝胶和其他浆料的相容性。
本发明与现有技术相比的优点：原材料丰富，制备方法简单。在玻镁板中加入具有较高活性的矿渣微粉，使得玻镁板既具有氯氧镁胶凝材料快硬早强性质，又具有硅酸盐、铝酸盐材料的水硬性，耐水性显著提高；抗水改性剂的添加进一步改善了玻镁板的耐水性；疏水气凝胶有效阻止了水的侵入，并大大降低了玻镁板的导热系数，提高了保温性能。本发明配方在保证玻镁板原有优良性能的基础上，有效弥补了传统玻镁板的性能缺陷，延长了其使用寿命，具有广阔的市场前景，作为一种新型建筑材料，能够发挥其保护生态环境的功能价值，符合当前社会节能减排、可持续发展的战略要求。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。所使用的六水氯化镁中MgCl2质量百分含量≥44％，所使用的木屑粒径≥12目，含水率≤20％。轻烧氧化镁中MgO的质量百分含量为80～90％，余量为杂质，轻烧氧化镁粒径为180-200目。疏水气凝胶颗粒(南京天印新材料科技有限公司生产)。
实施例1:
轻烧氧化镁15重量份，六水氯化镁20重量份，木屑8重量份，水20重量份，矿渣微粉6重量份，疏水气凝胶颗粒1.5重量份，表面改性剂硅烷偶联剂KH-550 0.5重量份，磷酸0.4重量份。
上述耐水保温玻镁板的制备方法，按照以下步骤进行：
A、将15重量份轻烧氧化镁、6重量份矿渣微粉(比表面积≥400m2/kg的高炉矿渣)、8重量份木屑与1.5重量份疏水气凝胶颗粒加入到搅拌机内，搅拌5min，混合均匀；
B、向20重量份六水氯化镁中加入20重量份水，搅拌均匀，待六水氯化镁完全溶解于水中；
C、将步骤B中得到的氯化镁溶液倒入到搅拌机内，同时加入0.5重量份表面改性剂硅烷偶联剂KH-550、0.4重量份磷酸，搅拌5min，混合均匀；
D、在模具底部铺一层无纺布，在无纺布上铺一层无碱或中碱玻纤布，打开搅拌机的出料口，将糊状的物料倒入到模具中，用辊子滚压成型，在顶部先铺设一层无碱或中碱玻纤布，再铺设一层无纺布，成型温度控制在20～30℃，成型时间为20～30h；
E、常温下自然晾干；
F、切割、裁边成所需尺寸；
G、再经7～28天常温养护即得成品。
实施例2:
轻烧氧化镁18重量份、矿渣微粉8重量份、木屑8重量份、疏水气凝胶颗粒2重量份、六水氯化镁23重量份、水23重量份、表面改性剂硅烷偶联剂KH-570 0.6重量份、磷酸铝0.5重量份。
上述耐水保温玻镁板的制备方法，按照以下步骤进行：
A、将18重量份轻烧氧化镁、8重量份矿渣微粉(比表面积≥400m2/kg的高炉矿渣)、8重量份木屑与2重量份疏水气凝胶颗粒加入到搅拌机内，搅拌5min，混合均匀；
B、向23重量份六水氯化镁中加入23重量份水，搅拌均匀，待六水氯化镁完全溶解于水中；
C、将步骤B中得到的氯化镁溶液倒入到搅拌机内，同时加入0.6重量份表面改性剂硅烷偶联剂KH-570、0.5重量份磷酸铝，搅拌5min，混合均匀；
D、在模具底部铺一层无纺布，在无纺布上铺一层无碱或中碱玻纤布，打开搅拌机的出料口，将糊状的物料倒入到模具中，用辊子滚压成型，在顶部先铺设一层无碱或中碱玻纤布，再铺设一层无纺布，成型温度控制在20～30℃，成型时间为20～30h；
E、常温下自然晾干；
F、切割、裁边成所需尺寸；
G、再经7～28天常温养护即得成品。
实施例3:
轻烧氧化镁15重量份、矿渣微粉5重量份、木屑7重量份、疏水气凝胶颗粒2重量份、六水氯化镁20重量份、水20重量份、表面改性剂钛酸酯偶联剂NDZ-101 0.6重量份、六聚磷酸钠0.5重量份。
上述耐水保温玻镁板的制备方法，按照以下步骤进行：
A、将15重量份轻烧氧化镁、5重量份矿渣微粉(比表面积≥400m2/kg的高炉矿渣)、7重量份木屑与2重量份疏水气凝胶颗粒加入到搅拌机内，搅拌5min，混合均匀；
B、向20重量份六水氯化镁中加入20重量份水，搅拌均匀，待六水氯化镁完全溶解于水中；
C、将步骤B中得到的氯化镁溶液倒入到搅拌机内，同时加入0.6重量份表面改性剂钛酸酯偶联剂NDZ-101、0.5重量份六聚磷酸钠，搅拌5min，混合均匀；
D、在模具底部铺一层无纺布，在无纺布上铺一层无碱或中碱玻纤布，打开搅拌机的出料口，将糊状的物料倒入到模具中，用辊子滚压成型，在顶部先铺设一层无碱或中碱玻纤布，再铺设一层无纺布，成型温度控制在20～30℃，成型时间为20～30h；
E、常温下自然晾干；
F、切割、裁边成所需尺寸；
G、再经7～28天常温养护即得成品。
实施例4:
轻烧氧化镁15重量份，六水氯化镁18重量份，水18重量份，矿渣微粉10重量份，疏水气凝胶颗粒1重量份，表面改性剂硅烷偶联剂KH560 0.25重量份，钛酸酯偶联剂NDZ-1050.2重量份，磷酸铝0.3重量份，磷酸0.1重量份。
上述耐水保温玻镁板的制备方法，按照以下步骤进行：
A、将轻烧氧化镁、矿渣微粉与疏水气凝胶颗粒搅拌均匀，得到混合物料；
B、向六水氯化镁中加入水，搅拌至完全溶解；
C、将步骤B中得到的氯化镁溶液倒入步骤A得到的混合物料，并向混合物料中加入表面改性剂、抗水改性剂，搅拌混匀得到糊状的物料；
D、在模具底部铺一层无纺布，在无纺布上铺一层无碱或中碱玻纤布，将糊状的物料倒入到模具中，辊压成型，在顶部先铺设一层无碱或中碱玻纤布，再铺设一层无纺布；成型温度控制在20～30℃，成型时间为20～30h；
E、常温下自然晾干；
F、再经7～28天常温养护即得成品。
实施例5：
轻烧氧化镁15重量份，六水氯化镁20重量份，木屑5重量份，水20重量份，矿渣微粉10重量份，疏水气凝胶颗粒1重量份，表面改性剂钛酸酯偶联剂NDZ-105 0.45重量份，六聚磷酸钠0.25重量份，磷酸0.25重量份。
制备方法同实施例1。
实施例6：
轻烧氧化镁18重量份，六水氯化镁25重量份，木屑10重量份，水25重量份，矿渣微粉10重量份，疏水气凝胶颗粒2重量份，表面改性剂钛酸酯偶联剂NDZ-201 0.6重量份，磷酸铝0.4重量份，磷酸0.1重量份。
制备方法同实施例1。
实施例7：
轻烧氧化镁10重量份，六水氯化镁15重量份，木屑5重量份，水20重量份，矿渣微粉10重量份，疏水气凝胶颗粒2重量份，表面改性剂硅烷偶联剂KH570 0.6重量份，三磷酸钠0.3重量份，磷酸0.05重量份。
制备方法同实施例1。
对比例：
未改性玻镁板的制备方法，按照以下步骤进行：
A、将20重量份轻烧氧化镁，10重量份木屑，加入到搅拌机内，搅拌5min，混合均匀；
B、向15重量份六水氯化镁中加入15重量份水，搅拌均匀，待六水氯化镁完全溶解于水中；
C、将步骤B中得到的氯化镁溶液倒入到搅拌机内，搅拌5min，混合均匀；
D、在模具底部铺一层无纺布，在无纺布上铺一层无碱或中碱玻纤布，打开搅拌机的出料口，将糊状的物料倒入到模具中，用辊子滚压成型，在顶部先铺设一层无碱或中碱玻纤布，再铺设一层无纺布，成型温度控制在20～30℃，成型时间为20～30h；
E、常温下自然晾干；
F、切割、裁边成所需尺寸；
G、再经7～28天常温养护即得成品。
表1实施例1-7及对比例产品性能测定结果
通过表1中的实验数据可以看出，本发明实施例抗折强度(抗折强度测试的样品厚度均为10mm)较未改性无明显变化对的同时，耐水性大大提高，且密度和导热系数也明显降低，且本发明配制方法简单。
Claims (8)
1.一种耐水保温玻镁板，其特征在于，该玻镁板按重量份主要由以下原料配制而成：
轻烧氧化镁 10~18份
六水氯化镁 15~25份
水 20~25份
矿渣微粉 5~10份
疏水气凝胶 0.5~2份
表面改性剂 0.3~0.6份
抗水改性剂 0.25~0.5份，
所述疏水气凝胶为SiO2、Al2O3、TiO2或ZrO2气凝胶中的一种或几种的混合物，疏水角≥150°，颗粒堆积密度为30~60kg/m3，目数≥12目；
所述表面改性剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种或几种的混合物；
所述抗水改性剂为磷酸、三磷酸钠和/或三磷酸钠水合物、多聚磷酸钠和/或多聚磷酸钠水合物、磷酸铝和/或磷酸铝水合物、铝酸盐、铁酸盐或铁铝酸盐中的一种或几种的混合物。
2.根据权利要求1所述的耐水保温玻镁板，其特征在于，该玻镁板还加入占原料重5~15%的木屑；木屑粒径≥12目，含水率≤20%。
3.根据权利要求1所述的耐水保温玻镁板，其特征在于，所述轻烧氧化镁中MgO的质量百分含量为80~90%，余量为杂质；六水氯化镁中，MgCl2质量百分含量≥44%。
4.根据权利要求1所述的耐水保温玻镁板，其特征在于，所述矿渣微粉为高炉矿渣，比表面积≥400m2/kg。
5.根据权利要求1所述的耐水保温玻镁板，其特征在于，硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550、硅烷偶联剂KH-570，钛酸酯偶联剂为钛酸酯偶联剂NDZ-101、钛酸酯偶联剂NDZ-105、钛酸酯偶联剂NDZ-201、钛酸酯偶联剂NDZ-401。
6.一种权利要求1所述的耐水保温玻镁板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A、将轻烧氧化镁、矿渣微粉与疏水气凝胶颗粒搅拌均匀，得到混合物料；
B、向六水氯化镁中加入水，搅拌至完全溶解；
C、将步骤B中得到的氯化镁溶液倒入步骤A得到的混合物料，并向混合物料中加入表面改性剂、抗水改性剂，搅拌混匀得到糊状的物料；
D、在模具底部铺一层无纺布，在无纺布上铺一层无碱或中碱玻纤布，将糊状的物料倒入到模具中，辊压成型，在顶部先铺设一层无碱或中碱玻纤布，再铺设一层无纺布；
E、常温下自然晾干；
F、再经7~28天常温养护即得成品。
7.一种权利要求2所述的耐水保温玻镁板的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A、将轻烧氧化镁、矿渣微粉、木屑与疏水气凝胶颗粒搅拌均匀，得到混合物料；
B、向六水氯化镁中加入水，搅拌至完全溶解；
C、将步骤B中得到的氯化镁溶液倒入步骤A得到的混合物料，并向混合物料中加入表面改性剂、抗水改性剂，搅拌混匀得到糊状的物料；
D、在模具底部铺一层无纺布，在无纺布上铺一层无碱或中碱玻纤布，将糊状的物料倒入到模具中，辊压成型，在顶部先铺设一层无碱或中碱玻纤布，再铺设一层无纺布；
E、常温下自然晾干；
F、再经7~28天常温养护即得成品。
8.根据权利要求6或7所述的耐水保温玻镁板的制备方法，其特征在于，所述的成型温度控制在20~30℃，成型时间为20~30h。
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