CN105777039B - 一种磷石膏基轻质保温板及其制备方法 - Google Patents

一种磷石膏基轻质保温板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种磷石膏基轻质保温板及其制备方法，制备保温板的原材料包括以下重量份的材料组分：磷建筑石膏100份，高强石膏10～30份，轻集料3～12份，分散剂0.1～0.3份，缓凝剂0.3～0.5份，保水剂0.2～0.4份，引气剂0.1～0.3份。其制备方法为：按照水灰比0.70‑0.80：1将水加入搅拌机内，加入引气剂、缓凝剂、分散剂、保水剂，搅拌，再将磷建筑石膏、高强石膏、轻集料混合均匀得到的干料加入搅拌机内，继续搅拌得到浆料，在石膏板成型模具的底模中铺上玄武岩纤维网格布，倒入浆料，振动1分钟，表层再铺一层玄武岩纤维网格布，盖上石膏板成型模具的盖模，并滚压成型，凝固后拆模、烘干即得到。

Description

一种磷石膏基轻质保温板及其制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，涉及一种磷石膏基轻质保温板及其制备方法。
背景技术
磷石膏是湿法生产磷酸时所产生的工业副产物，磷矿石与硫酸反应后生成泥浆状的混合物，其中含有液态的磷酸和固态的硫酸钙残渣，经过滤和洗涤将磷酸和硫酸钙分离，所得硫酸钙残渣就是磷石膏。磷石膏中含有上述反应残留磷酸及氢氟酸，随意堆放污染土壤、地下水等自然资源，破坏生态环境。目前，全世界磷石膏累计排放量已超过56亿吨，我国磷石膏堆存量也已超过3亿吨，并且每年排放量超过8000万吨，给磷肥化工行业发展造成重大负担，磷石膏的大规模资源化利用迫在眉睫。
磷石膏的化学成分和天然石膏相近，其二水石膏含量比一般天然石膏的含量更高，可以替代天然石膏加以利用，不仅保护了环境，减少天然石膏的开采，也降低了成本。目前磷石膏的应用主要有：代替天然二水石膏作水泥缓凝剂，制硫酸联产水泥，制成砌块，制成半水石膏作胶凝材料等，这些领域所需磷石膏的量小或者再利用成本较高，所以需要寻找其它成本低、磷石膏用量大的途径。
按照国家“十二五”节能减排计划提出的节能减排目标，要求建筑节能65％以上，亟需安全环保高效的保温材料，所以研制磷石膏基轻质保温板不仅合理利用了磷石膏这种固体废弃物，也体现建筑节能的理念，符合国家发展要求。
中国专利CN203213386U采用石膏板复合或粘接反射隔热涂层或保温隔热涂层的方法来达到保温隔热效果，但其工艺复杂，成本高。中国专利CN102584321A公布了一种利用铁尾矿等固体废弃物加入粘接剂、助熔剂、增韧剂、发泡剂，混合烧结制得轻质保温材料的方法，但高温烧结能耗高，而且对模具要求也高。所以，研制出具有良好保温性能和耐火性能、成本低、环保等优点的磷石膏基轻质保温板是相当有意义的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种磷石膏基轻质保温板及其制备方法，该保温板具有密度小、隔热性能良好、机械强度高的优点，并且制备工艺简单，利用磷石膏为原料，既环保又降低了保温板的成本。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
提供一种磷石膏基轻质保温板，制备该轻质保温板的原材料包括以下重量份的材料组分：磷建筑石膏100份，高强石膏10～30份，轻集料3～12份，分散剂0.1～0.3份，缓凝剂0.3～0.5份，保水剂0.2～0.4份，引气剂0.1～0.3份；
所述磷建筑石膏由磷石膏经水洗、烘干、粉磨，再煅烧并陈化得到；
所述高强石膏由磷石膏采用常压水热法制得。
本发明以磷石膏为主要原料，本身是一种天然防火材料，而且磷石膏主要成分二水硫酸钙在大于65℃条件下逐渐脱去结晶水，水汽对于降温与灭火都有帮助，使得制备的保温板防火性能优异。
按上述方案，所述轻集料由玻化微珠和聚苯乙烯泡沫颗粒按重量比2～5:1组成，其中玻化微珠堆积密度为80～120kg/m3，直径小于5mm；聚苯乙烯泡沫颗粒的堆积密度10～50kg/m3，直径小于5mm。玻化微珠具有密度小、吸水率低、绝热性能好、防火等级高、耐高低温、抗老化等优点，相比于玻化微珠，聚苯乙烯泡沫颗粒的密度和导热系数更小，填充在石膏板中能够降低板的密度，提高其保温性能。玻化微珠和少量聚苯乙烯泡沫颗粒混合后作轻集料填充在石膏体系中，既发挥聚苯乙烯泡沫颗粒保温性能好的特点，又能有良好的防火性能。
按上述方案，所述分散剂为丙烯酰胺或聚氧化乙烯中的一种或几种。
按上述方案，所述缓凝剂为多聚磷酸钠或六偏磷酸钠或石膏专用蛋白质类缓凝剂中的一种或几种。
按上述方案，所述保水剂为羟乙基甲基纤维素醚或羟丙基甲基纤维素醚或淀粉醚中的一种或几种。
按上述方案，所述引气剂为十二烷基硫酸钠或三萜皂苷或竹本油脂中的一种或几种。
本发明磷石膏基轻质保温板的制备方法步骤如下：将制备该轻质保温板的原材料按配比称量好，先按照水灰比0.70-0.80：1量好用水量并加入搅拌机内，再加入引气剂、缓凝剂、分散剂、保水剂，搅拌1～2分钟，再将磷建筑石膏、高强石膏、轻集料混合均匀得到的干料加入搅拌机内，继续搅拌2～3分钟得到浆料，在石膏板成型模具的底模中铺上一层玄武岩纤维网格布，将搅拌好的浆料倒入，在振动台上振动1分钟，表层再铺一层玄武岩纤维网格布，盖上石膏板成型模具的盖模，并滚压成型，待其凝固后拆模、烘干即得到磷石膏基轻质保温板；
所述原料制备该轻质保温板的原材料包括以下重量份的材料组分：磷建筑石膏100份，高强石膏10～30份，轻集料3～12份，分散剂0.1～0.3份，缓凝剂0.3～0.5份，保水剂0.2～0.4份，引气剂0.1～0.3份。
本发明的有益效果在于：1、本发明制备的磷石膏基轻质保温板密度小(干密度为460～670Kg/m3)，节省原材料，并且便于安装，防火性能和保温性能良好(燃烧性能不低于C级，导热系数为0.08～0.2W/(m·K))；2、本发明所述方法以磷石膏为主要原料，实现了磷石膏的资源化利用，减少固体废弃物的堆放，降低了保温板的成本，既环保又经济，而且制备工艺简单，全程无需高温处理，节能环保。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
本发明实施例所用磷建筑石膏制备方法为：将磷石膏经水洗，在50℃条件下烘干，粉磨5～10min，再经120℃的电炉煅烧2h并陈化得到。
所用高强石膏制备方法为：由磷石膏采用常压水热法制得，参考卢斯文著《磷石膏基自流平材料的研究与应用》。
本发明实施例所用聚氧化乙烯分子量为5w，所用石膏专用蛋白质类缓凝剂为河北京广混凝土外加剂厂生产的SC类缓凝剂。
实施例1
制备磷石膏基轻质保温板，其原料及其重量份配比为：磷建筑石膏100份；高强石膏10份；轻集料(由玻化微珠和聚苯乙烯泡沫颗粒按重量比2:1)3份；分散剂(丙烯酰胺)0.1份；缓凝剂(石膏专用蛋白质类缓凝剂)0.3份；保水剂(羟丙基甲基纤维素醚)0.2份；引气剂(竹本油脂)0.3份。
具体制备方法如下：将制备该轻质保温板的原材料按配比称量好，先按照水灰比0.80：1量好用水量并加入搅拌机内，再加入上述引气剂、缓凝剂、分散剂、保水剂，搅拌1～2分钟，产生大量气泡，再将上述磷建筑石膏、高强石膏、轻集料混合均匀得到的干料加入搅拌机内，继续搅拌2～3分钟得到浆料，在石膏板成型模具的底模中铺上一层玄武岩纤维网格布，将搅拌好的浆料倒入，在振动台上振动1分钟，表层再铺一层玄武岩纤维网格布，盖上石膏板成型模具的盖模，并滚压成型，待其凝固后拆模、50℃下烘干即得到磷石膏基轻质保温板。
实施例2
制备磷石膏基轻质保温板，其原料及其重量份配比为：磷建筑石膏100份；高强石膏20份；轻集料(由玻化微珠和聚苯乙烯泡沫颗粒按重量比3:1)6份；分散剂(丙烯酰胺)0.2份；缓凝剂(石膏专用蛋白质类缓凝剂)0.4份；保水剂(羟丙基甲基纤维素醚)0.3份；引气剂(竹本油脂)0.3份。
采用与实施例1相同的方法制备磷石膏基轻质保温板。
实施例3
制备磷石膏基轻质保温板，其原料及其重量份配比为：磷建筑石膏100份；高强石膏30份；轻集料(由玻化微珠和聚苯乙烯泡沫颗粒按重量比4:1)9份；分散剂(丙烯酰胺)0.3份；缓凝剂(石膏专用蛋白质类缓凝剂)0.4份；保水剂(淀粉醚)0.4份；引气剂(竹本油脂)0.3份。
采用与实施例1相同的方法制备磷石膏基轻质保温板。
实施例4
制备磷石膏基轻质保温板，其原料及其重量份配比为：磷建筑石膏100份；高强石膏30份；轻集料(由玻化微珠和聚苯乙烯泡沫颗粒按重量比5:1)12份；分散剂(聚氧化乙烯)0.3份；缓凝剂(石膏专用蛋白质类缓凝剂)0.5份；保水剂(淀粉醚)0.3份；引气剂(三萜皂苷)0.1份。
采用与实施例1相同的方法制备磷石膏基轻质保温板。
实施例5
制备磷石膏基轻质保温板，其原料及其重量份配比为：磷建筑石膏100份；高强石膏20份；轻集料(由玻化微珠和聚苯乙烯泡沫颗粒按重量比2:1)12份；分散剂(聚氧化乙烯)0.3份；缓凝剂(石膏专用蛋白质类缓凝剂)0.5份；保水剂(羟丙基甲基纤维素醚)0.3份；引气剂(三萜皂苷)0.3份。
采用与实施例1相同的方法制备磷石膏基轻质保温板。
实施例6
制备磷石膏基轻质保温板，其原料及其重量份配比为：磷建筑石膏100份；高强石膏10份；轻集料(由玻化微珠和聚苯乙烯泡沫颗粒按重量比3:1)9份；分散剂(聚氧化乙烯)0.2份；缓凝剂(石膏专用蛋白质类缓凝剂)0.4份；保水剂(羟丙基甲基纤维素醚)0.2份；引气剂(三萜皂苷)0.1份。
采用与实施例1相同的方法制备磷石膏基轻质保温板。
实施例7
测试实施例1-6所得磷石膏基轻质保温板的性能，结果如表1所示：
表1
实施例 干密度/kg/m3 导热系数/W/(m·K) 绝干抗折强度/MPa 绝干抗压强度/MPa
1 670 0.17 3.2 5.3
2 590 0.14 2.7 4.5
3 520 0.11 2.2 3.8
4 540 0.12 2.5 4.2
5 460 0.08 1.7 2.5
6 580 0.14 2.8 4.8
由以上实施例可知本发明提供的磷石膏基轻质保温板密度小(干密度为460～670Kg/m3)、保温性能良好(导热系数为0.08～0.17W/(m·K))、机械强度高(绝干抗折强度为1.7～3.2MPa，绝干抗压强度为2.5～5.3MPa)，具有较好的市场前景。

Claims (6)

1.一种磷石膏基轻质保温板，其特征在于制备该轻质保温板的原材料包括以下重量份的材料组分：磷建筑石膏100份，高强石膏10～30份，轻集料3～12份，分散剂0.1～0.3份，缓凝剂0.3～0.5份，保水剂0.2～0.4份，引气剂0.1～0.3份；
所述磷建筑石膏由磷石膏经水洗、烘干、粉磨，再煅烧并陈化得到；
所述高强石膏由磷石膏采用常压水热法制得；
所述轻集料由玻化微珠和聚苯乙烯泡沫颗粒按重量比2～5:1组成；
所述缓凝剂为多聚磷酸钠或六偏磷酸钠或石膏专用蛋白质类缓凝剂中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的磷石膏基轻质保温板，其特征在于，所述玻化微珠堆积密度为80～120kg/m3，直径小于5mm；所述聚苯乙烯泡沫颗粒的堆积密度为10～50kg/m3，直径小于5mm。
3.根据权利要求1所述的磷石膏基轻质保温板，其特征在于所述分散剂为丙烯酰胺或聚氧化乙烯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的磷石膏基轻质保温板，其特征在于所述保水剂为羟乙基甲基纤维素醚或羟丙基甲基纤维素醚或淀粉醚中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的磷石膏基轻质保温板，其特征在于所述引气剂为十二烷基硫酸钠或三萜皂苷或竹本油脂中的一种或几种。
6.一种权利要求1-5任一所述的磷石膏基轻质保温板的制备方法，其特征在于步骤如下：将制备该轻质保温板的原材料按配比称量好，先按照水灰比0.70-0.80：1量好用水量并加入搅拌机内，再加入引气剂、缓凝剂、分散剂、保水剂，搅拌1～2分钟，再将磷建筑石膏、高强石膏、轻集料混合均匀得到的干料加入搅拌机内，继续搅拌2～3分钟得到浆料，在石膏板成型模具的底模中铺上一层玄武岩纤维网格布，将搅拌好的浆料倒入，在振动台上振动1分钟，表层再铺一层玄武岩纤维网格布，盖上石膏板成型模具的盖模，并滚压成型，待其凝固后拆模、烘干即得到磷石膏基轻质保温板；
所述原料制备该轻质保温板的原材料包括以下重量份的材料组分：磷建筑石膏100份，高强石膏10～30份，轻集料3～12份，分散剂0.1～0.3份，缓凝剂0.3～0.5份，保水剂0.2～0.4份，引气剂0.1～0.3份。
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