CN107572947A - 一种用于复合板的芯材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于复合板的芯材，由以下原料按照重量份组成：聚苯颗粒5‑8份、污水厂污泥22‑38份、垃圾焚烧飞灰13‑25份、珍珠岩8‑12份、凹凸棒粘土10‑20份、水泥1‑3份、竹纤维4‑8份、橡胶8‑15份、硼纤维5‑9份、分散剂1.5‑4份、发泡剂1‑4份和羟基磷灰石微球5‑8份。本发明还公布了该芯材的制备方法。本产品原料来源广泛，制备工艺简单，生产成本低，适用于大规模的工业化生产；本发明中利用污水厂污泥和垃圾焚烧飞灰作为主原料，达到资源再利用的环保要求，再辅以其他组分，制备的产品使用强度高，阻燃性好，不易燃烧，满足了人们的使用需求。

Description

一种用于复合板的芯材及其制备方法

技术领域

本发明涉及建材领域，具体是一种用于复合板的芯材。

背景技术

随着中国城镇化的加快和各地兴建了各种建筑，建筑行业又重新成为热门行业。建材是建筑行业所使用的材料，是土木工程和建筑工程中使用的材料的统称。可分为结构材料、装饰材料和某些专用材料。结构材料包括木材、竹材、石材、水泥、混凝土、金属、砖瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、复合材料等；装饰材料包括各种涂料、油漆、镀层、贴面、各色瓷砖、具有特殊效果的玻璃等；专用材料指用于防水、防潮、防腐、防火、阻燃、隔音、隔热、保温、密封等。

复合板是建材中常见的一种，主要应用于板材中的墙板、屋面板、天花板等建筑维护结构领域，现普遍使用的芯材一般为岩棉板、XPS板、矿渣棉板以及玻璃纤维板等，其中岩棉板主要是以玄武岩为材料，经过高温融熔加工成的人工无机纤维，质量轻，但并不具备安全性、强度低且不环保；XPS板是以聚苯乙烯树脂为原料加上其他的原辅料与聚含物，通过加热混合同时注入催化剂，然后挤塑压出成型而制造的硬质泡沫塑料板，这种结构的XPS板具有极低的吸水性，但强度不够高、防火性能差；矿渣棉板采用高速离心法或喷吹法等工艺制成的棉丝状无机纤维，防火性能差、强度低且安全性能低；玻璃纤维板，一般用于软包基层，外面再包布艺、皮革等，做成美观的墙面、吊顶装饰，应用比较广泛，但仍然存在一些不足，比如安全性低、强度低、不环保等缺点，上述芯材普遍存在防火性能差，使用强度低和环保性差的缺点，这就不能满足人们的使用需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于复合板的芯材，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于复合板的芯材，由以下原料按照重量份组成：聚苯颗粒5-8份、污水厂污泥22-38份、垃圾焚烧飞灰13-25份、珍珠岩8-12份、凹凸棒粘土10-20份、水泥1-3份、竹纤维4-8份、橡胶8-15份、硼纤维5-9份、分散剂1.5-4份、发泡剂1-4份和羟基磷灰石微球5-8份。

作为本发明进一步的方案：水泥为普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥中的一种或者几种的混合物，橡胶采用氯醚橡胶、丙烯酸酯橡胶和天然橡胶中的至少一种。

作为本发明进一步的方案：羟基磷灰石微球的粒径为60-180um。

所述用于复合板的芯材的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将水泥与垃圾焚烧飞灰混合并且浸没在质量分数为15-22％的氢氧化钠溶液中，在温度为 30-40摄氏度下搅拌均匀，得到泥浆；

步骤二，将聚苯颗粒、珍珠岩、凹凸棒粘土和橡胶进行湿法球磨并且用高速磁力搅拌器在50-60摄氏度下搅拌1-2小时，然后超声分散15-30分钟，得到第一混合物；

步骤三，将污水厂污泥、竹纤维、硼纤维和羟基磷灰石微球干燥至含水率不大于0.5％，然后破碎至目数为180-270目并且加入水，搅拌成均匀浆料，得到混合浆料；

步骤四，将泥浆、第一混合物、混合浆料、分散剂和发泡剂采用超声波混合，再向其中加入适量的气凝胶，搅拌均匀后放入真空负压环境中，得到毛坯；

步骤五，将毛坯送入烤箱中，在90-120摄氏度下烘烤4-8分钟，然后在360-420摄氏度下烘干，再进行分切，即可得到成品。

作为本发明进一步的方案：步骤四的真空压强为0.001-0.01Pa。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本产品原料来源广泛，制备工艺简单，生产成本低，适用于大规模的工业化生产；本发明中利用污水厂污泥和垃圾焚烧飞灰作为主原料，达到资源再利用的环保要求，再辅以其他组分，制备的产品使用强度高，阻燃性好，不易燃烧，满足了人们的使用需求。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

一种用于复合板的芯材，由以下原料按照重量份组成：聚苯颗粒5份、污水厂污泥22份、垃圾焚烧飞灰13份、珍珠岩8份、凹凸棒粘土10份、水泥1份、竹纤维4份、橡胶8份、硼纤维5份、分散剂1.5 份、发泡剂1份和羟基磷灰石微球5份。水泥为矿渣硅酸盐水泥，橡胶采用氯醚橡胶和天然橡胶的混合物。

所述用于复合板的芯材的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将水泥与垃圾焚烧飞灰混合并且浸没在质量分数为18％的氢氧化钠溶液中，在温度为36摄氏度下搅拌均匀，得到泥浆；

步骤二，将聚苯颗粒、珍珠岩、凹凸棒粘土和橡胶进行湿法球磨并且用高速磁力搅拌器在54摄氏度下搅拌1小时，然后超声分散15分钟，得到第一混合物；

步骤三，将污水厂污泥、竹纤维、硼纤维和羟基磷灰石微球干燥至含水率不大于0.5％，然后破碎至目数为210目并且加入水，搅拌成均匀浆料，得到混合浆料；

步骤四，将泥浆、第一混合物、混合浆料、分散剂和发泡剂采用超声波混合，再向其中加入适量的气凝胶，搅拌均匀后放入真空负压环境中，得到毛坯；

步骤五，将毛坯送入烤箱中，在95摄氏度下烘烤5分钟，然后在375摄氏度下烘干，再进行分切，即可得到成品。

实施例2

一种用于复合板的芯材，由以下原料按照重量份组成：聚苯颗粒6份、污水厂污泥27份、垃圾焚烧飞灰18份、珍珠岩10份、凹凸棒粘土13份、水泥1.5份、竹纤维6份、橡胶11份、硼纤维7份、分散剂2份、发泡剂2.5份和羟基磷灰石微球6份。羟基磷灰石微球的粒径为90um。

所述用于复合板的芯材的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将水泥与垃圾焚烧飞灰混合并且浸没在质量分数为18％的氢氧化钠溶液中，在温度为38摄氏度下搅拌均匀，得到泥浆；

步骤二，将聚苯颗粒、珍珠岩、凹凸棒粘土和橡胶进行湿法球磨并且用高速磁力搅拌器在55摄氏度下搅拌1.5小时，然后超声分散22分钟，得到第一混合物；

步骤三，将污水厂污泥、竹纤维、硼纤维和羟基磷灰石微球干燥至含水率不大于0.5％，然后破碎至目数为240目并且加入水，搅拌成均匀浆料，得到混合浆料；

步骤四，将泥浆、第一混合物、混合浆料、分散剂和发泡剂采用超声波混合，再向其中加入适量的气凝胶，搅拌均匀后放入压强为0.004Pa的真空负压环境中，得到毛坯；

步骤五，将毛坯送入烤箱中，在110摄氏度下烘烤7分钟，然后在400摄氏度下烘干，再进行分切，即可得到成品。

实施例3

一种用于复合板的芯材，由以下原料按照重量份组成：聚苯颗粒7份、污水厂污泥34份、垃圾焚烧飞灰21份、珍珠岩11份、凹凸棒粘土17份、水泥2.5份、竹纤维7份、橡胶14份、硼纤维8份、分散剂3份、发泡剂3.5份和羟基磷灰石微球7份。水泥为普通硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥的混合物，橡胶采用氯醚橡胶和丙烯酸酯橡胶的混合物。羟基磷灰石微球的粒径为150um。

所述用于复合板的芯材的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将水泥与垃圾焚烧飞灰混合并且浸没在质量分数为20％的氢氧化钠溶液中，在温度为30-40 摄氏度下搅拌均匀，得到泥浆；

步骤二，将聚苯颗粒、珍珠岩、凹凸棒粘土和橡胶进行湿法球磨并且用高速磁力搅拌器在55摄氏度下搅拌1.5小时，然后超声分散25分钟，得到第一混合物；

步骤三，将污水厂污泥、竹纤维、硼纤维和羟基磷灰石微球干燥至含水率不大于0.5％，然后破碎至目数为200目并且加入水，搅拌成均匀浆料，得到混合浆料；

步骤四，将泥浆、第一混合物、混合浆料、分散剂和发泡剂采用超声波混合，再向其中加入适量的气凝胶，搅拌均匀后放入真空负压环境中，得到毛坯；

步骤五，将毛坯送入烤箱中，在105摄氏度下烘烤8分钟，然后在420摄氏度下烘干，再进行分切，即可得到成品。

实施例4

一种用于复合板的芯材，由以下原料按照重量份组成：聚苯颗粒8份、污水厂污泥38份、垃圾焚烧飞灰25份、珍珠岩12份、凹凸棒粘土20份、水泥3份、竹纤维8份、橡胶15份、硼纤维9份、分散剂 4份、发泡剂4份和羟基磷灰石微球8份。水泥为普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥的混合物，橡胶采用氯醚橡胶、丙烯酸酯橡胶和天然橡胶的混合物。羟基磷灰石微球的粒径为100um。

所述用于复合板的芯材的制备方法，具体步骤如下：

步骤一，将水泥与垃圾焚烧飞灰混合并且浸没在质量分数为16％的氢氧化钠溶液中，在温度为35摄氏度下搅拌均匀，得到泥浆；

步骤二，将聚苯颗粒、珍珠岩、凹凸棒粘土和橡胶进行湿法球磨并且用高速磁力搅拌器在60摄氏度下搅拌2小时，然后超声分散24分钟，得到第一混合物；

步骤三，将污水厂污泥、竹纤维、硼纤维和羟基磷灰石微球干燥至含水率不大于0.5％，然后破碎至目数为180目并且加入水，搅拌成均匀浆料，得到混合浆料；

步骤四，将泥浆、第一混合物、混合浆料、分散剂和发泡剂采用超声波混合，再向其中加入适量的气凝胶，搅拌均匀后放入压强为0.01Pa的真空负压环境中，得到毛坯；

步骤五，将毛坯送入烤箱中，在90摄氏度下烘烤5分钟，然后在400摄氏度下烘干，再进行分切，即可得到成品。

本产品利用污水厂污泥和垃圾焚烧飞灰为主原料，实现了综合资源化利用，变废为宝，再辅以聚苯颗粒、珍珠岩、凹凸棒粘土、水泥、橡胶和羟基磷灰石微球制作成基体，利用发泡剂在基体中形成空隙，在空隙中填充竹纤维和硼纤维，硼纤维的强度和断裂强度高，是很好的增强材料，硼纤维的高温性能良好，不易燃烧，竹纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性、良好的抗菌性能和较强的耐磨性，制备产品的使用强度高，阻燃性好，不易燃烧。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种用于复合板的芯材，其特征在于，由以下原料按照重量份组成：聚苯颗粒5-8份、污水厂污泥22-38份、垃圾焚烧飞灰13-25份、珍珠岩8-12份、凹凸棒粘土10-20份、水泥1-3份、竹纤维4-8份、橡胶8-15份、硼纤维5-9份、分散剂1.5-4份、发泡剂1-4份和羟基磷灰石微球5-8份。

2.根据权利要求1所述的用于复合板的芯材，其特征在于，所述水泥为普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥中的一种或者几种的混合物，橡胶采用氯醚橡胶、丙烯酸酯橡胶和天然橡胶中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的用于复合板的芯材，其特征在于，所述羟基磷灰石微球的粒径为60-180um。

4.一种如权利要求1-3任一所述的用于复合板的芯材的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一，将水泥与垃圾焚烧飞灰混合并且浸没在质量分数为15-22％的氢氧化钠溶液中，在温度为30-40摄氏度下搅拌均匀，得到泥浆；

步骤二，将聚苯颗粒、珍珠岩、凹凸棒粘土和橡胶进行湿法球磨并且用高速磁力搅拌器在50-60摄氏度下搅拌1-2小时，然后超声分散15-30分钟，得到第一混合物；

步骤三，将污水厂污泥、竹纤维、硼纤维和羟基磷灰石微球干燥至含水率不大于0.5％，然后破碎至目数为180-270目并且加入水，搅拌成均匀浆料，得到混合浆料；

步骤四，将泥浆、第一混合物、混合浆料、分散剂和发泡剂采用超声波混合，再向其中加入适量的气凝胶，搅拌均匀后放入真空负压环境中，得到毛坯；

步骤五，将毛坯送入烤箱中，在90-120摄氏度下烘烤4-8分钟，然后在360-420摄氏度下烘干，再进行分切，即可得到成品。

5.根据权利要求4所述的用于复合板的芯材的制备方法，其特征在于，所述步骤四的真空压强为0.001-0.01Pa。