CN111333402B - 一种环保防火内墙材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种环保防火内墙材料的制备方法，其特征在于：所述环保防火内墙材料是以氧化镁、硫酸镁和水反应成型，以一水柠檬酸、柠檬酸钠、磷酸钙、硬脂酸钙作为助剂，以竹屑、膨润土、粉煤灰、滑石粉等作为辅助填充材料制成浆料，结合中碱或低碱玻纤坯布和无纺布，分别分布在上、下两个表面，中间加入浆料，辊压成型，再进行养护、脱模。本发明使用的原材料安全环保，制备的环保防火内墙材料甲醛释放量低至0.1ml/L，低于欧盟标准，板材具备防火等级A1级，氯离子含量低至0.07%，在养护过程中表面不潮湿、无水珠，即无反卤现象，防潮性能好，干缩率为0.1%，湿胀率为0.1%，板材的尺寸稳定性好，材料耐硫酸盐性能好，不易发生浸蚀现象，材料附着性好，易于着色。

Description

一种环保防火内墙材料的制备方法
技术领域
本发明属于建筑材料制备领域，具体涉及一种环保防火内墙材料的制备方法。
背景技术
内墙板是家庭装修常用的一种装修建筑板，目前常用的内墙板主要为木质内墙装饰材料，容易引发的火灾事故频发，严重威胁到人们的生命财产安全，木质类人造板属于易燃材料，燃烧过程释放大量的热，蔓延速度快，还能释放有毒烟气，因此造成的火灾危害大；且在使用过程中容易产生扭曲变形，板面因受潮而变色，粉化、开裂，板材使用时附着性不好，脱落现象非常严重。因此，内墙板一般需要阻燃、防潮、环保的效果。现有技术中的阻燃内墙板是通过阻燃处理，加脲醛树脂类胶水压制而成，阻燃等级仅能达到B1级别的阻燃标准，且脲醛树脂类胶水会长期释放甲醛等有毒物质，危害人类健康。不但如此，作为内墙材料阻燃板在抗折强度、抗冲击强度、干缩率、湿胀率、握螺钉力、不燃性等方面都很难同时达到国家或行业标准要求，以致于限制了阻燃板作为内墙材料在实际生产中的使用。目前现有的阻燃、防潮、环保内墙板成本较高，从而影响到内墙板的普及，因此，人们需要一种结构相对简单、成本低的阻燃、防潮、环保内墙板。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保防火内墙浆料，其具有防火、防潮、机械强度好等特点。
本发明的另一目的在于提供上述环保防火内墙材料的制备方法，使得材料阻燃性好、防水防潮性能优越。
本发明按如下方案实现：
一种用于制备环保防火内墙的浆料，其特征在于：它是以氧化镁、硫酸镁和水为反应原料，以一水柠檬酸、柠檬酸钠、磷酸钙、硬脂酸钙作为反应助剂，以竹屑、膨润土、粉煤灰、滑石粉等作为辅助填充材料反应制得。
进一步，所述浆料具体在水中加入硫酸镁，搅拌均匀，制得硫酸镁溶液，然后将氧化镁、硬脂酸钙、一水柠檬酸、柠檬酸钠、磷酸钙和竹屑依次与硫酸镁溶液中搅拌15-20min，再加入膨润土、粉煤灰、滑石粉继续搅拌10-15min制得。
进一步，一种环保防火内墙材料的制备方法，其特征在于：具体以氧化镁、硫酸镁和水为反应原料，在水中加入硫酸镁配置成硫酸镁溶液，再依次加入氧化镁、硬脂酸钙、一水柠檬酸、柠檬酸钠、磷酸钙和竹屑进行搅拌，再加入膨润土、粉煤灰和滑石粉进行搅拌制成浆料，再将中碱或低碱玻纤坯布和无纺布，分布在上、下两个表面，中间加入浆料，辊压成型后进行自然养护7-12小时、脱模后在35℃-45℃、65％-70％湿度的条件下养护72小时，然后再常温环境中养护7天后，后进入裁剪生产线。
所述氧化镁、硫酸镁和水反应成型具体是通过反应生成结晶相，反应过程如下：
5MgO+MgSO4+12H2O＝5Mg(OH)2MgSO4·7H2O；
一水柠檬酸、柠檬酸钠协同延长氧化镁、硫酸镁反应结晶凝结时间，避免水分蒸发过快，提高了本发明内墙材料的结晶相的稳定性，从而提高所述内墙材料的强度和耐酸碱腐蚀能力；磷酸钙与一水柠檬酸结合有很好的抑制吸潮的效果；加入硬脂酸钙的作用是提高了材料的抗水防水性，提高了材料的软化系数，降低了材料与外界水接触后出现的整体形变。
进一步，按照比重计算，上述原料中氧化镁10-12份、硫酸镁5-5.5份、水5.5-6份，一水柠檬酸0.08-0.16份、柠檬酸钠0.05-0.1份、磷酸钙0.1-0.2份、硬脂酸钙0.055-0.28份，填充材料中竹屑重量比1-3份、膨润土0.5-1份、粉煤灰1-2.5份、滑石粉1.5-2.5份。
进一步优化，按照重量份计算，上述原料中氧化镁10份、硫酸镁5份、水5.5份，改性助剂中一水柠檬酸0.1份、柠檬酸钠0.08份、磷酸钙0.15份、硬脂酸钙0.1份，填充材料中竹屑重量比2份、膨润土0.8份、粉煤灰2份、滑石粉2份。
进一步，上述滑石粉为粒径D＝5.5-6μm的滑石粉A和粒径为8-10μm的滑石粉B两种粗细不同的滑石粉组成的混合物，其组成质量比例为滑石粉A：滑石粉B＝2:1-1.5。
更进一步，上述滑石粉为粒径D＝5.5μm的滑石粉A和粒径为10μm的滑石粉B两种粗细不同的滑石粉组成的混合物，其组成质量比例为滑石粉A：滑石粉B＝2:1。
滑石粉作为填充剂加入体系中，起到骨架作用，并且可以提高材料的阻燃性。但滑石粉具有特殊的菱形薄片状结构，会直接影响材料的疏密程度，粒子间会堆积出现较大的缝隙，导致材料密度降低，干缩率得不到有效降低，容易发生变形。本发明采用粗细程度不同的滑石粉作为填充材料，实现二次填充，从而增加材料密度，从而降低制备的材料的干缩率，改善材料的抗折、抗冲击强度，同时降低水化热，防止高温变形，从而保证了尺寸稳定性。
浆料中添加多种填充料时，制得的材料内部的热量无法释放，温度压力逐渐增加，当热量到达一定程度后，材料发生膨胀，材料会发生裂纹甚至爆裂，另外膨润土容易吸水膨胀，从而影响填充效果和材料强度；竹屑具有很小的容重，作为填充材料可以有效降低材料重量；膨润土可以增强材料的防火极限，同时增加了浆料的可塑性和粘结性，滑石粉促进粉煤灰自身水化反应生成硅酸钙，增加了材料的防水性，协同降低水化热，从而降低温度应力，抑制材料产生裂纹，同时延长晶相凝结时间，增加材料稳定性，粉煤灰均匀分散在浆料中，与晶相结合，从而使浆料中毛细孔隙细化，增强了材料的强度，改善了材料的抗渗性和耐久性，抑制了膨润土的吸水膨胀性。
进一步，上述中碱或低碱玻纤坯布和无纺布以层状结构分布在上、下两个表面具体是在上下两个表面最外层分别为1层无纺布，然后再叠加2-3层碱或低碱玻纤坯布。
在材料最表面使用中碱或低碱玻纤坯布和无纺布，增加材料表面的绝缘性和绝热性，作为防止过热燃烧的第一道防线，保证了材料的稳定性。
进一步，上述浆料采用Cs-137辐照处理6-8h，使得浆料分子结构发生变化，增强了材料的韧性和拉伸强度，抑制了材料表面开裂和粉化。
一种环保防火内墙材料的制备方法，其特征在于，按如下步骤实现：
步骤(1)：在水中加入硫酸镁混合搅拌，制成硫酸镁溶液，送入搅拌机中，上述按重量比计算为硫酸镁5-5.5份、水5.5-6份；
步骤(2)：将氧化镁、硬脂酸钙、一水柠檬酸、柠檬酸钠、磷酸钙和竹屑依次经称重计量后，投入配料仓，输送到搅拌机中与硫酸镁溶液一起搅拌15-20min；依次加入膨润土、粉煤灰、滑石粉继续搅拌10-15min，形成浆料，上述按重量计算氧化镁为10-12份，一水柠檬酸0.08-0.16份、柠檬酸钠0.05-0.1份、磷酸钙0.1-0.2份、硬脂酸钙0.055-0.28份，填充材料中竹屑重量比1-3份、膨润土0.5-1份、粉煤灰1-2.5份、滑石粉1.5-2.5份；
步骤(3)：将上述浆料采用Cs-137辐照处理6-8h；
步骤(4)：将搅拌好的浆料送入铺装机，中碱或低碱玻纤坯布和无纺布以层状结构分布在上、下两个表面具体是在上下两个表面最外层分别为1层无纺布，然后再叠加2-3层碱或低碱玻纤坯布，中间加入浆料，辊压成型，然后进入烘干房，在自然环境条件下养护7-12小时，再进入脱模系统脱模；
步骤(5)：将脱模后的板材在35℃-45℃、65％-70％湿度的条件下养护72小时，然后再常温养护7天。
本发明中可以根据实际需要做出调整，使得板材的厚度、抗压强度、抗折强度、握螺钉力等可调节达到使用要求。
本发明具有如下有益效果：
本发明使用的原材料安全环保，无放射性物质产生，制备的环保防火内墙材料甲醛释放量低至0.1ml/L，大大低于欧盟标准，达到了E0级，板材具备防火等级A1级(最高级别)，氯离子含量低至0.07％，在养护过程中表面不潮湿、无水珠，即无反卤现象，防潮性能好，干缩率为0.1％，湿胀率为0.1％，板材的尺寸稳定性好，材料耐硫酸盐性能好，不易发生浸蚀现象，材料附着性好，易于着色。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的普通技术人员可以根据上述发明内容对本发明做出一些非本质的改进和调整。
实施例1
一种环保防火内墙材料的制备方法，其特征在于，按如下步骤实现：
步骤(1)：在水中加入硫酸镁混合搅拌，制成硫酸镁溶液，送入搅拌机中，上述按重量比计算为硫酸镁5份、水5.5份；
步骤(2)：将氧化镁、硬脂酸钙、一水柠檬酸、柠檬酸钠、磷酸钙和竹屑依次经称重计量后，投入配料仓，输送到搅拌机中与硫酸镁溶液一起搅拌15-20min；依次加入膨润土、粉煤灰、滑石粉继续搅拌10-15min，形成浆料，上述按重量计算氧化镁为10份，一水柠檬酸0.1份、柠檬酸钠0.08份、磷酸钙0.15份、硬脂酸钙0.1份，填充材料中竹屑重量比2份、膨润土0.8份、粉煤灰2份、滑石粉2份；
步骤(3)：将上述浆料采用Cs-137辐照处理7h；
步骤(4)：将搅拌好的浆料送入铺装机，中碱或低碱玻纤坯布和无纺布以层状结构分布在上、下两个表面具体是在上下两个表面最外层分别为1层无纺布，然后再叠加2层碱或低碱玻纤坯布，中间加入浆料，辊压成型，然后进入烘干房，在自然环境条件下养护10小时，再进入脱模系统脱模；
步骤(5)：将脱模后的板材在40℃、68％湿度的条件下养护72小时，然后再常温养护7天。
本实施例制备的环保防火内墙材料的甲醛释放量为0.1mg/L，低于欧标0.5mg/L，防火级别达到A1级，干缩率为0.1％，湿胀率为0.1％，氯离子含量低至0.07％，在养护过程中表面不潮湿、无水珠，即无反卤现象。
实施例2
一种环保防火内墙材料的制备方法，按如下步骤实现：
步骤(1)：在水中加入硫酸镁混合搅拌，制成硫酸镁溶液，送入搅拌机中，上述按重量比计算为硫酸镁5.5份、水6份；
步骤(2)：将氧化镁、硬脂酸钙、一水柠檬酸、柠檬酸钠、磷酸钙和竹屑依次经称重计量后，投入配料仓，输送到搅拌机中与硫酸镁溶液一起搅拌15min；依次加入膨润土、粉煤灰、滑石粉继续搅拌15min，形成浆料，上述按重量计算氧化镁为12份，一水柠檬酸0.16份、柠檬酸钠0.05份、磷酸钙0.1份、硬脂酸钙0.28份，填充材料中竹屑重量比1份、膨润土1份、粉煤灰2.5份、滑石粉1.5份；
步骤(3)：将上述浆料采用Cs-137辐照处理6h；
步骤(4)：步骤(4)：将搅拌好的浆料送入铺装机，中碱或低碱玻纤坯布和无纺布以层状结构分布在上、下两个表面具体是在上下两个表面最外层分别为1层无纺布，然后再叠加3层碱或低碱玻纤坯布，中间加入浆料，辊压成型，然后进入烘干房，在自然环境条件下养护12小时，再进入脱模系统脱模；
步骤(5)：将脱模后的板材在35℃、70％湿度的条件下养护72小时，然后再常温养护7天。
实施例3
一种环保防火内墙材料的制备方法，按如下步骤实现：
步骤(1)：在水中加入硫酸镁混合搅拌，制成硫酸镁溶液，送入搅拌机中，上述按重量比计算为硫酸镁5.3份、水5.8份；
步骤(2)：将氧化镁、硬脂酸钙、一水柠檬酸、柠檬酸钠、磷酸钙和竹屑依次经称重计量后，投入配料仓，输送到搅拌机中与硫酸镁溶液一起搅拌20min；依次加入膨润土、粉煤灰、滑石粉继续搅拌10min，形成浆料，上述按重量计算氧化镁为11份，一水柠檬酸0.08份、柠檬酸钠0.1份、磷酸钙0.2份、硬脂酸钙0.055份，填充材料中竹屑重量比3份、膨润土0.5份、粉煤灰1份、滑石粉2.5份；
步骤(3)：将上述浆料采用Cs-137辐照处理8h；
步骤(4)：将搅拌好的浆料送入铺装机，以中碱或低碱玻纤坯布，加上无纺布，分布在上、下两个表面，中间加入浆料，辊压成型，然后进入烘干房，在自然环境条件下养护7小时，再进入脱模系统脱模；
步骤(5)：将脱模后的板材在45℃、65％湿度的条件下养护72小时，然后再常温养护7天。
将本发明制备的环保防火内墙材料样品进行各项指标检测，检测结果如表1。
表1:各项指标检测结果
Figure BDA0002446916080000101
有检测结果可知，本发明制备的环保防火内墙材料上述各指标均合格，干缩率、湿胀率低，防水性能好。抗折强度、抗冲击强度及握螺钉力高，制备的环保防火内墙材料的尺寸稳定性能高。氯离子含量、挥发性有机物、甲醛释放量低，产品的环保性能高。

Claims (5)

1.一种用于制备环保防火内墙的浆料，其特征在于：它是按照重量份计以氧化镁10-12份、硫酸镁5-5.5份和水5.5-6份为反应原料，以一水柠檬酸0.08-0.16份、柠檬酸钠0.05-1份、磷酸钙0.1-0.2份、硬脂酸钙0.055-0.28份作为反应助剂，以竹屑1-3份、膨润土0.5-1份、粉煤灰1-2.5份 、滑石粉1.5-2.5份作为辅助填充材料反应制得，其中滑石粉为粒径D＝5.5-6μm的滑石粉A和粒径为8-10μm的滑石粉B两种粗细不同的滑石粉组成的混合物，其组成质量比例为滑石粉A：滑石粉B＝2:1-1.5，浆料采用Cs-137辐照处理6-8h。
2.如权利要求1所述的环保内墙浆料，其特征在于：所述浆料具体是在水中加入硫酸镁，搅拌均匀，制得硫酸镁溶液，然后将氧化镁、硬脂酸钙、一水柠檬酸、柠檬酸钠、磷酸钙和竹屑依次与硫酸镁溶液中搅拌15-20min，再加入膨润土、粉煤灰 、滑石粉继续搅拌10-15min制得。
3.一种环保防火内墙材料的制备方法，其特征在于：具体是按照比重份以10-12份氧化镁、5-5.5份硫酸镁和5.5-6份水为反应原料，在水中加入硫酸镁配置成硫酸镁溶液，再依次加入氧化镁、0.055-0.28份硬脂酸钙、0.08-0.16份一水柠檬酸、0.05-0.1份柠檬酸钠、0.1-0.2份磷酸钙和1-3份竹屑进行搅拌，再加入0.5-1份膨润土、1-2.5份粉煤灰和1.5-2.5份滑石粉进行搅拌制成浆料，浆料采用Cs-137辐照处理6-8h，再将中碱或低碱玻纤坯布和无纺布，分布在上、下两个表面，中间加入浆料，辊压成型后进行养护；所述滑石粉为粒径D=5.5-6μm的滑石粉A和粒径为8-10μm的滑石粉B两种粗细不同的滑石粉组成的混合物，其组成质量比例为滑石粉A：滑石粉B=2:1-1.5。
4.如权利要求3所述的一种环保防火内墙材料的制备方法，其特征在于：上述中碱或低碱玻纤坯布和无纺布以层状结构分布在上、下两个表面具体是在上下两个表面最外层分别为1层无纺布，然后再叠加2-3层碱或低碱玻纤坯布。
5.一种环保防火内墙材料的制备方法，其特征在于，按如下步骤实现：
步骤（1）：在水中加入硫酸镁混合搅拌，制成硫酸镁溶液，送入搅拌机中，上述按重量比计算为硫酸镁5-5.5份、水5.5-6份；
步骤（2）：将氧化镁、硬脂酸钙、一水柠檬酸、柠檬酸钠、磷酸钙和竹屑依次经称重计量后，投入配料仓，输送到搅拌机中与硫酸镁溶液一起搅拌15-20min；依次加入膨润土、粉煤灰、滑石粉继续搅拌10-15min，形成浆料，上述按重量计算氧化镁为10-12份，一水柠檬酸0.08-0.16份、柠檬酸钠0.05-0.1份、磷酸钙0.1-0.2份、硬脂酸钙0.055-0.28份，填充材料中竹屑重量比1-3份、膨润土0.5-1份、粉煤灰1-2.5份、滑石粉1.5-2.5份；
步骤（3）：将上述浆料采用Cs-137辐照处理6-8h；
步骤（4）：将搅拌好的浆料送入铺装机，中碱或低碱玻纤坯布和无纺布以层状结构分布在上、下两个表面具体是在上下两个表面最外层分别为1层无纺布，然后再叠加2-3层碱或低碱玻纤坯布，中间加入浆料，辊压成型，然后进入烘干房，在自然环境条件下养护7-12小时，再进入脱模系统脱模；
步骤（5）：将脱模后的板材在35℃-45℃、65%-70%湿度的条件下养护72小时，然后再常温养护7天。
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