CN111875324A - 硅酸钙板的制备方法以及硅酸钙板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅酸钙板的制备方法，包括以下步骤：a、将废聚氨酯粉末与水泥浆料混合得到聚氨酯水泥浆料；b、将非水泥类钙质材料、非水泥类硅质材料、增强纤维及所述聚氨酯水泥浆料混合得到混合浆料；c、将所述混合浆料进行流浆法成型；d、将流浆法成型产物进行陈化；e、将陈化产物进行水热反应；f、将水热反应产物进行干燥。本发明还公开了一种硅酸钙板。
Description
技术领域
本发明涉及资源回收利用技术领域，特别是涉及硅酸钙板的制备方法以及硅酸钙板。
背景技术
随着聚氨酯材料在国民经济中的用途越来越广，用量越来越大，其废弃物的回收再利用也日益受到人们的重视。聚氨酯质轻、隔音、绝热性能优越，作为保温隔热材料被广泛运用到汽车、冰箱等保温结构中。目前，聚氨酯泡沫回收利用主要有三种方法：物理法、化学法、能源法。现有物理法回收生产的聚氨酯制品质量较差，只适用于低档制品；化学法会消耗不同类型的降解剂与降解工艺，成本、技术要求较高；能源法回收是将废料焚烧来回收热量，造成二次污染，基本不再使用。因此，当前还缺乏有效的回收聚氨酯材料的方法。
硅酸钙板是国家重点鼓励发展的新型墙体材料，是符合国家节能环保政策和可持续发展战略，并顺应世界建材工业发展趋势的具有广阔发展前景的绿色建材产品。硅酸钙板的主要原料有石英砂、生石灰、硅灰石、硅藻土、粉煤灰、水泥、木质纤维、外加剂、水等，经流浆成型、板坯压实、蒸压养护制成的强度高、性能稳定的无机建筑板材。硅酸钙板强度高、涨湿率小、防火性能好。中密度硅酸钙板可用于室内隔墙、吊顶、隔音、装饰、防火等工程，高密度硅酸钙板可用于室外或潮湿环境中。
如果能够将回收的聚氨酯用于硅酸钙板的制备中将是一件非常有意义的事。
发明内容
基于此，提供一种硅酸钙板的制备方法以及硅酸钙板。
一种硅酸钙板的制备方法，包括以下步骤：
a、将废聚氨酯粉末与水泥浆料混合得到聚氨酯水泥浆料；
b、将非水泥类钙质材料、非水泥类硅质材料、增强纤维及所述聚氨酯水泥浆料混合得到混合浆料；
c、将所述混合浆料进行流浆法成型；
d、将流浆法成型产物进行陈化；
e、将陈化产物进行水热反应；
f、将水热反应产物进行干燥。
在其中一个实施例中，步骤a得中所述废聚氨酯粉末分多次加入水泥浆料中进行混合。
在其中一个实施例中，每次混合的步骤中都包含搅拌操作。
在其中一个实施例中，废聚氨酯粉末的粒度为200目～400目。
在其中一个实施例中，非水泥类钙质材料的粒度为200目～400目。
在其中一个实施例中，非水泥类硅质材料的粒度为200目～400目。
在其中一个实施例中，增强纤维的长度为2mm～4mm。
在其中一个实施例中，所述非水泥类硅质材料选自石英粉、粉煤灰及硅藻土中的一种或多种。
在其中一个实施例中，所述非水泥类钙质材料选自生石灰及消石灰中的一种或多种。
在其中一个实施例中，步骤b中非水泥类钙质材料与非水泥类硅质材料混合物中的钙硅摩尔比为0.6～1.2。
在其中一个实施例中，步骤b中的混合浆料中的固体质量分数为40％～60％。
在其中一个实施例中，步骤c流浆法成型中的真空压力为0.02MPa～0.08MPa。
在其中一个实施例中，步骤d陈化的温度为20℃～30℃。
在其中一个实施例中，步骤d陈化的时间为3h～8h。
在其中一个实施例中，步骤e水热反应的工艺参数为：饱和蒸气环境下，蒸压温度为170℃～185℃，蒸压压力为0.8MPa～1.2MPa。
在其中一个实施例中，水热反应的时间为6h～10h。
一种所述的硅酸钙板的制备方法制备得到的硅酸钙板，按重量份计，所述硅酸钙板中包括废聚氨酯2～10份、水泥10～30份、非水泥类钙质材料30～40份、非水泥类硅质材料30～50份及增强纤维2～5份。
聚氨酯用于建材时，存在易燃等安全性问题。本申请利用硅酸钙板中无机成分水泥对废聚氨酯进行了包覆，解决了废聚氨酯易燃困扰的同时，可生产出阻燃性能较好、化学性质稳定的建筑板材。聚氨酯在硅酸钙板的水热合成过程中不会分解，利用其质轻、比强大、保温等性能，在保证硅酸钙板力学强度的基础上，降低了硅酸钙的密度，优化硅酸钙板的保温性能。本发明废旧聚氨酯回收兼硅酸钙板的制备工艺简单，无需消耗药剂，且不会造成二次污染。该工艺回收利用了废聚氨酯，实现资源循环利用。
附图说明
图1为本发明实施例1的硅酸钙板的制备方法流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明实施例提供一种硅酸钙板的制备方法，包括以下步骤：
a、将废聚氨酯粉末与水泥浆料混合得到聚氨酯水泥浆料；
b、将非水泥类钙质材料、非水泥类硅质材料、增强纤维及所述聚氨酯水泥浆料混合得到混合浆料；
c、将所述混合浆料进行流浆法成型；
d、将流浆法成型产物进行陈化；
e、将陈化产物进行水热反应；
f、将水热反应产物进行干燥。
聚氨酯用于建材时，存在易燃等安全性问题。本申请利用硅酸钙板中无机成分水泥对废聚氨酯进行了包覆，解决了废聚氨酯易燃困扰的同时，可生产出阻燃性能较好、化学性质稳定的建筑板材。聚氨酯在硅酸钙板的水热合成过程中不会分解，利用其质轻、比强大、保温等性能，在保证硅酸钙板力学强度的基础上，降低了硅酸钙的密度，优化硅酸钙板的保温性能。本发明废旧聚氨酯回收兼硅酸钙板的制备工艺简单，无需消耗药剂，且不会造成二次污染。该工艺回收利用了废聚氨酯，实现资源循环利用。
步骤a中，废聚氨酯的来源可以包括：生产厂的聚氨酯材料边角废料、聚氨酯材料模具溢出料、报废汽车和冰箱中的聚氨酯材料等。
在一些实施例中，步骤a得到聚氨酯水泥浆料的步骤为将废聚氨酯粉末分多次加入水泥浆料中进行混合。例如，分2～5次加入总预定重量份的废聚氨酯粉末。在一些实施例中，每次混合的步骤进行搅拌，通过搅拌使得废聚氨酯粉末包覆在水泥中。在一些实施例中，每次混合搅拌的时间可以为30min～60min。
在一些实施例中，废聚氨酯粉末的粒度可以为200目～400目。可以通过将废聚氨酯进行粉碎得到废聚氨酯粉末。
在一些实施例中，步骤b中，非水泥类钙质材料的粒度为200目～400目。在一些实施例中，非水泥类硅质材料的粒度为200目～400目。在一些实施例中，增强纤维的长度为2mm～4mm。
在一些实施例中，所述非水泥类硅质材料选自石英粉、粉煤灰及硅藻土中的一种或多种。在一实施例中，非水泥类硅质材料选自石英粉。在一实施例中，非水泥类硅质材料选自粉煤灰。在一实施例中，非水泥类硅质材料选自硅藻土。在一实施例中，非水泥类硅质材料选自石英粉、粉煤灰及硅藻土中的两种或多种。
在一些实施例中，所述非水泥类钙质材料选自生石灰及消石灰中的一种或多种。在实施例中，所述非水泥类钙质材料选自生石灰。在一实施例中，所述非水泥类钙质材料选自消石灰。在一实施例中，所述非水泥类钙质材料选自生石灰和消石灰的混合物。
在一些实施例中，步骤b中非水泥类钙质材料与非水泥类硅质材料混合物中的钙硅摩尔比为0.6～1.2。具体的，硅钙摩尔比可以为0.6～0.7、0.7～0.8、0.8～0.9、0.9～1.0、1.0～1.1或1.1～1.2。
在一些实施例中，水泥选自硅酸盐。硅酸盐水泥可以包括硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙及铁铝酸四钙中的一种或多种。
在一些实施例中，步骤b中的混合浆料中的固体质量分数为40％～60％。具体的，混合浆料中的固体质量分数为40％～45％、45％～50％、50％～55％或55％～60％。
在一些实施中，步骤b混合时间可以为0.5h～2h，混合中可以包括搅拌，从而将各组分混合均匀。具体的混合时间可根据生产量进行选择。
在一些实施例中，步骤c流浆法成型中的真空压力为0.02MPa～0.08MPa。
步骤d中，对流浆成型产物进行陈化，通过陈化，使得流浆成型产物的组份得到充分的反应，或使得悬浮物沉降，去除沉淀中包藏的杂质。通过陈化可以使得沉淀晶体生长增大晶体粒径，并使其粒径分布比较均匀。
在一实施例中，陈化的温度可以为20℃～30℃。在一实施例中，陈化的时间可以为3h～8h。
在一实施例中，步骤e水热反应的工艺参数为：饱和蒸气环境下，蒸压温度为170℃～185℃，蒸压压力为0.8MPa～1.2MPa。在一实施例中，水热反应的时间可以为6h～10h。
本发明实施例还提供上述任意实施例的硅酸钙板的制备方法制备得到的硅酸钙板，按重量份计，所述硅酸钙板中包括废聚氨酯2～10份、水泥10～30份、非水泥类钙质材料30～40份、非水泥类硅质材料30～50份及增强纤维2～5份。
本发明的硅酸钙板的制备方法解决了废聚氨酯材料难以回收利用的问题，且回收工艺简单、无需消耗药剂、不会造成二次污染。废聚氨酯易燃，使其回收产品使用范围受限。制备硅酸钙板时，将破碎好的废聚氨酯粉料添加到水泥浆料中，进行均匀包覆，利用水泥无机成分阻燃特性，形成A级不燃建材。利用聚氨酯材料的优良特性，生产出一种质轻、保温且符合市场需求的绿色建材产品硅酸钙板。
以下为具体实施例。
实施例1(参阅图1)：
(1)原料：
水泥为白色硅酸盐水泥。钙质材料为生石灰，粒度为200～400目。硅质材料为石英，粒度为200～400目。植物纤维为长度为2～4mm。
废聚氨酯为回收的报废汽车和冰箱中的聚氨酯泡沫。
(2)原料处理与配比
将废氨酯泡沫破碎至200～400目；
植物纤维加水捣浆成植物纤维浆料，浓度为30％～50％；
将废聚氨酯粉末平分成两次加入水泥浆料中得到聚氨酯水泥浆料，每段混匀时间为0.5～1h，水泥浆料中废聚氨酯和水泥的总质量浓度为30％～40％；
将钙质材料与硅质材料按钙硅比为0.6的比例配比。
(3)混匀工艺
将聚氨酯水泥浆料、植物纤维浆料、生石灰、石英混匀，混匀时间为0.5～2h，混匀浓度为45％。
(4)成型
混匀浆料经流浆法成型，真空压力为0.04MPa。
(5)陈化工艺
自然环境下常温陈化时间3h。
(6)水热合成工艺
蒸压釜设置工艺参数：饱和蒸气环境下，蒸压温度为175℃，蒸压压力为0.8MPa，蒸压时间为7h。
(7)烘干
自然降温、降压取出后，在100±5℃环境下烘干多余水分，即得成品。
经上述方法可制得密度为0.8g/cm3，导热系数为0.12W(m·K)，抗折强度可达到Ⅳ级的硅酸钙板。
实施例2：
(1)原料
水泥为白色硅酸盐水泥。钙质材料为生石灰，粒度为200目。硅质材料为石英、硅藻土、粉煤灰等，粒度为200目。植物纤维长度为2mm。废聚氨酯为回收的聚氨酯边角废料。
(2)原料处理与配比
将废聚氨酯材料破碎至200～400目；
植物纤维加水捣浆成植物纤维浆料，浓度为30％～50％；
将废聚氨酯粉末平分成三次加入水泥浆料中得到聚氨酯水泥浆料，每段混匀时间为0.5h，水泥浆料中废聚氨酯和水泥的总质量浓度为30％～40％；
将钙质材料与硅质材料按钙硅比为1:1的比例配比。
(3)混匀工艺
将植物纤维浆料、聚氨酯水泥浆料、生石灰、石英、硅藻土、粉煤灰混匀，混匀时间为1h，混匀浓度为40％～60％。
(4)成型
混匀浆料经流浆法成型，真空压力为0.08MPa。
(5)陈化工艺
自然环境下常温陈化时间8h。
(6)水热合成工艺
蒸压釜设置工艺参数：饱和蒸气环境下，蒸压温度为185℃，蒸压压力为1.0MPa，蒸压时间为8h。
(7)烘干
自然降温、降压取出后，在100±5℃环境下烘干多余水分，即得成品。
经上述方法可制得密度为0.7g/cm3，导热系数为0.11W(m·K)，抗折强度可达到Ⅳ级的硅酸钙板。
对比例1：
(1)原料
水泥为白色硅酸盐水泥。钙质材料为生石灰，粒度为200～400目。硅质材料为石英、硅藻土、粉煤灰，粒度为200～400目。植物纤维为长度为2～4mm。
废聚氨酯为回收的聚氨酯边角废料。
(2)原料处理与配比
将废聚氨酯材料破碎至200～400目。钙质材料与硅质材料按钙硅比为1:1.2的比例配比。
(3)混匀工艺
将废聚氨酯粉末、水泥、生石灰、石英、硅藻土、粉煤灰、植物纤维直接混匀，混匀时间为2h，混匀浓度为40％～60％；
(4)成型
混匀浆料经流浆法成型，真空压力为0.08MPa；
(5)陈化工艺
自然环境下常温陈化时间6h。
(6)水热合成工艺
蒸压釜设置工艺参数：饱和蒸气环境下，蒸压温度为170℃，蒸压压力为0.8MPa，蒸压时间为6h。
(7)烘干
自然降温、降压取出后，在100±5℃环境下烘干多余水分，即得成品。
经上述方法可制得密度为1g/cm3，导热系数为0.21W(m·K)的硅酸钙板。
对比例2：
(1)原料
水泥为白色硅酸盐水泥。钙质材料为生石灰、消石灰，粒度为200～400目。
硅质材料为石英、硅藻土、粉煤灰，粒度为200～400目。植物纤维为长度为2～4mm。
(2)原料处理与配比
钙质材料与硅质材料按钙硅比为0.6的比例配比。
(3)混匀工艺
将水泥、生石灰、消石灰、石英、硅藻土、粉煤灰、植物纤维混匀，混匀时间为2h，混匀浓度为40％～60％。
(4)成型
混匀浆料经流浆法成型，真空压力为0.06MPa。
(5)陈化工艺
自然环境下常温陈化时间5h。
(6)水热合成工艺
蒸压釜设置工艺参数：饱和蒸气环境下，蒸压温度为180℃，蒸压压力为1.2MPa，蒸压时间为8h。
(7)烘干
自然降温、降压取出后，在100±5℃环境下烘干多余水分，即得成品。
经上述方法可制得密度为1.5g/cm3，导热系数为0.23W(m·K)的硅酸钙板。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种硅酸钙板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将废聚氨酯粉末与水泥浆料混合得到聚氨酯水泥浆料；
b、将非水泥类钙质材料、非水泥类硅质材料、增强纤维及所述聚氨酯水泥浆料混合得到混合浆料；
c、将所述混合浆料进行流浆法成型；
d、将流浆法成型产物进行陈化；
e、将陈化产物进行水热反应；
f、将水热反应产物进行干燥。
2.根据权利要求1所述的硅酸钙板的制备方法，其特征在于，步骤a中所述废聚氨酯粉末分多次加入所述水泥浆料中进行混合。
3.根据权利要求2所述的硅酸钙板的制备方法，其特征在于，每次混合的步骤中都包含搅拌操作。
4.根据权利要求1所述的硅酸钙板的制备方法，其特征在于，所述废聚氨酯粉末的粒度为200目～400目；和/或，所述非水泥类钙质材料的粒度为200目～400目；和/或，所述非水泥类硅质材料的粒度为200目～400目；和/或，所述增强纤维的长度为2mm～4mm。
5.根据权利要求1所述的硅酸钙板的制备方法，其特征在于，所述非水泥类硅质材料选自石英粉、粉煤灰及硅藻土中的一种或多种；和/或，所述非水泥类钙质材料选自生石灰及消石灰中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的硅酸钙板的制备方法，其特征在于，步骤b中所述非水泥类钙质材料与所述非水泥类硅质材料混合物中的钙硅摩尔比为0.6～1.2。
7.根据权利要求1所述的硅酸钙板的制备方法，其特征在于，步骤b中的所述混合浆料中的固体质量分数为40％～60％。
8.根据权利要求1所述的硅酸钙板的制备方法，其特征在于，步骤c流浆法成型中的真空压力为0.02MPa～0.08MPa。
9.根据权利要求1所述的硅酸钙板的制备方法，其特征在于，步骤d陈化的温度为20℃～30℃；和/或，步骤d陈化的时间为3h～8h。
10.根据权利要求1所述的硅酸钙板的制备方法，其特征在于，步骤e水热反应的工艺参数为：饱和蒸气环境下，蒸压温度为170℃～185℃，蒸压压力为0.8MPa～1.2MPa；和/或，水热反应的时间为6h～10h。
11.一种根据权利要求1-10任一项所述的硅酸钙板的制备方法制备得到的硅酸钙板，其特征在于，按重量份计，所述硅酸钙板中包括废聚氨酯2～10份、水泥10～30份、非水泥类钙质材料30～40份、非水泥类硅质材料30～50份及增强纤维2～5份。
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